CN103432706A - 抗冻防腐灭火液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水系灭火剂的制备方法，具体应用在寒区公路隧道安全消防领域。抗冻防腐灭火液，其特征在于它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占总重量百分数为抗冻剂10～50%，防腐剂0.1～0.5%，阻燃剂5～10%，渗透剂3～5%，水41.9～81.9%。抗冻防腐灭火液的制备方法，其特征在于通过添加防冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂制得一种耐低温、防腐蚀、灭火效果好、低毒性，并可根据不同的掺配比例调节适应于不同温度环境下使用的灭火液。该方法生产的新型灭火液不仅性能优越，而且成本低廉，既节能降耗，同时实现高速公路社会效益、经济效益与环保效益的和谐统一。

Description

抗冻防腐灭火液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种水系灭火剂及其制备方法，具体应用在寒区公路隧道安全消防领域。 

背景技术

在我国北方和高海拔地区，严寒天气不仅使隧道饱受冻害困扰甚至报废，而且阻碍消防用水的正常供给，面对寒区公路隧道安全消防问题，普遍采取的应对措施主要包括以下几种： 

1）包扎管道防冻；

2）管道伴热（暖）系统防冻；

3）填充防冻液防冻；

包扎管道防冻虽然造价低、施工维护方便，能起到一定保温防冻效果，但需充分考虑当地气候条件，对于冬季温度极低地区，此方法作用有限。

管道伴热（暖）系统防冻以加热电缆为主，商品化程度高、柔韧灵活、安全可靠，能够满足不同管道的防冻要求，但是前期资金投入大，使用成本高。 

填充防冻液防冻免除了绝热保温和伴暖的初期投资费及运行费，故投资小，不过该方法的难点在于：①防冻液不仅需要冰点低而且对管道无腐蚀性；②如果消防用水兼顾生活用水的话，则应保证防冻液无毒，另外不具有阻燃性和可燃性。 

比较以上三种方法，考虑到实际工程中的实施因素，在寒冷地区使用较多的是在消防管道内加设电阻丝以防止严寒季节消防水结冰。由此易见，此方案势必增加前期投资及巨大的能源浪费。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗冻防腐灭火液及其制备方法，该方法制备的抗冻防腐灭火液具有耐低温、防腐蚀、灭火性能好的特点。 

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：抗冻防腐灭火液，其特征在于它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占总重量百分数为： 

抗冻剂                      10～50%，

防腐剂                      0.1～0.5%

阻燃剂                      5～10%，

渗透剂                      3～5%，

水                          41.9～81.9%。

所述抗冻剂选自氯化盐或醋酸盐中的至少一种。 

所述氯化盐选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙中的任意一种或二种以上（含二种）按任意配比的混合。 

所述醋酸盐选自醋酸镁、醋酸钙、醋酸钾中的任意一种或二种以上（含二种）按任意配比的混合。 

所述防腐剂选自肌醇六磷酸。 

所述阻燃剂选自碳酸氢钾、碳酸氢钠中的任意一种或二种按任意配比的混合。 

所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠中的任意一种或二种以上（含二种）按任意配比的混合。 

上述抗冻防腐灭火液的制备方法，其特征在于它包括如下步骤： 

1）原料的选取：按各原料所占总重量百分数为：抗冻剂10～50%，防腐剂0.1～0.5%，阻燃剂5～10%，渗透剂3～5%，水41.9～81.9%，选取抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水，备用；

2）将抗冻剂、防腐剂、阻燃剂和渗透剂加入水中，溶解充分呈透明溶液，室温静置24h后方可使用，得到抗冻防腐灭火液。

该类灭火剂通过调节掺量比使其冰点范围介于0℃～-50℃；-50℃环境下，市售普通铁钉置于本发明的抗冻防腐灭火液中六个月未见腐蚀；本发明的抗冻防腐灭火液符合GB/T 17835-2008毒性试验要求；通过纵向池火对比试验、横向池火对比试验、固体火灾扑灭试验显示本发明的抗冻防腐灭火液灭火效能高于普通自来水。 

本发明的有益效果是：本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

1）冰点： 

抗冻剂能够降低溶液冰点，当冰点低于环境温度时，在该环境下溶液不会凝固。抗冻剂的浓度不同，溶液冰点随之变化。

分别采用掺量为10%、20%、30%、40%、45%的防冻剂与0.1%防腐剂、5%阻燃剂、3%渗透剂、水的混合溶液进行抗冻试验，结果如表1所示： 

表1 不同掺量比的冰点比较

抗冻剂掺量%	0	10	20	30	40	45
							冰点℃	0	-5	-8	-25	-35	-40

2）抗腐蚀性：

防腐剂能够降低腐蚀速率，抑制电化学反应发生，-50℃环境下，将市售同等规格外观的普通铁钉分别置于本发明的抗冻防腐灭火液和自来水中，六个月后抗冻防腐灭火液中的铁钉未见腐蚀，而自来水中铁钉腐蚀严重。

