CN112888488A - 灭火组合物 - Google Patents

Abstract

公开了一种灭火组合物。该灭火组合物包含用量≤75.0wt％的水；用量≥15.0wt％的灭火盐；和成膜剂。还公开了该灭火组合物和包含该灭火组合物的灭火器的用途。

Description

灭火组合物

技术领域

本发明涉及一种灭火组合物和包含该灭火组合物的灭火器。本发明还涉及灭火组合物的方法或用途。本发明还涉及一种生产灭火组合物的方法。

背景技术

当火势失控时，火灾可能十分危险，并可能导致严重伤害或失去生命。有各种灭火组合物能够用于遏制和灭火。这些灭火组合物可以由训练有素的灭火专业人员使用专门设计的设备施用，或由未经培训的个人使用例如灭火器进行施用。

一些能够用于灭火的灭火组合物的缺点是它们不能迅速灭火。因此，在通过施用灭活组合物控制火势之前，火势可能蔓延。可能需要大量的组合物来灭火并减少火产生的热量，以防止其重新燃起。这些缺点可能导致财产进一步损伤或导致伤害。

一些灭火组合物的另一个问题是它们只能适用于某些类型的火。对火灾类型误用灭火组合物可能会很危险，因为它会加剧火灾。出于举例说明目的，不应使用水扑灭电气火灾或由燃烧油或脂肪而引起的火灾。在某些情况下，未经灭火训练的人员在尝试灭火时，使用错误类型的灭火器会造成进一步的破坏或受伤。

发明内容

本发明提供了一种灭火组合物，其包含：

用量为≤75.0wt％的水；

用量为约≥15.0wt％的灭火盐；和

成膜剂。

本发明人已经开发了有利的灭火组合物。该组合物能够用于迅速灭火。尤其是与其他类型的灭火组合物相比，使用相对少量的灭火组合物可以灭火。本发明的灭火组合物可以用于扑灭多种类型的火。它可以用于扑灭存在多种不同火源的火。它可以用于扑灭来自多种不同类型的火源的火，或扑灭来自单一火源的火，而不会加剧来自其他不同类型的火源的火。

本发明还提供一种包括容器的灭火器。该容器包含根据本发明的灭火组合物。

本发明还涉及一种制造灭火组合物的方法。该方法包括将灭火盐和成膜剂在水中混合，使得所述灭火组合物包含≤75.0wt％的水和≥15.0wt％的灭火盐。

本发明还提供一种灭火的方法。该方法包括将根据本发明的灭火组合物施加或施用到火上。

本发明还涉及该灭火组合物用于扑灭火和/或减少或防止火势蔓延的用途。

具体实施方式

本发明的灭火组合物包含水。水可以溶解灭火盐以确保该组合物无论以液体、粉末或泡沫的形式都可自由流动。水还提供液体载体，以辅助将该组合物递送至火中，如从加压的罐中递送，并覆盖火上的表面。与在水灭火器中一样，水可以帮助灭火，但这不是其主要作用。

该灭火组合物包含小于或等于75wt％的水。当存在大量水时，该灭火组合物的行为类似于传统的水灭火器。水灭火器不能用于扑灭电气火或由油、脂肪或易燃金属(例如，锂，钾，镁，钛或锆)引起的火。本发明的灭火组合物可以在存在电气物品的情况下使用，并且例如，可以满足规定用于带电火灾(live electrical fire)的灭火组合物的用途的安全标准。

除非上下文另外指出，否则本文所用的任何提及“wt％”均涉及灭火组合物的wt％。

该灭火组合物通常包含用量≤70.0wt％，优选＜70.0wt％(例如，<69.0wt％)的水。更优选该水量≤65.0wt％，例如，≤60.0wt％。

优选的是，该灭火组合物包含≥35.0wt％，更优选≥40.0wt％，如≥45.0wt％，更加优选≥50.0wt％的水。应该包含足够量的水以溶解灭火盐组分。该灭火盐组分的溶解可以通过灭火组合物的其他组分进行辅助。

