CN110075467A - 一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物及其制备方法，属于灭火技术领域。所述灭火组合物按重量百分比计，包括以下原料：丁基卡必醇2‑10％、聚氧化乙烯5‑10％、碳酰胺5‑15％、第一两性离子表面活性剂15‑20％、第二两性离子表面活性剂10‑20％、两性表面活性剂1‑5％、阻燃剂0.2‑0.4％、絮凝剂0.2‑0.9％、水性增稠剂0.3‑1％，余量为水；其中，第一两性离子表面活性剂与第二两性离子表面活性剂不相同。本发明提供的灭火组合物具有高效阻燃、高隔热效果，对油路火和电路火的灭火效率高，隔热效果显著，不会引发复燃；可用于扑火A、B、C、E类火灾和AR类抗溶性物质火灾。

Description

一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物及其制备方法

技术领域

本发明属于灭火技术领域，具体涉及一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物及其制备方法。

背景技术

火灾是危害人类的重大灾害之一，随着我国国民经济的快速发展，重大恶性火灾及爆炸事故频繁发生，直接危及人民的生命、财产，造成环境污染，引发生态失衡。不受控制的火灾是人们面对的最危险和迫切需要解决的事件之一，因此，对短时间内有效熄灭火焰的灭火物质存在需求。

能够有效的破坏燃烧条件，使燃烧终止的物质称为灭火剂。灭火剂的灭火机理主要是冷却、窒息、隔离和化学抑制。目前我国市场上灭火剂厂家生产的产品大都是BC、ABC干粉、气溶胶、超细干粉、轻水泡沫、蛋白及氟蛋白普通的灭火剂。以上产品灭火性能小、灭火对象单一，抗复燃性能弱，又不能同时灭几种特殊火灾，而且受使用温度的限制。

泡沫类灭火剂的灭火机理是冷却及窒息。在燃烧物表面上形成一个连续泡沫层，通过泡沫和析出液进行冷却，同时利用泡沫层的覆盖作用进行隔绝来灭火。干粉类灭火剂灭火原理主要是化学抑制和窒息作用。干粉在火中产生的自由基和火焰中的自由基相互作用，降低燃烧的速率。水系灭火剂是环境友好型的灭火剂，水作为不燃液体，且具有较高的潜热和热容，在自然界中含量充足，是一种良好的灭火剂。但由于水具有流动性，在燃烧区域停留时间短，灭火效率较低。因此水系灭火剂需要添加增稠剂、阻燃剂等添加剂来提高其灭火性能。

BC、ABC干粉灭火剂有明显的局限性，它不适用于灭火系统，只能充装各种规格干粉灭火器，灭A、B类火灾能力弱，灭火面积小，而且不具备抗复燃能力。在人员密集场所内使用，对人体有害，大量使用会损害人的身体健康，严重时可使人窒息。

蛋白、氟蛋白及轻水泡沫灭火剂是在八十年代开发研制成功，蛋白及氟蛋白产品颜色黑有臭味，灭火单一，不能灭A、C、E、F类火灾，腐蚀性大，保质期短，只有两年。

目前人们期望的是灭火组合物的灭火效率高，降温性能好，能够快速实现灭火，而且不容易复燃；另一方面，还需要满足对环境无毒，并且在与人接触时对人体是无害的。然而如何提供一种灭火效率高、降温性能好、能够快速实现灭火，且不会对环境和人类造成污染损害的灭火剂，成为现阶段迫切渴望解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种涉及水系复合型阻燃、隔热灭火组合物及其制备方法，以解决上述技术问题。

本发明的目的之一是提供一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，所采用的技术方案如下：

一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，按重量百分比计，包括以下原料组分：丁基卡必醇2-10％、聚氧化乙烯5-10％、碳酰胺5-15％、第一两性离子表面活性剂15-20％、第二两性离子表面活性剂10-20％、两性表面活性剂1-5％、阻燃剂0.2-0.4％、絮凝剂0.2-0.9％、水性增稠剂0.3-1％，余量为水；其中，第一两性离子表面活性剂与第二两性离子表面活性剂不相同。

