CN113209536A - 一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法 - Google Patents

一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113209536A
CN113209536A CN202110383304.0A CN202110383304A CN113209536A CN 113209536 A CN113209536 A CN 113209536A CN 202110383304 A CN202110383304 A CN 202110383304A CN 113209536 A CN113209536 A CN 113209536A
Authority
CN
China
Prior art keywords
perfluorohexanone
retardant
phosphate
solid
fire
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110383304.0A
Other languages
English (en)
Inventor
黄兴兰
廖小东
张中伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongfang Electric Co ltd
Dongfang Electric Group Research Institute of Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Dongfang Electric Co ltd
Dongfang Electric Group Research Institute of Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongfang Electric Co ltd, Dongfang Electric Group Research Institute of Science and Technology Co Ltd filed Critical Dongfang Electric Co ltd
Priority to CN202110383304.0A priority Critical patent/CN113209536A/zh
Publication of CN113209536A publication Critical patent/CN113209536A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/06—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0028—Liquid extinguishing substances
    • A62D1/005—Dispersions; Emulsions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0064—Gels; Film-forming compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高效全氟己酮固液两相复合灭火剂，其特征在于：包括全氟己酮与非离子型的含磷类阻燃剂、溴系类等卤代类阻燃剂以及卤代磷酸酯类混合阻燃剂形成的油系液体灭火剂，以及无机、有机盐类固体阻燃剂或固体阻燃协效剂。全氟己酮灭火剂在锂离子电池发生热失控时响应，采取浸没式的方式，具有窒息、化学抑制等特性，能够快速地扑灭明火，降低烟雾浓度；混合的阻燃剂在发挥灭火作用的同时，通过在火焰中分解小分子，能够与电池升温或燃烧后分解的自由基·H和·OH迅速作用，减缓燃烧链式反应的进程，起到抑制作用。混合的固态无机或有机盐类阻燃剂，在发挥灭火作用时，主要以起泡或颗粒状物直接覆盖在电池表面，起到窒息、隔离、降温作用。复合灭火剂制备方法简单，成本低廉，环保性好，抑制锂离子电池火灾效果优异。

Description

