專利名稱：新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型多組分細(xì)水霧添加劑及其制備方法。屬消防細(xì)水霧滅火技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
含添加劑細(xì)水霧是指在細(xì)水霧中添加一些高效滅火物質(zhì)，以水為載體實(shí)現(xiàn)物理滅火和化學(xué)滅火的最佳結(jié)合。其物理滅火機(jī)理主要是細(xì)水霧對(duì)燃料表面的隔氧，降溫。其化學(xué)滅火機(jī)理主要是阻斷燃料燃燒中的化學(xué)反應(yīng)鏈(細(xì)水霧中的添加劑受火加熱可分解產(chǎn)生自由基抑制物，此抑制物能捕捉燃料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的自由基，使燃燒反應(yīng)中的反應(yīng)鏈中斷，達(dá)到滅火目的)。根據(jù)添加劑的物理化學(xué)性質(zhì)，大致把細(xì)水霧添加劑劃分為兩類第一類為無(wú)機(jī)鹽類添加劑，主要有以下配方(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))(1)、24％LiCl和76％H2O。
(2)、5％LiCl；26％CaCl2；69％H2O。
(3)、10％Ca(NO3)2；27％CaCl2；63％H2O。
(4)、5％FeCl3，29％CaCl2，66％H2O。
雖然無(wú)機(jī)鹽添加劑的滅火性能強(qiáng)于一般的細(xì)水霧添加劑，但是無(wú)機(jī)鹽在水溶液中容易電離，其電離的金屬離子對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備和滅火現(xiàn)場(chǎng)的精密儀器和金屬材質(zhì)造成嚴(yán)重?fù)p害，所以無(wú)機(jī)鹽添加劑的應(yīng)用范圍受到很大限制。
第二類為可以改變細(xì)水霧粘性的有機(jī)類添加劑。主要由表面活性劑、遮光劑和粘性調(diào)節(jié)劑組成。主要通過(guò)改善細(xì)水霧的流動(dòng)性能和增強(qiáng)細(xì)水霧的遮光性來(lái)改善細(xì)水霧的滅火性能！由于此類添加劑不具有化學(xué)滅火作用，故對(duì)細(xì)水霧的滅火效率提高不多；且此類添加劑中的表面活性劑、遮光劑和粘性調(diào)節(jié)劑均為高碳鏈烴，分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅合成困難，而且成本較高。
《火災(zāi)探測(cè)和撲救研究會(huì)議論文集》(Proceedings of FireSuppression and Detection Research Application Symposium，Orlando，F(xiàn)L.，F(xiàn)eb.7-9，2001，pp.439-447)介紹了一種泡沫型添加劑對(duì)細(xì)水霧滅火效果的影響。此類添加劑在滅火過(guò)程中可以產(chǎn)生大量泡沫，利用泡沫的隔溫和隔氧作用不僅可以達(dá)到提高細(xì)水霧滅火效率的目的，而且還可以提高燃油的抗復(fù)燃性，但滅火后，滅火現(xiàn)場(chǎng)會(huì)殘留大量的泡沫，對(duì)被保護(hù)空間造成嚴(yán)重污染。
目前，還有一種多組分的細(xì)水霧添加劑，主要是由表面活性劑，穩(wěn)定劑和溶劑組成，該添加劑是水溶性的，有比較高的滅火效率，但是細(xì)水霧的隔氧效果有待改進(jìn)，其溶液在燃料表面的鋪展性可以進(jìn)一步增強(qiáng)。
綜上所述，現(xiàn)有的細(xì)水霧添加劑大致可分為三類一為無(wú)機(jī)鹽類添加劑，其主要缺點(diǎn)為對(duì)設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性；二為有機(jī)類添加劑，主要缺點(diǎn)是價(jià)格較高且對(duì)細(xì)水霧的滅火效率提高不多；三為泡沫添加劑，主要缺點(diǎn)是泡沫對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制備出一種用于細(xì)水霧滅火的新型添加劑，以克服現(xiàn)有技術(shù)分別存在的腐蝕、污染、隔氧效果和滅火效率不高的缺陷。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑，其配方如表1表1

