CN107875559A - 适用于细水雾的水系灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于细水雾的水系灭火剂，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计包括：感温型高分子聚合物0.1％～5％，非离子型碳氢表面活性剂0.1％～3％，增溶剂1％～5％，缓蚀剂0.2％～2％，抗冻剂2％～4％，余量为水。本发明水系灭火剂添加感温型高分子聚合物，灭火剂在常温下是均匀的液体，分散性较好，添加非离子型碳氢表面活性剂用作降低灭火剂的表面张力，增强乳化作用，添加了增溶剂、缓蚀剂、抗冻剂，降低了灭火剂的腐蚀性和凝固点，拓宽了本发明的使用范围，所添加的组分均为非离子型，覆盖隔离性能强，绝缘性能好；本发明水系灭火剂雾化颗粒小，灭火效率高，使用安全，无毒无害，对油类火灾具有很强的扑灭能力，适用于大型电气设备火灾的扑灭。

Description

适用于细水雾的水系灭火剂

技术领域

本发明属于消防灭火技术领域，具体涉及一种适用于细水雾的水系灭火剂。

背景技术

火灾是各种灾害中最经常、最普遍的灾害之一，给公众安全和社会发展带来严重威胁，传统灭火剂的灭火效果不能满足灭火要求，且对环境有一定的危害，而安全和环保成为当今社会的主题，对灭火剂的需求也越来越趋向于高效、环保、耐寒等特点。水系灭火剂即在水中添加具有特殊作用的物质，使水的灭火性能得到改善，同时满足各种功能需求的灭火剂，与其他灭火剂相比，水系灭火剂具有灭火效率高，灭火残留物无污染等优点。

目前，灭火剂一般采用离子型添加剂，主要用于扑救非水溶性可燃液体及一般固体火灾，而不能用于电气火灾。例如，专利CN 1223893A发明一种高效水系灭火剂，以溴化铵为主，聚磷酸铵为辅，含有卤素离子，具有腐蚀性和导电性，且对环境污染严重，不适用于大型电气设备火灾灭火；专利CN 1666792A开发了一种环境亲和型液状灭火液，只使用硫酸铵和尿素两种原料，该灭火剂能电离出离子，具有很强的导电性，不适用于电气设备火灾灭火。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雾化颗粒小、分散性良好、灭火效率高和绝缘性好的适用于细水雾的水系灭火剂。

本发明一种适用于细水雾的水系灭火剂，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计包括：

作为一种优选，所述原料按重量百分比计为：

所述感温型高分子聚合物为纤维素及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物、琼脂糖、磷脂、淀粉和蛋白质中的一种或多种。

进一步，为了防止感温型高分子聚合物在高温下被降解，选择分子量大的感温型高分子聚合物作为水系灭火剂的添加剂，所述感温型高分子聚合物的分子量≥20000。

优选的，所述感温型高分子聚合物为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基聚丙烯酰胺、磷脂和水溶性蛋白质中的一种或多种。所述感温型高分子聚合物添加到灭火剂溶剂中，生成的混合物在常温下是均匀的溶液，粘度小且具有流动性，并能在细水雾中压泵中使用而不堵塞雾化喷头。当以细水雾形式喷射到燃烧物表面时，利用火焰的热量，在含水的状态下发生相变后生成含水凝胶附着在燃烧物表面，隔绝氧气，冷却降温，降低燃烧物的热辐射，防止火灾蔓延和复燃。

进一步，为了保证感温型高分子聚合物在常温至夏天最高温度下不发生凝胶化反应，所述感温型高分子聚合物产生相变的固化温度为40～200℃；作为优选的，所述感温型聚合物的产生相变的固化温度为50～100℃。

为了降低水的表面张力，使灭火剂在燃烧物表面快速润湿、铺展开来，隔绝氧气，减少热辐射，所述水系灭火剂中添加了非离子型碳氢表面活性剂，该表面活性剂增加灭火剂的乳化作用，使灭火剂均匀的分散在燃烧物中，阻止燃烧，同时也增加了灭火剂耐硬水能力。所述非离子型碳氢表面活性剂为烷基聚糖苷型、脂肪醇聚氧乙烯醚型、有机胺型和聚氧乙烯磷酸酯型中的一种或多种。

优选的，所述非离子型碳氢表面活性剂为异辛基葡糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷、月桂基葡糖苷、烷基酚聚氧乙烯聚丙烯醚、甘油聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚AC1210、蓖麻油聚氧乙烯醚EL80、辛癸醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯聚氧乙烯醚、椰油酸甲基单乙醇酰胺、椰子油二乙醇酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、辛癸醇聚氧乙烯醚磷酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或多种。

为了增强各组分在溶液中的相容性及稳定性，所述水系灭火剂中添加了增溶剂，所述增溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、烷基磷酸酯、聚乙二醇(PEG)和聚山梨酯(Tween)中的一种或多种。

