用于液体车辆系统的非氟化剂的制作方法

背景技术：

1、有价值的重型工业设备，诸如建筑、林业、矿业和其他工业中使用的越野车辆和其他类型的重型设备，在全球范围内使用，通常位于遥远和/或难以到达的区域中。此类越野工业车辆经常包括随带消防系统以保护车辆和操作人员。随带消防系统包括灭火剂，诸如干化学剂或湿化学剂。常见的湿化学剂包括水性成膜泡沫(afff)组合物，其可以被气雾化以产生消防泡沫、或简单地作为湿化学剂进行施用来灭火。有价值的重型工业设备常常在具有高温或低温和其他苛刻的环境条件下的环境中使用。因此，在此类随带消防系统中使用的灭火剂期望是在典型地使用有价值的重型工业设备的高温或低温和苛刻的环境条件下稳定的。例如，在其中高价值工业设备处于低于水的凝固点的区域中，部署在低温条件下长时期保持为稳定液态的消防组合物是重要的。

2、有价值的重型工业设备的随带消防系统通常被设计为抗a级和b级火灾。a级火灾是涉及可燃材料(诸如纸、木材等)的那些，并且可以通过用大量水或含水溶液淬灭和冷却来扑灭。b级火灾是涉及易燃液体燃料、汽油和其他碳氢化合物的那些并且难以熄灭。大多数易燃液体展现出高的蒸气压以及低的燃点和闪点。这典型地导致宽的易燃性范围。在这种类型的火灾中，使用水作为单一的灭火剂通常是无效的，因为用水灭火的唯一手段是通过冷却。

3、常规的消防组合物通常包含氟化的、和/或全氟化的表面活性剂。关于氟化和全氟化的表面活性剂的环境关切已经出现。因此，在市场上强烈地希望用不含氟的产品代替氟化的和全氟化的表面活性剂类消防产品。持续需要生产能够部署在重工业设备的随带消防系统中同时表现出与现有的全氟化的表面活性剂类消防产品相当的火灾控制性能特性的不含氟的消防组合物。

4、先前开发在极低温度条件下稳定并保持令人满意的性能的不含氟的消防组合物的尝试已经证明了这种要求是多么具有挑战性。持续需要开发这样的产品，其不需要过于复杂的组分混合物和/或不太常见、昂贵的组分(例如，专门的表面活性剂)来提供所需的低温稳定性和消防性能特性。

技术实现思路

1、本申请总体上涉及消防组合物，其可以在全球使用的重型工业设备的随带消防系统中使用，所述重型工业设备诸如在建筑、林业、矿业和其他类似工业中使用的重型车辆和其他类型的重型设备。本公开的消防组合物是通常作为使用强度组合物提供的水性液体消防组合物。如本文使用的，短语“使用强度组合物”意指在被部署用于灭火之前不需要稀释的组合物。本文中所述的消防组合物是水性消防组合物，其可以被随带消防系统的一个或多个组件(例如，喷嘴)气雾化或通常作为湿化学剂简单地喷洒以提供液体化学消防剂来灭火和/或抑制易燃蒸气。相当常见的是，所采用的喷嘴不一定将湿化学剂充气成泡沫，而是简单地将液体剂按原样分配到火上，例如，以锥形喷洒模式分配湿化学剂。由于有价值的重型工业车辆可以在具有高温或低温和/或其他苛刻的环境条件的环境中使用，在随带消防系统中使用的消防组合物可以被设计成在其中可以使用此类重型工业设备的极端、和苛刻条件下稳定储存。例如，在其中有价值的重型工业设备处于低于水的凝固点的区域中，部署在低于水的凝固点的低温条件下长时期保持液态的消防组合物是重要的。在一些实施例中，此类消防组合物在低于-30℃、低于-40℃、或甚至低于-45℃的温度下必须保持可流动的。如本文使用的，“可流动的”意指消防组合物的粘度足够低，使得该消防组合物能够从储存罐流动到随带车辆消防系统的分配机构(例如，喷嘴等)，例如典型地在使用温度下具有不超过约100cp的粘度，并且通常不超过约50cp，并且在某些情况下不超过约20cp的粘度。

