一种灭火材料及其制备方法和应用的制作方法

专利名称：一种灭火材料及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于重大火源的高效灭火材料，特别适用于油品、易燃化学品、大型建 筑物、煤矿、森林等大型火灾灭火和其它火源控制等。
背景技术：
现有灭火材料主要有以下几种
(一)水。水是不燃液体，它在灭火中应用最广，是最为廉价的灭火剂。水灭火的作 用一是冷却每公斤水的温度升高rC吸收1千卡的热量；而每公斤水蒸气汽化时要吸收539. 9 千卡的热量；二是水对氧有稀释作用水遇到炽热的燃烧物后汽化产生大量水蒸气，能够阻 止空气进入燃烧区，同时，稀释燃烧区中氧的含量，使燃烧区的氧逐渐减少而减弱燃烧强度。 三是水的冲击作用经消防水泵加压后输入到水枪喷射出来的水流压力可达几十或上百米水 柱的压力，具有很大的动能冲击力；四是水对水溶性可燃易燃液体的稀释作用。其存在的不 足是流失速度快，使用效率低，附着力差，容易渗透至地下，对油品等比重较小易燃品起不 到灭火作用，容易造成因使用过量引起的大面积污染。
(二) 胶泥桨、黄泥浆、粉煤灰浆等浆体材料。这些材料灭原理及优点与水相近,因有固 体成份在，附着力稍好，但同时具备水的缺点。
(三) 泡沫灭火剂。泡沫灭火是由泡沫灭火剂的水溶液通过化学、物理的作用，填充大量 的气体后形成无数的小气泡。气泡的比重范围0.001 0.5，远小于可燃易燃液体的比重，可 以覆盖在液体表面，形成泡沫覆盖层。泡沫灭火的作用机理有(1)泡沫在燃烧物表面形成 了泡沫覆盖层，可以使燃烧物表面与空气隔绝。(2)泡沫层封闭了燃烧物表面，可以遮断火 焰的热辐射，阻止燃烧物本身与附近可燃物的蒸发。(3)泡沬晰出的液体对燃烧表面进行冷 却。(4)泡沫受热蒸发产生的水蒸气可以降低燃烧物附近氧的浓度。其存在的不足是产品 成本较高,使用成本也高；只可近距离接解火源,对使用者安全威胁较大；剂量一般较小，不适 用于大型火灾。
(四) 干粉灭火剂。(1)干粉灭火原理干粉灭火剂平时储存在干粉灭火器或干粉灭火设备 中。灭火时靠加压气体(C02或N2)的压力将干粉从喷嘴射出，形成一股夹着加压气体的雾 状粉流，射向燃烧物。干粉与火焰接触发生一系列物理化学反应原理如下
干粉中碳酸氢钠受高温作用分解，其化学反应方程式为2NaHC03 = Na2C03+H20+C02 该反应是吸热反应，反应放出大量的二氧化碳和水，水受热变成水蒸气并吸收大量的热量， 起到冷却、稀释可燃气体的作用；干粉进入火焰后，由于干粉的吸收和散射作用，减少火焰对燃料的热辐射，降低液体的蒸发速率。(2)使用范围干粉灭火剂大都装在灭火器中，主 要用于扑救各种非水溶性和水溶性可燃易燃液体的火灾，以及天然气和液化石油气等可燃气 体的火灾或一般带电设备的火灾。磷酸盐干粉灭火剂还可以扑灭固体火灾。磷酸盐干粉与氟 蛋白泡沫或轻水泡沫联用可有效扑灭非水溶性液体火灾。优缺点与泡沫灭剂相似，虽剂量稍 大，但对火源物体污染较大，残留量高。
(五) 玻纤布、石棉被、陶瓷纤维布、河沙、粘土、水泥等固体不燃物。主要通过对火源进 行覆盖，阻隔空气，从而起到灭火的作用。优点来源广泛，易于保管，易于操作，使用成 本低，且有些可重复使用，缺点是只适合小面积火灾，无法大量连续性输送，也只可近距离 操作，对消防人员人生安全威胁较大，在火源位置较高时无法起到作用。
