專利名稱：化學(xué)氧自救器的混合型生氧藥劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)氧自救器的混合型生氧藥劑，由混合均勻的片狀或不規(guī)則顆粒狀超氧化鉀生氧劑和條狀、片狀、不規(guī)則顆粒狀或其它形狀干燥的二氧化碳吸收劑組成。
背景技術(shù)：
化學(xué)氧自救器是一種隔離式、個人逃生用呼吸保護(hù)器具，具有體積小、質(zhì)量輕、不受使用環(huán)境限制等優(yōu)點(diǎn)，人佩戴它可以安全地從有毒有害或缺氧的環(huán)境中逃生，因此得到了廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)在化學(xué)氧自救器中使用的生氧藥劑是超氧化鉀生氧劑，它與佩戴者呼出的水氣和二氧化碳反應(yīng)，在吸收二氧化碳的同時生成氧氣，生成的氧氣供佩戴者呼吸。1摩爾的二氧化碳?xì)怏w與超氧化鉀生氧劑完全反應(yīng)生成1.5摩爾的氧氣，而人體每產(chǎn)生1摩爾二氧化碳時消耗1.21摩爾的氧氣，即人的呼吸商(人體產(chǎn)生二氧化碳的量與消耗氧氣的量之比)為0.83，超氧化鉀與佩戴者呼出的水分及二氧化碳反應(yīng)所生成的氧氣量大于佩戴者的氧耗量，所以超氧化鉀可以用做化學(xué)氧自救器的生氧劑。超氧化鉀是一種淡黃色粉末狀物質(zhì)，理論有效氧含量為33.80％，在用做生氧藥劑時，為了提高生氧藥劑吸收二氧化碳的能力，往往向超氧化鉀原粉中加入一定比例的二氧化碳吸收劑，所以化學(xué)氧自救器生氧劑中超氧化鉀的含量一般為80～90％?；瘜W(xué)氧自救器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了吸氣中二氧化碳的濃度，為了滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)在防護(hù)時間為15分鐘(功率為73W)的化學(xué)氧自救器裝超氧化鉀生氧劑的量為300克左右，因?yàn)槿绻b生氧劑的量少，那么生氧劑藥層的厚度就小，會造成吸氣中二氧化碳濃度超標(biāo)。按裝藥量為300克計算，若生氧劑中超氧化鉀的含量為85％，則生氧劑的有效氧含量為28.73％，如果生氧劑中的有效氧完全釋放出來，則可以生成86.19克氧氣，即在標(biāo)準(zhǔn)條件下可以釋放出60.33升的氧氣。在做功功率為73W的條件下，人體每分鐘的氧耗量為1.45升，15分鐘人體共消耗氧氣21.75升，氧氣的利用率為36％。防護(hù)時間長的化學(xué)氧自救器中超氧化鉀生氧劑的氧氣利用率高一些，一般在50％左右。所以現(xiàn)在化學(xué)氧自救器中超氧化鉀生氧劑的氧氣利用率低，造成了大量氧氣的浪費(fèi)，同時由于超氧化鉀與水氣及二氧化碳的反應(yīng)是放熱的，在反應(yīng)過程中放出大量的熱量，致使生氧藥罐內(nèi)部溫度迅速增加，超氧化鉀生氧劑在反應(yīng)后期出現(xiàn)熔化現(xiàn)象，引起呼吸阻力和吸氣溫度的增加。
美國CSE公司SR-100化學(xué)氧自救器采用了不規(guī)則顆粒狀超氧化鉀生氧劑和氫氧化鋰二氧化碳吸收劑混合在一起作為化學(xué)氧自救器的生氧藥劑，提高了超氧化鉀生氧劑的氧氣利用率，縮小了自救器的質(zhì)量和體積。但是由于氫氧化鋰是一種很難成型的粉末，如果在制備過程中加入少量的粘接劑，那么對氫氧化鋰二氧化碳吸收劑的強(qiáng)度影響不大；如果加入過多的粘接劑，則氫氧化鋰二氧化碳吸收劑的吸收率明顯下降；也有把氫氧化鋰打成片狀的，然后再在其表面噴上一層防塵物質(zhì)。但是無論是那種制備方法，都沒有很好地解決氫氧化鋰二氧化碳吸收劑強(qiáng)度和吸收率這對矛盾。所以現(xiàn)在應(yīng)用氫氧化鋰二氧化碳吸收劑存在著強(qiáng)度低，在隨身攜帶過程中容易產(chǎn)生粉塵的問題。氫氧化鋰粉塵是一種質(zhì)量很輕、具有強(qiáng)烈刺激性的粉末，可隨空氣到處飄散，人體吸入含有氫氧化鋰粉塵的氣體，由于氫氧化鋰粉塵有一種往嗓子眼兒里鉆的感覺，所以很容易引起人咳嗽，影響自救器的正常使用。