本发明涉及用于扑灭和防止由易燃物的燃烧引起火灾的组合物，更特别地是，这些化合物是高效而且对环境无害的。尤其是本发明的组合物对臭氧层的损耗只有很小甚至没有影响。对于使全球气候变暖的所谓“温室效应”也没有或只有很小的作用。虽然这些组合物在这些区域只有很小的影响，但在防止和扑灭火灾方面，特别是在封闭空间中的火灾它们都有很高的效能。 如果想要成功地防止和扑灭火灾，二个重要的因素必须考虑：（1）把燃烧物与空气隔离开，（2）避开或降低燃烧进行所必须的温度。因此，一种方法是用灭火装置或泡沫覆盖燃烧的表面，把燃烧物和空气中的氧气隔绝开来以扑灭小的火灾。通常为灭火向燃烧表面泼水的主要原理是使温度降到使燃烧不能继续下去的温度点，很明显，在用水的场合里也能出现某些将燃烧物与空气隔离和室息的现象。
灭火的方法是由一些条件决定的，比如火灾发生地场合，燃烧物所包含的成分，火灾规模等。在封闭空间里，如计算机房，仓库，藏有珍贵图书的图书舘，汽油站的管道和类似的地方经常使用卤化烃灭火剂，卤化烃灭火剂不仅灭火，而且对于房间及里面的东西都或多或少有些损害。相对应的在使用水时，有时“水灾”也能超过“火灾”。
最常用的卤化烃灭火剂是含溴的卤化碳，如溴三氟甲烷（CF3Br，Halon 1301）和溴氯二氟甲烷（CF2ClBr，Halon1211），众所周知，在灭火方面，含溴的灭火剂有很大作用，因为在燃烧过程中包含着温升，这些化合物的分解形成的含溴原子的分解物极大地干扰了自持燃烧过程，因而扑灭了火灾。这些含溴卤化碳从手提式灭火装置中喷出，也可从由火灾探测装置控制的自动室内的灭火系统中射出。
在许多情况下，包括在封闭空间，火灾可能发生在室内，库房，密闭的机器，干燥箱，容器，贮罐，储藏室内和类似区域。在封闭空间内火量使用灭火剂有二种情况，一种是在封闭空间中使用灭火剂扑灭正在燃烧的火灾，第二种是提供一个稳定存在的灭火气氛，更确切地说是一定量的防火剂，在这种情形下火灾不能起燃，也不能持续。然而美国专利3，844，354中Larsen提出使用含氯五氟乙烷（CF3-CF2Cl）的总溢流系统（TFS）在固定封闭空间中灭火，将氯五氟乙烷引入这固定封闭空间内，保持其浓度至少15%。另一方面，美国专利3，715，438中Huggett揭示了在固定封闭空间中产生一种气氛，使燃烧不能持续。Huggett提供的一种气氛是由空气，选自四氟化碳，六氟代乙烷，八氟丙烷及其混合物的全氟化碳组成的。
众所周知，含溴的卤代碳如Halon 1211可以用来提供一种气氛，它不助燃。然而含溴卤代碳价格昂贵，而且对人有毒，也就是在含量很低时就对人的心脏有影响（用Halon 1211不能使其浓度高于1～2%）。从长远看，含溴材料不是一种吸引人的材料。
近年来对于使用溴化碳灭火剂产生了更严重的异议。对于平流层臭氧的损耗，特别是对含氯氟烃（CFC′S）在研制交替冷却剂，溶剂和发泡剂等方面的作用更引起了注意。现在人们确信含溴的卤化碳如Halon 1301和Halon 1211至少在对于臭氧层的损耗上和含氯氟烃作用相同。
然而，全氟化碳如上述Huggett建议的认为对臭氧层没有象含氯氟烃那样大的影响，它们异乎寻常的稳定性使它们在其它环境内受到怀疑。这就是“温室效应”。这种效应是由于气体累积而产生的阻碍热量交换的覆盖层和由此产生的地球表面温度升高。
这就是说，需要有一种有效的灭火剂及使用方法使它们对于臭氧层没有或只有很小影响而不产生“温室效应”。
本发明的目的是要提供一种灭火剂和一种在封闭的空间里使用一定量的灭火剂防止和控制火灾的使用方法。
本发明是基于发现一有效量的组合物，该组合物基本由至少一种部分氟取代丙烷组成。该氟取代丙烷选自由七氟丙烷（CF3-CF2-CHF2和CF3-CFH-CF3），也称为HFC-227ca和HFC-227ea，六氟丙烷（CF3-CH2-CF3，CF3-CF2-CH2F和CF2H-CF2-CF2H），也称为HFC-236fa，HFC-236cb和HFC-236ca以及氯六氟丙烷（CFClF-CF2-CF3，CHF2-CF2-CF2Cl，CF3-CHCl-CF3，CF3-CHF-CF2Cl和CHF2-CFCl-CF3），也称为HCFC-226ca，HCFC-226cb，HCFC-226da，HCFC-226ea和HCFC-226ba的集合。
