一种混合灭火剂及灭火方法与流程

本发明属于灭火剂，涉及一种混合灭火剂，尤其涉及一种混合灭火剂及灭火方法。

背景技术：

1、目前，全球性锂电池需求量随着应用领域的不断扩展而逐年递增。电动汽车作为新一代的交通工具，在节能减排、减少人类对传统能源的依赖方面具备传统汽车不可比拟的优势。全球多家车企已表态2025-2030年实现旗下车辆全部为电动汽车，世界各国为实现减排承诺，出台多项补贴政策及举措大力支持汽车电动化，使得电动商用车需求及发展在不断提高。

2、锂离子电池因其储量丰富、成本低、安全性能好、高低温性能优异以及具备快充能力而在新能源电动汽车中得到广泛应用。然而，电动汽车起火的常见原因包括车辆因频繁充放电或持续性不规范使用引起的自燃，如充电过程中的起火、驾驶过程中的自燃以及发生高速碰撞后引发的火灾。

3、由于锂离子电池热失控而产生的自燃火灾具有独特性，使得电动汽车火灾与燃油汽车火灾事故处置方式截然不同。随着电动汽车市场的扩大，电动汽车保有量不断增加，车载电池的消防安全问题亟待得到有效解决。

4、目前，哈龙(卤代烷)灭火剂优越于泡沫灭火剂等传统灭火剂，具有电绝缘性好、腐蚀性较小、释放后不留残渣痕迹、化学性能稳定且便于储存等优点，在灭火剂领域得到广泛应用。但由于哈龙灭火剂在使用后具有极大的副作用，会严重破坏臭氧层，导致其使用渐渐受到限制，并逐步被禁止使用。

5、由此可见，如何提供一种新型的灭火剂，特别适用于车载电池灭火，符合绿色环保且安全的要求，提升灭火剂在高温下的化学稳定性，快速有效地抑制火焰燃烧，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种混合灭火剂及灭火方法，所述混合灭火剂特别适用于车载电池灭火，符合绿色环保且安全的要求，提升了灭火剂在高温下的化学稳定性，快速有效地抑制火焰燃烧，有利于大规模推广应用。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种混合灭火剂，所述混合灭火剂包括氢氟烯烃，且所述氢氟烯烃由1-氯-3,3,3-三氟丙烯和/或1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯组成。

4、本发明所限定的氢氟烯烃中，所述1-氯-3,3,3-三氟丙烯(hfo-1233zd)具有较低的臭氧消耗潜能值(odp)和温室效应潜能值(gwp)，且汽化潜热值高，环保性能优良，毒性低，常态下不燃，使用安全，绝热性能优异，具有充分的热学及化学稳定性；所述1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(hfo-1336mzz)具有优异的热力学性能、低毒性、对环境友好，odp接近于0，gwp接近于9，且大气寿命短，具有很好的应用前景。

5、本发明采用特定种类的氢氟烯烃作为灭火剂的有效成分，显著提升了灭火剂在高温下的化学稳定性，能够快速有效地抑制火焰燃烧，特别适用于车载电池灭火这类需要急剧降温和化学灭火的场合，但并不仅限于此类场合，尤其是在需要降低对保护标的二次损失场合下，这种灭火剂的灭火效果尤佳，从而有利于大规模推广应用。

6、优选地，所述混合灭火剂由氢氟烯烃和灭火助剂组成。

7、优选地，所述灭火助剂由卤代烃和/或惰性气体组成。

8、优选地，所述惰性气体包括二氧化碳、氮气或氩气中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括二氧化碳与氮气的组合，氮气与氩气的组合，二氧化碳与氩气的组合，或二氧化碳、氮气与氩气的组合。

9、本发明中，所述惰性气体并不参与燃烧中的化学反应，具有惰化、阻氧、降温、抑爆、扩散范围大以及可绕过障碍物到达隐蔽的燃烧区域、防止复燃等优点，主要通过降低系统温度，减少氧气浓度，隔离可燃物等物理作用进行灭火。

10、优选地，所述灭火助剂由卤代烃和全氟己酮组成。

11、本发明中，所述全氟己酮作为以物理吸热为主的洁净气体灭火剂组分，具有较高热容量，在合适的浓度下，灭火剂释放后与空气形成气态混合物，全氟己酮吸收足够多热量，在电路友好的基础上具有良好的降温效果，可以减少电池内部氧气的产生。

12、此外，所述全氟己酮受热后易发生脱hf反应、c-c键断裂反应，产生cf3、cf2、cfo等自由基可以捕捉并消耗火焰中的自由基，从而中断燃烧链式反应。

13、优选地，所述卤代烃包括卤代烷烃和/或卤代烯烃。

14、优选地，所述卤代烷烃包括六氟丙烷、七氟丙烷或七氟环戊烷中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括六氟丙烷与七氟丙烷的组合，七氟丙烷与七氟环戊烷的组合，六氟丙烷与七氟环戊烷的组合，或六氟丙烷、七氟丙烷与七氟环戊烷的组合。

