一種棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用基包裝涂層及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計(jì)包裝材料涂層領(lǐng)域，尤其涉及一種棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在棉花的工藝生產(chǎn)均已呈現(xiàn)出比較成熟的態(tài)勢，然而由于棉花本身有著易燃的 特點(diǎn)，使其在生產(chǎn)和運(yùn)輸儲(chǔ)存的過程中有許多要注意的問題。例如在2013年7月1號(hào)18 時(shí)許，在中儲(chǔ)棉山西候馬代儲(chǔ)庫發(fā)生了一次火災(zāi)，過火面積約1.05萬平方米，大約燒毀了 2. 46噸棉花。其起火原因是由于露天垛堆在雷雨天中遭受"雷擊"造成，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到5億 元。另外在工藝生產(chǎn)的過程中，由于其流程長，工序多，機(jī)械設(shè)備復(fù)雜，數(shù)量大，機(jī)器排列密 集，通道窄小，機(jī)器設(shè)備轉(zhuǎn)速快。使得火災(zāi)發(fā)生率較高，危害性較大。且一旦發(fā)生火災(zāi)，由于 蔓延途徑多，極易發(fā)生大面積立體火。與此同時(shí)，火災(zāi)事故的危害巨大，后果嚴(yán)重，輕則燒毀 原料和產(chǎn)品，重則徹底毀壞機(jī)器或造成人員傷亡。例如在新疆的某新建乳花企業(yè)，在生產(chǎn)線 試乳一段時(shí)間后進(jìn)行停機(jī)檢修，這時(shí)有棉農(nóng)過來售棉，鏟棉車將籽棉卸到離喂花機(jī)較近的 位置。清卸完畢時(shí)就發(fā)現(xiàn)剛卸下的棉堆起火，造成20噸籽棉和一臺(tái)喂花機(jī)直接燒毀。
[0003] 針對(duì)棉包易燃的特點(diǎn)，許多企業(yè)在生產(chǎn)和存儲(chǔ)的過程中都會(huì)實(shí)施一系列的防火措 施。而現(xiàn)在一般有以下幾種防火方式。第一：在廠址的選擇上，尤其是棉花收購站和乳花 廠，盡量選擇遠(yuǎn)離公路干道，以避免過往行人，車輛給棉垛等帶來安全隱患。第二：對(duì)于廠區(qū) 的設(shè)計(jì)要合理，針對(duì)不同區(qū)域設(shè)置隔離板隔開。并且對(duì)廠區(qū)的實(shí)際情況按照相關(guān)規(guī)范對(duì)避 雷設(shè)備進(jìn)行布置，還有就是對(duì)棉垛的間距也要設(shè)置恰當(dāng)。第三：配備相應(yīng)的消防設(shè)施，能夠 保證在起火的時(shí)候以最快的速度進(jìn)行滅火處理。
[0004] 對(duì)于大型棉場的防火預(yù)警設(shè)施。絕大部分都是只有一個(gè)溫度和濕度的監(jiān)測。并且 派專人進(jìn)行監(jiān)督管理，在倉庫內(nèi)禁止吸煙。當(dāng)溫度或濕度過高時(shí)，通過通風(fēng)窗通風(fēng)來降低。 而在生產(chǎn)的過程中，一般是對(duì)機(jī)器加裝警報(bào)裝置使其能夠在溫度或速度超過某個(gè)預(yù)設(shè)值時(shí) 就報(bào)警，杜絕因?yàn)闇囟冗^高而發(fā)生火災(zāi)的可能。
[0005] 巰基酯因?yàn)樗陨頁碛袔€基基團(tuán)化合物，這種化合物具有強(qiáng)烈的刺激性氣味，所 以可以實(shí)現(xiàn)預(yù)警的功能。現(xiàn)在這種技術(shù)已經(jīng)成熟運(yùn)用到液化氣泄露的實(shí)際生活中去了。在 我們現(xiàn)在使用液化氣時(shí)，我們都知道在開了液化氣而火卻熄了的時(shí)候，過一段時(shí)間就會(huì)聞 到一股刺激難聞的氣味。從而讓人們意識(shí)到液化氣沒關(guān)，避免了液化氣泄漏事件的發(fā)生。
