CN105013124A - 一种k类火灾灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种K类火灾灭火剂及其制备方法，其组份的质量百分比为：表面活性剂3～6％，钾盐10～20％，水74～87％；其制备方法包含的步骤有：将表面活性剂加入到水中，于室温搅拌溶解得到溶液A；将一定量的钾盐加入到水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；将溶液A按一定比例与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的高效K类火灾灭火剂。该灭火剂充装到移动或固定灭火装置中即可进行喷射灭火。本发明的灭火剂能有效地扑灭K类火灾，具有快速灭火、迅速降温、清洁油污、低毒、环保、腐蚀性小等特点，火焰熄灭后食用油不会复燃。

Description

一种K类火灾灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种K类火灾灭火剂及其制备方法，属于消防领域。

背景技术

商用厨房是典型的可燃物和点火源并存的场所，具有天然气、液化石油气、柴油、酒精、食用动植物油、固体燃料、烹饪操作积累油垢等大量易燃或可燃物质；中餐饮食特点决定了烹饪操作过程中经常进行明火作业，极易引燃诸多可燃物。如，1999年1月10日，四川达州市通州商城因底层餐厅厨房电热油炸锅内食用油温过高起火酿成特大火灾，死亡10人，受伤20人；2002年12月1日，重庆中天大酒店13楼西餐厅厨房内烟囱高温使烟管道内油垢发生燃烧造成火灾，虽无人员伤亡，但充分暴露了商用厨房油烟排除系统的潜在火灾危险性；2007年5月26日，辽宁朝阳市百姓楼总店因厨师误操作致使大量燃料油泄漏造成特大火灾，11人死亡，16人受伤，直接财产损失84.74万元。

从上述火灾案例看，商用厨房火灾具有发生频率高、热释放速率大、蔓延速度快、扑灭难度大等高危险性特点。而且，商用灶头火力猛，烹调用食用油脂升温迅速，许多烹饪手法均是在烹调油温超过自燃点的燃烧状态下进行，而烹饪设备为降低燃料能耗采取的保温措施降低了食用油散热速率，因此，灭火过程中火焰熄灭后如果油温不能降低到自燃点以下，极易复燃【Zhigang Liu,etal.,Extinguishment of cooking oil fire by water mist fire suppression systems[J].FireTechnology,2004,40(10):309-333；杨冬雷等.细水雾抑制熄灭K类火有效性的实验研究[J].火灾科学,2006,15(1):26-30】。

目前，国际上在火灾分类上已将食用油火灾单独划分，已明确规定涉及可燃烹饪介质的厨具设备火灾为K类火灾【Standard for Portable FireExtinguishers[S].NFPA10,2007】，而我国对火灾分类仍然采用《火灾分类》(GB4968-1985)中所规定的火灾种类，将食用油火归为普通B类火灾。食用油火定义模糊导致了食用油火灾专用灭火剂、灭火装置等也难以准确归类，给消防部门监管带来一定困难。因此，为了与国际接轨，本专利采用了国际上将厨房火灾划分为K类火灾的规定。

当前，湿式化学灭火剂是比较成熟的厨房专用灭火剂，已在欧美等发达国家的商用厨房灭火系统中广泛使用。我国由于没有规范对厨房专用灭火剂作出规定，并且受到环境安全、食品安全以及生产成本和资金投入的限制，我国厨房设备生产厂家很少自主研制清洁、高效的厨房专用湿式灭火剂。市场上已有的少量产品主要是从国外进口，由国内相关单位代理销售，价格昂贵。因此，在我国对环境保护和人体健康日益重视的大环境下，开发具有自主知识产权的专用于扑灭K类火的安全、高效、毒副作用和腐蚀性小、并且廉价的灭火剂具有非常重要的理论与实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有完全自主知识产权的高效K类火灾灭火剂，其能快速有效地扑灭K类火灾，防止复燃，且对厨房设备腐蚀性小，毒性小，对环境没有污染，目前国内尚无相关专利或文献报道。为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种K类火灾灭火剂，包括按重量百分数计的如下组分：

表面活性剂3～6％；

钾盐10～20％；

水74～87％。

作为优选方案，所述表面活性剂选自脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪酰胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、有机硅表面活性剂中的至少一种。

