一种含氟灭火剂组合物

一种含氟灭火剂组合物
(一)技术领域
1.本发明涉及一种安全高效的含氟灭火剂组合物。
(二)

背景技术：

2.哈龙灭火剂是一种卤化碳氢化合物的统称。“哈龙”灭火介质由于具有灭火高效、化学性质稳定等优点，而被广泛应用在民航、精密、贵重的火灾场景中。因在分解时卤代烃游离基与臭氧反应，造成严重的环境问题。因此，寻找新一代灭火高效、环境友好的“哈龙”替代产品成为了热点问题。因此一系列的哈龙替代物相继出现。
3.七氟丙烷作为典型的哈龙替代灭火剂，由于其不含有氯或溴，不会对大气臭氧层发生破坏作用且在释出后不会留下残余物或油渍，广泛的应用于精密电子设备及贵重物品的灭火场景中；但在常温常压下作为气体灭火剂仍需要封装在压力容器中进行运输，不方便且存在一定的安全隐患。
4.对比哈龙灭火剂七氟丙烷灭火剂的灭火效率仅能达到哈龙灭火剂的二分之一，灭火效果并不理想且灭火过程中容易产生具有刺激性腐蚀性的hf气体，对灭火现场人员的生命安全存在危害。
5.综上所述，七氟丙烷在常温常压下为气体，在运输过程中存在安全隐患，且七氟丙烷灭火剂的灭火效果比起传统的哈龙灭火剂并无优势，灭火过程中产生的有害气体对现场人员的生命安全也会造成危害，这些缺陷对于哈龙替代灭火剂的推广使用而言是十分不利的。
(三)

