一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂的制作方法

1.本发明涉及灭火剂的技术领域，特别涉及一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂。

背景技术：

2.当今社会，由于信息技术及新能源技术高速发展，新能源汽车、大巴、手机及电脑等大量采用锂电池或最新技术的镁电池，并在家庭、汽车、办公等场所无处不在，给我们的生产及生活财产带来了潜在的风险。
3.锂电池在过充、短路、震动、过热等多种情况下发生火灾，且火灾温度高，难以扑灭。
4.全球范围内，很多火灾研究机构及公司都不断地尝试各种灭火技术，并进行大量试验。如d类干粉、气溶胶及惰性气体等，都由于种种原因，灭火及实际使用的效果并不理想，这就是现状存在问题。
5.针对上述缺陷，本发明作出了改进。

技术实现要素：

6.为了克服背景技术的不足，本发明提供一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，从而使眼镜的选选配上更加方便或更换，能更好地满足实际需求。
7.本发明所采用的技术方案是：一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其由以下质量百分数的原料配置而成：复合降凝剂20％～50％，增稠剂0 .5％～2 .0％，阻燃剂7％～20％，稳定剂4％～10％，微发泡剂4％～16％，抗硬度剂0 .5％～4％，增溶剂0 .2％～5％，防腐剂0 .1％～0 .5％，水余量；所述复合降凝剂由以下质量百分数的原料配制而成：有机酸盐6％～20％，无机盐10％～15％和醇4％～15％；其特征在于: 原料中还添加有40％～60％蛭石，该蛭石含有微观结构的水层状铁镁硅酸盐，该蛭石经过处理，以层状或薄片状形态存在，制备出水系分散型蛭石灭火剂。
8.优选地，该蛭石通过热或化学剥离，微观层状的水被除去并导致膨胀，或产生微观的薄片悬浮于水中。
9.优选地，所述增稠剂为瓜尔胶、黄原胶或果胶。
10.优选地，所述阻燃剂为磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、尿素中二种或二种以上。
11.优选地，所述稳定剂为乙二醇丁醚或二乙二醇乙醚。
12.优选地，所述微发泡剂为烷基糖苷；所述抗硬度剂为乙二胺四乙酸二钠盐；所述防腐剂为苯甲酸钠。
13.优选地，所述有机酸盐为柠檬酸钾、柠檬酸钠、乳酸钠、乳酸钾、乙酸钾、乙酸钠中的一种或一种以上；所述无机盐为硫酸镁、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸三钾、磷酸三钠、磷酸氢
二钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的两种或两种以上；所述醇包括正丁醇、1，2丙二醇、丙三醇中二种或二种以上；所述增溶剂为三聚磷酸钠。
14.优选地，水系分散型蛭石灭火剂喷出形态以细水雾或泡沫形态。
15.其水系灭火剂的制备方法包括以下步骤：(1)制备复合降凝剂；（2）制备出层状或薄片状形态的蛭石；(2)将制备好的复合降凝剂依次加入阻燃剂、微发泡剂、抗硬度剂、增溶剂、稳定剂、增稠剂，并且同时搅拌；（3）蛭石加入到步骤（2）的溶液中；(3) 最后加入防腐剂，并且搅拌15min后过滤；所述复合降凝剂的制备方法，包括以下步骤：a制备有机酸盐，将柠檬酸、乳酸或乙酸与碳酸钾或碳酸钠在40℃～50℃条件下反应后，提纯制得柠檬酸钾、柠檬酸钠、乳酸钾、乳酸钠、乙酸钾或乙酸钠；b在水中加入无机盐，待全部溶解后加入上述反应制得的有机酸盐，搅拌溶解均匀；c加入醇，充分混合，配制成复合降凝剂。
16.综上所述，本发明有益效果为：本发明的水系蛭石分散型灭火剂对于d类金属火灾，相对于其他类型的灭火剂，更加高效，并利用蛭石微粒建立防火的氧气隔离层，火就能快速冷却并得到控制，能快速扑灭火灾。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
实施例
