我国灭火剂的发展历史与现状
摘要：本文介绍了从1949年至今我国灭火剂的发展历史；分析了灭火剂的生产工艺、配方以及产品质量存在的问题；阐述了各种灭火剂的生产能力以及执行标准的现状；对固体灭火剂、液体灭火剂和气体灭火剂今后的发展提出了初步设想。报告了一种泡沫型水系灭火剂。该灭火剂的表面张力为18mN/m，凝固点为-30℃，在扑灭烃类火灾时具有水成膜泡沫的特点。除此以外，该灭火剂还添加了微生物多糖，使其具有扑灭极性溶剂火灾的功能。另外，A类泡沫灭火剂将在未来的城市消防中大量使用。由钾盐、锶盐和镉盐为主要组分的气溶胶灭火剂技术日渐成熟，已形成一个产业。
关键词：灭火剂；灭火剂现状；灭火剂发展方向
灭火剂是指能够有效地破坏燃烧条件，终止燃烧的物质。按其状态特征分为液体灭火剂、固体灭火剂和气体灭火剂三大类。液体灭火剂主要包括：水及水系灭火剂，泡沫灭火剂如蛋白泡沫，氟蛋白泡沫，合成泡沫(包括低、中、高倍数泡沫)，抗溶泡沫，水成膜泡沫，A类泡沫，化学泡沫等；固体灭火剂主要包括：气溶胶灭火剂，干粉灭火剂如碳酸氢钠干粉，氯化钠干粉，氯化钾干粉，磷酸铵盐干粉等；气体灭火剂主要包括：二氧化碳灭火剂，四氯化碳灭火剂，二氟一氯一溴(1211)甲烷灭火剂，三氟一溴(1301)甲烷灭火剂，七氟丙烷(HFC-227ea)灭火剂，三氟甲烷灭火剂，惰性气体灭火剂等。自1949年至今建国55年中，我国灭火剂无论是品种、生产技术和生产能力均有很大发展，尤其是1979年改革开放后的20多年，我国灭火剂技术有了飞跃发展，目前应用的灭火剂大都在此期间开发、研制并推广应用的，某些产品已达到世界先进水平。
一、灭火剂发展史
1.1 建国后到文革前(1949～1966年)
在这期间我国使用的灭火剂除水以外，主要是二氧化碳、四氯化碳、化学泡沫和蛋白泡沫灭火剂。
1.2 文革后到改革开放前(1966～1979年)
在这期间，除上述灭火剂外又相继开发生产了一些新的灭火剂。
1966年浙江化工研究所和公安部上海消防研究 所共同研制出1211灭火剂，并在上海致冷剂厂投产。
1967年上海消防器材厂和北京消防器材厂研制生产了6%蛋白泡沫灭火剂。
1968年北京消防器材厂研制并生产出第一代碳酸氢钠干粉灭火剂。同年上海消防研究所研制出用硬脂酸镁处理的碳酸氢钠干粉灭火剂。
1971年公安部天津消防研究所研制、生产了用于扑灭轻金属火灾的“7150灭火剂”(偏硼酸三甲酯)；此后有关部门研制、生产了以片状石墨为基料的轻金属火灾灭火剂。
1973年公安部天津消防研究所研制出改性钠盐干粉灭火剂，并在吉林龙潭消防器材厂投产。
1974年公安部天津消防研究所研制出烟雾灭火剂，并在长沙消防器材厂投产。
1975年公安部上海消防研究所，辽宁煤炭研究所等六个单位联合开发出粉剂型高倍数泡沫灭火剂。
1976年公安部天津消防研究所和上海有机化学研究所共同研制出“6201”碳表面活性剂。
1976年公安部上海消防研究所和上海合成洗涤剂四厂共同研制出金属皂型抗溶泡沫灭火剂，并在上海合成洗涤剂四厂投产。
二十世纪七十年代，武汉大学研制、生产了二氟二溴甲烷灭火剂(卤代烷1202，又称为“红卫912灭火剂”)；
二十世纪七十年代，上海制冷剂厂研制、生产了四氟二溴乙烷灭火剂(卤代烷2402)；
二十世纪七十年代，公安部上海消防研究所与四泾研制、生产了氨基干粉灭火剂；
1.3 改革开放后至今(1979年至今)