本发明提供的上述水系复合型阻燃、隔热灭火组合物可用于扑灭A、B、C、E类火灾和AR类抗溶性物质火灾，以及能够瞬间扑灭电路火、灭火效果显著，灭火效率高，且是一种环保无污染的灭火组合物。

进一步的是，所述第一两性离子表面活性剂为两性乙酸盐。所述第二两性离子表面活性剂为甜菜碱。

进一步的是，所述两性乙酸盐为月桂酰两性基乙酸钠。

进一步的是，所述甜菜碱为十八烷基二甲基甜菜碱。

进一步的是，所述阻燃剂为微晶高岭石，所述水性增稠剂为羧甲基纤维素。

进一步的是，所述絮凝剂为絮凝剂3号，其是由丙烯酰胺单体聚合而成。

进一步的是，所述水包括淡水和/或海水。

本发明的目的之二是提供上述灭火组合物的制备方法。

为了实现该目的，本发明采用的技术方案如下：

一种如上所述的水系复合型阻燃、隔热、灭火组合物的制备方法，包括以下步骤：向容器添加适量热水、丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺、第一阴离子表面活性剂、第二阴离子表面活性剂、两性表面活性剂，并且添加阻燃剂、絮凝剂和水性增稠剂以及余量水；其中在将组分添加至所述容器后，在添加下一组分之前，将所获得的混合物搅拌约15-20分钟，搅拌时以产生最小量的泡沫。

进一步的是，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将适量水加热至70-80℃以提供热水；

(2)将丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺添加至所述热水；

(3)将第一两性离子表面活性剂添加至步骤(2)的混合物；

(4)将第二两性离子表面活性剂添加至步骤(3)的混合物；

(5)将两性表面活性剂添加至步骤(4)的混合物；

(6)将阻燃剂添加至步骤(5)的混合物；

(7)将步骤(6)的混合物冷却至环境温度±20℃以内；

(8)将水性增稠剂添加至步骤(7)的混合物；

(9)将絮凝剂添加至步骤(8)所得混合物，然后加入余量水，进行搅拌，即得。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)本发明提供的灭火组合物是一种具有高阻燃效果、高隔热效果的水系灭火剂，其对油路火的灭火效率高，不会引发复燃，且隔热效果极其显著；

(2)本发明提供的灭火组合物灭火时产生的烟雾颗粒少，对环境的污染小，对灭火消防人员的人身安全损害小，是一种清洁环保的灭火剂；

(3)本发明提供的灭火组合物应用范围广，可以扑火A、B、C、E类火灾和AR类抗溶性物质火灾，尤其是对于电路火也有较好的灭火功效。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其由以下原料组分组成：

按重量百分比计为，微晶高岭石0.2％；絮凝剂3号0.2％；羧甲基纤维素0.3％；丁基卡必醇2％；聚氧化乙烯5％；碳酰胺5％；月桂酰两性基乙酸钠15％；十八烷基二甲基胺乙内酯10％；两性表面活性剂(椰油酰两性基乙酸钠盐)1％；余量为水。

其制备方法为：

(1)将适量水(所需水量的一半)加热至70℃以提供热水；

(2)将丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺添加至所述热水；

(3)将第一两性离子表面活性剂添加至步骤(2)的混合物；

(4)将第二两性离子表面活性剂添加至步骤(3)的混合物；

(5)将两性表面活性剂添加至步骤(4)的混合物；

(6)将阻燃剂添加至步骤(5)的混合物；

(7)将步骤(6)的混合物冷却至环境温度±20℃以内；

(8)将水性增稠剂添加至步骤(7)的混合物；

(9)将絮凝剂添加至步骤(8)所得混合物，然后加入余量水，进行搅拌，即得。

实施例2

一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其由以下原料组分组成：

按重量百分比计为，微晶高岭石0.3％；絮凝剂3号0.5％；羧甲基纤维素0.6％；丁基卡必醇5％；聚氧化乙烯8％；碳酰胺10％；月桂酰两性基乙酸钠17％；十八烷基二甲基胺乙内酯15％；两性表面活性剂(大豆油酰胺丙基甜菜碱)3％；余量为水。

