CN105688361B

CN105688361B - B类火灾用灭火剂

Info

Publication number: CN105688361B
Application number: CN201610119198.4A
Authority: CN
Inventors: 陈闽玲; 杨承华; 李连瑛
Original assignee: 陈闽玲
Current assignee: Shanghai Fire Research Institute of MEM
Priority date: 2015-10-29
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2036-03-02
Also published as: CN105688361A

Abstract

本发明公开了一种B类火灾用灭火剂，按重量百分比包括如下组分：氟碳表面活性剂1～5﹪；碳氢表面活性剂30～40﹪；成膜剂1～4﹪；阻燃剂5～10﹪；螯合剂1～3﹪；防冻剂5～10﹪；助溶剂3～5﹪；泡沫稳定剂0.3～1﹪；PH调节剂0.3～2﹪；补充水至100％。本发明提供的B类火灾用灭火剂，解决了现有技术中灭火效率低、速度慢，效果不佳，难以预防，且配合使用的消防设备受限的问题。

Description

B类火灾用灭火剂

技术领域

本发明涉及灭火剂技术领域，尤其涉及一种B类火灾用灭火剂。

背景技术

当今世界随着社会的发展，人类生活水平的不断提高，对生活物资的要求也越来越高，为了满足人类日益增长的需求，开发出了各式各样、品类繁多的生活用品，其中80﹪以上来自石油化工产品或与石油化工有关，随之对石油化工产品的需求也逐年增加。近几十年随着石油的大量开采和石油化工产品的大力开发，每年都会有大量化工企业成立，而且分布也越来越广，这些企业都属于火灾的高发区；同时生活中随处可见易燃易爆等危险品，火灾极易发生，却极难以扑灭；经过了几十年、甚至上百年的高速发展，人们对环境保护也越来越重视，所以传统的灭火剂越来越不能满足人类日益发展的需要，现今社会急需一种既高效又环保的高性能灭火剂。

现在所使用的灭火剂主要以干粉灭火剂、水成膜泡沫灭火剂(AFFF)、蛋白(P)和氟蛋白(FP)灭火剂为主。干粉灭火剂对A类火灾灭火效果好，但对B类火灾灭火效果一般，而且抗复燃效果差，不适用于大面积的火灾场所，而且喷射时粉尘大，不但使用时会遮挡消防人员的视线，还会对人和生物造成危害；蛋白(P)和氟蛋白(FP)灭火剂不但灭火效果差，而且污染环境严重，使用时易产生有毒有害物质，对消防战士危害更大，同时保质期比较短，一般仅为2年左右，过期失效后需挖坑深埋处理，费用很高，对土壤水质也造成一定影响。水成膜泡沫灭火剂(AFFF)对液体类(B类火)火灾有很好的效果，但其主要的成分是全氟辛基磺酸盐(PFOS)，此产品开始主要由美国的3M公司生产。因为十分稳定，难以降解，对环境造成污染，而且在生物体内会存留，造成危害，所以从2002年开始，美国3M公司已经停产。但国内企业仍有些在生产，水成膜灭火剂也仍在大量使用。但随着社会的进步，消防技术的发展，最终会被更先进的灭火剂所取代。

在此背景下，传统灭火器越来越难以满足现今社会所需，针对易燃的液体类火灾，研发出新型高效环保灭火剂势在必行。

发明内容

本发明目的是提供一种B类火灾用灭火剂，解决现有技术中灭火效率低、速度慢，效果不佳，难以预防，且配合使用的消防设备受限，以及对环境污染严重的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种B类火灾用灭火剂，按重量百分比包括如下组分：

氟碳表面活性剂1～5﹪；碳氢表面活性剂30～40﹪；成膜剂1～4﹪；阻燃剂5～10﹪；螯合剂1～3﹪；防冻剂5～10﹪；助溶剂3～5﹪；泡沫稳定剂0.3～1﹪；PH调节剂0.3～2﹪；补充水至100％；

配制方法包括如下步骤：

(1)将固体材料投入容器中，以水作为溶剂，控制水温为50℃～55℃，搅拌10～15分钟，混合均匀；

(2)将液体材料加入(1)中，所有材料都加入后再搅拌20～25分钟；

(3)控制温度为50℃～55℃，静溶，8小时以上；

(4)经过180～200目的筛网过滤后灌装。

优选地，所述灭火剂按照1％～8％的比例与水配制成灭火混合液。

优选地，所述灭火剂按照1％～6％的比例与水配制成灭火混合液。

优选地，所述碳氢表面活性剂选自椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱、月桂基磷酸酯、烷基糖苷中的一种或多种。