(六) 惰性气体灭火剂如二氧化碳。C02本身不燃烧、不助燃、制造方便,易于液化，便于装罐 和贮存，是一种好的灭火剂。C02是一种无色无嗅的气体，它对空气的比重为1.5，通常的形 态为气体，通常用降温加压的办法使其液化，装于钢瓶中；固态C02称为干冰，是一种良好的 冷冻剂。灭火原理C02灭火剂是以液态的形式加压充装在灭火器中，由于C02的平衡蒸气压 高，瓶阀一打开，液体立即通过虹吸管、导管和喷嘴并经过喷筒喷出，液态的C02迅速汽化，并 从周围空气中吸收大量的热，(每公斤液态C02汽化时需要138千卡热量。)但由于喷筒隔绝了 对外界的热传导，因此C02液态汽化时,只能吸收自身的热量。导致液体本身湿气急剧降低，当 其温度下降到-78. 5°C (升华点)时，就有细小的雪花状C02固体出现。所以从灭火剂喷射出来的 是温度很低的气体和固体的C02,尽管C02温度很低，对燃烧物有一定的冷却作用，然而这种作 用远不足以扑灭火焰。它的灭火作用主要是增加空气中不燃烧、不助燃的成分,使空气中的氧 气含量减少，实验表明燃烧区域空气中氧气的浓度《12%， C02的浓度在30% 35%时，绝大多 数的燃烧都会熄灭。虽几乎适用于任何火源，安全环保，其存在的不足是生产和使用成本较高， 保管要求高,遇到大型火灾时，难以调配大量设备，生产条件较为复杂，无法及时大量生产.使 用人员要求较高。
(七) 其它新型有机灭火材料，如1211 (二氟一氯一溴甲垸)。这类灭火剂主要通过抑制燃
烧的化学反应过程,使燃烧中断,达到灭火的目的。其作用是通过拿去燃烧连锁反应中的活泼 性物质来完成的，这一过程称为断链过程和抑制过程，与干粉灭火剂作用相似。而其它灭火剂 大都是冷却和稀释等物理过程。由于化合物本身含有氟等的成份，因而具有较好的热稳定性
和化学惰性，不变质，方便使用。作为灭火剂使用时也是用氮气、C02或氟里昂一12加压压入容 器，使用时由于压力作用，从喷嘴以雾状喷出，在燃烧热的作用下迅速变成蒸气灭火。优点是 适用范围广,低残留；不足是生产、使用成本较高，在高温状态下可能产生毒害气体，社会储
备量小,生产、储存设备要求较高，大面积火灾无法推广使用，同时也只适用于近距离使用。

发明内容
本发明的目的在于提供一种价格低廉，粘度高，流失、渗透速度慢，比重可控，生产速 度快，使用方便，性能安全，可实现远距离输送的灭火材料。
本发明的目的在于提供上述灭火材料的的制备方法和应用。
本发明的技术方案在于灭火材料的组成(重量份)为组份A为1~50，组份B为1 2;
组份C为2 1000;组份D为0 200;
组份A为无机硅酸盐材料；
组份B为发泡剂、表面活性剂、分散剂中的至少一种； 组份C为水；
组份D为消泡剂、防火材料、高温分解产生阻燃气体的材料、吸水剂、胶体材料、填 充料中的一种、多种或没有。
本发明组份A所说的无机硅酸盐材料是制备本材料的骨架材料，本身具有阻燃或防火作 用。如硅酸铝纤维。
组份B所说的(1)发泡剂减轻材料的比重,提高材料的利用效率,在面对油品等火源时, 使材料可飘浮在油面上进行阻燃，如水泥发泡剂。(2)表面活性剂将无机材料从块状、 粉状或纤维状加水后变为胶状或浆状,可将材料分散或连接，改变材料张力，增加材料的粘度 和附着力，增强无机材料与水的相溶性，如琥珀酸二仲辛酯磺酸钠。G)分散剂将无机 材料分散成较小状态，促进表面活性剂的效果，也可单独对无机材料进行分散增粘处理，如 聚丙烯酸钠。
组份C所说的水是本材料的主体部份，利用水对火的特性起到降温、阻燃、稀释空气 的作用。