技术实现要素：

6.针对上述现有的技术问题，本发明提供了一种含氟灭火剂组合物，在增强七氟丙烷灭火剂稳定性使其更方便运输的同时，进一步的降低其灭火浓度提高了灭火效率，从而达到对现有七氟丙烷灭火剂的优化效果。
7.本发明采用的技术方案是：
8.一种含氟灭火剂组合物，由质量组成如下的组分组成：
9.七氟丙烷
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40～60份
10.灭火助剂
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30～40份
11.稳定剂
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10～20份；
12.所述灭火助剂为下列之一或其中两种以上的混合物：2-btp、全氟三乙胺、三氟甲烷、五氟乙烷、六氟丙烷。
13.所述稳定剂为下列之一或其中两种以上的混合物：全氟三丙胺、全氟三丁胺、六氟丙烯二聚体、六氟丙烯三聚体。
14.优选的，所述灭火助剂为2-btp或全氟三乙胺；本发明优选的灭火助剂在常温常压下均为液体，与七氟丙烷具有较好的相溶性能形成较为稳定的共沸混合物，且具有优秀的化学灭火效果，在灭火过程中能产生大量的含f活性自由基去消耗火焰燃烧所必须的h
·
oh
·
和o
·
自由基从而提高了七氟丙烷灭火剂的灭火效果。
15.更为优选的，所述灭火助剂为全氟三乙胺。
16.优选的，所述稳定剂为全氟三丙胺或全氟三丁胺；本发明优选的稳定剂与上述共沸混合物根据相似相溶原理具有极好的溶解性且性质稳定，在灭火的高温环境中也能提供一定的活性自由基参与到灭火反应中，对于含氟灭火剂组合物整体的稳定性与灭火效果都有提升作用。
17.更为优选的，所述稳定剂为全氟三丁胺。
18.优选的，所述灭火剂组合物由质量组成如下的组分组成：
19.七氟丙烷
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45％～55％
20.全氟三乙胺
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35％～39％
21.全氟三丁胺10％～16％。
22.或者，所述灭火剂组合物由质量组成如下的组分组成：
23.七氟丙烷
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45％～55％
24.2-btp
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35％～39％
25.全氟三丁胺
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10％～16％。
26.或者，所述灭火剂组合物由质量组成如下的组分组成：
27.七氟丙烷
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45％～55％
28.全氟三乙胺
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
35％～39％
29.全氟三丙胺
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10％～16％。
30.或者，所述灭火剂组合物由质量组成如下的组分组成：
31.七氟丙烷
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
45％～55％
32.2-btp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
35％～39％
33.全氟三丙胺
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
10％～16％。
34.所述灭火剂组合物制备方法如下：七氟丙烷常温略高于常压(126～151kpa)条件下与灭火助剂充分接触混合形成共沸混合物，接着将上述共沸混合物与稳定剂混合均匀，即得到所需灭火剂组合物，储存时需压力容器加压封存。
35.本发明的有益效果主要体现在：本发明灭火剂组合物利用了七氟丙烷与全氟三乙胺常温稍加压力下可以形成较为稳定的共沸混合物且全氟三乙胺具有优秀的化学灭火效果的特性，为了进一步稳定所得到的共沸混合物加入了性质稳定且相容性好的全氟三丁胺作为稳定剂，三者以上述比例混合后不仅将原本气态的七氟丙烷转化成了更稳定方便运输的液态含氟灭火剂组合物，而且大大降低了七氟丙烷灭火剂的灭火浓度提升了灭火效率，具有较好的应用前景。
(四)具体实施方式
36.下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
37.实施例1：
38.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
39.七氟丙烷：45％全氟三乙胺：39％全氟三丁胺：16％
40.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂全氟三乙胺充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物(储存时需压力容器加压封存，下同)。
41.实施例2：
42.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
43.七氟丙烷：50％全氟三乙胺：36％全氟三丁胺：14％
44.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂全氟三乙胺充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
45.实施例3：
46.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
47.七氟丙烷：55％全氟三乙胺：33％全氟三丁胺：12％
48.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂全氟三乙胺充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
49.实施例4：
50.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
51.七氟丙烷：45％2-btp：39％全氟三丁胺：16％
52.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂2-btp充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
53.实施例5：
54.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
55.七氟丙烷：50％2-btp：36％全氟三丁胺：14％
56.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂2-btp充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
57.实施例6：
58.七氟丙烷：55％2-btp：33％全氟三丁胺：12％
59.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂2-btp充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
60.实施例7：
61.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
62.七氟丙烷：45％全氟三乙胺：39％全氟三丙胺：16％
63.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂全氟三乙胺充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
64.实施例8：
65.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
66.七氟丙烷：50％全氟三乙胺：36％全氟三丙胺：14％
67.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂全氟三乙胺充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
68.实施例9：
69.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
70.七氟丙烷：55％全氟三乙胺：33％全氟三丙胺：12％
71.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂全氟三乙胺充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
72.实施例10：
73.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
74.七氟丙烷：45％2-btp：39％全氟三丙胺：16％
75.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂2-btp充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
76.实施例11：
77.一种含氟灭火剂组合物，各组分按重量百分比计：
78.七氟丙烷：50％2-btp：36％全氟三丙胺：14％
79.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂2-btp充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
80.实施例12：
81.七氟丙烷：55％2-btp：33％全氟三丙胺：12％
82.七氟丙烷在常温略高于常压(130kpa)条件下先与灭火助剂2-btp充分接触混合形成共沸混合物，再将上述共沸混合物与稳定剂全氟三丁胺混合均匀即得到所需灭火剂组合物。
83.对比例1：
84.七氟丙烷：100％。
85.下面通过杯式燃烧法对上述灭火剂组合物的最低灭火浓度进行测试。
86.将正庚烷倒入干燥塔中，连接干燥塔与燃烧杯将正庚烷导入杯中，调节液面与杯顶5mm～10mm。打开空气钢瓶，调节空气流量稳定在30l/min；点燃燃料，并预燃60s，在此期间将杯中的燃料液位调节至距杯顶1mm内；开始将实施例1～12中的灭火剂组合物通过蠕动泵分别通入油浴锅管路中(对比例1中使用七氟丙烷气瓶代替蠕动泵输送)，油浴锅温度设置为130℃使充分气化，并逐渐增加灭火剂流量，直至在该流量下1min内火焰熄灭，记录灭火剂流量及灭火时间，增加蠕动泵转速会增加灭火剂浓度，操作时注意这一增加量不要超过先前浓度的2％；下步实验前，应及时清除杯中燃料及附在杯上的残留物及烟黑。重复2次上述操作根据三次实验平均值，分别计算实施例1～12及对比例1中的灭火浓度：
87.灭火浓度计算公式：
[0088][0089]
式中：c为含氟灭火剂组合物灭火时的体积分数，即灭火浓度；
[0090]
v为含氟灭火剂组合物气化后的体积流量，l/min；
[0091]vair
为空气的体积流量，l/min。
[0092]
实验结果见表1：
[0093]
表1
[0094][0095][0096]
由表1数据可知，对比对比例1与实施例1～12可知通过加压混合得到的含氟灭火剂组合物其灭火浓度由7.59％最低降低到了4.23％降幅达到了40％以上，这就表明了随着灭火助剂与稳定剂的加入七氟丙烷灭火剂的灭火效果得到了极大的提升；实施例1～3与实施例4～6相比可发现加入灭火助剂选用全氟三乙胺对灭火浓度的降低效果要优于2-btp，这是由于全氟三乙胺与七氟丙烷的相容性更好因此混合制得的灭火剂组合物具有更好的协同作用；实施例1～3与实施例7～9对比可发现稳定剂选用全氟三丁胺灭火效果会优于全氟三丙胺，其原因是全氟三丁胺在高温下更易裂解会产生更多的活性自由基参与到灭火反应中。