CN110302489A - 一种环保型阻燃防冻水系灭火剂 - Google Patents

一种环保型阻燃防冻水系灭火剂 Download PDF

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Abstract

一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，水系灭火剂包括如下重量份的原料：灭火组分5‑20份，EDTA金属盐2‑5份，表面活性剂0.5‑5份，水溶性天然香精0.01‑0.1份，季戊四醇1‑3份，阻燃剂4.9‑7.8份、防冻剂2‑7.5份，水补足至100份。本发明季戊四醇和乙二醇等防冻剂复配，可以在较低的防冻剂用量下即可有效达到防冻效果；阻燃剂和季戊四醇可形成不燃碳层，可抗回火复燃，有利于灭火；发明人还预料不到地发现，在阻燃剂中加入定量的磷酸氢铵钠能更进一步的缩短灭火剂的平均灭火时间、平均灭火次数及降低水的表面张力。本发明灭火剂透明、储存稳定、环境友好，耐低温，适用于灭A类火和B类火，而且制备方法简单，原料价廉易得，是一种适合大规模工业化生产的高效水系灭火剂。

Description

一种环保型阻燃防冻水系灭火剂
技术领域
本发明属于灭火剂技术领域，尤其涉及一种环保型阻燃高效可低温使用水系灭火剂。
背景技术
随着我国经济的快速增长，火灾日益频发，如何有效地防止和控制火灾，已成为重要的研究议题。目前，国内外常用灭火剂根据形态分为水系灭火剂、泡沫灭火剂、干粉灭火剂、气体灭火剂四类。其中，水系灭火剂应用最为广泛，主要用于A，B类火灾。水系灭火剂以水为主要成分，通过向水中添加一些化学试剂或者通过改变水的物理性能来起到增强灭火的作用。
专利CN201710935720.0公开了一种水系灭火剂，其特征是，包括以下重量分数的组分：起泡剂10-24份，稳泡剂3-8份，调质剂0.5-1.5份，增稠剂0.5-2份，还包含溶解上述组分的水。该专利的缺点是使用灭火剂灭火后，火场易回火复燃，且不能满足在零下低温耐寒气候条件下正常储存使用的需要。
专利CN201510147771.8公开了一种环保高效防爆阻燃多功能水系灭火剂，按质量份数包括以下组分：二乙二醇乙醚：1.8-2.3份，烷基酚聚氧烯醚：1.2-1.8份：硫基苯并噻唑：0.3-0.8份，磷酸盐胺盐：3.6-5.2份，氟碳表面活性剂：2.2-3.6份，碳酸钙：0.6-1.2份，硬脂酸镁：0.03-0.06份，三氧化二锑：3.2-3.8份；羧甲基纤维素：1.8-3.2份，纯净水补足至100份。该专利配方中使用了特殊表面活性剂-氟碳表面活性剂，由于其具有较高的热稳定性和化学稳定性，长期难以降解并具有生物累积性，易对环境造成污染，且在低温环境下会促使溶液分成两相或产生沉淀，降低了灭火效果，也不利于大规模推广使用和储存。
因此，亟需开发一类水系灭火剂，该灭火剂能够低温下储存和使用，不会冻结或分层、析出等现象，而且灭火效率高，对环境无污染。
发明内容
本发明为了解决现有技术中水系灭火剂存在的低温气候条件下分相或不能储存和使用的问题，而且灭火阻燃效果还有待提高的缺陷，提供一种环保型阻燃高效可低温使用水系灭火剂，该水系灭火剂防冻剂用量低于7.5％，即可达到很好的防冻效果(凝固点≤-18℃)，进而阻燃灭火活性有效成分含量增加，灭火效率提高，同时储存稳定无分层，对环境友好。本发明提供的水系灭火剂在低温环境中使用稳定，在A类火和B类火中都能起到很好的灭火效果，适用于各种火灾现场的灭火阻燃。
本发明的目的是通过以下技术方案实现：
一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，包括如下重量份的原料：灭火组分5-20份，EDTA金属盐2-5份，表面活性剂0.5-5份，水溶性天然香精0.01-0.1份，季戊四醇1-3份，阻燃剂5-13.5份、防冻剂2-7.5份，水补足至100份。
所述阻燃剂为水溶性的，加热可以生成无机酸的阻燃剂。阻燃剂的例子包括但不限于聚磷酸铵、聚磷酸酯及膦酸酯中的至少一种。
优选地，所阻燃剂还包括0.5-1.5份磷酸氢铵钠和磷酸氢铵钾中的至少一种。
本发明的阻燃剂的工作原理是：阻燃剂在高温条件下生成无机酸，季戊四醇在无机酸的催化下发生酯化、脱水反应生成致密碳层，同时起火现场的大量水蒸汽填充到碳层中使致密碳层膨胀发泡，膨胀碳层覆盖在燃烧物表面可以阻氧隔热，还能有效防止回火复燃。阻燃剂还和其灭火成分发挥协同作用，不仅能够阻燃，还起到一定的灭火作用。发明人还预料不到地发现，季戊四醇和防冻剂产生了一定的协同效应，使水系灭火剂的凝固点进一步下降，从而减少了防冻剂的用量，进一步提高了灭火剂的阻燃灭火性能。
所述表面活性剂为碳氢表面活性剂；优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱或羟基磺丙基甜菜碱中的至少一种。表面活性剂可以提高水的湿润能力，可以更好的渗透着火材料，使水系灭火剂发挥优异的灭火效果。
所述防冻剂为低碳多元醇类防冻剂，优选为乙二醇、丙二醇和丙三醇中的至少一种。
所述EDTA金属盐选自EDTA钠盐、EDTA钾盐及EDTA铵盐中的至少一种。
水溶性阻燃剂与低碳多元醇类防冻剂的相容性比较差，长期贮存可能发生分层现象，低温环境下水溶性阻燃剂甚至会析出，降低灭火效率，EDTA金属盐可以提高水溶性阻燃剂与低碳多元醇类防冻剂中的相容性，提高水系灭火剂体系的稳定性。
优选的，所述灭火组分为水溶性的钾盐，钾盐的例子包括但不限于硝酸钾、醋酸钾和氯化钾中的至少一种。
所述天然香精为从植物中提取的水溶性香精，优选的为从月季、桂花及海棠中的至少一种中提取的水溶性香精。香精可以适当遮盖火灾现场产生的刺激性气味，减轻灭火人员的不适感。
