CN1218702A - 六氟化硫用作灭火剂及其灭火剂组合物 - Google Patents

Abstract

本发明是将化合物六氟化硫作为灭火剂使用,以提供高效的灭火组合物,该灭火组合物由六氟化硫以任何比例,与具有化学通式CaHbFcCldIe(其中b+c+d+e=2a+2或=2a)的化合物混合,具有优良的综合性能,既能达到消防灭火的目的,又能保护人类赖以生存的地球臭氧层,并具有高效低廉的特点,适用扑灭不同场合不同性质的火灾。

Description

六氟化硫用作灭火剂及其灭火剂组合物

本发明属于灭火剂领域，尤其涉及化合物六氟化硫作为灭火剂及其灭火剂组合物。

含溴的卤代烷哈龙灭火剂是一种广为应用的高效灭火剂，但近年来的科学研究表明，哈龙的化学稳定性非常好，一直上升到地球的同温层时，才光解成为氧基、溴基等，这些基团具有严重地破坏人们赖以生存的地球臭氧层的能力，科学界用一个值来定义这些物质对臭氧的破坏程度，这个值称为破坏臭氧潜能值(简称：ODP)，哈龙比一般的氟氯烷烃(简称：CFC)破坏臭氧潜能值要大的多，其危害的程度也就更甚。

由于地球臭氧层遭到破坏，使得地球表面上的辐射强度增加，造成了皮肤癌、白内障，抑制人类免疫***，农作物损害、水灾等发生机率增加。经过多年来科学界的激烈争论，其危害终于取得了世界范围的共识，《蒙特利尔议定书》的签订就是这种共识的体现。

目前，哈龙灭火剂已在发达国家停止生产，并禁止在非必要的场合的使用，发展中国家也已制订了淘汰计划，并已经在逐步实施。全世界的科学家都在不懈的努力、开发研究合适的哈龙灭火剂替代物，如中国专利申请CN1051126、CN1056254、CN1054544等均介绍了不含溴的灭火剂组合物。综合分析世界发达国家的发明，主要为四大类：全氟碳氢化合物(简称：FC)、含碘化合物(简称：IC)及惰性气体和水雾。全氟碳氢化合物成本偏高，且在大气中不会分解，引起大气变暖的环境问题；含碘化合物生产成本很高，其毒性也偏高；惰性气体灭火性能较差，且附加设备投资高；水雾不适用一些精密设施的灭火，易造成灭火后的局部污染。因此，至今尚未发明理想的哈龙灭火剂替代物。

本发明的目的就是提供一种新的灭火剂替代物，以其既能达到消防灭火的目的，又能保护人类赖以生存的地球臭氧层，并具有高效价廉的特点，适用扑灭不同场合不同性质的火灾。

本发明是将化合物六氟化硫作为灭火剂使用，以提供高效的灭火组合物，该灭火组合物由六氟化硫以任何比例，与具有化学通式C_aH_bF_cCl_dI_e(其中b+c+d+e=2a+2或=2a)的化合物混合，具有优良的综合性能。

抑制燃烧有两种途径，一种是物理方法，一种是化学方法。物理方法是通过分子的吸热来使可燃材料的温度低于点火温度。化学方法则是通过灭火剂的作用使得燃烧传导的连锁反应得以中止。实验证明，高纯的六氟化硫具有很好的灭火性能，在灭火时能分解产生捕捉化学基的基团，因此可作为灭火剂使用；另一方面，椐有关权威环保专家Babson提出的ODP值模型分析，卤代烷烃在碳原子上的氢原子被溴、氯原子所全部置换，其ODP值就高，若剩有一个氢原子未置换，则ODP值大幅降低，若碳原子上仅含有氢或氟原子，ODP值为零，显然SF₆的ODP值为零，其破坏臭氧潜能值可忽略不计，不会对环境产生不利影响。

本发明还涉及含有六氟化硫的灭火组合物，由六氟化硫以任何比例，与具有化学通式C_aH_bF_cCl_dI_e(其中b+c+d+e=2a+2或=2a)的化合物混合而成，通过组合，可优化六氟化硫的物理特性，以取得最大效能。通式化合物C_aH_bF_cCl_dI_e的较佳选择为CH₂F₂、CHF₃、CHF₂CHF₂、CH₂FCF₃、CHF₂CF₃、CHF₂CHFCF₃、CH₂=C(CF₃)₂、CF₃CHFCF₃、CHF₂CF₂CF₃、CF₄、CF₃CF₃、CF₃CF=CF₂、CF₃CF₂CF₃、C₄F₈、CHClFCF₃、CHCl₂CF₃、CHClFCClF₂、CF₃I、C₂F₅I，但不限于此。

本发明的灭火剂组合物，还可与惰性气体混合使用，以取得更佳的灭火性能，因为惰性气体可以使组合物在灭火时，较集中的到达燃烧中心，且较均匀的分布，从而达到物理、化学的双重灭火效能。惰性气体的较佳选择为氮气(N₂)、氩气(Ar)及二氧化碳(CO₂)，但不限于此。

本发明的灭火剂组合物通过对混合比例的调整，达到干粉、泡沫灭火剂的推动压力，可作为干粉、泡沫灭火剂的推动剂，它不仅能提高其灭火效果，还可扩大它的灭火适用场合，以适用扑灭不同场合不同性质的火灾。其中干粉与泡沫的较佳选择为碳酸氢钠干粉、碳酸氢钾干粉、氯化钾干粉、硫酸钾干粉、氨基干粉和蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、抗溶泡沫。