1979年公安部天津消防研究所和上海有机所共同研制出第一代水成膜泡沫灭火剂，并在青岛娄山消防器材厂投产。
1979年北京消防器材厂研制并生产出第二代碳酸氢钠干粉灭火剂。
1980年公安部天津消防研究所研制出以YPB为代表的系列高效化学泡沫灭火剂，并在合肥三中校办工厂、西安巨龙消防器材厂投产。
1980年公安部天津消防研究所研制出第二代YEGZ型高倍数泡沫灭火剂，并在江亚消防药剂有限公司投产。
1982年公安部天津消防研究所研制出3%、6%型蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂，并先后在北京消防器材厂、沈阳于洪消防器材厂、洛阳郊区消防药剂厂、江都消防药剂厂(现改名为扬州江亚消防药剂有限公司)等10多个厂家投产。
1983年公安部天津消防研究所研制出第二代水成膜泡沫灭火剂。
1984年公安部天津消防研究所研制出凝胶型抗溶泡沫灭火剂，并在廊坊武警学院投产。
1985年公安部上海消防研究所研制出磷酸铵盐干粉灭火剂，并在上海消防药剂厂投产。
1986年公安部天津消防研究所研制出森林干粉灭火剂，并在鞍钢消防器材厂投产。
二十世纪八十年代浙江化工研究院研制并生产出1301灭火剂。
二十世纪八十年代公安部天津消防研究所对干粉灭火剂的硅化工艺进行了系统研究，使国内干粉灭火剂的产品质量上了新台阶，同时推出改性钠盐干粉灭火剂。
二十世纪九十年代，公安部天津消防研究所研制成功了成膜氟蛋白和新型水成膜泡沫灭火剂。
1990年公安部天津消防研究所研制出第三代耐温耐烟高倍数泡沫灭火剂，并在北京川谷消防材料厂投产。
1991年武汉消防支队科研实验工厂研制并生产出氯化钾干粉灭火剂。
1992年武汉消防支队科研实验工厂研制并生产出氯化钠干粉灭火剂。
1993年北京理工大学研制出代号为EBM的气溶胶灭火剂，并于1995年在山西安华消防器材公司投产。
1993年公安部天津消防研究所研制出多功能氟蛋白泡沫灭火剂，并在兴化消防药剂厂投产。
1994年天津消防研究所研制出SD-A、SD-AB、SDJ、YSPA系列水系灭火剂，并在杭州台杭防火材料厂、四川天龙消防器材有限公司、江苏江浦消防器材厂投产。
1995年公安部天津消防研究所研制出第三代多用途水成膜泡沫灭火剂，并在湖南衡阳消防器材厂和南京高灵集团投产。
1997年浙江化工研究院研制并生产出七氟丙烷灭火剂(HFC-227ea)。于2000年浙江莹光化工有限公司、2001年常熟市中昊化工新材料有限公司、2002年山东海化集团有限公司灭火剂厂相继研制成功并投入生产七氟丙烷灭火剂。
2001年浙江蓝天环保高科技股份有限公司、2002年浙江莹光化工有限公司先后研制成功并投入生产六氟丙烷灭火剂。
2002年浙江莹光化工有限公司研制成功并投入生产三氟甲烷灭火剂。
二、生产技术状况
2.1液体灭火剂
2.1.1水系灭火剂
公安部天津消防研究所自八十年代末开始开发水系灭火剂，相继研制出SD系列和YSP系列高效水系灭火剂，其灭火性能达到国际先进水平。
SD-A强力灭火液是一种添加型的旨在扑灭A类火灾的水系灭火剂。在水中添加增稠剂、润湿剂、阻燃剂和其他助剂，使水在灭火时具有粘附、渗透和抗复燃的功效，将水灭A类火灾的能力提高了3倍。
