CN1086449A - 植物液体复合阻燃剂 - Google Patents

Abstract

一种由黄蒿、黑蒿、榆根皮、艾、卷心菜、蛇藤、矢 车菊等植物和草木灰的水浸取液为主要阻燃成分，添 加阴离子型、非离子型或两性离子型表面活性剂和三 乙醇胺、氯化钙等助剂复配制成的液体复合阻燃剂， 其阻燃熄火速度快、应用面广、成本低、无污染，特别 适用于扑救可燃液体、油脂等引起的火灾，与阻爆燃 自控装置配套使用扑灭机动车辆油箱燃料油失火的 时间在5秒钟左右，该产品使用成本只有一般阻燃灭 火剂的1/5～1/10。

Description

本发明为由多种有效成分复配制成的复合阻燃剂，特别是一种适用于扑救可燃液体和含油脂类物质所引起的火灾的液体复合阻燃剂。

已知灭火阻燃剂有泡沫灭火剂、干粉灭火剂、CO₂灭火剂、CCl₄灭火剂等，它们一般装入专用灭火器中使用，并根据失火可燃物质的性能，分别选用不同的灭火材料，上述灭火剂的作用原理均是采用灭火剂本身所形成的泡沫、粉末或气体的保护层而把火源与空气隔绝的物理方式来达到灭火目的的，用这种方式扑灭一般建筑物、厂房等的火灾是很有效的，但遇到燃料油、食用油、有机溶剂等可燃液体和其他含油脂类物质所引起的火灾，由于其燃烧能量大，流动扩散性强，而上述灭火剂阻火速度较慢，扑救起来难度很大，尤其是机动车辆的油箱因机械撞击或交通事故而起火，火势发展迅猛，往往是在还未来得及使用灭火器材时就会发生强烈爆炸，引起火灾，在战争中各种机动车辆、坦克、飞机等因油箱被枪炮子弹或穿甲燃烧弹击中而引起整个车辆和飞机被全部炸毁的事件是屡见不鲜的，甚至运动中产生的静电火花也有引起油箱爆炸的危险，对于这类火灾，常用灭火材料几乎无能为力。当前研制和生产的化学阻燃材料虽有多种多样，如卤代烃类，磷酸酯类、无机化合物类等，但多是用于添加于高分子工程材料之中，少数可用于灭火材料的如氟溴烷烃类，因其价格昂贵，影响推广使用;再是因其几乎都与水难于相溶，要将其制成以水为溶剂的阻燃灭火剂相当困难，因此到目前为止，还没有以化学反应方式进行阻燃灭火的以水为溶剂的液体灭火剂上市。

本发明的目的在于提供一种原料易得、加工方便、成本低廉，同时兼有物理和化学灭火性能的，灭火速度快，可以及时扑灭可燃液体和油脂类物质所引起火灾的以水为溶剂的液体复合阻燃剂，特别是为了提供一种可与本发明人设计的阻爆燃自控装置（已也本发明分案申请专利）配套使用的，用于扑救机动车辆、坦克、飞机等油箱火灾的液体复合阻燃剂。

本发明所述的复合阻燃剂是由若干含有阻燃物质较多的植物和草木灰的水浸取液为主要阻燃成分，将其与一定的表面活性剂调制复配而成。

可选用作原料的有黄蒿、黑蒿、榆根皮、艾、蛇藤、卷心菜、矢车菊等多种植物，可以选用其中一种，也可以选用其中的若干种进行复配，上述植物和草木灰的水浸取液都有相当好的阻燃效果，一般的选用原则是优先考虑原料的来源方便易得。

可供优先考虑选用的有以下配方：

配方1：黄蒿1份        黑蒿1份

榆根皮0.5份        艾1份

草木灰4份        水40份

配方2：

黄蒿1份        榆根皮1份

艾1份        卷心菜2份

草木灰4份        水40份

配方3：

黑蒿1份        卷心菜1份

蛇藤1份        矢车菊1份

草木灰4份        水40份

制备植物浸取液的制造工艺如下：

将所选用的植物晒干并切割成15～30毫米的碎块，按植物（干基）与草木灰和水的重量配比为（3～5）∶（3～5）∶40的比例进行配料：在常温下搅拌浸泡二小时，然后加温至95～100℃保持二小时，待冷却至40℃后，用滤布过滤两次，取其清澈过滤液装入容器，留待下步配料使用。

