一种锂电池泡沫灭火剂的制作方法

本发明涉及灭火材料技术领域，具体涉及一种锂电池泡沫灭火剂。

背景技术：

目前市场上,常用的灭火剂有干粉灭火剂、发泡灭火剂和水剂灭火剂,其点是吸热、降温、封闭火源和隔绝氧气,以物理灭火方法为主,其缺点是灭火速度率低,而且水剂灭火过程在高温下易产生水煤气爆炸,从而易造成重大事故。另外使用的具有阻燃性能的树脂或添加阻燃剂，在实际使用中配合了阻燃剂的材料在燃烧时,产生的有毒有害气体和烟尘大大地影响了人们逃离、救助、消防等措施。

21世纪以来，特别是过去的十年中，锂离子电池凭借其高能量密度、输出功率大、开路电压高、无记忆效应、工作温度范围宽、低自放电及充放电速度快等优异的性能在交通动力电源、电力储能电源、移动通信电源、新能源储能电力电源和航天军工电源等方面得到广泛的应用，也逐渐成为我国能源消费的重要组成部分。

锂离子电池的大面积被推广及高频率使用也使锂电池火灾事件时有发生，锂离子电池作为含能物质，本身具有发生火灾和爆炸的风险特性，就目前而言锂离子电池并没有达到本质的安全，特别是当锂离子电池发生过热、短路、挤压等情况下，锂离子电池都会产生大量的热，引发其内部电极材料和电解液的链式反应，进而发生热失控并发展成为大规模火灾、爆炸事故。一旦发生火灾或爆炸事故由于火灾温度高、易与相邻锂离子组发生快速连锁、伴有大量有毒有害气体产生使得难以扑灭。因此以锂离子电池做为电源的安全问题越来越引起社会各界的广泛关注。特别是近年来韩国三星note7手机锂离子电池爆炸事件和美国特斯拉电动车锂离子起火事件更加增加了人们对锂离子电池安全问题的担忧。

因此，一种更为高效灭火、同时安全可靠的灭火材料器具，在锂电池灭火消防领域，被迫切需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种锂电池泡沫灭火剂，有效提升灭火器具在使用过程的安全性、高效性，灭火过程有效抑制热辐射、降低锂离子电池表面及周围环境温度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种锂电池泡沫灭火剂，包括添加剂与水的混合组分，其特征在于：所述添加剂包括：

蒸馏水85～90份；

抗冻剂1～6份；

保水剂0～0.5份；

防腐剂1-3份；

金属缓蚀剂0.2～2份；

性能添加剂1～3份；

碳氢表面活性剂1～2份。

作为一种改进，所述添加剂包括：

蒸馏水88份；

抗冻剂4份；

保水剂0.5份；

防腐剂1.5份；

金属缓蚀剂1份；

性能添加剂2份；

碳氢表面活性剂1.5份。

作为一种改进，所述的抗冻剂为乙二醇、丙二醇或丙三醇中的任意一种或多种。

作为一种改进，所述的保水剂为山梨醇。

作为一种改进，所述的防腐剂为苯甲酸钠或山梨酸钾中的任意一种或多种。

作为一种改进，所述的金属缓蚀剂为三乙醇胺、苯并三氮唑和三聚磷酸钠中的任意一种或多种。

作为一种改进，所述的性能添加剂为磷酸二氢铵、多聚磷酸铵、精氨酸或甘氨酸中的任意一种或多种。

作为一种改进，所述的氟碳表面活性剂为非离子氟碳表面活性剂。

作为一种改进，所述的发泡剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、癸基葡糖苷或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或多种。

制备上述泡沫灭火剂的步骤为：

(1)按重量份数将蒸馏水加入分散缸中后，再分别加入抗冻剂、保水剂、防腐剂、金属防锈剂、性能添加剂，匀速搅拌，待物料溶解完全，无明显颗粒；

(2)在上述步骤(1)所得组分溶液中投入氟碳表面活性剂和发泡剂，低速搅拌15～20分钟，料液呈半透明状；检验合格后，即得成品。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明中的氟碳表面活性剂，使泡沫灭火剂表面铺展灭火方面性能有很大的提升。

