CN106853281B - 二氧化碳胶体泡沫灭火剂及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂及其配制方法，该灭火剂按照重量份数由以下原料制成：尿素5‑11份、六水氯化镁6‑13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4‑10份、硼砂1‑7份、磷酸1‑4份和水68‑70份。本发明提供的二氧化碳胶体泡沫灭火剂的泡沫在喷出后生成、胶体隔离膜在火灾现场生成，胶体颗粒微细，结合能力强、覆盖面积大；同样体积的原料，灭火能力成几倍提高，灭火成本显著下降。本发明的灭火剂本身及灭火后的生成物无毒无害，既节水又小污染，既适用于密度大于水的燃烧物灭火，也适用于密度小于水的燃烧物灭火，适用范围广。

Description

二氧化碳胶体泡沫灭火剂及其配制方法

技术领域

本发明属于消防技术领域，具体涉及一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂及其配制方法。

背景技术

近些年来，随着我国建筑领域大量使用有机泡沫保温材料，民用建筑及工业厂房屡屡失火，且单用清水的救火难度也变得困难，往往是需要消耗大量的水资源，火灭了，东西也烧光了，消防的功效只能体现在阻止火灾向火灾孤立区以外继续蔓延。对于油类等易燃物质储罐泄露引起的火灾，用水最多只能起到降温作用；用沙土覆盖，一是短时间内难以获得大量的沙土，二是对大火实际上也难以操作。使用胶体泡沫灭火理论上讲，既合理也应当。但是，现有的胶体泡沫灭火专利有：（1）凝胶制备喷洒灭火设备（CN201320391560.5），（2）一种即配即用水系灭火剂添加剂及其使用方法（CN201610017551.8），（3）防治煤炭自燃的多相凝胶泡沫制备方法（CN200810025415.9），（4）煤岩体防灭火材料（CN201210243676.4），（5）一种灭火材料及其制备方法和应用（CN200910061231.2），（6）一种新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂及其制备方法（CN201510741298.6），（7）一种防治煤炭自燃的智能凝胶材料（CN201410113510.X），（8）无氨凝胶（CN201310581681.0）等8个。其中（3）、（5）、（6）、（7）、（8）原料本身就包括有水不溶固体粉料，（1）、（2）、（4）原料中不包括水不溶固体粉料，但他们的共同特点是“胶体泡沫”都需要在喷射之前制成，而后喷出。这就存在两个毛病：一是可能引起设备堵塞，即使不堵塞，至少每次用完后必须彻底清洗设备；二是泡沫中的气体需要占用喷射设备大量的喷射流量，降低喷射设备的灭火效率，三是其中的固形物会使输送和喷射阻力增加，浪费能量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供种一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂及其配制方法，该灭火剂灭火能力强，灭火成本低，灭火剂本身及灭火后的生成物无毒无害，且适用范围广。

本发明所采用的技术方案是：二氧化碳胶体泡沫灭火剂，按照重量份数由以下原料制成：尿素5-11份、六水氯化镁6-13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4-10份、硼砂1-7份、磷酸1-4份和水68-70份。

作为本发明一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂的进一步优化，按照重量份数由以下原料制成：尿素10.35份、六水氯化镁12.05份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4.12份、硼砂2.82份、磷酸1.64份和水69.02份。

作为本发明一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂的进一步优化，按照重量份数由以下原料制成：尿素8.13份、六水氯化镁9.46份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺6.48份、硼砂4.44份、磷酸2.58份和水68.91份。

作为本发明一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂的进一步优化，按照重量份数由以下原料制成：尿素5.69份、六水氯化镁6.62份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺9.07份、硼砂6.21份、磷酸3.61份和水68.8份。

所述的二氧化碳胶体泡沫灭火剂的配制方法，包括以下步骤：

步骤一、先按照上述重量份数取原料尿素、六水氯化镁、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、硼砂、磷酸和水，备用；