优选的，所述增溶剂为乙二醇单丁醚、PEG-400，PEG-600，Tween-40和Tween-80中的一种或多种。

所述缓蚀剂为非离子型缓蚀剂，所述缓蚀剂为聚乙二醇辛基苯基醚、烷基脂肪酸、烷基巯醇和2-巯基-苯并噻唑中的一种或多种。

所述抗冻剂为乙二醇、甘油中的一种或两种。

本发明的作用原理：

本发明适用于细水雾的水系灭火剂中添加感温型高分子聚合物，利用火焰的热量使细水雾状态下的水溶性感温型高分子聚合物变成凝胶附着在燃烧物的表面，防止火焰蔓延、复燃，为了进一步增强灭火性能，添加了非离子表面活性剂，降低灭火用水的表面张力，发挥乳化作用。根据使用需要，还添加了增溶剂、缓蚀剂、抗冻剂，增强了灭火剂的稳定性，降低了灭火剂的腐蚀性和凝固点，拓宽了灭火剂的使用范围。同时，选用的各种添加剂均为非离子型，增强了灭火剂的绝缘性，适用于大型电器设备火灾。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明水系灭火剂添加感温型高分子聚合物，灭火剂在常温下是均匀的液体，分散性较好，添加非离子型碳氢表面活性剂用作降低灭火剂的表面张力，增强乳化作用，添加了增溶剂、缓蚀剂、抗冻剂，降低了灭火剂的腐蚀性和凝固点，拓宽了本发明的使用范围，所添加的组分均为非离子型，覆盖隔离性能强，绝缘性能好。

(2)本发明水系灭火剂雾化颗粒小，灭火效率高，使用安全，无毒无害，对油类火灾具有很强的扑灭能力，尤其适用于大型电气设备火灾的扑灭。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一种适用于细水雾的水系灭火剂，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计包括：

在发明人的试验中实验结果表明所述原料按如下重量百分比计灭火效果更好：

所述感温型高分子聚合物添加到灭火剂溶剂中，生成的混合物在常温下是均匀的溶液，粘度小且具有流动性，并能在细水雾中压泵中使用而不堵塞雾化喷头。当以细水雾形式喷射到燃烧物表面时，利用火焰的热量，在含水的状态下发生相变后生成含水凝胶附着在燃烧物表面，隔绝氧气，冷却降温，降低燃烧物的热辐射，防止火灾蔓延和复燃。

进一步，为了防止感温型高分子聚合物在高温下被降解，选择分子量大的感温型高分子聚合物作为水系灭火剂的添加剂，所述感温型高分子聚合物的分子量≥20000。

进一步，为了保证感温型高分子聚合物在常温至夏天最高温度下不发生凝胶化反应，所述感温型高分子聚合物产生相变的固化温度为40～200℃；作为优选的，所述感温型聚合物的产生相变的固化温度为50～100℃。

所述非离子型碳氢表面活性剂降低灭火剂的表面张力，迅速的在燃烧物上润湿、铺展、渗透，阻止燃烧，提高灭火剂的乳化能力，使灭火剂具有一定的耐硬水能力。

所述增溶剂起到增强各组分在溶液中的相容性及稳定性的作用。所述缓蚀剂能够在金属表面自组装形成膜，起到缓解设备的腐蚀程度或防止设备腐蚀的作用。所述抗冻剂主要起降低灭火剂的凝固点的作用，使灭火剂在极寒的天气下能够正常使用。

本发明适用于细水雾的水系灭火剂的主体成分是水，除作溶剂作用以外，还具有冷却功能，其主要灭火机理是喷射出的细水雾遇热产生大量的水蒸气可以吸收大量的热量降低燃烧物的的温度。

将本发明适用于细水雾的水系灭火剂溶液装载到细水雾灭火系统中，最终以细水雾喷向燃烧物进行灭火。所述水系灭火剂存放时，应将该其保存在密封、遮光的容器中。

以下是发明人在试验中的部分实施例：

实施例1

分别称取1kg烷基巯醇，4kg乙二醇，1kg乙二醇单丁醚，90.9kg水，在反应釜中均匀搅拌1小时。再称取0.1kg甲基聚丙烯酰胺，3kg烷基酚聚氧乙烯聚丙烯醚加入反应釜中，搅拌1小时后得到100kg的产品1。

实施例2

分别称取0.7kg聚乙二醇辛基苯基醚，2.5kg乙二醇，2.8kg PEG-400，92kg水，在反应釜中均匀搅拌1小时。再称取0.5kg羟丙基甲基纤维素，1.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷加入反应釜中，搅拌1小时后得到样品2。

实施例3

分别称取0.8kg聚乙二醇辛基苯基醚，3kg乙二醇，2.5kg PEG-400，90.9kg水，在反应釜中均匀搅拌1小时。再称取1kg羟丙基甲基纤维素，1.8kg脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷加入反应釜中，搅拌1小时后得到样品3。

实施例4

分别称取1.5kg聚乙二醇辛基苯基醚，2.0kg乙二醇，3kg PEG-400，90kg水，在反应釜中均匀搅拌1小时。再称取1.5kg羟丙基甲基纤维素，2kg脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷加入反应釜中，搅拌1小时后得到样品4。

