六氟化硫用作灭火剂及其灭火剂组合物的制作方法
专利名称：六氟化硫用作灭火剂及其灭火剂组合物的制作方法
技术领域：
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，抑制人类免疫系统，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。
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CaHbFcCldIe(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CaHbFcCldIe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系统的相容性、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CaHbFcCldIe较佳选择的混合成分其ODP值见下表
氟里昂代号分子式 ODPSHFSF60HFC-32 CH2F20HFC-23 CHF30HFC-134CHF2CHF20HFC-134a CF3CH2F 0HFC-125CHF2CF30HFC-236fa CHF2CHFCF30HFC-1336 CH2=C(CF3)20HFC-227ea CF3CHFCF30HFC-227ca CHF2CF2CF30FC-14 CF40FC-116 CF3CF30FC-1216CF3CF=CF20FC-218 CF3CF2CF30FC-C318C4F80HCFC-124 CHClFCF30.013HCFC-123 CHCl2CF30.013HCFC-123a CHClFCClF20.013HIFC-1311 CF3I 0HIFC-115I1 C2F5I0由上表可看出，所选择的化合物CaHbFcCldIe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灭火系统内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。
权利要求
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CaHbFcCldIe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CaHbFcCldIe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。
全文摘要
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。
文档编号A62D1/06GK1218702SQ9812330
公开日1999年6月9日 申请日期1998年12月8日 优先权日1998年12月8日
发明者卢志强 申请人:卢志强
技术领域：
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，抑制人类免疫系统，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。
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CaHbFcCldIe(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CaHbFcCldIe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系统的相容性、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CaHbFcCldIe较佳选择的混合成分其ODP值见下表
氟里昂代号分子式 ODPSHFSF60HFC-32 CH2F20HFC-23 CHF30HFC-134CHF2CHF20HFC-134a CF3CH2F 0HFC-125CHF2CF30HFC-236fa CHF2CHFCF30HFC-1336 CH2=C(CF3)20HFC-227ea CF3CHFCF30HFC-227ca CHF2CF2CF30FC-14 CF40FC-116 CF3CF30FC-1216CF3CF=CF20FC-218 CF3CF2CF30FC-C318C4F80HCFC-124 CHClFCF30.013HCFC-123 CHCl2CF30.013HCFC-123a CHClFCClF20.013HIFC-1311 CF3I 0HIFC-115I1 C2F5I0由上表可看出，所选择的化合物CaHbFcCldIe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灭火系统内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。
权利要求
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CaHbFcCldIe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CaHbFcCldIe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。
全文摘要
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。
文档编号A62D1/06GK1218702SQ9812330
公开日1999年6月9日 申请日期1998年12月8日 优先权日1998年12月8日
发明者卢志强 申请人:卢志强
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