要防止所產(chǎn)生的氫氧化鋰粉塵被佩戴者吸入呼吸道，需要加強(qiáng)生氧藥罐兩端過濾層的過濾效果，普通的玻璃纖維過濾材料已不能滿足要求。上世紀(jì)80年代我國曾對從美國進(jìn)口的含有氫氧化鋰二氧化碳吸收劑的化學(xué)氧自救器進(jìn)行性能檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)的后期被檢自救器著火，通過對其它同種類型化學(xué)氧自救器的解剖，發(fā)現(xiàn)引起著火的原因是廠家為了加強(qiáng)過濾效果，防止氫氧化鋰粉塵進(jìn)入呼吸道，而采用了阻塵效果好可燃的過濾材料，導(dǎo)致可燃材料在自救器的使用后期受熱著火。綜上所述，利用氫氧化鋰與超氧化鉀組成混合型生氧藥劑用在化學(xué)氧自救器中還存在著難以解決的困難。在ZL97225468.4實(shí)用新型專利說明書中曾提到在化學(xué)氧自救器生氧藥罐的下層裝一薄層氫氧化鈣二氧化碳吸收劑，其主要目的是為了防止自救器在使用后期超氧化鉀生氧劑出現(xiàn)熔化而流到承板上引起呼吸阻力的升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將片狀或不規(guī)則顆粒狀超氧化鉀生氧劑與條狀、片狀、不規(guī)則顆粒狀或其它形狀干燥的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑均勻地混合在一起，形成化學(xué)氧自救器的混合型生氧藥劑?；旌闲蜕跛巹┮环矫婵梢詼p少三分之一左右的超氧化鉀生氧劑的加入量，降低了化學(xué)氧自救器生氧藥劑的成本；另一方面解決了現(xiàn)有化學(xué)氧自救器生氧藥劑氧氣利用率低，使用后期出現(xiàn)熔化而引起呼吸阻力和吸氣溫度增加的問題。通常情況下當(dāng)氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑中含有16～20％的水分時，氫氧化鈣或鈉石灰的二氧化碳吸收性能和吸收率最好。但是由于超氧化鉀具有很強(qiáng)的吸濕能力，如果將含有水分的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑加入到超氧化鉀生氧劑中，那么超氧化鉀生氧劑與二氧化碳吸收劑中的水分反應(yīng)生成氧氣，所以這顯然是不行的。可是干燥的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑的二氧化碳性能和吸收率都較低，那么干燥的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑與超氧化鉀生氧劑混合其二氧化碳吸收效果如何呢？通過實(shí)驗(yàn)證明與超氧化鉀生氧劑混合在一起干燥的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑具有較高的二氧化碳吸收能力，基本上與氫氧化鋰二氧化碳吸收能力相當(dāng)。這是因?yàn)樵诨旌暇鶆虻纳跛巹┲袣溲趸}或鈉石灰與超氧化鉀緊密接觸，氫氧化鈣或鈉石灰會吸收一部分超氧化鉀所吸收的水分及二氧化碳與氫氧化鉀反應(yīng)所生成的水分，氫氧化鈣或鈉石灰的水分含量有所增加，特別是在反應(yīng)的后期，這種現(xiàn)象就越明顯，使氫氧化鈣或鈉石灰的二氧化碳吸收能力得到提高，能夠滿足混合型生氧藥劑對二氧化碳吸收劑的要求。加入的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑，可以是它們之中的一種物質(zhì)或兩種物質(zhì)的混合物。所加入的二氧化碳吸收劑可以吸收掉一部分佩戴者所呼出的二氧化碳?xì)怏w，從而減少了與超氧化鉀生氧劑相接觸的二氧化碳?xì)怏w的量，即減小了超氧化鉀生氧劑的消耗量，同時由于二氧化碳與氫氧化鈣或鈉石灰反應(yīng)所放出的熱量遠(yuǎn)小于二氧化碳與氫氧化鉀(超氧化鉀在與佩戴者呼氣中的水氣和二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)時，首先是超氧化鉀與水反應(yīng)，生成氧氣和氫氧化鉀，然后二氧化碳?xì)怏w再與氫氧化鉀反應(yīng)生成碳酸鉀和水)反應(yīng)所放出的熱量，所以混合型生氧藥劑的溫度相對較低，再者氫氧化鈣和鈉石灰它們本身熔點(diǎn)較高，與二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)所生成的碳酸鈣的熔點(diǎn)也較高，所以不會出現(xiàn)生氧藥劑熔化而引起呼吸阻力和吸氣溫度增加的現(xiàn)象。本發(fā)明所使用的氫氧化鈣或鈉石灰二氧化碳吸收劑均可在市場上直接購買，并且具有強(qiáng)度大、價格低等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