15、本发明所限定的卤代烷烃中，所述六氟丙烷的生产成本相对较低，充装压力小，安全性能高，将其作为灭火剂的组分具有空气泡沫覆盖隔离和自身化学抑制的双重灭火功效，可短时间内扑灭轻烃等低沸点可燃气体；所述七氟丙烷可快速扑灭锂电池外部明火，绝缘性强，灭火机制为喷出时气化吸热降温，随后化学键断裂持续吸收热量，从而抑制燃烧活性；所述七氟环戊烷的臭氧消耗潜能值(odp)为0，全球变暖潜能值(gwp，100年)为250，大气寿命仅为3.4年，并且具有较好的溶剂性能，化学性质稳定且环境友好，具有优良的不燃性、热稳定性及化学稳定性，是一种良好的灭火材料。

16、优选地，所述卤代烯烃包括2-btp和/或cfa，其中的2-btp指代2-溴-3,3,3三氟丙烯，cfa为本领域常规使用的cssc-fa灭火剂，只要属于cfa灭火剂即可，故在此不对其具体组成做特别限定，例如可以采用cn108905037a公开的cfa灭火剂。

17、本发明所限定的卤代烯烃中，所述2-btp在常温常压下呈现无色透明液体状，具有易气化、易分解、污染小等特点，主要通过化学抑制和冷却完成灭火，其灭火机理为在与火焰作用的过程中分解产生活性自由基消除了维持燃烧所必须的自由基，使燃烧过程的连锁反应中断而灭火，且灭火浓度低；所述cfa属于卤代不饱和烯烃灭火剂，当其挥发到空气中时，在光子的作用下迅速分解为对环境无害的物质，具有灭火高效、环境友好、毒性低、不导电、无残留、不损坏设备的优点，臭氧消耗潜能值(odp)和温室效应潜能值(gwp)均为0，是一种优秀的哈龙替代品。

18、优选地，所述1-氯-3,3,3-三氟丙烯包括顺式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯和/或反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯。

19、优选地，所述1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯包括顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯。

20、优选地，按照质量百分比计，所述混合灭火剂的组成为：

21、氢氟烯烃 30％-80％；

22、卤代烃 10％-60％；

23、惰性气体 10％-30％。

24、本发明中，所述氢氟烯烃的质量百分比为30％-80％，例如可以是30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

25、本发明中，所述卤代烃的质量百分比为10％-60％，例如可以是10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26、本发明中，所述惰性气体的质量百分比为10％-30％，例如可以是10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％或30％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

27、优选地，按照质量百分比计，所述混合灭火剂的组成为：

28、氢氟烯烃 20％-80％；

29、卤代烃 10％-20％；

30、全氟己酮 10％-60％。

31、本发明中，所述氢氟烯烃的质量百分比为20％-80％，例如可以是20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

32、本发明中，所述卤代烃的质量百分比为10％-20％，例如可以是10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

33、本发明中，所述全氟己酮的质量百分比为10％-60％，例如可以是10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

34、第二方面，本发明提供一种灭火方法，所述灭火方法采用如第一方面所述混合灭火剂进行灭火。

35、优选地，所述灭火方法包括：将氢氟烯烃以液态的方式灌装于灭火容器内，对准火焰中心喷洒灭火剂。

36、或，按照设定的质量百分比将氢氟烯烃和卤代烃以液态的方式灌装于灭火容器内，对准火焰中心喷洒灭火剂。

37、或，将氢氟烯烃以液态的方式灌装于灭火容器内，并向灭火容器中充装惰性气体，对准火焰中心喷洒灭火剂。

38、或，按照设定的质量百分比将氢氟烯烃和卤代烃以液态的方式灌装于灭火容器内，并向灭火容器中充装惰性气体，对准火焰中心喷洒灭火剂。

39、或，按照设定的质量百分比将氢氟烯烃、卤代烃和全氟己酮以液态的方式灌装于灭火容器内，对准火焰中心喷洒灭火剂。

40、优选地，所述混合灭火剂在喷洒之前，各个组分在灭火容器中处于混合或分隔状态。

41、本发明将氢氟烯烃及其他有效成分以液态的方式混合/分隔灌装于灭火容器内，处于优良的物理降温灭火状态。当高压液态的灭火剂释放至火灾场合时，灭火剂由液态转为气态的过程中，会吸收大量的热量，具有显著的物理降温作用，同时结合惰性气体的物理隔绝作用，有利于火灾区域温度迅速降至可燃温度点之下。

42、本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

43、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

44、本发明采用特定种类的氢氟烯烃作为灭火剂的有效成分，显著提升了灭火剂在高温下的化学稳定性，能够快速有效地抑制火焰燃烧，特别适用于车载电池灭火这类需要急剧降温和化学灭火的场合，但并不仅限于此类场合，尤其是在需要降低对保护标的二次损失场合下，这种灭火剂的灭火效果尤佳，从而有利于大规模推广应用。