为了提高浸取效果，在配料时，可加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠或吐温-80，其加入量一般为水重量的5～10%。

附图一为植物浸取液制备工艺流程图。

按上述工艺制备的植物浸取液即有相当的阻燃能力，但为了取得理想的阻燃效果，需将植物浸取液与表面活性剂进行复配。

一般的表面活性剂，如阴离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、两性离子型表面活性剂均是适用的，可以单独使用一种，也可以选用两种或两种以上进行搭配。例如，可以单独使用十二烷基聚氧乙烯硫酸钠或单独使用十二烷醇聚氧乙烯醚，也可以同时使用十二烷基氨基丙酸钠和壬烷基酚基聚氧乙烯醚，其两者相互配比为（40-60）∶（40-60），表面活性剂的加入量一般为植物浸取液重量的50～60%。

考虑到复合阻燃剂需要不定期的在容器或灭火装置中进行储备以及在灭火过程中药液对金属机械设备的腐蚀问题，同时也为了提高药液的稳定性和阻燃效果，选用了三乙醇胺、亚硝酸钠、苯骈三氮唑、六次甲基四胺和氯化钙或乙二醇作为添加助剂，其中氯化钙和乙二醇是防冻剂，在一般情况下可选用氯化钙，如在低于-20℃以下的高寒地区使用时，则要选用乙二醇进行替代。

每100份植物浸取液中添加助剂量如下：

三乙醇胺0.7～1.4份        亚硝酸钠8～16份

苯骈三氮唑3～6份        六次甲基四胺0.2～0.4份

氯化钙（或乙二醇）10～20份。

本发明所述的复合阻燃剂的复配工艺如下：

将一定数量的植物浸取液倒入带搅拌器夹套容器中，升温至40℃，在搅拌下按前述配比依次加入表面活性剂-苯骈三氮唑-亚硝酸钠-氯化钙-三乙醇胺-六次甲基四胺，投料完毕后，继续搅拌一小时，待物料完全溶解并混合均匀后，装入容器，即可作为成品出售。

附图二为本复合阻燃剂复配工艺流程图。

本复合阻燃剂在装入灭火器的容器或本发明人所设计的阻爆燃自控装置的夹层之前，可用草木灰水浸取液进行稀释，配制成适当浓度的阻燃灭火液，一般7～10%的使用浓度即可达到理想的灭火效果。

阻燃灭火液的配制过程如下：

先按水和草木灰20∶1的比例在水中（井水、河水均可）加入草木灰并搅拌混合，在常温下放置一小时，过滤杂质后取其清液，即为可用于稀释本复合阻燃剂的草木灰水浸取液，按复合阻燃剂与草木灰水浸取液之间为（7～10）∶（90～93）的比例将两者混合后搅拌均匀，即可作为阻燃灭火液灌装入灭火器材或阻爆燃自控装置中使用。

