CN111375169A - 一种泡沫灭火材料、及其制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种泡沫灭火材料，所述泡沫灭火材料的组成按重量份计，包括以下组分：表面活性剂1份～5份、功能性助剂0份～16份、反光粒子0.01份～0.1份、着色剂0.01份～0.05份和有机载体10份～100份。本发明所述着色剂可以赋予灭火材料良好的光线吸收特性，作为光伏组件灭火材料时，其可以对光线进行吸收，反光粒子可以赋予灭火材料良好的反光效果，将吸收不到的光线进一步反射到空气中，以此隔绝组件的发电来源，解决光伏组件在受到光照后持续发电发热的问题，进而赋予泡沫灭火材料良好的灭火性能。

Description

一种泡沫灭火材料、及其制备方法和用途

技术领域

本发明属于灭火材料领域，具体涉及一种泡沫灭火材料、及其制备方法和用途。

背景技术

随着近几年分布式光伏的快速发展，屋顶用光伏组件已经家喻户晓，但与此同时，一些新的安全隐患也应运而生。光伏组件在使用过程中，如存在材料本身质量问题或者后期运营维护不当带来的自燃风险，例如，外物遮挡造成的热斑，电池片缺陷带来的热斑，传输电路走火等。一旦出现火灾，如不能及时补救，不论是对民用屋顶还是商用屋顶都将带来莫大的损失，因此，光伏组件在使用过程中的防火情况备受关注。

目前市场上的灭火材料种类众多，其中大多灭火材料的残留物对光伏组件具有腐蚀作用，会对环境造成污染；传统的泡沫灭火材料在光伏组件端灭火效果较差，主要因为光伏组件在受到光照后会持续发电发热，给常规的灭火方式带来很大的阻力。

CN108096758A公开了一种蛋白泡沫灭火剂，所述蛋白泡沫灭火剂包括40～60份植物蛋白浓缩液、10～15份混合剂、5～6份增稠剂、0.01～0.05份防腐剂和0.01～0.05份防冻剂。所述泡沫灭火剂不会对环境造成污染，但其应用于光伏组件端灭火效果较差。

CN108853863A公开了一种高倍泡沫灭火剂，所述高倍泡沫灭火剂包括如下组分：12～20份空心玻璃微珠、6～10份硼砂、3～7份环氧树脂、4～8份异氰酸酯、20～35份水、20～40份复合稳泡作用物和15～30份复合包埋物。所述高倍泡沫灭火剂应用于光伏组件端灭火效果较差，并且会对环境造成污染。

CN108553791A公开了一种环保型A类泡沫灭火剂，所述环保型A类泡沫灭火剂是由以下物质组成的：以质量份数计的50～70份溶剂、10～25份的成泡剂、5～10份的甜菜碱、8～12份的防冻剂、1～2份的防腐剂和2～3份的PH调节剂，所述泡沫灭火剂不会对环境造成污染，但其应用于光伏组件端灭火效果较差。

因此，本领域需要开发一种新型泡沫灭火材料，使其具有良好的灭火效果，可以应用于光伏组件灭火，并且不会对环境造成污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种泡沫灭火材料，所述泡沫灭火材料的组成按重量份计，包括以下组分：

本发明所述泡沫灭火材料中着色剂起到吸收光线作用，反光粒子能够反射部分光线，同时添加着色剂和反光粒子，能够最大限度的阻隔太阳光被光伏组件吸收，切断光伏组件的光源，阻止光伏组件继续接受光源进行发电发热，而有机载体作为有机材料能够有效阻隔氧气，切断氧气供应。本发明提供的泡沫灭火材料的组分协同增效，起到对光伏组件有效灭火的效果，本发明所述泡沫灭火材料的光吸收率≥83％，光反射率≥10％，发电效率≤0.2％。

本发明所述泡沫灭火材料中的表面活性剂可以赋予灭火材料良好的发泡效果，并且为可降解表面活性剂，使用后在生物作用下化学键发生断裂分解，生成环境友好型物质，不会对环境造成污染。

本发明采用的表面活性剂、功能性助剂、反光粒子、着色剂和有机载体皆为环境友好型材料，在对光伏组件灭火后，残留物不会对光伏组件材料造成腐蚀，便于光伏组件后续的修补。

优选地，所述表面活性剂为1份～5份，例如2份、3份、4份等。

优选地，所述功能性助剂为0～16份，例如2份、3份、5份、8份、10份、12份、15份等。

优选地，所述反光粒子为0.01份～0.1份，例如0.02份、0.03份、0.04份、0.05份、0.06份、0.07份、0.08份、0.09份等。

优选地，所述着色剂为0.01份～0.05份，例如0.02份、0.03份、0.04份等。

优选地，所述有机载体为10份～100份，例如20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份、90份等。

