专利名称：一种用于细水雾灭火的复合添加剂的制作方法
一种用于细水雾灭火的复合添加剂技术领域
本发明一种用于细水雾灭火的复合添加剂，涉及一种消防用细水雾灭火添加剂， 可广泛应用于各类固定式、手提式细水雾灭火系统中，同时可添加到舰船或潜艇内高压单 相流或两相流细水雾灭火系统中，提高灭火效率。
背景技术：
细水雾主要依靠物理作用灭火，为了进一步提高细水雾的灭火效率，含添加剂细 水雾成为近年来国内外研究的一个新热点。在细水雾中引入额外的物理、化学灭火机制，即 选择性的向水中添加一种(或几种)有机(或无机)化合物，以改变细水雾的物理化学性 质，提高细水雾的灭火效能，以期达到更佳的效果，这就是目前所谓的含添加剂细水雾。根 据灭火机理的不同，添加剂可以分为两类，一类是物理作用添加剂，主要是通过改变水的密 度、粘度、表面张力等物理性质，从而达到改善水的雾化特性、灭火效率，进而提高细水雾灭 火能力的目的。第二类是化学作用添加剂，主要通过捕捉燃烧过程中的氢、氧、羟等自由基， 使燃烧反应链中断以及在火场中发生化学反应生成窒息性气体，最终达到灭火的目的。灭 火添加剂的加入既能充分发挥细水雾的物理灭火优势，又实现了与添加剂的协同灭火，因 而可以极大的缩短灭火时间。一般而言，以金属化合物和过度金属化合物为主要成分的化 学灭火添加剂灭火效果最为明显，其灭火能力大约比哈龙1301 (CF3Br)高一到两个数量级。 资料显示，细水雾灭火添加剂的灭火机理是化学灭火作用与物理灭火作用的复杂耦合，含 添加剂的细水雾灭火效果有明显的改善，国内外火灾科学界现已将含添加剂细水雾作为灭 火技术研究的一个新内容，但含添加剂的细水雾灭火系统尚在开发探索之中。
目前，国内外已研究的细水雾添加剂主要包括碱金属化合物(如乳酸钠、氯 化钠、氢氧化钾、碱金属碳酸盐等)、含铁有机物和盐类(如五羰基铁Pe(CO)5]、二茂铁 Pe(C5H5)2]、氯化铁等)、其它过渡金属元素(如铬、钴、铅、锰、锡)化合物、铵盐(如磷酸 铵、碳酸铵等)、表面活性剂(如氟碳表面活性剂、十二烷基苯磺酸钠等)、粘结剂(如聚乙 烯醇、聚丙烯酰胺)等。其中，金属元素主要通过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，这类物质有很强的化学灭火作用；铵盐、重碳酸盐在高温火场中会受 热分解释放出既不可燃也不助燃的气体，稀释燃料周围氧气的浓度，强化细水雾窒息作用； 表面活性剂可以大幅度降低水的表面张力，提高雾化效果，并能在燃烧物表面形成一层膜， 一方面减少火焰对燃料表面的热反馈，另一方面直接阻止可燃气体的挥发，将燃料与氧气 隔离开来，起到隔绝氧气抑制燃烧的作用；粘结剂主要通过增加水的粘度来增大细水雾雾 滴的动量，从而提高其穿透高温烟气的能力。
碱金属盐是目前研究较多的添加剂品种，单一添加剂的灭火性能从弱到强依次为 碘化钠、磷酸钠、乳酸钠、碳酸钠、碳酸钾。由此可见钾元素的活性比钠元素强。动力学研究 表明，K与OH结合的速度比Na与OH结合的速度快30%，K与化结合的速度比Na与O2结 合的速度快2-3倍。有研究指出，碱金属的灭火能力随原子量的增加而增加。尿素和碳酸 氢铵在高温下受热分解会释放出氨气和二氧化碳等不可燃气体，从而达到稀释氧气和燃气的目的。除此之外，改变水雾在火场中的生存时间，干燥粒子与自由基碰撞从而捕获自由基 等都是潜在的灭火机理。二茂铁是一种高效的灭火添加剂，在数百PPm时就具有良好的灭 火性能，0.01%的二茂铁灭火时间与1. 5 %的碱金属盐相当。虽然二茂铁具有良好的灭火功 效，但由于其属于难溶物质，需要加入大量的有机溶剂溶解，而后还要进行过滤，因此在选 择其做细水雾添加剂时，应多方面权衡。