优选地，所述氟碳表面活性剂为多种氟碳表面活性剂复配的混合物。

优选地，所述成膜剂为热凝胶，带有直链β-1,3-葡聚糖。

优选地，所述阻燃剂为磷胺酸类阻燃剂或水溶性无机环保阻燃剂中的一种或多种的混合物。

优选地，所述助溶剂为尿素或二甲苯磺酸钠或两者的混合物。

优选地，所述泡沫稳定剂选自茶皂素、黄原胶、植物蛋白、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇以及十二醇中的一种或多种。

优选地，所述螯合剂为三聚磷酸钠。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，采用高浓度、低剂水混合比例，各原料均为环保易降解型，使用后对环境无污染，属于绿色环保型消防用水添加剂。与传统灭火剂相比，具有高效性和环保性，同时保质期更长久。产品失效后可作为工业洗涤用品使用。使用时，与水按一定比例混合，配比浓度较低，最低剂水混合浓度仅0.1﹪，可迅速与水混合，不需要搅拌，使用方便快捷且高效。既可以发泡灭火，也可以喷雾、喷淋灭火。本发明灭火剂加入水中后，大大降低了水的表面张力，可低于17mN/m，从而使水更易于雾化，水滴直径更小，应用喷雾灭火效率更高，对火灾现场燃烧区域的喷洒降温更迅速，大大减少了水的使用量。当添加量按3﹪或6﹪时，可以高效扑救B类火灾。在主要场所局部火场使用时，添加量达到8﹪以上，产生泡沫粘度很大，泡沫析液变慢，泡沫的稳定性更高，具有优异的阻燃效果，即可以用于灭火，也可以防火。灭火后对环境无污染、对身体无伤害，而且灭火过程中可以大量吸收可燃物燃烧中产生的有毒有害气体和烟尘等颗粒物质。本发明灭火剂既适用于进口的一七消防战车，也可用于传统的新旧型号消防车和新改良型消防车，以及各类消防系统，如消防战车，飞机，以及各种手提、背负式等移动消防设备。

附图说明

图1为本发明B类火灾用灭火剂的制备流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种B类火灾用灭火剂，其各组成成分的重量百分比为:

