一种锂离子电池水基灭火剂和制备方法与流程

本发明涉及消防领域，特别是涉及一种锂离子电池水基灭火剂和制备方法。

背景技术：

锂电池，准确的说是锂离子电池，由正极、负极、电解质和隔膜组成，锂离子电池的负极普遍是石墨，正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂五种。

充电时，电池的正极、隔膜、负极往往紧紧贴在一起，隔膜只允许锂离子通过，避免了正负极直接接触，然而当遇到高温、穿刺使隔膜熔化、破裂，就会直接连通正负极造成大面积短路，不断积累热量。当电池达到167℃时，反应会突然加剧，电解液迅速分解燃烧，温度攀升，这被称为热失控。当电池的热失控到达一定的温度之后，就会出现不可控的状态了，会导致电池内部的温度直线上升，然后就会燃烧爆炸。

现在常用的abc型干粉灭火器主要填充磷酸二氢铵等磷酸铵盐及硫酸铵等助剂，不具备降温效果，一旦电池与空气再次充分接触极易复燃，目前尚无针性的产品。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种锂离子电池水基灭火剂和制备方法，具有通过全氟己基多糖共聚物覆盖隔绝氧气的原理，达到高效灭火的效果。

本发明的技术方案是：一种锂离子电池水基灭火剂，包括以下重量组份的原料：乙酸乙酯18-30份、全氟己基磺酰氟45份-70份、n,n-二乙基-1,3-丙二胺8份-15份、次氯酸钠8份-15份、二月桂酸二丁基锡1份-3份、去离子水25份-50份、辛基磺酸钠8份-15份、全氟丁基磺酸钾12份-28份和二乙二醇单丁醚12份-30份。

在进一步的技术方案中，还包括黄原胶1份-3份。

一种锂离子电池水基灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

s01、填充氮气至第一反应釜中，并待氮气充满第一反应釜后添加乙酸乙酯和全氟己基磺酰氟；

s02、滴加n,n-二乙基-1,3-丙二胺至步骤s01中得到中间产物；

s03、搅拌第一反应釜中的中间产物，并添加次氯酸钠；

s04、过滤步骤s03中的产物，并静置至少2小时；

s05、添加二月桂酸二丁基锡至步骤s04中，并对其进行搅拌；

s06、添加黄原胶至s05中，在室温下对其搅拌至少8小时，得到全氟己基多糖共聚物；

s07、添加去离子水、辛基磺酸钠和全氟丁基磺酸钾至第二反应釜中进行搅拌；

s08、添加全氟己基多糖共聚物和二乙二醇单丁醚至步骤s07中，并在大于0℃的室温下进行搅拌至少2小时。

在进一步的技术方案中，步骤s01中的乙酸乙酯为18重量份-30重量份、全氟己基磺酰氟为45重量份-70重量份，反应釜内温度为40℃以下，以每分钟45-60转的速度进行搅拌，反应时常最少为1小时。

在进一步的技术方案中，步骤s02中采用滴液漏斗想反应釜中滴加n,n-二乙基-1,3-丙二胺8重量份-15重量份，并在1小时以内滴加完成，并反应至少2小时，其中滴加时的温度在20-25℃，连续反应至少8小时，得到中间产物。

在进一步的技术方案中，步骤s03中的搅拌温度控制在20℃以下，每分钟45-60转，在搅拌过程中添加次氯酸钠8重量份-15重量份，分为5次添加，每次添加时间间隔25-35分钟，添加完成后在20-25℃以下反应至少2小时。

在进一步的技术方案中，步骤s04中将步骤s03中的温度调整至55-65℃继续反应至少4小时后，停止搅拌待其冷却至室温，过滤液体并静置至少2小时。

在进一步的技术方案中，步骤s05中向静置后的液体中添加二月桂酸二丁基锡1重量份-3重量份，并以每分钟45-60转的速度搅拌，反应至少1小时；

步骤s06将步骤s05中反应结束后的搅拌转速调整为每分钟100-120转，向釜内添加1重量份-3重量份80℃真空干燥过的黄原胶，并在室温下继续搅拌至少8小时，得到自制的全氟己基多糖共聚物。

