[發(fā)明專利]碳酸硅組合物及其制備和應用方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180073569.5
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN103813835A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設計）人: W·B·卡爾森;G·D·費倫
• 申請（專利權）人: 英派爾科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: A62D1/00
• 分類號: A62D1/00
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權代理有限公司 11127
• 代理人: 龐東成;解延雷

背景技術

除非本文中另外指出，本節(jié)所述的材料對于本申請的權利要求而言并非現(xiàn)有技術，且并非通過包括本節(jié)而承認其為現(xiàn)有技術。

火災和其它燃燒過程為人和自然等帶來可能的危險。當不受控制時，火災和燃燒可能快速造成損害。已經(jīng)開發(fā)出致力于減輕該損害的多種材料和裝置。通常，此類材料和裝置可分為兩種常見的組：窒息劑和化學抑制劑。

窒息劑起到阻止氧氣到達火焰的作用，由此基本使火災“哽滅”。窒息劑的實例包括水和磷酸鹽，但也存在其他試劑。在某些情況下，窒息劑可能不足以控制大型或者蔓延中的火災。此外，許多窒息劑本身具有負面效果。舉例而言，磷酸鹽可能阻止植物生長并可能具有其它負面效果。

化學抑制劑通常包括氯或溴，并被設計來均裂式分解，這意味著化學鍵斷裂而形成中性分子和兩個自由基。所述自由基與燃燒過程中的氧和自由基結合，以阻止燃燒進程。雖然化學抑制劑在控制大型或蔓延中的火災方面趨于比窒息劑更為有效，但許多化學抑制劑也具有負面效果。特別是，許多化學抑制劑可能產(chǎn)生鹵代烴，后者會耗盡臭氧層。

發(fā)明內容

本發(fā)明總體上公開了包含碳酸硅(Si(CO₃)₂)作為阻燃性組合物的裝置、材料以及裝置和材料的制造方法。在一個實例中，本發(fā)明描述了包含碳酸硅和至少一種推進劑的滅火組合物。所述碳酸硅可以是例如漿液、泡沫或粉末的形式。

在另一實例中，本發(fā)明描述了包含材料和碳酸硅的阻燃性材料。所述材料可以是非阻燃性材料，從而使碳酸硅的添加能夠為該材料賦予阻燃性，或者所述材料可以是阻燃性材料，從而使碳酸硅的添加能夠改善該材料的阻燃性。

在又一實例中，本發(fā)明描述了阻燃性木質材料的制造方法。該方法包括將碳酸硅分散在溶劑中以形成混合物并將該混合物施加到材料內或材料上。

前述概要僅為說明性而并非意在以任何方式進行限制。除了上文所述的說明性方面、實施方式和特征以外，通過參照附圖和下面的具體實施方式，其它方面、實施方式和特征將變得顯而易見。

附圖說明

在附圖中，圖1說明了根據(jù)至少某些實施方式配置的滅火器裝置的實例。

具體實施方式

在以下具體實施方式中參照了形成其一部分的附圖。在圖中，相同的符號通常指示相同的組成部分，除非上下文另外指出。具體實施方式、附圖和權利要求中所描述的說明性實施方式并非意在限制。在不背離本文所呈現(xiàn)的主題內容的主旨或范圍的情況下，可以利用其它的實施方式，也可以進行其它變化。容易理解的是，如本文一般性描述的本發(fā)明的各方面可以以多種多樣的不同設置進行排列、替換、合并、拆分和設計，而這些均在本文中得到明確預期。

本發(fā)明公開了包含碳酸硅(Si(CO₃)₂，CAS1000286-59-8)作為阻燃劑的裝置、材料以及所述材料的制造和應用方法。在某些實例中，有利的是，利用碳酸硅作為阻燃性組合物。

二氧化硅可以容易地制備，且可從多種來源商購獲得。二氧化硅(SiO₂)與二氧化碳(2(CO₂))反應而形成碳酸硅(Si(CO₃)₂)。二氧化硅(也稱硅石)常見于自然中，例如作為砂或石英。二氧化碳在自然中同樣地普遍存在，且能夠利用包括例如空氣蒸餾和各種酸與金屬碳酸鹽的反應在內的許多過程分離得到。所得產(chǎn)物碳酸硅是無毒且穩(wěn)定的物質。另外，碳酸硅可能是相對廉價的材料，其可以是許多其它過程的副產(chǎn)物，例如利用石英和其它二氧化硅材料從大氣中隔離二氧化碳的過程。

碳酸硅能夠熱分解。碳酸硅能夠在接觸高水平的熱量時充當阻燃劑。在等于或高于約350℃的溫度時，碳酸硅分解回至二氧化硅和二氧化碳，這是上述生成反應的對峙反應。二氧化碳能有效地充當化學抑制劑，而二氧化硅能有效地充當窒息劑。此外，二氧化碳和二氧化硅各自是相對無毒、無腐蝕性且穩(wěn)定的。結果可以是一種安全且有效的對抗或阻止火災的手段。

二氧化碳在高溫通常為氣體。二氧化碳氣體比氧氣重，因此其起到置換火焰周圍的氧氣的作用，從而如上所述有效地使火“哽滅”。

二氧化硅在高溫通常為固體。特別是，當二氧化硅在高于其玻璃化轉變溫度(約600℃)時，其可處于有助于使燃燒窒息的宏觀尺寸的浮巖樣固體形式。