TWI537026B - 無氟及無磷水性滅火劑 - Google Patents

Description

無氟及無磷水性滅火劑

本發明係關於一種無氟及無磷水性滅火劑，尤其係一種用於消防之無氟及無磷水性滅火劑。

火災是常見的災害，不僅會造成財物損失，甚至會剝奪人命，造成嚴重的環保與健康問題。如何有效而快速滅火及顧及環保與健康是當今消防滅火技術上的重要課題。各類滅火劑分別具有一種或數種下列的作用：冷卻、降低燃燒溫度；阻隔空氣進入燃燒區域；阻止可燃物流向燃燒區域；抑制連鎖燃燒；以及稀釋火場的可燃氣體、可燃液體濃度。

目前主要的滅火劑可分為水、泡沫、二氧化碳、乾粉、鹵代烷及特種滅火劑。其中，傳統化學泡沫滅火劑是由一種鹼性鹽溶液和一種酸性鹽溶液混合發生化學反應產生的滅火泡沫，而泡沫滅火作用來自於其隔絕與冷卻作用。一般而言，滅火泡沫中所包含的氣體為二氧化碳，而二氧化碳滅火劑通常是以液態的形式灌裝於鋼瓶內，其主要滅火作用是窒息與冷卻。乾粉滅火劑的滅火作用主要是以特定無機鹽類(例如，磷酸二氫銨等)的噴灑去抑制燃燒鏈式化學作用，容易造成水土資源的汙染。鹵代烷滅火劑是以鹵素原子取代一些低級烷烴類化合物分子中的部分或全部氫原子後所生成具有一定滅火能力的化 合物。鹵代烷滅火劑分子中的鹵素原子通常為氟、氯及溴原子。鹵代烷的蒸汽有一定的毒性，於使用時必須避免吸入蒸汽和與皮膚接觸。

由於上述的滅火劑都各自具有環保顧慮，而水是一種來源豐富、取用方便、價值低廉的滅火劑，除非於完全不適用的燃燒場合之下，水是優先被選用為既環保又經濟的滅火劑。水的滅火作用主要有以下五方面：冷卻作用、乳化作用、隔絕作用、稀釋作用、衝擊作用，雖然水的滅火作用不只一種，而是幾種作用的結合，但冷卻是水主要的滅火作用。如何提升水的冷卻作用是運用水作為滅火劑的重要關鍵。

雖然水分子具有非常高的熱穩定性，使水於消防滅火中獲得了最廣泛的應用，但是水的物理性質造成了它於消防滅火應用上的限制。由於水的表面張力很高(72.8mN/m，20℃)，於正常情況之下，水與許多物質的親和力很低。換句話說，水的濕潤性很小，不易與許多物質接觸，尤其是於接觸憎水性的物質表面(如輪胎橡膠、塑膠、溶劑、油類、氣體等)之時，使水於燃燒物質表面上停留的可能性降低。此外，水也不具有滲透性，就是將水分散成水霧，也無法進入燃燒物質的凹處與內部。故即使於使用極大的水量之下，這些物理性質造成了水不能進行充分的冷卻作用，達到消防滅火的功效，甚至因而導致延緩救火，徒費水源，產生傷害人命及空氣和土壤污染的負面作用。因此，單憑水本身的天然物理性質是無法發揮其冷卻降溫的滅火功能。

而用水於滅火時，水是透過噴水設備施放於燃燒區或燃燒物表面而實現滅火作用，不同的噴水設備施放出的水有不同的形態，水流使用形態不同，其滅火效果也不相同。應用水滅火時的噴水設備一般分為：密集水流、開花水流、噴霧水流和水蒸氣。據目前所知，由於密集水流的分散性差，於高溫 火場之下與火焰或燃燒物的接觸面積小，不能充分發揮冷卻作用，因而滅火效果較差。噴霧水流是透過高壓消防管或水泵，並加壓由噴霧水槍噴出而形成。雖然水滴直徑小於100μm的霧狀水具有最大的比表面積，具有較好的吸熱能力，可以於火焰中迅速氣化變成水蒸氣，直接冷卻滅火，但其缺點是，霧狀水穿透火焰的能力差，大部分於穿過火焰就已完全汽化，因而於滅火初期不能充分進行冷卻作用。

