CN107412997A - 适用于‑1℃~55℃的水系灭火剂原液、灭火剂及其制备方法 - Google Patents

适用于‑1℃~55℃的水系灭火剂原液、灭火剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种适用于‑1℃~55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，包括0.3‑0.6%的增稠剂、2‑6%的阻燃剂、1‑2%的防腐剂和10‑30%的表面活性剂，余量为水；还提供一种该灭火剂原液的制备方法及该灭火剂原液复配得到的灭火剂及其制备方法。该灭火剂原液成分混合均匀，保质期长，长时间保存其灭火效果也不受影响；复配得到的灭火剂适用温度可达到‑4℃，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3A、89B级别火，3L灭2A、55B级别火，灭火速度快，效率高，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。

Description

适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液、灭火剂及其制备方法
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-1℃～55℃的水系灭火剂及其制备方法。还涉及一种适用于-1℃～55℃的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CN103520870A的中国发明专利申请公开了一种多功能水系灭火剂，其特征在于：按重量份，包括：0.2～2份的氟碳表面活性剂；0.1～0.5份的有机硅表面活性剂；0.5～6份的碳氢表面活性剂；0.1～1.0份的增稠剂；1.0～5.0份的润湿剂；2～6份的抗氧化剂；3～5份的阻燃剂；10～20份的有机溶剂；0.1～0.5份的防腐剂；水余量。
以上现有技术中，水系灭火剂的灭火级别低，一般只能达到6L灭1A、55B，且灭火时间长、效率低。
发明内容
为了克服以上现有技术中的技术问题，本发明提供一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，还提供一种由该灭火剂原液得到的灭火剂，该灭火剂灭火级别高。
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-1℃～55℃的水系灭火剂原液，包括增稠剂、阻燃剂、防腐剂和表面活性剂，其中，按重量百分比计，包括0.3-0.6％的增稠剂、2-6％的阻燃剂、1-2％的防腐剂和10-30％的表面活性剂，余量为水。
优选的是，所述增稠剂为琼脂、明胶、黄原胶中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，所述明胶的粘度大于200cp。
上述任一方案优选的是，所述黄原胶的粘度大于200cp。
上述任一方案优选的是，所述增稠剂的粘度大于200cp。
上述任一方案优选的是，所述阻燃剂为氯化铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵、硼砂中的一种或多种。
上述任一方案优选的是，所述防腐剂为苯甲酸钠和/或甲醛。
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INTECHEM-16氟碳表面活性剂(简称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-1℃～55℃的水系灭火剂，述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，按重量百分比计，0.5％的琼脂、4％的硼砂、1.5％的苯甲酸钠和20％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-1℃～55℃的水系灭火剂，按重量百分比计，包括0.5％的明胶、4％的硼砂、1.5％的甲醛和20％的FC1157，余量为水。
上述任一方案优选的是所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，按重量百分比计，包括0.5％的琼脂和明胶、4％的硼砂、1.5％的苯甲酸钠和甲醛、20％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-1℃～55℃的水系灭火剂，按重量百分比计，包括0.5％的琼脂、4％的氯化铵、1.5％的苯甲酸钠、10％的FC-16和10％的FC1157，余量为水。
本发明提供的水系灭火剂原液，方便储存，存储时间长，不易影响性能，；且由其制备得到的灭火剂，灭火等级高，可达6L灭3A、89B，灭火时间短，A类火40秒左右，B类火20秒左右，效率高，灭火覆盖面积大，抗复燃能力强，有降温渗透阻燃的功能，无腐蚀无毒性，可生物降解。
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-1℃～55℃的水系灭火剂原液的制备方法，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增稠剂、阻燃剂、防腐剂和表面活性剂，并保持水温不低于30℃；
C、搅拌至所有原料完全溶解并混合均匀；
D、冷却至室温，即得到所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂。
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增稠剂、阻燃剂、防腐剂和表面活性剂。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，制备得到的灭火剂原液，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。
作为本发明的第三方面，提供一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，按体积比，包括3-10％的第一方面所述的灭火剂原液，余量为水。
优选的是，所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，由3％的所述灭火剂原液和余量水组成。
上述任一方案优选的是，所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，由6％的所述灭火剂原液和余量水组成。
上述任一方案优选的是，所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，由10％的所述灭火剂原液和余量水组成。
以上所述灭火剂，灭火等级高，可达6L灭3A、89B，灭火时间短，A类火40秒左右，B类火20秒左右，效率高。
第四方面，本发明提供工艺中所述所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂的制备方法，按实施顺序，包括以下步骤：
