CN115888002B - 一种洁净高效气体灭火剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种洁净高效气体灭火剂，该气体灭火剂以FK‑5‑1‑12全氟己酮(Novec 1230)和2‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯(BTP)为主要成分，本发明还公开了一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，按照本方法制取灭火剂的各项性能指标不但符合GB/T20702‑2006气体灭火剂灭火性能测试方法的相关要求，而且在大气中容易分解，存在时间短，不会进入臭氧层造成破坏；同时与高压气体二氧化碳和氮气预混驱动，组成混合气体灭火，可以降低混合气体的沸点，提高汽化能力，全淹没式灭火效果好，切断火焰燃烧链反应，灭火效能高(灭火体积浓度可达6％)，并且其制备方法简单。
Description
技术领域
本发明属于消防军用灭火抑爆技术领域，涉及一种洁净高效气体灭火剂，本发明还涉及上述气体灭火剂的制备方法。
背景技术
气体灭火剂具有施放后对保护设备无污染、无损害等优点，广泛应用于机房、高低压配电房、档案馆等重要场所，目前，我国军用装备灭火抑爆系统主要使用的是卤代烷1211、1301气体灭火剂。
但是，80年代初期科学研究发现，现有的卤代烷1211、1301灭火剂具有低毒性，而且在进入大气平流层中易产生分解，每分解一个氯原子，就会破坏、损耗十万个至几十万个臭氧原子，从而使臭氧层出现巨大的空洞；
因此，在军用装备消防行业急需要一种大气存活时间比较短，无毒、灭火浓度小、灭火效能高可替代卤代烷灭火剂，适合军方灭火抑爆系统的替代产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种洁净高效气体灭火剂，该灭火剂在大气中容易分解，且灭火效能高。
本发明的另一目的是提供一种洁净高效气体灭火剂的制备方法。
本发明所采用的第一种技术方案是，一种洁净高效气体灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：48％～50％的FK-5-1-12全氟己酮、42％～45％的2-溴-3,3,3-三氟丙烯、3％的无机盐添加剂、2％～3％的二氧化碳，其余为压缩气体，以上各组分的质量百分比之和为100％。
本发明第一种技术方案的特点还在于：
无机盐添加剂为碳酸氢钠。
压缩气体为压缩氮气。
二氧化碳为压缩液态二氧化碳。
本发明所采用的第二种技术方案为，一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取各组分：48％～50％的FK-5-1-12全氟己酮、42％～45％的2-溴-3,3,3-三氟丙烯、3％的无机盐添加剂、2％～3％的二氧化碳，其余为压缩气体，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，将2-溴-3,3,3-三氟丙烯加入FK-5-1-12全氟己酮中混合，搅拌均匀，得到中间料A；
步骤3，将无机盐添加剂加入步骤2所得的中间料A，搅拌混合均匀，得到中间料B；
步骤4，将二氧化碳加压液化充入步骤3所得的中间料B中，并混合均匀，得到中间料C；
步骤5，将压缩气体充入步骤4所得的中间料C中并混合均匀，即得。
本发明的有益效果是，该气体灭火剂以FK-5-1-12全氟己酮和2-溴-3,3,3-三氟丙烯为主要成分，按照本发明提供的方法制取灭火剂的各项性能指标不但符合GB/T20702-2006气体灭火剂灭火性能测试方法的相关要求，而且在大气中容易分解，存在时间短，为0.014年，臭氧消耗潜能值为零，温室效应潜能值极低(GWP＝1)不会进入臭氧层造成破坏；同时解决了FK-5-1-12全氟己酮在低温-43℃环境应用时，难以汽化问题，灭火效能高(灭火体积浓度可达6％)，能迅速切断火焰燃烧链反应全淹没式灭火效果好，并且其制备方法简单，符合新一代哈龙替代灭火剂的基本要求，是一种非常优良且具有很好应用前景的哈龙替代品。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种洁净高效气体灭火剂，包括FK-5-1-12全氟己酮、2-溴-3,3,3-三氟丙烯、二氧化碳、无机盐类添加剂和压缩气体，预混制得的洁净高效气体灭火剂，灭火浓度不大于6％。