另外，火災現場是產生高溫的區域，除非大量使用水，否則水分非常容易蒸發，高溫之水蒸氣容易導致易燃物質的昇溫，尤其是於缺乏水源的地區，更是造成更大的救災問題。

綜觀上述的滅火劑可知，目前所有的滅火劑都具有其缺點。然而，火災發生的頻率卻日漸增多，水資源日漸減少，這已經造成了環境與氣候的嚴重問題，也導致對於人體健康的可能危害。一個有效、快速，且具有對人體與環境無毒害，及使用方便的無氟及無磷水性滅火劑正是極為需要。

本發明之主要目的係在於提供一種由烷基磺基琥珀酸酯及濕潤劑組合而成，使用於消防滅火的無氟及無磷水性滅火劑。將該無氟及無磷水性滅火劑稀釋於水中，以噴灑或噴霧方式噴於燃燒中的物質，能夠增加水的濕潤性及滲透性，提高水與燃燒物質的親和力，加速燃燒物質的降溫，抑制物質的繼續燃燒，因而減少滅火的用水量，降減煙霧與排放物質，緩解地面與空氣中燃燒所造成的陸空環保問題和因此可能導致的健康危害。此外，本發明所提供 之無氟及無磷水性滅火劑不含任何重金屬物質，不含磷化合物，不含氟化合物，且具有生物降解性，對人體與環境無毒害，及使用方便等特點。

為達成上述目的，本發明所提供之一種組成物用於製備無氟及無磷水性滅火劑之用途，其中該組成物包括：1-70重量百分比之磺基琥珀酸酯；1-30重量百分比之濕潤劑；以及餘量之水。

於本發明所提供之一種組成物用於製備無氟及無磷水性滅火劑之用途中，該磺基琥珀酸酯為具有下列化學式之烷基磺基琥珀酸酯：

其中，R1、R2為不同或相同之烷基。該烷基磺基琥珀酸酯可為單烷基磺基琥珀酸酯、二烷基磺基琥珀酸酯、多烷基磺基琥珀酸酯，或其混合物，其中，該單烷基磺基琥珀酸酯可具有1至18個碳鏈烷基，較佳係可具有4至12個碳鏈烷基，更佳係可具有6至8個碳鏈烷基，該二烷基磺基琥珀酸酯可具有1至18個碳鏈烷基，較佳係可具有4至12個碳鏈烷基，更佳係可具有6至8個碳鏈烷基，以及該多烷基磺基琥珀酸酯可具有1至18個碳鏈烷基，較佳係可具有4至12個碳鏈烷基，更佳係可具有6至8個碳鏈烷基。

於本發明所提供之一種組成物用於製備無氟及無磷水性滅火劑之用途中，該濕潤劑可為烷基一元醇類、烷基二元醇類、烷基多元醇類、烷基二元醇類聚醚衍生物，或其混合物，其中，烷基係指直鏈或支鏈之具有1至18個碳鏈烷基，較佳係具有1至12個碳鏈烷基，更佳係具有1至6個碳鏈烷基。

於本發明中，所使用之水並無特別限制，較佳可為純淨水或蒸餾水。

於本發明所提供之一種組成物用於製備無氟及無磷水性滅火劑之用途中，該無氟及無磷水性滅火劑不含重金屬與氯離子，且該無氟及無磷水性滅火劑具有生物降解性。

於本發明中，為達成上述目的，本發明更提供一種滅火方法，含有：(a)將本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑稀釋於水中；以及(b)將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間。

於本發明所提供之滅火方法中，可使用之稀釋方法並無任何限制，任何習知稀釋方法皆可被使用，所使用之本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑與水之稀釋濃度也並無特別限制，較佳係該無氟及無磷水性滅火劑稀釋於水中後之濃度可為重量比十萬分之一至十分之一的水溶液。

於本發明所提供之滅火方法中，可將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間的方式並無特別限制，任何習知噴水方式皆可被使用，較佳係由噴灑或噴霧方式將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間。可將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間的方向也並無特別限制，較佳係在空中由上往下將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間。本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑之劑量並無特別限制，一般噴灑或噴霧劑量係依燃燒物質性質與含量，需經由測試實驗而確定。而本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑係於含有燃燒物質之空間中發揮濕潤作用，依空間中不同燃燒物質之特性、含量與地區之分佈而定，其中滅火之燃燒物質係為，但不限於，氣體、液體、固體，或其混合物。該含有 燃燒物質之空間並無特別限制，可為含有燃燒物質的任何空間或任何區域，較佳係為含有燃燒物質之上方或其中之區域。