因此，水的量通常为35.0wt％-75.0wt％，优选40.0wt％-70.0wt％，如45.0wt％-65.0wt％，而更优选50.0wt％-60.0wt％。

本发明的灭火组合物包含灭火盐。该灭火盐是本领域已知的粉末灭火器中使用的类型。该灭火盐用于用惰性固体覆盖或盖住燃料，从而窒息火。它也可以从火中带走热量。对于带电火灾(live electrical fire)，该灭火盐可以抑制导线的导电性。此类盐不能与水组合使用，因为水能够加剧，例如，电气火灾或由油、脂肪或易燃金属引起的火灾。

该灭火组合物包含≥15wt％的灭火盐。优选的是，该灭火盐的量为≥20wt％，更优选≥25wt％，如≥30wt％，更加优选≥35wt％。为了避免疑问，该量是指灭火盐的总量。该组合物中应该存在足够量的灭火盐以灭火。

通常而言，该灭火组合物包含用量为≤60.0wt％，如≤55.0wt％，优选≤50.0wt％，更加优选≤45.0wt％的灭火盐。如果该组合物中存在太多的盐，则可能难以将灭火盐溶解于水中。这会影响灭火组合物的物理形式，并可能降低其液体流动特性。

因此，该灭火盐的总量通常为20.0wt％-60.0wt％，优选25.0wt％-55.0wt％，如30.0wt％-50.0wt％，而更加优选35.0wt％-45.0wt％。

通常而言，该灭火盐包括磷酸盐。该磷酸盐可以是磷酸钠盐、磷酸铵盐或磷酸铁盐。优选该磷酸盐是磷酸铵盐。

该磷酸钠盐可以选自磷酸三钠(Na₃PO₄)、磷酸氢钠(Na₂HPO₄)、磷酸二氢钠(NaH₂PO₄)、二磷酸单钠(NaH₃P₂O₇)、二磷酸二钠(Na₂H₂P₂O₇)、二磷酸三钠(Na₃HP₂O₇)、二磷酸四钠(Na₄P₂O₇)、三磷酸钠(Na₅P₃O₁₀)、三偏磷酸钠(Na₃P₃O₉)及其两种或更多种的混合物。

该磷酸铵盐可以选自磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)、磷酸单铵(NH₆PO₄)、聚磷酸铵([NH₄PO₃](OH₂))及其两种或更多种的混合物。该磷酸铵盐优选是磷酸单铵(NH₄H₂PO₄)。

该磷酸铁盐可以选自磷酸铁(II)(Fe₃(PO₄)₂)、磷酸铁(III)(FePO₄)及其混合物。该磷酸铁盐优选是磷酸铁(例如，磷酸铁(III)(FePO₄))。

通常而言，该磷酸盐通常不是聚磷酸盐。在本文中，术语“聚磷酸盐”是指由通过共享氧原子连接在一起的至少三个，优选至少四个四面体PO₄(磷酸根)结构单元形成的聚合氧阴离子的盐。

当灭火盐包括磷酸盐时，则该磷酸盐的量通常为20.0wt％-50.0wt％，优选25.0wt％-47.5wt％，如27.5wt％-45.0wt％，更加优选30.0wt％-42.5wt％(例如，30.0wt％-40.0wt％)。

该灭火盐通常包括硫酸盐。该硫酸盐可以是硫酸钠(Na₂SO₄)或硫酸铵((NH₄)₂SO₄)。优选的硫酸盐是硫酸铵。

当该灭火盐包含硫酸盐时，则该硫酸盐的量通常为2.5wt％-15.0wt％，优选4.0wt％-12.5wt％，如5.0wt％-10.0wt％，而更加优选5.5wt％-8.0wt％(例如，6.0wt％-7.5wt％)。

该灭火盐优选包含磷酸盐和硫酸盐，如磷酸盐和硫酸盐的混合物。

通常而言，该灭火盐或灭火组合物不包括碳酸氢盐，如选自碳酸氢钠(NaHCO₃)、碳酸氢钾(KHCO₃)和碳酸氢铵(NH₄HCO₃)的碳酸氢盐(例如，HCO₃ ^-)。本发明的灭火组合物不需要包含碳酸氢盐作为活性成分(例如，灭火盐)以提供优异的性能。