步骤二、在搅拌反应罐中，先加入步骤一得到的40%重量的水，开启搅拌器，控制温度为100℃加热，然后依次加入磷酸、硼砂，使其溶解；

步骤三、在另一个容器中，取步骤一得到的40%重量的水，加入尿素、六水氯化镁，搅拌溶解后将其加入到步骤二的搅拌反应罐中，再加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺搅拌均匀；

步骤四、用余量的水洗涤所用容器、工具，并把洗涤水加入到搅拌反应罐中，搅拌均匀即可得到胶体泡沫灭火剂。

步骤五、使用时，先将胶体泡沫灭火剂稀释，后在高压下与二氧化碳混合。

与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：

本发明提供的自二氧化碳胶体泡沫灭火剂的泡沫在喷出后生成、胶体隔离膜在火灾现场生成，胶体颗粒微细，结合能力强、覆盖面积大；同样体积的原料，灭火能力成几倍提高，灭火成本显著下降。

本发明的灭火剂本身及灭火后的生成物无毒无害，既节水又小污染，既适用于密度大于水的燃烧物灭火，也适用于密度小于水的燃烧物灭火，适用范围广。

本发明的泡沫到达火场后随着温度升高泡沫变大，另一方面尿素受热会发生缩聚生成不可燃烧的二聚、三聚或多聚体（统称为缩脲），从而把镁离子释放出来，与自带的磷酸、硼酸、二氧化碳及燃烧产生的二氧化碳生成磷酸镁、硼酸镁、碱式碳酸镁或碳酸镁，它们与缩脲一起形成一层泡沫胶体膜覆盖在可燃物上，起到灭火作用，且灭火作用显著。

具体实施方式

为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。

二氧化碳胶体泡沫灭火剂，按照重量份数由以下原料制成：尿素5-11份、六水氯化镁6-13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4-10份、硼砂1-7份、磷酸1-4份和水68-70份。

所述的二氧化碳胶体泡沫灭火剂的配制方法，包括以下步骤：

步骤一、先按照上述重量份数取原料尿素、六水氯化镁、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、硼砂、磷酸和水，备用；

步骤二、在搅拌反应罐中，先加入步骤一得到的40%重量的水，开启搅拌器，控制温度为100℃加热，然后依次加入磷酸、硼砂，使其溶解；

步骤三、在另一个容器中，取步骤一得到的40%重量的水，加入尿素、六水氯化镁，搅拌溶解后将其加入到步骤二的搅拌反应罐中，再加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺搅拌均匀；

步骤四、用余量的水洗涤所用容器、工具，并把洗涤水加入到搅拌反应罐中，搅拌均匀即可得到自发泡胶体泡沫灭火剂。

步骤五、使用时，先将胶体泡沫灭火剂稀释，后在高压下与二氧化碳混合。

实施例1：低起泡性

一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂，按照重量份数由以下原料制成：尿素10.35份、六水氯化镁12.05份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4.12份、硼砂2.82份、磷酸1.64份和水69.02份。

实施例2：中起泡性

一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂，按照重量份数由以下原料制成：尿素8.13份、六水氯化镁9.46份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺6.48份、硼砂4.44份、磷酸2.58份和水68.91份。

实施例3：高起泡性

一种二氧化碳胶体泡沫灭火剂，按照重量份数由以下原料制成：尿素5.69份、六水氯化镁6.62份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺9.07份、硼砂6.21份、磷酸3.61份和水68.8份。

本发明二氧化碳胶体泡沫灭火剂的使用

使用时，按1:（20～40）稀释，用液压泵（压力≥1MPa）抽吸稀释液，用二氧化碳液体钢瓶供给二氧化碳（耗用重量等于灭火剂原液重量的10～20%），让稀释液和二氧化碳分别沿混合罐侧壁的切线相同方向进入混合罐，经旋转混合，使二氧化碳溶于稀释液中形成混合液。在混合罐侧壁还设有一个切线方向的输送管，输送管另一端连接一个喇叭形喷嘴，这样就可以把混合液输送到灭火现场。