本发明的灭火剂组合物采用液相混合，取得不同的共沸或近共沸的混合物，达到高效价廉的目的。根据不同的场合、不同的火灾对组合物的蒸汽压有效性与储存容器和运输***的相容性、药剂用量成本、毒性等予以优化设计，使这些组合物提供协同作用，达到较线性预测更佳的灭火效应。对于灭火设备，可以通过各种优化选择，使原来的灭火设备的改变降至最低，甚至可能采用原来的灭火设备。

本发明的灭火剂组合物可代替现存的哈龙灭火剂，适合局部或封闭场所的灭火。

本发明的灭火组合物具有以下的有益效果：

1．有效：可迅速扑灭不同场合不同性质的各种火灾；

2．生产成本和使用成本低；

3．对环境无害：SF₆的ODP值为零，通式化合物C_aH_bF_cCl_dI_e较佳选择的混合成分其ODP值见下表：

氟里昂代号    分子式          ODP

SHF            SF₆           0

HFC-32         CH₂F₂        0

HFC-23         CHF₃          0

HFC-134        CHF₂CHF₂     0

HFC-134a       CF₃CH₂F      0

HFC-125        CHF₂CF₃      0

HFC-236fa      CHF₂CHFCF₃   0

HFC-1336       CH₂=C(CF₃)₂ 0

HFC-227ea      CF₃CHFCF₃    0

HFC-227ca      CHF₂CF₂CF₃  0

FC-14          CF₄           0

FC-116         CF₃CF₃       0

FC-1216        CF₃CF=CF₂    0

FC-218         CF₃CF₂CF₃   0

FC-C318        C₄F₈         0

HCFC-124       CHClFCF₃      0.013

HCFC-123       CHCl₂CF₃     0.013

HCFC-123a      CHClFCClF₂    0.013

HIFC-1311      CF₃I          0

HIFC-115I1     C₂F₅I        0

由上表可看出，所选择的化合物C_aH_bF_cCl_dI_e其ODP值也基本可忽略不计，因此本发明的灭火组合物对环境无害。

4．低毒：所涉及的灭火剂组合物显示低毒性，这与其组分的分子结构有关，由于氟原子是电负性最强的元素，所以使组分表现出低反应性，同时表现出高稳定性和低毒性，毒性按老鼠暴露于该环境下4小时后的LC50(半致死浓度)计量，组合物的组分毒性不大于现今在使用的氟氯烷烃。

5所涉及的灭火剂组合物均为非导电介质，且对材料的相容性很好，这通过对分子结构分析可得出结论。

以下是本发明的实施例。

实施例1：

将MY-2手提1211灭火器内所充装的1211予以回收，并在原处装入六氟化硫(SF₆)，其灌装系数为0.3Kg/l，罐装压力为1.5MPa，设备无须修改。当火灾事故发生时，把灭火剂对准火焰的基部喷射，即可灭火，而不伤人体或设备。

实施例2：

将ZS15卤代烷1301灭火***内1301予以回收，在原处装入SF₆、134a、227ea灭火剂组合物。充装量为15Kg,0工作压力.25MPa，设备只须稍作修改(如修改密封环、喷头等)。当火灾发生时，不导电的灭火剂以蒸汽状态喷出，终止燃烧过程，迅速扑灭火灾，不留任何痕迹。

实施例3：

将MY1手提1211灭火器内所充装的1211予以回收，并在原处装入SF₆、125和227ea灭火剂组合物，灌装系数为0.20Kg/l，然后充入N₂，使其工作达到2.0MPa，当火灾事故发生时，对准火焰根部喷射，即可迅速灭火。

实施例4：

将MF2手提干粉灭火器内的CO₂予以清除，并在原处装入如实施例3中的灭火剂组合物，用N₂充至工作压力，当火灾事故发生时(不仅A类和B类，还适用C类初起火灾)，对准火焰根部喷射，即可迅速灭火。

实施例5：

将MPM3手提泡沫灭火器内的CO2予以清除，并在原处装入SF₆、23和227ea灭火剂组合物，用N2充至工作压力，当火灾事故发生时(不仅A类和B类，还适用C类初起火灾)，对准火焰根部喷射，即可迅速灭火。

Claims (7)

1．化合物六氟化硫，分子式为SF₆，其特征在于将它用作灭火剂。

2．一种灭火剂组合物，由化合物六氟化硫(SF₆)与化合物C_aH_bF_cCl_dI_e以任何比例混合而成，其中b+c+d+e=2a+2或=2a。

3．如权利要求2所述的组合物，其特征在于化合物C_aH_bF_cCl_dI_e为CH₂F₂、CHF₃、CHF₂CHF₂、CH₂FCF₃、CHF₂CF₃、CHF₂CHFCF₃、CH₂=C(CF₃)₂、CF₃CHFCF₃、CHF₂CF₂CF₃、CF₄、CF₃CF₃、CF₃CF=CF₂、CF₃CF₂CF₃、C₄F₈、CHClFCF₃、CHCl₂CF₃、CHClFCClF₂、CF₃I、C₂F₅I。

4．如权利要求2或3所述的组合物，其特征在于该组合物中还可混有惰性气体。

5．如权利要求4所述的组合物，其特征在于所述的惰性气体为N₂、Ar、CO₂。

6．如权利要求2所述的组合物，其特征在于可作为干粉、泡沫等灭火剂的推进剂。

7．如权利要求6所述的组合物，其特征在于干粉与泡沫的较佳选择为碳酸氢钠干粉、碳酸氢钾干粉、氯化钾干粉、硫酸钾干粉、氨基干粉和蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、抗溶泡沫。