[0019] 本实施例公开的一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其由以下质量百分数的原料配置而成：复合降凝剂20％～50％，增稠剂0 .5％～2 .0％，阻燃剂7％～20％，稳定剂4％～10％，微发泡剂4％～16％，抗硬度剂0 .5％～4％，增溶剂0 .2％～5％，防腐剂0 .1％～0 .5％，水余量；所述复合降凝剂由以下质量百分数的原料配制而成：有机酸盐6％～20％，无机盐10％～15％和醇4％～15％；原料中还添加有40％～60％蛭石，该蛭石含有微观结构的水层状铁镁硅酸盐，该蛭石经过处理，以层状或薄片状形态存在，制备出水系分散型蛭石灭火剂。该蛭石通过热或化学剥离，微观层状的水被除去并导致膨胀，或产生微观的薄片悬浮于水中。
[0020]
蛭石是自然界存在的矿石，具有环境条例的豁免权，同时也是化学和物理惰性的
物质，当处于高温时仅释放蒸汽，对以下动植物无毒：1、水性植物和动物；2、土壤生物；3、好氧植物，生物和动物；4、厌氧植物，生物和动物。
[0021]
本方案的水系分散型蛭石灭火剂工作原理为：由于易燃金属和水之间的反应，avd灭火剂形成细水雾和泡沫，细水雾和泡沫中的蛭石微粒堆积于燃料表面，并在燃烧面上形成覆盖层，薄膜层马上变干，快速地在火和大气之间形成一层隔离氧气层的不可燃的致密薄片层。
[0022]
这个过程给燃料表面提供冷却，avd薄片开始在燃烧源表面建立蛭石微粒层，火就逐渐冷却并得到控制。不同于其他d类，在火得到控制和完全扑灭前，火会延续很长时间，本方案设计的蛭石灭火能快速控制火灾。
[0023]
水系分散型蛭石灭火剂应用的灭火设备或系统：手提式灭火器，背负式灭火设备，手推式灭火设备，消防泵系统，固定灭火系统。
[0024]
其中，所述增稠剂为瓜尔胶、黄原胶或果胶。所述阻燃剂为磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、尿素中二种或二种以上。所述稳定剂为乙二醇丁醚或二乙二醇乙醚。所述微发泡剂为烷基糖苷；所述抗硬度剂为乙二胺四乙酸二钠盐；所述防腐剂为苯甲酸钠。所述有机酸盐为柠檬酸钾、柠檬酸钠、乳酸钠、乳酸钾、乙酸钾、乙酸钠中的一种或一种以上；所述无机盐为硫酸镁、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸三钾、磷酸三钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的两种或两种以上；所述醇包括正丁醇、1，2丙二醇、丙三醇中二种或二种以上；所述增溶剂为三聚磷酸钠。水系分散型蛭石灭火剂喷出形态以细水雾或泡沫形态。
[0025]
该水系灭火剂的制备方法：先将冰乙酸与碳酸钾相混合，在45℃温度下反应后，提纯制得乙酸钾备用；然后在水中加入碳酸氢钠、碳酸氢铵搅拌溶解，然后加入备用的乙酸钾继续混合搅拌，加入1，2丙二醇和丙三醇制备成复合抗凝剂；在复合抗凝剂中加入磷酸氢二铵和尿素搅拌溶解，然后加入烷基糖苷(apg)混合搅拌；加入乙二胺四乙酸二钠盐和三聚磷酸钠搅拌溶解，继续加入乙二醇丁醚搅拌混合；加入瓜尔胶分散均匀，以及蛭石分散均匀，最后加入苯甲酸钠，搅拌15min后过滤，装桶包装。
[0026]
其中，所述的蛭石的加工方式包括:蛭石原料（含少量的金云母）；双氧水溶液（质量分数在20%）；草酸。
[0027]
将草酸与双氧水在容器中混合，草酸与双氧水的体积质量比为1.2~1.4最佳，混合后加入蛭石原料，然后通过电解棒进行加热，加热时间15分钟-30分钟，可以实现对蛭石原料进行膨胀，相对于目前的蛭石膨胀方式的容易断裂问题，通过本方案保留了层状结构，其内部多孔，孔隙的分布也比较均匀。
[0028]
对水系分散型蛭石灭火剂的灭火效果进行实验：实验对象：锂电池或锂电池组；实验方式:将60kg的锂离子电池专业灭火剂灌装在灭火储罐中，采用氮气加压方式，在灭火剂储罐出口管路末端安装专用4支喷头，实验过程中保证喷头工作压力位（1.01-1.22）mpa。
[0029]
试验布置及试验过程
试验在长、宽、高分别为1m*1m*1m的空间内进行，使用4个棒状加热装置对2个电池单体进行加热，其中棒状加热装置功率为250w，电池放置在支架上，支架高度250mm，支架在试验箱内居中放置，试验过程中试验箱门处于关闭状态。试验前，对电池单体进行充电至soc≥95%，启动加热装置，待电池发生热失控并剧烈燃烧时，启动灭火装置，待明火扑灭后关闭装置出口管路阀门，停止喷雾后10min内，锂离子电池无复燃想象。
[0030]
试验结果：水系分散型蛭石灭火剂对锂电池的灭火效果非常好，能快速灭掉锂离子电池的明火，且不复燃。
[0031]
各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利权保护范围内。

