专利名称：包含加入了去毒性化合物的氟碘烃的掺混物的灭火剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灭火剂，其包含加入了去毒性化合物的氟碘烃的掺混物。
背景技术：
本发明涉及用来灭火的化学组合物。更具体来说，本发明涉及灭火组合物，其应用可以看作对人和环境是安全的。具体来说，本发明的组合物对臭氧层耗尽过程几乎没有影响或完全没有影响，几乎不会或完全不会推动被称为“温室效应”的全球变暖过程；但是，与此同时，它们还具有极佳的灭火性能。火是燃烧的结果，也即是说，是可燃性物质与氧气的极为剧烈的放热化学反应，伴随着发热和产生火焰。为了开始这样的反应，需要达到特定的温度，即所谓的燃点，当超过该温度的时候，会开始燃烧，然后自发地蔓延。使得火熄灭的条件主要有三个可燃性物质用尽，氧气用尽，或者温度降至低于燃点。因此，可以通过上述一个或多个条件发生来进行灭火操作。最有效的操作是隔绝空气，由此将氧气与可燃性物质隔开，或者显著减少空气中的氧气含量，以及进行冷却操作，这包括使得合适的物质在燃烧的材料上通过，以降低其温度。—般来说，灭火设备和装置使用能够实现上述一种或两种效果的物质。具体来说，为了扑灭封闭或局限的室内的火灾，例如计算机房、实验室、输油管道的油泵站等处的火灾，优选使用包含卤代烃的灭火剂。这些包含卤代烃的灭火剂不仅能够有效地灭火，而且对房室或其中的物品造成的破坏极少或没有破坏。常规情况下，这些包含卤代烃的灭火剂选自含溴的化合物，因此称为溴代的卤化物。但是，自从20世纪80年代晚期以来，人们越来越清楚地了解到环境问题，特别是平流臭氧层的耗尽，人们开始讨论氯氟烃(CFC)以及含溴的卤代烃在其中发挥的作用，人们逐渐开始研究开发替代用的灭火剂。这些灭火剂的特征除了不会造成使臭氧耗尽的负面作用以外，还包括所谓的“温室效应”。这是由于气体的累积造成了阻挡传热的屏障，导致地球表面发生不利的过度升温。在人们提出的方案中，一种特别优选的灭火剂包含氢氟烃，即仅部分氟取代的碳。欧洲专利第439579号揭示了一种用来灭火的方法，该方法包括在火焰之上施加灭火浓度的选自下组的一种或多种化合物的步骤CF3CHFCF3，CF3CH2CF3和CF3CHFCHF2，并保持该化合物浓度，直至火焰熄灭。欧洲专利第494987号涉及一种用来灭火的方法和组合物，其基于包含CHF3的气态组合物。欧洲专利第557275号揭示了一种灭火掺混物，其由以下组分组成至少一种被氟部分取代的乙烷，其选自五氟乙烷(CF3CHF2),也被称作HFC-125，和四氟乙烷(CHF2-CHF2和 CF3-CH2F)，也被称作 HFC-IiM 和 HFC-13^。
PCT申请第WO 94/20588号揭示了一种灭火剂，其单独包含至少一种氟碘烃，或者同时还包含添加剂，所述添加剂选自氢氟烃等。具体来说，在氟碘烃中，该申请还提供了 三氟碘代甲烷(〇&1)，1，1，1，2，3，3，3-七氟-2-碘代丙烷(CF3CFICF3)和 1，1，2，2，3，3，3-七氟-1-碘代丙烷(CF3CF2CF2I)，而氢氟烃还包括五氟乙烷(CF3CHF2)和1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷(CF3CHFCF3)t5但是，在此专利中，并未揭示基于这些化合物的掺混物的具体例子，也没有揭示浓度的优选范围。最后，在Robert Ε. Tapscott等人于1995年6月的公开出版物feight Laboratory N. WL-TR-96-3067 “氟碘化物掺混物作为喷射剂选择标准和杯式燃烧器结果(Fluoroiodide blends as streaming agents :selection criteria and cup-burner results)“中，将三氟碘代甲烷(CF3I)看作更有前景的灭火用氟碘烃，试验了其与不同的氢氟烃掺混起来时的灭火特性，所述不同的氢氟烃具体包括1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷 (CF3CHFCF3)，也被称作HFC-227ea，以及五氟乙烷(CHF2Ci73)，也被称作HFC-125。