CN107638653A - 水系灭火剂制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水系灭火剂，更具体地说，它涉及水系灭火剂制备方法。其技术方案要点是：包括以下步骤：步骤一：将起泡剂加入水中搅拌溶解至pH值稳定形成溶液a，同时将稳泡剂也加入另一份水中搅拌溶解形成溶液b；步骤二：混合步骤一中的溶液a和溶液b形成混合液A；步骤三：向步骤二的混合液中添加调质剂调节pH到碱性；步骤四：将稳定剂加入水中搅拌溶解形成溶液c，将溶液c加入步骤一的溶液a中形成混合液B，再将混合液B与溶液b混合形成混合液C，或者将溶液c加入步骤二中的混合液B中。起泡剂、稳定剂和稳泡剂分别溶于水中后再进行混合，不易生成沉淀，起泡剂和稳泡剂的溶解可同时进行，缩短了溶解时间，提高了制备效率。

Description

水系灭火剂制备方法

技术领域

本发明涉及水系灭火剂，更具体地说，它涉及水系灭火剂制备方法。

背景技术

灭火剂是指能够有效地破坏燃烧条件，终止燃烧的物质；灭火机理主要是：冷却、窒息、隔离和化学抑制。按其状态特征分为液体灭火剂、固体灭火剂和气体灭火剂三大类。

气态灭火剂中的哈龙灭火剂具有灭火速度快，在极短的时间内将火焰扑灭，而且用量少，易气化，不导电等特点一经问世就在世界各地使用。但是哈龙灭火剂含有卤代烷，排放大气中一经太阳紫外线辐射反应分离出卤素原子，会破坏大气臭氧层，进而影响人类健康和生态环境。因此，1985-1987年国际社会先后制订了相应的公约和议定书禁止使用这类型灭火剂，我国也已经全面废除使用这种灭火器了。

自哈龙灭火剂后，各国都在寻找代替哈龙的灭火剂，为了响应当今社会安全环保的主题，寻找不但能快速灭火，而且对环境亲和，不破坏生态环境的灭火剂，水系灭火剂的探索研究成为一大热点。水作为不燃液体，是最充足的天然灭火剂，而且应用最广泛。但水易于流动，喷射到燃烧区停留时间很短，大部分流失，实际灭火过程中只有小部分发挥了作用，浪费率高，抗复燃性能差。目前已经有很多报道水系灭火剂，主要是为了减缓水的流动性，在水中加入增稠剂、润湿剂、阻燃剂或其他助剂，根据不同类的火灾，添加不同的物质，以增强水的灭火功能。

中国发明专利CN103520870A公开一种多功能水系灭火剂及制备方法，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。制备方法为：1）将有机溶剂和水组成混合溶剂；2）在搅拌步骤1）的混合溶剂的同时加入增稠剂；3）将氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、有机硅表面活性剂、润湿剂、抗氧化剂、阻燃剂、防腐剂依次加入步骤2）的混合物中，搅拌。

中国发明专利CN106075790A公开一种多功能高效水系灭火剂及其生产方法，其生产方法是a.将碳酸氢钾与增稠剂混合均匀，缓慢加入搅拌的水中充分溶解；b.将硼酸锌，磷酸一铵，尿素依次缓慢加入搅拌的上述溶液中，待前种物料充分溶解后再加入后一种物料；c.将抗冻剂加入搅拌的以上的溶液中充分溶解；d.将复合碳氢表面活性剂和复配氟碳表面活性剂加入搅拌的以上的溶液中充分溶解后既得多功能高效水系灭火剂原液。

赵艳玲等人2012年9月在《中国安全生产科学技术》上发表了“新型环保水系灭火剂的制备及灭火效果测试”，其中制备方法为将一定量的溶剂A加入到三口烧瓶，放置到玻璃恒温水浴锅中。水浴锅的水温保持在58℃，在搅拌条件下，加入微量助剂B，搅拌均匀至完全溶解后，再一次加入主剂C、助剂D，加料间隔需要上一种物料完全溶解均匀。反应过程中持续搅拌，反应1h后，停止加热和搅拌，在常温条件下静置24h后，液体没有分层气泡完全消失，即得该水系灭火剂原液。