氟表面活性劑選自以下幾種表面活性劑中的一種(1)C8F17SO2F；(2)CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)2-CF(CF3)CONH(CH2)3N+(C2H5)2CH3I-；(3)CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)2-CF(CF3)CONH(CH2)3N+(C2H5)2CH3I-；(4)F[CF(CF3)CF2O]2CF(CF3)COONa；(5)(C2F5)2C(CF3)＝C(CF3)-OC6H4SO3Na；(6)C8F17SO2NH-(CH2)3N(C2H5)2。
醇類選自以下幾種醇的一種乙二醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙醇、十二醇。辛基酚聚氧乙烯醚最好10～15％，醇類最好35～50％。
本發(fā)明的新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑制備方法包括混合，攪拌，溶解，振蕩，稀釋，過(guò)濾等工序。其制備過(guò)程為把占溶液總質(zhì)量為3～5％的氟表面活性劑加入占溶液總質(zhì)量為10～60％的醇類中，攪拌5～10分鐘后溶解，溶液呈黃色；依次向上述溶液中緩慢加入占溶液總質(zhì)量為2～20％的辛基酚聚氧乙烯醚和占溶液總質(zhì)量為0.5～0.8％的N，N-二甲基甲酰胺，攪拌2～5分鐘溶解成均一相；繼續(xù)加入占溶液總質(zhì)量為32～35％的水，攪拌1～5分鐘后溶液呈均一相，溶液的黃色變淡；向上述淡黃色溶液中依次加入占總質(zhì)量為1～10％的無(wú)水碳酸鈉和占總質(zhì)量0.5～0.8％的乳酸鈉，過(guò)濾后即為本發(fā)明的新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑濃溶液。
將本發(fā)明的細(xì)水霧滅火添加劑用于滅火使用時(shí)，先把上述細(xì)水霧滅火添加劑濃溶液加水稀釋至其中的氟表面活性劑的含量降低到質(zhì)量百分濃度0.3～0.5％的范圍內(nèi)，然后把稀釋后的溶液加入到細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的蓄水罐中，連接好相應(yīng)管路；當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，打開(kāi)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)中的氮?dú)鈿馄浚诘獨(dú)鈮毫Φ淖饔孟?，蓄水罐中的溶液作為滅火介質(zhì)經(jīng)過(guò)噴頭以霧化狀態(tài)噴出，將火災(zāi)撲滅。
本發(fā)明除了對(duì)現(xiàn)有三種添加劑進(jìn)行了改進(jìn)以外，同時(shí)對(duì)最近報(bào)道的一種多組分細(xì)水霧添加劑進(jìn)行了隔氧性能方面的改善，提高其滅火效率。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明中各組分的作用如下氟表面活性劑一種性能優(yōu)良的表面活性劑，有效地降低溶液的表面張力，降低水表面張力能力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性高，熱穩(wěn)定性強(qiáng)。提高溶液的鋪展性。
辛基酚聚氧乙烯醚有效地降低溶液和油面界面張力，提高溶液在燃料表面的鋪展性。
N，N-二甲基甲酰胺使溶液具有一定的抗凍性。
醇類溶解上述組分，同時(shí)溶于水，使整個(gè)體系保持均相.降低溶液的界面張力，提高溶液在燃料表面的鋪展性。
碳酸鈉使整個(gè)溶液保持弱堿性，陰離子表面活性劑更好的發(fā)揮作用在降低界面張力與上述表面活性劑形成很好的復(fù)配增效作用使體系保持一定的鹽度。
乳酸鈉乳酸鈉在滅火過(guò)程中產(chǎn)生的鈉離子可以吸收燃燒過(guò)程產(chǎn)生的H、OH自由基，中斷燃燒鏈反應(yīng)。
水溶解上述成分，配成均一透明的水溶液。
綜上所述，本發(fā)明的添加劑組分主要包括以下幾類一是可以有效增加細(xì)水霧化學(xué)滅火作用的物質(zhì)，這類物質(zhì)包括受熱分解的熱敏性物質(zhì)和可以中斷燃燒鏈反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)；二是表面活性物質(zhì)，包括碳氟和碳?xì)浔砻婊钚詣?。他們的作用是降低溶液的表面張力，提高?xì)水霧的霧化效果，同時(shí)提高溶液在燃料表面的鋪展性。三是界面活性物質(zhì)，降低溶液的界面張力，提高溶液在燃料表面的鋪展性。四是抗凍劑，可以增加溶液的穩(wěn)定性。第二和第三類物質(zhì)可以使得細(xì)水霧在燃燒表面形成一層水膜隔絕氧氣和降低熱輻射，這就繼承了泡沫添加劑的抗復(fù)燃能力強(qiáng)的滅火特性，良好的鋪展性有效地增加了細(xì)水霧地滅火效率，而且又由于此兩類物質(zhì)產(chǎn)生的泡沫數(shù)量很少，故可大幅度的減輕泡沫添加劑對(duì)滅火現(xiàn)場(chǎng)的污染。