使用氟碳的一个问题是它们对人体有毒。具体来说，其中氢原子数相对于氟较多的氢氟烃会在火焰作用下分解，产生氟化氢(或氢氟酸)，氟化氢在较高浓度下是有毒的。美国专利第4，826，610号揭示了一些化合物，这些化合物在加入由氟氯烃的掺混物组成的灭火剂的时候，能够消除其毒性。具体来说，该专利描述了使用精油(essential oil)作为去毒性剂，更具体来说柠檬烯，香叶醇，柏树油，假叶树油(ruscus oil)，单雄蕊紫金花油，金钟柏油，杏仁油(millefoglio oil)，肉桂油，精馏桦树油，松油，冷杉油， BQ (Field & co.的商标)。美国专利第4，954，271号揭示了无毒性的灭火剂，其包含氟氯烃、去毒性剂，氟氯烃选自以下三氯氟甲烷，二氯二氟甲烷，1，2-二氯四氟乙烷，氯二氟甲烷，1，1_ 二氯-2，2， 2-三氟乙烷，1-氯-1，2，2，2-四氟乙烷，五氟乙烷，1,2- 二氯-2，2- 二氟乙烷，1，2，2，2-四氟乙烷；去毒性剂选自以下萜烯柠檬醛，香茅油，香茅醇，柠檬烯，二聚戊烯，薄荷醇，萜品烯，萜品油烯，揪萜，桧萜，薄荷二烯(mentadiene)，姜烯，罗勒烯，月桂烯(mircene)，α-菔烯，菔烯，松节油香精，樟脑，菲特罗(fitolo)，维生素Α，松香酸，鲨烯，羊毛留醇，皂角苷，齐墩果醇酸，番茄红素，β-胡萝卜素，叶黄素，α-萜品醇，对罗勒烯(paracimene)；去毒性剂还可选自以下不饱和油油酸，亚油酸，亚麻酸，桐酸，亚麻酸(lincanic acid)，蓖麻油酸，棕榈油酸，岩芹酸，牛痘酸，芥子酸。专利申请第WO 95/26218号揭示了一种使用以下组分灭火的方法氢氟烃，以及去毒性剂，其选自萜烯，不饱和油，碳酸氢钠，碳酸氢钾，磷酸二氢铵，碱金属卤化物和脲。最后，美国专利第6，402，975号揭示了一种卤化灭火剂，其包含90-99. 9重量％的至少部分卤化的烃，其选自三氟甲烷，五氟乙烷，1，1，1，2_四氟乙烷，七氟丙烷，六氟丙烷和五氟丙烷，以及0. 1-10重量％的选自以下的去毒性剂乙烯，丁烯，异戊二烯，戊烯，异戊烯，三甲基乙烯，四甲基乙烯，戊二烯，异丁烯，二甲基丁二烯，己烯，己二烯，甲基戊二烯，己三烯和柠檬烯。在本文中提供了本发明的技术方案，其目的是提供加入了选定的去毒性剂的氟碘烃的灭火掺混物。因此本发明的目标是提供包含氟碘烃的掺混物的灭火剂，其能够克服现有技术的技术方案的缺陷，获得上文所述的技术效果。
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本发明的另一个目的是能够以相当有限的成本制得所述灭火剂，所述成本包括生产成本和管理成本。本发明的另一个目的是提供安全可靠的灭火剂。因此本发明的一个具体目的是提供一种灭火剂，其包含加入了去毒性化合物的氟碘烃，所述氟碘烃包括通式CxFyIz所示的一种或多种氟碘烃，χ为1-3，y为1-7，ζ为1-7，去毒性剂选自萜烯、脂肪酸和维生素。具体来说，根据本发明，所述氟碘烃是C3F7I。或者，同样根据本发明，所述氟碘烃是CF3I。另外，根据本发明，所述去毒性剂的含量为1-5重量％，优选选自d-柠檬烯，β -香茅醇，二聚戊烯，对-枯烯，菔烯，油酸，维生素Ε，更优选是β-菔烯。下面将参照说明性而非限制性的附图揭示本发明，图中-
图1显示了包含不同量的柠檬烯的碘代七氟丙烷的掺混物在灭火过程中形成的氢氟酸的浓度图，-图2显示了包含不同量的油酸的碘代七氟丙烷的掺混物在灭火过程中形成的氢氟酸的浓度图，-图3显示了包含不同量的β-香茅醇的碘代七氟丙烷的掺混物在灭火过程中形成的氢氟酸的浓度图，-图4显示了包含不同量的二聚戊烯的碘代七氟丙烷的掺混物在灭火过程中形成的氢氟酸的浓度图，-图5显示了包含不同量的不同去毒性剂的碘代七氟丙烷的掺混物在灭火过程中形成的氢氟酸的浓度对比图，为了确定尽可能减少灭火反应副产物分解所需的去毒性剂的种类和最优的量，对燃烧的烟中HF的量进行测定。在1立方米的封闭容器内进行测试，所述封闭容器具有厚度为1. 