無氟易降解型添加劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及滅火技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無氟易降解型添加劑及其制備方法和應(yīng) 用。
【背景技術(shù)】
[0002] 自美國與1996年發(fā)布了世界上第一個細(xì)水霧滅火系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) (NFPA750-1996)后，細(xì)水霧滅火技術(shù)因其具有高效、穩(wěn)定、清潔等特點，作為新一代滅火技 術(shù)，逐漸替代滅火產(chǎn)品"哈龍"，并且得到大力推廣。2001年8月，中國公安部消防局發(fā)布了 公消[2001]217號文，該文規(guī)定在我國可以使用高壓細(xì)水霧等作為"哈龍"替代品。目前細(xì) 水霧滅活技術(shù)已經(jīng)逐漸走向應(yīng)用階段。
[0003] 由于細(xì)水霧的滅火機理主要是表面冷卻、室息、輻射熱阻隔和浸濕作用，因此其滅 火性能需要低于"哈龍"和其他化學(xué)滅火介質(zhì)。根據(jù)國內(nèi)外火災(zāi)科學(xué)界的研究表明，在細(xì)水 霧中加入添加劑可以大大提高其滅火性能。因此，研發(fā)清潔環(huán)保、安全可靠的高效細(xì)水霧添 加劑成為細(xì)水霧滅火技術(shù)領(lǐng)域的迫切需求。
[0004] 現(xiàn)有細(xì)水霧添加劑大致分為兩類：第一類為無機鹽類添加劑，以水溶性的堿金屬 鹽和堿土金屬鹽為主，包括 KHC03、K2C03、NaHC03、Na 2C03、NaCl、KCl、LiCl、0&(：12等。該類添 加劑主要通過金屬元素捕捉燃燒鏈反應(yīng)過程中的氫、氧、羥等自由基而使燃燒反應(yīng)中斷，因 此可以有效提高細(xì)水霧的滅火效率。但由于金屬離子的電離作用，不僅會對存儲設(shè)備造成 腐蝕，還會對火災(zāi)現(xiàn)場的精密儀器和其他金屬設(shè)備造成損害，因此應(yīng)用范圍受到很大限制。
[0005] 第二類為可以改變細(xì)水霧粘性的有機類添加劑，主要有含氟表面活性劑和粘性調(diào) 節(jié)劑組成。由于此類添加劑不具有化學(xué)滅火作用，故對細(xì)水霧的滅火效率提高不多。其核 心組分氟碳表面活性劑可分解成全氟辛烷磺酸鹽或類似物。這是一類具有全身多臟器毒性 的環(huán)境污染物，且持久性極強，是最難分解的有機污染物之一，并具有遠(yuǎn)距離環(huán)境傳輸?shù)哪?力，污染范圍極廣，擴散在環(huán)境中，長時間被殘留，可能會帶來與含氯氟烴、含溴氟烴相似的 對環(huán)境的破壞。國際上已有相關(guān)法律文件對氟碳表面活性劑的使用進行了限制。
[0006] 專利號為 CN1634622A、 CN101214411A、 CN101020108A、 CN102029040A、 CN102657924B及CN103111036A的專利均公布了與細(xì)水霧添加劑有關(guān)的技術(shù)方案，不過這 些專利的技術(shù)方案均采用了上述兩類添加劑中的某些物質(zhì)或兩類物質(zhì)進行復(fù)合，因此，不 可避免的也存在上述局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明實施例提供一種無氟易降解型添加劑及其制備方法，目的在于克服上述現(xiàn) 有細(xì)水霧滅火技術(shù)中無機鹽類添加劑存在的腐蝕存儲設(shè)備、損害滅火現(xiàn)場精密儀器及其他 金屬設(shè)備或有機類添加劑易污染甚至破壞環(huán)境等問題。