2、一个示例性实施例涉及一种水性消防组合物，其包含约35wt.％至45wt.％的、具有不超过6个碳原子的有机酸的钾盐；作为唯一非离子表面活性剂的烷基聚糖苷；两性离子表面活性剂；约2wt.％至15wt.％水混溶性有机溶剂，其包含亚烷基二醇和甘油中的一种或多种；以及至少约40wt.％水。相当经常地，此类组合物基本上不含任何阴离子表面活性剂和氟化添加剂，例如含有不超过约0.1wt.％阴离子表面活性剂和/或氟化添加剂。在许多情况下，水混溶性有机溶剂不含任何二醇醚溶剂。在一些情况下，消防组合物还可以包括螯合剂、缓冲剂、腐蚀抑制剂和防腐剂中的一种或多种。

3、另一个示例性实施例涉及水性消防组合物，其包含约35wt.％至45wt.％乙酸钾和/或甲酸钾；作为唯一非离子表面活性剂的烷基聚糖苷；烷基酰胺基亚烷基两性离子表面活性剂；约4wt.％至12wt.％的甘油与乙二醇和/或丙二醇的混合物；以及至少约45wt.％水。相当经常地，此类组合物基本上不含任何阴离子表面活性剂和氟化添加剂，例如含有不超过约0.1wt.％阴离子表面活性剂和/或氟化添加剂。

4、另一个示例性实施例涉及一种水性消防组合物，其包含至少约35wt.％甲酸钾；作为唯一非离子表面活性剂的烷基聚糖苷；两性离子表面活性剂；水混溶性有机溶剂，诸如亚烷基二醇和/或甘油；以及至少约40wt.％水。相当经常地，此类组合物基本上不含任何阴离子表面活性剂和氟化添加剂，例如含有不超过约0.1wt.％阴离子表面活性剂和/或氟化添加剂。

5、另一个示例性的实施例涉及水性消防组合物，其包含约35wt.％至45wt.％的甲酸钾；作为唯一非离子表面活性剂的一种或多种c8-12-烷基聚糖苷；椰油酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱表面活性剂；约3wt.％至15wt.％的甘油和丙二醇的混合物；以及至少约45wt.％的水。相当经常地，此类组合物基本上不含任何阴离子表面活性剂和氟化添加剂，例如含有不超过约0.1wt.％阴离子表面活性剂和/或氟化添加剂。

6、另一个示例性的实施例涉及水性消防组合物，其包含约35wt.％至45wt.％的甲酸钾；约0.2wt.％至3wt.％的、作为唯一非离子表面活性剂的一种或多种c8-12-烷基聚糖苷；约0.1wt.％至1wt.％的一种或多种c8-14-烷基酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱表面活性剂；约5wt.％至10wt.％的甘油和丙二醇的混合物，以及至少约40wt.％的水。在此类组合物中，甘油与丙二醇的重量比通常为约0.3:1至3:1。

7、另一个示例性的实施例涉及一种水性消防组合物，其包含约35wt.％至45wt.％的甲酸钾；作为唯一非离子表面活性剂的c8-12-烷基聚糖苷；c8-14-烷基酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱表面活性剂，诸如椰油酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱表面活性剂；甘油和丙二醇的混合物；以及至少约40wt.％的水。相当经常地，此类组合物基本上不含任何阴离子表面活性剂和氟化添加剂，例如含有不超过约0.1wt.％阴离子表面活性剂和/或氟化添加剂。在一些实施例中，此类组合物不含任何氟化添加剂，并且可以令人期望地生产，使得该消防组合物具有以重量百分比为基础不超过约1百万分率(ppm)f的氟原子总浓度并且经常具有基本上更低的总氟浓度。

技术特征：

1.一种水性消防组合物，其包含：

2.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述有机酸钾盐包括乙酸钾、甲酸钾、丙酸钾、丁酸钾、乳酸钾、柠檬酸钾、草酸钾、酒石酸钾、酒石酸氢钾、或其中任意两种或更多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述有机酸钾盐包括乙酸钾、甲酸钾、乳酸钾、或其中两种或更多种的混合物。

4.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其包含的钾盐是甲酸钾。

5.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述烷基聚糖苷包含一种或多种c8-14-烷基聚糖苷。

6.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述烷基聚糖苷包含一种或多种c8-12-烷基聚糖苷。

7.根据权利要求6所述的水性消防组合物，其中，所述烷基聚糖苷包含具有约1.4-1.7的平均聚合度的c9-11-烷基聚糖苷。

8.根据权利要求6所述的水性消防组合物，其中，所述烷基聚糖苷包含c9-11-烷基聚糖苷。

9.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其包含约0.1wt.％至5wt.％的烷基聚糖苷。

10.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述两性离子表面活性剂包含脂族酰胺基烷基甜菜碱、脂族磺基甜菜碱、脂族酰胺基烷基羟基磺基甜菜碱、脂族羟基磺基甜菜碱、或其中任意两种或更多种的混合物。