以上水系灭火剂增强了水的灭火能力，但是制备方法基本是将各组分依次加入溶剂中分步溶解，这样整个制备时间会加长，而且也容易产生沉淀，影响水系灭火剂的制备。

因此需要提出一种高效制备水系灭火剂的方法。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供水系灭火剂制备方法，能够节约制备时间，提高制备效率。而且制备过程中不容易产生沉淀，生产出来的水系灭火剂更好。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：水系灭火剂制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将起泡剂加入水中搅拌溶解至pH值稳定形成溶液a，同时将稳泡剂也加入另一份水中搅拌溶解形成溶液b；

步骤二：混合步骤一中的溶液a和溶液b形成混合液A；

步骤三：向步骤二的混合液中添加调质剂调节pH到碱性；

步骤四：将稳定剂加入水中搅拌溶解形成溶液c，将溶液c加入步骤一的溶液a中形成混合液B，再将混合液B与溶液b混合形成混合液C，或者将溶液c加入步骤二中的混合液B中。

通过采用上述技术方案，起泡剂、稳定剂和稳泡剂分别溶于水中后再进行混合，不容易生成沉淀，制备过程更加顺利，而且起泡剂和稳泡剂的溶解可同时进行，大大缩短了溶解时间，提高了制备效率；水系灭火剂会随着时间产生酸化现象，影响水系灭火剂的灭火效果，调质剂能够很好的调节水系灭火剂的pH值，延长水系灭火剂的有效使用时间。

较佳的：在步骤一中加入起泡剂和稳泡剂之前，先将水加热到50-70℃，再加入各组分进行搅拌溶解。

通过采用上述技术方案，适宜的升高水温有利于加速溶解，经实验发现当水温在50-70℃时，起泡剂和稳定剂的溶解度增大比较明显，溶解速度加快也比较明显，而且更不容易产生沉淀；但是水温继续升高，成本增加较多，但是溶解提升速度却没有明显增加很多，因此水温不宜过高。

较佳的：水系灭火剂添加的各组分缓慢加入水中，而且边加边搅拌。

通过采用上述技术方案，实验证明水温边加边搅拌的加入水中，相对将各组分一次全部加入溶解速度更快，节约溶解时间，也不容易生成沉淀。对于粉状或针状的起泡剂以水为溶剂混合搅拌，温度低溶解慢，温度高容易结块，下料方式也会影响结块情况，结块越大越不易溶解，溶解速度快慢时间会因结块大小相差达数倍时间，边加边搅拌不容易结块，更有利于溶解。

较佳的：步骤一中的搅拌速度设置为200-350转/分钟。

通过采用上述技术方案，搅拌速度跟溶解速度也有很密切的关系，搅拌速度加快有利于加快溶解，但是搅拌速度过快溶液溶液飞溅，而且起泡剂和稳泡剂溶解过程中也容易产生起泡，这样会影响各组分配比的准确性，经实验发现，搅拌速度设置为200-350转/分钟时溶解速度比较快，也不会产生明显的起泡。

较佳的：步骤一中将起泡剂加入水中之前，先在水中加入占灭火剂除水以外其他组分总重量份70%-80%的有机溶剂。

通过采用上述技术方案，在水中溶解部分有机溶剂，有利于加速起泡剂的溶解，进一步节约溶解时间，而且不容易产生沉淀，进一步提高制备效率。

较佳的：所述起泡剂的剂型为膏状剂型。

通过采用上述技术方案，膏状剂型溶解速度更快，因此使用膏状剂型的起泡剂起泡剂溶解速度更快，进一步节约溶解时间，提高制备效率。

较佳的：所述起泡剂的剂型为膏状和针状的混合剂型或者膏状和粉状的混合剂型或者膏状、针状和粉状的混合剂型。

通过采用上述技术方案，膏状剂型溶解速度更快，但是相对成本也较高，针状和粉状的成本低，控制好水温溶解速度也不会太慢，膏状剂型溶解速度更快和另外两者结合综合考虑了溶解速度和成本的因素。