优选地，所述着色剂为黑色着色剂。

本发明对所述黑色着色剂不做具体限定，只要能将所述泡沫灭火材料着色成黑色，使用时产生的泡沫为黑色，皆可应用于本发明，示例性的为石墨、电木粉和黑色石英砂。

优选地，所述反光粒子为钛白粉。

本发明对所述钛白粉的目数不做具体限定，示例性的为200目、300目和500目，皆可应用于本发明。

优选地，所述表面活性剂包括APG、AEO、AEC和AES中的任意一种或至少两种的组合。

本发明所述APG为烷基糖苷，AEO为脂肪醇聚氧乙烯醚，AEC为醇醚羧酸盐，AES为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠。

优选地，所述有机载体为线型聚硅氧烷。

本发明所述有机载体采用线型聚硅氧烷，其具有良好的耐热性、防水性、化学稳定性和耐候性，成模性好，进而赋予泡沫灭火材料良好的成模性和阻隔氧气的性能，本发明对所述线型聚硅氧烷不做具体限定，示例性的为硅油、硅酮树脂和硅橡胶。

优选地，所述功能性助剂的组成按重量份计，包括以下组分：

防腐剂 0份～1份

成膜剂 0份～15份。

本发明采用的防腐剂可以赋予泡沫灭火材料良好的耐候性。

优选地，所述防腐剂为0份～1份，例如0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份等。

优选地，所述成膜剂为0份～15份，例如11份、12份、13份、14份等。

优选地，所述防腐剂为苯甲酸钠。

优选地，所述成膜剂为醇酯十二。

本发明所述醇酯十二化学名称为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯，采用醇酯十二可以提升泡沫灭火材料的铺展速度，使泡沫灭火材料具有良好的包覆性。

本发明的目的之二是提供一种泡沫灭火材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将配方量的表面活性剂、功能性助剂、反光粒子、着色剂和有机载体混合得到泡沫灭火材料。

优选地，所述混合的时间为1～3h，例如1.2h、1.5h、1.8h、2h、2.5h、2.8h等。

本发明制备过程简单，可工业化生产。

本发明目的之三是提供一种如目的之一所述泡沫灭火材料的用途，所述泡沫灭火材料用于光伏组件灭火。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明所述泡沫灭火材料中着色剂起到吸收光线作用，反光粒子能够反射部分光线，同时添加着色剂和反光粒子，能够最大限度的阻隔太阳光被光伏组件吸收，切断光伏组件的光源，阻止光伏组件继续接受光源进行发电发热，而有机载体作为有机材料能够有效阻隔氧气，切断氧气供应。本发明提供的泡沫灭火材料的组分协同增效，起到对光伏组件有效灭火的效果，本发明所述泡沫灭火材料的光吸收率≥83％，光反射率≥10％，发电效率≤0.2％。

(2)本发明采用的表面活性剂可以赋予灭火材料良好的发泡效果，并且为可降解表面活性剂，使用后在生物作用下化学键发生断裂分解，生成环境友好型物质，不会对环境造成污染。

(3)本发明采用的表面活性剂、功能性助剂、反光粒子、着色剂和有机载体皆为环境友好型材料，在对光伏组件灭火后，残留物不会对光伏组件材料造成腐蚀，便于光伏组件后续的修补。

(4)本发明采用的成膜剂为醇酯十二，可以提升泡沫灭火材料的铺展速度，使泡沫灭火材料具有良好的包覆性。

附图说明

图1是本发明具体实施例1和对比例5得到的泡沫灭火材料光反射率-波长图，图中曲线1为对比例5得到的泡沫灭火材料，曲线2为实施例1得到的泡沫灭火材料；

图2是本发明具体实施例1和对比例3得到的泡沫灭火材料光反射率-波长图，图中曲线1为对比例3得到的泡沫灭火材料，曲线2为实施例1得到的泡沫灭火材料。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

一种泡沫灭火材料的制备方法包括如下步骤：

将3份APG、13份功能性助剂(0.5份苯甲酸钠和12.5份醇酯十二)、0.06份钛白粉、0.03份黑色石英砂和60份硅油混合2h得到泡沫灭火材料。对得到的泡沫灭火材料进行反射率测试，由图1可知，得到的黑色泡沫灭火材料(曲线2)相对于白色的泡沫灭火材料(曲线1)对光的反射性能较差，但其对光的吸收性能好；由图2可知，添加钛白粉的泡沫灭火材料(曲线2)相对于不添加钛白粉的泡沫灭火材料(曲线1)对光线的反光率较高，因黑色材料无法将光线全部吸收，采用具有反光效果的黑色材料，可以将无法吸收的光线进行反射，进而达到组件与光线的隔离最大化。