本发明所述水系灭火剂还包括1-2份增稠剂、1-2份乳化剂，所述增稠剂为水溶性的包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚马来酸酐、聚苯乙烯磺酸钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐、水性氨基树脂、水性酚醛树脂中的至少一种；所述乳化剂包括硬脂酰乳酸钠、三聚甘油酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖酯、大豆磷脂、月桂酸单甘油酯中的至少一种。
增稠剂是一种流变助剂，加入后能调节灭火剂的流变性，具有提高灭火剂粘度，增大灭火剂在物体表面的粘着力，在物体表面形成一层粘液覆盖层。
本发明提供的水系灭火剂中各组分不是各自发挥各自的作用，而是协同一起作为一个整体发挥了协同的作用，因此，本发明提供的灭火剂是一种各组分发挥协同作用的高效，可靠的灭火剂。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明通过使各组分的复配，特别是季戊四醇和乙二醇等防冻剂复配，可以在较低的防冻剂用量下即可有效达到防冻效果，使其在较低温度下也能正常使用，同时由于防冻剂用量少，阻燃灭火的活性成分含量多，能进一步提高灭火的阻燃灭火性能。
2.本发明水系灭火剂表面活性剂赋予灭火剂良好的湿润、分散、渗透效果，提高了水洗灭火剂灭火效率；阻燃剂和季戊四醇在高温下部分地形成高度环化的膨胀致密不燃碳层，该碳层具有隔热隔氧作用，有利于灭火，还有效阻止回火复燃，进一步提高灭火剂的灭火效率。
3.发明人还预料不到地发现，在阻燃剂分中加入一定量的磷酸氢铵钠能够更进一步的缩短灭火剂的平均灭火时间、平均灭火次数和降低水的表面张力，提高灭火剂的灭火性能。
4.本发明水系灭火剂绿色环保：各组分无毒，各组分在灭火过程无毒性物质释放；通过采用碳氢表面活性剂使灭火剂储存稳定。
5.本发明提供的灭火剂制备方法简单，原料价廉易得，便于生产。
6.本发明灭火剂该水系灭火剂透明、储存稳定无分层、对灭火器和灭火剂覆盖金属的腐蚀性小，对环境友好，且该灭火剂的灭火效率高，在低温环境中使用稳定，适用于灭A类火和B类火，适用范围广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于说明书上的内容。若无特殊说明，所用试剂份数均为重量份数。所用试剂若无特殊说明，均为本领域可商购的试剂。
实施例1
称取硝酸钾5份、EDTA二钠3份、十二烷基硫酸钠3.8份、从月季中提取的水溶性天然香精0.1份、聚磷酸铵7.8份、季戊四醇2.5份、乙二醇7.5份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例2
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾10份、EDTA二钠4份、十二烷基硫酸钠5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.03份、聚磷酸铵10.6份、季戊四醇3份、乙二醇2.1份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例3
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、EDTA二钠5份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、聚磷酸铵13.5份、季戊四醇1份、乙二醇3.9份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例4
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾20份、EDTA二钠2份、十二烷基硫酸钠1.6份、从月季中提取的水溶性天然香精0.08份、聚磷酸铵4.9份、季戊四醇1.75份、乙二醇5.7份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例5
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾20份、EDTA二钠2份、十二烷基硫酸钠1.6份、从月季中提取的水溶性天然香精0.08份、聚磷酸铵4.9份、季戊四醇1.75份、乙二醇5.7份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，磷酸氢铵钠0.5份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例6
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾20份、EDTA二钠2份、十二烷基硫酸钠1.6份、从月季中提取的水溶性天然香精0.08份、聚磷酸铵4.9份、季戊四醇1.75份、乙二醇5.7份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，磷酸氢铵钠1.5份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例7
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、EDTA二钠5份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、磷酸三丁酯13.5份、季戊四醇1份、乙二醇3.9份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
实施例8
