一种环保多线芯型防潮热敏线及其制备方法与流程

1.本发明属于消防灭火技术领域，具体涉及一种环保多线芯型防潮热敏线及其制备方法。


背景技术：

2.热敏线是与灭火装置相连的线性结构，可作为自动灭火装置的引发器，其由表面覆盖热敏材料的多线芯或单线芯构成，当环境温度达到热敏线的启动温度后，热敏线自燃，带动与其相连的灭火装置启动，实现非电启动灭火从而控制火灾。
3.中国专利cn111689824a公开了一种热敏线及其制备方法，其将感温可燃剂、安定剂、消焰剂、性能调节剂和溶剂进行混合与塑化，塑化后压制成药条，药条晾干后进行切药并完成烘干制备得到热敏线，使热敏线能在额定温度范围内启动、具有较强的柔韧性，误触率低；中国专利cn113912465a公开了防潮防水热敏线及其制备方法，其在热敏药芯外套裹了套管，且热敏药芯一端与连接端子连接，连接端子外套装有套头，使热敏线具有良好的防潮防水性，提高了整套灭火装置的启动传火性能。
4.但目前制备的热敏线都是采用传统的单一线芯，热敏线的燃烧速度是确定唯一的，而随着自动灭火装置应用范围的扩大，对热敏线的燃烧速度的要求也变得多样，如在配电柜中使用时，由于配电柜本身的体积小，使用的热敏线长度较短，因此不需要很快的燃烧的速度就能迅速启动灭火；而当在电池箱或储能柜等体积较大的装置中使用时，热敏线布置在箱体内的长度较长，最远端离灭火装置较远，需要较快的灭火装置。因此单一一种燃烧速度的热敏线已经不能满足实际需求。
5.同时常规的热敏线长时间处于过于干燥的环境中时燃烧药剂会发生干裂，造成热敏线启动燃烧后发生不规律变化，严重时会造成断火，导致热敏线不能及时启动灭火装置而使火灾进一步蔓延，给生命财产安全带来严重威胁。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种环保多线芯型防潮热敏线及其制备方法，制备得到的热敏性不仅具有良好的防潮性，还能实现不同燃速的调节。
7.本发明采用的技术方案如下：
8.本发明提供一种环保多线芯型防潮热敏线，由导热线芯，燃烧药剂和防潮层组成；其中导热线芯包括棉线，铜线和铝线中的任意一种或多种缠绕而成的两线芯、三线芯或四线芯。
9.优选的，所述导热线芯的截面直径为1.4-3.0mm。
10.优选的，所述棉线、铜线和铝线的直径为0.5-0.9mm。
11.优选的，所述燃烧药剂按重量份数计算由10-50％氧化剂、1-10％热稳定剂、1-5％笛音剂、5-50％还原剂、10-70％热敏剂组成。
12.优选的，所述氧化剂为硝酸钾，高氯酸钾，高氯酸钠，氯酸钾，硝酸铵和高氯酸铵中
的任一种；优选的，所述热稳定剂为氧化铜，三氧化二铁，氧化银，氧化锌，氧化锰，氧化锑，氧化铋和二茂铁中的任一种。
13.优选的，所述笛音剂为对苯二甲酸氢钾，邻苯二甲酸氢钾，苯甲酸氢钾，苯甲酸氢钠中的任一种。
14.优选的，所述还原剂为铝粉，银粉，铜粉，钛粉，锆粉和硅粉中的任一种。
15.优选的，所述热敏剂为硝化棉或双基药。
16.优选的，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的任一种；所述防潮层为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任一种。
17.本发明还提供一种环保多线芯型防潮热敏线的制备方法，具体包括以下步骤：
18.(1)将氧化剂、热稳定剂、笛音剂、还原剂和热敏剂加入到溶剂中，搅拌4-6h使其充分混合，形成均一药浆；
19.(2)将线芯缠绕并过均一药浆使线芯上燃烧药剂，25-60℃下干燥12-48h，得到药芯；
20.(3)将防潮层原料置于熔融挤出机中，混炼均匀后备用；
21.(4)将药芯通过挤出机包覆一层防潮层，过水冷却定型得到热敏线。
22.本发明的有益效果为：本发明利用棉线、铜线、铝线中的任意一种或多种制备得到的两线芯、三线芯和四线性，通过调整线芯的组成结构制备得到的了具有不同燃烧速度的导热线芯，然后将导热线芯通过燃烧药剂的药浆，制备得到的药芯；最后通过在药芯上包覆防潮层制备得到热敏线。该热敏线具有不同的燃烧速度，可以应用于不同的灭火装置和灭火场所，此外在最外部包覆的防潮层可以提高热敏线的防潮性、抗盐腐性等，提高热敏线的抗逆能力，降低储存要求、延长储存时间。
23.本发明采用氧化铜、氧化银、三氧化铁等非重金属氧化物作为热稳定剂，采用铝粉、银粉、铜粉、铁粉、硅粉等作为还原剂，避免在热敏线中引入重金属，符合环保要求，降低了热敏线燃烧后产生的物质对环境和生物的危害，防止污染。
24.本发明在燃烧药剂中加入笛音剂，使热敏线在稍稍过程中会发出尖啸声，给灭火装置附近的人员示警，提醒及时避让和撤离，防止灭火装置的突然启动给附近人员带来伤害，避免次生灾害的发生。
具体实施方式
25.下述实施例仅为本发明的优选实施例，而不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求书记载的内容为准。本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下对本发明的技术方案进行修改、替换都落入到本发明的保护范围之内。
26.下述实施例中棉线的直径为0.7mm，铜线的直径为0.9mm，铝线的直径为0.5mm。
27.实施例1
28.将10％的硝酸钾，10％的氧化铜，5％的对苯二甲酸氢钾，20％的银粉，55％的硝化棉加入到等质量的无水乙醇中，搅拌4h后形成均一药浆；将2根棉线缠绕后形成截面直径为1.4mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于30℃下干燥24h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防
潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
29.实施例2
30.将30％硝酸钾，5％三氧化二铁，3％对苯二甲酸氢钾，20％铜粉，42％硝化棉加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将1根棉线和1根铜线缠绕后形成截面直径为1.6mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于30℃下干燥24h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚丙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
31.实施例3
32.将34％高氯酸钾，5％二茂铁，3％对苯二甲酸氢钾，20％铝粉，38％硝化棉加入到等质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将3根棉线缠绕后形成截面直径为2.1mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于30℃下干燥24h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚碳酸酯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
33.实施例4
34.将45％高氯酸钠，2％氧化铋，4％邻苯二甲酸氢钾，30％钛粉，29％硝化棉加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将2根棉线和1根铜线缠绕后形成截面直径为2.3mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于40℃下干燥24h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆乙烯-醋酸乙烯酯共聚物作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