本发明所述复合阻燃剂的技术指标如下：

外观：淡褐色澄清液体

pH：≤10

熄火时间：5秒

耐寒性：-40℃

防腐蚀性：参照SY1374-77标准

45^＃钢O级

使用浓度：7～10%

本复合阻燃剂的灭火阻燃作用机理如下：

由于本阻燃剂选用了植物和草木灰浸取液作为主要阻燃成分，并复配了表面活性剂，因而其呈现出复合协同的阻燃灭火作用，即有物理阻燃灭火作用，又有化学阻燃灭火作用。植物浸取液是一种成分非常复杂的混合液，由于在选用原料时，特别考虑到含卤代衍生物等阻燃物质较多的植物种类，因而浸取液中有相当数量的卤代衍生物，当将该阻燃剂喷向火焰时，卤代衍生物即会在高温下分解出卤素游离基X·，进而与H·生成卤代氢XH，所生成的XH又迅速与燃烧物中的游离基HO·、HOO·等相结合，从而减缓或中止了燃烧链的传递或扩散;植物浸取液中还有相当多的磷酸盐、磷酸酯类物质，它们在高温下可生成偏磷酸盐、进而生成稳定的多聚态，从而在燃烧物质周围形成保护膜，隔断了氧气来源，防止了火焰蔓延;来自植物和草木灰中的无机盐类和硅酸一类的物质同样也有在燃烧物质周围形成隔离保护膜的作用;浸取液中来自草木灰的碳酸钾，在受热分解后不断放出CO₂，在燃烧物质周围可构成惰性气体屏障，也起到相当的阻燃作用;另外，由于植物浸取液中有大量的多糖类、纤维素类，脂肪酸类物质，还有蛋白质，它们与复配人的合成表面活性剂一起构成一组性能优良的高效复合乳化剂，也是一种很理想的泡沫灭火剂，当将其喷入燃烧着的可燃液体时，这些乳化剂会很快在燃烧液体表面展开并迅速将可燃液体分散和乳化，使其形成极细的水包油乳液，并在油珠周围形成灭火泡沫层、胶束层、凝胶层等保护层，阻断了其与氧的接触和火势的蔓延，从而迅速将火灾扑灭，当将其喷向固体燃烧物质如木材、棉籽、含油棉纱等时，该阻燃剂可以迅速的向纤维内部进行浸润和渗透，形成均匀的阻燃复盖膜，从而很快将火灾扑灭。

正是由于本复合阻燃剂具有上述综合协同的灭火效应，因而其灭火速度可达5秒左右，是用水和一般常用灭火材料所无法比拟的，即使与价格昂贵的氟溴烷类灭火剂，如1211、1202、1301、相比，在灭火速度方面，本阻燃剂也堪与其媲美。

附图3是灭火效果对比表。

由于本阻燃剂选用的植物原料可以就地取材，来源方便，价格便宜，制造工艺和设备也较简单，因而本阻燃剂成本低廉，其成本仅为一般灭火阻燃剂的1/5～1/10。

本阻燃剂的优越性还在于其为应用面广泛的灭火剂，既可以用于扑救一般建筑物或固体物质发生的火灾，又可用于扑救燃料油类，油脂类以及有机溶剂、化学药品等引起的火灾，它不象常用灭火器材那样需要了解和接受专用知识的训练，因而在火灾突如其来发生的忙乱中，也不会造成误用的弊端。

本阻燃剂在灭火和阻爆燃速度方面完全可以满足本发明人设计的阻爆燃自控装置的需要，经现场反复实测证明，当与该装置配套使用时，其阻爆燃和灭火效果比当前已知的最好的三氟-溴甲烷灭火效果还略胜一筹。

实施例1：

取黄蒿10Kg、黑蒿10Kg、榆根皮5Kg、艾10Kg、草木灰40Kg、叶温-8020Kg、水400Kg按前述工艺制备植物浸取液，然后按前述复配方式和工艺条件依次加入壬烷基酚基聚氧乙烯醚120Kg、十二烷基氨基丙酸钠120Kg、苯骈三氮唑20Kg、亚硝酸钠60Kg、乙二醇80Kg三乙醇胺4Kg、六次甲基四胺1.5Kg制得复合阻燃剂、将其按8%的浓度用5%的草木灰水进行稀释后装入本发明人设计的阻爆燃自控装置中，油箱中装入80^＃汽油，用7.62mm的穿甲燃烧弹对准油箱油面上方100mm～150mm最佳易燃区进行射击，自观察镜（为试验而安装）观察熄灭情况。经测试，自动阻燃熄火时间不大于5秒。