组份D为辅助材料(1)、胶体材料主要是增加材料的吸附力，便于材料吸附在易燃体 表面起到遮盖作用，如白乳胶。(2)、高温分解材料主要是在高温状态下产生分解反应,所 生成的气体可对空气产生稀释作用，如碳酸氢铵。(3)、吸水剂,增加材料的吸水、增稠、 保湿能力，提高材料的粘度和水份含量，如聚丙烯酰胺。(4)、防火材料是主要起防火作用, 提高产品耐高温性能，如多聚磷酸铵。(5)、填充料主要起增加材料比重,提高输送速度以 及次要吸附与阻隔作用，如粘土。 (6)、消泡剂主要作用是控制材料比重如甲基硅油乳化液。 本发明的灭火原理为1、控制着火点本发明中水份含量超过35%最高可达98%，因 水份蒸发时带走大量的热量，从而对着火点温度起到抑制作用。与传统的水有相同功效。2、 将可燃物进行包裹形成不燃层本发明在将可燃物覆盖过程中，对可燃物形成保护层，在水 份完全蒸干的情况下，剩下的主要为不燃材料，无机材料一般可耐高温200度以上，即使遇到高温，也不会燃烧,仍可在可然物表面形成不燃保护层。3、隔离空气在油品易燃化学品 灭火中，因为本材料比重可控制，所以当控制到比重小于所需灭火的液体材料时，它可飘浮 在液体表面，从而起到对空气隔绝作用，起到灭火效果。4、在高温情况下的大量水蒸汽以及 其它填充料所释放出来的不燃气体也会对空气起到一定的稀释、隔离作用。
本发明所制备材料为浆体或胶体，可采用浓浆泵、齿轮泵等泵体材料直接输送或人力泼 洒；也可采用混凝土运输车进行远距离运输；用泵车远距离输送和高空输送；消防车喷射； 飞机高空喷射或高空投送等方式送到火源附近或火源中。
本发明与现有技术相比具有以下优点
(一)与传统的水相比，本发明具有如下特点(1)不易渗透。本发明为粘状发泡浆体 材料，流动性相对较差，同时渗透力相对较低，在灭火过程中不会出现短时间大量流失和大 量渗透到地下的情况，从而保证了材料的使用效率。(2 )附着力较高。本发明因为其是粘状 浆体材料的特点，所以附着力明显优于水，而且材料中可添加胶体材料，进一步增强了材料 的附着力，所以在建筑物、森林火灾情况下，干湿状态下均可附着在可燃物表面，大大提高 了灭火效果。(3 )比重在0.2 1.2吨每立方米之间可控；本发明在湿体状态下比重最小可 达0.2吨每立方米。在高温状态下，随着水份的流失和水份及其它材料高温时产生的泡使 体积扩大，干体材料状态下最小可达0.015吨每立方米，因为同等重量的情况下较大的体积 可发挥更好的灭火效果；油品、液体化学品火灾时可飘浮在液面上对空气进行有效阻隔。
(二)与泡沫灭火剂、干粉灭火剂以及1211灭火剂相比，本发明吸取了上述材料优点, 并具有保管方便(无压,不怕受潮)，生产及使用成本低等优势，最主要的是可通过普通泵体输 送，甚至泵车(我国泵车输送高度已可达70米以上)输送，通过远距离灭火大大地降低了消 防人员的人生安全威胁。对于大型火灾也拓宽了灭火工具的来源渠道，同时实现大批量输送。
(三)其它优点本发明生产设备及生产工艺简单，生产速度快，可采用原料储存方式 进行储备，火灾扑灭后，只要能收集回来的干体或是湿体材料都可回收，除去杂质在下次使 用前再加入化学助剂和水即可再次使用。
具体实施方式
实施例1
取硅酸铝纤维10克,海泡石20克,水800克，聚丙烯酸钠5克，十二垸基硫酸钠6克， 放入搅拌容器(直径12厘米,高20厘米)内，搅拌5分钟完成浆体制作(搅拌转速1400转每分 钟)，即得本发明的产品。
应用效果说明取95%工业乙醇2000克放入铁制容器(直径20厘米,高30厘米)中,用 打火机点燃。2分钟后加入浆体400毫升,l分钟后无明火,3分钟后火完全熄灭。实施例2
取硅酸铝纤维5千克，海泡石5千克，水镁石15千克，水600千克，琥珀酸二仲辛酯磺酸钠 IO千克，水玻璃1千克，尿素1千克，高分子量聚丙烯酸钠0.2千克,粘土1千克,放入搅拌池(直 径120厘米,高150厘米)内，打浆50分钟完成制浆工作，(搅拌转速900转每分钟)，制得本 发明的产品。
应用效果说明2009年元月冬季长满荒草的草地，当天基本无风,将打好的浆沿直径15米圆 圈均匀地倒在地下,宽度约为35 50厘米，用打火机在中心点将干草点燃。干草在约12分钟 即烧到各边,15分钟后明火全部熄灭.25分钟后火全部熄灭,试验圈外的干草无一处点燃。 实施例3
