无氟易降解型添加剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及灭火技术领域，尤其涉及一种无氟易降解型添加剂及其制备方法和应 用。
【背景技术】
[0002] 自美国与1996年发布了世界上第一个细水雾灭火系统的设计标准 (NFPA750-1996)后，细水雾灭火技术因其具有高效、稳定、清洁等特点，作为新一代灭火技 术，逐渐替代灭火产品"哈龙"，并且得到大力推广。2001年8月，中国公安部消防局发布了 公消[2001]217号文，该文规定在我国可以使用高压细水雾等作为"哈龙"替代品。目前细 水雾灭活技术已经逐渐走向应用阶段。
[0003] 由于细水雾的灭火机理主要是表面冷却、室息、辐射热阻隔和浸湿作用，因此其灭 火性能需要低于"哈龙"和其他化学灭火介质。根据国内外火灾科学界的研究表明，在细水 雾中加入添加剂可以大大提高其灭火性能。因此，研发清洁环保、安全可靠的高效细水雾添 加剂成为细水雾灭火技术领域的迫切需求。
[0004] 现有细水雾添加剂大致分为两类：第一类为无机盐类添加剂，以水溶性的碱金属 盐和碱土金属盐为主，包括 KHC03、K2C03、NaHC03、Na 2C03、NaCl、KCl、LiCl、0&(：12等。该类添 加剂主要通过金属元素捕捉燃烧链反应过程中的氢、氧、羟等自由基而使燃烧反应中断，因 此可以有效提高细水雾的灭火效率。但由于金属离子的电离作用，不仅会对存储设备造成 腐蚀，还会对火灾现场的精密仪器和其他金属设备造成损害，因此应用范围受到很大限制。
[0005] 第二类为可以改变细水雾粘性的有机类添加剂，主要有含氟表面活性剂和粘性调 节剂组成。由于此类添加剂不具有化学灭火作用，故对细水雾的灭火效率提高不多。其核 心组分氟碳表面活性剂可分解成全氟辛烷磺酸盐或类似物。这是一类具有全身多脏器毒性 的环境污染物，且持久性极强，是最难分解的有机污染物之一，并具有远距离环境传输的能 力，污染范围极广，扩散在环境中，长时间被残留，可能会带来与含氯氟烃、含溴氟烃相似的 对环境的破坏。国际上已有相关法律文件对氟碳表面活性剂的使用进行了限制。
[0006] 专利号为 CN1634622A、 CN101214411A、 CN101020108A、 CN102029040A、 CN102657924B及CN103111036A的专利均公布了与细水雾添加剂有关的技术方案，不过这 些专利的技术方案均采用了上述两类添加剂中的某些物质或两类物质进行复合，因此，不 可避免的也存在上述局限性。
【发明内容】
[0007] 本发明实施例提供一种无氟易降解型添加剂及其制备方法，目的在于克服上述现 有细水雾灭火技术中无机盐类添加剂存在的腐蚀存储设备、损害灭火现场精密仪器及其他 金属设备或有机类添加剂易污染甚至破坏环境等问题。
[0008] 本发明实施例的另一个目的，在于提供该无氟易降解型添加剂的应用。
[0009] 为了达到上述发明的目的，本发明提供的实施例采用的技术方案如下：
[0010] 一种无氟易降解型添加剂，由如下重量百分比的配方组分组成：
[0012] 以及，一种无氟易降解型添加剂的制备方法，包括如下步骤：
[0013] 按照上述本发明无氟易降解型添加剂配方分别称取所述表面活性剂、有机溶剂、 抗烧剂、碱金属盐和水；
[0014] 将称取的所述表面活性剂、所述有机溶剂及所述抗烧剂进行混料处理，获得A组 分；
[0015] 将称取的所述碱金属盐与所述水进行混料处理，获得B组分；
[0016] 将获得的所述A组分和所述B组分进行混料处理。
[0017] 以及，本发明无氟易降解型添加剂或由本发明无氟易降解型添加剂制备方法制备 的无氟易降解型添加剂在细水雾灭火中的应用。
[0018] 上述实施例的无氟易降解型添加剂，采用表面活性剂、有机溶剂、抗烧剂和碱金属 盐为主要原料，产品清洁无污染，表面活性剂具有增大表面张力或黏度的作用，能有效稀释 火场周围氧气及可燃气体的浓度，并且形成在可燃物表面形成水膜或泡沫覆盖层，灭火性 能优越。
[0019] 采用上述实施例的无氟易降解型添加剂的制备方法进行无氟易降解型添加剂的 制备，无需过滤等，无三废产生，制得的无氟易降解型添加剂体系稳定，不出现聚沉、悬浮物 或分层等现象，既能够手工操作，又可以自动化生产，工艺简单，生产效率高。