(a)根据第二方面的方法制备地方面所述的所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液；
(b)按照配比，将水和所述灭火剂原液混合；
(c)搅拌直至混合均匀，即得。
优选的是，实施步骤(b)时，先将水加热至20-30℃，然后再将所述灭火剂原液加入得到的热水中。在混合前将水加热至20-30℃，然后再和原液混合，有利于原液在水中的扩散，使得混合效果更好，得到的灭火剂均匀性好，稳定性好，灭火等级高。
上述任一方案优选的是，实施步骤(b)时，按照配比准备水和原液，并分别将水和原液加热至20-30℃；然后先取少量水与原液混合，搅拌，再将混合液加入剩下的热水中。在混合前将水和原液均加热至20-30℃，有利于原液和水的混合，得到的灭火剂均匀性好，稳定性好，灭火等级高。
本发明提供的水系灭火剂，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，毒性试验鱼的死亡率为0，且适用温度可达到-4℃，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3A、89B级别灭火，3L灭2A、55B级别火，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-1℃～55℃的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-1℃～55℃的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-1℃～55℃的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：
明胶：粘度大于200cp；黄原胶：粘度大于200cp；
氯化铵：含量大于99％；磷酸一按：一等品；磷酸氢二铵：一等品；
苯甲酸钠：工业级，含量大于99.5％；甲醛：含量大于37％。
实施例1.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
本实施例的灭火剂原液的制备方法，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增稠剂(琼脂)，搅拌；搅拌均匀后，加入阻燃剂(磷酸一铵)并搅拌使其完全溶解并混合均匀；然后加入防腐剂(甲醛)，搅拌使其完全溶解并混合均匀；最后加入pH值为5.5-9.0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，过程中要保持加了增稠剂、阻燃剂、防腐剂和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-1℃～55℃的水系灭火剂原液，稳定存在。
将体积百分比为3％的本实施例的水系灭火剂原液和97％的水，依次按照以下步骤，制得适用于-1℃～55℃的水系灭火剂：
(a)根据第二方面的方法制备地方面所述的所述适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液；
(b)按照配比，将水和所述灭火剂原液混合：实施时，先将水加热至20-30℃，然后再将所述灭火剂原液加入得到的热水中；
(c)搅拌直至混合均匀，大约搅拌30分钟即可，即得到所述适用于-1℃-55℃的灭火剂。
实施例1.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.3
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.4
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.5
一种适用于-1℃～55℃的系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.6
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.7
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例1.8
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，按重量百分比计，其组成如下：
实施例2.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.1不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵。
实施例2.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.1不同的是，其中的阻燃剂替换为硼砂。
实施例2.4
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵和硼砂，各4.5％。
实施例2.5
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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4.5％。
实施例2.6
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为硼砂和磷酸一铵，各4.5％。
实施例2.7
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为硼砂和磷酸氢二铵，各4.5％。
实施例2.8
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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4.5％。
实施例2.9
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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4.5％。
实施例2.10
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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、磷酸氢二铵和硼砂，各2.25％。
实施例2.11
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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3％。
实施例2.12
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为磷酸一铵、磷酸氢二铵和硼砂，各3％。
实施例2.13
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵、磷酸氢二铵和硼砂，各3％。
实施例2.13
