專利名稱：滅火劑、滅火用水和滅火方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以使滅火用水保持在被滅火物體等的表面上的滅火劑、滅火用水以及使用它的滅火方法。
另一方面，在用水進(jìn)行滅火工作時(shí)，也存在許多不好的缺點(diǎn)。即，水由于顯示出低粘度，具有良好的流動(dòng)性，所以不能長(zhǎng)時(shí)間滯留在燃燒物的表面，瞬間落下并顯示出流失到地面的傾向。另外，如果燃燒的火力增強(qiáng)，則水接近燃燒物的表面變得困難，產(chǎn)生由高溫導(dǎo)致的水的飛散和蒸發(fā)。因此，需經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)放水。但是，在林野、草原、山岳等干燥地帶，可以利用的水源稀少，有必須有效使用有限的水的限制。
而且，在滅火工作時(shí)，由于大量的水如上所述流掉，特別是在消滅高層建筑物的火災(zāi)時(shí)，具有造成向和火災(zāi)沒(méi)有直接關(guān)系的下層建筑物滲水，向相鄰建筑物飛散水等，引起由水損失產(chǎn)生的二次災(zāi)害的問(wèn)題。
為了解決基于水的這些缺點(diǎn)，不斷提出了許多改善方法。其中，為了抑制從燃燒物的水的流失，提出種種使用在滅火用水中添加水不可溶的粉末狀、顆粒狀或者液體分散狀的高吸水性聚合物凝膠形成的混合物的方法。例如，美國(guó)專利5190110教導(dǎo)了使具有20～500微米粒徑的吸附性交聯(lián)聚合物分散在水混和性介質(zhì)中，以使生成的凝膠溶液的粘度不超過(guò)100mPa·s。但是，該體系沒(méi)有給予作為水的載體的吸附性凝膠粒子充分的膨脹時(shí)間，因此不具有滅火時(shí)使粒子粘附在燃燒物表面上的充分的粘度。
另外，在特開平5-305153號(hào)公報(bào)中，提出使用含有用鈣等凝固劑固化蒟蒻甘露聚糖粒子的食用蒟蒻塊狀物，或者蒟蒻粉的具有粘性的滅火水。但是，該方法由于將水不溶性蒟蒻混入滅火水中來(lái)使用，擔(dān)心噴出時(shí)的滅火泵、軟管或者噴嘴被堵塞。
另外，特開平10-155932號(hào)公報(bào)公開了滅火劑組合物以及噴射該組合物的滅火方法，該滅火劑組合物是將具有滅火功能的水系滅火劑含浸到顆粒狀高吸水性聚合物中形成的。但是，沒(méi)有充分言及在滅火中，使用的吸水性聚合物介質(zhì)的粘度、由膨脹的顆粒相互間的粘附產(chǎn)生的大塊狀化的問(wèn)題。
美國(guó)專利4978460號(hào)公開了為防止聚合物凝膠粒子凝集添加適合的水溶性分散劑的方法。該體系在通常的滅火軟管長(zhǎng)度下進(jìn)行滅火工作時(shí)，為了聚合物粒子的膨脹時(shí)間長(zhǎng)，且為了達(dá)到所希望的吸水量，需要添加高濃度的聚合物粒子。
這樣，在滅火用水中使用的代表性的高吸水性聚合物，其粒徑很大，公開了例如，其粒徑比20微米大的聚合物。因此，在滅火用水中添加的“水凝膠”是顆粒狀的具有固體的性質(zhì)，通過(guò)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)滅火裝置噴出時(shí)，由于凝膠粒子的凝集造成的裝置的堵塞常常導(dǎo)致不能操作，在許多滅火活動(dòng)用途中，即使能夠使用這些“水凝膠”，也是困難的。
特開平9-140826號(hào)公報(bào)公開了將由逆相聚合生成的具有小于1微米粒徑的油包水型交聯(lián)的水膨脹性聚合物混合在防火和滅火用水中，強(qiáng)調(diào)使用以液體形式導(dǎo)入供應(yīng)水中的聚合物粒子，而且為了良好地附著在燃燒物的垂直和水平兩個(gè)面上，教導(dǎo)了使用具有500～50000mPa·s的高粘性流體。該體系是對(duì)添加典型的高吸水性聚合物粒子相當(dāng)大的改良，吸水性聚合物粒子對(duì)水是不溶的，由于具有對(duì)消防器具的附著和不能操作等問(wèn)題，沒(méi)有超出實(shí)驗(yàn)階段的領(lǐng)域。
另一方面，作為一般家庭火災(zāi)發(fā)生的原因，由油炸油引起的火災(zāi)近年來(lái)有不斷增加的傾向。如果考慮城市范圍的住宅情形，由于即使對(duì)于一般家庭的火災(zāi)也能成為非常大的災(zāi)害的原因，所以需要在火災(zāi)的初期階段的可靠且安全的滅火方法。
以往，作為廣泛使用的滅火藥劑，有粉末系的滅火藥劑、氣體系的滅火藥劑、水系的滅火藥劑，但在油炸油引起的火災(zāi)的情況下，由于如果沒(méi)有冷卻到油的著火點(diǎn)以下會(huì)再著火，一般認(rèn)為水系的滅火藥劑是優(yōu)選的。但是，以往的水系滅火藥劑具有引起沸騰，滅火液顯示出高的堿性，火焰高且旺盛等問(wèn)題。
