CN112156415A

CN112156415A - 一种基于温敏性高分子材料的灭火剂

Info

Publication number: CN112156415A
Application number: CN202011184806.2A
Authority: CN
Inventors: 罗行; 易强
Original assignee: Xiangtan Shengda Fire Fighting Technology Co ltd
Current assignee: Xiangtan Shengda Fire Fighting Technology Co ltd
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-01-01

Abstract

本发明公开了一种基于温敏性高分子材料的灭火剂，按照质量百分比计，所述灭火剂包括3‑10％温敏性高分子材料、1‑6％表面活性剂、2‑10％阻燃剂、5‑12％防冻剂、0.1％‑0.5％防腐防霉剂和余量水；其中，所述温敏性高分子材料选自聚N‑异丙基丙烯酰胺、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟基丙基纤维素或聚N,N‑二乙基丙烯酰胺中的一种或几种。本发明解决了现有技术中吸水性树脂吸水速度慢，吸水后粘度不大，保水效果不好，堵塞消防装置管道以及储存稳定性不好等问题。

Description

一种基于温敏性高分子材料的灭火剂

技术领域

本发明涉及一种灭火剂，具体涉及一种基于温敏性高分子材料的灭火剂。

背景技术

火灾是人类的一大公敌，世界上无时不刻在发生火灾。一般地区水资源比较丰富，且利用方便，并且水有着较大的热容，能够起到很好的冷却作用。所以水在消防领域的用处是显而易见的。但是水也有自身的缺陷，比如水的粘度很小，流动性强，停留在物体表面的时间短，水在遇到大火的时候容易蒸发损失，难以到达燃烧物的表面，且在森林，草原，山地等水资源缺少的地区，水的灭火作用更加捉襟见肘。于是，有人发明了许多保水节水型灭火剂。如在水中添加增稠剂和吸水性聚合物，增加水在物体表面的停留时间；在水中添加表面活性剂，使之成膜从而起到良好的覆盖作用，有效提高了保水灭火性能，并可节省水资源。但是大部分增稠剂或者吸水性聚合物溶胀和溶解都需要一个时间过程，应用在现有的消防装备中时，管道输运的时间不足以充分溶解和吸收水分，灭火效果将大打折扣；且通过稀释侯的水凝胶的粘度变化很小，粘附和覆盖的效果有限；另外吸水树脂粉末在吸水溶胀后会变大，很有可能堵塞管道，造成消防装置的堵塞。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于温敏性高分子材料的灭火剂，旨在解决现有技术中吸水性树脂吸水速度慢，吸水后粘度不大，保水效果不好，堵塞消防装置管道以及储存稳定性不好等问题。

本发明的技术方案：

本发明提供了一种基于温敏性高分子材料的灭火剂，由质量百分比为以下的组分组成：3-10％温敏性高分子材料、1-6％表面活性剂、2-10％阻燃剂、5-12％防冻剂、0.1％-0.5％防腐防霉剂和余量水。

所述温敏性高分子材料为聚N-异丙基丙烯酰胺、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟基丙基纤维素或聚N,N-二乙基丙烯酰胺中的一种或几种。

优选的方案中，所述温敏性高分子材料的数均分子量范围为50k-500k。

优选的方案中，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、季铵化物、卵磷脂、甜菜碱、脂肪酸甘油脂、脂肪酸山梨坦(司盘)、咪唑啉表面活性剂、烧基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、聚氧乙烯失水山梨醇酐脂肪酸脂(吐温)或含氟表面活性剂中的一种或一种以上。

优选的方案中，所述阻燃剂选自聚磷酸铵、尿素、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸铵、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钠或碳酸钠中的一种或一种以上。

优选的方案中，所述防冻剂选自乙醇、乙二醇、丙二醇或丙三醇中一种或一种以上。

优选的方案中，所述防腐防霉剂选自苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、肉桂醛、苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、α-聚赖氨酸或乳酸链球菌素Nisin中的一种或一种以上。

优选地：

所述温敏性高分子材料的质量百分比为4％-8％；

所述表面活性剂的质量百分比为3％-6％；

所述阻燃剂的质量百分比为4％-8％；

所述防冻剂的质量百分比为8％-12％；

所述防腐防霉剂的质量百分比为0.2％-0.3％。

本发明的有益效果

本发明提供的一种基于温敏性高分子材料的灭火剂，将所述温敏性高分子材料溶于水中，在较低温度时(＜50℃)，其与水呈现出均相的水溶液状态，用水稀释后粘度较低，可以在消防管道中流畅输运，水溶液喷射到燃烧物表面时，吸收热量后又会迅速形成含水凝胶覆盖于燃烧物表面，隔绝空气，并冷却受热物体，使其相对现有的水和树脂能更有效地扑灭多类火灾。

本发明的灭火剂在燃烧物表面吸收热量，当温度达到相变点迅速形成凝胶覆盖于燃烧物表面，锁住水分冷却受热物体，并隔绝空气，使燃烧窒息，能有效地扑灭多类火灾。

本发明选取的温敏性高分子材料在与水混合时，在室温时呈现均相的水溶液状态，当温度升高到50℃以上时，如甲基纤维素会与水发生相分离，迅速形成凝胶状态，用其代替现有的增稠剂和吸水性树脂，可以有效解决现有技术中存在的问题。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合实施例来进行说明：