较佳的：水系灭火剂中添加的增稠剂也先溶于水中再与其他溶液进行混合。

通过采用上述技术方案，增稠剂虽然一般添加的量比较少，但是提前溶于水还是节省了部分溶解时间，有利于提高制备效率。

较佳的：溶解调质剂和增稠剂的水的温度大于20℃。

通过采用上述技术方案，温度升高可以加速调质剂和增稠剂的溶解，而且调质剂和增稠剂的水溶液温度不会太低，加入到前面步骤配置的混合溶液中，对混合溶液的影响更小，更不容易产生沉淀。

较佳的：搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。

通过采用上述技术方案，上下对流型式叶片扰流机搅拌原料混合使上层液与下层液产生对流同时叶片也会有扰流怍用加速溶解。如果原料是粉状或粒状则较容易受潮结块，选用轴流式太阳叶片会将受潮结块部分离心切散，溶解效果更好。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一、起泡剂、稳定剂和稳泡剂分别溶于水中后再进行混合，不容易生成沉淀，制备过程更加顺利，而且起泡剂和稳泡剂的溶解可同时进行，大大缩短了溶解时间，提高了制备效率；水系灭火剂会随着时间产生酸化现象，影响水系灭火剂的灭火效果，调质剂能够很好的调节水系灭火剂的pH值，延长水系灭火剂的有效使用时间。

其二、使用上下对流型式叶片扰流机搅拌、提高水温、增加有机溶剂、边加边搅拌等方式都进一步缩短了溶解时间，有利于提高制备效率。

其三、整个制备过程步骤简单、实用，也符合环保要求，便于推广。

其四、使用水作为溶剂，成本低，而且环保，不容易造成污染；同时在水中加入灭火用组合物，也提高了水的灭火效果，更加节约水资源。

附图说明

图1 干粉灭火剂火场温度曲线图(T-t)；

图2 泡沫灭火剂火场温度曲线图(T-t)；

图3 实施例1火场温度曲线图(T-t)；

图4为实施例12灭火及回火温度曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1

水系灭火剂制备方法，包括下列步骤：

步骤一：将15份膏状的起泡剂十二烷基硫酸钠缓慢加入40份70℃的水中搅拌溶解形成十二烷基硫酸钠溶液，将0.5份稳定剂苯甲酸钠加入1份70℃的水中搅拌溶解形成苯甲酸钠溶液，同时将5份D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物加入12份70℃的水中搅拌溶解形成D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液；搅拌速度设置为250转/分钟；

步骤二：混合步骤一中的十二烷基硫酸钠溶液和苯甲酸钠溶液形成混合溶液B，再将D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液趁热加入混合溶液B中；

步骤三：向步骤二制备的混合溶液中边搅拌边滴加1.5份调质剂三乙醇胺将混合溶液的pH到碱性；

步骤四：将1.5份增稠剂黄原胶加入4份70℃的水中，搅拌溶解形成黄原胶溶液，再将黄原胶溶液加入步骤三得到的混合溶液中；

步骤五：抽检合格后即可装桶备用。

注：搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。

实施例2

水系灭火剂制备方法，包括下列步骤：

步骤一：将15份膏状的起泡剂十二烷基硫酸钠缓慢加入40份50℃的水中搅拌溶解形成十二烷基硫酸钠溶液，将0.5份稳定剂苯甲酸钠加入1份50℃的水中搅拌溶解形成苯甲酸钠溶液，同时将5份D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物加入12份50℃的水中搅拌溶解形成D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液；搅拌速度设置为250转/分钟；

步骤二：混合步骤一中的十二烷基硫酸钠溶液和苯甲酸钠溶液形成混合溶液B，再将D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液趁热加入混合溶液B中；

步骤三：向步骤二制备的混合溶液中边搅拌边滴加1.5份调质剂三乙醇胺将混合溶液的pH到碱性；

步骤四：将1.5份增稠剂黄原胶加入4份50℃的水中，搅拌溶解形成黄原胶溶液，再将黄原胶溶液加入步骤三得到的混合溶液中；

步骤五：抽检合格后即可装桶备用。

注：搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。

实施例3

水系灭火剂制备方法，包括下列步骤：

步骤一：将15份膏状的起泡剂十二烷基硫酸钠缓慢加入40份25℃的水中搅拌溶解形成十二烷基硫酸钠溶液，将0.5份稳定剂苯甲酸钠加入1份25℃的水中搅拌溶解形成苯甲酸钠溶液，同时将5份D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物加入12份25℃的水中搅拌溶解形成D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液；搅拌速度设置为250转/分钟；