1‧‧‧第一槽

2‧‧‧第二槽

3‧‧‧第三槽

4‧‧‧第四槽

5‧‧‧噴水設備

圖1係本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑使用方法之示意圖。

圖2係本發明所提供之包括無氟及無磷水性滅火劑之裝置的示意圖。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。本發明亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明之精神下進行各種修飾與變更。

圖1所示為本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑使用方法之示意圖。如圖1所示，本發明之一較佳具體實施例，係將本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑稀釋於水中，較佳係以噴灑或噴霧方式將無氟及無磷水性滅火劑稀釋水溶液噴於含有燃燒物質的空間之上或之中，藉此達到消防滅火的功效，緩解燃燒物質所造成的環保問題和因此可能導致的健康危害，其實施步驟如下：(a)將本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑高倍稀釋於水中；以及 (b)利用適當的噴灑或霧化噴嘴或適當的噴灑或霧化噴槍，將(a)之水溶液以噴灑或噴霧方式，較佳係在空中由上往下，噴於含有燃燒物質之空間上方或其中之某區域。

圖2所示為本發明所提供之包括無氟及無磷水性滅火劑之裝置的示意圖。如圖2所示，本發明之一較佳具體實施例，係將本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑設置於一第一槽1中，將水設置於一第二槽2中，該第一槽1及該第二槽2係與一第三槽3分別連通，且該第3槽3包含一攪拌器，攪拌該第一槽1之該無氟及無磷水性滅火劑與該第二槽2之水，以形成一無氟及無磷水性滅火劑稀釋水溶液，並且將該無氟及無磷水性滅火劑稀釋水溶液設置於與該第三槽3連通之一第四槽4中，並以一與該第四槽4連接之噴水設備5，較佳為一噴灑或霧化噴嘴或一噴灑或霧化噴槍，以噴灑或噴霧方式將設置於該第四槽4中之無氟及無磷水性滅火劑稀釋水溶液噴於含有燃燒物質之空間，較佳係在空中由上往下，噴於含有燃燒物質之上方或其中之某區域。

本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑的具體實施例如下：

實施例1

無氟及無磷水性滅火劑

將上述無氟及無磷水性滅火劑用蒸餾水稀釋成重量比1%的水溶液，以噴霧方式噴灑於燃燒物質之上方或其中之區域，噴灑之後，定時觀察，及檢測滅火的具體實施效果。

由實施現場可見：

如上所述，燃燒之後的物質(粗橡皮筋)，並未能被純水噴霧所熄滅，而加劑噴霧可以明顯以較少的噴霧量，快速完全熄滅燃燒。

實施例2

無氟及無磷水性滅火劑

將上述無氟及無磷水性滅火劑用蒸餾水稀釋成重量比1%的水溶液，以噴霧方式噴灑於燃燒物質之上方或其中之區域，噴灑之後，定時觀察，及檢測滅火的具體實施效果。

由實施現場可見：

如上所述，燃燒之後的物質(塑膠餐具)，並未能被純水噴霧所熄滅，而加劑噴霧可以明顯以較少的噴霧量，快速完全熄滅燃燒。

實施例3

將上述實施例1所使用之無氟及無磷水性滅火劑用蒸餾水稀釋成重量比1%的水溶液，以噴霧方式噴灑於燃燒物質之上方或其中之區域，噴灑之後，定時觀察，檢測滅火的具體實施效果。

由實施現場可見：

如上所述，燃燒之後的物質(車用輪胎片)，並未能被純水噴霧所熄滅，而加劑噴霧可以明顯以較少的噴霧量，快速完全熄滅燃燒。

實施例4

將上述實施例1所使用之無氟及無磷水性滅火劑用蒸餾水稀釋成重量比1%的水溶液，以噴霧方式噴灑於燃燒物質之上方或其中之區域，噴灑之後，定時觀察，及檢測滅火的具體實施效果。

由實施現場可見：

如上所述，燃燒之後的物質(#150溶劑油)，並未能被純水噴霧所熄滅，甚至導致高溫之下溶劑油的飛散與爆燃，而加劑噴霧可以明顯以較少的噴霧量，快速完全熄滅燃燒。

實施例5

將上述實施例1所使用之無氟及無磷水性滅火劑用蒸餾水稀釋成重量比1%的水溶液，以噴霧方式噴灑於燃燒物質之上方或其中之區域，噴灑之後，定時觀察，及檢測滅火的具體實施效果。