一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池火灾灭火技术领域，具体为用于原料银粉的一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度、循环寿命长、环境友好、自放电小等优点而被广泛应用于消费电子、新能源汽车和储能电站等领域。锂离子电池未来依然保持新能源行业支柱产业的地位，尤其是储能产业。近些年，随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的广泛应用，相关火灾、爆炸事故频频发生。尤其是储能领域，韩国以及相继爆发20余起火灾。这是由于锂离子电池由活泼性较高的锂金属元素、金属箔材以及易燃的电解液组成，如果使用不当，极易引发冒烟、起火、爆炸等事故。锂离子电池产生火灾的危险性受到行业内很多专家的广泛关注。大量的实验研究证明，哈龙由于严重破坏臭氧层，在全球范围内被禁止使用。目前大家普遍使用的是含氟类的气体灭火剂，如六氟丙烷和七氟丙烷等。但此类含氟灭火剂虽然可以短时间内扑灭锂离子电池火灾，但无法有效降温，且在灭火过程中产生的有毒腐蚀性气体是哈龙1301的5-10倍，其全球温室效应潜能值GWP也比较高。另外，灭火剂的灭火设计浓度达到7%～9%，灭火后产生的气体在大气中存留时间长，具有一定的腐蚀和毒害副作用。
灭火剂的灭火机理与燃烧的燃料、氧气、热量和燃烧连锁反应这四个因素有关，想要扑灭一场火灾，则需破坏这些因素之一或多个。灭火机理主要有如下四种：通过打断燃烧连锁反应；通过控制或消除燃料来源；通过切断或稀释氧气来源；通过从火灾现场除去充足的热量。而锂离子电池火灾，尤其是大规模储能系统的锂离子电池火灾，既不同于普通的建筑类火灾，也有别于一般的电器类火灾，是以C类深火为主的兼有电器类和化学类的复合型火灾。常规的灭火剂以及灭火方法已经无法有效地解决锂离子电池的安全问题。全氟己酮作为一种洁净的化学灭火剂因为其高效、清洁、环保的诸多优点在欧美国家广泛使用，但全氟己酮在实际使用中，虽能起到一定的降温作用，可以短时抑制电池复燃，但沸点较低，在灭火中随高温很快会气化，很难抑制锂离子电池内部发生化学反应进而复燃。因而通过在全氟己酮中添加高沸点的锂离子电池阻燃剂，可抑制锂离子电池火灾，并防止其复燃。
目前普遍用得较多的方式是直接在锂电池制备过程中加入含磷元素的有机阻燃剂，其作用机理是捕捉电解液中高反应活性由基，以阻断电池热失控的链式反应。但低于15% wt的添加量对电池的阻燃性提升并不明显，过量的添加由会使电池电化学性能降低，特别是循环寿命和倍率性能。因而，本发明针对上述问题，以及锂离子电池火灾的特点，提出了在后端也同时抑制电池火灾的更为高效的灭火方法，即本灭火方法具备了快速灭火、冷却降温以及有效破坏链式反应从而抑制复燃的功能，既能快速的熄灭明火，防止火焰的蔓延，又能降低电池温度，防止电池组内热失控连锁反应的发生。关于全氟己酮灭火剂的专利报道以及在锂离子电池制备过程中添加阻燃剂的报道较多，但将全氟己酮和电池阻燃剂复配制备固液两相的复合剂，将化学法和物理法联用的控制锂离子电池火灾的方法还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种可以同时扑灭锂离子电池明火并高效抑制锂离子电池热失控反应的复合阻燃剂的全氟己酮乳化液灭火剂。
本发明提供的一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，包括作为液相组分的油系全氟己酮，和作为固相组分的包覆有非离子型阻燃剂的固态阻燃协效剂，以及用于将所述液相组分和固相组分混合连接的乳化剂；全氟己酮灭火剂在锂电池发生热失控时响应，采取浸没式的方式，具有窒息、化学抑制等特性，能够快速地扑灭明火，降低烟雾浓度，同时，低沸点的全氟己酮挥发速度快，能对环境起到快速降温作用，降低电池内部反应速率。
所述非离子型阻燃剂为含磷类阻燃剂、溴系类阻燃剂、卤代磷酸酯类混合阻燃剂中的一种或多种的混合；
所述油系全氟己酮与固态阻燃协效剂和乳化剂的质量比为(10~50):1:10，混合的固态阻燃剂作为锂离子电池专用阻燃剂，在发挥灭火作用的同时，通过在火焰中，包覆物分解成小分子，能够与电池升温或燃烧后分解的自由基·H和·OH迅速作用，减少燃烧链式反应的进程，脱出包覆物的固态协效剂则同时在电池表面形成致密覆盖物，起到窒息隔离作用。
优选地，所述含磷系类阻燃剂，包括烷基磷酸酯、氟化磷酸酯以及磷腈类化合物中的一种或多种混合；具体的，所述含磷系类阻燃剂一般为磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三己酯（THP）、磷酸三丁酯（ＴBP）、磷酸三异丙基苯酯（IPPP）、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸二苯辛酯（DPOF）、磷酸甲苯二苯酯（CDP）、磷酸三(二甲苯)酯（TXP）、磷酸三甲苯酯（TCp）等中的一种或多种的混合。
更优选地，所述溴系类阻燃剂为三溴苯酚（TBp）、四溴双酚A（TBBA）、四溴双酚A双（羟乙氧基）醚（EOTBBA）、四溴苯酐(TBPA)、四溴邻苯二甲酸酐（TBPA）、五溴甲苯（pBT（FR-5）、五溴乙苯（PBEB）、（PBT（FR-5）六溴苯（HBB）、十溴联苯醚（DBDpO）中的一种或多种的混合。