3）灭火性能： 

渗透剂与阻燃剂的配合使用，在降低溶液表面张力、增强溶液的渗透能力和表面铺张力的同时，还能有效扑灭火焰防止复燃。通过纵向池火对比试验、横向池火对比试验、固体火灾扑灭试验显示本发明的高寒防腐灭火液灭火效能高于普通自来水。

4）稳定性： 

不同掺比的高寒防腐灭火液，在室温下配制后，各自冰点范围内不出现析晶、分层现象。稳定性好。

5）毒性： 

依据GB/T 17835-2008要求，40条斑马鱼饲养两周死亡率为5%低于国标要求的死亡率小于10%。分别取12ml浓度为25%、35%、45%的抗冻防腐灭火液倒入三个烧杯内，用标准稀释水稀释至2000ml，再分别将十条健康斑马鱼放入，养96h。浓度为45%的抗冻防腐灭火液斑马鱼死亡率为10%，浓度为25%和35%的抗冻防腐灭火液斑马鱼死亡率为0%，均低于国标要求的死亡率小于50%。

附图说明

图1为本发明的外观状态图。 

图2为本发明的防腐蚀十天效果对比图。 

图3为本发明的防腐蚀六个月效果对比图。 

图4为本发明的毒性试验状态图。 

具体实施方式

实施例1：

抗冻防腐灭火液，它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占总重量比例为：分别采用掺量为10%、20%、30%、40%、45%的防冻剂与0.1%防腐剂、5%阻燃剂、3%渗透剂、水（水为余量，各原料所占总重量百分数之和为100%）。

所述抗冻剂选自氯化钠。 

所述防腐剂选自肌醇六磷酸。 

所述阻燃剂选自碳酸氢钾。 

所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。 

上述抗冻防腐灭火液的制备方法，它包括如下步骤： 

1）按上述原料的选取；

2）将抗冻剂、防腐剂、阻燃剂和渗透剂加入水中，溶解充分呈透明溶液，室温静置24h后方可使用，得到抗冻防腐灭火液(或称高寒防腐灭火液)。

抗冻防腐灭火液的效果实验：

1）冰点：

抗冻剂能够降低溶液冰点，当冰点低于环境温度时，在该环境下溶液不会凝固。抗冻剂的浓度不同，溶液冰点随之变化。

分别采用掺量为10%、20%、30%、40%、45%的防冻剂与0.1%防腐剂、5%阻燃剂、3%渗透剂、水的混合溶液进行抗冻试验，结果如表1所示： 

表1 不同掺量比的冰点比较

抗冻剂掺量%	0	10	20	30	40	45
							冰点℃	0	-5	-8	-25	-35	-40

2）抗腐蚀性：

防腐剂能够降低腐蚀速率，抑制电化学反应发生，-50℃环境下，将市售同等规格外观的普通铁钉分别置于本发明的抗冻防腐灭火液和自来水中，六个月后抗冻防腐灭火液中的铁钉未见腐蚀，而自来水中铁钉腐蚀严重。

3）灭火性能： 

渗透剂与阻燃剂的配合使用，在降低溶液表面张力、增强溶液的渗透能力和表面铺张力的同时，还能有效扑灭火焰防止复燃。通过纵向池火对比试验、横向池火对比试验、固体火灾扑灭试验显示本发明的高寒防腐灭火液灭火效能高于普通自来水。

4）稳定性： 

不同掺比的高寒防腐灭火液，在室温下配制后，各自冰点范围内不出现析晶、分层现象。稳定性好。

5）毒性： 

依据GB/T 17835-2008要求，40条斑马鱼饲养两周死亡率为5%低于国标要求的死亡率小于10%。分别取12ml浓度为25%、35%、45%的抗冻防腐灭火液倒入三个烧杯内，用标准稀释水稀释至2000ml，再分别将十条健康斑马鱼放入，养96h。浓度为45%的抗冻防腐灭火液斑马鱼死亡率为10%，浓度为25%和35%的抗冻防腐灭火液斑马鱼死亡率为0%，均低于国标要求的死亡率小于50%。