本發(fā)明鑒于這些方面，提供能和以往的滅火水一樣處理的，且噴射的滅火水將殘留在燃燒物表面上的滅火劑、滅火用水。
進(jìn)一步提供即使對(duì)于油炸油火災(zāi)等油火災(zāi)也具有優(yōu)異的滅火作用的滅火劑、滅火用水。
即本發(fā)明提供1.滅火劑，其特征在于含有在特定的設(shè)定溫度以下是水溶性的，在設(shè)定溫度以上以含水狀態(tài)固化的感溫性聚合物；2.上述1記載的滅火劑，其中感溫性聚合物的固化形態(tài)是水凝膠；3.上述1～2記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是水溶性聚丙烯酰胺系聚合物；4.上述1～3記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是以N-異丙基丙烯酰胺為主成分的聚合物；5.上述1～4記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是將75～99摩爾％N-異丙基丙烯酰胺和1～25摩爾％丙烯酸鈉共聚合形成的聚合物；6.上述1記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是纖維素衍生物；7.上述6記載的滅火劑，其中纖維素衍生物的分子量是15000或以上；8.上述6～7記載的滅火劑，其中纖維素衍生物是選自烷基取代的纖維素、羥烷基取代的纖維素、羥烷基烷基取代的的纖維素、聚氧化烯取代的纖維素、接枝乙烯基單體的纖維素中的1種或以上；9.上述8記載的滅火劑，其中烷基取代的纖維素主要是甲基纖維素(甲氧基％26～33)；10.上述8記載的滅火劑，其中羥烷基烷基取代的纖維主要是羥丙基甲基纖維素(甲氧基％17-31，羥丙基％15或以下)；11.上述8記載的滅火劑，其中乙烯基單體是其均聚物在水溶液狀態(tài)下具有下限臨界共溶溫度的乙烯基單體；12.上述8記載的滅火劑，其中乙烯基單體是具有陰離子基團(tuán)的乙烯基單體；13.一種滅火用水，其特征在于將上述1～12記載的滅火劑溶解在水中；14.上述13記載的滅火用水，其中除感溫性聚合物之外，還含有滅火劑、防火劑或者滲透劑；15.上述14記載的滅火用水，其中滅火劑是選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、碳酸氫鉀、硼酸鉀、醋酸鉀的1種或以上；16.上述14～16記載的滅火用水，其中滲透劑是二辛基磺基琥珀酸；17.上述13～16記載的滅火用水，其中水溶液的粘度是20～2000mPa·s(30℃)；18.滅火方法，其特征在于使用上述13～17記載的滅火用水。
用于本發(fā)明的感溫性聚合物是定義為“在特定的設(shè)定溫度(以下記為感溫點(diǎn))以下是水溶性的，在感溫點(diǎn)以上固化(形成水不溶的水凝膠)的溫度感應(yīng)性聚合物”的聚合物。
本發(fā)明將該感溫性聚合物作為滅火劑添加到滅火用水中，該水溶液在常溫時(shí)具有流動(dòng)性并和滅火水一樣，可以用以往的消防泵等滅火器具用于滅火，噴射或噴霧到火災(zāi)物(燃燒物)時(shí)，由燃燒產(chǎn)生的熱，在含水的狀態(tài)下凝膠化或固化并殘留在燃燒物表面，滅火，能夠防止火災(zāi)蔓延和再著火。
本發(fā)明的感溫性聚合物，可以列舉出例如，(1)是將其均聚物在水中具有下限臨界共溶溫度的乙烯基單體(a)和與(a)可以共聚合的其它乙烯基單體(b)共聚合而得到的聚合物，(2)烷基、羥烷基、羥烷基烷基或者聚氧化烯基取代的纖維素衍生物，(3)在如甲基纖維素、羥丙基纖維等在水中具有下限臨界共溶溫度的聚合物中，接枝聚合上述乙烯基聚合物(a)或者具有離子基的乙烯基單體(c)而得到的聚合物等等。其中，(1)的聚合物特別是水溶性丙烯酰胺系聚合物由于可以容易地調(diào)整得到的聚合物的感溫點(diǎn)，因此是更優(yōu)選的。
作為用于該(1)的聚合物中的乙烯基單體，可以列舉出N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丙基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、丙烯?；哙ぁ⒈；量┩?、乙烯基己內(nèi)酰胺等N-取代的丙烯酰胺及其衍生物、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等烷基乙烯基醚、N-乙烯基異丁基酰胺等N-乙烯基烷基酰胺等。