进一步的，所述卤代磷酸酯类混合阻燃剂为溴代芳烃磷酸酯（R-8101）、三（2，3-二溴丙基）磷酸酯（FR-1）、卤代双磷酸酯化合物（FR-505）、卤代磷酸酯、氟代磷酸酯、磷酸三（2-氯丙基）酯、磷酸三（2，3-二氯丙基）酯（TDCp）、氟代环状碳酸酯、氟代链状碳酸酯、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEp）复合磷系阻燃剂中的一种或多种的混合。
优选地，所述固态类阻燃协效剂为微米级的无机和/或有机盐类灭火剂，具体的，所述固态类阻燃协效剂为三氧化二锑、三聚磷酸铝（ATp、ApW、ApZ）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）中的一种或多种的混合。
更进一步的，所述乳化剂主要作用是为稳定油系和固态阻燃剂，乳化剂为肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠、山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂中的一种或多种混合。
对应上述的灭火剂配方，本发明还提供了一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂的制备方法，包括液相制备步骤、固相制备步骤和混合制备步骤；
液相制备步骤，全氟己酮复合灭火剂对含水率有严格要求，搅拌混合时应避免引入外部水分，因此对制备油系全氟己酮的反应釜做无水处理，并在反应釜的进风端口处设置CaCl2和/或P2O5干燥剂，在无水处理后的反应釜制备全氟己酮，并通过所述进风端口鼓入高纯惰性气体对反应釜中制备出的全氟己酮进行吹扫除杂、干燥处理，制成作为液相组分的油系全氟己酮；
固相制备步骤，选择三氧化二锑、三聚磷酸铝（ATp、ApW、ApZ）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）中的一种或多种混合作为固态阻燃协效剂，然后选择含磷类阻燃剂、溴系类阻燃剂、卤代磷酸酯类混合阻燃剂中的一种或多种的混合作为非离子型阻燃剂与所述固态阻燃协效剂进行混合，并加入球墨介质作为粘接剂进行搅拌，将非离子型阻燃剂包覆在固态阻燃协效剂上制成固相组分；
混合制备步骤，将液相制备步骤中制备的作为液相组分的油系全氟己酮和所述固相制备步骤中制备的作固相组分的包覆有非离子型阻燃剂的固态阻燃协效剂、在惰性气体环境中与乳化剂进行混合，液相组分、固相组分与乳化剂的质量比为(10~50):1:10，即制备成复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂。
将制备好的复合灭火剂经管道引入到经惰性气体预先清洗吹扫除杂的储罐中，并对储罐内填充1.0～1.50MPa压力的惰性气体，然后再对储罐的罐装口进行经惰性气体环封，进行惰性气体密封保护，使用时，复合灭火剂由压力驱动经喷头喷出。
优选地，所述惰性气体为氮气。
进一步的，所述液相制备步骤中通过所述进风端口鼓入高纯惰性气体对反应釜中制备出的全氟己酮进行至少10min的吹扫除杂、干燥处理，制成作为液相组分的油系全氟己酮。
与现有技术方案相比本发明的技术方案至少具有以下优点：
（1）本发明所述复合灭火剂为复合阻燃剂的乳液灭火剂，与单一的液相、固相灭火剂相比，乳化剂能将液相高效灭火全氟己酮和固态锂离子电池阻燃剂有效地复合在一起；
（2）随着低沸点的全氟己酮迅速气化，带走大量热量后，包覆物高温下又能释放化学剂又能捕捉燃烧自由基，阻断燃烧链式反应，抑制复燃，又可以在电池及器件表面形成一层致密的覆盖物，既有效隔绝氧气，相当于一层阻燃涂料，又起到持续降温作用；
（3）本复合灭火剂制备方法简单，只需将主灭火药剂和阻燃剂充分搅拌混合均匀即可，且灭火剂浓度较低，成本低廉，环保性好。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：
图1是实施例中各类灭火剂扑灭40Ah锂电池的对示意。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
本实施例提供了一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，包括作为液相组分的油系全氟己酮，和作为固相组分的包覆有非离子型阻燃剂的固态阻燃协效剂，以及用于将所述液相组分和固相组分混合连接的乳化剂；全氟己酮灭火剂在锂电池发生热失控时响应，采取浸没式的方式，具有窒息、化学抑制等特性，能够快速地扑灭明火，降低烟雾浓度，同时，低沸点的全氟己酮挥发速度快，能对环境起到快速降温作用，降低电池内部反应速率。
