T/COS 014-2023 二氧化硅基气凝胶灭火剂
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本文件规定了二氧化硅基气凝胶灭火剂的术语和定义、分类与型号、要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和储存等
本文件适用于二氧化硅基气凝胶灭火剂
二氧化硅基气凝胶灭火剂适用于A、B、E、F类火灾，二氧化硅基气凝胶灭火剂可扑灭锂电池火、醇类火、重油火，是一种通用型的灭火剂
1范围本文件规定了二氧化硅基气凝胶灭火剂的术语和定义、分类与型号、要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输和储存等。本文件适用于二氧化硅基气凝胶灭火剂。二氧化硅基气凝胶灭火剂适用于A、B、E、F类火灾，二氧化硅基气凝胶灭火剂可扑灭锂电池火、醇类火、重油火，是一种通用型的灭火剂。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB4351.1手提式灭火器第1部分：性能和结构要求GB15308泡沫灭火剂GB27897A类泡沫灭火剂XF3007F类火灾水系灭火剂欧盟EC1907化学品注册、评估、授权和限制法规ISO7165灭火-便携式灭火器-性能和结构GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法GB/T13267水质物质对淡水鱼(斑马鱼)急性毒性测定方法GB/T27850化学品快速生物降解性通则GB/T21801化学品快速生物降解性呼吸计量法试验QB/T3648铸铁锅GB1535大豆油GB/T3864工业氮GB150.1压力容器注：与GB15308泡沫灭火剂、GB27897A类泡沫灭火剂、XF3007F类火灾水系灭火剂相比，二氧化硅基气凝胶灭火剂更能适用于多类火情，效能更高，灭火剂用量少，流失率低，可有效减重，消烟效果好，环保性好，二氧化硅气凝胶具有优异的阻燃和隔热性能。3要求3.1一般要求a）二氧化硅基气凝胶灭火剂环保性能要求：①原材料环保，灭火剂组分在生产和应用过程中，应对环境无污染，对生物无明显毒性。②灭火过程中环保，药剂可有效吸附燃烧过程中的有毒有害物质。③灭火后环保，灭火后废液对土壤、水体无明显污染。b）二氧化硅基气凝胶灭火剂扑灭森林、草原火灾时对植物生长无影响。c）药剂可遇热发泡，无残留物质。d）保质期10年，到期后由公司回收。e）为保证二氧化硅基气凝胶灭火剂的阻燃特性，二氧化硅气凝胶含量≥0.5%。3.2技术要求二氧化硅基气凝胶灭火剂的技术要求应符合表1~表3的规定。表1理化性能要求项目 样品状态 要求pH值 温度处理前 6.0~8.0 凝固点/（℃） 温度处理前 -20±2℃ 表面张力/（mN/m） 温度处理前 与19的偏差不应大于10%润湿性/s 温度处理前、后 ≤10腐蚀率/[mg/(d?dm2)] 温度处理前、后 Q235A钢片的腐蚀率应≤10.0，LF21铝片的腐蚀率应≤10.0理化性能稳定性 温度处理后 pH值 6.0~8.0且与温度处理前pH值偏差（绝对值）不大于1.0 温度处理后 表面张力/（mN/m） 19±10%且与温度处理前表面张力偏差（绝对值）不大于1.0灭火性能稳定性 温度处理后 A类火 ≥1A 温度处理后 （非极性B类液体燃料火灾）车用汽油 ≥55B （极性B类液体燃料火灾）无水乙醇 ≥8B 温度处理后 F类火 ≥5F注：灭火性能稳定性要求中所使用的二氧化硅基气凝胶灭火剂剂量均为2L。表2灭火性能要求灭火剂量/L A类火灭火等级 B类火灭火等级 F类火灭火等级 灭火时间/s2 ≥1A 车用汽油≥55B ≥5F ≤30 无水乙醇≥8B 3 ≥1A 89B ≥5F ≤306 ≥3A 144B ≥15F ≤609 ≥4A 233B ≤90注：B类火灭火等级中未标注燃料类型的均默认为非极性液体燃料火灾规模。 