实施例1

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：甲基纤维素3.63％(分子量＝100k)，乙二醇8.6％，碳酸氢钾4.29％，甜菜碱3.96％，苯甲酸钠0.2％，余量水。本实施例中灭火剂的主要成分是甲基纤维素，甲基纤维素溶于水中，受热后温度升高，甲基纤维素水溶液迅速变成不流动的水凝胶，锁住水分和形成致密覆盖层。

为此设计了实验模型，将一块表面光滑、洁净的烧红铁板(600-900℃，接近火场温度)90°垂直放置，使用本配方的灭火剂与水按照3：97(3％型)稀释成32.3倍后喷射在铁板上，观察其成膜流动性，结果证明稀释液在铁板表面迅速形成了稳定的水凝胶膜，将水包裹基本不流动，这样就可以快速降温并隔绝空气使火窒息。

实施例2

使用实施例1配方的灭火剂，使用时灭火剂与水按3:97的体积比例混合装于手提式灭火器内，喷射到燃烧物上实施灭火。混合液灭1A标准木垛火的时间为10-12秒，与进口灭火剂和国内水成膜泡沫灭火剂相比，本发明的灭火剂按照上述已定比例稀释得到灭火剂预混液用量为进口灭火剂的1/2，为国内水成膜灭火剂的1/4，且控火灭火时间远比对比的两种灭火剂要短。

实施例3

使用实施例1配方的灭火剂，使用时灭火剂与水按6:94的体积比例混合装于手提式灭火器内，提高灭火剂有效含量，灭55B油火的时间为16-18秒，与进口灭火剂和国内水成膜泡沫灭火剂相比，本发明的灭火剂按照上述已定比例稀释得到灭火剂预混液用量为进口灭火剂的1/3，为国内水成膜灭火剂的1/5，且控火灭火时间远比对比的两种灭火剂要短。

实施例4

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：甲基纤维素8.91％(分子量＝100k)，乙二醇10％，碳酸氢钾7.62％，甜菜碱5.94％，苯甲酸钠0.3％，余量水。将上述配方与水按照2：98比例混合(2％型)，装于手提式灭火器中，实施灭火试验。本配方灭火剂有效成分与上述实施例1-3一样，性能也基本一致，均为高效廉价。

实施例5

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：甲基纤维素8.91％(分子量＝200k)，乙二醇10％，碳酸氢钾7.62％，甜菜碱5.94％，苯甲酸钠0.3％，余量水。将上述配方与水按照1：99比例混合(1％型)，装于手提式灭火器中，实施灭火试验。本配方灭火剂有效成分与上述实施例1-3一样，性能也基本一致，均为高效廉价。

对比例1

对比基于其他温敏性高分子材料的灭火剂灭火性能。本配方在实施例1的基础上，用羟丙基甲基纤维素代替甲基纤维素，其他成分和含量不变。将上述配方与水按照3：97比例混合(3％型)，装于手提式灭火器中，实施灭火试验。本配方灭火剂有效成分与上述实施例1-3一样，性能也基本一致，均为高效廉价。

对比例2

对比现有的增稠型水系灭火剂灭火性能。用没有温敏性的水溶性高分子聚吡咯烷酮代替甲基纤维素，其他成分和含量不变。将上述配方与水按照3：97比例混合(3％型)，装于手提式灭火器中，实施灭火试验。灭火方式与实施例2和3保持一致，结果发现，基于聚吡咯烷酮的增稠型水系灭火剂稀释后只能小幅度增加水的粘度，效果并不明显，无法扑灭55B油火，扑灭1A标准木垛火的时间增加到22-23s。

应当说明的是，本发明的典型应用不限于灭火剂本身，在本领域的其他类似领域也可以使用本发明的技术方案。上述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的思路和原则只能所作的任何修改、等同替换和修改等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于，按照质量百分比计，所述灭火剂包括3-10％温敏性高分子材料、1-6％表面活性剂、2-10％阻燃剂、5-12％防冻剂、0.1％-0.5％防腐防霉剂和余量水；

其中，所述温敏性高分子材料选自聚N-异丙基丙烯酰胺、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟基丙基纤维素或聚N,N-二乙基丙烯酰胺中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于：所述的温敏性高分子材料的数均分子量为50k-500k。

3.根据权利要求1所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、季铵化物、卵磷脂、甜菜碱、脂肪酸甘油脂、脂肪酸山梨坦(司盘)、咪唑啉表面活性剂、烧基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、聚氧乙烯失水山梨醇酐脂肪酸脂(吐温)或含氟表面活性剂中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于：所述阻燃剂选自聚磷酸铵、尿素、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸铵、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钠或碳酸钠中的一种或一种以上。

5.根据权利要求4所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于，所述防冻剂选自乙醇、乙二醇、丙二醇或丙三醇中一种或一种以上。

6.根据权利要求1所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于：所述防腐防霉剂选自苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、肉桂醛、苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、α-聚赖氨酸或乳酸链球菌素Nisin中的一种或一种以上。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于，所述温敏性高分子材料的质量百分比为4％-8％。

8.根据权利要求1-6任一项所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于，所述表面活性剂的质量百分比为3％-6％。

9.根据权利要求1-6任一项所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于，所述阻燃剂的质量百分比为4％-8％。

10.根据权利要求1-6任一项所述的基于温敏性高分子材料的灭火剂，其特征在于，所述防冻剂的质量百分比为8％-12％；所述防腐防霉剂的质量百分比为0.2％-0.3％。