作为优选方案，所述钾盐在溶于水后呈碱性。

作为优选方案，所述钾盐选自碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钾、柠檬酸钾中的至少一种。

作为优选方案，所述表面活性剂由按重量百分数计的如下组分组成：

脂肪胺聚氧乙烯醚：10～35％；

脂肪醇聚氧乙烯醚：1～20％；

聚氧乙烯脂肪酸酯：1～20％；

脂肪酰胺聚氧乙烯醚：1～10％；

烷基糖苷：5～25％；

有机硅表面活性剂：5～15％。

一种如本发明所述的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：

将表面活性剂按加入到水中，于室温搅拌溶解得到溶液A；

将的钾盐加入到水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；

将助剂A与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的K类火灾灭火剂。

本发明通过将化学灭火与物理灭火相结合，从而实现快速灭火、降温的目的。灭火原理为：灭火剂中呈弱碱性的钾盐在高温条件下能与厨房烹调过程中所使用的食用油脂(植物油和动物油脂)瞬间发生皂化反应，生成一层厚厚的却能让热蒸汽透过的皂化膜泡沫层，覆盖在食用油脂的表面以隔绝其与空气的接触，使得火焰由于窒息作用而完全熄灭，而且表面油脂发生皂化反应后的产物不可燃，能有效防止复燃现象的发生；同时，灭火剂中的表面活性剂分子能使食用油脂发生乳化作用，使得燃油分子分散在水中，从而降低燃油的浓度以致其不能燃烧。另外，由于表面活性剂能使水的表面张力大大降低，在喷射灭火的过程中能使大量的水更快汽化并带走大量的热，从而使燃油迅速冷却、降温至燃点以下，防止了食用油脂的复燃。

本发明产品的优点在于：

本发明的高效K类火灾灭火剂不仅具有快速的灭火、降温功能，还具有良好的清洁油污的功能；对厨房设备腐蚀性小，毒性低；在生产和使用过程中不会对环境产生污染；本发明的高效K类火灾灭火剂生产工艺简单、生产能耗低、原料成本低廉，容易实现工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施例。

实施例1

本实施例中的高效K类火灾灭火剂采用的配方如下：

组份	质量百分比浓度
		醋酸钾	10.0％
助剂	5.0％
		水	85.0％

高效K类火灾灭火剂的制备步骤如下：

(Ⅰ)首先按比例依次将C12～C18脂肪胺聚氧乙烯醚(15(wt.)％)、C8～C12烷基多糖苷(10(wt.)％)和聚硅氧烷表面活性剂(5(wt.)％)加入到水(70(wt.)％)中，并于室温搅拌溶解得到助剂A；(Ⅱ)以待配制灭火剂的总质量计，将10.0％的醋酸钾溶于85.0％的水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；(III)将占待配置灭火剂总质量5.0％的助剂A与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的高效K类火灾灭火剂。

高效K类火灾灭火剂的使用方法

可直接充装到移动或固定式灭火装置中进行喷射灭火。本实施例中是将配制的高效K类火灾灭火剂充装入自制的小型固定式细水雾灭火装置中进行食用油灭火试验，装置所采用的水泵流量为1L/min；细水雾喷头工作压力为1.0MPa。本实施例灭火剂与细水雾灭火剂、10(wt.)％醋酸钾溶液灭火剂分别进行对比灭火实验的结果见下表：

灭火剂	实施例1	细水雾	10(wt.)％醋酸钾溶液
				灭火时间/s	3.0	76.0	9.8
温度/℃a	58	230	100

a火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合液液面的温度

表中数据表明，本实施例配制的灭火剂的灭火时间远短于细水雾灭火剂及10(wt.)％醋酸钾水溶液灭火剂的灭火时间；火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合溶液液面的温度为58℃，远低于细水雾灭火剂和10(wt.)％醋酸钾水溶液灭火后的液面温度。

实施例2

本实施例中的高效K类火灾灭火剂采用的配方如下：

组份	质量百分比浓度
		碳酸氢钾	15.0％
助剂	6.0％
		水	79.0％

高效K类火灾灭火剂的制备步骤如下：

(Ⅰ)首先按比例依次将C12～C18脂肪胺聚氧乙烯醚(25(wt.)％)、C8～C12烷基多糖苷(15(wt.)％)和聚硅氧烷表面活性剂(5(wt.)％)加入到水(55(wt.)％)中，并于室温搅拌溶解得到助剂A；(Ⅱ)以待配制灭火剂的总质量计，将15.0％的碳酸氢钾溶于79.0％的水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；(III)将占待配置灭火剂总质量6.0％的助剂A与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的高效K类火灾灭火剂。

本实施例配制的灭火剂按实施例1的方法分别与细水雾灭火剂、15(wt.)％碳酸氢钾溶液进行对比灭火试验。结果见下表：

灭火剂	实施例2	细水雾	15(wt.)％碳酸氢钾溶液
				灭火时间/s	4.0	76.0	15.8
温度/℃a	54	230	110

a火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合液液面的温度

表中数据表明，本实施例配制的灭火剂的灭火时间远短于细水雾灭火剂及15(wt.)％碳酸氢钾水溶液灭火剂的灭火时间；火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合溶液液面的温度为54℃，远低于细水雾灭火剂和15(wt.)％碳酸氢钾水溶液灭火后的液面温度。