(2)灭火剂在喷洒及受热后迅速生成大量的泡沫，在燃烧物表面形成致密的泡沫覆盖层。

(3)灭火剂配制过程简单方便：本发明在预配好添加剂后与水混合可在很短时间内形成灭火能力。

(4)基本无毒无污染：配制过程中无废气、废水、废渣的排放，仅是添加剂和适量水的混合，且添加剂本身也无毒。因此，整体的灭火剂对环境基本无害。

(5)本发明可以广泛应用于水系灭火系统、水喷雾防火系统、哈龙替代品灭火系统，特别是在锂电池储能柜、锂电池动力系统、重要的公共场合、人口密集的场所，以及矿山、森林、草场、船只等。

附图说明：

图1.电化学阻抗测试图；

图2.极限氧指数对比图。

具体实施方式

一种锂电池泡沫灭火剂，包括添加剂与水的混合组分，其特征在于：所述添加剂包括：

蒸馏水88份；

抗冻剂4份；

保水剂0.5份；

防腐剂1.5份；

金属缓蚀剂1份；

性能添加剂2份；

碳氢表面活性剂1.5份。

该实施例中，所述的抗冻剂为乙二醇、丙二醇或丙三醇中的任意一种或多种。

该实施例中，所述的保水剂为山梨醇。

该实施例中，所述的防腐剂为苯甲酸钠或山梨酸钾中的任意一种或多种。

该实施例中，所述的金属缓蚀剂为三乙醇胺、苯并三氮唑和三聚磷酸钠中的任意一种或多种。

该实施例中，所述的性能添加剂为磷酸二氢铵、多聚磷酸铵、精氨酸或甘氨酸中的任意一种或多种。

该实施例中，所述的氟碳表面活性剂为非离子氟碳表面活性剂。

该实施例中，所述的发泡剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、癸基葡糖苷或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或多种。

制备上述泡沫灭火剂的步骤为：

(1)按重量份数将蒸馏水加入分散缸中后，再分别加入抗冻剂、保水剂、防腐剂、金属防锈剂、性能添加剂，匀速搅拌，待物料溶解完全，无明显颗粒；

(2)在上述步骤(1)所得组分溶液中投入氟碳表面活性剂和发泡剂，低速搅拌15～20分钟，料液呈半透明状；检验合格后，即得成品。

降温效果测试实施例：降温试验模型如图1所示，图1中，各符号标记分别代表：1、储存灭火剂钢瓶；2、喷嘴；3、带有k型热电偶不锈钢板

h——喷嘴距钢板距离200mm

m1、m2、m3、m4——四个k型热电偶，其量程0～800℃

l1、l2——正方形钢板边长500mm

l3——钢板厚2mm

l4、l7——边长150mm

l5、l6——边长200mm

如图将带有k型热电偶的不锈钢板放在电炉上加热至450～500℃，切断电炉电源，将不锈钢板架起与电炉隔绝，并在不锈钢板的下部垫入加厚防火铝箔布进一步隔热，启动灭火剂钢瓶，用无纸记录仪记录温度变化值。

降温效果图如图2所示，加热完成切断电源后钢板温度的变化情况，纵向为钢板温度的变化值，横向为钢板停止加热后水和灭火剂作用于钢板，钢板的温度参数随时间变化值，从降温试验曲线图可以看出，灭火剂作用下，钢板温度回升慢，灭火剂与水相比，灭火剂能够更快的吸收钢板的热量，显示了其不只是具备灭火效果，同时具备强于水的有效降温效果，并能够持续快速吸热，抑制温度的回升；继而避免了火灾二次复生的可能性。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明做出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。