复合添加剂是指将不同种类的细水雾添加剂按不同浓度配制而成的细水雾添加 剂。但是其灭火效率并不是各类添加剂灭火效率的简单叠加，同种类不同添加剂之间、不同 种类添加剂之间都存在着相互作用。这种相互作用既可以是强化作用，也可以是竞争关系， 目前尚未有复合添加剂灭火机理方面的研究。发明内容
本发明的目的是提出一种用于细水雾灭火的复合添加剂，以克服现有技术存在的 灭火效率不高同时存在火场污染的缺陷。
本发明的一种用于细水雾灭火的复合添加剂，特征在于其配方是根据添加剂作用 机理的不同，由碱金属盐类、表面活性剂、稀释剂三类不同的物质组成；
所述的碱金属盐为碳酸钾、碳酸钠、磷酸钠、乳酸钠、碘化钠中的至少两种或者是 多种碱金属盐的混合物，碱金属盐占添加剂溶液的总质量分数为 3% ；
所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰子油二乙醇酰胺中的一种或该两者的 混合物，表面活性剂占添加剂溶液的总质量分数为0. 5% ；
所述的稀释剂为尿素、碳酸氢铵中的一种或该两者的混合物，稀释剂占添加剂溶 液的总质量分数为0.5% 1%。
其中，碱金属盐类添加剂的离子类型应力求多样，稀释剂应选用分解温度较低并 且能长期储存的物质。
此复合灭火添加剂质量浓度低，各灭火机理不同的添加剂之间能发挥最大作用， 灭火效率最高可达到采用纯细水雾灭火效率的4倍。此复合添加剂配制简单，易于溶解，对 设备无腐蚀，可应用于固定细水雾灭火系统和手提式灭火系统中。
单一添加剂灭火效果测试
本发明首先采用不同种类的碱金属盐和稀释剂，测试单一添加剂的灭火效率。下 表列出了单一添加剂在1.5%质量浓度时，在4ΜΙ^压力下灭0. 44MW庚烷火所需的时间。
权利要求
1. 一种用于细水雾灭火的复合添加剂，特征在于其配方是根据添加剂作用机理的不 同，由碱金属盐类、表面活性剂、稀释剂三类不同的物质组成；所述的碱金属盐为碳酸钾、碳酸钠、磷酸钠、乳酸钠、碘化钠中的至少两种或者是多种 碱金属盐的混合物，碱金属盐占添加剂溶液的总质量分数为 3% ；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰子油二乙醇酰胺中的一种或该两者的混合 物，表面活性剂占添加剂溶液的总质量分数为0. 5% ；所述的稀释剂为尿素、碳酸氢铵中的一种或该两者的混合物，稀释剂占添加剂溶液的 总质量分数为0.5^-1 ^
全文摘要
本发明涉及一种用于细水雾灭火的复合添加剂，其配方是根据添加剂作用机理的不同，由碱金属盐类、表面活性剂、稀释剂三类不同的物质组成；所述的碱金属盐为碳酸钾、碳酸钠、磷酸钠、乳酸钠、碘化钠中的至少两种或者是多种的混合物，碱金属盐占添加剂溶液的总质量分数为1％～3％；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、椰子油二乙醇酰胺中的一种或该两者的混合物，表面活性剂占添加剂溶液的总质量分数为0.5％～1％；所述的稀释剂为尿素、碳酸氢铵中的一种或该两者的混合物，稀释剂占添加剂溶液的总质量分数为0.5％～1％。本发明配制工艺简单，无需添加有机溶剂即可迅速溶解，灭火效率高，对灭火现场设备无腐蚀，可广泛应用于各种场合的细水雾灭火系统及灭火场所。
文档编号A62D1/00GK102029040SQ20101056282
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者杨立军, 赵建波 申请人:北京航空航天大学