SD-AB型高效水系灭火剂是一种泡沫型的水系灭火剂。该灭火剂具有很低的表面张力，在扑灭烃类火灾时具有水成膜泡沫的特点。除此以外，该灭火剂还添加了微生物多糖，使其具有扑灭极性溶剂火灾的功能。
该技术被列入1998年度国家科技成果推广计划，达到了国际领先水平。目前，该灭火剂的生产厂家有6个，年产量约6000吨。
SDJ型高效水系灭火剂是一种用来充装简易式灭火器的水系灭火剂，按照GA86-94《简易式灭火器》标准要求，可以扑灭废纸箱火、座垫火、油锅火和汽油火。目前国内已有四个厂家用该灭火剂开发出多品种、多规格的水型简易灭火器，应用于家庭、汽车、宾馆、娱乐等场所。
公安部天津消防研究所于1997年制订了国家标准GB17835-1999《水系灭火剂通用技术条件》，以更好地控制产品质量，促进产品发展。（最新标准为GB17835-2008《水系灭火剂》）
2.1.2蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂
蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂是由动、植物蛋白经过水解、脱钙、过滤、中和、浓缩等工艺加工而成的灭火剂。按比例与水混合用于扑灭非水溶性油类火灾。
自1967年第一代蛋白泡沫灭火剂到1982年第二代蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂，发展到第三代成膜氟蛋白泡沫灭火剂，一直是应用最广泛的泡沫灭火剂之一，其产品性能有了显著提高。
第一代，是由猪毛、蹄角经水解、中和、浓缩而成，其泡沫的流动性差，灭火效能低。
第二代，在第一代研究的基础上，对生产工艺进行了大胆的改进，形成了从水解到过滤的完整生产线。同时，在蛋白泡沫灭火剂的基础上，添加氟表面活性剂制成氟蛋白泡沫灭火剂，与蛋白泡沫灭火剂相比，不仅大大增强了泡沫的流动性，而且使产生的泡沫具有很强的疏油性，实现了灭油罐火的液下喷射，提高了灭火效能。在蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的基础上，添加微生物多糖等组分，使泡沫具有灭极性溶剂火的功能。
第三代，成膜氟蛋白(FFFP)泡沫灭火剂，它是一种在蛋白泡沫灭火剂的基础上进一步降低其表面张力至18mN/m以下，使其具备水成膜特性的泡沫灭火剂。由于水成膜的形成大大提高了氟蛋白泡沫的灭火速度。灭火后，水成膜在一段时间可以封闭油面，具有较强的抗复燃能力。成膜氟蛋白的灭火性能与常用的水成膜相近，而价格仅为后者的70%，对于提高我国石油化工企业的消防水平，采用先进的灭火剂技术具有推动作用。
目前蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂的生产厂27家，遍及全国14个省市，年产量约115万吨，执行的标准是GB15308-1994《泡沫灭火剂通用技术条件》，主要技术指标(见表1，2，3)：（最新标准为GB15308-2006《泡沫灭火剂》）
2.1.3水成膜泡沫灭火剂
水成膜泡沫灭火剂也叫氟化学泡沫灭火剂(AFFF)，主要由氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、稳泡剂、抗冻剂等组成。灭火时能在燃料表面形成一层防护膜，靠泡沫和防护膜的双重作用灭火，因此具有灭火速度快，封闭性和抗复燃能力强等特点。该灭火剂最早是美国海军研究所Tuve等人在1964年研制成功，并在美国海军应用。
