CN107376180B - 适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂及其制备方法 - Google Patents
适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种适用于‑40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括15‑25%的阻燃剂、25‑35%的抗冻剂和2‑2.5%的表面活性剂，余量为水；还提供一种该灭火剂的制备方法：将水加热至30‑50℃，按照顺序加入抗冻剂、阻燃剂和表面活性剂，保持溶液温度为30‑50℃，搅拌所有原料至完全溶解，冷却至室温即得。该灭火剂成分混合均匀，长时间保存其灭火效果也不受影响；不需要再与水混合即可直接使用；适用温度可达到‑40℃，可高达55℃，适用温度范围广，且灭火效果好、种类广，无毒、无刺激，有极强的阻燃和抗复燃性，可达6L灭2A、89B级别火，灭火速度快，仅需20‑40秒，喷射后能百分之百生物降解，是一种环保型灭火剂，灭火后易清理。
Description
技术领域
本发明属于灭火剂领域，具体地，本发明涉及一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂及其制备方法。
背景技术
水系灭火剂由于其洁净、环保，越来越受关注，也被广泛使用。通常地，水系灭火剂是一种在水中加入阻燃剂、增稠剂、稳定剂等添加剂的灭火剂，其灭火机理为在燃烧物的表面上流散的同时析出液体冷却其表面，并在燃烧物表面上形成一层水膜与微泡沫层共同封闭燃烧物表面，隔绝空气，形成隔热屏障，吸收热量后的液体汽化并稀释燃烧物表面上空气的含氧量，对燃烧物体产生了窒息作用，阻止了燃烧的继续，使之达到灭火作用。
公开号为CN10136699A的中国发明专利申请公开了水系灭火剂，其中一种灭火剂为：分别取F4018 5.0Kg、脂肪醇(C12～C14，淄博乾胜化工有限公司生产，样品编号：V1304AB)3.0Kg、聚磷酸铵15Kg、CAB 6.0Kg、水64Kg搅拌成混合物A，阳离子羟乙基纤维素(上海高维日用化学品厂)2.0Kg、尿素5.0Kg加入混合物A中成浓缩液B(常温抗溶水系灭火剂)；取该浓缩液B10Kg、丙三醇20Kg、丙二醇25Kg和水45Kg配制100Kg的灭火剂，该灭火剂具有-40℃的最低使用温度。其凝固点为-41℃，灭火等级可达到1A、4B，且灭95％乙醇火时，需要时间为65s。
但是，以上现有技术的水系灭火剂的灭火等级低，灭火所需时间长。
发明内容
为了克服以上现有技术中的技术问题，本发明提供一种耐寒性水系灭火剂，该耐寒性水系灭火剂，灭火等级高，灭火速度快，灭火效率高，效果好。
为了达到以上目的，作为本发明的一方面，本发明采用如下技术方案：一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，包括阻燃剂、抗冻剂和表面活性剂，其中，按重量百分比计，包括15-25％的阻燃剂、25-35％的抗冻剂和2-2.5％的表面活性剂，余量为水。
优选的是，所述阻燃剂为氯化铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵、溴化铵中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，清水中加入10％的所述抗冻剂，其凝固点低于-8℃。
上述任一方案优选的是，所述抗冻剂为乙醇、乙二醇、乙二醇丁醚、甲醇、丙三醇、精盐、尿素中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，所述精盐中氯化钠的重量含量大于98％。
上述任一方案优选的是，所述尿素中氮的重量含量大于46％。
上述任一方案优选的是，所述表面活性剂pH值为5.5-9.0。
上述任一方案优选的是，所述表面活性剂pH值为7.0。
上述任一方案优选的是，所述表面活性剂是水溶性的，在水中能完全溶解。
上述任一方案优选的是，所述表面活性剂的表面张力为15.0-17.0mN/m。
上述任一方案优选的是，所述表面活性剂为碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，所述碳氢表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、辛基酚聚氧乙烯醚-10、十六烷基溴化铵、咪唑啉中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，所述氟碳表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂Ee602(上海久士城化学有限公司)、阳离子型全氟烷基季胺盐碘化物JF-111(武汉金富科技发展有限公司)、FC1157和FC-16中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，所述水为纯净水。
上述任一方案优选的是，所述适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20％的溴化铵、25％的尿素和2％的十六烷基溴化铵，余量为水。
上述任一方案优选的是，所述适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20％的溴化铵、25％的精盐和2％的FC1157，余量为水。
上述任一方案优选的是，所述适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20％的氯化铵、25％的精盐和2％的非离子型氟碳表面活性剂Ee602，余量为水。
上述任一方案优选的是，所述适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20％的磷酸一铵、25％的尿素、1％FC1157和1％的FC-16，余量为水。
本发明提供的耐寒性水系灭火剂，适用温度可达到-40℃，可高达55℃，适用温度范围广，适用环境多，可以达到6L灭2A、89B级别灭火，灭火时间仅需20-40秒左右，速度快，灭火效率高，效果好。
