CN106267669B

CN106267669B - 无氟及无磷水性灭火剂

Info

Publication number: CN106267669B
Application number: CN201510607038.XA
Authority: CN
Inventors: 江丰明
Original assignee: Taiwan Surfactant Corp
Current assignee: Huajie Chemical Shanghai Co ltd; Jiang Fengming
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-09-22
Publication date: 2021-08-06
Anticipated expiration: 2035-09-22
Also published as: TWI537026B; CN106267669A; US20160375286A1; TW201700129A; US9901761B2

Abstract

本发明涉及一种无氟及无磷水性灭火剂，包括：1‑70wt％的磺基琥珀酸酯；1‑30wt％的润湿剂；以及余量的水。本发明也涉及一种灭火方法，含有：本发明的无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中，以该水溶液喷于含有燃烧物质的空间，能够增加水的润湿性及渗透性，提高水与燃烧物质的亲和力，加速燃烧物质的降温，抑制物质的继续燃烧，因而减少灭火的用水量，降减烟雾与排放物质，缓解地面与空气中燃烧所造成的陆空环保问题和因此可能导致的健康危害。本发明的无氟及无磷水性灭火剂不含任何重金属，可以快速生物降解，具有对人体与环境无毒害及使用方便的特点。

Description

无氟及无磷水性灭火剂

技术领域

本发明涉及一种无氟及无磷水性灭火剂，尤其涉及一种用于消防的无氟及无磷水性灭火剂。

背景技术

火灾是常见的灾害，不仅会造成财物损失，甚至会剥夺人命，造成严重的环保与健康问题。如何有效而快速灭火及顾及环保与健康是当今消防灭火技术上的重要课题。各类灭火剂分别具有一种或数种下列的作用：冷却、降低燃烧温度；阻隔空气进入燃烧区域；阻止可燃物流向燃烧区域；抑制连锁燃烧；以及稀释火场的可燃气体、可燃液体浓度。

目前主要的灭火剂可分为水、泡沫、二氧化碳、干粉、卤代烷及特种灭火剂。其中，传统化学泡沫灭火剂是由一种碱性盐溶液和一种酸性盐溶液混合发生化学反应产生的灭火泡沫，而泡沫灭火作用来自于其隔绝与冷却作用。一般而言，灭火泡沫中所包含的气体为二氧化碳，而二氧化碳灭火剂通常是以液态的形式灌装于钢瓶内，其主要灭火作用是窒息与冷却。干粉灭火剂的灭火作用主要是以特定无机盐类(例如，磷酸二氢铵等)的喷洒去抑制燃烧链式化学作用，容易造成水土资源的污染。卤代烷灭火剂是以卤素原子取代一些低级烷烃类化合物分子中的部分或全部氢原子后所生成具有一定灭火能力的化合物。卤代烷灭火剂分子中的卤素原子通常为氟、氯及溴原子。卤代烷的蒸汽有一定的毒性，在使用时必须避免吸入蒸汽和与皮肤接触。

由于上述的灭火剂都各自具有环保顾虑，而水是一种来源丰富、取用方便、价值低廉的灭火剂，除非在完全不适用的燃烧场合之下，水是优先被选用的既环保又经济的灭火剂。水的灭火作用主要有以下五方面：冷却作用、乳化作用、隔绝作用、稀释作用、冲击作用，虽然水的灭火作用不只一种，而是几种作用的结合，但冷却是水主要的灭火作用。如何提升水的冷却作用是运用水作为灭火剂的重要关键。

虽然水分子具有非常高的热稳定性，使水在消防灭火中获得了最广泛的应用，但是水的物理性质造成了它在消防灭火应用上的限制。由于水的表面张力很高(72.8mN/m，20℃)，在正常情况下，水与许多物质的亲和力很低。换句话说，水的润湿性很小，不易与许多物质接触，尤其是在接触憎水性的物质表面(如轮胎橡胶、塑胶、溶剂、油类、气体等)时，使水在燃烧物质表面上停留的可能性降低。此外，水也不具有渗透性，就是将水分散成水雾，也无法进入燃烧物质的凹处与内部。故即使在使用极大的水量之下，这些物理性质造成了水不能进行充分的冷却作用，达到消防灭火的功效，甚至因而导致延缓救火，徒费水源，产生伤害人命及空气和土壤污染的负面作用。因此，单凭水本身的天然物理性质是无法发挥其冷却降温的灭火功能。