在混合液离开喷嘴之前，一方面由于二氧化碳在压力作用下能溶于混合液中，另一方面氯化镁与尿素形成了配合物，也不会产生镁化合物沉淀，混合液是澄清的。一旦混合液离开喷嘴，压力减小，溶解的二氧化碳析出、膨胀，在表面活性剂6501（椰子油脂肪酸二乙醇酰胺）的作用下，混合液将变成泡沫。

当泡沫到达火场后，由于温度升高，一方面泡沫会变大，另一方面尿素受热会发生缩聚生成不可燃烧的二聚、三聚或多聚体（统称为缩脲），势必把镁离子释放出来，与自带的磷酸、硼酸、二氧化碳及燃烧产生的二氧化碳生成磷酸镁、硼酸镁、碱式碳酸镁或碳酸镁，它们与缩脲一起形成一层泡沫胶体膜覆盖在可燃物上，起到灭火作用。

灭火试验例

试验例1：（平面油类火灾灭火）

在一个空旷场地，挖一个深5～6mm、面积约为1m2的凹地，铺上一层塑料薄膜，塑料薄膜的边超出凹地边约10cm，以土覆盖超出部分。在塑料薄膜凹陷处加入柴油，使油面能布满凹坑。

灭火实验过程如下。

1、选用实施例3的产品，而后按40：1的比例加入成品胶体灭火剂，搅匀。

2、用液压泵（0.6MPa）把稀释液输送到混合罐中，当液面到达混合罐的中上部时，关闭液压泵。

3、开启液体二氧化碳钢瓶总阀，调节减压阀，使混合液液面保持在可观察范围内，观察压力表，并实时调节减压阀，使二氧化碳的压力不低于压力表的压力（0.6MPa）。

4、当压力表的压力达到喷射压力要求后，让喷嘴对准灭火目标，开启阀门进行灭火。

5、本实施例输送管的管径为5mm，但喷嘴喷出的泡沫柱的直径约为50mm，喷射水平距离约15m。

6、点燃柴油后火焰迅速蔓延、并覆盖凹坑。让泡沫柱由近到远喷到凹坑上，内侧火焰边界逐步移向远处，并很快熄灭。

用同样的方式（清除浮于柴油表面的泡沫残留物，补充柴油），对本发明胶体灭火剂的实施例1、2进行了实验，稀释比例分别为1:20和1：30，除了胶体灭火剂用量不同外，灭火效果未见明显差异。这显然与燃油均处于同一平面有关。

试验例2：（不规则油面燃烧灭火）

在一个空旷场地，挖一个深5～6mm、面积约为1m2的凹地，铺上一层塑料薄膜，塑料薄膜的边超出凹地边约10cm，以土覆盖超出部分。在塑料薄膜凹陷处架起横、竖的木材，而后浇上柴油，并使油面能布满凹坑。

灭火实验过程如下。

1、选用实施例3的产品，而后按40：1的比例加入成品胶体灭火剂，搅匀。

2、用液压泵（0.6MPa）把稀释液输送到混合罐中，当液面到达混合罐的中上部时，关闭液压泵。

3、开启液体二氧化碳钢瓶总阀，调节减压阀，使混合液液面保持在可观察范围内，观察压力表，并实时调节减压阀，使二氧化碳的压力不低于压力表的压力（0.6MPa）。

4、当压力表的压力达到喷射压力要求后，让喷嘴对准灭火目标，开启阀门进行灭火。

5、本实施例输送管的管径为5mm，但喷嘴喷出的泡沫柱的直径约为50mm，喷射水平距离约15m。

6、点燃柴油后火焰迅速蔓延、遍及木材及凹坑，让泡沫柱由近到远喷火源，木材内侧及凹坑火焰熄灭，但木材远侧仍有火苗存在，直到从对面喷射，火苗才全部熄灭。

用同样的方式（更换木材并清除浮于柴油表面的泡沫残留物，补充柴油），对本发明胶体灭火剂的实施例1、2进行了实验，稀释比例分别为1:20和1：30，发现实施例1，抵抗残留火苗的能力最强。但都存在从单一方向喷射胶体泡沫难以将火苗全部扑灭。除非用胶体泡沫把可燃物完全埋没。