其制备方法为：

(1)将适量水(所需水量的三分之二)加热至75℃以提供热水；

(2)将丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺添加至所述热水；

(3)将第一两性离子表面活性剂添加至步骤(2)的混合物；

(4)将第二两性离子表面活性剂添加至步骤(3)的混合物；

(5)将两性表面活性剂添加至步骤(4)的混合物；

(6)将阻燃剂添加至步骤(5)的混合物；

(7)将步骤(6)的混合物冷却至环境温度±20℃以内；

(8)将水性增稠剂添加至步骤(7)的混合物；

(9)将絮凝剂添加至步骤(8)所得混合物，然后加入余量水，进行搅拌，即得。

实施例3

一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其由以下原料组分组成：

按重量百分比计为，微晶高岭石0.4％；絮凝剂3号0.9％；羧甲基纤维素1％；丁基卡必醇10％；聚氧化乙烯10％；碳酰胺15％；月桂酰两性基乙酸钠20％；十八烷基二甲基胺乙内酯20％；两性表面活性剂(咪唑啉衍生物两性表面活性剂)5％；余量为水。

其制备方法为：

(1)将适量水(所需水量的一半)加热至80℃以提供热水；

(2)将丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺添加至所述热水；

(3)将第一两性离子表面活性剂添加至步骤(2)的混合物；

(4)将第二两性离子表面活性剂添加至步骤(3)的混合物；

(5)将两性表面活性剂添加至步骤(4)的混合物；

(6)将阻燃剂添加至步骤(5)的混合物；

(7)将步骤(6)的混合物冷却至环境温度±20℃以内；

(8)将水性增稠剂添加至步骤(7)的混合物；

(9)将絮凝剂添加至步骤(8)所得混合物，然后加入余量水，进行搅拌，即得。

应用例1

将实施例1-3制备所得灭火组合物用于气油路灭火试验，并以市售的ABC干粉灭火剂作为对照，分别用于油盘火、流淌火、竖直火试验。其中油盘火试验规模统一为油盘直径50cm，流淌火试验规模为长500cm、宽80cm，竖直火试验规模为长500cm、宽100cm、高500cm。试验时，操作距离统一距离火源1.5m，燃烧介质都为汽油。

灭火试验结果表明，本发明实施例1-3中的灭火组合物可以快速扑灭油盘火、流淌火、竖直火，其灭火时间较传统ABC干粉灭火剂缩短了1/2-1/3，且不会产生黑烟，火焰不会复燃，灭火过程从火路中间开始扑灭能够快速形成一条无火通道；而传统的ABC干粉灭火剂扑灭上述三种火焰的时间要比本发明多2-3倍，其火焰容易复燃，更为重要的是，其会产生大量黑烟，造成环境污染和危害消防人员健康，其隔热效果较差。

应用例2

将实施例1-3制备所得灭火组合物用于220V电路灭火，并以传统的ABC干粉灭火剂作为对照，在相同条件相同环境下进行220V电路灭火，实验结果表明，本发明实施例1-3中的灭火组合物可以快速扑灭220V电路火焰，其灭火时间较传统ABC干粉灭火剂缩短了1/2-1/3，且不会产生黑烟，火焰不会复燃，隔热效果好；而传统的干粉灭火剂扑灭火焰的时间要比本发明多2-3倍，其火焰容易复燃，更为重要的是，其会产生大量黑烟，造成环境污染和危害消防人员健康，其隔热效果较差。