该灭火组合物还包含成膜剂。该成膜剂能够在着火的液体或物体的表面上形成膜或涂层。该膜或涂层有助于冷却和灭火。该成膜剂会降低该组合物的表面张力。

该成膜剂可以包含氟化表面活性剂，或由其组成。氟化表面活性剂通常是具有一个或多个氟原子的有机氟化合物，它是一种表面活性剂。表面活性剂通常包含疏水基团(例如，尾部)和亲水基团(例如，头部)。该氟化表面活性剂可以是用于水性成膜泡沫(AFFF)灭火器中的类型。

该灭火组合物通常包含0.05wt％-5.0wt％，如0.10wt％-5.0wt％的成膜剂。该灭火组合物优选包含0.50wt％-5.0wt％，特别是0.75wt％-5.0wt％，如1.0wt％-5.0wt％的成膜剂。更加优选的是，该灭火组合物包括用量为0.75wt％-2.5wt％，如1.0wt％-2.5wt％的成膜剂。

该氟化表面活性剂可以是酸或其盐，其中该酸选自全氟辛酸(PFOA)、全氟辛磺酸(PFOS)、全氟己酸(PFHA)、全氟己磺酸(PFHxS)、全氟壬酸(PFNA)、全氟壬磺酸、全氟癸酸(PFDA)和全氟癸磺酸。优选的是该氟化表面活性剂是全氟己酸(PFHA)、全氟己磺酸(PFHxS)、全氟壬酸(PFNA)、全氟壬磺酸、全氟癸酸(PFDA)、全氟癸磺酸或其盐。更优选的是该氟化表面活性剂是全氟己酸(PFHA)或全氟己磺酸(PFHxS)。

据证实，包含全氟辛基部分的表面活性剂在环境上是持久的，并且可能会在动物肝脏中积累。一些国家的法规限制或阻止在灭火组合物中使用此类表面活性剂。

通常而言，该氟化表面活性剂可以是部分氟化表面活性剂。该氟化表面活性剂优选是部分氟化表面活性剂。该部分氟化表面活性剂在例如头部或尾部(例如，形成表面活性剂的有机链)的每个位置上都不具有氟取代基。

该氟化表面活性剂可以优选是C6含氟表面活性剂。

通常而言，该氟化表面活性剂可以是甜菜碱表面活性剂或氧化胺表面活性剂。

当以0.1wt％的量使用该氟化表面活性剂时，其在25℃下通常提供的水或水溶液的表面张力≤35mN/m，优选为≤25mN/m，更优选≤20mN/m。例如，当以0.1wt％的量使用时，该氟化表面活性剂可以在25℃下提供表面张力为15-20mN/m的水或水溶液。表面张力能够使用常规方法，如通过使用表面张力计和Wilhelmy平板法进行测定。

该氟化表面活性剂在20℃下可以具有1.01-1.25g/mL，优选1.02-1.20g/mL，更优选1.03-1.15g/mL(例如，1.07-1.10g/mL)的密度。

该灭火组合物可以还包含醇或聚醚，优选醇。该醇或聚醚可以辅助将灭火盐溶解于水中和/或可以辅助形成或稳定泡沫。

当该灭火组合物包含聚醚时，则聚醚的量通常为0.01wt％-0.25wt％，优选0.05wt％-0.20wt％，更优选0.10wt％-0.15wt％。

当该灭火组合物包含醇时，醇的量通常为0.01wt％-0.75wt％，优选0.05wt％-0.65wt％，如0.15wt％-0.55wt％，而更优选0.30wt％-0.45wt％。

该聚醚可以选自乙二醇单烷基醚、二乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚、二丙二醇单烷基醚、三乙二醇单烷基醚及其两种或更多种的组合。

该醇可以选自乙二醇、丙二醇、1-丁氧基乙氧基-2-丙醇、2-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇、甘油、己二醇、聚乙二醇及其两种或更多种的组合。优选的是该醇是己二醇和/或2-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇。

当该灭火组合物包含2-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇时，则2-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇的量通常为0.10wt％-0.50wt％，优选0.15wt％-0.40wt％，更优选0.20wt％-0.30wt％。2-(2-丁氧基乙氧基)-乙醇可以辅助保存该灭火组合物。