1979年由公安部天津消防研究所研制出第一代AFFF，由于造价高未能推广应用。
1983年在第一代的基础上，研制出第二代AFFF，并在青岛娄山消防器材厂投产。
1995年研制出第三代多用途水成膜泡沫灭火剂(AFFF/AR)，该灭火剂的推广应用始于九十年代初，目前已有12家生产厂，年产量约1万吨。执行的标准是GB17427-1998《水成膜泡沫灭火剂》，其主要性能指标(见表4、5、6)：（最新标准为GB15308-2006《泡沫灭火剂》）
2.1.4抗溶泡沫灭火剂
1984年公安部天津消防研究所开发出高分子凝胶型抗溶泡沫灭火剂，该灭火剂是以复合表面活性剂作为发泡剂，添加氟碳表面活性剂和微生物多糖。多糖具有亲水和疏水的双重性，其亲水性使之与水溶性表面活性剂可以混溶，形成一种非牛顿型胶体溶液；而疏水性使其遇极性溶性时可以析出凝胶，在泡沫与燃料之间形成一层高分子凝胶膜，保护泡沫而实施灭火。该产品是目前国内普遍生产和使用的抗溶泡沫灭火剂。除此之外，氟蛋白抗溶(FP/AR)、成膜氟蛋白抗溶(FFFP/AR)和水成膜抗溶(AFFF/AR)等都具有抗溶泡沫灭火剂的性能。目前有生产厂15家，年产量约5000吨。执行标准为GB13463-92《抗溶泡沫灭火剂》或GB15308-1994《泡沫灭火剂通用技术条件》。（最新标准为GB15308-2006《泡沫灭火剂》）
2.1.5高倍数泡沫灭火剂
高倍数泡沫灭火剂是指发泡倍数201倍以上的泡沫灭火剂，在现代消防技术中广泛应用于坑道、飞机库、仓库、地下设施等有限空间及石油化工部门扑灭烃类和一般固体火灾。
目前生产和使用的高倍数泡沫灭火剂是1980年公安部天津消防研究所研制出的YEGZ型高倍数泡沫灭火剂，产品状态为液态，并采用了组合抗冻剂，解决了抗冻问题，同时对发泡剂，稳泡剂进行了重新研究，泡沫性能和灭火效果有了很大提高。
1990年公安部天津消防研究所研制出耐温耐烟高倍数泡沫灭火剂。该产品除保留了YEGZ型高倍数泡沫灭火剂产品的性能外，又增加了耐温耐烟性能，适用于被热气、烟气污染的封闭空间灭火。
目前国内有10个生产企业，其中生产YEGZ型高倍数泡沫灭火剂的有7家，生产耐温耐烟高倍数泡沫灭火剂的有3家，年产量约3000吨。执行标准为GB15308-1994《泡沫灭火剂通用技术条件》。（最新标准为GB15308-2006《泡沫灭火剂》）
2.2固体灭火剂
2.2.1普通型干粉灭火剂
普通型干粉灭火剂是目前品种最多，生产、用量最大的一类干粉灭火剂。适用于扑灭B、C类火灾，因而又称为BC干粉灭火剂。属于这一类的干粉灭火剂有：
2.2.1.1碳氢氢钠干粉灭火剂(钠盐)
1968年北京消防器材厂研制并生产出第一代钠盐干粉，主要由碳酸氢钠和添加剂组成，由于该产品流动性和抗吸湿性差，易结块，而未被推广应用。
七十年代初，上海消防研究所研制出采用硬脂酸镁进行防潮处理的第二代钠盐干粉，其储存性能和应用性能较第一代有明显改观。
1979年北京消防器材厂研制出采用有机硅进行硅化处理的第三代钠盐干粉。经硅化处理的干粉颗粒表面形成一层有机硅聚合物薄膜，改善了颗粒表面的斥水性能，从而提高了干粉的流动性和抗吸湿性，使钠盐干粉的质量上了一个新台阶。二十世纪八十年代，天津消防研究所对硅化处理设备与工艺条件进行了系统研究，进一步提高了产品质量，并推广应用。其主要技术指标达到美国联邦标准0-F-371B的要求。