步骤二：混合步骤一中的十二烷基硫酸钠溶液和苯甲酸钠溶液形成混合溶液B，再将D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液趁热加入混合溶液B中；

步骤三：向步骤二制备的混合溶液中边搅拌边滴加1.5份调质剂三乙醇胺将混合溶液的pH到碱性；

步骤四：将1.5份增稠剂黄原胶加入4份25℃的水中，搅拌溶解形成黄原胶溶液，再将黄原胶溶液加入步骤三得到的混合溶液中；

步骤五：抽检合格后即可装桶备用。

注：搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。

实施例4

水系灭火剂制备方法，实施例4与实施例3的不同之处在于实施例4使用的十二烷基硫酸钠为膏状剂型和粉状剂型各7.5份。

实施例5

水系灭火剂制备方法，实施例5与实施例3的不同之处在于实施例5使用的十二烷基硫酸钠剂型为膏状剂型和针状剂型各7.5份。

实施例6

水系灭火剂制备方法，实施例6与实施例3的不同之处在于实施例6使用的十二烷基硫酸钠为15份针状剂型的十二烷基硫酸钠。

实施例7

水系灭火剂制备方法，实施例7与实施例3的不同之处在于实施例7使用的十二烷基硫酸钠为15份粉状剂型的十二烷基硫酸钠。

实施例8

水系灭火剂制备方法，实施例8与实施例1的不同之处在于实施例8搅拌速度设置为300转/分钟。

实施例9

水系灭火剂制备方法，实施例9与实施例1的不同之处在于实施例9搅拌速度设置为200转/分钟。

实施例10

水系灭火剂制备方法，实施例10与实施例1的不同之处在于实施例10搅拌速度设置为10转/分钟。

实施例11

水系灭火剂制备方法，实施例11与实施例1的不同之处在于实施例11将各组分一次性全部倒入水中。

实施例12

步骤一：将22份二乙二醇单丁醚加入50份70℃的水中搅拌溶解形成混合溶液C，将7份膏状的起泡剂十二烷基硫酸钠缓慢加入上述混合溶液C中搅拌溶解形成混合溶液D，同时将1.7份D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物加入5份70℃的水中搅拌溶解形成D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液；搅拌速度设置为250转/分钟；

步骤二：将步骤一中的D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液趁热加入混合溶液D中，搅拌均匀制得混合溶液E。

步骤三：将0.5份稳定剂苯甲酸钠加入1份70℃的水中搅拌溶解形成苯甲酸钠溶液，并趁热将苯甲酸钠溶液加入步骤二制备的混合溶液E中。

步骤四：向步骤三制备的混合溶液E中边搅拌边滴加1.2份调质剂三乙醇胺将混合溶液的pH到碱性，搅拌均匀；

步骤五：抽检合格后即可装桶备用。

注：搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。

根据客户需要，可以在二乙二醇单丁醚加入0.5份-0.8份的乙二醇，如无需降低凝固点，也可不加。乙二醇与二乙二醇单丁醚搭配使用，加入0.5份防冻剂后，灭火剂储存凝固点即可降低到-2℃，乙二醇加入更多后可以进一步降低灭火剂储存凝固点。

实施例13

步骤一：将22份二乙二醇单丁醚加入50份50℃的水中搅拌溶解形成混合溶液C，将7份膏状的起泡剂十二烷基硫酸钠缓慢加入上述混合溶液C中搅拌溶解形成混合溶液D，同时将1.7份D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物加入5份50℃的水中搅拌溶解形成D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液；搅拌速度设置为250转/分钟；

步骤二：将步骤一中的D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物溶液趁热加入混合溶液D中，搅拌均匀制得混合溶液E。