[0006] 給棉包包裝用的低密度聚乙烯薄膜表面涂覆帶有巰基酯的涂料，制備具有防火預(yù) 警功能的包裝材料，這種包裝材料在棉花達(dá)到燃點(diǎn)之前的預(yù)警溫度時(shí)即可分解放出巰基酯 類信號(hào)氣體，配合傳感器陣列使用，在棉花發(fā)生燃燒之前通知管理人員對(duì)危險(xiǎn)棉包進(jìn)行移 走或噴水降溫處理。這種方法的好處是，它不受棉包擺放和堆積方式的限制，也少了人為的 監(jiān)管。以此可以減少堆放的使用面積，在人力和財(cái)力上都會(huì)有很大的改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了解決大型棉包場大量堆放棉包時(shí)的防火預(yù)警問題，采用創(chuàng)新 方法在棉包可能發(fā)生燃燒之前提前釋放出火災(zāi)預(yù)警信號(hào)，給予棉包場看管人員足夠的預(yù)警 時(shí)間進(jìn)行處理潛在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
[0008] 本發(fā)明的基礎(chǔ)思想為在棉包溫度上升，在溫度達(dá)到燃點(diǎn)前，及時(shí)釋放出來信號(hào)氣 體，該氣體在自然界中不常見，具有特殊味道和能夠觸發(fā)相應(yīng)的檢測元件進(jìn)行報(bào)警。
[0009] 本發(fā)明一種棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層，其原料組成由質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為： 巰基酯（10, 11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯，阿拉丁試劑公司）5-10份， 氯化低密度聚乙烯(煙臺(tái)宏悅化工原料有限公司） 18 - 23份， 二甲苯 10份， 水 60份， 十八烷基三甲基氯化銨 2份。
[0010] 以上組分經(jīng)攪拌機(jī)攪拌均勻后即可成為可涂覆于低密度聚乙烯薄膜表面。
[0011] 其中所述巰基酯的特征為帶有15-50個(gè)碳的長鏈或多圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，如：10, 11-2巰 基-十八烷酸巰基乙酯，阿拉丁試劑公司，結(jié)構(gòu)如下所示：
[0012] 在特定溫度下會(huì)分解放出可揮發(fā)的巰基化合物，例如巰基甲烷，該化合物在較低 濃度下既有特殊濃烈氣味，易被人類嗅覺和電子檢測器檢出。巰基酯經(jīng)過微球包覆保護(hù)，以 保證在低密度聚乙烯加工溫度下不會(huì)提前釋放出巰基化合物。
[0013] 上述棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層的制作方法，按照下述步驟進(jìn)行： (1)涂料的制備：按配比將巰基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯 化銨在混合機(jī)中進(jìn)行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的原料即可作為棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用基包裝涂 層。
[0014](2)對(duì)薄膜進(jìn)行電暈處理：將低密度聚乙烯薄膜使用電暈設(shè)備對(duì)其一面進(jìn)行電暈 處理。
[0015](3)低密度聚乙烯包裝涂層制備：將低密度聚乙烯薄膜電暈好的一面使用涂覆設(shè) 備對(duì)其進(jìn)行涂覆處理，使其形成涂層。
[0016] (4)防火預(yù)警系統(tǒng)測試：將制備好的包裝涂層進(jìn)行升溫，在130°C左右時(shí)，會(huì)釋放 出特殊氣味，由相應(yīng)的傳感器檢測并進(jìn)行報(bào)警。
[0017] 有益效果：本發(fā)明通過簡便的加工工藝，在低密度聚乙烯薄膜表面通過涂覆帶有 巰基酯的涂料，調(diào)節(jié)配比，制備出具有防火預(yù)警功能的包裝涂層，同時(shí)保留低密度聚乙烯的 熱穩(wěn)定性和加工性，生產(chǎn)方法相對(duì)簡單，通用性好。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 通過以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，本發(fā)明并不受這些實(shí)施例的限制。
[0019] 棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層的制作方法，需要攪拌機(jī)，電暈設(shè)備以及涂覆設(shè)備 進(jìn)行制備。