本发明一种洁净高效气体灭火剂，各组分的重量百分比为：48％～50％的FK-5-1-12全氟己酮、42％～45％的2-溴-3,3,3-三氟丙烯、3％的无机盐添加剂、2％～3％的二氧化碳、其余为压缩气体，以上各组分的质量百分比之和为百分之百。无机盐类添加剂为碳酸氢钠。压缩气体为压缩氮气。二氧化碳为压缩液态二氧化碳。
本发明一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取各组分：48％～50％的FK-5-1-12全氟己酮、42％～45％的2-溴-3,3,3-三氟丙烯、3％的无机盐添加剂、2％～3％的二氧化碳，其余为压缩气体，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，将2-溴-3,3,3-三氟丙烯加入FK-5-1-12全氟己酮中混合，搅拌均匀，得到中间料A；
步骤3，将碳酸氢钠添加剂加入A料，高速搅拌混合均匀，得到中间料B；
步骤4，将二氧化碳加压液化充入B料，并搅拌混合均匀，得到中间料C；
步骤5，将高压氮气减压充入中间料C，混合均匀，在室温20℃条件下压力稳定至4.2MPa即得。
按照所述质量百分比准备各原料，将FK-5-1-12全氟己酮加入2-溴-3,3,3-三氟丙烯中，再分别将二氧化碳和惰性气体添加剂氮气加入，搅拌至各组分充分溶解，即得。
本发明制得的混合气体灭火剂，不但洁净环保，而且提高了低温灭火效能，具有优异的综合性能，可以替代卤代烷1211、1301灭火剂，具有全淹没式灭火及抑爆优异性能。
实施例1
本发明一种洁净高效气体灭火剂，以1.8kg(替代卤代烷1211药剂相当量)计称取各原料组分：900g的FK-5-1-12全氟己酮，756g的2-溴-3,3,3-三氟丙烯，54g的无机盐添加剂，54g的二氧化碳，余料为压缩氮气。
一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，以1.8kg(替代卤代烷1211药剂相当量)计称取各原料组分：900g的FK-5-1-12全氟己酮，756g的2-溴-3,3,3-三氟丙烯，54g的无机盐添加剂，54g的二氧化碳，余料为压缩氮气。
步骤2，将2-溴-3,3,3-三氟丙烯加入FK-5-1-12全氟己酮中混合，搅拌5min混合均匀，得到中间料A；
步骤3，将碳酸氢钠添加剂加入A料，搅拌10min，混合均匀得到中间料B；
步骤4，将二氧化碳加压液化充入B料，并混合均匀，得到中间料C；
步骤5，将高压氮气减压充入中间料C，混合均匀，在室温20℃条件下压力稳定至4.2MPa即得。
实施例2
本发明一种洁净高效气体灭火剂，以2.7kg(替代卤代烷1301药剂相当量)计称取各原料组分：1296g的FK-5-1-12全氟己酮，1215g的2-溴-3,3,3-三氟丙烯，81g的无机盐添加剂，54g的二氧化碳，余料为压缩氮气。
本发明一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤1，以2.7kg(替代卤代烷1301药剂相当量)计称取各原料组分：1296g的FK-5-1-12全氟己酮，1215g的2-溴-3,3,3-三氟丙烯，81g的无机盐添加剂，54g的二氧化碳，余料为压缩氮气。
步骤2，将2-溴-3,3,3-三氟丙烯加入FK-5-1-12全氟己酮中混合，搅拌5min混合均匀，得到中间料A；
步骤3，将碳酸氢钠添加剂加入A料，搅拌10min，混合均匀得到中间料B；
步骤4，将二氧化碳加压液化充入B料，并混合均匀，得到中间料C；
步骤5，将高压氮气减压充入中间料C，混合均匀，在室温20℃条件下压力稳定至4.2MPa即得。
实施例3
本发明一种洁净高效气体灭火剂，以5.1kg(替代卤代烷1301药剂相当量)计称取各原料组分：2550g的FK-5-1-12全氟已酮，2295g的2-溴-3,3,3-三氟丙烯，153g的无机盐添加剂，102g的二氧化碳，余料为压缩氮气。
本发明一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，以5.1kg(替代卤代烷1301药剂相当量)计称取各原料组分：2550g的FK-5-1-12全氟已酮，2295g的2-溴-3,3,3-三氟丙烯，153g的无机盐添加剂，102g的二氧化碳，余料为压缩氮气。
步骤2，将2-溴-3,3,3-三氟丙烯加入FK-5-1-12全氟己酮中混合，搅拌5min混合均匀，得到中间料A；
步骤3，将碳酸氢钠添加剂加入A料，搅拌10min，混合均匀得到中间料B；
步骤4，将二氧化碳加压液化充入B料，并混合均匀，得到中间料C；
步骤5，将高压氮气减压充入中间料C，混合均匀，在室温20℃条件下压力稳定至4.2MPa即得。