步骤三：将0.5份稳定剂苯甲酸钠加入1份50℃的水中搅拌溶解形成苯甲酸钠溶液，并趁热将苯甲酸钠溶液加入步骤二制备的混合溶液E中。

步骤四：向步骤三制备的混合溶液E中边搅拌边滴加1.2份调质剂三乙醇胺将混合溶液的pH到碱性，搅拌均匀；

步骤五：抽检合格后即可装桶备用。

注：搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。

根据客户需要，可以在二乙二醇单丁醚加入0.5份-0.8份的乙二醇，如无需降低凝固点，也可不加。乙二醇与二乙二醇单丁醚搭配使用，加入0.5份防冻剂后，灭火剂储存凝固点即可降低到-2℃，乙二醇加入更多后可以进一步降低灭火剂储存凝固点。

下表为实施例1-13中十二烷基硫酸钠和D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物的溶解时间汇总表。

备注：由于十二烷基硫酸钠针状、粉状颗粒有一定的误差，扰流机的叶片尺寸也有一定的误差等因素，十二烷基硫酸钠和D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物的溶解时间会有一定的差异，因此上表记录了一个溶解时间区间。

结果分析

通过将实施例1-13中主要组分十二烷基硫酸钠和D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物的溶解时间的对比可以得出以下结论。实施例1-3的溶解温度为分别为70℃、50℃和25℃，实施例1-3中十二烷基硫酸钠和D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物的溶解时间依次增大，尤其是实施例3中十二烷基硫酸钠和D-葡萄哌喃糖癸基辛基醣苷寡聚物的溶解时间增加了一倍以上，因此温度对溶解速度有比较大的影响，升高温度有利于加快溶解速度，但是温度过高加热成本增加，而且灭火剂中各组分也存在分解或发生其他反应的可能性，因此溶解温度设定为50-70℃更好。

实施例1和实施例4-7是十二烷基硫酸钠的剂型不同，膏状剂型溶解速度更快，但是相对成本也较高，针状和粉状的成本低，控制好水温溶解速度也不会太慢，膏状剂型溶解速度更快和另外两者结合综合考虑了溶解速度和成本的因素。

实施例1和实施例8-10是溶解时搅拌速度不同，搅拌速度对溶解速度也有一定的影响，实施例1、实施例8-9的转速相差不大，因此溶解速度的相差也不大，但是实施例10的搅拌速度较小，需要的溶解时间相对实施例1的溶解时间增加了将近一个数量级，因此搅拌速度的提升有利于大大提高溶解速度，但是搅拌速度过快溶液溶液飞溅，而且起泡剂和稳泡剂溶解过程中也容易产生起泡，这样会影响各组分配比的准确性，经实验发现，搅拌速度设置为200-350转/分钟时溶解速度比较快，也不会产生明显的起泡。

实施例11一次性全部添加待溶解组分，虽然也有搅拌，但是溶解时间依然比较长，因此在实际生产的过程中最好是逐渐添加组分，由于提高溶解效率。

实施例12-13是针对另一配方进行改进，其中有机溶剂进一步加快了溶解速度。

对实施例1-11和实施例12-13的两种配方的水系灭火剂的灭火效果进行了研究。

实施例1（即实施例1-11）的灭火性能

如表1所示为实施例1与化学泡沫及干粉灭火剂的灭火性能比较。

表1实施例1与化学泡沫及干粉灭火剂的灭火性能比较。

表1简易显示各类灭火剂使用时机，坐标轴数字表示实施例1相对该类型火灾选用时机，数字愈大显示灭火剂对该类型灭火性能愈佳，应用各类火灾参考性能值大于 4 者建议使用。

测试条件及评等:

A类火依水系灭火剂GB标准6公升灭火剂量需达1A灭火等级。(满足评予上表4等级)，达2A以上灭火等级。(评予上表 5 等级)

B类火依水系灭火剂GB标准6公升灭火剂量需达55B灭火等级。(满足评予上表4等级)，达70B以上灭火等级。(评予上表 5 等级)

C类火国际上并无灭火等级，使用细水雾设备需满足液滴直径要求后建议使用。

D类火国际上并无灭火等级，产品需个别宣告使用范围属于推荐使用。

K类火依简易型灭火器GB标准1公升以下灭火剂需达5F灭火等级。(满足评予上表4等级)，达35F以上灭火等级。(评予上表5等级)