取水泥发泡剂(郑州市永立墙体材料厂提供)1千克,水10千克用发泡机发泡;取硅酸铝 纤维10千克,海泡石8千克，石棉1千克，水80千克,十二烷基苯磺酸钠4千克,聚丙烯酸钠5 千克，放入搅拌容器(直径60厘米,高IIO厘米)中，打浆265分钟,再加入已发好泡沫,多聚 磷酸铵30克，十二烷基氯化铵15克，聚乙烯醇乳液100克，搅拌15分钟完成制浆工作(搅 拌转速110转每分钟)制得本发明的产品。
应用效果说明取开口铁桶一个，放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆 泵一台，用20米橡胶管与浓浆池出口相连,再用20米橡胶管与浓桨泵出口相连，浓浆泵出口橡 胶管另一端连接约6米长镀锌管,放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵 加入浆体,半分钟后浆体溢出，停泵5分钟后，经检查火完全熄灭。 实施例4
取海泡石3千克,硅酸钙1千克,水70千克,十二烷基苯磺酸钠1千克，聚丙烯酸钠50克, 壬基酚聚氧乙烯醚500克，放入搅拌容器(直径60厘米,高110厘米)中，打浆145分钟,再加 入甲基硅油10克，搅拌5分钟完成制浆工作(搅拌转速600转每分钟)，制得本发明的产品。
应用效果说明取开口铁桶一个，放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆泵一 台,用20米橡胶管与浓浆池出口相连,再用20米橡胶管与浓桨泵出口相连，浓浆泵出口橡胶管 另一端连接约6米长镀锌管，放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵加入 浆体,半分钟后浆体溢出，停泵5分钟后，经检査火完全熄灭。 实施例5
取水镁石10千克,海泡石1千克，硅酸钙1千克,玻璃棉1千克，改性木质素磺酸钠1 千克,水泥发泡剂(郑州市永立墙体材料厂提供)1千克,水50千克，放入搅拌容器(直径60 厘米,高110厘米)中，打浆115分钟,再加入硼酸钠10克，碳酸氢铵10克，搅拌3分钟完成 制浆工作(搅拌转速700转每分钟)制得本发明的产品。应用效果说明取开口铁桶一个,放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆泵 一台,用20米橡胶管与浓浆池出口相连,再用20米橡胶管与浓桨泵出口相连，浓浆泵出口橡胶 管另一端连接约6米长镀锌管，放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵加 入浆体,半分钟后浆休溢出，停泵5分钟后，经检査火完全熄灭。 实施例6
取硅酸铝纤维1千克，水镁石1千克，磺基琥珀酸双十三烷基酯钠1.2千克，水60千克。 放入搅拌容器(直径60厘米,高110厘米)中，打浆145分钟，再加入碳酸氢钠5千克,聚丙烯 酰胺20克，水镁石1千克，改性木质素磺酸钠500克搅拌15分钟完成制衆工作(搅拌转速 750转每分钟)。
应用效果说明取开口铁桶一个,放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆泵 一台,用20米橡胶管与浓浆池出口相连，再用20米橡胶管与浓浆泵出口相连，浓浆泵出口橡胶 管另一端迮接约6米长镀锌管,放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵加 入浆体，半分钟后浆体溢出，停泵5分钟后，经检査火完全熄灭。 实施例7