图1为本发明45wt%浓度液体的外观状态图，说明本发明是一种不易挥发、容易保存的液体。图2为本发明45wt%浓度液体的防腐蚀十天效果对比图，表明将市售铁钉分别放入本发明及自来水中，10天后铁钉在自来水中锈蚀而在本发明中无锈蚀的状态。图3为本发明45wt%浓度液体的防腐蚀六个月效果对比图，表明将市售铁钉分别放入本发明及自来水中，6个月后铁钉在自来水中锈蚀而在本发明中无锈蚀的状态。图4本发明分别为2wt5%、35wt%、45wt%浓度液体健康斑马鱼饲养时的毒性试验状态图。 

实施例2：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选自氯化钾；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾；所述渗透剂选自十二烷基磺酸钠。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例3：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选自氯化镁；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钠；所述渗透剂选自十二烷基苯磺酸钠。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例4：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选氯化镁和氯化钙的混合，氯化镁和氯化钙的质量各占1/2；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾、碳酸氢钠的混合，碳酸氢钾、碳酸氢钠的质量各占1/2。所述渗透剂选自十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠的质量各占1/2。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例5：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选自醋酸镁；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾；所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例6：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选自醋酸钙；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钠；所述渗透剂选自十二烷基磺酸钠。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例7：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选自醋酸钾；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钠；所述渗透剂选自顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例8：

与实施例1基本相同，不同之处在于：所述抗冻剂选自醋酸镁、醋酸钙、醋酸钾的混合，醋酸镁、醋酸钙、醋酸钾的质量各占1/3；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾、碳酸氢钠的混合，碳酸氢钾、碳酸氢钠的质量各占1/2。所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠的混合，脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠的质量各占1/4。

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例9：

抗冻防腐灭火液，它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占总重量比例为：抗冻剂50%，防腐剂0.1%，阻燃剂5%，渗透剂3%，水41.9%。

所述抗冻剂选自氯化钠；所述醋酸盐选自醋酸镁；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾；所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。 

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例10：

抗冻防腐灭火液，它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占总重量比例为：抗冻剂10%，防腐剂0.1%，阻燃剂5%，渗透剂3%，水81.9%。

所述抗冻剂选自氯化钠；所述醋酸盐选自醋酸镁；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾；所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。 

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

实施例11：

抗冻防腐灭火液，它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占总重量比例为：抗冻剂24.5%，防腐剂0.5%，阻燃剂10%，渗透剂5%，水60%。

所述抗冻剂选自氯化钠；所述醋酸盐选自醋酸镁；所述防腐剂选自肌醇六磷酸；所述阻燃剂选自碳酸氢钾；所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚。 

其抗冻防腐灭火液的冰点、抗腐蚀性、灭火性能、稳定性和毒性的效果实验同实施例1，结果显示，本发明具有抗冻、防腐、灭火性能好、低毒性的特点。 

以上所述原料，分析纯、化学纯、工业级均可。 

Claims (8)

1. 抗冻防腐灭火液，其特征在于它由抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水混合而成，各原料所占重量百分数为：

抗冻剂                      10～50%，

防腐剂                      0.1～0.5%

阻燃剂                      5～10%，

渗透剂                      3～5%，

水                          41.9～81.9%。

2. 根据权利要求1所述的抗冻防腐灭火液，其特征在于，所述抗冻剂选自氯化盐或醋酸盐中的至少一种。

3. 根据权利要求2所述的抗冻防腐灭火液，其特征在于，所述氯化盐选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙中的任意一种或二种以上按任意配比的混合。

4. 根据权利要求2所述的抗冻防腐灭火液，其特征在于，所述醋酸盐选自醋酸镁、醋酸钙、醋酸钾中的任意一种或二种以上按任意配比的混合。

5. 根据权利要求1所述的抗冻防腐灭火液，其特征在于，所述防腐剂选自肌醇六磷酸。

6. 根据权利要求1所述的抗冻防腐灭火液，其特征在于，所述阻燃剂选自碳酸氢钾、碳酸氢钠中的任意一种或二种按任意配比的混合。

7. 根据权利要求1所述的抗冻防腐灭火液，其特征在于，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠中的任意一种或二种以上按任意配比的混合。

8. 如权利要求1所述的抗冻防腐灭火液的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1）原料的选取：按各原料所占总重量百分数为：抗冻剂10～50%，防腐剂0.1～0.5%，阻燃剂5～10%，渗透剂3～5%，水41.9～81.9%，选取抗冻剂、防腐剂、阻燃剂、渗透剂和水，备用；

2）将抗冻剂、防腐剂、阻燃剂和渗透剂加入水中，室温静置24h，得到抗冻防腐灭火液。

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