由實施現場可見：

如上所述，燃燒之後的物質(工業煤油)，並未能被純水噴霧所熄滅，甚至導致高溫之下工業煤油的飛散與爆燃，而加劑噴霧可以明顯以較少的噴霧量，快速完全熄滅燃燒。

上述結果顯示本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑可以快速且有效地阻止，例如橡膠類、塑膠類、溶劑、工業煤油等A及B類物質的燃燒，達到完全滅火的目的。

綜上所述，本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑是由具高度濕潤和滲透力的陰離子表面活性劑磺基琥珀酸酯與濕潤劑組合而成，於消防滅火過程之中，經由提高水的濕潤性，及與燃燒物質的親和力，以加速燃燒物質的降溫，抑制、阻止燃燒物質繼續燃燒，緩解空間中燃燒物質所造成的環保問題和因此可能導致的健康危害。

本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑的滅火方法與現有滅火劑的滅火方法的技術相比，具有如下的優點：

1.本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑具有高度的濕潤性，能夠迅時降低水的表面張力，提高水與燃燒物質的親和力，因而加速燃燒物質的降溫，抑制其繼續燃燒，減少其中滅火過程用水量和濃煙，以及滅火之後的污水量。

2.本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑具有高度的滲透力，於含有燃燒物質之空間中噴灑或噴霧本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑，可於短暫時間之內，滲透至燃燒物質之表面及內部，直接促進燃燒物質與水的親和力，因而加速燃燒物質的降溫，抑制其繼續燃燒。

3.本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑可以水事先調配或於火災現場調配，及時以噴灑或噴霧方式應用，按照火場的情況及燃燒物質的性質運用於消防滅火，因此具有高度彈性、方便性與經濟性等特點。

4.本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑具有快速生物降解性，對環境不會造成危害。

5.本發明所提供之無氟及無磷水性滅火劑的噴灑或噴霧量小，且不含任何氟類物質、磷類物質、重金屬和氯離子。於適當的使用方式之下，不會對人體造成危害。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims (14)

1. 一種組成物用於製備無氟及無磷水性滅火劑之用途，其中該組成物包括：35-70重量百分比之磺基琥珀酸酯；1-30重量百分比之濕潤劑；以及餘量之水。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用途，其中，該烷基磺基琥珀酸酯為單烷基磺基琥珀酸酯、二烷基磺基琥珀酸酯、多烷基磺基琥珀酸酯，或其混合物。
3. 如申請專利範圍第2項所述之用途，其中，該單烷基磺基琥珀酸酯具有1至18個碳鏈烷基。
4. 如申請專利範圍第2項所述之用途，其中，該二烷基磺基琥珀酸酯具有1至18個碳鏈烷基。
5. 如申請專利範圍第4項所述之用途，其中，該磺基琥珀酸酯為具有下列化學式之烷基磺基琥珀酸酯： 其中，R1、R2為不同或相同之烷基。
6. 如申請專利範圍第1項所述之用途，其中，該濕潤劑為烷基一元醇類、烷基二元醇類、烷基多元醇類、烷基二元醇類聚醚衍生物，或其混合物。
7. 如申請專利範圍第1項所述之用途，其中，該無氟及無磷水性滅火劑不含重金屬與氯離子。
8. 如申請專利範圍第1項所述之用途，其中，該無氟及無磷水性滅火劑具有生物降解性。
9. 一種滅火方法，含有：(a)將如申請專利範圍第1項所述之無氟及無磷水性滅火劑稀釋於水中；以及(b)將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間。
10. 如申請專利範圍第9項所述之滅火方法，其中，該無氟及無磷水性滅火劑稀釋於水中後之濃度為重量比十萬分之一至十分之一的水溶液。
11. 如申請專利範圍第9項所述之滅火方法，其中，由噴灑或噴霧方式將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間。
12. 如申請專利範圍第9項所述之滅火方法，其中，在空中由上往下將(a)之水溶液噴於含有燃燒物質之空間。
13. 如申請專利範圍第9項所述之滅火方法，其中，該燃燒物質為氣體、液體、固體，或其混合物。
14. 如申請專利範圍第9項所述之滅火方法，其中，該含有燃燒物質之空間為含有燃燒物質之上方或其中之區域。