实施例2

与实施例1的区别在于，黑色石英砂为0.01份。

实施例3

与实施例1的区别在于，黑色石英砂为0.05份。

实施例4

与实施例1的区别在于，钛白粉为0.01份。

实施例5

与实施例1的区别在于，钛白粉为0.1份。

对比例1

与实施例1的区别在于，黑色石英砂为0.005份。

对比例2

与实施例1的区别在于，黑色石英砂为0.06份。

对比例3

与实施例1的区别在于，不添加钛白粉，对得到的泡沫灭火材料进行反射率测试，结果如图2所示，由图可知，不添加钛白粉的泡沫灭火材料(曲线1)相对于添加钛白粉的泡沫灭火材料(曲线2)反光性能较差。

对比例4

与实施例1的区别在于，钛白粉为0.11份。

对比例5

与实施例1的区别在于，将黑色石英砂替换为白色着色剂氧化锌，由图1可知，得到的白色泡沫灭火材料(曲线1)相对于黑色的泡沫灭火材料(曲线2)对光的反射性能强，但是其无法将全部的光线反射出去。

性能测试：

将制备得到的泡沫灭火材料进行如下性能测试：

(1)光吸收率测试：采用紫外分光光度计，测试泡沫灭火材料的光吸收率。

(2)光反射率测试：采用反射率测试仪，测试泡沫灭火材料的光反射率。

(3)发电效率：将得到的泡沫灭火材料覆盖在光伏组件上，测试光伏组件的实际发电效率，取5组测其平均值。

表1

	光吸收率(％)	光反射率(％)	发电效率(％)
				实施例1	86	13	0.1
实施例2	83	13	0.2
				实施例3	85	13	0.1
实施例4	86	10	0.2
				实施例5	85	14	0.1
对比例1	60	13	9
				对比例2	86	13	0.1
对比例3	86	5	1.5
				对比例4	85	14	0.1
对比例5	0	90	10

通过表1可以看出，本发明实施例1-5中得到的泡沫灭火材料，因钛白粉和黑色石英砂的存在，使得泡沫灭火材料具有良好的光吸收性和光反射性，进而使得光伏组件与光线的隔离最大化，光伏组件的发电效率较低，光吸收率≥83％，光反射率≥10％，发电效率≤0.2％。

通过表1可以看出，对比例1相对于实施例1光吸收率较低，发电效率较高，可能是因为对比例1中黑色石英砂含量过小，进而得到的泡沫灭火材料对光线的吸收作用较差，使得光伏组件吸收的光源较多，所以对比例1相对于实施例1光吸收率较低，发电效率较高。

通过表1可以看出，对比例2相对于实施例1-5中，光吸收率、光反射率和发电效率相差不大，说明黑色石英砂含量过多对于光的吸收性已无提升作用，且浪费资源。

通过表1可以看出，对比例3相对于实施例1光反射率较低，发电效率较高，可能是因为对比例3中不添加钛白粉，进而得到的泡沫灭火材料对光线的反射作用较差，使得光伏组件吸收的光源较多，所以对比例3相对于实施例1光反射率较低，发电效率较高。

通过表1可以看出，对比例4相对于实施例1-5中，光吸收率、光反射率和发电效率相差不大，说明钛白粉含量过多对于光的反射性已无提升作用，且浪费资源。

通过表1可以看出，对比例5相对于实施例1光反射率较高，但无光吸收性，且发电效率较高，可能是因为对比例5中将黑色石英砂替换为白色着色剂氧化锌，进而得到的泡沫灭火材料为白色泡沫灭火材料，白色泡沫灭火材料对光无吸收作用，虽然反射性强，但无法将全部的光线反射出去，使得光伏组件吸收的光源较多，所以对比例5相对于实施例1发电效率较高。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种泡沫灭火材料，其特征在于，所述泡沫灭火材料的组成按重量份计，包括以下组分：

2.如权利要求1所述的泡沫灭火材料，其特征在于，所述着色剂为黑色着色剂。

3.如权利要求1或2所述的泡沫灭火材料，其特征在于，所述反光粒子为钛白粉。

4.如权利要求1-3之一所述的泡沫灭火材料，其特征在于，所述表面活性剂包括APG、AEO、AEC和AES中的任意一种或至少两种的组合。

5.如权利要求1-4之一所述的泡沫灭火材料，其特征在于，所述有机载体为线型聚硅氧烷。

6.如权利要求1-5之一所述的泡沫灭火材料，其特征在于，所述功能性助剂的组成按重量份计，包括以下组分：

防腐剂 0份～1份

成膜剂 0份～15份。

7.如权利要求1-6之一所述的泡沫灭火材料，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠；

优选地，所述成膜剂为醇酯十二。

8.一种如权利要求1-7之一所述泡沫灭火材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

将配方量的表面活性剂、功能性助剂、反光粒子、着色剂和有机载体混合得到泡沫灭火材料。

9.如权利要求8所述泡沫灭火材料的制备方法，其特征在于，所述混合的时间为1～3h。

10.一种如权利要求1-7之一所述泡沫灭火材料的用途，其特征在于，所述泡沫灭火材料用于光伏组件灭火。

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