表3毒性及环保性能要求项目 样品状态 要求鱼类急性毒性 温度处理前 斑马鱼的死亡率≤40%皮肤致敏试验 温度处理前 致敏率为0%，致敏等级为I级，致敏程度为弱致敏物腐蚀性试验 温度处理前 实际无刺激性（弱刺激性）鼠类急性毒性 温度处理前 口服：SD大鼠急性经口半数致死量（LD50）雌、雄均＞5000mg/kg,危险类别为不分类 皮肤：SD大鼠急性经皮半数致死量（LD50）雌、雄均＞2000mg/kg,危险类别为类别5 吸入：SD大鼠急性吸入半数致死量（LD50）雌、雄均＞5000mg/kg,危险类别为类别5欧盟EC1907法规要求 温度处理前 219种高度关注的有害化学物质浓度均＜0.1%（w/w）（按照欧盟EC1907化学品注册、评估、授权和限制法规的要求，每年更新增加高度关注的有害化学物质，根据最新要求进行检测）可降解性 温度处理前 标准28d生物快速降解率＞95%4质量保证规定4.1检验分类二氧化硅基气凝胶灭火剂按照检验分类分为出厂检验和型式检验。4.2检验时机（条件）出厂检验需要每批产品出厂前都进行检验，检验合格方可出厂；型式检验按照4.4要求进行。4.3出厂检验4.3.1检验项目每批产品应进行出厂检验，出厂检验项目为pH值、凝固点、表面张力、润湿性。每组产品应进行出厂检验，出厂检验项目为pH值、沉淀物、凝固点、表面张力、润湿性、稳定性、腐蚀性、环保性能、灭火性能，必要时可按预定用途增加检验项目。4.3.2受检样品数按GB15308中6.1节进行，取样应有代表性，应保证样品与总体一致。对于桶装产品，取样前应将桶中的产品摇匀；对于罐装产品，可从罐的上中下三个部位各取三分之一样品，并混匀。样品数量不应少于25kg。每项性能测试前再次取样时，应将样品摇匀。4.3.3合格判据由生产厂根据4.5节中检验规程进行检验，检验结果依据3.2节自行判定。4.4型式检验本文件3.2所列的全部技术指标为型式检验项目，有下列情况之一时应进行型式检验，并规定产品定型鉴定时被抽样的产品基数应不少于2t。a）新产品鉴定或老产品转厂生产时；b）正式生产中如原材料、工艺、配方有较大的改变时；c）产品停产一年以上恢复生产时；d）正常生产三年或间歇生产累计产量达1000t时；e）国家质量监督机构提出型式检验时；f）出厂检验与上次型式检验有较大差异时。4.4.1检验项目型式检验项目为凝固点、抗冻性、融化性、pH值、表面张力、腐蚀率、毒性、灭火性能。4.4.2受检样品数按GB15308中6.1节进行，取样应有代表性，应保证样品与总体一致。对于桶装产品，取样前应将桶中的产品摇匀；对于罐装产品，可从罐的上中下三个部位各取三分之一样品，并混匀。样品数量不应少于50kg。每项性能测试前再次取样时，应将样品摇匀。4.4.3合格判据各项指标均应符合本标准符合本标准第3节规定的要求。4.5检验方法4.5.1pH值pH值测试按GB15308中5.5的规定。4.5.2凝固点a）开动半导体凝点测定器，使冷阱的温度稳定在-25~30℃（或低于试样凝固点10℃）。把凝点测定管的外管装入冷阱中。外管浸入冷阱的深度不应少于100mm。b）在干燥、洁净的凝点测定管的内管中注入待测气凝胶灭火剂样品，管内液面高度约为50mm。c）用软木塞或胶塞把凝点用温度计固定在内管中央，温度计的毛细管下端应浸入液面3~5mm。d）把凝点测定管内管装人外管中。e）当内管中样品的温度降至0℃时开始观察样品的流动情况，以后每降低1℃观察一次。每次观察的方法是把内管从外管中取出并立即将其倾斜，如样品尚有流动则立即放回外管中（每次操作时间不应超过3s），继续降温做下一次观察。