所述非离子型阻燃剂为含磷类阻燃剂、溴系类阻燃剂、卤代磷酸酯类混合阻燃剂中的一种或多种的混合。
所述油系全氟己酮与固态阻燃协效剂和乳化剂的质量比为(10~50):1:10，混合的固态阻燃剂作为锂离子电池专用阻燃剂，在发挥灭火作用的同时，通过在火焰中，包覆物分解成小分子，能够与电池升温或燃烧后分解的自由基·H和·OH迅速作用，减少燃烧链式反应的进程，脱出包覆物的固态协效剂则同时在电池表面形成致密覆盖物，起到窒息隔离作用。
与单一的液相、固相灭火剂相比，乳化剂能将液相高效灭火全氟己酮和固态锂离子电池阻燃剂有效地复合在一起随着低沸点的全氟己酮迅速气化，带走大量热量后，包覆物高温下又能释放化学剂又能捕捉燃烧自由基，阻断燃烧链式反应，抑制复燃，又可以在电池及器件表面形成一层致密的覆盖物，既有效隔绝氧气，相当于一层阻燃涂料，又起到持续降温作用。
优选地，所述含磷系类阻燃剂，包括烷基磷酸酯、氟化磷酸酯以及磷腈类化合物中的一种或多种混合；具体的，所述含磷系类阻燃剂一般为磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三己酯（THP）、磷酸三丁酯（ＴBP）、磷酸三异丙基苯酯（IPPP）、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸二苯辛酯（DPOF）、磷酸甲苯二苯酯（CDP）、磷酸三(二甲苯)酯（TXP）、磷酸三甲苯酯（TCp）等中的一种或多种的混合。
更优选地，所述溴系类阻燃剂为三溴苯酚（TBp）、四溴双酚A（TBBA）、四溴双酚A双（羟乙氧基）醚（EOTBBA）、四溴苯酐(TBPA)、四溴邻苯二甲酸酐（TBPA）、五溴甲苯（pBT（FR-5）、五溴乙苯（PBEB）、（PBT（FR-5）六溴苯（HBB）、十溴联苯醚（DBDpO）中的一种或多种的混合。
进一步的，所述卤代磷酸酯类混合阻燃剂为溴代芳烃磷酸酯（R-8101）、三（2，3-二溴丙基）磷酸酯（FR-1）、卤代双磷酸酯化合物（FR-505）、卤代磷酸酯、氟代磷酸酯、磷酸三（2-氯丙基）酯、磷酸三（2，3-二氯丙基）酯（TDCp）、氟代环状碳酸酯、氟代链状碳酸酯、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEp）复合磷系阻燃剂中的一种或多种的混合。
优选地，所述固态类阻燃协效剂为微米级的无机和/或有机盐类灭火剂，具体的，所述固态类阻燃协效剂为三氧化二锑、三聚磷酸铝（ATp、ApW、ApZ）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）中的一种或多种的混合。
更进一步的，所述乳化剂主要作用是为稳定油系和固态阻燃剂，乳化剂为肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠、山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂中的一种或多种混合。
实施例2
对应上述实施例1的灭火剂配方，本实施例提供了一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂的制备方法，包括液相制备步骤、固相制备步骤和混合制备步骤；
所述液相制备步骤，全氟己酮复合灭火剂对含水率有严格要求，搅拌混合时应避免引入外部水分，因此对制备油系全氟己酮的反应釜做无水处理，并在反应釜的进风端口处设置CaCl2和/或P2O5干燥剂，在无水处理后的反应釜制备全氟己酮，并通过所述进风端口鼓入高纯惰性气体对反应釜中制备出的全氟己酮进行吹扫除杂、干燥处理，优选地，吹扫除杂、干燥处理至少10min，所述惰性气体为氮气，制成作为液相组分的油系全氟己酮；
固相制备步骤，选择三氧化二锑、三聚磷酸铝（ATp、ApW、ApZ）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）中的一种或多种混合作为固态阻燃协效剂，然后选择含磷类阻燃剂、溴系类阻燃剂、卤代磷酸酯类混合阻燃剂中的一种或多种的混合作为非离子型阻燃剂与所述固态阻燃协效剂进行混合，并加入球墨介质作为粘接剂进行搅拌，将非离子型阻燃剂包覆在固态阻燃协效剂上制成固相组分；
混合制备步骤，将液相制备步骤中制备的作为液相组分的油系全氟己酮和所述固相制备步骤中制备的作固相组分的包覆有非离子型阻燃剂的固态阻燃协效剂、在惰性气体（同样的优选为氮气）环境中与乳化剂进行混合，液相组分、固相组分与乳化剂的质量比为(10~50):1:10，即制备成复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂。