取硅酸铝纤维2千克,海泡石16千克，水玻璃4千克,玻璃棉1千克，聚丙烯酸钠1千克, 十二烷基苯磺酸钠6千克,水40千克，放入搅拌容器(直径60厘米,高110厘米)中打浆150 分钟,完成制浆工作(搅拌转速400转每分钟)。
应用效果说明取开n铁桶一个,放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆呆 一台,用20米橡胶管与浓衆池出口相连,再用20米橡胶管与浓浆泵出口相连浓浆泵出口橡胶 管另一端连接约6米长镀锌管,放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵加 入浆体,半分钟后浆体溢出，停泵5分钟后，经检査火完全熄火。 实施例8
取海泡石6千克，石棉1千克,玻璃棉900克，聚丙烯酸钠1千克,十二垸基硫酸钠1千克，辛 垸基苯酚聚氧乙烯醚1千克,水40千克,水玻璃1千克,聚乙烯醇乳液1千克，高分子量聚丙烯 酸钠30克，放入搅拌容器(直径60厘米,高110厘米)中，打浆150分钟,完成制浆工作(搅拌 转速400转每分钟)。
应用效果说明取开口铁桶一个,放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外，取浓浆泵一 台,用20米橡胶管与浓浆池出口相连,再用20米橡胶管与浓浆泵出口相连，浓浆泵出口橡胶管 另一端连接约6米长镀锌管，放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵加入 浆体,半分钟后浆体溢出，停泵5分钟后，经检查火完全熄灭。 实施例9岩棉25千克，水45千克,HP95(仲垸基磺酸化合物衍生物)1千克，放入搅拌容器(直径 60厘米，高110厘米)中，打浆125分钟，再加入轻质碳酸钙10千克，羧甲基纤维素2千克， 白乳胶40克,甲基硅醇钠5克,搅拌18分钟完成制浆工作(搅拌转速750转每分钟)。
应用效果说明取干木材100千克,酌取少量0号柴油点燃,15分钟后用齿轮泵将制备材 料自上而下加入火中。2分钟后无明火,25分钟后全部熄灭。 实施例10
取硅酸铝纤维1千克,海泡石9千克，石棉1千克,水50千克,磺化蓖麻油4千克,改性木 质素磺酸钠1千克，放入搅拌容器(直径60厘米,高110厘米)中，打浆125分钟,再加入聚丙 烯酰胺0.5千克，羧甲基纤维素1千克,白乳胶1千克，搅拌8分钟完成制浆工作(搅拌转速 550转每分钟)。
应用效果说明取开口铁桶一个,放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆泵 一台,用20米橡胶管与浓浆池出口相连,再用20米橡胶管与浓浆泵出口相连，浓浆泵出口橡胶 管另一端连接约6米长镀锌管,放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用泵加 入浆体，半分钟后浆体溢出，停泵5分钟后，经检查火完全熄灭。 实施例11
取硅酸铝纤维6千克,海泡石11千克，玻璃棉4千克,水40千克,脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 钠20千克，二丁基萘磺酸钠1千克，放入搅拌容器(直径60厘米,高110厘米)中，打浆50 分钟，加入水玻璃5千克，六偏磷酸钠5千克，继续搅拌30分钟后再加入甲基硅油乳化液 100克，搅拌7分钟完成制浆工作(搅拌转速1200转每分钟)。
应用效果说明取开口铁桶一个,放入0号柴油100公斤,置于搅拌池40米外,取浓浆泵 一台，用20米橡胶管与浓浆池出口相连，再用20米橡胶管与浓浆泵出口相连，浓浆泵出口 橡胶管另一端连接约6米长镀锌管,放在开口铁桶上方，远距离点燃铁桶中柴油。3分钟后用 泵加入浆体，半分钟后桨体溢出，停泵5分钟后，经检查火完全熄灭。 实施例12