上述组合物可防止和/或扑灭由易燃物引起的火灾，特别在封闭空间，不会产生对臭氧不利的影响或产生“温室效应”的气体。本发明更为有用的是这些化合物特别是氟取代丙烷有正常的超过25℃的沸点，如HFC-236ea，HCFC-225ca，HCFC-225cb，HCFC-225aa，HCFC-225da，HCFC-235ca，HCFC-235cb，HCFC-235cc，HCFC-235fa。
上述氟取代丙烷可与至少1%的至少一种卤代烃一起使用，上述卤代烃选自二氟甲烷（HFC-32），
氯二氟甲烷（HCFC-22），
2，2-二氯-1，1，1-三氟乙烷（HCFC-123），
1，2-二氯-1，1，2-三氟乙烷（HCFC-123a），
2-氯-1，1，1，2-四氟乙烷（HCFC-124），
1-氯-1，1，2，2-四氟乙烷（HCFC-124a），
五氟乙烷（HFC-125），
1，1，2，2-四氟乙烷（HFC-134），
1，1，1，2-四氟乙烷（HFC-134a），
3，3-二氯-1，1，1，2，2-五氟丙烷（HCFC-225ca），
1，3-二氯-1，1，2，2，3-五氟丙烷（HCFC-225cb），
2，2-二氯-1，1，1，3，3-五氟丙烷（HCFC-225aa），
2，3-二氯-1，1，1，3，3-五氟丙烷（HCFC-225da），
1，1，1，2，2，3，3-七氟丙烷（HFC-227ca），
1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷（HFC-227ea），
1，1，1，2，3，3-六氟丙烷（HFC-236ea），
1，1，1，3，3，3-六氟丙烷（HFC-236fa），
1，1，1，2，2，3-六氟丙烷（HFC-236cb），
1，1，2，2，3，3-六氟丙烷（HFC-236ca），
3-氯-1，1，2，2，3-五氟丙烷（HCFC-235ca），
3-氯-1，1，1，2，2-五氟丙烷（HCFC-235cb），
1-氯-1，1，2，2，3-五氟丙烷（HCFC-235cc），
3-氯-1，1，1，3，3-五氟丙烷（HCFC-235fa），
3-氯-1，1，1，2，2，3-六氟丙烷（HCFC-226ca），
1-氯-1，1，2，2，3，3-六氟丙烷（HCFC-226cb），
2-氯-1，1，1，3，3，3-六氟丙烷（HCFC-226da），
3-氯-1，1，1，2，3，3-六氟丙烷（HCFC-226ea），
和2-氯-1，1，1，2，3，3-六氟丙烷（HCFC-226ba），的集合。
优选实例
将足够量的部分氟代丙烷加入到一封闭空间内的空气中可使空气不助燃，并抑制易燃物如纸张、布、木头、易燃液和塑料等的燃烧，这种化合物可放在封闭空间内。
这种氟丙烷是很稳定的并具有极高的化学惰性。在高达350℃的温度下，它们不会分解成腐蚀性或有毒的产物，甚至在纯氧中也不会燃烧，因此它们可以在一空间中达到易燃物燃烧温度下持续有效地充当灭火剂。
优选的氟丙烷是HFC-227ca，HFC-227ea，HFC-236cb，HFC-236fa，HFC-236ca和HFC-236ca等即HFC-227和236组。特别优选的氟丙烷是HFC-227ca，HFC-227ea，HFC-236cb和HFC-236fa有更多的优点，因为它们有更低的沸点，也就是说在大气压下低于1.2℃，然而在任何可能遇到的低的环境温度下，这些气体不能液化，也不能减弱已改性的气体防止燃烧的性质。事实上，任何一种低沸点物质都能适合做冷却剂。
七氟丙烷HFC-227ea和HFC-227ca的特点也在于很低的沸点和很高的蒸汽压，在21℃分别高于44.3和42.0磅/吋2。这允许HFC-227ea和HFC-227ca在手持式灭火器中为自己充当喷射剂。七氟丙烷（HFC-227ea和HFC-227ca）可以和其它材料一起使用。如在第五页上公开的那些的性质，这些特点可使它为那些蒸汽压力低的物质做喷射剂和联合灭火剂。另一种方法是这些蒸汽压力低的另一些物质被常规的喷射剂从手提式或固定式系统中喷出，这些喷射剂是氮气或二氧化碳。它们相对低的毒性和短的在大气中的寿命（对于全球变暖只有很小影响）。相比全氟烷烃（有超过500年的寿命），这些氟丙烷做为灭火剂是理想的。