在进一步的技术方案中，步骤s07中将第二反应釜中加入去离子水25重量份-50重量份，辛基磺酸钠8重量份-15重量份，全氟丁基磺酸钾12重量份-28重量份，在大于0℃的室温下以每分钟45-60转的速度搅拌，反应时间至少为1小时。

在进一步的技术方案中，步骤s08加入全氟己基多糖共聚物35重量份-50重量份和二乙二醇单丁醚12重量份-30重量份至步骤s07中，并继续搅拌反应至少2小时，得到锂离子电池水基灭火剂。

本发明的有益效果是：

1、快速降低着火物的温度，使自由基的产生速度下降，直至完全不产生；

2、灭火剂中的成分与自由基发生化学反应，生成稳定性物质，抑制新的自由基产生；

3、以植物提取物、食品添加剂和表面活性剂为主要原料，环保无毒，不破坏大气臭氧层，不影响人类生存环境；

4、对皮肤无刺激，对人体粘膜组织无任何损伤；

5、灭火后残留物非常易于清理，可自行降解，特别适用于保护石油、化工、锂电池产品；

6、灭火种类齐全，除了能扑灭a、b、c、e、f类火，特别针对锂电池类火灾；

7、利用自制的全氟己基多糖共聚物覆盖隔绝氧气的原理，达到高效灭火的效果，该产品以能迅速破坏水分子表面张力且同时细化水分子的方式，让其有更快的导流性及渗透力，能快速从火源内部吸热后迅速散热，第一时间将热源转化为水蒸气，使燃烧物迅速降温并达到燃点以下后完全灭火，可达到高效灭火。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作进一步说明。

实施例1：

一种锂离子电池水基灭火剂，包括以下重量组份的原料：乙酸乙酯18份、全氟己基磺酰氟45份、n,n-二乙基-1,3-丙二胺8份、次氯酸钠8份、二月桂酸二丁基锡1份、去离子水25份、辛基磺酸钠8份、全氟丁基磺酸钾12份和二乙二醇单丁醚12份。

还包括黄原胶1份。

实施例2：

一种锂离子电池水基灭火剂，包括以下重量组份的原料：乙酸乙酯20份、全氟己基磺酰氟55份、n,n-二乙基-1,3-丙二胺10份、次氯酸钠10份、二月桂酸二丁基锡1份、去离子水30份、辛基磺酸钠10份、全氟丁基磺酸钾15份和二乙二醇单丁醚15份。

还包括黄原胶1.5份。

实施例3：

一种锂离子电池水基灭火剂，包括以下重量组份的原料：乙酸乙酯30份、全氟己基磺酰氟70份、n,n-二乙基-1,3-丙二胺15份、次氯酸钠8份、二月桂酸二丁基锡1份、去离子水25份、辛基磺酸钠8份、全氟丁基磺酸钾28份和二乙二醇单丁醚30份。

还包括黄原胶3份。

实施例4：一种锂离子电池水基灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

s01、填充氮气至第一反应釜中，并待氮气充满第一反应釜后添加乙酸乙酯和全氟己基磺酰氟；

s02、滴加n,n-二乙基-1,3-丙二胺至步骤s01中得到中间产物；

s03、搅拌第一反应釜中的中间产物，并添加次氯酸钠；

s04、过滤步骤s03中的产物，并静置至少2小时；

s05、添加二月桂酸二丁基锡至步骤s04中，并对其进行搅拌；

s06、添加黄原胶至s05中，在室温下对其搅拌至少8小时，得到全氟己基多糖共聚物；

s07、添加去离子水、辛基磺酸钠和全氟丁基磺酸钾至第二反应釜中进行搅拌；

s08、添加全氟己基多糖共聚物和二乙二醇单丁醚至步骤s07中，并在大于0℃的室温下进行搅拌至少2小时。

实施例5：

本实施例在实施例4的基础上，步骤s01中的乙酸乙酯为20份、全氟己基磺酰氟为55重量份，反应釜内温度为40℃以下，以每分钟45-60转的速度进行搅拌，反应时常最少为1小时。