作為乙烯基單體(b)，可以列舉出，丙烯酸及其鹽(鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽等)、2-丙烯酰胺-2-丙磺酸及其鹽(鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽等)、N，N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺及其鹽(硫酸鹽、單甲基硫酸鹽、二甲基硫酸鹽、甲基氯鹽等)、N，N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸及其鹽(硫酸鹽、單甲基硫酸鹽、二甲基硫酸鹽、甲基氯鹽等)等具有離子性的乙烯基單體、丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺等丙烯酰胺衍生物、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯等(甲基)丙烯酸酯等。
作為具體的(1)的聚合物，優(yōu)選以作為乙烯基單體的N-異丙基丙烯酰胺為主成分，和其它乙烯基單體(b)共聚合的聚合物，特別是使75～99摩爾％的N-異丙基丙烯酰胺與1～25摩爾％的作為乙烯基單體(b)的丙烯酸鈉共聚合的聚合物，對(duì)于油炸油火災(zāi)、石油爐火災(zāi)也具有優(yōu)異的滅火能力，因此更優(yōu)選。
上述(2)的纖維素衍生物，可以列舉出例如，具有特定的取代基、取代率和分子量的甲基纖維素、乙基纖維素等烷基取代的纖維素、羥丙基纖維素等羥烷基取代的纖維素、羥乙基甲基纖維素、羥乙基乙基纖維素、羥乙基丙基纖維素、羥丙基乙基纖維、羥丙基甲基纖維素等羥烷基烷基取代的纖維素、聚氧化乙烯纖維素、聚氧化丙烯纖維素等聚氧化烯取代的纖維素，以及在這些聚合物中接枝聚合特定的乙烯基單體和/或特定的離子性乙烯基單體而生成的纖維素衍生物。這些聚合物既可以單獨(dú)使用，也可以1種以上合并使用。在上述例示的聚合物中，更優(yōu)選甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素。
甲基纖維素的甲氧基的含有率(％)是26.0～33.0，優(yōu)選27.0～32.0。
羥丙基甲基纖維素的甲氧基和羥丙基的含有率(％)是17.0～31.0和15.0或以下，優(yōu)選20.0～30.0和13.0或以下。
作為用于上述(3)的聚合物的具有離子基的乙烯基單體(c)，可以列舉出例如，(甲基)丙烯酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)、對(duì)-苯乙烯磺酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)、乙烯基磺酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)、甲基烯丙基磺酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)、2-(甲基)丙烯酰氧基乙磺酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)、單(2-(甲基)丙烯酰氧基乙基)酸性磷酸鹽(堿金屬鹽，銨鹽)等具有陰離子性基團(tuán)的乙烯基單體，衍生自具有叔氨基的(甲基)丙烯酸鹽衍生物的各種季銨鹽，衍生自具有叔氨基的(甲基)丙烯酰胺衍生物的各種季胺鹽等具有陽(yáng)離子性基團(tuán)的乙烯基單體，衍生自具有叔氨基的(甲基)丙烯酸鹽衍生物的具有各種兩性離子基團(tuán)的分子內(nèi)鹽形成性單體，衍生自具有叔氨基的(甲基)丙烯酰胺衍生物的具有各種兩性離子基團(tuán)的分子內(nèi)鹽形成性單體等甜菜堿型單體，含有氨基酸鹽的丙烯酰胺衍生物。這些單體既可以單獨(dú)使用，也可以一種以上合并使用。在上述例示的單體中，更優(yōu)選具有陰離子性基團(tuán)的乙烯基單體，特別優(yōu)選(甲基)丙烯酸的堿金屬鹽、2-(甲基)丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的堿金屬鹽。這種接枝聚合反應(yīng)技術(shù)是現(xiàn)在公知的。
在由接枝聚合生成的聚合物中，上述乙烯基單體(a)和上述具有離子基的乙烯基單體(c)的摩爾比因單體的種類而異，乙烯基單體(a)優(yōu)選50摩爾％或以上，更優(yōu)選70摩爾％或以上。乙烯基單體(a)的比例小于50摩爾％時(shí)，恐怕不能得到由熱產(chǎn)生的優(yōu)良的水凝膠。