[0020] 棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層經(jīng)攪拌機(jī)對(duì)不同配比的原料進(jìn)行涂料的制備后，再 使用涂覆設(shè)備對(duì)低密度聚乙烯薄膜的電暈面進(jìn)行涂覆處理。所得的低密度聚乙烯涂層可適 用于不同需求的包裝產(chǎn)品。
[0021] 性能測試方法：將低密度聚乙烯薄膜電暈處理后進(jìn)行涂覆形成涂層，再自主設(shè)置 相應(yīng)的加熱報(bào)警裝置，對(duì)其進(jìn)行加熱測試，并驗(yàn)證其防火預(yù)警功能。
[0022] 實(shí)施例1 配方：巰基酯（10, 11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯，阿拉丁試劑公司）5份，氯化低密度 聚乙烯（煙臺(tái)宏悅化工原料有限公司）23份，二甲苯10份，水60份，十八烷基三甲基氯化 銨2份；先采用攪拌混合設(shè)備，在高速混合機(jī)中使巰基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水， 十八烷基三甲基氯化銨充分混合，形成涂料。再將低密度聚乙烯薄膜(江蘇宏達(dá)塑料有限公 司）使用電暈設(shè)備對(duì)其一面進(jìn)行電暈處理。而后使用涂覆設(shè)備將制備好的涂料均勻涂覆在 低密度聚乙烯的電暈面使之形成低密度聚乙烯包裝薄膜涂層。將布設(shè)有傳感器的房間內(nèi)安 置程序控溫裝置，將制備的低密度聚乙烯基包裝涂層放置在程序控溫裝置內(nèi)勻速升溫，測 試能否在棉花燃點(diǎn)之前產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0023] 實(shí)施例2 配方：巰基酯（10, 11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯，阿拉丁試劑公司）7. 5份，氯化低密 度聚乙烯(煙臺(tái)宏悅化工原料有限公司）20. 5份，二甲苯10份，水60份，十八烷基三甲基氯 化銨2份；先采用攪拌混合設(shè)備，在高速混合機(jī)中使巰基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯， 水，十八烷基三甲基氯化銨充分混合，形成涂料。再將低密度聚乙烯薄膜(江蘇宏達(dá)塑料有 限公司）使用電暈設(shè)備對(duì)其一面進(jìn)行電暈處理。而后使用涂覆設(shè)備將制備好的涂料均勻涂 覆在低密度聚乙烯的電暈面使之形成低密度聚乙烯包裝薄膜涂層。將布設(shè)有傳感器的房 間內(nèi)安置程序控溫裝置，將制備的低密度聚乙烯基包裝涂層放置在程序控溫裝置內(nèi)勻速升 溫，測試能否在棉花燃點(diǎn)之前產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0024] 實(shí)施例3 配方：巰基酯（10, 11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯，阿拉丁試劑公司）10份，氯化低密度 聚乙烯(煙臺(tái)宏悅化工原料有限公司）18份，二甲苯1份，水6份，十八烷基三甲基氯化銨2 份；先采用攪拌混合設(shè)備，在高速混合機(jī)中使巰基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八 烷基三甲基氯化銨充分混合，形成涂料。再將低密度聚乙烯薄膜(江蘇宏達(dá)塑料有限公司） 使用電暈設(shè)備對(duì)其一面進(jìn)行電暈處理。而后使用涂覆設(shè)備將制備好的涂料均勻涂覆在低密 度聚乙烯的電暈面使之形成低密度聚乙烯包裝薄膜涂層。將布設(shè)有傳感器的房間內(nèi)安置程 序控溫裝置，將制備的低密度聚乙烯基包裝涂層放置在程序控溫裝置內(nèi)勻速升溫，測試能 否在棉花燃點(diǎn)之前產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0025] 對(duì)比例4 (低密度聚乙烯薄膜） 配方：低密度聚乙烯薄膜(江蘇宏達(dá)塑料有限公司） 將布設(shè)有傳感器的房間內(nèi)安置程序控溫裝置，再將低密度聚乙烯基包裝材料放置在程 序控溫裝置內(nèi)勻速升溫，測試能否在棉花燃點(diǎn)之前產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