5厘米的聚碳酸酯壁。所述封闭的容器的入口通过前壁，还提供了一个窗口，用来观察容器的内部。将直径10厘米的板置于底面上，容器中央的地板上方15厘米处。对于每次测试， 板中装有20克液体样品，使用天然气本生燃烧器产生的甲烷火焰对该板进行加热。样品和火焰之间的接触时间设定在60秒。在火焰熄灭之后，收集燃烧的烟，使得气流通过具有不同体积的两个玻璃鼓泡器2 小时，进行ISE(离子选择电极)测试。两个鼓泡器都装有包含氢氧化钠的俘获溶液。在移出样品之后，使得气泡静置至少M小时，以确保在取样过程中得到的酸气体被完全中和。然后所得的溶液可以用特定的氟电极进行测试。对相同的样品随后进行三次测量，计算平均测量结果，以确定HF的平均浓度。在实验中，对每种添加剂进行至少三次测试，测定HF浓度的平均值(单位为ppm)， 从而获得HF浓度的报告结果。对纯度100%的碘代七氟丙烷(C3F7I)与以下化合物的掺混物进行测试d_柠檬烯，纯度97%,CAS号5989-27-5 ； β -香茅醇，纯度95%,CAS号106-22-9 ；二聚戊烯，CAS号 138-86-3 ；对-枯烯；β-菔烯；油酸，纯度90%，CAS号112-80-1 ；维生素E ( α -生育酚)，
5CAS 号 59-02-9。该测试的目的是评价所选化合物的酸相对于氟碘烃热分解产物、尤其是氟化氢的清除效果。d-柠檬烯在2 %、3 %和5 %的浓度进行测试。对-枯烯和β -菔烯在1 %的浓度下进行测试。其它的前文所述的化合物在1%、2%和3%的浓度下进行测试，但是维生素E除外，维生素E仅在2%的浓度下进行测试。测试结果显示于表1-7和图1-4。实施例1. C3F7I与d-柠檬烯的掺混物研究了 C3F7I分别与百分比2%、3%和5%的d-柠檬烯的掺混物产生的氢氟酸的浓度。表1显示了进行的每次测试的实验数据以及计算的平均值，图1显示了氢氟酸浓度的相应趋势。表 1
HF 浓度(ppm)测试编号C3F7Id-柠檬烯2%3%5%1135,03108,73127,2995,752129,05196,53121,4982,193190,5361,17平均151,54152,63124,3979,70R效率1,001,010,820,53当柠檬烯的浓度为2%的时候，无法观察到任何除去酸的效果，这是因为在包含柠檬烯或不含柠檬烯的情况下，产生的HF的量或多或少是相同的(Rsw= 1.01 ；该参数代表了相对于纯的碘代七氟乙烷获得的结果，加入的化合物对于除去氟化氢的效率的预测)。当柠檬烯的百分含量增加的时候，HF的浓度减小，当添加剂浓度达到5%的时候， HF的浓度下降到初始值的一半(Rsw= 0. 53)。实施例2. C3F7I与油酸的掺混物研究了 C3F7I分别与百分比1%、2%和3%的油酸的掺混物产生的氢氟酸的浓度。 表2显示了进行的每次测试的实验数据以及计算的平均值，图2显示了火焰中氢氟酸浓度的相应趋势。表2
权利要求
1.一种灭火剂，其包含加入了去毒性化合物的氟碘烃，其特征在于，所述灭火剂包含通式CxFyIz所示的一种或多种氟碘烃，X为1-3，y为1-7，Z为1-7，还包含选自萜烯、脂肪酸和维生素的去毒性剂。
2.如权利要求1所述的灭火剂，其特征在于，所述氟碘烃是C3F7I。
3.如权利要求1所述的灭火剂，其特征在于，所述氟碘烃是CF3I。
4.如以上权利要求中任一项所述的灭火剂，其特征在于，所述去毒性剂的浓度为1-5 重量％。
5.如以上权利要求中任一项所述的灭火剂，其特征在于，所述去毒性剂选自d-柠檬烯，香茅醇，二聚戊烯，对-枯烯，菔烯，油酸，维生素Ε。
6.如权利要求5所述的灭火剂，其特征在于，所述去毒性剂是β-菔烯。
全文摘要
本发明涉及一种灭火剂，其包含加入了去毒性化合物的氟碘烃，所述氟碘烃包括通式CxFyIz所示的一种或多种氟碘烃，x为1-3，y为1-7，z为1-7，所述去毒性剂选自萜烯、脂肪酸和维生素。
文档编号A62D1/00GK102164639SQ200980125879
公开日2011年8月24日 申请日期2009年7月1日 优先权日2008年7月1日
发明者G·英杜维诺 申请人:爆炸安全国际有限公司