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、EDTA二钠5份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、13.5份聚磷酸酯PX-220、季戊四醇1份、乙二醇3.9份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
对比例1
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、EDTA二钠5份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、季戊四醇1份、乙二醇3.9份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
对比例2
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、EDTA二钠5份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、聚磷酸铵13.5份、乙二醇3.9份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
对比例3
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、EDTA二钠5份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、聚磷酸铵13.5份、季戊四醇1份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
对比例4
本实施例一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，各组分为：硝酸钾15份、十二烷基硫酸钠0.5份、从月季中提取的水溶性天然香精0.06份、聚磷酸铵13.5份、季戊四醇1份、乙二醇3.9份、聚氧化乙烯1份、硬脂酰乳酸钠1份，水补足至100份即得水系灭火剂。
对以上实施例和对比例制得的水系灭火剂成分列于表1所示。
根据GB 17835-2008对上述实施例和对比例制备所得灭火剂产品进行理化性能和灭火性能进行测试，结果见表2。
表1
表2
续表2
由以上表中可以看出本发明提供的水系灭火剂综合性能优异，在阻燃灭火，抗冻性能方面均有良好的表现。磷系阻燃剂和季戊四醇配合使用可提高水系灭火剂的灭火性能，同时季戊四醇与乙二醇复配使用能够降低水系灭火系统的凝固点，可以降低灭火剂中防冻剂的含量，使得灭火剂中阻燃灭火的有效成分含量增加，有利于灭火剂的性能；EDTA二钠具有提高水系灭火剂体系稳定性作用，使灭火剂体系保持稳定的灭火性能。
发明人还预料不到地发现，在阻燃剂分中加入一定量的磷酸氢铵钠能够更进一步的缩短灭火剂的平均灭火时间、平均灭火次数和降低水的表面张力，提高了灭火剂的灭火性能。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种环保型阻燃防冻水系灭火剂，其特征在于，所述灭火剂包括如下重量份的原料：灭火组分5-20份，EDTA金属盐2-5份，表面活性剂0.5-5份，水溶性天然香精0.01-0.1份，季戊四醇1-3份，阻燃剂5-13.5份、防冻剂2-7.5份，水补足至100份。
2.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述阻燃剂加热可以生成无机酸的阻燃剂，优选为聚磷酸铵、聚磷酸酯及膦酸酯中的至少一种。
3.如权利要求2所述一种水系灭火剂，其特征在于，所阻燃剂还包括0.5-1.5份磷酸氢铵钠和/或磷酸氢铵钾。
4.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述防冻剂为低碳多元醇类防冻剂。
5.如权利要求4所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述防冻剂包括乙二醇、丙二醇丙三醇中的至少一种。
6.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述EDTA金属盐选自EDTA钠盐、EDTA钾盐及EDTA铵盐中的至少一种。
7.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述灭火组分为水溶性的钾盐，优选为硝酸钾、醋酸钾和氯化钾中的至少一种。
8.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述表面活性剂选自碳氢表面活性剂，优选的所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱或羟基磺丙基甜菜碱中的至少一种。
9.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述天然香精为从植物中提取的水溶性香精，优选的为从月季、桂花及海棠中的至少一种中提取的水溶性香精。
10.如权利要求1所述一种水系灭火剂，其特征在于，所述灭火剂还包括1-2份增稠剂、1-2份乳化剂，所述增稠剂为水溶性的包括聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚马来酸酐、聚苯乙烯磺酸钠、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸盐、水性氨基树脂、水性酚醛树脂中的至少一种；所述乳化剂包括硬脂酰乳酸钠、三聚甘油酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖酯、大豆磷脂、月桂酸单甘油酯中的至少一种。
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