氟碳表面活性剂:杜邦1157表面活性剂和1460氟碳表面活性剂(1:3)混合4﹪；

碳氢表面活性剂:CHSB椰油酰胺基羟磺甜菜碱和月桂基磷酸酯(2:1)混合30﹪；

成膜剂:热凝胶3﹪；

阻燃剂:磷胺酸阻燃剂5﹪；

螯合剂：三聚磷酸钠2﹪；

防冻剂:丙三醇10﹪；

助溶剂:尿素5﹪；

泡沫稳定剂:黄原胶0.5﹪；

PH调节剂:三乙醇胺1﹪；

纯净水:39.5﹪；

如图1所示，按重量百分比分别称取各物质，按下述步骤进行制备：

(1)将固体材料投入容器中，以水作为溶剂，控制水温为50℃，搅拌15分钟，混合均匀；

(2)将液体材料加入(1)中，所有材料都加入后再搅拌25分钟；

(3)将上述混合物加工处理后，控制温度为50℃，静溶，8小时以上；

(4)经过200目的筛网过滤后灌装。

入库保存，库房温度保持0℃以上45℃以下。

实施例2

氟碳表面活性剂:杜邦1157表面活性剂和1460表面活性剂(2：3)混合5﹪；

碳氢表面活性剂:CHSB椰油酰胺基羟磺甜菜碱和烷基糖苷(2:1)混合40﹪；

成膜剂:热凝胶2﹪；

阻燃剂:磷胺酸阻燃剂10﹪；

螯合剂：三聚磷酸钠2.5﹪；

防冻剂:丙三醇8﹪；

助溶剂:尿素3﹪；

泡沫稳定剂：茶皂素0.3﹪；

PH调节剂:三乙醇胺1.2﹪；

纯净水:28﹪；

(1)将固体材料投入容器中，以水作为溶剂，控制水温为55℃，搅拌10分钟，混合均匀；

(2)将液体材料加入(1)中，所有材料都加入后再搅拌20分钟；

(3)将上述混合物加工处理后，控制温度为55℃，静溶，10小时以上；

(4)经过180目的筛网过滤后灌装。

入库保存，库房温度保持0℃以上45℃以下。

实施例3

本实施例提供了一种B类火灾用灭火剂，其各组成成分的重量百分比为：

氟碳表面活性剂:FC-3B表面活性剂和杜邦1460表面活性剂(1:3)混合1％；

碳氢表面活性剂:CHSB椰油酰胺基羟磺甜菜碱、AES表面活性剂APG烷基糖苷(15:10:8)混合33﹪；

成膜剂:热凝胶1﹪；

阻燃剂:磷胺酸阻燃剂6﹪；

螯合剂：三聚磷酸钠1﹪；

防冻剂:丙三醇5﹪；

助溶剂:尿素4﹪；

泡沫稳定剂：黄原胶和差皂素(1:20)混合1﹪；

PH调节剂:三乙醇胺0.3﹪；

纯净水:47.7﹪；

(1)将固体材料投入容器中，以水作为溶剂，控制水温为53℃，搅拌12分钟，混合均匀；

(2)将液体材料加入(1)中，所有材料都加入后再搅拌22分钟；

(3)控制温度为53℃，静溶，12小时以上；

(4)经过190目的筛网过滤后灌装。

入库保存，库房温度保持0℃以上45℃以下。

实施例4

实施例提供了一种B类火灾用灭火剂，其各组成成分的重量百分比为:

氟碳表面活性剂:1460表面活性剂和FC-3B表面活性剂(4:1)混合3﹪

碳氢表面活性剂:APG烷基糖苷和月桂基磷酸酯(2:1)混合40％；

成膜剂:热凝胶4﹪；

阻燃剂:磷胺酸阻燃剂8﹪；

螯合剂：三聚磷酸钠3﹪；

防冻剂:丙三醇6﹪；

助溶剂:尿素5﹪；

泡沫稳定剂：黄原胶和差皂素(1：20)混合0.8﹪；

PH调节剂:三乙醇胺2﹪；

纯净水28.2﹪；

(1)将固体材料投入容器中，以水作为溶剂，控制水温为55℃，搅拌15分钟，混合均匀；

(2)将液体材料加入(1)中，所有材料都加入后再搅拌25分钟；

(3)控制温度为50℃，静溶，12小时以上；

(4)经过180目的筛网过滤后灌装。

入库保存，库房温度保持0℃以上45℃以下。

使用本发明灭火剂时，将本发明灭火剂按照1％～8％的比例与水配制成灭火混合液进行灭火，优选配比1％～6％，按不同火情火势可对比例进行调整，火势越强可相应增加比例。经实验检测，对于油盘规格为223B直径3米，面积7.32平方米；风速：1.0m/s；晴天，环境温度：25℃条件下，将油盘防在地面上并保持水平，加入90L淡水将盘底全部覆盖，加入150L、93#汽油，预燃60S后开始灭火，3％的比例即可在38秒内完成灭火，最低按2％的比例也可在1分钟内完成灭火。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的发泡剂为碳氢表面活性剂复配的混合物，具体可以为月桂基磷酸酯、烷基糖苷(APG)、椰油酰胺丙基羟磺甜菜碱(CHSB)。其耐硬水效果优良，能够提供丰富稳定的泡沫，与氟碳表面活性剂(杜邦1157、1460等)复配，起协同效应，降低固液之间的界面张力，使灭火液更容易在固体表面上铺展和渗透；在灭B类火时能够降低泡沫水溶液与油料表面之间的界面张力，增加其与油料之间的亲和力，有助于泡沫的流动扩散。其中月桂基磷酸酯为脂类，产生的泡沫粘度大，更加稳定，因分子结构中含有磷元素，增加了泡沫的抗烧性。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的氟表面活性剂为多种氟碳表面活性剂复配的混合物，具体可以为氟碳表面活性剂:杜邦1440、杜邦1460、杜邦1157、上海中科FC-4、FC-3B、FC-134等中的一种或多种氟碳表面活性剂复配的混合物。其最突出的性质之一是:当水中添加极少量时，就能把水的表面张力降到很低，使灭火液可以在高能物质表面可以迅速铺展。1460遇极性燃烧物质还能够形成凝胶体，保护泡沫不被破坏，隔绝氧气，窒息灭火。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的防冻剂为乙二醇或丙三醇或两者混合物。能够降低本产的凝固点，在恶劣的低温天气能够正常适用。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用阻燃剂为磷胺酸类、氯化铵、水溶性无机环保阻燃剂等中的一种或多种混合物，能够阻止B类火的燃烧和复燃。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的助溶剂为尿素或二甲苯磺酸钠。本产品为浓缩液，加助溶剂有助于各种成分的有效溶解，使产品更加稳定，延长保质期。同时尿素在高温下能够分解出CO₂和N₂有助于灭火。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的热凝胶，是带有直链β-1,3-葡聚糖，具有加热悬浊液可制成热不可逆性的凝胶等特异性质。热凝胶的水悬浊液具有加热凝固的特性。热疑胶还具有抗冷冻解冻的特性，可成膜，能包络油、具有保水性(能吸收约100倍的水分)等。遇热(80℃以上)成膜，可以隔绝氧气、封闭液体燃料的蒸发，其保水性增加泡沫的含水量，使泡沫吸热量更大、更加抗烧。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的PH调节剂为氢氧化钠、三乙醇胺或盐酸等。用于调节PH值，使水溶液保持在弱碱性。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的稳泡剂为茶皂素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇、十二醇等一种或多种混合物。起到良好的稳定泡沫的效果，大大延长了泡沫的析液时间。同时水溶液中的茶皂素有很强的气泡力，即使在浓度相当低的情况下，仍有一定的发泡力，而且泡沫持久稳定。