将制备好的复合灭火剂经管道引入到经惰性气体预先清洗吹扫除杂的储罐中，并对储罐内填充1.0～1.50MPa压力的氮气，然后再对储罐的罐装口进行氮气环封，进行惰性气体密封保护，使用时，复合灭火剂由压力驱动经喷头喷出。
更具体的，按照上述方法步骤，制作若干种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂。
第一种，通高纯氮气对反应釜做无水处理，端口有CaCl2或P2O5干燥剂处理，氮气吹扫除杂、干燥10分钟左右；然后在搅拌罐中将甲基膦酸二甲酯（DMMp）阻燃剂与全氟己酮按1：5质量比混合，室温下充分混合搅拌0.5~2小时，搅拌均匀制备油系液体灭火剂A。
第二种，通高纯氮气对反应釜做无水处理，端口有CaCl2或P2O5干燥剂处理，氮气吹扫除杂、干燥10分钟左右；然后在搅拌罐中将甲基膦酸二甲酯（DMMp）阻燃剂与全氟己酮按1:5质量比混合，室温下充分混合搅拌0.5~2小时，搅拌均匀制备油系液体灭火剂A；并将作为固态阻燃协效剂的三氧化二锑与油系液体灭火剂A按1:5的质量比混合制备固液两相灭火剂。
第三种，通高纯氮气对反应釜做无水处理，端口有CaCl2或P2O5干燥剂处理，氮气吹扫除杂、干燥10分钟左右；在搅拌罐中将磷酸三异丙基苯酯（IPPP）阻燃剂与全氟己酮按1：5质量比混合，室温下充分混合搅拌0.5~2小时，搅拌均匀制备油系液体灭火剂A；并将作为固态阻燃协效剂的三氧化二锑与油系液体灭火剂A按1:5的质量比混合制备固液两相灭火剂。
第四种，通高纯氮气对反应釜做无水处理，端口有CaCl2或P2O5干燥剂处理，氮气吹扫除杂、干燥10分钟左右；在搅拌罐中将四溴双酚A（TBBA）阻燃剂与全氟己酮按1：5质量比混合，室温下充分混合搅拌0.5~2小时，搅拌均匀制备油系液体灭火剂A；将作为固态阻燃协效剂的三氧化二锑与油系液体灭火剂A按1:5的质量比混合制备固液两相灭火剂。
第五种，通高纯氮气对反应釜做无水处理，端口有CaCl2或P2O5干燥剂处理，氮气吹扫除杂、干燥10分钟左右；在搅拌罐中将溴代芳烃磷酸酯（R-8101）阻燃剂与全氟己酮按1：5质量比混合，室温下充分混合搅拌0.5~2小时，搅拌均匀制备油系液体灭火剂A；将作为固态阻燃协效剂的三氧化二锑与油系液体灭火剂A按1:5的质量比混合制备固液两相灭火剂。
第六种，通高纯氮气对反应釜做无水处理，端口有CaCl2或P2O5干燥剂处理，氮气吹扫除杂、干燥10分钟左右；在搅拌罐中将溴代芳烃磷酸酯（R-8101）阻燃剂与全氟己酮按1：5质量比混合，室温下充分混合搅拌0.5~2小时，搅拌均匀制备油系液体灭火剂A；将作为固态阻燃协效剂的三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）与油系液体灭火剂A按1:5的质量比混合制备固液两相灭火剂。
对上述若干种灭火剂进行试验测试，如图1所示，具体的：
对比实验一（图1中标号为1的曲线）：将纯的全氟己酮灭火剂通过管道注入3L手提式移动式灭火设备中，喷放至防爆箱中40Ah锂离子电池，全氟己酮可在10秒内扑灭明火，但10分钟内电池又有急剧发热现象。
对比实验二（图1中标号为2的曲线）：将第一种中纯的全氟己酮灭火剂与甲基膦酸二甲酯（DMMp）阻燃剂混合形成的油系灭火剂A通过管道注入3L手提式移动式灭火设备中，喷放至防爆箱中40Ah锂离子电池，药剂可在10秒内扑灭明火，有机磷系阻燃剂高温下分解的部分磷自由基随着汽化热一部分与氢、氧自由基或羟基结合，阻断燃烧链式反应，但30分钟内电池又有发热现象。
对比实验三（图1中标号为3的曲线）：将第2至6种中任意一种的全氟己酮固液两相灭火剂通过管道注入3L手提式移动式灭火设备中，喷放至防爆箱中40Ah锂离子电池，药剂可在10秒内扑灭明火，有机磷系阻燃剂高温下分解的部分磷自由基随着汽化热一部分与氢、氧自由基或羟基结合，阻断燃烧链式反应，同时，喷射的无机盐类阻燃剂颗粒作为起泡剂覆盖物直接覆盖在电池表面，隔绝氧气，充分降温。3小时内电池无明显升温发热复燃现象。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，其特征在于：包括作为液相组分的油系全氟己酮，和作为固相组分的包覆有非离子型阻燃剂的固态阻燃协效剂，以及用于将所述液相组分和固相组分混合连接的乳化剂；
所述非离子型阻燃剂为含磷类阻燃剂、溴系类阻燃剂、卤代磷酸酯类混合阻燃剂中的一种或多种的混合；
所述油系全氟己酮与固态阻燃协效剂和乳化剂的质量比为(10~50):1:10。