由于超氧化鉀生氧劑具有很強(qiáng)的吸濕能力，所以對所加入的二氧化碳吸收劑應(yīng)進(jìn)行干燥處理，其方法是把所要加入的二氧化碳吸收劑放置在搪瓷盤或鐵盤上，鋪成2～3厘米的高度，放入烘箱中在120～130℃的溫度下烘干，直到恒重為止，將干燥好的二氧化碳吸收劑裝入塑料袋內(nèi)，防止吸潮。在干燥的空間里，把稱量好的超氧化鉀生氧劑和二氧化碳吸收劑放入塑料袋內(nèi)混合均勻，為了保證混合的均勻性，每次混合的生氧藥劑的量最好不超過1千克。超氧化鉀生氧劑和干燥的二氧化碳吸收劑一起構(gòu)成了混合型生氧藥劑，它們可以按一定比例均勻地混合在一起，裝入生氧藥罐；或在生氧藥罐的上部或下部裝一層二氧化碳吸收劑，或在生氧藥罐的上下部各裝一層二氧化碳吸收劑，在生氧藥罐的其它部分裝入混合均勻的混合型生氧藥劑；或在生氧藥罐的上部或下部裝一層超氧化鉀生氧劑，或在生氧藥罐的上下部各裝一層超氧化鉀生氧劑，在生氧藥罐的其它部分裝入混合均勻的混合型生氧藥劑；或?qū)⒊趸浬鮿┖投趸嘉談┓謱友b入生氧藥罐。
發(fā)明人曾做了大量實(shí)施工作，下面就混合型生氧藥劑在15分鐘化學(xué)氧自救器中的實(shí)施情況列舉5例。
實(shí)施例1混合型生氧藥劑由250克KO2生氧劑和70克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑組成，兩者混合均勻裝入15分鐘化學(xué)氧自救器生氧藥罐內(nèi)，在仿人呼吸裝置上進(jìn)行性能檢驗(yàn)，呼吸機(jī)的頻率為25n/min，呼吸量為30mL/min，檢驗(yàn)結(jié)果見下表。
檢驗(yàn)時間(min) 5 1015 19吸氣中CO2濃度(％)0.4 0.5 0.8 1.1脈動呼吸阻力(mm H2O) 404550 70吸氣溫度(℃) 323437 40實(shí)施例2混合型生氧藥劑由230克KO2生氧劑和70克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑組成，兩者混合均勻。在生氧藥罐的上部和下部各裝一層10克干燥的Ca(OH)2，將混合型生氧藥劑裝在兩層Ca(OH)2之間，性能檢驗(yàn)裝置和條件同實(shí)施例1。
檢驗(yàn)時間(min) 5 1015 20吸氣中CO2濃度(％)0.4 0.8 1.1 2.2脈動呼吸阻力(mm H2O) 405050 50吸氣溫度(℃) 323436 39
實(shí)施例3混合型生氧藥劑由220克KO2生氧劑和90克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑組成，兩者混合均勻。在生氧藥罐的上部和下部各裝一層10克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑，將混合型生氧藥劑裝在兩層Ca(OH)2之間，性能檢驗(yàn)裝置和條件同實(shí)施例1。
檢驗(yàn)時間(min) 510 15 19吸氣中CO2濃度(％) 1.1 1.1 0.7 1.5脈動呼吸阻力(mm H2O) 40 45 45 50吸氣溫度(℃)32 34 36 38實(shí)施例4混合型生氧藥劑由220克KO2生氧劑和90克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑組成，兩者混合均勻。在生氧藥罐的下部裝一層10克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑，生氧藥罐的其余空間裝混合型生氧藥劑，性能檢驗(yàn)裝置和條件同實(shí)施例1。