具體地說(shuō)，可以列舉出例如，以作為乙烯基單體(a)的N-異丙基(甲基)丙烯酰胺80～99摩爾％，作為具有離子基的乙烯基單體(c)的丙烯酸鈉1～20摩爾％的比例接枝聚合到纖維素上，得到聚合物的方法。
上述(2)、(3)的纖維素衍生物優(yōu)選具有15000或以上分子量的衍生物，更優(yōu)選具有50000或以上分子量的衍生物。分子量小于15000時(shí)，添加到滅火用水中形成的水混合液恐怕不能顯示出熱敏凝膠化性。
感溫性聚合物的固化溫度沒(méi)有特別的限定，但是必須是在常溫至盛夏時(shí)的溫度下不發(fā)生凝膠化的溫度以上，可以設(shè)定在10～140℃(100℃以上是在加壓下測(cè)定的值)，優(yōu)選設(shè)定在50～100℃的溫度范圍內(nèi)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供將含有感溫性聚合物的滅火劑溶解于水中的滅火用水。
對(duì)于感溫性聚合物的分子量和在水中的溶解濃度，最好是在用于滅火的水溶液狀態(tài)下且在感溫性聚合物顯示出水溶性的溫度范圍內(nèi)，含有感溫性聚合物的水具有20～2000mPa·s(30℃)的粘度的量。粘度比該范圍低時(shí)，不能使滅火用水充分形成凝膠狀，不能期待高的滅火和防止火災(zāi)蔓延的效果。另外，粘度比該范圍高時(shí)，輸送·放水操作變得困難，不是優(yōu)選的。
雖然因感溫性聚合物的種類·分子量等而異，但可以制得相對(duì)于水，0.1～10重量％，優(yōu)選約0.5～2重量％左右的水溶液。如果濃度小于0.1重量％，則由熱產(chǎn)生的固化不充分，超過(guò)10重量％，則有時(shí)水溶液的粘度增高，缺乏流動(dòng)性，不是優(yōu)選的。
在含有感溫性聚合物的滅火用水中，根據(jù)需要，可以添加以前作為滅火藥劑使用的藥劑。例如，如磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、碳酸銨、氯化銨、硼酸銨等銨鹽、醋酸鉀、碳酸氫鉀、硼酸鉀、氯化鉀等鉀鹽等滅火劑、防火劑或者陰離子表面活性劑，例如混合溶解像二辛基磺基琥珀酸鈉這樣的作為滲透劑的表面活性劑等使用不僅無(wú)妨，而且由于感溫性聚合物的固化作用可以防止防火劑等的飛散·流出，可以更有效地進(jìn)行滅火和防止火災(zāi)的蔓延。
在本發(fā)明的滅火用水中，進(jìn)一步根據(jù)需要，也可以添加例如，尿素甲醛樹脂、羥甲基蜜胺樹脂、乙二醛等熱交聯(lián)劑，或者乙二醇、丙二醇、甘油、尿素等凝固點(diǎn)降低劑。
這些滅火劑、防火劑、滲透劑、熱交聯(lián)劑、凝固點(diǎn)降低劑相對(duì)于滅火用水，最好以0.05～5重量％的濃度使用。濃度如果在0.05重量％以下，則添加的藥劑等的效果缺乏，5重量％以上的添加由于導(dǎo)致感溫性聚合物的析出等，不是優(yōu)選的。
本發(fā)明的滅火用水，可以直接用和一般的滅火方法一樣的方法放水并用于滅火。例如，可以由軟管以噴霧狀或水滴狀噴出，在火災(zāi)中固化并落下·附著在燃燒物表面，或者也可以用以往的消防軟管噴射，在燃燒物表面固化。
除此之外，也可以預(yù)先調(diào)制感溫性聚合物的濃溶液，滅火時(shí)，一邊添加到滅火用水中一邊放水。
在30℃下，用B型粘度計(jì)測(cè)定得到的聚合物A的1％水溶液的粘度為1600mPa·s。另外，在含有1％聚合物，1％作為防火劑的磷酸氫二銨的水溶液的情況下，在30℃下用B型粘度計(jì)測(cè)定，粘度為140mPa·s。感溫點(diǎn)55～60℃。制造例2感溫性聚合物B的制造將1360g脫鹽水放入2L容器的玻璃制可分離燒瓶中，放入208.5gN-異丙基丙烯酰胺，26.6g丙烯酸80％水溶液，在攪拌下溶解單體。在攪拌下，在保持溶解了單體的溶液的溫度在15～20℃的同時(shí)，徐徐添加48％苛性鈉水溶液，使溶液的pH為7.0，制得單體調(diào)整液。將單體調(diào)整液冷卻至0℃后，鼓入氮?dú)膺M(jìn)行脫氣。脫氣結(jié)束后，作為聚合引發(fā)劑，依次加入14.7mlN，N，N’，N’-四甲基亞乙基二胺的10％水溶液，7.4ml過(guò)氧二硫酸銨的10％水溶液，開始聚合反應(yīng)。用目視確認(rèn)單體調(diào)整液的粘度一直在上升，攪拌并停止鼓氮?dú)?，在密閉狀態(tài)下，在室溫下進(jìn)行聚合反應(yīng)16小時(shí)。聚合結(jié)束后，從反應(yīng)容器取出聚合物，剪裁成約5mm方塊。在40℃下真空干燥、粉碎、分級(jí)后，得到230g粒徑1mm以下的感溫性聚合物B。
