[发明专利]消防用水的添加剂

说明书

就灭火而言，主要是利用来自水管网的水进行灭火，在扑灭森林火灾时，则主要靠天然水。消防用水所起的作用，一方面是当水与燃烧物体接触时，由于它有很高的热容量和很高的蒸发热，它就能起到很有效的冷却作用，由此使得该物体的温度降至其燃烧或燃点温度以下，并由此消除了新的燃烧。另一方面，水的作用在于，当水与热物体接触时，水蒸发，所产生的水蒸汽挤掉了燃烧所必不可少的空气，并由此直接使火焰熄灭。

以惯用方式用水的主要缺点是大部分水常常不起作用就跑掉了，要么浇在没有着火的物体上，要么浸入土地。就森林大火而言，这一缺点显得尤为突出，即花巨资频频远来的水中绝大部分完全用不上。由于火焰不断吞没干燥的下层丛林（草，树叶或灌木）并使各个分散的火丛随之连成一片，因此按照传统的森林灭火方式，地面灭火是森林灭火中最为重要的方式。到目前为止，还没可能最有效地利用消防用水，具体地讲，由于森林火灾常常是在漫长的干燥期发生的，因此地面的吸水能力也就特别强。其他类型的火灾基本上也会遇到相同的问题，例如，某一建筑中的顶梁着火时，防火地板并不能将屋顶与低层分开。在这种情况中，经常出现的是水穿过地板，开口处，楼梯等流到下层，由此失去灭火作用。与此同时，由于缺水，就会造成火势从着火层向下漫延的危险。另一方面，流掉的水常常造成很大的危害，并且由此使得消防用水增加也造成了问题。

为了避免上述缺点，联邦德国公开说明书（DE-OS    3114630）提出了在建筑物有着火危险部分（如：平面屋顶）的表面涂上胶体，以作为水之屏障，并且使之将整个区域与火灾区分开。这一措施的目的在于避免由于流失和浸入地面而造成消防用水的不必要的损耗。但是这些复盖在被保护物体上的真胶粘度很高，并在该物体上形成一厚层。由于这类胶体并不能渗入有着火危险的物体内部，所以它们的灭火作用也很弱。由于其粘度之高，也只有使用专有设备才能施用。

同一原理可用于由电离幅射而交联的聚丙烯酸钾，（US-A-3229769）介绍，该物质可用作保护易燃物品的防火保护涂料。这些高粘度溶液不能用于直接灭火，而且由于前述原因也不适于这一目的。

美国专利3，354，084介绍：为了增加粘度并收到避光的效果，采用由水膨胀性丙烯多聚体（实际上是中度交联的丙烯酰胺共聚物）与很细的二氧化钛颗粒一起组成的用于森林灭火的胶体。

为了克服前述胶体所存在的高粘度之缺点，美国专利3，404，089提出在灭火前通过低粘度聚丙烯酸分散体与碱金属盐或铵盐水溶液的反应直接产生胶体。仍然存在的缺点是：无论怎样，用来灭火的真胶粘度高而且不能渗入保护对象，因此灭火效果差。

之所以还没有广泛采用水胶防火法，一是由于所采用的方法的效果不显著，二是由于采用这种灭火方法需要特殊装置，三是它们会造成腐蚀破坏，并污染环境。

因此，本发明的目的是提供用于灭火的方法，其目的在于减少由于水引起的破坏，减少环境污染，使其能用惯用设备使用，并避免腐蚀破坏。

令人惊奇的是：当将以（甲基）丙烯酸为基的高水膨胀（共）聚合物构成的水不溶性极性大分子包裹在或分散于某种水溶性隔离剂当中，可以得到没有上述缺点的灭火用水添加剂。所说（甲基）丙烯酸为交联体，其交联程度使其以钾盐或钠盐形式存在时，它们可以吸收500倍于其自身重量的水。所说隔离剂本身不引起前述高水膨胀（（共）聚合物颗粒的膨胀）。

例如，美国专利说明书4017653和4018951介绍了不溶于水并在水中极剧膨胀的聚合物。在这一技术领域将这些物质称之为高吸收性聚合物或通常所说的超吸收体。如联帮德国专利（DE-PS    2706135）所述，这一方法特别适用于丙烯酸或甲基丙烯酸与丙烯基酰胺，甲基丙烯酰胺和丙烯腈的共聚物。

适宜的交联剂包括至少有两个官能团的单体所有烯属类化合物，如：亚甲基-双-丙烯酰胺，二乙烯基苯，氰尿酸三烯丙酯，磷酸三烯丙酯等。众所周知，通过游离基或氧化还原聚合反应可以制得适宜的交联聚合物。

隔离剂使得胶凝剂在水渗入时不变粘，因此可以避免胶结。当按本发明所述使用隔离剂时胶凝物质的分散将不受任何影响。主要的是该隔离剂具有良好的水溶性，而其本身并不引起胶凝剂颗粒膨胀。按照本发明，该隔离剂所起的作用就是在胶凝剂颗粒之间形成屏障，从而防止胶结。

水系统中所含胶体颗粒的浓度应保证有足量的游离水存在，即类似于纯水的作用，首先要取得极佳的灭火效果，同时将水所造成的破坏降到最低，其二要在保证极佳润湿量的同时施用之。在本发明的水系统中，总水量的50-80%（重量），最好是60-70%（重量）存在于胶体颗粒中。