本发明提供的B类火灾用灭火剂，使用的螯合剂为三聚磷酸钠，对灭火剂溶液中的高价离子起螯合作用，使灭火剂溶液更稳定，避免了长久保存出现沉淀物质。

其灭火机理为：

物质燃烧包含四个要素：可燃物(燃料)、氧气、热量、自由基。热量使可燃物失去稳定，分裂出反应活性非常强的原子、分子碎片或者其他中间物，即自由基。自由基与氧气发生化学反应，便出现了燃烧现象。自由基与氧气发生反应、产生燃烧现象后，便会释放出热量，从而驱动可燃物分裂出更多的自由基，使燃烧持续进行。阻断任何一种要素，燃烧就会终止。

1、降温灭火:物质需要温度达到着火点以上燃烧才能实现，水是最廉价，也是最好的降温材料。本B类火灾灭火剂中含有表面活性剂剂(CHSB椰油酰胺基羟磺甜菜碱)、月桂基磷酸酯，这二种物质均为碳氢表面活性剂，能够大大降低水的表面张力。另外还使用了杜邦1157等氟表面活性剂为，其最突出的性质之一是当水中添加极少量时就能把水的表面张力降到很低，以致水溶液渗透和铺展能力更强，最主要的是杜邦的1157氟表面活性剂与CHSB和月桂基磷酸酯具有协同效应，三者复配在一起效果更理想，能使水的表面张力由72mN/m降低至少于17mN/m。在使用喷淋及细水雾设备时，产生的水滴更细小，大小更均匀，蒸发更迅速，瞬间带走大量的热量，达到快速降温的目的，灭火更彻底，灭火后不复燃同时节省大量消防用水，即节约了能源，也减少了火灾对环境的污染。本消防灭火剂中含有光激发官能团物质(带有芳基的磷酸脂类和植物蛋白类，蛋白质分子二端氨基和羧基，蛋白质在紫外光谱区有特征吸收峰，大部分蛋白质都含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。这三种氨基酸在280nm附近有最大的吸收，因此大多数蛋白质在280nm附近显示强的吸收，与浓度成正比关系。)可以有选择地大量吸收这些波段的光量子，使官能团上的电子发生跃迁，成为激发态电子，所吸收的高能量以更长的光波辐射出去，成为低能量光子，其激发产生自由基的能力瞬间下降，使燃烧的持续性(链式反应)中断，同时高能电子转变成低能电子回到基态，释放了能量的电子也不会再促进燃烧反应。激发态电子瞬间转变成基态电子，大约只需10^-10～10^-7秒，因此冷火效应瞬间完成。官能团电子“基态→激发态→基态”的转变周而复始，使光化学反应循环发生。宏观上看，这些光激发官能团物质极大地增加了水的热容，使水的吸热能力大幅提高，快速灭火和冷却效果十分明显。

2、隔绝氧气:物质燃烧需要氧气，因为本B类灭火剂，含有大量的碳氢表面活性剂，具有优良的发泡功能，还使用了稳泡剂为茶皂素。水溶液中的茶皂素有很强的发泡力，即使在浓度相当低的情况下，仍有一定的发泡力，通过发泡设备会产生丰富而细腻粘稠的泡沫，泡沫稳定持久，与水相比可以更有效的覆盖于燃烧物质的表面，起隔绝氧气作用；使用的成膜剂为杜邦1460和热凝胶，遇极性燃烧物质能够形成凝胶体，在燃料表面和空气之间形成一层致密水膜，有效阻止燃料分子的挥发，保护泡沫不被破坏，隔绝氧气，窒息灭火，防止火灾复燃。