当样品温度降至某一温度，取出内管，观察到样品不流动时，立即使内管处于水平方向，如样品在5s内仍无任何流动，则记录温度。此温度即为样品的凝固点。f）每个样品做两次试验，两次试验结果的差值不应超过1℃，取较高的值作为试验结果。如两次试验结果的差值超过1℃，则应进行第三次试验。4.5.3表面张力表面张力的测试应符合GB15308中5.6的规定进行。试验步骤如下：分别取温度处理前、后的气凝胶灭火剂，注入干燥、洁净的烧杯中，用三级水（符合GB/T6682-2008)。在气凝胶灭火剂温度为20±1℃条件下，测定表面张力。重复两次试验，取三次试验平均值为测定结果。4.5.4润湿性按GB27897中6.8的规定进行。试验步骤如下：a）在温度15~25℃、相对湿度65±2%的条件下调理棉布圆片不小于24h；示例：可在玻璃干燥器隔板下盛放亚硝酸钠饱和溶液作为恒湿器，制备好的棉布圆片置于恒湿器中，于室温下平衡24h后使用。b）试验前将烧杯用铬酸洗液浸泡过夜，再用符合GB/T6682要求的三级水冲洗至中性；c）用量筒取800mL待测气凝胶灭火剂转移至1000mL烧杯中，如烧杯内液面产生泡沫，用滤纸除去。在试验过程中应保持溶液温度在18~22℃范围内；d）试验前用无水乙醇清洗浸没夹，使其保持干净。试验时，首先用少量待测气凝胶灭火剂冲洗浸没夹。调节浸没夹柄上平面三叉臂滑动支架的位置，使夹持的棉布圆片中心距液面约40mm。浸没夹应仅张开约6mm，以使棉布圆片保持近于垂直；e）用浸没夹夹住棉布圆片，浸入待测灭火剂，当布片下端一接触溶液，立即启动秒表，将同平面三叉臂放在烧杯口上，并使浸没夹张开；f）当布片开始自动下沉时，停止计时。g）使用同一气凝胶灭火剂连续重复测量，总计10次，每次测量后弃去用过的棉布圆片，取10次测量值的算术平均值作为所测气凝胶灭火剂的润湿时间。4.5.5灭火性能4.5.5.1A类火灭火试验试验模型、试验条件、试验步骤及试验评定按GB4351.1中7.2的规定进行。1）试验模型A类火试验模型由整齐堆放在金属支架上（或其他类似的支架上）的木条和正方形金属制的引燃盘构成，支架高为400±10mm。木条应经过干燥处理，其含水率保持在10~14%（干燥时温度不应高于105℃）；木材的密度在其含水率为12%时，应为0.45~0.55g/cm3；木条的横截面为正方形，边长39±1mm，木材长度的尺寸偏差为±10mm。木条分层堆放，上下层木条成直角排列，每层的木条应间隔均匀。试验模型为正方形堆垛，其边长等于木条的长度，试验模型的木条长度、根数和层数等参数应符合表4的规定。木垛的边缘木条应固定在一起，以防止试验时被灭火剂冲散。引燃A类火试验模型用汽车用汽油，汽车用汽油放入引燃盘内。引燃盘的相应尺寸和燃油量应符合表4的规定。表4木条的排列方式级别代号 木条根数/根 木条长度/mm 木条排列 引燃盘尺寸/mm 引燃油量/L1A 72 500 12层每层六根 400×400×100 1.12A 112 635 16层每层七根 535×535×100 2.03A 144 735 18层每层八根 635×635×100 2.84A 180 800 20层每层九根 700×700×100 3.46A 230 925 23层每层十根 825×825×100 4.810A 324 1100 27层每层十二根 1000×1000×100 7.02）试验条件A类火灭火试验应在室内进行，试验室应具有足够的空间，通风条件应满足木垛自由燃烧的要求。将灭火器放置在20±5℃环境中24h或以上，试验时取出。灭火试验应可由专人操作，操作者可穿戴透明面罩和隔辐射热的防护服与手套。3）试验步骤在引燃盘内先倒入深度为30mm清水，再加入规定量的车用汽油。将引燃盘放入木垛的正下方。点燃汽油，当汽油烧尽，可将引燃盘从木垛下抽出。让木垛自由燃烧。