试验例3：（非油类火灾灭火）

在一个空旷场地，用砖和泥浆筑起三面围墙，高度1.5m，长、均为1m，上面盖上一块1mm厚钢板，其内放入引火火把（蘸油）、木材，泡沫塑料、废旧衣物，堆积成40cm厚的可燃物。

灭火实验过程如下。

1、选用实施例3的产品，而后按40：1的比例加入成品胶体灭火剂，搅匀。

2、用液压泵（0.6MPa）把稀释液输送到混合罐中，当液面到达混合罐的中上部时，关闭液压泵。

3、开启液体二氧化碳钢瓶总阀，调节减压阀，使混合液液面保持在可观察范围内，观察压力表，并实时调节减压阀，使二氧化碳的压力不低于压力表的压力（0.6MPa）。

4、当压力表的压力达到喷射压力要求后，让喷嘴对准灭火目标，开启阀门进行灭火。

5、本实施例输送管的管径为5mm，但喷嘴喷出的泡沫柱的直径约为50mm，喷射水平距离约15m。

6、点燃火把，并让火焰充满试验空间后开始灭火，不到1分钟，火焰熄灭，胶体泡沫在可燃物上覆盖了一层约1cm的胶体泡沫。

用同样的方式（更换木材并清除浮于柴油表面的泡沫残留物，补充柴油），对本发明胶体灭火剂的实施例1、2进行了实验，稀释比例分别为1:20和1：30，发现均可以实现快速灭火，但以实施例3的灭火速度最快。

现场当时观察的情况是，三个配方都可以看到泡沫的泡由小变大，最后破裂，1h后观察灭火后残留物，发现可燃物上表面均覆盖了一层薄薄的胶体膜。

本说明书的实施例，仅用来说明本发明，因此在不违背本发明结构、原理的情况下，相关专业人员很容易结合行业专业实际设计出本发明的各种变体，出现这种情况，本发明设计者认为应视为对本发明的侵权。

Claims (5)

1.二氧化碳胶体泡沫灭火剂，其特征在于，按照重量份数由以下原料制成：尿素5-11份、六水氯化镁6-13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4-10份、硼砂1-7份、磷酸1-4份和水68-70份。

2.如权利要求1所述的二氧化碳胶体泡沫灭火剂，其特征在于，按照重量份数由以下原料制成：尿素10.35份、六水氯化镁12.05份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺4.12份、硼砂2.82份、磷酸1.64份和水69.02份。

3.如权利要求1所述的二氧化碳胶体泡沫灭火剂，其特征在于，按照重量份数由以下原料制成：尿素8.13份、六水氯化镁9.46份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺6.48份、硼砂4.44份、磷酸2.58份和水68.91份。

4.如权利要求1所述的二氧化碳胶体泡沫灭火剂，其特征在于，按照重量份数由以下原料制成：尿素5.69份、六水氯化镁6.62份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺9.07份、硼砂6.21份、磷酸3.61份和水68.8份。

5.如权利要求1-4任一权利要求所述的二氧化碳胶体泡沫灭火剂的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、先按照上述重量份数取原料尿素、六水氯化镁、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、硼砂、磷酸和水，备用；

步骤二、在搅拌反应罐中，先加入步骤一取得水总量40%重量的水，开启搅拌器，控制温度为100℃加热，然后依次加入磷酸、硼砂，使其溶解；

步骤三、在另一个容器中，取步骤一取得水总量40%重量的水，加入尿素、六水氯化镁，搅拌溶解后将其加入到步骤二的搅拌反应罐中，再加入椰子油脂肪酸二乙醇酰胺搅拌均匀；

步骤四、用余量的水洗涤所用容器、工具，并把洗涤水加入到搅拌反应罐中，搅拌均匀即可得到胶体泡沫灭火剂；

步骤五、使用时，先将胶体泡沫灭火剂稀释，后在高压下与二氧化碳混合。