本发明另一目的是提供一种如本发明第一方面所述的适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将纯净水持续加热至30-50℃；持续加热可以保持溶液温度，搅拌的更均匀；
B、向热的纯净水中加入阻燃剂、抗冻剂和表面活性剂，并保持水温不低于30℃；
C、搅拌至所有原料完全溶解；
D、冷却至室温，即得到所述适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂。
上述任一方案优选的是，步骤B中，向热的纯净水中加料的顺序为依次加入抗冻剂、阻燃剂和表面活性剂。物料的溶解度不一样，采用这样的顺序添加，溶解度更好，溶解更充分。
上述任一方案优选的是，步骤B中，向热的纯净水中加料时，加料后进行搅拌，待加入到物料完全溶解，再加入其它物料，以此类推。
上述任一方案优选的是，步骤B中，在向热的纯净水中加料的同时，持续灌入温度为30℃-50℃的热的纯净水，使得水温一直保持在30℃-50℃。
上述任一方案优选的是，步骤B中，通过温度传感器和温控装置，使得水温一直保持在30℃-50℃。
本发明提供的水系灭火剂的制备方法，制备得到的灭火剂，成分混合均匀，且稳定性好，不会随着存放环境的变化而出现沉淀，长时间保存其灭火效果也不受影响，其保质期可达10年。作为抗冻剂的醇、醚等加入，会影响其他物料的溶解度，本发明通过改进制备方法、物质之间的比例及加料顺序，得到了使用温度可达-40℃的灭火剂，且其中的物料的溶解很好，混合均匀，能长时间保存。
本发明提供的耐寒性水系灭火剂，流动性好，不需要再与水混合即可直接使用；且其特征值符合GB17835-2008的要求，pH值为7-7.5，表面张力15.0-15.5mN/m，无抗冻结融化影响，毒性实验鱼的死亡率为0，且适用温度可达到-40℃，可高达55℃，适用温度范围广，适用环境多，且灭火效率高、效果好、等级高、种类广，无毒、无味、无刺激，可在物体表面形成一种水膜，隔离氧气，冷却降温隔热阻燃，有极强的阻燃和抗复燃行，可以达到6L灭2A、89B级别灭火，灭火速度快，仅需20-40秒左右，且喷射后能百分之百生物降解，是一种环保型灭火剂，灭火后易清理。
附图说明
图1是按照本发明的适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法的一优选实施例的流程图。
图2是按照本发明的适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法的另一优选实施例的流程图。
图3是按照本发明的适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法的又一优选实施例的流程图。
具体实施方式
为了更加清楚、正确地理解本发明的发明内容，下面结合附图及具体实施例进行进一步的阐述、说明。
以下所用到的原料如下：
氯化铵：含量大于99％；磷酸一按：一等品；磷酸氢二铵：一等品；溴化铵：优等品，含量大于99％；
乙醇：工业级，含量大于95％；乙二醇：优等品，含量大于99％；乙二醇丁醚：工业级，含量大于98％；甲醇：工业级，含量大于95％；丙三醇：优等品，含量大于98％；精盐：优级，氯化钠含量大于98％；尿素：优等品，氮含量大于46％。
实施例1.1
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
本实施例的灭火剂的制备方法，如图1所示，按照实施顺序，其步骤如下：
A、将水加热至30-50℃；
B、将水分成两部分，一部分稍多，另一部分稍少，向稍少的一部分热水中加入抗冻剂(乙醇)，搅拌，搅拌均匀后，加入阻燃剂(氯化铵)并搅拌使其完全溶解并混合均匀，最后加入pH值在5.5-9.0之间的表面活性剂(碳氢表面活性剂)，使其完全溶解，这个过程中，是另一部分稍多的30-50℃的热水持续加入，过程中要保持加了抗冻剂、阻燃剂、表面活性剂的溶液的温度维持在30-50℃；
C、继续搅拌，使所有成分混合均匀，大约搅拌4小时即可；
D、冷却至室温，即得本实施例中的适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂。
实施例1.2
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.3
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.4
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.5
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.6
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.7
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.8
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，其组成如下：
实施例2.1
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的阻燃剂替换为磷酸一铵。
实施例2.2
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的阻燃剂替换为磷酸氢二铵。
实施例2.3
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的阻燃剂替换为溴化铵。
实施例2.4
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵和溴化铵，各7.5％。
实施例2.5
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵和磷酸一铵，各7.5％。
实施例2.6
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为溴化铵和磷酸一铵，各7.5％。
实施例2.7
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为溴化铵和磷酸氢二铵，各7.5％。