当木垛燃烧至其质量减少到原来量的53%~57%时，则预燃结束。预燃结束后即开始灭火。灭火应从木垛正面，距木垛不小于1.8m处开始喷射。然后接近木垛，并向顶部、底部、侧面等喷射，但不能在木垛的背面喷射。灭火时应使灭火器保持最大开启状态并连续喷射，操作者和灭火器的任何部位不应触及模型。4）试验评定火焰熄灭后10min内没有可见的火焰（但10min内出现不持续的火焰可不计），即为灭火成功。灭火试验中因木垛倒塌，则此次试验为无效，应重新进行。灭火试验应进行3次，其中有2次灭火成功，则灭火成功。若连续2次灭火成功，第3次可以免做。4.5.5.2B类火灭火试验试验模型、试验条件、试验步骤及试验评定按GB4351.1中7.3的规定进行。1)试验模型B类火灭火试验模型由圆形盘内放入车用汽油构成，盘用钢板制成，模型尺寸见表5的规定。表5汽油模型尺寸要求灭火级别 灭火器的最小喷射时间/s 燃油体积a/L 试验油盘的尺寸 直径b/mm 内部深度b/mm 最小壁厚/mm 火试近似面积/m28Bc — 8 570±10 150±5 2.0 0.2513Bc — 13 720±10 150±5 2.0 0.4121B 8 21 920±10 150±5 2.0 0.6634B 8 34 1170±10 150±5 2.5 1.0755B 9 55 1480±15 150±5 2.5 1.73(70B) 9 70 1670±15 (150)±5 (2.5) (2.20)89B 9 89 1890±20 200±5 2.5 2.80(113B) 12 113 2130±20 (200)±5 (2.5) (3.55)144B 15 144 2400±25 200±5 2.5 4.52(183B) 15 183 2710±25 (200)±5 (2.5) (5.75)233B 15 233 3000±30 200±5 2.5 7.32注：每个试验油盘都用系列中的一数字表示，在系列中每一项等于前两项的和（带括号的级别其公比约为）。对更大的试验油盘可以按这个几何级数的规则构成。a水为1/3，车用汽油为2/3，b在盘的沿口测量，c只适用于低温灭火试验。2)试验条件B类火灭火试验可在室外进行，但风速不应大于3.0m/s。当下雨、下雪或下冰雹时不应进行试验。试验时，油盘底部应与地面齐平，当油盘底部有加强筋时，必须使油盘底部不暴露于大气中。试验前将灭火器放置在20±5℃环境中保持24h或以上，试验时取出。灭火试验可由专人操作。操作者可穿戴透明面罩、隔辐射热的防护服和手套。3)试验步骤按表5中规定加入适量的水。为防止油盘底部变形，可加入补充的水，以便底部全部被水覆盖，但盘内水深不应大于50mm,不应小于15mm。点燃汽油，预燃60s。预燃结束后即开始灭火。在灭火过程中，灭火器可以连续喷射或间歇喷射，但操作者不得踏上或踏入油盘进行灭火。4)试验评定火焰熄灭后1min内不出现复燃，且盘内还有剩余汽油，则灭火成功。灭火试验应进行3次，其中2次灭火成功，则灭火成功。若连续2次灭火成功，第3次可以免试。4.5.5.3F类火灭火试验试验材料、试验条件、试验步骤及试验评定按XF3007中5.7的规定进行。1)仪器、材料试验用仪器、材料应满足以下要求a）秒表：分度值为0.1s；b）炒菜锅：符合QB/T3648规定的双边锅，深度为220±2mm，直径为760±5mm；c）大豆油：符合GB1535规定的成品大豆油；d）K型热电偶：直径为1.0mm，精度Ⅱ级；e）数据采集器：采样速率不低于1次/s;f）风速仪：精确度±0.3m/s。2)试验条件a）灭火试验应在室内进行，试验室应具有足够的空间，通风条件应满足食用油自由燃烧的要求；b）将灭火器放置在20±5℃环境中24h或以上，试验时取出；c）灭火试验可有专人操作，操作者可穿戴透明面罩和隔辐射热的防护服与手套。