在30℃下，用B型粘度計(jì)測(cè)定得到的聚合物B的1％水溶液的粘度為1600mPa·s。另外，在含有1％聚合物，1％作為防火劑的磷酸氫二銨的水溶液的情況下，在30℃下用B型粘度計(jì)測(cè)定，粘度為200mPa·s。感溫點(diǎn)55～60℃。制造例3感溫性聚合物C的制造除了使80％丙烯酸水溶液29.3g之外，進(jìn)行和制造例2一樣的操作，制造感溫性聚合物C。
在30℃下用B型粘度計(jì)測(cè)定得到的聚合物C的1％水溶液的粘度為2000mPa·s。另外，在含有1％聚合物，1％作為防火劑的磷酸氫二銨的水溶液的情況下，在30℃下用B型粘度計(jì)測(cè)定，粘度為200mPa·s。感溫點(diǎn)60～70℃。制造例4感溫性聚合物D的制造除了使投入聚合引發(fā)劑前的單體調(diào)整溫度為20℃之外，進(jìn)行和制造例2一樣的操作，得到229g感溫性聚合物D。
在30℃下用B型粘度計(jì)測(cè)定得到的聚合物D的1％水溶液的粘度為600mPa·s。另外，在含有1％聚合物，1％作為防火劑的磷酸氫二銨的水溶液的情況下，在30℃下用B型粘度計(jì)測(cè)定，粘度為150mPa·s。感溫點(diǎn)60～70℃。試驗(yàn)例1在含0.5％作為防火劑的磷酸氫二銨的99g水中混合溶解1g感溫性聚合物B。將得到的20ml聚合物水溶液放入內(nèi)徑18mm，長(zhǎng)180mm玻璃制螺口試管中，密閉后，將溶液加溫到任意溫度，用目視確認(rèn)溶液有無(wú)流動(dòng)性。結(jié)果示于表1中。
表中○溶液全體是固形狀態(tài)(形成水凝膠的狀態(tài))，即使傾斜試管，液體完全不流動(dòng)。
△溶液是相當(dāng)粘稠的狀態(tài)，但還可以看到流動(dòng)性的狀態(tài)。
×顯示出具有流動(dòng)性的液體狀態(tài)。
表1溫度感應(yīng)性試驗(yàn)結(jié)果

另外，不使用感溫性聚合物B，用B型粘度計(jì)，在上述各溫度條件下測(cè)定只溶解了0.5％磷酸氫二銨的磷酸氫二銨水溶液的粘度的結(jié)果是，在75℃以下的溫度中，呈具有10mPa·s粘度的狀態(tài)。試驗(yàn)21)感溫性聚合物水溶液的組成在表2顯示出供本試驗(yàn)使用的感溫性聚合物水溶液的組成。使用離子交換水作為水，在其中添加各成分(重量％)，總和100。
表中，DOSS·Na表示二辛基磺基琥珀酸鈉。
2)各溶液的粘度測(cè)定在表2所示的溶液1和2，以及在溶液3中添加了1％磷酸氫二銨的溶液(溶液3A)，添加了1％磷酸氫二銨和0.1％二辛基磺基琥珀酸鈉的水溶液(溶液3B)的各粘度示于表3中。
表2

表3

3)各溶液的感溫性試驗(yàn)試驗(yàn)方法加①將直徑13cm的金屬平盤均勻加熱到250℃，并且滴加應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)的溶液(試樣)10g、20g、50g，觀察狀態(tài)變化。
②在感溫點(diǎn)附近，在恒溫槽中，將試樣加溫直至均勻溫度，觀察凝膠化或者完全固化的狀況。
③通過(guò)反復(fù)加熱·冷卻試樣來(lái)觀察其狀態(tài)。結(jié)果1試驗(yàn)方法①和②的結(jié)果示于表4中。測(cè)定溶液(試樣)滴加到加熱平盤后直至水分蒸發(fā)的時(shí)間(試驗(yàn)方法①)和加溫放入到金屬制平盤中的試樣并測(cè)定是否固化(試驗(yàn)方法②)。表4滴加到250℃的加熱平盤直至蒸發(fā)的時(shí)間及其狀況

表4(續(xù))

注○完全固化。△固化但軟乎乎。×沒(méi)有固化。另外，平盤滴加時(shí)，水飛散，但其它溶液沒(méi)有飛散。
從上表的結(jié)果可知，相對(duì)于2％感溫性聚合物水溶液，添加了4倍左右水的溶液也可通過(guò)加溫固化。因此，可以保住感溫性聚合物量的250倍左右的水。結(jié)果2作為試驗(yàn)方法③的試樣，使用在上述溶液3A中添加了化學(xué)當(dāng)量的水的溶液(溶液3A∶水＝1∶1)，在常溫放置加熱到250℃后固化的試樣的同時(shí)，觀察由溫度降低而產(chǎn)生的變化。其結(jié)果示于表5。
表5

從表5的結(jié)果也可以看出，本發(fā)明的滅火用水一旦固化后，即使冷卻至常溫附近，也能殘留在燃燒物表面不流出。試驗(yàn)例3就本發(fā)明的滅火劑、滅火用水和以往使用的滅火藥劑以及和其它的混入物并用進(jìn)行了研究。
作為感溫性聚合物，使用制造例3的感溫性聚合物C，觀察表6所示比例的水溶液在各溫度下的固化狀態(tài)。結(jié)果示于表6。表6