3、隔离灭火：燃烧要有燃烧物质，在火场中只有把燃烧物保护起来，与大火隔离，也就达到了灭火防火的目的。在主要场所局部火场使用时，添加量达到8﹪以上，产生的泡沫更丰富，留存时间更久，耐热和抗烧性更强，大量泡沫把火场中的易燃物质包覆起来，使大火不能直接与易燃物质接触，起到很好的隔离灭火的效果；泡沫中析出的水分因为含有多种表面活性剂，其表面张力可达17mN/m以下，可在液体燃料表面迅速产生一层水膜，抑制燃料的蒸发.同时本B类灭火剂中添加了阻燃剂，磷系类阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，隔绝氧气，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出的作用，从而达到阻燃目的。如有机阻磷类阻燃剂受热时能产生结构更趋稳定的交联状固体物质或碳化层。碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止其内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。阻燃剂受热时分解出不燃气体，将可燃物分解出来的可燃气体的浓度冲淡到燃烧下限以下。本灭火剂中的尿素受热分解会产生二氧化碳和氨气，对燃烧区内的氧浓度具有稀释的作用，阻止燃烧的继续进行，达到阻燃的作用。

4、抑制链反应：根据燃烧的链反应理论，维持燃烧所需的是自由基。阻燃剂可作用于气相燃烧区，捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下降直至终止。本灭火剂含有抗烧剂氯化铵等，是含卤素阻燃剂，受热易分解，此时含卤素阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区，卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基，从而阻止火焰的传播，使燃烧区的火焰密度下降，最终使燃烧反应速度下化学抑制。灭火剂中的有些成分与自由基会发生化学反应，生成稳定性物质，大量减少可以与氧气发生反应的自由基数目，抑制新的自由基产生，直至终止。

对上述实施例1-4进行检测，检测标准为GB15308-2006、GB27897-2011，结果如下表1-4所示：

表1

表2

表3

表4

将本发明灭火剂与几种目前市售灭火器进行对B类火的灭火对比试验，同类产品包括消防队提供的下述灭火剂：氟蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂、德国某品牌高端灭火剂、美国某品牌高端灭火剂，灭火剂的配比均为3％型。

该对比试验依据推车式灭火器灭火标准(GB 8109-2005)，采用25L推车式泡沫灭火器2具；油盘规格：223B直径3米，面积7.32平方米；风速：1.0m/s；晴天，环境温度：25℃。

试验方法：将油盘防在地面上并保持水平，加入90L淡水将盘底全部覆盖，加入150L 93#汽油，预燃60S开始灭火。

灭火实验结果数据如下表6所示：

表6

通过实验，充分证明本发明B类消防灭火剂的灭火时间最短，即灭火速度最快，效率最高，具有高效的灭火性能。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种B类火灾用灭火剂，其特征在于，按重量百分比包括如下组分：

氟碳表面活性剂4﹪；碳氢表面活性剂30﹪；成膜剂3﹪；阻燃剂5﹪；螯合剂2﹪；防冻剂10﹪；助溶剂5﹪；泡沫稳定剂0.5﹪；PH调节剂1﹪；纯净水：39.5%；

氟碳表面活性剂为：杜邦1157表面活性剂和1460氟碳表面活性剂1:3混合；

碳氢表面活性剂为：CHBS椰油酰胺基羟磺甜菜碱和月桂基磷酸酯2:1混合；

成膜剂为：热凝胶，带有直链β-1,3-葡聚糖；

阻燃剂为：磷胺阻燃剂；

螯合剂为：三聚磷酸钠；

防冻剂：丙三醇；

助溶剂：尿素；

泡沫稳定剂为：黄原胶；

PH调节剂：三乙醇胺；

配制方法包括如下步骤：

（1）将固体材料投入容器中，以水作为溶剂，控制水温为50℃～55℃，搅拌10～15分钟，混合均匀；

（2）将液体材料加入步骤（1）中，所有材料都加入后再搅拌20～25分钟；

（3）控制温度为50℃～55℃，静溶，8小时以上；

（4）经过180～200目的筛网过滤后灌装。

2.根据权利要求1所述的灭火剂，其特征在于，所述灭火剂按照1%～8%的

比例与水配制成灭火混合液。

3.根据权利要求2所述的灭火剂，其特征在于，所述灭火剂按照1%～6%的比例与水配制成灭火混合液。