实施例2.8
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为磷酸一铵和磷酸氢二铵，各7.5％。
实施例2.9
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵和磷酸氢二铵，各7.5％。
实施例2.10
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵和溴化铵，各3.75％。
实施例2.11
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵，各5％。
实施例2.12
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为磷酸一铵、磷酸氢二铵和溴化铵，各5％。
实施例2.13
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵、磷酸氢二铵和溴化铵，各5％。
实施例2.13
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵、磷酸一铵和溴化铵，各5％。
实施例3.1
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇。
实施例3.2
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇丁醚。
实施例3.3
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的抗冻剂替换为甲醇。
实施例3.4
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的抗冻剂替换为丙三醇。
实施例3.5
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的抗冻剂替换为精盐。
实施例3.6
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的抗冻剂替换为尿素。
实施例3.7
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙醇和精盐，各15％。
实施例3.8
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为尿素和精盐，各15％。
实施例3.9
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇丁醚和精盐，各15％。
实施例3.10
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇丁醚和尿素，各15％。
实施例3.11
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为丙三醇和尿素，各15％。
实施例3.12
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为丙三醇和精盐，各15％。
实施例3.13
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇和精盐，各15％。
实施例3.14
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇和尿素，各15％。
实施例3.15
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇和乙二醇丁醚，各15％。
实施例3.16
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为丙三醇和乙二醇丁醚，各15％。
实施例3.17
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙醇和甲醇，各15％。
实施例3.18
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇丁醚、精盐和尿素，各10％。
实施例3.19
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为甲醇、精盐和尿素，各10％。
实施例3.20
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙二醇丁醚、精盐和甲醇，各10％。
实施例3.21
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.2不同的是，其中的抗冻剂替换为乙醇、精盐和尿素，各10％。
实施例4.1
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的表面活性剂替换为INTECHEM-16氟碳表面活性剂(简称FC-16)。
实施例4.2
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，其中的表面活性剂替换为FC1157和FC-16，各1％。
实施例5.1
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法，如图2所示，与实施例1.1不同的是，先将水分成两部分，将其中略少的一部分加热至30-50℃，另一部分略少的水在步骤B中，经过加热持续加入，具体的操作是在流动过程中设置加热组件对这部分水进行加热，并且在加入混合物之前设置温度传感器，如果温度达到30-50℃，则允许加入，否则，通过一个回流管再次流进加热组件进行加热，直到温度传感器感应的温度处于30-50℃，则允许加入第一部分热水和抗冻剂、阻燃剂、表面活性剂的混合物中，且同时监测混合物溶液的温度，如果温度偏低，则可适度调高持续加入的水的温度；如果温度偏高，则可适当降低持续加入的水的温度，以控制混合物溶液的温度适中处于30-50℃。
实施例5.2