按照上述所述的测试条件，分别用化学泡沫灭火剂、干粉灭火剂和本发明对大型A类火、小型B类火、C类火、D类火、K类火进行灭火。

从表1中可以得出，

对于A类火灾(建筑物/森林/轮胎)，干粉灭火剂使用时机较适用于初期灭火，对大型A类火灾则无法有效控制，实施例1 GB标准6公升灭火剂量达2A灭火等级，不受使用时间的限制。化学泡沫灭火剂的灭火效果也没有实施例1的灭火效果好。

对于C类火灾(电机/变压场所) 实施例1采用细水雾喷射系统可以使用，而干粉灭火剂只能适用较小规模C类电器火灾。化学泡沫灭火剂的灭火效果也没有实施例1的灭火效果好。

对于K类火灾(厨房油锅场所)实施例1采用细水雾喷射系统可以使用，而干粉灭火剂只能适用较小规模K类火灾。依简易型灭火器GB标准1公升以下灭火剂需达5F灭火等级，实施例1500ml即可达到5F灭火等级标准。化学泡沫灭火剂的灭火效果也没有实施例1的灭火效果好。

2. 制火能力评估 EA

评估大规模火场如森林火灾之特性在于短时间内燃烧大量生物质量，释放巨大能量及浓烟，致林木死亡或灼伤，使森林之国土保安、水源涵养功能大为降低，破坏自然景观及野生动物栖息环境，短期内难以恢复，对森林生态系造成重大影响。若以一般的灭火效能值EV测试灭火剂性能值来评估灭火方式及设备需求，以大规模火场的不定向性而言是不适当的。因此制火能力评估 EA应广义解释及评估大规模火场试验理论。

森林火灾之发生必须有燃料、热源及氧气等三项条件之存在，移除下列任一项条件，即可达到灭火目的理论上是合理的。

燃料：分布于地表层之枯枝落叶、枯倒木、杂草、灌丛等有机物质都是燃料的组成，最易起火；树冠、枝条是树冠火的来源；根系、埋藏枯木是地下火的来源。

热源：森林中的燃料燃烧点为250-300℃，因此，极容易受天然或人为影响产生火源。

氧气：随森林之生长有所变化，密林之空气不易流通，林火扩展速度较慢。

另外气象及地形等自然条件因子所形成的森林火灾环境，也属复杂性且不定向性难以资料推测表示；

气象因子：如湿度对于森林火的控制具有重要影响，大气中之相对湿度与温度的变化及风向、风速决定森林火的扩展速度。山区干旱异常时，若稍有不慎则星火即可燎原。

地形因子：地形变化产生区域性的微气候，如不同坡地之谷地，其日夜间风向呈相反状态，日间风由山谷吹向山顶，夜间风由山顶吹向山谷；坡度较陡的火易扩张；在峡谷地区之森林火灾则呈烟囱效应。森林火灾依发生之海拔高度，可概分为高山草原火灾、中高海拔针叶树林火灾、中低海拔针阔叶混交林火灾、低海拔阔叶树林火灾及海岸林火灾等数种型式，需就其境况加以推估模拟灾害之规模。

广义解释及评估火场试验理论，本实验理论是以药剂类型(干粉灭火剂、泡沫灭火剂及实施例1)区分，在相同初期火场温度(T)仿真藉各灭火药剂的降温特性，比较由开始灭火(ts)到初期熄火点(t1)，经过火场闷烧期及复燃期直到灭火结束(t1-t2)，统计全程灭火时间(t)之相对火场温度曲线图(T-t)如附表，（图注：(ts)表示开始灭火时间，此时相对火场温度为最高温度；(t1)表示火场熄火时间。）