技术特征：

1.一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其由以下质量百分数的原料配置而成：复合降凝剂20％～50％，增稠剂0 .5％～2 .0％，阻燃剂7％～20％，稳定剂4％～10％，微发泡剂4％～16％，抗硬度剂0 .5％～4％，增溶剂0 .2％～5％，防腐剂0 .1％～0 .5％，水余量；所述复合降凝剂由以下质量百分数的原料配制而成：有机酸盐6％～20％，无机盐10％～15％和醇4％～15％；其特征在于: 原料中还添加有40％～60％蛭石，该蛭石含有微观结构的水层状铁镁硅酸盐，该蛭石经过处理，以层状或薄片状形态存在，制备出水系分散型蛭石灭火剂。2.根据权利要求1所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：该蛭石通过热或化学剥离，微观层状的水被除去并导致膨胀，或产生微观的薄片悬浮于水中。3.根据权利要求2所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：所述增稠剂为瓜尔胶、黄原胶或果胶。4.根据权利要求2所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：所述阻燃剂为磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、尿素中二种或二种以上。5.根据权利要求2所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：所述稳定剂为乙二醇丁醚或二乙二醇乙醚。6.根据权利要求2所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：所述微发泡剂为烷基糖苷；所述抗硬度剂为乙二胺四乙酸二钠盐；所述防腐剂为苯甲酸钠。7.根据权利要求1至6任一项所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：所述有机酸盐为柠檬酸钾、柠檬酸钠、乳酸钠、乳酸钾、乙酸钾、乙酸钠中的一种或一种以上；所述无机盐为硫酸镁、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、磷酸三钾、磷酸三钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢铵、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠中的两种或两种以上；所述醇包括正丁醇、1，2丙二醇、丙三醇中二种或二种以上；所述增溶剂为三聚磷酸钠。8.根据权利要求1所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：水系分散型蛭石灭火剂喷出形态以细水雾或泡沫形态。9.据权利要求1-8所述的一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：水系分散型蛭石灭火剂的应用通过灭火设备或系统。10.一种根据权利要求1至9所述一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其特征在于：其水系灭火剂的制备方法包括以下步骤：(1)制备复合降凝剂；（2）制备出层状或薄片状形态的蛭石；(2)将制备好的复合降凝剂依次加入阻燃剂、微发泡剂、抗硬度剂、增溶剂、稳定剂、增稠剂，并且同时搅拌；（3）蛭石加入到步骤（2）的溶液中；(3) 最后加入防腐剂，并且搅拌15min后过滤；所述复合降凝剂的制备方法，包括以下步骤：
a制备有机酸盐，将柠檬酸、乳酸或乙酸与碳酸钾或碳酸钠在40℃～50℃条件下反应后，提纯制得柠檬酸钾、柠檬酸钠、乳酸钾、乳酸钠、乙酸钾或乙酸钠；b在水中加入无机盐，待全部溶解后加入上述反应制得的有机酸盐，搅拌溶解均匀；c加入醇，充分混合，配制成复合降凝剂。

技术总结

本发明涉及一种环保型可以扑灭锂电池火灾的多功能复合灭火剂，其由以下质量百分数的原料配置而成：复合降凝剂20％～50％，增稠剂0.5％～2.0％，阻燃剂7％～20％，稳定剂4％～10％，微发泡剂4％～16％，抗硬度剂0.5％～4％，增溶剂0.2％～5％，防腐剂0.1％～0.5％，水余量；所述复合降凝剂由以下质量百分数的原料配制而成：有机酸盐6％～20％，无机盐10％～15％和醇4％～15％；其特征在于:原料中还添加有40％～60％蛭石，该蛭石含有微观结构的水层状铁镁硅酸盐，该蛭石经过处理，以层状或薄片状形态存在，制备出水系分散型蛭石灭火剂。本发明的水系蛭石分散型灭火剂对于D类金属火灾，相对于其他类型的灭火剂，更加高效，并利用蛭石微粒建立防火的氧气隔离层，火就能快速冷却并得到控制，能快速扑灭火灾。能快速扑灭火灾。