实施例5

分别称取0.2kg烷基脂肪酸，2kg甘油，2kg PEG-600，89.8kg水，在反应釜中均匀搅拌1小时。再称取5kg羟乙基纤维素，1kg异辛基葡糖苷加入反应釜中，搅拌1小时后得到样品5。

对比例

分别称取1.5kg聚乙二醇辛基苯基醚，2.0kg乙二醇，3kg PEG-400，92.5kg水，在反应釜中均匀搅拌1小时。再称取1kg脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷加入反应釜中，搅拌1小时后得到样品6。

应用例1

分别取实施例1～5和对比例中制备好的样品中20ml，放入外径20mm，长度200mm有螺纹口的试管中，用盖子封口，对装有样品的溶液进行加热，观察样品的状态，确定样品溶液的流动性(△代表具有流动性的液体状态，□代表可流动的粘稠状态，○不能流动的固体凝胶状态)。

表1灭火剂溶液的流动性

从表1可以看出，本发明适用于细水雾的水系灭火剂溶液在45℃以下不会发生凝胶化反应，具有很好的流动性，因此，在常温至夏天高温的环境下，本发明的灭火剂可以稳定保存。

应用例2

采用一个长×宽为50cm×50cm的铁板，对其恒温加热，使其温度保持在70℃，分别取实施例1～5和对比例样品各10kg，利用中压细水雾泵组和喷头将样品雾化，喷射到铁板上，称取铁板在细水雾喷射前后的质量，得出质量差Δm，为保证试验的重复性，每组试验至少重复3次，结果取平均值。

表2灭火剂溶液中水凝胶残留量

从表2可以看出，实施例1～5的样品在铁板表面附着有固体残留物为水凝胶，残留的质量最大为1.9kg，最小为0.5kg，对比例不含感温型高分子聚合物，残留物无水凝胶固体，主要为液体。

应用例3

采用实施例样品1-5和对比例配置灭火剂，利用中压细水雾泵组和喷头进行灭火，泵组压力为3.5Mpa，流量为15L/min。首先将直径为50cm的油盘放在水平地面上，依次在油盘中添加5L水(起降温作用)，2.5L 0#中石化柴油，250mL汽油(用于引燃)。然后引燃火盘，预燃180s后，启动中压水泵组，升高水泵压力，实施灭火，待明火熄灭后停止泵组，并记录灭火时间。为保证结果的可重复性，每组试验至少开展3次，最后取平均值。以上6种灭火剂样品的有效灭火时间对比如下：

表3灭火剂的有效灭火时间

由表3可以看出，本发明适用于细水雾的水系灭火剂的有效灭火时间最短仅为7s，而对比例的需要21s，这是由于本发明灭火剂巧妙的借助火焰的温度，利用添加的感温型高分子聚合物来实现对燃烧物的覆盖隔离，防止火焰蔓延、复燃，本发明灭火剂适用于细水雾灭火装置，灭火效率高，使用安全，无毒无害，对油类火灾具有很强的扑灭能力，而且适用于大型电气设备火灾的扑灭。

Claims (10)

1.一种适用于细水雾的水系灭火剂，由以下原料混合而成，其原料按重量百分比计包括：

2.根据权利要求1所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述原料按重量百分比计为：

3.根据权利要求1或2所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述感温型高分子聚合物为纤维素及其衍生物、聚丙烯酰胺及其衍生物、琼脂糖、磷脂、淀粉和蛋白质中的一种或多种；所述感温型高分子聚合物的分子量≥20000。

4.根据权利要求3所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述感温型高分子聚合物为甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基聚丙烯酰胺、磷脂和水溶性蛋白质中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述感温型高分子聚合物产生相变的固化温度为40～200℃。

6.根据权利要求1或2所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述非离子型碳氢表面活性剂为烷基聚糖苷型、脂肪醇聚氧乙烯醚型、有机胺型和聚氧乙烯磷酸酯型中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述非离子型碳氢表面活性剂为异辛基葡糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚葡糖苷、月桂基葡糖苷、烷基酚聚氧乙烯聚丙烯醚、甘油聚氧丙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚AC1210、蓖麻油聚氧乙烯醚EL80、辛癸醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯聚氧乙烯醚、椰油酸甲基单乙醇酰胺、椰子油二乙醇酰胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、辛癸醇聚氧乙烯醚磷酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述增溶剂为异丙醇、乙二醇单丁醚、烷基磷酸酯、聚乙二醇(PEG)、聚山梨酯(Tween)中的一种或多种。

9.根据权利要求8所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述增溶剂为乙二醇单丁醚、PEG-400，PEG-600，Tween-40、Tween-80中的一种或多种。

10.根据权利要求1或2所述的适用于细水雾的水系灭火剂，其特征在于，所述缓蚀剂为聚乙二醇辛基苯基醚、烷基脂肪酸、烷基巯醇、2-巯基-苯并噻唑中的一种或多种；所述抗冻剂为乙二醇、甘油中的一种或多种。