35.实施例5
36.将50％高氯酸铵，1％氧化锑，2％邻苯二甲酸氢钾，37％锆粉，10％硝化棉加入到5倍质量的无水甲醇中，搅拌4h后形成均一药浆；将1根棉线和2根铜线缠绕后形成截面直径为2.3mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于40℃下干燥18h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚对苯二甲酸乙二醇酯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
37.实施例6
38.将20％硝酸铵，8％氧化锰，4％邻苯二甲酸氢钾，50％硅粉，18％硝化棉加入到3倍质量的无水甲醇中，搅拌4h后形成均一药浆；将3根铜线缠绕后形成截面直径为2.7mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于40℃下干燥18h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚氯乙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
39.实施例7
40.将25％硝酸铵，8％氧化银，5％苯甲酸氢钾，12％银粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将4根棉线缠绕后形成截面直径为2.8mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚苯乙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
41.实施例8
42.将25％氯酸钾，8％氧化锌，5％苯甲酸氢钾，12％硅粉，50％双基药加入到3倍质量
的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将2根棉线和2根铝线缠绕后形成截面直径为2.4mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚酰胺作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
43.实施例9
44.将25％硝酸铵，8％氧化银，5％苯甲酸氢钾，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将1根棉线和3根铝线缠绕后形成截面直径为2.2mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并并通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
45.实施例10
46.将25％硝酸铵，8％氧化银，5％苯甲酸氢钠，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将4根铝线缠绕后形成截面直径为2.0mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
47.对比例1
48.将25％硝酸铵，8％氧化银，5％苯甲酸氢钠，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮溶液中，搅拌6h后形成均一药浆；将药浆直接过挤出机挤出，待固化成型后形成热敏线。
49.对比例2
50.将25％硝酸铵，8％氧化银，5％苯甲酸氢钠，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌6h后形成均一药浆；将4根铝线缠绕后形成截面直径为2.0mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h后形成热敏线。
51.对比例3
52.将25％硝酸铵，8％氧化银，5％苯甲酸氢钠，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌6h后形成均一药浆；将药浆直接过挤出机挤出，待固化成型后再次通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
53.对比例4
54.将25％硝酸铵，8％中定剂2号，5％对苯二甲酸氢钾，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将4根铝线缠绕后形成截面直径为2.0mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防潮层，初步成型后通过冷水进行冷却，最终得到成型的热敏线。
55.对比例5
56.将25％硝酸铵，4％中定剂2号，4％氧化银，5％邻苯二甲酸氢钾，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮中，搅拌4h后形成均一药浆；将4根铝线缠绕后形成截面直
径为2.0mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防潮层，初步成型后通过冷水进行冷却，最终得到成型的热敏线。
57.对比例6
58.将25％硝酸铵，8％氧化银，12％铝粉，50％双基药加入到3倍质量的无水丙酮溶液，搅拌4h后形成均一药浆；将4根铝线缠绕后形成截面直径为2.0mm的导热线芯，然后将导热线芯通过均一药浆进行蘸药，形成药芯，随后将药芯至于55℃下干燥12h；然后将干燥后的药芯通过引线机，并通过挤出机在药芯外包覆聚乙烯作为防潮层，初步成型后通过水槽进行冷却，最终得到成型的热敏线。
59.实施例11
60.将上述实施例和对比例中制备得到的16种热敏线进行防潮、盐腐以及高温干燥老化实验，检测不同配方制备得到的热敏线的理化性质。
61.(1)将制备得到的热敏线放置于95％湿度的环境中，48h后进行引燃测试，检测是否能够正常燃烧；
62.(2)将制备得到的热敏线置于盐雾箱中，用浓度为51％，ph在6.5-7.2之间的氯化钠水溶液进行喷雾测试，其中沉降量为1-2ml/h/80cm2，温度为35℃，7d后取出进行引燃测试，检测是否能够正常燃烧；
63.(3)将制备得到热敏线置于高温干燥箱中，保持温度为105℃，7d后取出并反复折拧20次，剖开热敏线的防潮层记录热敏线的药芯和药剂状态；
64.(4)将制备得到的热敏线直接进行点燃测试，观察热敏线在燃烧过程中是否产生尖啸声。
65.表1不同配方制备的热敏线的引燃测试结果
66.[0067][0068]
表1数据表明，实施例1-10制备的不同材质线芯的热敏线具有多种燃烧速度，其中两线芯的燃烧速度为5-9s/m，三线芯的燃烧速度为5-8s/m，四线芯的燃烧速度为4-8s/m。表明可以通过调整线芯的组成以及数量制备得到不同燃烧速度的热敏线，从而符合多种应用场景。同时通过在制备得到的热敏线外部包覆一层防潮层，可以有效增加热敏线的防潮性和抗盐腐性，使热敏线在恶劣环境中仍然更够正常引燃，扩大了应用范围。高温实验表明，采用金属氧化物完全替代中定剂2号作为热稳定剂，可以有效增加了热敏线的柔性，多次折拧而不断，并防止热敏线在高温环境中药剂发生龟裂，从而在降低了因热敏线燃速不稳定甚至断火对灭火效果的影响。此外在热敏线中加入笛音剂，可以显著提高热敏线在燃烧过程中产生的音量，在不影响热敏线的燃烧性能的前提下带来警示作用，提示灭火装置周围的人员灭火装置即将启动，使人员快速避让撤离，避免产生其他次生灾害。