实施例6：

本实施例在实施例5的基础上，步骤s02中采用滴液漏斗想反应釜中滴加n,n-二乙基-1,3-丙二胺10重量份，并在1小时以内滴加完成，并反应至少2小时，其中滴加时的温度在20-25℃，连续反应至少8小时，得到中间产物。

实施例7：

本实施例在实施例6的基础上，步骤s03中的搅拌温度控制在20℃以下，每分钟45-60转，在搅拌过程中添加次氯酸钠10重量份，分为5次添加，每次添加时间间隔25-35分钟，添加完成后再20-25℃以下反应2小时后。

实施例8：

本实施例在实施例7的基础上，步骤s04中将步骤s03中的温度调整至55-65℃继续反应至少4小时后，停止搅拌待其冷却至室温，过滤液体并静置至少2小时。

实施例9：

本实施例在实施例8的基础上，步骤s05中向静置后的液体中添加二月桂酸二丁基锡1重量份，并以每分钟45-60转的速度搅拌，反应1小时；

步骤s06将步骤s05中反应结束后的搅拌转速调整为每分钟100-120转，向釜内添加1.5重量份80℃真空干燥过的黄原胶，并在室温下继续搅拌至少8小时，得到自制的全氟己基多糖共聚物。

实施例10：

本实施例在实施例9的基础上，步骤s07中将第二反应釜中加入去离子水30重量份，辛基磺酸钠10重量份，全氟丁基磺酸钾15重量份，在大于0℃的室温下以每分钟45-60转的速度搅拌，反应时间至少为1小时。

实施例11：

本实施例在实施例10的基础上，步骤s08加入全氟己基多糖共聚物40重量份和二乙二醇单丁醚15重量份至步骤s07中，并继续搅拌反应至少2小时，得到锂离子电池水基灭火剂。

具体制作原理：

先将反应釜中充满氮气，向反应釜中添加20重量份乙酸乙酯和55重量份全氟己基磺酰氟，控制反应釜内温度为40℃以下，以每分钟45-60转的速度搅拌。反应时间1小时。用滴液漏斗向搅拌的反应氟内滴加10重量份n,n-二乙基-1,3-丙二胺。滴速要求在一小时内滴完。滴加完成后继续反应2小时。滴加时控制温度在20-25℃之间，连续反应8小时。得到中间产物。

控制釜温在20℃以下以每分钟45-60转的速度搅拌制作好的中间产物，添加10重量份次氯酸钠。添加次次氯酸钠时分5次添加，每次添加时间间隔30分钟。添加完成后在20-25℃下反应2个小时后再将温度调整到60℃继续反应4小时。反应结束后停止搅拌降温冷却至室温，过滤液体去除杂质后静置2小时。

向静置后的液体中添加1份二月桂酸二丁基锡以每分钟45-60转的速度搅拌，反应1小时。反应结束后调整搅拌转速为每分钟100-120转，向釜内添加1.5重量份80℃真空干燥过的黄原胶。并在室温下继续搅拌8小时。得到自制的全氟己基多糖共聚物。

将反应釜中加入30重量份去离子水，10重量份辛基磺酸钠，15重量份全氟丁基磺酸钾。在大于0℃的室温下以每分钟45-60转的速度搅拌，反应时间1小时。加入40重量份自制的全氟己基多糖共聚物15重量份二乙二醇单丁醚继续搅拌反应2小时。即可制得锂离子电池灭火剂。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

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