而用水灭火时，水是透过喷水设备施放于燃烧区或燃烧物表面而实现灭火作用，不同的喷水设备施放出的水有不同的形态，水流使用形态不同，其灭火效果也不相同。应用水灭火时的喷水设备一般分为：密集水流、开花水流、喷雾水流和水蒸气。据目前所知，由于密集水流的分散性差，在高温火场之下与火焰或燃烧物的接触面积小，不能充分发挥冷却作用，因而灭火效果较差。喷雾水流是透过高压消防管或水泵，并加压由喷雾水枪喷出而形成。虽然水滴直径小于100μm的雾状水具有最大的比表面积，具有较好的吸热能力，可以在火焰中迅速气化变成水蒸汽，直接冷却灭火，但其缺点是，雾状水穿透火焰的能力差，大部分穿过火焰时就已完全汽化，因而在灭火初期不能充分进行冷却作用。

另外，火灾现场是产生高温的区域，除非大量使用水，否则水分非常容易蒸发，高温的水蒸汽容易导致易燃物质的升温，尤其是在缺乏水源的地区，更是造成更大的救灾问题。

综观上述的灭火剂可知，目前所有的灭火剂都具有其缺点。然而，火灾发生的频率却日渐增多，水资源日渐减少，这已经造成了环境与气候的严重问题，也导致对于人体健康的可能危害。一个有效、快速，且具有对人体与环境无毒害，及使用方便的无氟及无磷水性灭火剂正是极为需要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种由烷基磺基琥珀酸酯及润湿剂组合而成，使用于消防灭火的无氟及无磷水性灭火剂。将该无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中，以喷洒或喷雾方式喷于燃烧中的物质，能够增加水的润湿性及渗透性，提高水与燃烧物质的亲和力，加速燃烧物质的降温，抑制物质的继续燃烧，因而减少灭火的用水量，降减烟雾与排放物质，缓解地面与空气中燃烧所造成的陆空环保问题和因此可能导致的健康危害。此外，本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂不含任何重金属物质，不含磷化合物，不含氟化合物，且具有生物降解性，对人体与环境无毒害，及使用方便等特点。

为实现上述目的，本发明所提供的一种组合物用于制备无氟及无磷水性灭火剂的用途，其中该组合物包括：1-70重量百分比的磺基琥珀酸酯；1-30重量百分比的润湿剂；以及余量的水。

在本发明所提供的一种组合物用于制备无氟及无磷水性灭火剂的用途中，该磺基琥珀酸酯为具有下列化学式的磺基琥珀酸烷基酯：

其中，R₁、R₂为不同或相同的烷基。该磺基琥珀酸烷基酯可为磺基琥珀酸单烷基酯、磺基琥珀酸二烷基酯、磺基琥珀酸多烷基酯或其混合物，其中，该磺基琥珀酸单烷基酯可具有1至18个碳的烷基，优选可具有4至12个碳的烷基，更优选可具有6至8个碳的烷基，该磺基琥珀酸二烷基酯可具有1至18个碳的烷基，优选可具有4至12个碳链烷基，更优选可具有6至8个碳的烷基，以及该磺基琥珀酸多烷基酯可具有1至18个碳的烷基，优选可具有4至12个碳的烷基，更优选可具有6至8个碳的烷基。

在本发明所提供的一种组合物用于制备无氟及无磷水性灭火剂的用途中，该润湿剂可为烷基一元醇类、烷基二元醇类、烷基多元醇类、烷基二元醇类聚醚衍生物或其混合物，其中，烷基指直链或支链的具有1至18个碳的烷基，优选具有1至12个碳的烷基，更优选具有1至6个碳的烷基。

在本发明中，所使用的水并无特别限制，优选可为纯净水或蒸馏水。

在本发明所提供的一种组合物用于制备无氟及无磷水性灭火剂的用途中，该无氟及无磷水性灭火剂不含重金属与氯离子，且该无氟及无磷水性灭火剂具有生物降解性。

在本发明中，为实现上述目的，本发明还提供一种灭火方法，含有：(a)将本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中；以及(b)将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间。

在本发明所提供的灭火方法中，可使用的稀释方法并无任何限制，任何已知稀释方法皆可被使用，所使用的本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂与水的稀释浓度也并无特别限制，优选该无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中后的浓度可为重量比十万分之一至十分之一的水溶液。