目前钠盐干粉生产厂53家，年产量615万吨。采用的生产工艺有两种：一种是粉碎2混合2烘干2筛分2包装，该工艺采用高速混合机混合，混合效率高，产品质量稳定，生产周期短；另一种是粉碎2混合2筛分2包装，该工艺采用卧式混合机混合，混合、烘干同机进行，混合效率较低，生产周期长，但能耗低。目前国内干粉灭火剂生产工艺的主要问题是粉尘污染。
执行标准是GB4066-1994《碳酸氢钠干粉灭火剂》，该标准的技术指标和试验方法与国际标准ISO7202-88基本一致。主要技术指标(见表7)：
2.2.1.2氯化钾干粉灭火剂(钠盐干粉)
1991年武汉消防支队科研实验工厂研制出氯化钾干粉灭火剂，并投入批量生产。同年参照GB4066-83《碳酸氢钠干粉灭火剂》标准制订了企业标准。目前已经停产。
2.2.1.3氯化钠干粉灭火剂
1992年武汉消防支队科研实验工厂研制出氯化钠干粉灭火剂，并投入批量生产。同时制定了行业标准GA210-1999《氯化钠干粉灭火剂》。该灭火剂除具有碳酸氢钠干粉灭火剂灭B、C类火灾的功能外，还具有灭轻金属火灾的功能。生产该灭火剂的企业有11家，目前均已停产。
2.2.2磷酸铵盐干粉灭火剂(ABC干粉)
1982年上海消防研究所研制出ABC干粉灭火剂，并在上海消防药剂厂投产。该灭火剂主要以磷酸二氢铵和硫酸铵为基料添加抗振实剂、防潮剂等，经硅化处理而成。该产品由于价格较贵，所以在国内应用不是很普遍。近年来随着哈龙灭火剂的逐步淘汰，作为替代技术之一的ABC干粉发展呈上升趋势。目前有生产厂35家，年产量约20万吨，其中部分出口。目前执行的标准是GB15060-2002《磷酸铵盐干粉灭火剂》，主要技术指标(见表8)：
2.2.3气溶胶灭火剂
气溶胶灭火剂是由氧化剂、还原剂及粘和剂粘和而成的固体灭火剂，通过燃烧产生液体或固体微粒悬浮于气体介质中实施灭火。
1974年公安部天津消防研究所研制出气溶胶灭火剂，当时叫烟雾灭火剂，并在长沙消防器材厂投产，但此项技术仅限于在石油化工产品储罐灭火装置中应用。
九十年代初，北京理工大学成功研制出第二代气溶胶灭火剂，代号为EBM。该产品于1995年在山西安华消防器材有限公司投产，与EBM灭火装置配合用于相对封闭空间灭火。
该药剂的燃烧产物为气体和固体微粒，其中气体产物为60%，主要由N2、CO2、H2O、CO、O2和微量的碳氢化合物组成，固体微粒主要由钾盐和钾的氧化物组成，其微粒直径一般小于1Λm。该灭火剂具有优良的灭火性能，在某些场合可以代替1211灭火系统。目前气溶胶灭火剂的生产厂14家，规格型号繁多，主要由钾盐、锶盐和镉盐为主要组分的三大类，技术日渐成熟，以形成一个产业。随着哈龙的逐渐淘汰，气溶胶灭火剂将会得到进一步发展。
为了引导和控制该产品良性发展，制定了GA49911-2004热气溶胶灭火装置和GA500-2004气溶胶灭火剂两项标准，并于2004年10月1日实施。
GA500-2004气溶胶灭火剂主要技术指标(见表9)：
2.3.1二氧化碳灭火剂
二氧化碳灭火剂是我国应用最早的气体灭火剂之一。最初是利用酒精厂的尾气直接充装于灭火器灭火。