3)试验步骤灭火试验按以下步骤进行：a）在炒菜锅内加入5.6L大豆油，使得油面距油锅底部中心的距离不低于75mm，将热电偶放置在油面下50mm处；b）开启灶台上的加热器具，加热大豆油，当油温升至300℃时，继续以每分钟上升8±1℃的加热速率加热，直到大豆油发生自燃；c）燃烧持续至油温410℃时，关闭加热器具，持续施加灭火剂45s。4)试验评定如果火焰在施加灭火剂结束时被完全扑灭，则记录灭火时间，作为测定结果。如果火焰在施加灭火剂结束时未被完全扑灭，存在一个或几个残焰，其高度不超过油面0.05m，则记录残焰全部熄灭的时间，作为测定结果。4.5.6毒性及环保性能4.5.6.1毒性1）试验生物试验鱼种应是斑马鱼（真骨鱼总目，鲤科），体长30±5mm，体重0.3±0.1g，选自同一驯养池中规格大小一致的幼鱼。试验前该鱼群应在与试验时相同的环境条件下，在连续曝气的水中至少驯养两周。试验前24h停止喂饲，每天清理粪便及食物残渣。驯养期间死亡率不得超过10%，如果超过10%，则该批鱼不得用作试验。试验鱼应无明显的疾病和肉眼可见的畸形。试验前两周不应对其做疾病处理。斑马鱼驯养的环境参数见GB/T13267附录B。2）试验容器2L玻璃烧杯，试验容器临用前应用标准稀释水冲洗内壁。3）标准稀释水按GB17835中6.6.3配置。4）试验条件试验期间灭火剂温度保持在23±2℃，试验前24h停止喂食，整个试验期间也不喂食。5）试验步骤取12mL气凝胶灭火剂倒入烧杯内，用标准稀释水稀释至2000mL。将10条健康的斑马鱼放入，在环境温度为23±2℃的条件下养96h，鱼的死亡率不大于40%，即为合格。4.5.6.2高关注度物质的检测依据欧盟EC1907法规要求，选择行业中适合检测标准进行检测。对法规中高关注度物质的候选/意向物质进行检测，候选/意向候选物质浓度应低于检出限。4.5.6.3快速生物降解性1）参比物本标准推荐苯胺(新蒸馏)醋酸钠或苯甲酸钠作为参比物。若使用其他参比物，试验报告中应加以说明。2）试验准备a)设备呼吸计；温度控制器(±1℃)；膜过滤器；碳分析仪。b）接种物按GB/T21801中5.2进行。3）试验用水按GB/T21801中5.3进行。4）培养基按GB/T21801中5.4进行。5）试验程序a）组别设计通常,试验中需要设置下列组别：——含灭火剂和接种物的试验组(两个烧瓶平行)；——仅含接种物的接种物空白对照组(两个烧瓶平行)；——含参比物和接种物的程序对照组。必要时：——含灭火剂和消毒剂的无菌消毒对照组；——含灭火剂﹑接种物和消毒剂的吸附对照组；——含灭火剂、参比物和接种物的毒性对照组(按GB/T21801中附录A)。b）受试物贮备液称取灭火剂2~15g，用试验用水定容至1L。参比物的水中溶解度若超过1g/L，则称取1~10g，用试验用水溶解并定容至1L。否则直接加入试验培养基中，确保受试物溶液均质化。c）烧瓶的准备在试验培养基中用贮备液分别配制灭火剂和参比物溶液，一般浓度为100mg/L灭火剂（50~100mg/LThOD）。应按形成铵盐的方法计算ThOD，但如果有硝化作用发生时，应根据硝酸盐的形成来计算（按GB/T21801中附录C）。确定pH值，必要时调整到7.4±0.2。试验组和空白对照组至少设两个平行组。如果需测定非生物降解，则增加非生物消毒对照组，通常浓度为100mg/LThOD。6）试验操作烧瓶达到适合的温度，加入适量的接种物，悬浮固体浓度不大于30mg/L密闭烧瓶，开启搅拌器，检查气密性，开始测定氧吸收的量。在试验中,定期读取足够的数据，易于10天观察期的识别。每日检查试验系统，保证温度正确和搅拌充分。在试验结束时，一般是28天（28d），测定烧瓶内溶液的pH。如果是含氮化学品，氧吸收量低于或高于按形成铵盐的方法计算的ThOD，必须测定。