在本发明所提供的灭火方法中，可将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间的方式并无特别限制，任何已知喷水方式皆可被使用，优选由喷洒或喷雾方式将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间。可将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间的方向也并无特别限制，优选在空中由上往下将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间。本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂的剂量并无特别限制，一般喷洒或喷雾剂量依燃烧物质性质与含量，需经由测试实验而确定。而本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂在含有燃烧物质的空间中发挥润润湿作用，依空间中不同燃烧物质的特性、含量与地区的分布而定，其中灭火的燃烧物质为，但不限于，气体、液体、固体或其混合物。该含有燃烧物质的空间并无特别限制，可为含有燃烧物质的任何空间或任何区域，优选为含有燃烧物质的上方或其中的区域。

附图说明

图1为本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂使用方法的示意图；

图2为本发明所提供的包括无氟及无磷水性灭火剂的装置的示意图。

【符号说明】

1 第一槽

2 第二槽

3 第三槽

4 第四槽

5 喷水设备

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可以通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1所示为本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂使用方法的示意图。如图1所示，本发明的一优选具体实施例，是将本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中，优选以喷洒或喷雾方式将无氟及无磷水性灭火剂稀释水溶液喷于含有燃烧物质的空间的上方或之中，由此实现消防灭火的功效，缓解燃烧物质所造成的环保问题和因此可能导致的健康危害，其实施步骤如下：

(a)将本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂高倍稀释于水中；以及

(b)利用适当的喷洒或雾化喷嘴或适当的喷洒或雾化喷枪，将(a)的水溶液以喷洒或喷雾方式，优选在空中由上往下，喷于含有燃烧物质的空间上方或其中的某区域。

图2所示为本发明所提供的包括无氟及无磷水性灭火剂的装置的示意图。如图2所示，本发明的一优选具体实施例，是将本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂设置于一第一槽1中，将水设置于一第二槽2中，该第一槽1及该第二槽2与一第三槽3分别连通，且该第3槽3包含一搅拌器，搅拌该第一槽1的该无氟及无磷水性灭火剂与该第二槽2的水，以形成一无氟及无磷水性灭火剂稀释水溶液，并且将该无氟及无磷水性灭火剂稀释水溶液设置于与该第三槽3连通的一第四槽4中，并以一与该第四槽4连接的喷水设备5，优选为一喷洒或雾化喷嘴或一喷洒或雾化喷枪，以喷洒或喷雾方式将设置于该第四槽4中的无氟及无磷水性灭火剂稀释水溶液喷于含有燃烧物质的空间，优选是在空中由上往下，喷于含有燃烧物质的上方或其中的某区域。

本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂的具体实施例如下：

实施例1

无氟及无磷水性灭火剂

组分	百分比
		磺基琥珀酸二异辛酯	70.0
丙二醇	10.0
		纯净水	20.0

将上述无氟及无磷水性灭火剂用蒸馏水稀释成重量比1％的水溶液，以喷雾方式喷洒于燃烧物质的上方或其中的区域，喷洒后，定时观察，及检测灭火的具体实施效果。

由实施现场可见：

如上所述，燃烧后的物质(粗橡皮筋)，并未能被纯水喷雾所熄灭，而加剂喷雾可以明显以较少的喷雾量，快速完全熄灭燃烧。

实施例2

无氟及无磷水性灭火剂

组分	百分比
		磺基琥珀酸二辛酯	35.0
磺基琥珀酸辛基酯	35.0
		二甘醇	10.0
纯净水	20.0

由实施现场可见：

如上所述，燃烧后的物质(塑胶餐具)，并未能被纯水喷雾所熄灭，而加剂喷雾可以明显以较少的喷雾量，快速完全熄灭燃烧。

实施例3

将上述实施例1所使用的无氟及无磷水性灭火剂用蒸馏水稀释成重量比1％的水溶液，以喷雾方式喷洒于燃烧物质的上方或其中的区域，喷洒后，定时观察，检测灭火的具体实施效果。

由实施现场可见：

如上所述，燃烧后的物质(车用轮胎片)，并未能被纯水喷雾所熄灭，而加剂喷雾可以明显以较少的喷雾量，快速完全熄灭燃烧。

实施例4

将上述实施例1所使用的无氟及无磷水性灭火剂用蒸馏水稀释成重量比1％的水溶液，以喷雾方式喷洒于燃烧物质的上方或其中的区域，喷洒后，定时观察，及检测灭火的具体实施效果。