技术特征：
1.一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：由导热线芯，燃烧药剂，防潮层组成；所述导热线芯包括棉线，铜线和铝线中的任意一种或多种缠绕而成的两线芯、三线芯或四线芯。2.根据权利要求1所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述导热线芯的截面直径为1.4-3.0mm。3.根据权利要求1所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述棉线、铜线和铝线的直径为0.5-0.9mm。4.根据权利要求1所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述燃烧药剂按重量份数计算由10-50%氧化剂、1-10%热稳定剂、1-5%笛音剂、5-50%还原剂、10-70%热敏剂组成。5.根据权利要求4所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述氧化剂为硝酸钾，高氯酸钾，高氯酸钠，氯酸钾，硝酸铵和高氯酸铵中的任一种；所述热稳定剂为氧化铜，三氧化二铁，氧化银，氧化锌，氧化锌，氧化锰，氧化锑，氧化铋和二茂铁中的任一种。6.根据权利要求4所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述笛音剂为对苯二甲酸氢钾，邻苯二甲酸氢钾，苯甲酸氢钾，苯甲酸氢钠中的任一种。7.根据权利要求4所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述还原剂为铝粉，银粉，铜粉，钛粉，锆粉，镍粉，锌粉和硅粉中的任一种。8.根据权利要求4所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述热敏剂为硝化棉或双基药。9.根据权利要求4所述的一种环保多线芯型防潮热敏线，其特征在于：所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯中的任一种；所述防潮层为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任一种。10.一种权利要求1-9任一项所述的环保多线芯型防潮热敏线的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将氧化剂、热稳定剂、笛音剂、还原剂和热敏剂加入到溶剂中，搅拌4-6h使其充分混合，形成均一药浆；（2）将线芯缠绕并过均一药浆使线芯上燃烧药剂，25-60℃下干燥，得到药芯；（3）将防潮层原料置于熔融挤出机中，混炼均匀后备用；（4）将药芯通过挤出机包覆一层防潮层，过水冷却或风冷定型得到热敏线。

技术总结
本发明公开了一种环保多线芯型防潮热敏线及其制备方法，热敏线由导热线芯、燃烧药剂和防潮层组成，导热线芯以一种或多种材料缠绕组成导热线芯，其外部裹有由氧化剂、热稳定剂、笛音剂、还原剂以及热敏剂制备得到的均一燃烧药剂，干燥后再采用挤出工艺包覆一层防潮层，使热敏线不仅提供了多种燃速的选择，还具有优越的防潮性能。在热敏线中引入笛音剂，可以在灭火前起到警示作用。此外本发明仅使用金属氧化物作为热稳定剂，保证了热敏线的燃烧稳定性的同时使热敏线在长期干燥环境中燃烧药剂不龟裂，延长使用寿命，扩大应用范围。扩大应用范围。


技术研发人员：黄瑞 卢发贵 刘心宇 邹蓓蓓 付巧宇 郑莉莉
受保护的技术使用者：湖北及安盾消防科技有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/17