[0020] 上述实施例的无氟易降解型添加剂或由上述制备方法制备的无氟易降解型添加 剂，作为细水雾灭火的添加剂，不腐蚀存储设备、用于灭火现场，不腐蚀现场精密仪器且容 易降解，对人体无毒无害，对环境无污染；可提高雾滴在灭火过程中的穿透力，使雾化更加 均匀，进而有效稀释火场周围氧气和可燃气体的浓度，还能在可燃物表面形成水膜或泡沫 覆盖层，使燃烧物与氧气隔离，达到快速灭火的目的，灭火效果明显。
【具体实施方式】
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0022] 本发明实施例提供一种无氟易降解型添加剂，该无氟易降解型添加剂由如下重 量百分比的配方组分组成：
[0023] CN 105126290 A 说明书 3/7 页
[0024] 其中，在任一实施例中，表面活性剂在配方组分中应当具有能够改变溶液的表面 张力或黏度改变细水雾的雾化效果，增强雾滴在火场中的穿透能力，并能够稀释火场周围 氧气和可燃气体浓度，且多种表面活性剂进行混合复配使用时，可在燃烧物表面形成水膜 或泡沫覆盖层，将燃烧物与氧气隔离。优选地，表面活性剂为含硅表面活性剂、碳氢表面活 性剂中的至少一种。
[0025] 在一具体实施例中，含硅表面活性剂是分子式为
[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 中的至少一种；
[0031] 其中，η = 6-12。
[0032] 在一具体实施例中，碳氢表面活性剂是分子式为
[0033] R-C6H4-SO3Na、
[0034] R-SO3Na、
[0035] R-CH = CH-CH2SO3Na、
[0036] ROSO3Na、
[0037] RNH2-CH2CH2COo 及 CH,
[0038] I- -CW1(X)C)中的至少一种； CH,
[0039] 其中，R是C12~C 18的烷基链。
[0040] 除上述含硅、碳氢两类表面活性剂同类之间的混合使用，也可以是含硅表面活性 剂与碳氢表面活性剂共同混合使用。
[0041] 上述含硅或碳氢表面活性剂作为无氟易降解型添加剂的配方组分，可通过改变溶 液表面张力或粘度改变细水雾的雾化效果，增强雾滴在火场的穿透能力，同时使雾化更加 均匀，有效稀释火场周围的氧气和可燃气体浓度。更重要的是，上述两类表面活性剂混合复 配或同类表面活性剂混合复配后作为无氟易降解型添加剂的配方组分，可在燃烧物表面形 成水膜或泡沫覆盖层，使燃烧物与氧气隔离，达到快速灭火的目的；同时抗复燃能力强，对 快速扑灭B类火效果显著，产生的泡沫极易破碎消失，因此对灭火现场无污染。
[0042] 在任一实施例中，有机溶剂在无氟易降解型添加剂的配方组分中，应当具有提高 其他各组分溶解度和互溶性的作用。在一实施例中，有机溶剂为乙二醇、丙三醇、异丙醇、正 丁醇或异丁醇中的至少一种，这几类有机溶剂可提高无氟易降解型添加剂中其他组分物质 的溶解度和互溶性，增加覆盖层的稳定性，达到降低添加剂凝固点的作用，进而有效提高细 水雾的抗冻能力，并且不易燃，也不助燃。
[0043] 在任一实施例中，抗烧剂为黄原胶、阻燃尿素中的至少一种。黄原胶或阻燃尿素或 者黄原胶和阻燃尿素两者的混合物在无氟易降解型添加剂的配方组分中，具有增强表面活 性剂覆盖层对可燃物的密封性能，提高覆盖层的抗烧特性，同时增强覆盖层的稳定性。特别 地，阻燃尿素中含有通过相变和热解吸热的组分，能有效降低火焰及燃烧物的温度，从而阻 碍火焰烘烤火场可燃物质引起火情快速蔓延，也使得火场可燃物燃烧速度得以延缓。
[0044] 在任一实施例中，碱金属盐为乳酸钠、乳酸钾、醋酸钠、醋酸钾、苯甲酸钠、山梨酸 钾中的至少一种。乳酸钠、乳酸钾、醋酸钠、醋酸钾、苯甲酸钠、山梨酸钾中任何一种或几种 混合与燃烧物燃烧的链式反应产生的活性自由基发生链的终止反应，使燃烧物的燃烧链中 断。更重要的是，所述的碱金属盐均为有机盐，在水溶液中不易发生电离，覆盖于火场中的 金属设备时不易造成点腐蚀，从而使得无氟易降解型添加剂腐蚀性远低于含无机盐类添加 剂。更重要的是，苯甲酸钠或山梨酸钾还是优质的防腐剂，在无氟易降解型添加剂中可有 效抑制微生物的生长，可极大的延长无氟易降解型添加剂的保存有效期，从而延长使用期 限而不容易发生腐蚀变质。含苯甲酸钠或山梨酸钾的无氟易降解型添加剂喷洒于火灾现场 时，也有一定抑菌效果，细菌不容易生长，使得火灾过后的金属物品也不容易发生微生物腐 蚀。
[0045] 上述表面活性剂、有机溶剂、抗烧剂及碱金属盐作为无氟易降解型添加剂的重要 组分，四者相