图1 干粉灭火剂火场温度曲线图(T-t)；

图2 泡沫灭火剂火场温度曲线图(T-t)；

图3 实施例1火场温度曲线图(T-t)。

并模拟计算各操作期曲线的相对积分面积。积分面积愈小表示相对火场之灭火能力较佳。

干粉灭火剂由于主要成分为磷酸铵盐，其粉粒一般在20μm左右，质量轻，表面空气阻隔快速。化学灭火剂的粒径与灭火效率成反比关系，即粒径越小，灭火效率越高。干粉灭火剂的(t1)时间较短是由于扩散面积大，阻隔空气优势造成，但相对火场温度仍较高。

泡沫灭火剂及实施例1虽同属水基型应用，但泡沫灭火剂主要是以泡沫覆盖阻隔空气及水冷却达到灭火效果。

实施例1泡沫细腻，不仅能够瞬时覆盖隔绝空气的功能，而且不是将热源包覆而是遇热后迅速气化，产生很大的作用表面能，使热量吸收效率达到最大（1升水变成水蒸气，需要吸收335KJ的热量），使燃烧表面温度迅速下降，达到冷却效应，遇热后迅速蒸发扩张（约1000多倍以上），有效排除火场中的空气，并在火场周围形成隔幕，阻隔火场外的空气流入，并稀释火灾附近空气中的氧气含量，使其产生窒息反应而灭火。实施例1有效利用其水含量及抗垂流特性，产生深层浸润效果，虽然(t1)时间较长，但是此时火场温度已控制在燃料的燃烧点以下，复燃几率较低。从图1-2得出三种灭火剂在各自(t1)时间内相对曲线之积分面积(Area 1)差异性不大。

(t1)到(t2)为火场的闷燃期，对干粉灭火剂而言，由于(t1)的相对温度很高，其辐射热量相当大，向周围空间传递并达燃料燃点造成火场周期性复燃，造成(t1-t2)曲线积分面积(Area 2)较大。反观实施例1由于(t1)相对温度低能够有效吸收和阻隔火源辐射热，有效地抵制辐射热引燃二次火灾，防止火灾的蔓延。其(t1-t2)曲线积分面积(Area 2)较小。泡沫灭火剂的曲线积分面积(Area 2)居中。

综观上述理论其定义火场的相对灭火能力以数学式表示:EA = (Area 1) +(Area 2)。广义解释火场温度曲线(T-t)积分面积较小者其灭火能力较佳。

3.实施例1与水性能对比测试实例

测试日期：2015/10/28

测试地点：中国吉林

由以上实例看出实施例1的配方相对于水来说灭火时间大幅下降，灭火后火场温度也更低，灭火剂的使用量也更少，而且对于三种火灾防复燃性都很好。

实施例12（即实施例12-13）的灭火性能

如表2所示为本发明与化学泡沫及干粉灭火剂的灭火性能比较。

表2 本发明与化学泡沫及干粉灭火剂的灭火性能比较。

表2简易显示各类灭火剂使用时机，坐标轴数字表示实施例12相对该类型火灾选用时机，数字愈大显示灭火剂对该类型灭火性能愈佳，应用各类火灾参考性能值大于 4 者建议使用。

测试条件及评等:

A类火依水系灭火剂GB标准6公升灭火剂量需达1A灭火等级。(满足评予上表4等级)，达2A以上灭火等级。(评予上表 5 等级)

B类火依水系灭火剂GB标准6公升灭火剂量需达55B灭火等级。(满足评予上表4等级)，达70B以上灭火等级。(评予上表 5 等级)

C类火国际上并无灭火等级，使用细水雾设备需满足液滴直径要求后建议使用。

D类火国际上并无灭火等级，产品需个别宣告使用范围属于推荐使用。

K类火依简易型灭火器GB标准1公升以下灭火剂需达5F灭火等级。(满足评予上表4等级)，达35F以上灭火等级。(评予上表5等级)

按照上述所述的测试条件，分别用化学泡沫灭火剂、干粉灭火剂和本发明对大型A类火、小型B类火、C类火、D类火、K类火进行灭火。

从表2中可以得出，

对于A类火灾(建筑物/森林/轮胎)，干粉灭火剂使用时机较适用于初期灭火，对大型A类火灾则无法有效控制，实施例12 GB标准6公升灭火剂量达1A 灭火等级。化学泡沫灭火剂的灭火效果与实施例12相同。