2.如权利要求1所述的一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，其特征在于：所述含磷系类阻燃剂，包括烷基磷酸酯、氟化磷酸酯以及磷腈类化合物中的一种或多种混合；具体的，所述含磷系类阻燃剂一般为磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三己酯（THP）、磷酸三丁酯（ＴBP）、磷酸三异丙基苯酯（IPPP）、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸二苯辛酯（DPOF）、磷酸甲苯二苯酯（CDP）、磷酸三(二甲苯)酯（TXP）、磷酸三甲苯酯（TCp）等中的一种或多种的混合。
3.如权利要求1或2所述的一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，其特征在于：所述溴系类阻燃剂为三溴苯酚（TBp）、四溴双酚A（TBBA）、四溴双酚A双（羟乙氧基）醚（EOTBBA）、四溴苯酐(TBPA)、四溴邻苯二甲酸酐（TBPA）、五溴甲苯（pBT（FR-5）、五溴乙苯（PBEB）、（PBT（FR-5）六溴苯（HBB）、十溴联苯醚（DBDpO）中的一种或多种的混合。
4.如权利要求1或2所述的一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，其特征在于：所述卤代磷酸酯类混合阻燃剂为溴代芳烃磷酸酯（R-8101）、三（2，3-二溴丙基）磷酸酯（FR-1）、卤代双磷酸酯化合物（FR-505）、卤代磷酸酯、氟代磷酸酯、磷酸三（2-氯丙基）酯、磷酸三（2，3-二氯丙基）酯（TDCp）、氟代环状碳酸酯、氟代链状碳酸酯、磷酸三（β-氯乙基）酯（TCEp）复合磷系阻燃剂中的一种或多种的混合。
所述固态类阻燃协效剂为微米级的无机和/或有机盐类灭火剂，具体的，所述固态类阻燃协效剂为三氧化二锑、三聚磷酸铝（ATp、ApW、ApZ）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）中的一种或多种的混合。
5.如权利要求1或2所述的一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂，其特征在于：所述乳化剂为肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠、山梨酸醇脂肪酸酯类、磷脂类、糖脂类乳化剂中的一种或多种混合。
6.一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂的制备方法，其特征在于：包括液相制备步骤、固相制备步骤和混合制备步骤；
所述液相制备步骤，对制备油系全氟己酮的反应釜做无水处理，并在反应釜的进风端口处设置CaCl2和/或P2O5干燥剂，在无水处理后的反应釜制备全氟己酮，并通过所述进风端口鼓入高纯惰性气体（如氮气）对反应釜中制备出的全氟己酮进行吹扫除杂、干燥处理，制成作为液相组分的油系全氟己酮；
所述固相制备步骤，选择三氧化二锑、三聚磷酸铝（ATp、ApW、ApZ）、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）中的一种或多种混合作为固态阻燃协效剂，然后选择含磷类阻燃剂、溴系类阻燃剂、卤代磷酸酯类混合阻燃剂中的一种或多种的混合作为非离子型阻燃剂与所述固态阻燃协效剂进行混合，并加入球墨介质作为粘接剂进行搅拌，将非离子型阻燃剂包覆在固态阻燃协效剂上制成固相组分；
所述混合制备步骤，将液相制备步骤中制备的作为液相组分的油系全氟己酮和所述固相制备步骤中制备的作固相组分的包覆有非离子型阻燃剂的固态阻燃协效剂、在惰性气体环境中与乳化剂进行混合，液相组分、固相组分与乳化剂的质量比为(10~50):1:10，即制备成复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂。
7.如权利要求6所述一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂的制备方法，其特征在于：将制备好的复合灭火剂经管道引入到经惰性气体预先清洗吹扫除杂的储罐中，并对储罐内填充1.0～1.50MPa压力的惰性气体，然后再对储罐的罐装口进行经惰性气体环封。
8.如权利要求5、6或7所述一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂的制备方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
9.如权利要求5所述一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂的制备方法，其特征在于：所述液相制备步骤中通过所述进风端口鼓入高纯惰性气体对反应釜中制备出的全氟己酮进行至少10min的吹扫除杂、干燥处理，制成作为液相组分的油系全氟己酮。