实施例2：

取黄蒿10Kg、榆根皮5Kg、艾10Kg、卷心菜20Kg、草木灰40Kg、水400Kg，按前述工艺制备植物浸取液，然后按前述的复配条件依次加入十二烷基聚氧乙烯硫酸钠250Kg、苯骈三氮唑12Kg、亚硝酸钠32Kg、氯化钙50Kg、三乙醇胺2.8Kg、六次甲基四胺0.8Kg，制得复合阻燃剂，将其按8%的浓度用5%的草木灰水进行稀释后装入本发明人设计的阻爆燃自控装置中，油箱中装入70^＃汽油，用7.62mm的穿甲燃烧曳光弹在油箱油面上方100mm处进行射击，自观察镜观察熄火情况。经测试自动熄火时间不大于5秒。

实施例3：

取黑蒿10Kg、卷心菜10Kg、蛇藤10Kg、矢车菊10Kg，十二烷基苯磺酸钠40Kg、水400Kg，按前述工艺制备植物浸取液，然后按前述复配工艺方式和工艺条件依次加入十二烷基醇聚氧乙烯醚210Kg、苯骈三氮唑18Kg、亚硝酸钠50Kg、氯化钙40Kg、三乙醇胺5.5Kg、六次甲基四胺1.2Kg、制得复配阻燃剂，将其按8%的浓度用5%的草木灰水稀释后装入高压喷雾器中;取棉籽10Kg堆放点燃，然后对其喷射该灭火阻燃液进行熄火，观察灭火时间。经测试灭火时间不大于8秒。

Claims (13)

1、一种由阻燃成分和表面活性剂复配制成的液体复合阻燃剂，其特征在于：以黄蒿、黑蒿榆根皮、艾蛇藤、卷心菜矢车菊等植物中一种或几种和草木灰在一起在水浸取液为主要阻燃成分，添加阴离子型或非离子型或两性离子型的表面活性剂：混合复配制成；制备植物浸取液时：植物(干基)与草木灰和水的重量配比为(3～5)∶(3～5)∶40；表面活性剂的添加量为植物浸取液重量的50～60%。

2、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所说的植物浸取液的配方为：

黄蒿1份        黑蒿1份

榆根皮0.5份        艾1份

草木灰4份        水40份

3、如权利要求1所述的复合阻燃剂、其特征在于所说的植物浸取液的配方为：

黄蒿1份        榆根皮0.5份

艾1份        卷心菜2份

草木灰4份        水40份

4、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所说的植物浸取液的配方为：

黑蒿1份        卷心菜1份

蛇藤1份        矢车菊1份

草木灰4份        水40份

5、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所说的植物浸取液的制备工艺为：将所选用的植物晒干、切碎与草木灰和水按规定配比配好后在常温下浸泡两小时，再升温至95～100℃下保持两小时，然后冷却过滤，取其清液。

6、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所说的植物浸取液在进行配料时可加入表面活性剂十二烷基苯磺酸钠或吐温80;其用量为水重量的5～10%。

7、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所选用的表面活性剂为十二烷基聚氧乙烯硫酸钠。

8、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所选用的表面活性剂为十二烷醇聚氧乙烯醚。

9、如权利要求1所述的复合阻燃剂，其特征在于所选用的表面活性剂为十二烷基氨基丙酸钠和壬烷基酚基聚氧乙烯醚，其相互配比为（40～60）∶（40～60）。

10、如权利要求1所述复合阻燃剂，其特征在于在制备过程中进一步复配添加三乙醇胺、亚硝酸钠、苯骈三氮唑、六次甲基四胺、氯化钙等助剂。

11、如权利要求1和10所述的复合阻燃剂，其特征在于每100份植物浸取液中添加助剂的重量份数为：

三乙醇胺0.7～1.4        亚硝酸钠8～16

苯骈三氮唑3～6        六次甲基四胺0.2～0.4

氯化钙10～20

12、如权利要求1和10所述的复合阻燃剂，其特征在于所说的助剂氯化钙可用乙二醇代替。

13、用权利要求1所述的复合阻燃剂配制的阻燃灭火液，其特征为其中复合阻燃剂含量为7～10%，其余为水与草木灰按20∶1的比例所制备的草木灰水浸取液。

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