檢驗(yàn)時間(min) 5 10 15 19吸氣中CO2濃度(％) 0.9 0.9 0.5 1.3脈動呼吸阻力(mm H2O) 4045 50 55吸氣溫度(℃)3234 36 38實(shí)施例5混合型生氧藥劑由220克KO2生氧劑和90克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑組成，兩者混合均勻。在生氧藥罐的上部裝一層10克干燥的Ca(OH)2二氧化碳吸收劑，生氧藥罐的其余空間裝混合型生氧藥劑，性能檢驗(yàn)裝置和條件同實(shí)施例1。
檢驗(yàn)時間(min) 5 10 15 19吸氣中CO2濃度(％) 0.91.0 0.71.4脈動呼吸阻力(mm H2O) 40 50 50 55吸氣溫度(℃)32 34 36 38
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)氧自救器的混合型生氧藥劑，其特征是混合型生氧藥劑由混合均勻的片狀或不規(guī)則顆粒狀KO2生氧劑和條狀、片狀、不規(guī)則顆粒狀或其它形狀干燥的CO2吸收劑組成。
2.利要求1所述的混合型生氧藥劑，其特征為混合型生氧藥劑由(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同)KO250～90，Ca(OH)210～50組成。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型生氧藥劑，其特征為混合型生氧藥劑由KO250～90，鈉石灰10～50組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合型生氧藥劑，其特征為CO2吸收劑由Ca(OH)2和鈉石灰兩者的混合物組成。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的CO2吸收劑，其特征為向Ca(OH)2中加入少量其它的CO2吸收劑，如KOH、LiOH。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2、或3、或4所述的混合型生氧藥劑，其特征為KO2生氧劑和CO2吸收劑可以按比例均勻地混合在一起，裝入生氧藥罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2、或3、或4所述的混合型生氧藥劑，其特征為在生氧藥罐的上部或下部裝一層CO2吸收劑，或在生氧藥罐的上下部各裝一層CO2吸收劑，在生氧藥罐的其它部分裝入混合均勻的混合型生氧藥劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2、或3、或4所述的混合型生氧藥劑，其特征為在生氧藥罐的上部或下部裝一層KO2生氧劑，或在生氧藥罐的上下部各裝一層KO2生氧劑，在生氧藥罐的其它部分裝入混合均勻的混合型生氧藥劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2、或3、或4所述的混合型生氧藥劑，其特征為將KO2生氧劑和CO2吸收劑分層裝入生氧藥罐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于化學(xué)氧自救器的混合型生氧藥劑，由片狀或不規(guī)則顆粒狀超氧化鉀生氧劑和條狀、片狀、不規(guī)則顆粒狀或其它形狀干燥的二氧化碳吸收劑組成。佩戴者所呼出的一部分二氧化碳?xì)怏w被所加入的二氧化碳吸收劑吸收，從而減少了與超氧化鉀生氧劑反應(yīng)的二氧化碳的量，提高了超氧化鉀生氧劑氧氣的利用率，同時解決了單獨(dú)使用超氧化鉀生氧劑時，在反應(yīng)后期出現(xiàn)超氧化鉀生氧劑熔化而引起呼吸阻力和吸氣溫度增加的問題。所加入的二氧化碳吸收劑包括干燥的氫氧化鈣和鈉石灰及其它們的混合物。
文檔編號C01B13/02GK1634760SQ20041005474
公開日2005年7月6日 申請日期2004年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月19日
發(fā)明者張振華 申請人:遼寧石油化工大學(xué)