[0008] 本發(fā)明實施例的另一個目的，在于提供該無氟易降解型添加劑的應(yīng)用。
[0009] 為了達(dá)到上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的實施例采用的技術(shù)方案如下：
[0010] 一種無氟易降解型添加劑，由如下重量百分比的配方組分組成：
[0012] 以及，一種無氟易降解型添加劑的制備方法，包括如下步驟：
[0013] 按照上述本發(fā)明無氟易降解型添加劑配方分別稱取所述表面活性劑、有機溶劑、 抗燒劑、堿金屬鹽和水；
[0014] 將稱取的所述表面活性劑、所述有機溶劑及所述抗燒劑進行混料處理，獲得A組 分；
[0015] 將稱取的所述堿金屬鹽與所述水進行混料處理，獲得B組分；
[0016] 將獲得的所述A組分和所述B組分進行混料處理。
[0017] 以及，本發(fā)明無氟易降解型添加劑或由本發(fā)明無氟易降解型添加劑制備方法制備 的無氟易降解型添加劑在細(xì)水霧滅火中的應(yīng)用。
[0018] 上述實施例的無氟易降解型添加劑，采用表面活性劑、有機溶劑、抗燒劑和堿金屬 鹽為主要原料，產(chǎn)品清潔無污染，表面活性劑具有增大表面張力或黏度的作用，能有效稀釋 火場周圍氧氣及可燃?xì)怏w的濃度，并且形成在可燃物表面形成水膜或泡沫覆蓋層，滅火性 能優(yōu)越。
[0019] 采用上述實施例的無氟易降解型添加劑的制備方法進行無氟易降解型添加劑的 制備，無需過濾等，無三廢產(chǎn)生，制得的無氟易降解型添加劑體系穩(wěn)定，不出現(xiàn)聚沉、懸浮物 或分層等現(xiàn)象，既能夠手工操作，又可以自動化生產(chǎn)，工藝簡單，生產(chǎn)效率高。
[0020] 上述實施例的無氟易降解型添加劑或由上述制備方法制備的無氟易降解型添加 劑，作為細(xì)水霧滅火的添加劑，不腐蝕存儲設(shè)備、用于滅火現(xiàn)場，不腐蝕現(xiàn)場精密儀器且容 易降解，對人體無毒無害，對環(huán)境無污染；可提高霧滴在滅火過程中的穿透力，使霧化更加 均勻，進而有效稀釋火場周圍氧氣和可燃?xì)怏w的濃度，還能在可燃物表面形成水膜或泡沫 覆蓋層，使燃燒物與氧氣隔離，達(dá)到快速滅火的目的，滅火效果明顯。
【具體實施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明 進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0022] 本發(fā)明實施例提供一種無氟易降解型添加劑，該無氟易降解型添加劑由如下重 量百分比的配方組分組成：
[0023] CN 105126290 A 說明書 3/7 頁
[0024] 其中，在任一實施例中，表面活性劑在配方組分中應(yīng)當(dāng)具有能夠改變?nèi)芤旱谋砻?張力或黏度改變細(xì)水霧的霧化效果，增強霧滴在火場中的穿透能力，并能夠稀釋火場周圍 氧氣和可燃?xì)怏w濃度，且多種表面活性劑進行混合復(fù)配使用時，可在燃燒物表面形成水膜 或泡沫覆蓋層，將燃燒物與氧氣隔離。優(yōu)選地，表面活性劑為含硅表面活性劑、碳?xì)浔砻婊?性劑中的至少一種。
[0025] 在一具體實施例中，含硅表面活性劑是分子式為
[0026] HO (CH2CH2O) n- (CH2) 3- (Me2SiO) 7-SiMe3、
[0027] (Me3SiO) 2Si (Me) - (CH2) 3- (CH2CH2O) n-H
[0028] (C12H25NH2)4SiCl 4'
[0029] [ (Me3SiO) 2Si] 2Si (Me) -C3H6- (OCH2CH2) n-S03Na 及