当该灭火组合物包含己二醇时，该己二醇的量通常为0.01wt％-0.25wt％，优选0.05wt％-0.20wt％，更优选0.10wt％-0.15wt％。

该灭火组合物可以包含防腐剂。该防腐剂可以是杀生物剂(例如，杀真菌剂或抗微生物剂)。

该防腐剂可以选自5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮、2-甲基-2H-异噻唑-3-酮、4-氯-2-[(5-氯-2-羟苯基)甲基]苯酚及其两种或更多种的组合。优选的防腐剂是5-氯-2-甲基-2H-异噻唑-3-酮和/或2-甲基-2H-异噻唑-3-酮。

通常而言，该防腐剂的量(即，总量)为0.05wt％-0.60wt％，优选0.10wt％-0.50wt％，更优选0.30wt％-0.40wt％。

该灭火组合物可以还包含非离子表面活性剂。该非离子表面活性剂优选是烷基聚糖苷。该非离子表面活性剂可以包含在该组合物中以增强泡沫形成和/或稳定所形成的任何泡沫。为了避免疑问，该非离子表面活性剂与氟化表面活性剂不同(即，不同的化合物)。

当该灭火组合物包含非离子表面活性剂时，则该非离子表面活性剂的量通常为0.005wt％-0.05wt％，优选0.01wt％-0.03wt％。

该灭火组合物可以还包含发泡剂。该发泡剂优选是烷基硫酸盐，如烷基硫酸盐的钠盐。

当该灭火组合物包含发泡剂，如烷基硫酸盐时，则发泡剂的量通常为0.005wt％-0.05wt％，优选0.01wt％-0.03wt％。

该灭火组合物可以是液体。该液体可以是可发泡组合物。

通常而言，该灭火组合物具有(相对于，例如，20℃的水)1.05-1.30，如1.10-1.25的比重。

该灭火组合物可以是粉末或泡沫。

本发明还涉及包括容器的灭火器。该容器包含该灭火组合物。

该容器可以是加压罐。该加压罐可以具有用于施用或施加该灭火组合物的喷嘴。

该加压罐可以包含推进剂，如二氧化碳或氮气，优选氮气。

当该容器是便携式时，该灭火器可以是手持式灭火器。

该容器可以是车辆的一部分，如用于灭火的公路车辆的罐或用于灭火的航空器的载货器(cargo hold)。该灭火器可以是灭火球或灭火弹。

本发明还提供了一种制备灭火组合物的方法。该灭火组合物能够使用常规方法进行制备。

该方法可以包括向水中添加灭火盐(例如，以形成混合物)，并随后向该混合物中添加成膜剂。可替代地，该方法可以包括向水中添加成膜剂，并随后向该混合物中添加灭火盐。

本发明提供了一种灭火的方法。该方法包括将该灭火组合物施加或施用于火上。取决于本发明的灭火组合物的形式，该灭火组合物能够以与常规泡沫灭火器或粉末灭火器相同的方式施加或施用。

本发明还涉及该灭火组合物用于灭火和/或减少或阻止火势蔓延的用途。

灭火组合物灭火或减少或阻止火势蔓延所需的量将取决于火的性质和程度。本发明的灭火组合物尤其是与常规灭火组合物相比时可以使用相对少量的组合物而快速灭火。

火灾可以是A类火灾、B类火灾、C类火灾、D类火灾、K类火灾或其组合。火灾通常是A类火灾和/或B类火灾。

正如本文所用，术语“A类火灾”是指由固体可燃材料燃烧引起的火灾。固体可燃材料的实例包括木材、纸张、木炭、塑料和纺织品。

正如本文所用，术语“B类火灾”是指由可燃液体燃烧引起的火灾。可燃液体的实例包括柴油、汽油、石油油脂、焦油、溶剂或醇类。

正如本文所用，术语“C类火灾”是指由通电供能的物体如电器引起的火灾。

正如本文所用，术语“D类火”是指由可燃金属如锂、钠、镁、铀和钛引起的火灾。

术语“K类火灾”是指由烹饪油或脂肪引起的火灾，如厨房中常见的火灾。

以上分类用于美国。欧洲使用类似的分类，不同之处在于(i)欧洲分类没有电气火灾(在美国为C类火灾)(以前电气火灾被分类为E类火灾)，(ii)欧洲的C类是对于由可燃气体引起的火灾(在美国为B类)进行单独分类，和(iii)由食用油或脂肪引起的火灾(在美国为K类)为F类火灾。