由实施现场可见：

如上所述，燃烧后的物质(＃150溶剂油)，并未能被纯水喷雾所熄灭，甚至导致高温下溶剂油的飞散与爆燃，而加剂喷雾可以明显以较少的喷雾量，快速完全熄灭燃烧。

实施例5

由实施现场可见：

如上所述，燃烧后的物质(工业煤油)，并未能被纯水喷雾所熄灭，甚至导致高温下工业煤油的飞散与爆燃，而加剂喷雾可以明显以较少的喷雾量，快速完全熄灭燃烧。

上述结果显示本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂可以快速且有效地阻止，例如橡胶类、塑胶类、溶剂、工业煤油等A及B类物质的燃烧，达到完全灭火的目的。

综上所述，本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂是由具高度润湿湿和渗透力的阴离子表面活性剂磺基琥珀酸酯与润湿剂组合而成，在消防灭火过程中，经由提高水的润湿性，及与燃烧物质的亲和力，以加速燃烧物质的降温，抑制、阻止燃烧物质继续燃烧，缓解空间中燃烧物质所造成的环保问题和因此可能导致的健康危害。

本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂的灭火方法与现有灭火剂的灭火方法的技术相比，具有如下的优点：

1、本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂具有高度的润湿性，能够迅时降低水的表面张力，提高水与燃烧物质的亲和力，因而加速燃烧物质的降温，抑制其继续燃烧，减少其中灭火过程用水量和浓烟，以及灭火后的污水量。

2、本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂具有高度的渗透力，在含有燃烧物质的空间中喷洒或喷雾本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂，可在短暂时间之内，渗透至燃烧物质的表面及内部，直接促进燃烧物质与水的亲和力，因而加速燃烧物质的降温，抑制其继续燃烧。

3、本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂可以事先调配或在火灾现场调配，及时以喷洒或喷雾方式应用，按照火场的情况及燃烧物质的性质运用于消防灭火，因此具有高度弹性、方便性与经济性等特点。

4、本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂具有快速生物降解性，对环境不会造成危害。

5、本发明所提供的无氟及无磷水性灭火剂的喷洒或喷雾量小，且不含任何氟类物质、磷类物质、重金属和氯离子。在适当的使用方式之下，不会对人体造成危害。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求书要求的保护范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种组合物用于制备无氟及无磷水性灭火剂的用途，其中该组合物组成为：

70重量百分比的磺基琥珀酸酯；

1-10重量百分比的润湿剂；以及

余量为水。

2.如权利要求1所述的用途，其中，该磺基琥珀酸酯为具有下列化学式的磺基琥珀酸烷基酯：

其中，R₁、R₂为不同或相同的烷基。

3.如权利要求2所述的用途，其中，该磺基琥珀酸烷基酯为磺基琥珀酸单烷基酯、磺基琥珀酸二烷基酯、磺基琥珀酸多烷基酯或其混合物。

4.如权利要求3所述的用途，其中，该磺基琥珀酸单烷基酯具有1至18个碳的烷基。

5.如权利要求3所述的用途，其中，该磺基琥珀酸二烷基酯具有1至18个碳的烷基。

6.如权利要求1所述的用途，其中，该润湿剂为烷基一元醇类、烷基二元醇类、烷基多元醇类、烷基二元醇类聚醚衍生物或其混合物。

7.如权利要求1所述的用途，其中，该无氟及无磷水性灭火剂不含重金属与氯离子。

8.如权利要求1所述的用途，其中，该无氟及无磷水性灭火剂具有生物降解性。

9.一种灭火方法，含有：

(a)将如权利要求1所述的无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中；以及

(b)将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间。

10.如权利要求9所述的灭火方法，其中，该无氟及无磷水性灭火剂稀释于水中后的浓度为重量比十万分之一至十分之一的水溶液。

11.如权利要求9所述的灭火方法，其中，由喷洒或喷雾方式将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间。

12.如权利要求9所述的灭火方法，其中，在空中由上往下将(a)的水溶液喷于含有燃烧物质的空间。

13.如权利要求9所述的灭火方法，其中，该燃烧物质为气体、液体、固体或其混合物。

14.如权利要求9所述的灭火方法，其中，该含有燃烧物质的空间为含有燃烧物质的上方或其中的区域。