实施例3

本实施例中的高效K类火灾灭火剂采用的配方如下：

组份

质量百分比浓度

碳酸钾	10.0％
		助剂	3.0％
水	87.0％

高效K类火灾灭火剂的制备步骤如下：

(Ⅰ)首先按比例依次将C12～C18脂肪胺聚氧乙烯醚(20(wt.)％)、C8～C12烷基多糖苷(15(wt.)％)和聚硅氧烷表面活性剂(5(wt.)％)加入到水(60(wt.)％)中，并于室温搅拌溶解得到助剂A；(Ⅱ)以待配制灭火剂的总质量计，将10.0％的碳酸钾溶于87.0％的水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；(III)将占待配置灭火剂总质量3.0％的助剂A与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的高效K类火灾灭火剂。

本实施例配制的灭火剂按实施例1的方法分别与细水雾灭火剂、10(wt.)％碳酸钾溶液进行对比灭火试验。结果见下表：

灭火剂	实施例3	细水雾	10(wt.)％碳酸钾溶液
				灭火时间/s	3.6	76.0	10.7
温度/℃a	56	230	104

a火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合液液面的温度

表中数据表明，本实施例配制的灭火剂的灭火时间远短于细水雾灭火剂及10(wt.)％碳酸钾水溶液灭火剂的灭火时间；火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合溶液液面的温度为56℃，远低于细水雾灭火剂和10(wt.)％碳酸钾水溶液灭火后的液面温度。

实施例4

本实施例中的高效K类火灾灭火剂采用的配方如下：

组份	质量百分比浓度
		醋酸钾	10.0％
助剂	3.0％
		水	87.0％

高效K类火灾灭火剂的制备步骤如下：

(Ⅰ)首先按比例依次将C12～C18脂肪胺聚氧乙烯醚(20(wt.)％)、C12～C18脂肪醇聚氧乙烯醚(1(wt.)％)、C12～C18聚氧乙烯脂肪酸酯(1(wt.)％)、C12～C18脂肪酰胺聚氧乙烯醚(1(wt.)％)、C8～C12烷基多糖苷(15(wt.)％)和聚硅氧烷表面活性剂(10(wt.)％)加入到水(52(wt.)％)中，并于室温搅拌溶解得到助剂A；(Ⅱ)以待配制灭火剂的总质量计，将10.0％的醋酸钾溶于87.0％的水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；(III)将占待配置灭火剂总质量3.0％的助剂A与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的高效K类火灾灭火剂。

本实施例配制的灭火剂按实施例1的方法分别与细水雾灭火剂、10(wt.)％醋酸钾溶液进行对比灭火试验。结果见下表：

灭火剂	实施例4	细水雾	10(wt.)％醋酸钾溶液
				灭火时间/s	2.0	76.0	9.8
温度/℃a	48	230	100

a火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合液液面的温度

表中数据表明，本实施例配制的灭火剂的灭火时间远短于细水雾灭火剂及10(wt.)％醋酸钾水溶液灭火剂的灭火时间；火焰熄灭后继续喷射40s后油锅内混合溶液液面的温度为48℃，远低于细水雾灭火剂和10(wt.)％醋酸钾水溶液灭火后的液面温度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (6)

1.一种K类火灾灭火剂，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：

表面活性剂3～6％；

钾盐10～20％；

水74～87％。

2.根据权利要求1所述的灭火剂，其特征在于，所述表面活性剂选自脂肪胺聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪酰胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、有机硅表面活性剂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的灭火剂，其特征在于，所述钾盐在溶于水后呈碱性。

4.根据权利要求1或3所述的灭火剂，其特征在于，所述钾盐选自碳酸钾、碳酸氢钾、醋酸钾、柠檬酸钾中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的灭火剂，其特征在于，所述表面活性剂由按重量百分数计的如下组分组成：

脂肪胺聚氧乙烯醚：10～35％；

脂肪醇聚氧乙烯醚：1～20％；

聚氧乙烯脂肪酸酯：1～20％；

脂肪酰胺聚氧乙烯醚：1～10％；

烷基糖苷：5～25％；

有机硅表面活性剂：5～15％。

6.一种如权利要求1所述的灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将表面活性剂按加入到水中，于室温搅拌溶解得到溶液A；

将的钾盐加入到水中，于室温搅拌溶解得到溶液B；

将助剂A与溶液B混合，并于室温搅拌均匀，即得本发明的K类火灾灭火剂。