11.根据权利要求10所述的水性消防组合物，其中，所述两性离子表面活性剂包含烷基酰胺基烷基甜菜碱、烷基磺基甜菜碱、烷基酰胺基烷基羟基磺基甜菜碱、烷基羟基磺基甜菜碱、或其中任意两种或更多种的混合物。

12.根据权利要求10所述的水性消防组合物，其中，所述两性离子表面活性剂包含脂族酰胺基烷基羟基磺基甜菜碱。

13.根据权利要求10所述的水性消防组合物，其中，所述两性离子表面活性剂包含一种或多种c8-c14-烷基酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱。

14.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述两性离子表面活性剂包含椰油酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱。

15.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其包含约0.1wt.％至5wt.％的所述两性离子表面活性剂。

16.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述水混溶性有机溶剂包含重量比为约0.1:1至5:1的亚烷基二醇和甘油。

17.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其中，所述亚烷基二醇包含丙二醇、乙二醇、或其中任意两种或更多种的混合物。

18.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其中，所述亚烷基二醇包含丙二醇。

19.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其中，所述水混溶性有机溶剂包含丙二醇和甘油的混合物。

20.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其中，所述水混溶性有机溶剂包含乙二醇和甘油的混合物。

21.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其中，所述水混溶性有机溶剂包括乙二醇、丙二醇、甘油、或其中任意两种或更多种的混合物。

22.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其包含约3wt.％至12wt.％的所述水混溶性有机溶剂。

23.根据权利要求16所述的水性消防组合物，其中，所述水混溶性有机溶剂包含约1wt.％至7wt.％的丙三醇和约2wt.％至10wt.％的丙二醇。

24.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其中，所述水混溶性有机溶剂不含任何二醇醚溶剂。

25.一种水性消防组合物，其包含：

26.一种水性消防组合物，其包含：

27.一种水性消防组合物，其包含：

28.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其含有不超过0.1wt.％氟化添加剂。

29.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其具有以重量百分比为基础不超过约1ppmf的氟原子总浓度。

30.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其表现出不超过约-40℃的凝固点。

31.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其表现出不超过约-45℃的凝固点。

32.根据权利要求1所述的水性消防组合物，当使用#2转子在60rpm测量时，其在2℃下表现出不超过约50cp的布鲁克菲尔德粘度。

33.根据权利要求1所述的水性消防组合物，当使用#2转子在60rpm测量时，其在2℃下表现出不超过约20cp的布鲁克菲尔德粘度。

34.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其具有约6至10的ph。

35.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其具有约7至9的ph。

36.根据权利要求1所述的水性消防组合物，其进一步包含螯合剂、缓冲剂、腐蚀抑制剂、防腐剂、或其中任意两种或更多种的混合物。

37.一种灭火的方法，所述方法包括将权利要求1至36中任一项所述的水性消防组合物施用于火。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在约-10℃或低于约-10℃的温度下将所述水性消防组合物施用于火。

39.根据权利要求37所述的方法，其中，所述方法包括在约-40℃或低于约-40℃的温度下将所述水性消防组合物施用于火。

40.一种灭火的方法，所述方法包括将权利要求1至36中任一项所述的水性消防组合物喷洒到火上。

41.根据权利要求40所述的方法，其中，所述方法包括使所述水性消防组合物从随带工业设备消防系统的储存罐流动到分配机构。

42.根据权利要求41所述的方法，其中，所述分配机构是喷嘴。

43.根据权利要求41所述的方法，其中，所述随带工业设备消防系统是随带工业车辆消防系统。

44.一种水性消防组合物，其主要由以下组成：

45.一种水性消防组合物，其由以下组成：

技术总结提供了消防组合物，其可以用于重型工业设备的随带消防系统中，所述重型工业设备诸如在建筑、林业、矿业和其他类似工业中使用的重型车辆和其他类型的重型设备。所述消防组合物为水性液体，其包含(a)有机酸的钾盐；(b)烷基聚糖苷表面活性剂；(c)两性离子表面活性剂；和(d)亚烷基二醇溶剂和/或甘油。还提供了使用所述水性消防组合物来灭火的方法，诸如使用随带工业设备消防系统灭火。技术研发人员：凯瑟琳·L·扎布隆斯基受保护的技术使用者：泰科消防产品有限合伙公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8