应用例3

将实施例1-3制备所得灭火组合物喷施在新鲜猪皮上(常温下)，并用丁烷火焰喷枪(温度1300℃)对喷施灭火组合物的新鲜猪皮进行喷火燃烧，持续喷火2min后发现新鲜猪皮表面无损坏，用温度计测试猪皮表面温度，发现喷火燃烧2min后猪皮表面温度仅上升3℃，表明本发明实施例1-3所得灭火组合物的隔热效果极其显著。而以传统的ABC干粉灭火剂作为对照喷施于同一块新鲜猪皮上，发现喷火燃烧后2min猪皮表面损毁严重，有浓重的焦糊味，经温度测试猪皮表面温度上升达30℃，其隔热效果不佳。

对比例1

将本发明实施例1的水系灭火剂与其他水基型灭火剂进行灭火性能对比，以CN107648786A实施例1中的水系灭火剂作为对比，用于油盘火汽油路灭火试验(按照应用例1)，结果表明，本发明实施例1中的水系灭火剂扑灭油盘火的时间比CN107648786A实施例1中水系灭火剂扑灭油盘火的时间少了5min，灭火效率更高。

对比例2

将本发明实施例2的水系灭火剂配方中的丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺之一去掉，并添加无机盐氢氧化铝或钼酸铵，用于220V电路灭火试验，结果表明，在三种对比方案下(分别缺少丁基卡必醇、聚氧化乙烯和碳酰胺)，均无法有效扑灭电路火，其扑灭时间延长10min，且极容易复燃。

Claims (10)

1.一种水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述组合物按重量百分比计，包括以下原料组分：丁基卡必醇2-10％、聚氧化乙烯5-10％、碳酰胺5-15％、第一两性离子表面活性剂15-20％、第二两性离子表面活性剂10-20％、两性表面活性剂1-5％、阻燃剂0.2-0.4％、絮凝剂0.2-0.9％、水性增稠剂0.3-1％，余量为水；其中，所述第一两性离子表面活性剂与第二两性离子表面活性剂不相同。

2.根据权利要求1所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述第一两性离子表面活性剂为两性乙酸盐。

3.根据权利要求2所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述两性乙酸盐为月桂酰两性基乙酸钠。

4.根据权利要求1所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述第二两性离子表面活性剂为甜菜碱。

5.根据权利要求4所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述甜菜碱为十八烷基二甲基甜菜碱。

6.根据权利要求1所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述阻燃剂为微晶高岭石，所述水性增稠剂为羧甲基纤维素。

7.根据权利要求1所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述絮凝剂为絮凝剂3号，其是由丙烯酰胺单体聚合而成；所述水包括淡水和/或海水。

8.根据权利要求1所述的水系复合型阻燃、隔热灭火组合物，其特征在于，所述两性表面活性剂包括两性乙酸盐两性表面活性剂、酰胺丙基甜菜碱两性表面活性剂或咪唑啉衍生物两性表面活性剂。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述水系复合型阻燃、隔热灭火组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：向容器添加热水、丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺、第一两性离子表面活性剂、第二两性离子表面活性剂、两性表面活性剂，并且添加阻燃剂、絮凝剂和水性增稠剂；其中在将组分添加至所述容器后，在添加下一组分之前，将所获得的混合物搅拌15-20分钟。

10.根据权利要求9所述水系复合型阻燃、隔热灭火组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将适量水加热至70-80℃以提供热水；

(2)将丁基卡必醇、聚氧化乙烯、碳酰胺添加至所述热水；

(3)将第一两性离子表面活性剂添加至步骤(2)的混合物；

(4)将第二两性离子表面活性剂添加至步骤(3)的混合物；

(5)将两性表面活性剂添加至步骤(4)的混合物；

(6)将阻燃剂添加至步骤(5)的混合物；

(7)将步骤(6)的混合物冷却至环境温度±20℃以内；

(8)将水性增稠剂添加至步骤(7)的混合物；

(9)将絮凝剂添加至步骤(8)所得混合物，然后加入余量水，进行搅拌，即得。