正如本文所用的任何对“包含”的提及包括半封闭术语“基本上由...组成”和封闭术语“由...组成”。

实施例

现在将通过以下非限制性实施例举例说明本发明。

实施例1

在该实施例中，制备了表1所示的灭火组合物(以wt％表示用量)。

将汽油和柴油的混合物置于托盘中，并将该混合物点燃以产生B类火灾。然后将各组合物用于扑灭火焰。所测试的组合物的灭火性能与从Chubb^TM获得的常规干粉灭火器和常规AFFF灭火器的灭火性能进行比较。常规AFFF和干粉灭火器的性能结果相似。表1所示的对比结果适用于粉末灭火器。正如由表1能够看出，组合物A-D的性能比常规干粉灭火器差。然而，组合物1-6则优于常规干粉。

实施例2

表1中的一些组合物还进行了针对木制婴儿床(wooden crib)火灾的测试。

具体而言，根据英国BS5852(婴儿床5)试验，木制婴儿床火灾点燃以产生A类火灾。然后将组合物用于扑灭火焰。所测试的组合物的灭火性能与获自Chubb^TM的常规干粉灭火器的灭火性能进行比较。正如表1能够看出，组合物1-6优于常规干粉。

实施例3

在该实施例中，制备了表2所示的灭火组合物(以wt％表示用量)。

将汽油和柴油的混合物置于托盘中，并将该混合物点燃以产生B类火灾。然后将组合物用于扑灭火焰，并记录每种测试的组合物扑灭火焰所花费的时间。火熄灭五秒钟后，还记录了燃料盘的温度。正如由表2能够看出，该组合物在3秒内扑灭了火。此外，火熄灭后五秒钟，燃料托盘已冷却至34℃。

实施例4

表2中所示的组合物针对木制婴儿床火灾进行测试。具体而言，根据英国BS5852(婴儿床5)试验，木制婴儿床火灾点燃以产生A类火灾。然后将组合物用于扑灭火焰。记录每种测试组合物灭火所需的时间。火熄灭五秒钟后，还记录了木制婴儿床残余物(即，灰烬床)的温度。正如由表2能够看出，该组合物在5秒内扑灭了火。此外，火熄灭后五秒钟，灰烬床已冷却至64℃。

Claims (20)

1.一种灭火组合物，包含：

用量为≤75.0wt％的水；

用量为≥15.0wt％的灭火盐；和

成膜剂。

2.根据权利要求1所述的灭火组合物，其中所述成膜剂的用量为0.05wt％-5.0wt％。

3.根据权利要求1或2所述的灭火组合物，其中所述成膜剂包含部分氟化的表面活性剂。

4.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其中所述灭火盐包含磷酸盐。

5.根据权利要求4所述的灭火组合物，其中所述磷酸盐是磷酸一铵。

6.根据权利要求4或5所述的灭火组合物，其中所述磷酸盐的用量为20.0wt％-50.0wt％。

7.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其中所述灭火盐包括硫酸盐。

8.根据权利要求7所述的灭火组合物，其中所述硫酸盐是硫酸铵。

9.根据权利要求8所述的灭火组合物，其中所述硫酸盐的用量为5.0wt％-10wt％。

10.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其中所述水的用量为≥40.0wt％。

11.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其包含醇。

12.根据权利要求11所述的灭火组合物，其中所述醇的用量为0.01wt％-0.75wt％。

13.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其包含防腐剂。

14.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其包含非离子表面活性剂。

15.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其包含发泡剂。

16.根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物，其是粉末或泡沫。

17.一种包括容器的灭火器，其中所述容器包含根据前述权利要求中任一项所述的灭火组合物。

18.根据权利要求17所述的灭火器，其中所述容器是包含推进剂的加压罐。

19.一种灭火的方法，包括：

将根据权利要求1-16中任一项所定义的灭火组合物施用于火。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述火是由固体可燃材料的燃烧和/或可燃液体的燃烧引起的。