取水镁石4千克,水600千克，顺丁烯二酸二异辛酯磺酸钠1千克放入搅拌容器(直径120 厘米,高150厘米)中，打浆25分钟，加入水玻璃0.5千克，高分子量聚丙烯酸钠2千克,羧甲 基纤维素3千克，硅酸钙0.5千克，氧化镁5千克，氯化镁5千克，再打浆10分钟(搅拌转速 IOOO转每分钟)。
应用效果说明取干废纸200千克，废塑料制品300千克，点燃废纸后引燃废塑料制 品。6分钟后用泵向上加入已制好桨料,25分钟后,火全部熄灭。
权利要求
1、一种灭火材料，其特征在于灭火材料的重量组成为组份A为1～50份，组份B为1～2份；组份C为2～1000份；组份D为0～200份；组份A为无机硅酸盐材料；组份B为发泡剂、表面活性剂、分散剂中的至少一种；组份C为水；组份D为消泡剂、防火材料、高温分解产生阻燃气体的材料、吸水剂、胶体材料、填充料；
2、 根据权利要求1所述的灭火材料，其特征在于组份A所说的无机硅酸盐材料为硅酸钠、硅酸钙、硅酸镁、硅酸铝以及含硅酸盐的天然、人工材料中的至少一种。
3、 根据权利要求2所述的灭火材料，其特征在于含硅酸盐的天然、人工材料为硅酸铝纤维、海泡石、水镁石、石棉、岩棉、玻璃棉或水玻璃。
4、 根据权利要求1所述的灭火材料，其特征在于组份B所说的发泡剂、表面活性剂、分散剂为水泥发泡剂、十二烷基硫酸钠、琥珀酸二仲辛酯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二 垸基氯化铵、磺基琥珀酸双十三垸基酯钠、仲垸基磺酸化合物衍生物、磺化蓖麻油、脂肪醇 聚氧乙烯醚硫酸钠、二丁基萘磺酸钠、壬基酚聚氧乙烯醚、顺丁烯二酸二异辛酯磺酸钠、辛 烷基苯酚聚氧乙烯醚、六偏磷酸钠、改性木质素磺酸钠、聚丙烯酸钠。
5、 根据权利要求1所述的灭火材料，其特征在于组份D所说的消泡剂、防火材料、高温分解产生阻燃气体的材料、吸水剂、胶体材料、填充料为甲基硅油、甲基硅油乳化液、 甲基硅醇钠、多聚磷酸铵、硼酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢铵、尿素、聚丙烯酰胺、高分子量聚 丙烯酸钠、羧甲基纤维素、聚乙烯醇乳液、白乳胶、磷酸铝、轻质碳酸钙、粘土、氧化镁、 氯化镁。
6、 一种权利要求1所述灭火材料的制备方法，其特征在于将各组份按上述比例放入容器中，打浆3 300分钟，搅拌转速100 2000转每分钟，将混合物变为发泡浆体或胶体状态。
7、 一种权利要求1所述灭火材料在油品、易燃化学品、大型建筑物、煤矿、森林和其 它火源控制中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种用于重大火源高效灭火材料，其组成为组份A为1～50；组份B为1～2；组份C为2～1000；组份D为0～200。组份A为无机硅酸盐材料；组份B为发泡剂、表面活性剂、分散剂；组份C为水；组份D为消泡剂、防火材料、高温分解产生阻燃气体的材料、吸水剂、胶体材料、填充料。解决了现有技术的生产和使用成本较高，流失速度快，使用效率低，污染较大，残留量高的不足，本发明具有成本低，比重可控，粘度较高，不易渗透，保管条件宽松，生产速度快，使用方便，性能安全等优点，可实现大批量远距离输送。适用于油品、易燃化学品、大型建筑物、煤矿、森林等大型火灾灭火和其它火源控制等。
文档编号A62C3/02GK101543672SQ20091006123
公开日2009年9月30日 申请日期2009年3月15日 优先权日2009年3月15日
发明者徐志毅 申请人:徐志毅