注◎完全固形，○固形(比◎差)，*固化但有分離，△柔軟(不能說(shuō)是固形)，×完全的液體。
從表6的結(jié)果可知，即使溶解其它的防火藥劑(磷酸銨)和無(wú)機(jī)物(碳酸鈉)，本發(fā)明的滅火用水也可固化。這表示出即使對(duì)于河流的水也可以適用。試驗(yàn)例4作為滅火劑，使用100g在制造例1中合成的感溫性聚合物，和50g磷酸氫二銨、5g二辛基磺基琥珀酸鈉一起溶解在4845g自來(lái)水中，制得滅火用水。將3L制作的滅火用水放入附有直徑2mmφ的噴頭的滅火器中(ハツタ制滅火訓(xùn)練用滅火器，檢驗(yàn)器-7)，用氮?dú)鈱缁鹌鲀?nèi)的壓力加壓至5×105Pa，以5根3cm見方，長(zhǎng)50cm的松木為1層，將20層以格子狀堆積成的垛并點(diǎn)著，在垛整體成為獨(dú)立燃燒狀態(tài)后，用滅火器放出滅火用水，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。在同一條件下的滅火試驗(yàn)進(jìn)行10次，使用從放水開始直至熄火所需的平均時(shí)間(秒)和使用的滅火用水的平均使用量(kg)的累計(jì)值作為滅火用水的滅火效率，算出該值，為96.7kg·秒。而且，在滅火作業(yè)中和熄火后，沒(méi)有看到放出的滅火用水的飛散·流出。試驗(yàn)例5作為滅火用水，除了使用在4845g自來(lái)水中溶解有50g在制造例1中合成的感溫性聚合物、50g磷酸氫二銨、5g二辛基磺基琥珀酸鈉的滅火用水之外，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。其結(jié)果，滅火效率為100kg·秒。而且，在滅火作業(yè)中和熄火后，沒(méi)有看到放出的滅火用水的飛散·流出。試驗(yàn)例6作為滅火用水，除了使用100g在制造例4中合成的感溫性聚合物的1％水溶液3kg之外，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。其結(jié)果，滅火效率為97.6kg·秒。而且，在滅火作業(yè)中和熄火后，沒(méi)有看到放出的滅火用水的飛散·流出，滅火后，將垛放置1小時(shí)也沒(méi)有看到再燃燒。試驗(yàn)例7
作為滅火用水，除了使用在4845g自來(lái)水中溶解有50g在制造例4中合成的感溫性聚合物、50g磷酸氫二銨、5g二辛基磺基琥珀酸鈉的滅火用水之外，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。其結(jié)果，滅火效率為58.3kg·秒。而且，在滅火作業(yè)中和熄火后，沒(méi)有看到放出的滅火用水的飛散·流出。試驗(yàn)例8在1L容量的燒杯中，放入979g純水、10g甲基纖維素(甲氧基含量29.8％，分子量35萬(wàn))、10g磷酸氫二銨和1g二辛基磺基琥珀酸鈉，攪拌溶解。得到的1％的聚合物溶液的粘度在20℃，采用B型粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，為277mPa·s。另外，該水溶液的感溫點(diǎn)為45℃～50℃。
將3L該滅火用水放入滅火器中，用壓縮空氣將滅火器內(nèi)的壓力加壓到7×105Pa，以下，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。
其結(jié)果，滅火效率為80.2kg·秒。試驗(yàn)例9在1L容量的燒杯中，放入979g純水、10g羥丙基甲基纖維素(甲氧基含量29.0％，羥丙基含量6.2％，分子量38萬(wàn))、10g磷酸氫二銨和1g二辛基磺基琥珀酸鈉，攪拌溶解。得到的1％的聚合物溶液的粘度在20℃，采用B型粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，為290mPa·s。另外，該水溶液的感溫點(diǎn)為65℃-70℃。
將3L該滅火用水放入滅火器中，用壓縮空氣將滅火器內(nèi)的壓力加壓到7×105Pa，以下，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。
其結(jié)果，滅火效率為90.2kg·秒。試驗(yàn)例10使用1L容量的燒杯，在含有2.0％作為防火劑的磷酸氫二銨、0.2％作為滲透劑的二辛基磺劑琥珀酸鈉的990g的水溶液中，放入10g甲基纖維素(甲氧基含有量29.6％，分子量12萬(wàn))，攪拌溶解。得到的1％的聚合物溶液的粘度在20℃，采用B型粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，為26mPa·s。另外，該水溶液的感溫點(diǎn)為55℃～60℃。