一种适用于-40℃～55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法，如图3所示，与实施例1.1不同的是，直接将全部水加热至30-50℃，并且在步骤B中，添加抗冻剂、阻燃剂和表面活性剂的过程中，通过温度传感器和温控装置，控制混合物溶液的温度适中保持在30-50℃。
对比例1.1
与实施例1.1不同的是，阻燃剂的重量百分比为40％。
对比例1.2
与实施例1.1不同的是，阻燃剂的重量百分比为10％。
对比例2.1
与实施例1.1不同的是，表面活性剂的重量百分比为3％。
对比例2.2
与实施例1.1不同的是，表面活性剂的重量百分比为1.5％。
效果评定：按照标准GB17835-2008检测各实施例和对比例最终的灭火剂，并对B类火(汽油)的灭火间进行测定，得到如表1所示的结果。
表1各实施例和对比例最终的灭火剂的参数及效果
从表1可以看出，本发明提供的水系灭火剂，灭火级别高，标准6L可灭2A、89B级别火，且在-40℃均不冻结，灭火时间短，在20-40秒左右。而阻燃剂、表面活性剂的重量百分比超出本发明限定的范围，或多或少均不如本发明限定的范围，灭火等级均较本发明低。
需要说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。
Claims (17)
1.一种适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂，包括阻燃剂、抗冻剂和表面活性剂，其中，按重量百分比计，组成如下：15-25%的阻燃剂、25-35%的抗冻剂和2-2.5%的表面活性剂，余量为纯净水；所述阻燃剂为氯化铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵、溴化铵中的一种或多种；所述抗冻剂为乙醇、乙二醇、乙二醇丁醚、甲醇、丙三醇、精盐、尿素中的一种或多种；所述表面活性剂为碳氢表面活性剂、氟碳表面活性剂中的一种或多种；所述碳氢表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、辛基酚聚氧乙烯醚-10、十六烷基溴化铵、咪唑啉中的一种或多种；所述氟碳表面活性剂为非离子型氟碳表面活性剂Ee602、阳离子型全氟烷基季胺盐碘化物JF-111、FC1157和FC-16中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的水系灭火剂，其特征在于：纯净水中加入10%的所述抗冻剂，其凝固点低于-8℃。
3.如权利要求2所述的水系灭火剂，其特征在于：所述精盐中氯化钠的重量含量大于98%。
4.如权利要求3所述的水系灭火剂，其特征在于：所述尿素中氮的重量含量大于46%。
5.如权利要求4所述的水系灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂pH值为5.5-9.0。
6.如权利要求5所述的水系灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂pH值为7.0。
7.如权利要求6所述的水系灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂是水溶性的，在纯净水中能完全溶解。
8.如权利要求7所述的水系灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂的表面张力为15.0-17.0mN/m。
9.如权利要求1所述的水系灭火剂，其特征在于：所述适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20%的溴化铵、25%的尿素和2%的十六烷基溴化铵，余量为纯净水。
10.如权利要求1所述的水系灭火剂，其特征在于：所述适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20%的溴化铵、25%的精盐和2%的FC1157，余量为纯净水。
11.如权利要求1所述的水系灭火剂，其特征在于：所述适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20%的氯化铵、25%的精盐和2%的非离子型氟碳表面活性剂Ee602，余量为纯净水。
12.如权利要求1所述的水系灭火剂，其特征在于：所述适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂，按重量百分比计，包括20%的磷酸一铵、25%的尿素和1%的FC-16和1%的FC1157，余量为纯净水。
13.一种如权利要求1-12中任一项所述的适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将纯净水持续加热至30-50℃；
B、向热的纯净水中加入阻燃剂、抗冻剂和表面活性剂，并保持水温不低于30℃；
C、搅拌至所有原料完全溶解；
D、冷却至室温，即得到所述适用于-40℃~55℃的耐寒性水系灭火剂。
14.如权利要求13所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于：步骤B中，向热的纯净水中加料的顺序为依次加入抗冻剂、阻燃剂和表面活性剂。
15.如权利要求13所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于：步骤B中，向热的纯净水中加料时，加料后进行搅拌，待加入的物料完全溶解，再加入其它物料，以此类推。
16.如权利要求15所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于：步骤B中，在向热的纯净水中加料的同时，持续灌入温度为30℃-50℃的热的纯净水，使得水温一直保持在30℃-50℃。
17.如权利要求15所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于：步骤B中，通过温度传感器和温控装置，使得水温一直保持在30℃-50℃。
Priority Applications (1)
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