CN202110383304.0A 2021-04-09 2021-04-09 一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法 Pending CN113209536A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110383304.0A CN113209536A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110383304.0A CN113209536A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113209536A true CN113209536A (zh) 2021-08-06

Family

ID=77086815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110383304.0A Pending CN113209536A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113209536A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114796966A (zh) * 2022-05-24 2022-07-29 重庆华航重科电气设备有限公司 一种电气降温、灭弧、灭火试剂及其制备方法
CN115591173A (zh) * 2022-10-09 2023-01-13 广东电网有限责任公司（Cn） 复合式灭火剂及其制备方法、包含其的灭火装置与应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1342739A (zh) * 2000-09-14 2002-04-03 中南大学 微胶囊化锑－溴系复合阻燃剂及其制备方法
US20050023007A1 (en) * 2003-06-18 2005-02-03 Nappa Mario J. Methods using fluoroketones for: extinguishing fire; preventing fire; and reducing or eliminating the flammability of a flammable working fluid
CN103897378A (zh) * 2012-12-31 2014-07-02 贵州瓮福剑峰化工股份有限公司 聚氨酯泡沫用磷镁铝高效抑烟阻燃剂
CN105585737A (zh) * 2016-03-04 2016-05-18 广东工业大学 一种磷酸盐微胶囊阻燃剂及其制备方法与应用
CN108421204A (zh) * 2017-02-15 2018-08-21 上海汇友精密化学品有限公司 一种含十二氟-2-甲基-3-戊酮灭火剂组合物
CN110478842A (zh) * 2019-06-28 2019-11-22 浙江南都电源动力股份有限公司 锂电用复合灭火剂
CN112546528A (zh) * 2020-12-03 2021-03-26 陕西科技大学 一种全氟己酮稳定乳及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1342739A (zh) * 2000-09-14 2002-04-03 中南大学 微胶囊化锑－溴系复合阻燃剂及其制备方法
US20050023007A1 (en) * 2003-06-18 2005-02-03 Nappa Mario J. Methods using fluoroketones for: extinguishing fire; preventing fire; and reducing or eliminating the flammability of a flammable working fluid
CN103897378A (zh) * 2012-12-31 2014-07-02 贵州瓮福剑峰化工股份有限公司 聚氨酯泡沫用磷镁铝高效抑烟阻燃剂
CN105585737A (zh) * 2016-03-04 2016-05-18 广东工业大学 一种磷酸盐微胶囊阻燃剂及其制备方法与应用
CN108421204A (zh) * 2017-02-15 2018-08-21 上海汇友精密化学品有限公司 一种含十二氟-2-甲基-3-戊酮灭火剂组合物
CN110478842A (zh) * 2019-06-28 2019-11-22 浙江南都电源动力股份有限公司 锂电用复合灭火剂