將3L該滅火用水放入滅火器中，用壓縮空氣將滅火器內(nèi)的壓力加壓到7×105Pa，以下，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。
其結(jié)果，滅火效率為102.5kg·秒。比較試驗(yàn)例1作為滅火用水，除了使用在4945g自來(lái)水中溶解有50g磷酸氫二銨、5g二辛基磺基琥珀酸鈉的滅火用水之外，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。其結(jié)果，滅火效率為132.2kg·秒。而且，在滅火作業(yè)中和熄火后，可看到放出的滅火用水的飛散·流出。比較試驗(yàn)例2除了將自來(lái)水用作滅火用水之外，采用和試驗(yàn)例4同樣的操作，進(jìn)行滅火試驗(yàn)。其結(jié)果，滅火效率是255.2kg·秒。而且，在滅火作業(yè)和熄火后，可看到放出的滅火用水的飛散·流出。
進(jìn)一步，在滅火結(jié)束后，約20分鐘再次達(dá)到接近燃燒的狀態(tài)而再燃燒。試驗(yàn)例11將500ml大豆油放入直徑250mm，深70mm的中國(guó)鍋中，用煤氣灶加熱使之著火。著火30秒后，作為滅火液(滅火用水)，用帶把的不銹鋼制餐具將300ml在制造例2合成的感溫性聚合物B的1％水溶液一次投入到中國(guó)鍋中，在測(cè)定從投入到熄火為止的時(shí)間的同時(shí)，用目視確認(rèn)火焰的狀況。其結(jié)果，到熄火為止所需的時(shí)間是3秒，從滅火液投入時(shí)直至熄火，沒(méi)有觀察到火焰高且旺盛。而且，熄火后，可以確認(rèn)滅火劑成凝膠的膜狀，覆蓋在鍋的上部，沒(méi)有再起火。試驗(yàn)例12除了將1％感溫性聚合物B、1％磷酸氫二銨、0.1％二辛基磺劑琥珀酸鈉的水溶液用作滅火液之外，進(jìn)行和試驗(yàn)例11同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果，直至熄火所需的時(shí)間是7秒，從滅火液投入時(shí)直至熄火，幾乎沒(méi)有觀察到火焰高且旺盛的現(xiàn)象。而且，熄火后，可以確認(rèn)形成凝膠塊的滅火劑存在于油中，沒(méi)有再起火。試驗(yàn)例13除了將1％在制造例4合成的感溫性聚合物D的水溶液用作滅火液之外，進(jìn)行和試驗(yàn)例11同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果，直至熄火所需的時(shí)間是2秒，從滅火液投入時(shí)直至熄火，幾乎沒(méi)有觀察到火焰升高的現(xiàn)象。而且，熄火后，可以確認(rèn)滅火劑成凝膠的膜狀，覆蓋在鍋的上部，沒(méi)有再起火。試驗(yàn)例14將990g純水放入1L容量的燒杯中，加入10g甲基纖維素(甲氧基含有量29.8％，分子量35萬(wàn))，邊攪拌邊分散溶解。在20℃，用B型粘度計(jì)測(cè)定得到的1％的聚合物水溶液的粘度，為255mPa·s。另外，該水溶液的感溫點(diǎn)是55℃～60℃。
除了將該溶液用作滅火液之外，進(jìn)行和試驗(yàn)例11同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果，直至熄火所需的時(shí)間是16秒，從滅火液投入直至熄火為止，火焰的擴(kuò)散輕微。試驗(yàn)例15將990g純水放入1L容量的燒杯中，加入10g羥丙基甲基纖維素(甲氧基含有量29.0％，羥丙基含有量6.2％，分子量38萬(wàn))，邊攪拌邊分散溶解。在20℃，用B型粘度計(jì)測(cè)定得到的1％的聚合物水溶液的粘度，為268mPa·s。另外，該水溶液的感溫點(diǎn)是70℃～75℃。
除了將該溶液用作滅火液之外，進(jìn)行和試驗(yàn)例11同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果，直至熄火所需的時(shí)間是13秒，從滅火液投入到熄火為止，火焰的擴(kuò)散輕微。比較試驗(yàn)例3除了將以25％醋酸鉀、5％四硼酸鉀的比例溶解的水溶液用作滅火液之外，進(jìn)行和試驗(yàn)例11同樣的評(píng)價(jià)。其結(jié)果，直至熄火所需的時(shí)間是9秒，滅火液投入后火焰立刻升高，油飛散到周圍。熄火后，沒(méi)有看到再起火，。發(fā)明的效果雖然將含有本發(fā)明的感溫性聚合物的水用作滅火用水需要①由于是用于消防的水，從常溫至比常溫稍高的溫度下是液體，②僅僅通過(guò)體積維持的燃燒熱，水瞬間凝固，③即使暴露在火災(zāi)熱中，也不容易分解，④熄火后，可燃物冷卻，即使到常溫時(shí)也不流動(dòng)，但是根據(jù)上述各試驗(yàn)例，本發(fā)明的滅火劑，將其溶解在水中的滅火用水滿足這些條件，就可認(rèn)為具有充分滅火·防止火災(zāi)蔓延的能力。