本發(fā)明在以下幾個(gè)方面繼承了傳統(tǒng)多組分細(xì)水霧添加劑的優(yōu)點(diǎn)一是本發(fā)明的細(xì)水霧滅火添加劑中由于含有有機(jī)金屬鹽、表面活性劑和熱敏性物質(zhì)，不僅具有金屬離子的高效的化學(xué)滅火機(jī)理，而且配方中的表面活性劑和熱敏性物質(zhì)對(duì)細(xì)水霧的氣相冷卻、阻隔火焰熱輻射、隔絕氧氣和降低可燃?xì)怏w和空氣混合物的濃度四種物理滅火機(jī)理還具有極大的加強(qiáng)作用！物理化學(xué)兩種滅火機(jī)理的耦合作用使得本發(fā)明的添加劑滅火效率不僅高于有機(jī)類添加劑，而且還遠(yuǎn)優(yōu)于無(wú)機(jī)金屬鹽添加劑！二是本發(fā)明的細(xì)水霧滅火添加劑可以有效提高細(xì)水霧的滅火能力；并可以有效阻止燃料的復(fù)燃；本發(fā)明的添加劑對(duì)設(shè)備和儀器基本無(wú)腐蝕；對(duì)滅火現(xiàn)場(chǎng)基本無(wú)污染；且由于本發(fā)明的添加劑各組成成分均為無(wú)毒或低毒，并原料易得，故對(duì)人體基本無(wú)毒害，生產(chǎn)成本低廉。
三是與現(xiàn)有制備方法相比較，由于本發(fā)明的細(xì)水霧添加劑的制備方法是各組分間的一種物理混合過(guò)程，且操作條件全部是常溫常壓，又由于各成分性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，故此制備方法對(duì)設(shè)備的腐蝕性、密封性、耐溫耐壓性等各方面沒(méi)有要求；且制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單、成本低廉，不僅可以采用人工操作，而且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制也非常容易。
本發(fā)明相對(duì)于以前報(bào)道的多組分細(xì)水霧添加劑的優(yōu)勢(shì)本發(fā)明中的細(xì)水霧溶液在B類燃料表面具有很強(qiáng)的鋪展性，能迅速鋪展于燃料表面，隔絕氧氣，降低溫度，其滅火效率得到了提高。


圖1為本發(fā)明添加劑對(duì)溶液表面張力的降低曲線圖。
圖2為本發(fā)明添加劑對(duì)溶液鋪展性的增加曲線圖。
從圖1中我們可以看出，隨著添加劑濃度的增加，溶液的表面張力顯著降低；當(dāng)添加劑濃度大于2.2％時(shí)，表面張力的降低趨于平緩；濃度為3％左右表面張力大約為20dyn/cm。
從圖2中我們可以看出，隨著添加劑濃度的增加，溶液在燃料表面的鋪展時(shí)間逐漸降低，即鋪展速率增加，當(dāng)濃度大于7％時(shí)，曲線逐漸平坦，鋪展速率逐漸趨于一定值。
綜上所述，本發(fā)明的細(xì)水霧添加劑大幅度降低了溶液的表面張力，同時(shí)大大增加了溶液在燃料表面的鋪展速率，增強(qiáng)了細(xì)水霧對(duì)燃料表面的隔氧降溫效果。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑采用表2配方表2

配方的具體配制步驟為1、把占溶液總質(zhì)量為4％的氟表面活性劑加入占溶液總質(zhì)量為45％的醇類中，攪拌5～10分鐘后溶解，溶液呈黃色。
2、依次向上述溶液中緩慢加入占溶液總質(zhì)量為12％的辛基酚聚氧乙烯醚和占溶液總質(zhì)量為0.5％的N，N-二甲基甲酰胺，攪拌2～5分鐘溶解成均一相。
3、繼續(xù)加入占溶液總質(zhì)量為33％的水，攪拌1分鐘后溶液呈均一相，溶液的黃色變淡。
4、向上述淡黃色溶液中依次加入占總質(zhì)量為5％的無(wú)水碳酸鈉和占總質(zhì)量0.5％的乳酸鈉，過(guò)濾后即為本發(fā)明的細(xì)水霧滅火添加劑濃溶液。
添加劑滅火使用步驟1、把添加劑加入到純水中，使其中的氟表面活性劑稀釋到0.3～0.5％，攪拌至溶液呈均一相。
2、把此溶液注入到細(xì)水霧滅火系統(tǒng)蓄水罐。
3、啟動(dòng)細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，撲滅被保護(hù)空間內(nèi)的火災(zāi)，測(cè)定撲滅目標(biāo)火災(zāi)所需的時(shí)間作為滅火效率的參數(shù)。