对于B类火灾(油槽/石化厂)实施例12 GB标准6公升灭火剂量达70B灭火等级。干粉灭火剂和化学泡沫灭火剂的灭火效果远远低于实施例12的灭火效果。

对于C类火灾(电机/变压场所)实施例12采用细水雾喷射系统可以使用，而干粉灭火剂只能适用较小规模C类电器火灾。化学泡沫灭火剂的灭火效果与实施例12相同。

对于K类火灾(厨房油锅场所)实施例12采用细水雾喷射系统可以使用，而干粉灭火剂只能适用较小规模K类火灾。依简易型灭火器GB标准1公升以下灭火剂需达5F灭火等级，实施例12 500ml即可达到5F灭火等级标准。化学泡沫灭火剂的灭火效果也没有实施例12的灭火效果好。

3.灭火效能值测试

根据GB17835-2008水系灭火剂，对实施例12进行了灭火效能值测试。测试结果如下。

表3 实施例12 T-t测试分析

根据表3绘制实施例12的灭火及回火温度曲线图即图4，从图4中可以看出油盘预燃1分钟后使用实施例12仅用了二十七秒就就完成了灭火，而且在100秒内温度就下降了一半以上，到三百秒后更是降到了安全温度37摄氏度，在之后的几分钟内都没有发生复燃的情况，温度也基本保持平稳。

4. 其他灭火性能相关测试及认证

表4为对实施例12进行的UL认证和LASTFIRE 认证

UL认证：美国 UL安全试验所是美国最有权威的，也是界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。其最终目的是为市场得到具有相当安全水平的商品，为人身健康和财产安全得到保证作出贡献。

LASTFIRE 认证：由国际16个大型石油公司(包含中石化)所组成的认证机构(Lastfire Project Coordinator)，此认证为进入石化产业之重要认证。

表4 UL和LASTFIRE测试数据

由表4可见，实施例12很好的通过了UL和LASTFIRE认证，适合推广。

而且实施例12通过LASTFIRE严格认证且分数评比平均达 95 分以上，远高于其他国际知名消防灭火药剂。

由以上分析、测试可知，本发明具有以下优点：

(A) 符合环保要求：使用无毒性的天然原料作为基材，对于自然生态及人体不会成破坏与毒害。

(B) 瞬间溶解：自动溶解于水，无需动力辅助水溶过程，溶水后不会出现离析、分层、沉淀之现象。

(C) 快速降温、不复燃：因其渗透力极佳且附有保水性，始燃烧物得以迅速降温并将复燃率降至最低。

(D) 兼容性：可使用海水或淡水稀释。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.水系灭火剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将起泡剂加入水中搅拌溶解至pH值稳定形成溶液a，同时将稳泡剂也加入另一份水中搅拌溶解形成溶液b；

步骤二：混合步骤一中的溶液a和溶液b形成混合液A；

步骤三：向步骤二的混合液中添加调质剂调节pH到碱性；

步骤四：将稳定剂加入水中搅拌溶解形成溶液c，将溶液c加入步骤一的溶液a中形成混合液B，再将混合液B与溶液b混合形成混合液C，或者将溶液c加入步骤二中的混合液B中。

2.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，在步骤一中加入起泡剂和稳泡剂之前，先将水加热到50-70℃，再加入各组分进行搅拌溶解。

3.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，水系灭火剂添加的各组分缓慢加入水中，而且边加边搅拌。

4.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，步骤一中的搅拌速度设置为200-350转/分钟。

5.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，步骤一中将起泡剂加入水中之前，先在水中加入占灭火剂除水以外其他组分总重量份70%-80%的有机溶剂。

6.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，所述起泡剂的剂型为膏状剂型。

7.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，所述起泡剂的剂型为膏状和针状的混合剂型或者膏状和粉状的混合剂型或者膏状、针状和粉状的混合剂型。

8.根据权利要求1所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，水系灭火剂中添加增稠剂也先溶于水中再与其他溶液进行混合。

9.根据权利要求5所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，溶解调质剂和增稠剂的水的温度大于20℃。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的水系灭火剂制备方法，其特征在于，搅拌时使用上下对流型式叶片扰流机搅拌。