1984年颁布实施了国标GB4396-84《二氧化碳灭火剂》，标准中对纯度、含水率、乙醇含量等技术指标做出明确规定，大大提高了二氧化碳灭火剂的产品质量。目前，该灭火剂仍以充装灭火器以及二氧化碳灭火系统的形式灭火。国标GB439622003《二氧化碳灭火剂》依据ISO标准进行全面修订，随着手提式灭火器，高、低压二氧化碳灭火系统等灭火器材的不断发展和标准的不断完善，其应用前景将越来越好。
2.3.2 1211灭火剂
二氟一氯一溴甲烷(1211)灭火剂是七十年代初由上海消防研究所、浙江省化工研究所共同研制成功的，并在浙江衢洲化工厂、上海致冷剂厂批量生产。该灭火剂具有灭火效能高、无污染等特点，很快在我国推广应用。到八十年代，一度发展到15个生产厂，年产量115万吨。
1991年我国加入了关于消耗臭氧层物质的《蒙特利尔议定书》。随着我国哈龙淘汰方案的实施，1211灭火剂生产企业和生产量逐步减少，目前生产厂只有浙江荧光化工有限公司和山东海化集团有限公司灭火剂厂2家，年生产量1千吨左右，到2005年全面停产。
2.3.3七氟丙烷(HFC-227ea)灭火剂
极地臭氧层空洞，作为威胁人类生存祸患之一，最近一个时期愈演愈烈。中国政府于1989年加入了《保护臭氧层的蒙特利尔协议》。替代哈龙，保护环境，在消防行业提到了议事日程。为了达到2005年完全停止生产哈龙灭火剂的目标，消防行业正在积极开发替代产品，七氟丙烷(HFC-227ea)灭火剂就是其中一种。1997年浙江化工研究院首先研制出七氟丙烷，(HFC-227ea)灭火剂，并中试成功。2000年浙江莹光化工有限公司也研制出该产品，并形成批量生产。目前有5家企业生产，年生产量2千吨左右。执行标准GB18614-2002《七氟丙烷灭火剂》，主要技术指标(见表10)：
三、发展方向
3.1干粉灭火剂
由目前碳酸氢钠干粉灭火剂和磷酸铵盐干粉灭火剂两大类向扩大原材料来源，多品种、高性能、低成本方向发展，同时向超细粉，提高其灭火效能，扩大应用范围方向发展。
3.2液体灭火剂
水成膜泡沫灭火剂(AFFF)和抗溶性水成膜泡沫灭火剂(AFFF/AR)，近年来在石油化工行业的用量逐年增加，大有与蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂并驾齐驱的势头；而蛋白、氟蛋白泡沫灭火剂，今后的主要任务是改进工艺，如增加脱硫处理等，降低环境污染，提高产品质量。
随着水资源的日益紧张，水系灭火剂将成为城市、森林、草原消防的重要灭火剂。目前我国水系灭火剂的应用，仍以充装灭火剂为主，今后应加强用于消防车及其他水灭火系统设备的应用技术研究。二十世纪九十年代末，美国和欧洲一些发达国家在城市消防中大量使用A类泡沫灭火剂。我国有待开发此类产品。
3.3气体灭火剂
随着哈龙的不断淘汰和二氧化碳灭火技术的日趋成熟，二氧化碳灭火剂的用量将会逐年增加。同时，一些新的气体灭火剂如七氟丙烷、三氟甲烷灭火剂、惰性气体等近年来发展很快，其系统应用性能的研究，具有很大的发展潜力。新的哈龙替代技术和替代产品将成为研究的焦点，进而筛选新型高效灭火剂。
往期文章
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本文主要内容来自于：刘玉恒，金洪斌，叶宏烈（2005年）
(公安部天津消防研究所，天津300381)
版权归属于原作者。
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