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.2不同的是，其中的阻燃剂替换为氯化铵、磷酸一铵和硼砂，各3％。
实施例3.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.1不同的是，其中的增稠剂替换为明胶。
实施例3.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.1不同的是，其中的增稠剂替换为黄原胶。
实施例3.3
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.3不同的是，其中的增稠剂替换为琼脂和明胶，各0.3％。
实施例3.4
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.3不同的是，其中的增稠剂替换为琼脂和黄原胶，各0.3％。
实施例3.5
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.3不同的是，其中的增稠剂替换为黄原胶和明胶，各0.3％。
实施例3.6
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.3不同的是，其中的增稠剂替换为琼脂、明胶和黄原胶，各0.2％。
实施例4.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.1不同的是，其中的防腐剂替换成苯甲酸钠。
实施例4.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.3不同的是，其中的防腐剂替换成苯甲酸钠和甲醛，各1％。
实施例5.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，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5.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液，与实施例1.1不同的是，其中的表面活性剂替换为INTECHEM-16氟碳表面活性剂和FC1157，各10％。
实施例6.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液的制备方法，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增稠剂、阻燃剂、防腐剂和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6.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂原液的制备方法，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，添加增稠剂、阻燃剂、防腐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℃。
实施例7.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，将体积百分比为6％的灭火剂原液和94％的水。
实施例7.2
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂，与实施例1.1不同的是，将体积百分比为10％的灭火剂原液和90％的水。
实施例8.1
一种适用于-1℃～55℃的水系灭火剂的制备方法，与实施例1.1不同的是，实施步骤(b)时，按照配比准备水和原液，并分别将水和原液加热至20-30℃；然后先取少量水与原液混合，搅拌，再将混合液加入剩下的热水中。
对比例1.1
与实施例1.1不同的是，增稠剂的重量百分比为1％。
对比例1.2
与实施例1.1不同的是，增稠剂的重量百分比为0.1％。
对比例2.1
与实施例1.1不同的是，阻燃剂的重量百分比为7％。
对比例2.2
与实施例1.1不同的是，阻燃剂的重量百分比为1％。
对比例3.1
与实施例1.1不同的是，表面活性剂的重量百分比为40％。
对比例3.2
与实施例1.1不同的是，阻表面活性剂的重量百分比为5％。
效果评定：按照标准GB17835-2008检测由各实施例和对比例的灭火剂原液，按照相同的方法(除实施例6.1和6.2，其他均按实施例1.1的方法)得到的最终的灭火剂，并对最终得到的灭火剂对B类火(汽油)的灭火时间进行测定，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3A、89B级别火，且在-4℃均不冻结。增稠剂的量太多，灭火剂稠度增加，流动性差，灭火时间更长，而增稠剂少了，灭火等级降低，且灭火时间长；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，灭火时间更长。
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 (10)

1.一种适用于-1℃~55℃的水系灭火剂原液，包括增稠剂、阻燃剂、防腐剂和表面活性剂，其中，按重量百分比计，包括0.3-0.6%的增稠剂、2-6%的阻燃剂、1-2%的防腐剂和10-30%的表面活性剂，余量为水。
2.如权利要求1所述的水系灭火剂原液，其特征在于：所述增稠剂为琼脂、明胶、黄原胶中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的水系灭火剂原液，其特征在于：所述明胶的粘度大于200cp。
4.如权利要求3所述的水系灭火剂原液，其特征在于：所述黄原胶的粘度大于200cp。
5.如权利要求4所述的水系灭火剂原液，其特征在于：所述增稠剂的粘度大于200cp。
6.如权利要求5所述的水系灭火剂原液，其特征在于：所述阻燃剂为氯化铵、磷酸一铵、磷酸氢二铵、硼砂中的一种或多种。
7.如权利要求6所述的水系灭火剂原液，其特征在于：所述防腐剂为苯甲酸钠和/或甲醛。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的适用于-1℃~55℃的水系灭火剂原液的制备方法，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增稠剂、阻燃剂、防腐剂和表面活性剂，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-1℃~55℃的水系灭火剂。
9.一种适用于-1℃~55℃的水系灭火剂，按体积比，包括3-10%的如权利要求1-7中任一项所述的灭火剂原液，余量为水。
10.一种如权利要求9中任一项所述的适用于-1℃~55℃的水系灭火剂的制备方法，按实施顺序，包括以下步骤：
（a）根据第二方面的方法制备地方面所述的所述适用于-1℃~55℃的水系灭火剂原液；
（b）按照配比，将水和所述灭火剂原液混合；
（c）搅拌直至混合均匀，即得。
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