哈龙替代灭火剂全氟乙基异丙基酮的应用探讨

哈龙替代灭火剂全氟乙基异丙基酮的应用探讨
摘要对新一代哈龙替代灭火剂Novec 1230的物理化学性质、灭火性能、对环境影响、毒性等方面进行了介绍，论证了其无环境污染，对人体安全，以及优良的灭火性能等优点，分析了其应用前景。

关键词Novec 1230；哈龙替代；全氟己酮
0引言
从20世纪80年代末开始，世界各国普遍开展了哈龙替代产品的研究及应用推广工作，取得了初步的研究成果。

一般主要从三个方面衡量哈龙替代灭火剂的环境友好性，包括对臭氧层的破坏、全球温室效应及在大气中长期存在时对气候变化造成的影响。

已经陆续投入使用的哈龙替代灭火剂的品种主要有七氟丙烷、CO2灭火剂、烟烙尽、气溶胶灭火剂、细水雾、新型干粉灭火剂、新型泡沫灭火剂等。

这些产品或灭火效率较低、或价格昂贵、或有害于环境和健康，都只是部分替代，与哈龙灭火剂同样面临着被取代的命运。

2001年美国3M公司Novec 1230TM灭火剂的问世，能够完全替代哈龙灭火剂，被美国《时代周刊》评为2004年最佳发明之一。

Novec 1230TM即全氟乙基异丙基酮，分子式为CF3CF2C（O）CF（CF3）2。

它的臭氧耗减潜能值（ODP）为0，全球变暖潜能值（GWP）为1，大气存留时间（ALT）为0.01，熄灭A/C类火的设计浓度为4.2%，熄灭B类火的设计浓度为5.85%，灭火浓度低、灭火效率高。

不导电，易挥发不留痕迹，对装备和物品无任何损害，适合全淹没及局部喷射两种灭火形式，可用于保护价值昂贵的装置和物品存放场所。

目前，Novec 1230TM已经获得美国环保署新替代物政策（SNAP）认可，在美国、加拿大、澳大利亚、日本、韩国以及欧洲注册使用。

随着制备技术、生产工艺的日趋成熟和规模化以及产品价格的下降，该灭火剂最终可望应用到普通工业和民用建筑的灭火系统中，成为新一代清洁高效灭火剂。

1novec 1230 介绍
Novec 1230TM防火液体，化学名称为全氟乙基异丙基酮（或称十二氟-2-甲基戊烷-3-酮），化学式CF3CF2COCF（CF3）2，英文名称为
C6-Flouroketone，或者Dodecafluoro-2-methylpentan-3-one，简称全氟己酮。

1.1全氟乙基异丙基酮的物理、化学性质
全氟乙基异丙基酮是一种无色、透明、浅气味的液体，其物理性质如表1所示。

Novec 1230TM的蒸发热仅仅是水的1/25，而蒸气压力是水的12倍，因此易于汽化并以气态存在。

该物质常温下是液体，一旦喷出可迅速汽化。

这种灭火剂的饱和蒸气压较低，在很大温度范围内压力变化很小，这对于频繁进出高温、高寒地区的运输工具来说十分重要。

即使在低温下，也能有效汽化，达到设计要求的灭火浓度。

全氟乙基异丙基酮沸点较高，贮存体积小，在某些情况下可避免使用高压钢瓶，运输方便。

另外，大多数情况下灭火系统用氮气加压，一旦发生泄漏，室温下逃逸的仅仅是氮气，因此绝大部分灭火剂仍能保留下来，只需更换器材的密封件即可。

Novec 1230TM不含有固体颗粒、油脂以及氯溴等破坏臭氧层的化学成分，不导电，易挥发，不留痕迹残渣，无腐蚀性。

试验表明Novec 1230TM不损害电子部件和线路，且与常用金属，如碳钢、铜、铝、不锈钢等接触后，金属材料和Novec 1230TM本身均无颜色或成分变化。

Novec 1230TM与常用的橡塑密封材料，如氯丁橡胶、丁基橡胶、氟化橡胶、三元乙丙橡胶、硅聚酯、丁腈橡胶等无明显化学反应，能够保证灭火系统中密封材料的正常工作。