[0026] 表1報(bào)警測試結(jié)果

表1給出了報(bào)警測試結(jié)果。從表中數(shù)據(jù)可以看出，本專利提供的棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用 包裝涂層及其制備方法，能夠在現(xiàn)有的成型設(shè)備基礎(chǔ)上通過涂覆實(shí)現(xiàn)包裝材料的防火預(yù)警 功能，適用于棉包用包裝涂層。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層，其特征在于其原料組成以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為： 巰基酯（10, 11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯）5-10份， 氯化低密度聚乙烯 18 - 23份， 二甲苯 10份， 水 60份， 十八烷基三甲基氯化銨 2份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層，其特征在于其中巰基酯 的特征為帶有15-50個(gè)碳的長鏈或多圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，如：10, 11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯， 阿拉丁試劑公司，在特定溫度下會(huì)分解放出可揮發(fā)的巰基化合物，例如巰基甲烷，該化合物 在較低濃度下既有特殊濃烈氣味，易被人類嗅覺和電子檢測器檢出。3. 權(quán)利要求1所述的棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用包裝涂層的制作方法，其特征在于按照下述 步驟進(jìn)行： (1) 涂料的制備：按配比將巰基酯，氯化低密度聚乙烯，二甲苯，水，十八烷基三甲基氯 化銨在混合機(jī)中進(jìn)行混合反應(yīng)，混合反應(yīng)后的原料即可作為棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用基包裝涂 層； (2) 對(duì)薄膜進(jìn)行電暈處理：將低密度聚乙烯薄膜使用電暈設(shè)備對(duì)其一面進(jìn)行電暈處 理； (3) 低密度聚乙烯包裝涂層制備：將低密度聚乙烯薄膜電暈好的一面使用涂覆設(shè)備對(duì) 其進(jìn)行涂覆處理，使其形成涂層； (4) 防火預(yù)警系統(tǒng)測試：將制備好的包裝涂層進(jìn)行升溫，在130°C左右時(shí)，會(huì)釋放出特 殊氣味，由相應(yīng)的傳感器檢測并進(jìn)行報(bào)警。
【專利摘要】本發(fā)明一種棉包防火預(yù)警系統(tǒng)用基包裝涂層及制備方法，屬于火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)與包裝材料涂層領(lǐng)域。其組分成分和重量份數(shù)配比為：巰基酯（10,11-2巰基-十八烷酸巰基乙酯）5-10份，氯化低密度聚乙烯18—23份，二甲苯10份，水60份，十八烷基三甲基氯化銨2份。其作用原理是在棉包堆放區(qū)安裝巰類化合物傳感器陣列，使涂覆在低密度聚乙烯膜上的巰基酯類在棉包區(qū)域溫度達(dá)到棉花燃點(diǎn)之前會(huì)分解放出巰基化合物，這種化合物被傳感器探測并發(fā)出警報(bào)從而達(dá)到防火預(yù)警的作用。本發(fā)明材料相對(duì)簡單，預(yù)防火災(zāi)實(shí)用性強(qiáng)。
【IPC分類】C08L23/06, C09D7/12, C08J7/04, C09D123/28
【公開號(hào)】CN105131737
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510624894
【發(fā)明人】李錦春, 陶慶忠, 張鑫
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月28日