本发明属于固体化学氧源配方技术领域,涉及一种氧烛药。
背景技术:
近年,随着固体化学制氧技术的不断提高,大部分煤矿井下压缩氧的氧气氧源逐渐被取代。压缩氧的氧气钢瓶重量大,维护成本高,属于高压容器,且不易于在煤矿井下储存。
固体化学氧气装置是由富氧氯酸盐或高氯酸盐在催化剂作用下,通过热分解产生氧气的原理而研制出的一种应急救援装置。其特点是:储存时间长、体积小;氧密度大,是同体积压缩氧的3~4倍,大氧烛储存和使用均在常压状态下,无高压危险;此外,固体化学氧气装置免维护,可大大降低维护费用。因此固体化学氧气装置作为救生应急氧源,现已广泛用于避难场所、矿山、航空航天、潜艇、医用及民用等领域。
然而,由于目前国内外固体化学氧大氧烛的配方体系中,通常加入昂贵的除氯剂,使配方容易吸潮,放氧稳定性差,进而影响大氧烛的产氧速度。
技术实现要素:
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种氧烛药。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
这种氧烛药,包括引燃层、发热层及生氧层,所述发热层设置在引燃层与生氧层之间;
所述生氧层包括以下质量百分比的原料:79%~85%氯酸盐,0.5%~8%高氯酸盐,1.5%~5%催化剂,0~3%燃料,1%~5%延缓剂和1.0%~3%粘结剂;
所述发热层包括以下质量百分比的原料:60%~70%氯酸盐,2%~5%高氯酸盐,10%~15%催化剂,5%~15%燃料和10%~15%粘结剂;
所述引燃层包括以下质量百分比的原料:1%~3%燃料,90%~95%延缓剂,2%~5%粘结剂和1%~5%氯酸盐。
进一步,所述催化剂为氧化亚钴、四氧化三钴、二氧化锰和三氧化二铁中的两种以上的组合物。
进一步,所述燃料为铁粉、钛粉、镁粉、钴粉、锰粉的一种或多种组成。
进一步,所述氯酸盐为氯酸钠。
进一步,所述氯酸盐为氯酸钾。
进一步,所述粘结剂为高岭土、陶瓷纤维、硅藻土中的一种或两种以上的组合物,粘结剂起氧烛燃烧时骨架,同时吸收热量防止热量损失。
进一步,所述高氯酸盐为高氯酸钾、高氯酸钠中的一种或两种的组合物。
进一步,所述延缓剂为铬酸盐,所述铬酸盐为铬酸钠、铬酸钡、铬酸镁中的一种或两种以上的组合物,能够使氧烛放氧速率变慢,提高应急救援时间。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案包括以下有益效果:通过调整催化剂的种类和比例,降低了生氧剂氯酸盐的分解温度,减少副反应,从而降低了卤化物的含量,提高气体纯度;通过增加一定比例的延缓剂,能够抑制大氧烛分解产氧速率,提高氧气利用率,延长应急救援时间;同时,添加的延缓剂有助于大氧烛压片脱模;通过在发热层和生氧层中增加一定比例的高氯酸盐作为稳定剂,避免受热分解烛体膨胀。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的配方的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明的生氧层、发热层、引燃层三者之间的用量关系可根据氧烛产品的产氧量及体积等指标要求来确定。
实施例1
本发明提供了一种氧烛药,包括引燃层、发热层及生氧层,所述发热层设置在引燃层与生氧层之间;所述引燃层包括以下质量百分比的原料:3%钴粉,90%铬酸钡,5%高岭土和2%氯酸钠;所述发热层包括以下质量百分比的原料:65%氯酸钠,3%高氯酸钠,8%mno2,3%coo,11%锰粉和10%高岭土;所述生氧层包括以下质量百分比的原料:79%氯酸钠,8%高氯酸钠,3%mno2,1.5%fe2o3,1.5%锰粉,0.5%钴粉,5%铬酸钡和1.5%高岭土;这种氧烛药各组分的用量及配比关系详见表1-3所示:
表1引燃层的用量及各原料配比关系
表2发热层的用量及各原料配比关系
表3生氧层的用量及各原料配比关系
按照表1-表3的用料及配比,依次将生氧层、发热层和引燃层加入成型模具中,在300t压力下压片制备成大氧烛,进行试验,试验结果参见表4所示:
经试验,该大氧烛能够完全反应,正常启动,各项技术指标符合aq-1057标准。
实施例2
本发明提供了一种氧烛药,包括引燃层、发热层及生氧层,所述发热层设置在引燃层与生氧层之间;所述引燃层包括以下质量百分比的原料:3%钴粉,92%铬酸钡,2%高岭土和3%氯酸钠;所述发热层包括以下质量百分比的原料:65%氯酸钠,5%高氯酸钠,8%mno2,7%coo,12%锰粉和3%高岭土;所述生氧层包括以下质量百分比的原料:82%氯酸钠,4.5%高氯酸钠,3%mno2,2.0%fe2o3,1.5%锰粉,1.0%钴粉,3%铬酸钡和3%高岭土;这种氧烛药各组分的用量及配比关系详见表5-7所示:
表5引燃层的用量及各原料配比关系
表6发热层的用量及各原料配比关系
表7生氧层的用量及各原料配比关系
按照表5-表7的用料及配比,依次将生氧层、发热层和引燃层加入成型模具中,在300t压力下压片制备成大氧烛,进行试验,试验结果参见表8所示:
经试验,该大氧烛能够完全反应,正常启动,各项技术指标符合aq-1057标准。
实施例3
本发明提供了一种氧烛药,包括引燃层、发热层及生氧层,所述发热层设置在引燃层与生氧层之间;所述引燃层包括以下质量百分比的原料:3%钴粉,94%铬酸钡,2%高岭土和1%氯酸钠;所述发热层包括以下质量百分比的原料:70%氯酸钠,5%高氯酸钠,3%mno2,7%coo,5%锰粉和10%高岭土;所述生氧层包括以下质量百分比的原料:85%氯酸钠,0.5%高氯酸钠,2%mno2,2.0%fe2o3,2.5%钴粉,5%铬酸钡和3%高岭土;这种氧烛药各组分的用量及配比关系详见表9-11所示:
表9引燃层的用量及各原料配比关系
表10发热层的用量及各原料配比关系
表11生氧层的用量及各原料配比关系
按照表9-表11的用料及配比,依次将生氧层、发热层和引燃层加入成型模具中,在300t压力下压片制备成大氧烛,进行试验,试验结果参见表12所示:
经试验,该大氧烛能够完全反应,正常启动,各项技术指标符合aq-1057标准。
实施例4
基于实施例1-3的基础上,本实施例提供了一种氧烛药,所述引燃层包括以下质量百分比的原料:3%钴粉,92%铬酸钡,2%高岭土和3%氯酸钠;所述发热层包括以下质量百分比的原料:65%氯酸钠,5%高氯酸钠,8%mno2,7%coo,12%锰粉和3%高岭土;所述生氧层包括以下质量百分比的原料:83%氯酸钠,5%高氯酸钠,3%mno2,2.0%fe2o3,1.5%钴粉,1.5%锰粉和4%高岭土,无铬酸钡及其他形式的延缓剂;这种氧烛药各组分的用量及配比关系详见表13-15所示:
表13引燃层的用量及各原料配比关系
表14发热层的用量及各原料配比关系
表15生氧层的用量及各原料配比关系
按照表13-表15的用料及配比,依次将生氧层、发热层和引燃层加入成型模具中,在300t压力下压片制备成大氧烛,进行试验,试验结果参见表16所示:
经试验,本实施例提供的这种大氧烛,能够完全反应,正常启动,持续供氧时间变短,反应温度较高,副反应较多,有害气体含量相应增加,氧气纯度降低。
上述实施例1、2、3、4按照以下工艺进行制备:首先,将一定量的生氧层加入成型模腔下方,其次将混合好的发热层加入,进行预压成型,然后加入引燃层成型脱模。将成型好的氧烛放在烘箱恒温一定时间,装备成完好的氧气发生装置,分别在不同的温度下恒温一定时间,检测氧烛是否能够顺利启动。
综上,本发明提供的这种氧烛药,通过采用高效催化剂,分解温度低于200℃,出口温度低于50℃,无副反应,有害气体含量为0。有效放氧为38~41%;此外,通过增加一定比例的铬酸盐作为延缓剂,能够抑制大氧烛分解产氧速率,放氧时间长,平稳放氧,提高氧气利用率,延长应急救援时间;本发明提供的氧烛能够高效产生氧气,能够在任何环境下启动可靠,氧密度大。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。
应当理解的是,本发明并不局限于上述已经描述的内容,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
1.一种氧烛药,其特征在于,包括引燃层、发热层及生氧层,所述发热层设置在引燃层与生氧层之间;
所述生氧层包括以下质量百分比的原料:79%~85%氯酸盐,0.5%~8%高氯酸盐,1.5%~5%催化剂,0~3%燃料,1%~5%延缓剂和1%~3%粘结剂;
所述发热层包括以下质量百分比的原料:60%~70%氯酸盐,2%~5%高氯酸盐,10%~15%催化剂,5%~15%燃料和10%~15%粘结剂;
所述引燃层包括以下质量百分比的原料:1%~3%燃料,90%~95%延缓剂,2%~5%粘结剂和1%~5%氯酸盐。
2.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述催化剂为氧化亚钴、四氧化三钴、二氧化锰和三氧化二铁中的两种以上的组合物。
3.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述燃料为铁粉、钛粉、镁粉、钴粉、锰粉的一种或多种组成。
4.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述氯酸盐为氯酸钠。
5.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述氯酸盐为氯酸钾。
6.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述粘结剂为高岭土、陶瓷纤维、硅藻土中的一种或两种以上的组合物。
7.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述高氯酸盐为高氯酸钾、高氯酸钠中的一种或两种的组合物。
8.根据权利要求1所述的氧烛药,其特征在于,所述延缓剂为铬酸盐。
9.根据权利要求8所述的氧烛药,其特征在于,所述铬酸盐为铬酸钠、铬酸钡、铬酸镁中的一种或两种以上的组合物。
技术总结