4、以下是關(guān)于酒精火(表3)、煤油火(表4)和木垛火(表5)滅火試驗(yàn)的結(jié)果，其中的濃度為氟表面活性劑的濃度。
表3氟表面活性劑用量和滅火時(shí)間關(guān)系(酒精火)

表4氟表面活性劑用量和滅火時(shí)間關(guān)系(煤油火)

表5氟表面活性劑用量和滅火時(shí)間關(guān)系(木跺火)

通過(guò)對(duì)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果不難看出，本發(fā)明的含多組分添加劑細(xì)水霧比起以前的含添加劑細(xì)水霧在滅火效率上有了很大的提高，當(dāng)溶液中氟表面活性劑濃度在0.3～0.5時(shí)，細(xì)水霧的滅火效率最高。
權(quán)利要求
1.一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑，其特征在于它主要由以下重量百分比的原料組成氟表面活性劑3～5％，辛基酚聚氧乙烯醚2～20％，醇類10～60％，N，N-二甲基甲酰胺0.5～0.8％，無(wú)水碳酸鈉1～10％，乳酸鈉0.5～0.8％，余量為水，各組分的重量之和為100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑，其特征在于所述辛基酚聚氧乙烯醚10～15％，醇類35～50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑，其特征在于所述氟表面活性劑是C8F17SO2F、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)2-CF(CF3)CONH(CH2)3N+(C2H5)2CH3I-、CF3CF2CF2O(CF(CF3)CF2O)2-CF(CF3)CONH(CH2)3N+(C2H5)2CH3I-、F[CF(CF3)CF2O]2CF(CF3)COONa、(C2F5)2C(CF3)＝C(CF3)-OC6H4SO3Na或C8F17SO2NH-(CH2)3N(C2H5)2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑，其特征在于所述醇類是乙二醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙醇或十二醇。
5.一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑的制備方法，其特征在于它包括以下工藝過(guò)程把占溶液總質(zhì)量為3～5％的氟表面活性劑加入占溶液總質(zhì)量為10～60％的醇類中，攪拌5～10分鐘后溶解，溶液呈黃色；依次向上述溶液中緩慢加入占溶液總質(zhì)量為2～20％的辛基酚聚氧乙烯醚和占溶液總質(zhì)量為0.5～0.8％的N，N-二甲基甲酰胺，攪拌2～5分鐘溶解成均一相；繼續(xù)加入占溶液總質(zhì)量為32～35％的水，攪拌1～5分鐘后溶液呈均一相，溶液的黃色變淡；向上述淡黃色溶液中依次加入占總質(zhì)量為1～10％的無(wú)水碳酸鈉和占總質(zhì)量0.5～0.8％的乳酸鈉，過(guò)濾后即為新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑濃溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑的制備方法，其特征在于所述辛基酚聚氧乙烯醚10～15％，醇類35～50％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑及其制備方法，所述細(xì)水霧滅火添加劑主要由以下重量百分比的原料組成氟表面活性劑3～5％，辛基酚聚氧乙烯醚2～20％，醇類10～60％，N，N－二甲基甲酰胺0.5～0.8％，無(wú)水碳酸鈉1～10，乳酸鈉0.5～0.8％和水32～35％。其制備方法如下把氟表面活性劑加入醇類中，攪拌5～10分鐘后溶解，溶液呈黃色；依次向上述溶液中緩慢加入辛基酚聚氧乙烯醚和N，N－二甲基甲酰胺，攪拌2～5分鐘溶解成均一相；繼續(xù)加入水，攪拌1～5分鐘后溶液呈均一相，溶液的黃色變淡；向上述淡黃色溶液中依次加入占總質(zhì)量為1～10％的無(wú)水碳酸鈉和占總質(zhì)量0.5～0.8％的乳酸鈉，過(guò)濾后即為新型多組分細(xì)水霧滅火添加劑濃溶液。
文檔編號(hào)A62D1/00GK101020108SQ200710020580
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者唐亮, 劉國(guó)民 申請(qǐng)人:江陰市核圓納米科技有限公司