CN112546528A (zh) * 2020-12-03 2021-03-26 陕西科技大学 一种全氟己酮稳定乳及其制备方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王玉忠: "常用高分子助剂和添加剂", 《实用化学品配方手册》 *
陈勇，等: "《面对等离子体钨基复合材料的制备及其性能研究》", 31 October 2009, 合肥工业大学出版社 *
高绍康: "化学实验的基本操作", 《大学基础化学实验》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114796966A (zh) * 2022-05-24 2022-07-29 重庆华航重科电气设备有限公司 一种电气降温、灭弧、灭火试剂及其制备方法
CN114796966B (zh) * 2022-05-24 2023-03-14 重庆华航重科电气设备有限公司 一种电气降温、灭弧、灭火试剂及其制备方法
CN115591173A (zh) * 2022-10-09 2023-01-13 广东电网有限责任公司（Cn） 复合式灭火剂及其制备方法、包含其的灭火装置与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yuan et al. A review of fire-extinguishing agent on suppressing lithium-ion batteries fire
CN113209536A (zh) 一种复合阻燃剂的全氟己酮乳液灭火剂及其制备方法
KR101504473B1 (ko) 고온 분해를 통하여 소화 물질을 생성하는 소화 조성물
AU2011301573B2 (en) Composition generating fire extinguishing substance through chemical reaction of ingredient at high temperature
KR20100029238A (ko) 일반 전기설비에 적용하는 에어로솔 소화 조합물
KR101562715B1 (ko) 신규 소화 방법
WO2009006765A1 (fr) Aérosol d'extinction de feu pour appareil électrique de précision
US20150246255A1 (en) Phosphate fire-extinguishing composition
JP2013541363A5 (zh)
RU2610120C2 (ru) Пламегасящая композиция на основе солей меди
Lomakin et al. Ecological aspects of polymer flame retardancy
CN113426059B (zh) 一种适用于扑灭锂离子电池火灾的有机/无机杂化核壳结构灭火剂及其制备方法
Ibrahim et al. Experimental investigation on extinguishing performance of a novel nanocomposite for gaseous fires
US20220387836A1 (en) Fire extinguishing liquid
CN101558113B (zh) 不含卤素、氧化锑和含磷物质的用于聚合物的阻燃添加剂
US11617909B2 (en) Method for preparing non-corrosive fire extinguishing agent
Wypych Handbook of Flame Retardants
CN110841237A (zh) 一种惰化抑制煤矿火灾的细水雾添加剂的制备方法及应用
KR101763409B1 (ko) 자동 소화기용 방염액 조성물
CN110732110B (zh) 灭火水剂及其制备方法和灭火球
CN114796966B (zh) 一种电气降温、灭弧、灭火试剂及其制备方法
CN115591173A (zh) 复合式灭火剂及其制备方法、包含其的灭火装置与应用
CN212889257U (zh) 一种阻燃材料
Robinet et al. A Review of Additives for Water Mist Fire Suppression Systems
Chalaris et al. A Field Study of an Extinguishing Material for use in Forest and Wildland-Urban Interface Fires.

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210806