实施例1-3所制备的洁净高效气体灭火剂容易灌装、输送和喷射，其气体灭火剂各项设计指标对照见表1。
表1一种洁净高效气体灭火剂与原灭火剂指标对照
实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂按照GJB1734A-2011及GJB59.29-1991要求在低温环境下针对6.3m3的空间B类正庚烷灭火特性进行模拟试验，用录像机记录灭火过程，试验结果如下表2所示：
表2灭火时间试验 单位：s
| 序号 | 室温20℃ | 低温-25℃ | 低温-43℃ |
| 实施例1 | 5 | 6 | 8 |
| 实施例2 | 7 | 7 | 7 |
| 实施例3 | 7 | 8 | 9 |
| GJB1734A-2011要求 | 10 | 10 | 10 |
实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂按照GJB1734A-2011及GJB59.29-1991要求在室温环境下针对6.3m3空间的B类正庚烷油气的抑爆特性进行模拟试验，用高速摄影机(采样频率2000帧/s)记录抑爆过程，试验结果如下表3所示：
表3抑爆时间试验单位：ms
实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂按照《GB/T21605-2008化学品急性吸入毒性试验方法》连续14天试验，整个试验期间，动物全部存活，生长正常，与正常对照组比较无显著差异，未见明显的急性吸入毒性。
表1所示，说明实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂的各项设计指标和淘汰的卤代烷1211、1301灭火剂相当，说明以FK-5-1-12全氟已酮和2-溴-3,3,3-三氟丙烯为主要成分的灭火剂，其应用完全可以替代卤代烷灭火剂。
表2和表3所示，说明实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂灭火效能和抑爆效能均满足GB/T20702-2006气体灭火剂和GJB1734A-2011灭火抑爆效能要求。
灭火试验表明，实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂混合压缩气体喷射后形成气体灭火剂，不仅常温下具有优异的灭火效能，而且在低温-43℃具有典型的气体灭火剂灭火应用的特点，能够实现全淹没的灭火方式。当射入有限空间内的灭火剂达到灭火浓度时，可使火焰在极短时间内熄灭。将该洁净高效气体灭火剂应用与移动式灭火装置，灭火时将洁净高效气体灭火剂射流对准火灾的火源根部喷射，洁净高效气体灭火剂快速扑灭火焰，防止了火焰飘逸引发二次火灾。
抑爆试验表明，实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂混合压缩后沸点降低，是替代卤代烷1211、1301的高效灭火抑爆剂，灭火浓度不大于6％，抑爆浓度不大于10％，灭火抑爆效果满足国军标要求。
动物急性吸入毒性试验表明，实施例1-3所制备的一种洁净高效气体灭火剂无毒无害，高温下不会产生有害物质，适用于军用装甲车辆乘员舱的灭火抑爆。
Claims (1)
1.一种洁净高效气体灭火剂，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：48％～50％的FK-5-1-12全氟己酮、42％～45％的2-溴-3，3，3-三氟丙烯、3％的无机盐添加剂、2％～3％的二氧化碳，其余为压缩气体，以上各组分的质量百分比之和为100％；
所述无机盐添加剂为碳酸氢钠；
所述压缩气体为压缩氮气；
所述二氧化碳为压缩液态二氧化碳；
一种洁净高效气体灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1，按照如下质量百分比称取各组分：48％～50％的FK-5-1-12全氟己酮、42％～45％的2-溴-3，3，3-三氟丙烯、3％的无机盐添加剂、2％～3％的二氧化碳，其余为压缩气体，以上各组分的质量百分比之和为100％；
步骤2，将2-溴-3,3,3-三氟丙烯加入FK-5-1-12全氟己酮中混合，搅拌均匀，得到中间料A；
步骤3，将无机盐添加剂加入步骤2所得的中间料A，搅拌混合均匀，得到中间料B；
步骤4，将二氧化碳加压液化充入步骤3所得的中间料B中，并混合均匀，得到中间料C；
步骤5，将压缩气体充入步骤4所得的中间料C中并混合均匀，即得。
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