需要时，在试验开始和结束时从呼吸烧瓶中采样测定DOC或做特定化学物质分析（按GB/T21801中附录C）。在试验开始时采样后应确保留在烧瓶中的受试悬浮液的体积是已知的。当含氮受试物吸收氧时，28d后应测定亚硝酸盐和硝酸盐浓度增加量，以计算硝化作用的氧消耗（按GB/T21801中附录D）。7）质量保证与质量控制a）在稳定期、试验结束时或10天观察期结束时，平行试验间的降解率最大差别应低于20%；b）试验进行到第14天时，参比物程序对照的降解率以DOC计不低于70%、以ThOD计不低于60%；c）接种物空白对照组的氧消耗量通常在20~30mg/L（以O2计）；28d试验期间，氧消耗不大于60mg/L（以O2计）。若氧消耗量大于60mg/L，应复查；d）若pH值超出6～8.5范围，且受试物氧消耗量小于60%，应设置较低的受试物浓度，重新试验。8）数据与报告a)数据处理按GB/T27850-2011中9.1进行。b)结果报告按GB/T27850-2011中9.1进行。5交货准备5.1包装、装箱产品应密封盛装于塑料桶中或内部做防腐处理的铁桶中，最小包装不应小于25kg。5.2储存二氧化硅基气凝胶灭火剂应储存在通风、阴凉处，储存温度应低于45℃、高于其最低使用温度，或按照生产厂提出的储存条件要求储存。灭火剂的储存有效期为5年，该有效期内其性能应满足本文件第5节中表1~表3的性能指标要求。超过储存有效期的产品，每年应进行灭火性能检验，以确定产品是否有效。5.3运输运输应避免磕碰，防止包装受损。5.4标志产品包装容器上应清晰、牢固地注明：a）产品的名称、型号；二氧化硅基气凝胶灭火剂，型号如：9/183—ABF—II；b）最低使用温度、储存温度、灭火级别；c）产品的净重、生产批号、生产日期及依据标准；d）生产厂名称、厂址和通讯方式；e）运输和储存要求；f）产品的使用方法、应用范围。6说明事项6.1预定用途a)用于扑救A类物质如木材、棉花、织物、纸张等初起火灾。b)用于扑救一般B类物质如汽油、煤油、植物油等初起火灾。c)用于扑救E类带电设备初起火灾。d)用于扑救F类高温油火灾如食用油。e)用于扑救锂电池火、醇类火、重油火等初起火灾。6.2订购文件中应明确的内容订购文件中应明确灭火剂的各项性能与技术指标符合本标准3中各项要求；明确灭火剂用途符合本标准6.1节中规定的灭火剂预定用途。6.3术语和定义6.3.1二氧化硅基气凝胶灭火剂fireextinguishingagentbasedonsilicaaerogels由水、气凝胶粉末、渗透剂、阻燃剂以及其他添加剂组成，以遇热后发泡形式灭火的液体灭火剂。6.3.2特征值characteristicvalues样品的物理、化学性能参数值。6.3.3批batch一次性投料于加工设备制得的均匀物质。6.3.4组lot在相同的环境条件下，用相同的原料和工艺生产的产品，包括一批或多批，总量不超过25t。二氧化硅基气凝胶灭火剂针对不同规模不同类型火灾的最小用量和灭火时间。6.3.5灭火性能extinguishingefficiency
起草单位
中国矿业大学、安华新材料产业研究院（江苏）有限公司、深地科学与工程云龙湖实验室、安华消防新材料科技（江苏）有限公司、同济大学、兵工安华装备科技（江苏）有限公司、中国矿业大学深圳研究院、江苏鸿鹄安全科技有限公司、江苏费尔曼安全科技有限公司、深圳汉云安全科技有限公司
起草人
朱国庆、安春、沈军、邹军锋、何路、彭敏、刘洪永、王晓艳、安泽豪、朱冠宇、张国维、于晓滢、刘通、刘春晓、柴国强、颜丙瑞、陈春娜、郭仙洋、胡翔宇、崔少琦、侯冠宇、贾赟翰、吴振坤、张晓锦、尹春玲、耿牧锦、汤音子、欧阳文慧
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