作為調(diào)整原液的含有2％感溫性聚合物的溶液，和水相比，雖然具有60～300倍的粘度，但直至60℃左右都是液體且穩(wěn)定，作為濃液，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)不固化，且可以供應(yīng)給滅火用水。除此之外，即使使用河流的水，由于同樣可以固化，因此，不僅可以用于城市的火災(zāi)、油火災(zāi)，而且也可以用于山林火災(zāi)等。
權(quán)利要求
1.一種滅火劑，其特征在于含有在特定的設(shè)定溫度以下是水溶性的，在設(shè)定溫度以上以含水狀態(tài)固化的感溫性聚合物。
2.權(quán)利要求1記載的滅火劑，其中感溫性聚合物的固化形態(tài)是水凝膠。
3.權(quán)利要求1或2記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是水溶性聚丙烯酰胺系聚合物。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是以N-異丙基丙烯酰胺為主成分的聚合物。
5.權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是將75～99摩爾％N-異丙基丙烯酰胺和1～25摩爾％丙烯酸鈉共聚合形成的聚合物。
6.權(quán)利要求1記載的滅火劑，其中感溫性聚合物是纖維素衍生物。
7.上述6記載的滅火劑，其中纖維素衍生物的分子量是15000或以上。
8.權(quán)利要求6或7記載的滅火劑，其中纖維素衍生物是選自烷基取代的纖維素、羥烷基取代的纖維素、羥烷基烷基取代的的纖維素、聚氧化烯取代的纖維素、接枝乙烯基單體的纖維素中的1種或以上。
9.權(quán)利要求8記載的滅火劑，其中烷基取代的纖維素主要是甲基纖維素(甲氧基％26～33)。
10.權(quán)利要求8記載的滅火劑，其中羥烷基烷基取代的纖維主要是羥丙基甲基纖維素(甲氧基％17～31，羥丙基％15或以下)；
11.權(quán)利要求8記載的滅火劑，其中乙烯基單體是其均聚物在水溶液狀態(tài)下具有下限臨界共溶溫度的乙烯基單體。
12.權(quán)利要求8記載的滅火劑，其中乙烯基單體是具有陰離子基團(tuán)的乙烯基單體。
13.一種滅火用水，其特征在于將權(quán)利要求1～12記載的滅火劑溶解在水中。
14.權(quán)利要求13記載的滅火用水，其中除感溫性聚合物之外，還含有滅火劑、防火劑或者滲透劑。
15.權(quán)利要求14記載的滅火用水，其中滅火劑是選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、碳酸氫鉀、硼酸鉀、醋酸鉀的1種或以上。
16.權(quán)利要求14記載的滅火用水，其中滲透劑是二辛基磺基琥珀酸。
17.權(quán)利要求13～16任一項(xiàng)記載的滅火用水，其中水溶液的粘度是20～2000mPa·s(30℃)。
18.滅火方法，其特征在于使用權(quán)利要求13～17記載的滅火用水。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供在滅火時(shí)，通過(guò)火焰的熱量在含水狀態(tài)容易固化并附著在燃燒物表面，滅火·防止火災(zāi)蔓延的滅火劑，滅火用水以及使用它的滅火方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及含有在特定的設(shè)定溫度以下是水溶性的，在設(shè)定的溫度以上的溫度通過(guò)火焰的熱量含水凝膠化或固化的感溫性聚合物的滅火劑，在水中溶解了該滅火劑的，根據(jù)需要含有防火劑、其它滅火劑等的滅火用水以及使用該滅火用水的滅火方法。
文檔編號(hào)A62D1/00GK1437497SQ01811547
公開日2003年8月20日 申請(qǐng)日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月20日
發(fā)明者樫木惠三, 住谷昌利, 榮晃史郎, 小松茂, 丸山學(xué)士, 王巖峰 申請(qǐng)人:株式會(huì)社興人, 神戶市