1.2灭火效能
Novec 1230TM是物理灭火剂，通过冷却作用实现灭火。

工作原理是吸收火焰和燃料中的热量，把温度降到能够维持燃烧的最低温度以下，实现快速灭火。

通常，在10s左右达到灭火浓度，灭火浓度只有4%~6%。

全氟乙基异丙基酮灭火剂杯式灭丙烷火的浓度（%，v/v）为3.5（1211和1301的灭火浓度分别为3.6、4.3）。

1.3对环境的影响
Novec 1230TM从根本上解决了环保问题。

Novec 1230TM作为全氟化的酮类化合物，分子结构中含有羰基（C＝O）。

羰基的存在使
Novec 1230TM具有化学反应活性和光反应活性，这两种特性是碳氢氟（HFC）化合物所欠缺的。

Novec 1230TM在紫外线的作用下快速分解，在大气中的存活时间大约是5天，温室效应大约是1。

由于Novec 1230TM不含有溴和氯，对臭氧的破坏性（ODP）是0，加之其良好的环保性能，保证其可被长期使用而不像氟代烷类药剂面临淘汰。

1.4对人体的安全性
急性毒性试验表明全氟乙基异丙基酮灭火剂是低毒产品。

暴露 4 小时吸入对心脏无不良反应的最高浓度（NOVEL）以及急性心脏影响观察最低水平（LOAEL）均大于10%（v/v）。

Novec 1230TM的毒性试验结果见表2。

Halon 1301的安全余量为0，二氧化碳的安全余量为-70，在设计浓度时致命。

全氟乙基异丙基酮的安全余量比其他灭火药剂的都高，在使用中更为安全。

Novec 1230TM比起氟代烷类替代物毒性低得多，已经被美国环境局批准在有人存在的场合使用。

根据以上实验结果，几个独立研究机构都确定了Novec 1230TM在致癌、4 h 急性吸入以及其它几项急性吸入的不可见有害作用浓度为10%。

Novec 1230TM一经推出，各大消防企业争相推出配套的灭火器具与系统，如美国安素（Ansul）公司开发了商标为Sapphire的使用Novec 1230TM灭火剂的灭火系统。

2003年，该灭火系统得到加拿大UL和FM的认证并开始上市。

与哈龙一样，全氟乙基异丙基酮灭火剂可灭A、B、C 类火，适用于全淹没及局部喷射两种形式的消防灭火。

由于Novec 1230TM对环境无损害，对人体安全和优良的灭火性能，属无色洁净灭火剂，典型的应用是需要洁净灭火剂且有人工作的场所，如数据处理储存中心、不间断供电室、计算机房、电讯设施、发电厂、紧急电话中心、控制室、电缆间、机场控制中心、图书馆、档案馆、资料室、医疗中心等。

2全氟乙基异丙基酮的应用前景
由于Novec 1230TM克服了氟代烷类灭火剂产生的温室效应和对气候的影响等问题，可在多种场所内安全使用，得到了世界各国的认可，成为代替哈龙和氟代烷类合成灭火剂的新一代可长期使用的洁净灭火剂。

虽然Novec 1230TM的灭火性能、使用性能、环保性能和安全性能优良，但目前除3M公司外，还未见到关于其他企业生产全氟乙基异丙基酮灭火剂的报道。

相信随着合成路线、制备技术、生产工艺的日趋成熟以及生产规模的扩大，一定会降低全氟乙基异丙基酮的生产成本，促使其扩大使用领域，最终可望应用到普通工业和民用建筑的灭火系统中，发展前景非常广阔。

因此，成功地开发出原料国内易得、工艺路线简单可行、成本低廉的制备路线，不仅有利于实现全氟乙基异丙基酮制备的国产化、打破该领域由美国技术垄断的局面，保障国民经济重点部位的消防安全，还可加快国内哈龙替代灭火剂更新换代的步伐，促使我国在新一代清洁高效灭火剂开发领域达到国际先进水平。

参考文献
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