本發明屬于滅火劑,特別涉及一種環保滅火劑及其制備方法。
背景技術:
1、隨著社會的快速發展,人類對能源和原材料的需求不斷增加,火災事故也日益頻繁。在滅火過程中,傳統滅火劑如干粉、泡沫、二氧化碳等雖然能有效滅火,但它們對環境和人體健康的負面影響也日益凸顯,例如,干粉滅火劑可能含有有害化學物質,對設備和人體造成損害;泡沫滅火劑中的表面活性劑對環境有害;二氧化碳滅火劑在大劑量使用時可能對人體造成窒息風險,因此,開發環保、安全、高效的滅火劑已成為當務之急。
2、現有技術,如公告號為cn111569348b所公開的一種環保滅火劑及制備方法,該環保滅火劑以質量百分比計,由以下組分組成:0~5%的三氟甲烷、30~81%的七氟丙烷、15~56%的五氟乙烷、2~15%的助劑、2~12%的惰性氣體。該發明的環保滅火劑雖然降低了生產成本,提高了體系飽和蒸氣壓,并通過加入助劑,在滅火過程中與其它滅火劑產生正協同滅火作用,提高了滅火劑的滅火效率,并減少對環境、設備、人體的危害。但是該環保滅火劑仍存在不足之處,其提到的環保滅火劑成分,如三氟甲烷、七氟丙烷、五氟乙烷等,都是氟代烷類化合物,這些化合物的環保性較好,但對阻燃成分和助劑的相互作用穩定性存在一定的限制,因為氟代烷類化合物的化學性質較為特殊,可能難以與其他環保材料形成穩定的配位作用,導致在滅火過程中,阻燃成分和助劑的相互作用不穩定,從而影響滅火效果。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于提供一種環保滅火劑及其制備方法,解決了氟代烷類化合物的化學性質較為特殊,可能難以與其他環保材料形成穩定的配位作用,導致在滅火過程中,阻燃成分和助劑的相互作用不穩定,從而影響滅火效果的問題。
2、為了實現上述目的,本發明提供了一種環保滅火劑,按照質量百分比計,包括以下組分:30~81%的氫氟烴、15~61%的鹵代乙烷、1~15%的助劑、2~12%的惰性氣體,以及0.5~5%的磷酸三苯酯。
3、本發明設計的環保滅火劑的滅火效果較優,混合物體系間的相互作用能力較強,穩定性高。其中,本發明采用氫氟烴、鹵代乙烷作為基礎滅火劑成分,氫氟烴具有高效的滅火能力,氫氟烴能夠迅速撲滅火焰,其分子結構使得它們在滅火過程中能夠有效地隔絕氧氣,抑制火焰的蔓延,鹵代乙烷具有較好的兼容性,鹵代乙烷與其他滅火劑成分兼容性好,能夠與氫氟烴等成分協同作用,增強整體的滅火效果。
4、同時,本發明的環保滅火劑中還添加有磷酸三苯酯,磷酸三苯酯含有磷酸基團和三苯基環,磷酸三苯酯的磷酸基團在高溫下會發生脫水反應,生成磷酸二苯酯和磷酸一苯酯等產物,這些產物能夠進一步與空氣中的水分反應,形成磷酸氫鹽。由于磷酸氫鹽的形成會消耗大量的熱量,從而降低火源溫度。且磷酸氫鹽能夠與燃燒過程中產生的自由基發生反應,捕捉自由基,減少自由基的數量,從而干擾燃燒鏈反應的進行。此外,磷酸三苯酯中的磷酸基團可與助劑中金屬離子(如鎂離子)發生配位作用,形成穩定的復合物,這個復合物的形成有助于提高混合體系的穩定性,并在滅火過程中提供額外的阻燃效果。
5、進一步地,所述鹵代乙烷為1,1,1-三氯乙烷和可選的1,1-二氯-1-氟乙烷。
6、進一步地,所述氫氟烴為四氟乙烯。
7、進一步地,所述助劑為環保型表面活性劑、氫氧化鎂和碳酸氫鈉所組成的混合物。
8、進一步地,所述惰性氣體為氬氣和/或氮氣。
9、進一步地,所述環保型表面活性劑包括但不限于脂肪酸甲酯磺酸鹽,市售常用的環保型表面活性劑均可。