[0030] [ (Me3SiO) 2Si] 2Si (Me) -C3H6- (OCH2CH2) n-0-S03Na 中的至少一種；
[0031] 其中，η = 6-12。
[0032] 在一具體實施例中，碳?xì)浔砻婊钚詣┦欠肿邮綖?br>[0033] R-C6H4-SO3Na、
[0034] R-SO3Na、
[0035] R-CH = CH-CH2SO3Na、
[0036] ROSO3Na、
[0037] RNH2-CH2CH2COo 及 CH,
[0038] I- -CW1(X)C)中的至少一種； CH,
[0039] 其中，R是C12~C 18的烷基鏈。
[0040] 除上述含硅、碳?xì)鋬深惐砻婊钚詣┩愔g的混合使用，也可以是含硅表面活性 劑與碳?xì)浔砻婊钚詣┕餐旌鲜褂谩?br>[0041] 上述含硅或碳?xì)浔砻婊钚詣┳鳛闊o氟易降解型添加劑的配方組分，可通過改變?nèi)?液表面張力或粘度改變細(xì)水霧的霧化效果，增強霧滴在火場的穿透能力，同時使霧化更加 均勻，有效稀釋火場周圍的氧氣和可燃?xì)怏w濃度。更重要的是，上述兩類表面活性劑混合復(fù) 配或同類表面活性劑混合復(fù)配后作為無氟易降解型添加劑的配方組分，可在燃燒物表面形 成水膜或泡沫覆蓋層，使燃燒物與氧氣隔離，達(dá)到快速滅火的目的；同時抗復(fù)燃能力強，對 快速撲滅B類火效果顯著，產(chǎn)生的泡沫極易破碎消失，因此對滅火現(xiàn)場無污染。
[0042] 在任一實施例中，有機溶劑在無氟易降解型添加劑的配方組分中，應(yīng)當(dāng)具有提高 其他各組分溶解度和互溶性的作用。在一實施例中，有機溶劑為乙二醇、丙三醇、異丙醇、正 丁醇或異丁醇中的至少一種，這幾類有機溶劑可提高無氟易降解型添加劑中其他組分物質(zhì) 的溶解度和互溶性，增加覆蓋層的穩(wěn)定性，達(dá)到降低添加劑凝固點的作用，進而有效提高細(xì) 水霧的抗凍能力，并且不易燃，也不助燃。
[0043] 在任一實施例中，抗燒劑為黃原膠、阻燃尿素中的至少一種。黃原膠或阻燃尿素或 者黃原膠和阻燃尿素兩者的混合物在無氟易降解型添加劑的配方組分中，具有增強表面活 性劑覆蓋層對可燃物的密封性能，提高覆蓋層的抗燒特性，同時增強覆蓋層的穩(wěn)定性。特別 地，阻燃尿素中含有通過相變和熱解吸熱的組分，能有效降低火焰及燃燒物的溫度，從而阻 礙火焰烘烤火場可燃物質(zhì)引起火情快速蔓延，也使得火場可燃物燃燒速度得以延緩。
[0044] 在任一實施例中，堿金屬鹽為乳酸鈉、乳酸鉀、醋酸鈉、醋酸鉀、苯甲酸鈉、山梨酸 鉀中的至少一種。乳酸鈉、乳酸鉀、醋酸鈉、醋酸鉀、苯甲酸鈉、山梨酸鉀中任何一種或幾種 混合與燃燒物燃燒的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的活性自由基發(fā)生鏈的終止反應(yīng)，使燃燒物的燃燒鏈中 斷。更重要的是，所述的堿金屬鹽均為有機鹽，在水溶液中不易發(fā)生電離，覆蓋于火場中的 金屬設(shè)備時不易造成點腐蝕，從而使得無氟易降解型添加劑腐蝕性遠(yuǎn)低于含無機鹽類添加 劑。更重要的是，苯甲酸鈉或山梨酸鉀還是優(yōu)質(zhì)的防腐劑，在無氟易降解型添加劑中可有 效抑制微生物的生長，可極大的延長無氟易降解型添加劑的保存有效期，從而延長使用期 限而不容易發(fā)生腐蝕變質(zhì)。含苯甲酸鈉或山梨酸鉀的無氟易降解型添加劑噴灑于火災(zāi)現(xiàn)場 時，也有一定抑菌效果，細(xì)菌不容易生長，使得火災(zāi)過后的金屬物品也不容易發(fā)生微生物腐 蝕。
[0045] 上述表面活性劑、有機溶劑、抗燒劑及堿金屬鹽作為無氟易降解型添加劑的重要 組分，四者相