10、進一步地,按照質量百分比計,包括以下組分:30~81%的四氟乙烯、15~56%的1,1,1-三氯乙烷、0~5%的1,1-二氯-1-氟乙烷、1~14.8%的環保型表面活性劑、0.002~2%的氫氧化鎂、0.1~1%的碳酸氫鈉、2~12%的惰性氣體,以及0.5~5%的磷酸三苯酯。
11、本發明的另一方面,提供了一種前述的環保滅火劑的制備方法,如圖1所示,包括以下步驟:基礎滅火劑成分混合物制備:將鹵代乙烷和氫氟烴混合,形成基礎滅火劑成分混合物;
12、助劑混合物制備:將不同組分助劑混合,得到助劑混合物;
13、磷酸三苯酯制備:將苯酚和無水氯化鋅催化劑加入到反應容器中,再向所述反應容器中滴加三氯氧磷進行反應,并控制滴加速度為0.1~1ml/min,所述反應的溫度為20~25℃的室溫,所述反應的時間為1~4h;待反應結束后將反應液冷卻,分離出磷酸三苯酯,再將分離的磷酸三苯酯進行干燥,得到純凈的磷酸三苯酯;
14、環保滅火劑制備:向所述基礎滅火劑成分混合物中添加所述助劑混合物和所述磷酸三苯酯;再將惰性氣體注入到所述基礎滅火劑成分混合物中,充分混合均勻,得到所述環保滅火劑。
15、進一步地,在所述磷酸三苯酯制備過程中,所述無水氯化鋅的用量為苯酚質量的0.1%至10%。例如可以選自0.1%、0.5%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、8%、9%、10%。
16、與現有技術相比,本發明具有以下有益效果:本發明的環保滅火劑具有較好的阻燃性能,能夠有效降低火源溫度、快速捕捉自由基,并在長期儲存過程中保持穩定。本發明通過在滅火劑中添加磷酸三苯酯、鹵代乙烷、氫氟烴和助劑等組分,各組分間協同作用有效解決了現有環保滅火劑的氟代烷類化合物難以與其他環保材料形成穩定的配位作用,阻燃成分和助劑的相互作用不穩定,影響滅火效果的問題。
1.一種環保滅火劑,其特征在于,按照質量百分比計,包括以下組分:30~81%的氫氟烴、15~61%的鹵代乙烷、1~15%的助劑、2~12%的惰性氣體,以及0.5~5%的磷酸三苯酯。
2.根據權利要求1所述的環保滅火劑,其特征在于,所述鹵代乙烷為1,1,1-三氯乙烷和可選的1,1-二氯-1-氟乙烷。
3.根據權利要求1所述的環保滅火劑,其特征在于,所述氫氟烴為四氟乙烯。
4.根據權利要求1所述的環保滅火劑,其特征在于,所述助劑為環保型表面活性劑、氫氧化鎂和碳酸氫鈉所組成的混合物。
5.根據權利要求1所述的環保滅火劑,其特征在于,所述惰性氣體為氬氣和/或氮氣。
6.根據權利要求4所述的環保滅火劑,其特征在于,所述環保型表面活性劑為脂肪酸甲酯磺酸鹽。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的環保滅火劑,其特征在于,按照質量百分比計,包括以下組分:30~81%的四氟乙烯、15~56%的1,1,1-三氯乙烷、0~5%的1,1-二氯-1-氟乙烷、1~14.8%的環保型表面活性劑、0.002~2%的氫氧化鎂、0.1~1%的碳酸氫鈉、2~12%的惰性氣體,以及0.5~5%的磷酸三苯酯。
8.一種如權利要求1至7中任一項所述的環保滅火劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
9.根據權利要求8所述的環保滅火劑的制備方法,其特征在于,在所述磷酸三苯酯制備過程中,所述無水氯化鋅的用量為苯酚質量的0.1%至10%。