为了消除封闭空间中的空气助燃的性质，一种或多种气体将以一定量加入到空气中去，所说的量是使被改性的气体中的总氧每摩尔热容量足以抑制和防止封闭空间中的不能自然的易燃物质的燃烧。
灭火剂需要的最小热容量随封闭空间中的特定燃烧物的燃烧能力而变，众所周知，物质的燃烧能力，换句话说就是在给定环境状态下，它们被点燃和持续燃烧的能力，随化学成分和特定的物理性质如表面积，热容量，多孔性等而变化。因此一张薄的多孔的纸比一块木头易燃的多。
一般物质，热容量都大约40卡/度，恒压下每摩尔量氧的热容量远大于防止和抑制中等可燃物质如木头塑料等燃烧所需的热容量。更易燃的物质，如纸、布和一些挥发性易燃的液体，通常需要加入一定量的氟乙烷以得到较高的热容量。对于特别易燃的材料，另外可考虑的方法是通过给予一个大于最小需求的热容量，提供一个额外的安全裕度。氧气的每摩尔最小热容量是45卡/度，这对于中等易燃材料一般是足够的，对于易燃材料来说，氧的热容量应是50卡/度，如果需要，通常给予每摩尔总氧的热容量高于55卡/度，这实质上增加了费用，而没有进一步提高防火安全系数。
每摩尔总氧的热容量可由下式决定：
Cp*= (Cp)o2+ (Pz)/(Po2) (Cp)z
式中
Cp＊＝恒压下每摩尔氧气的总热容量;
Po2＝氧气分压;
PZ＝其它气体分压;
（Cp）Z＝恒压下其它气体热容量。
当赋予空气的热容量（Cp）为40和50卡/度，温度为25℃恒压下，氧含量保持在20%和16%。本发明采用的氟丙烷的沸点和所需摩尔百分数列表如下：
20%O216%O2
Cp＝40 Cp＝50 Cp＝50
灭火剂 沸点℃ %（体积） %（体积） %（体积）
236ea 26.2 4.5 13.5 4.5
236fa -0.7 4.5 13.0 4.5
236cb 1.2 4.5 13.0 4.5
236ca 10.0 4.5 13.5 4.5
227ea -18.0 4.0 12.0 4.0
227ca -17.0 4.0 12.0 4.0
225ca 53.0 3.8 11.0 3.8
225cb 52.0 3.8 11.0 3.8
225aa 55.4 3.8 11.0 3.8
225da 50.4 3.5 10.8 3.5
235ca 44.8 4.5 13.0 4.5
235cb 27.2 4.3 12.5 4.3
235cc 36.1 4.3 12.5 4.3
235fa 28.4 4.0 12.5 4.0
226ca 20.0 4.0 11.5 4.0
226cb 21.5 4.0 11.5 4.0
226da 14.5 4.0 11.0 4.0
226ea 16.0 4.0 11.5 4.0
226ba 16.4 4.0 11.5 4.0
通过计量进入封闭空气室的气体或多种气体的适宜用量，可以很容易地引入适宜量的氟丙烷。
室内空气可在需要的任何时间进行处理，如果不断存在火的威胁或在火危害必须保持在绝对小的特定环境下，可连续使用改性的空气，或者，如果火势漫延，则改性的空气可用作应急措施。通过下述实施例将更清楚地理解本发明，当与其它灭火气体，特别是全氟烷烃和Halon 1211相比较时，单独和任何前述混合物中的氟丙烷在抑制火势和灭火方面所意想不到的效果以及与臭氧层的可溶性和较低的“温室效应”都在实施例中表明。
实例1 灭火浓度
氟丙烷组合物的灭火浓度与几个对照样比较，采用ICI杯状燃烧器方法测定，该方法描述在“灭火浓缩物的测量”，R.Hirst和K.Booth，防火技术，卷13（4）：296-315（1977）。
特别地，空气流从底座上的玻璃球分散器经外烟囱（内径8.5厘米，高53厘米）按40升/分通过杯状燃料燃烧器（外径3.1厘米，内径2.15厘米）安置在离烟囱顶缘下方30.5厘米内处，灭火器在进入到玻璃球分散器之前，先加入到空气流中，整个试验中空气流速保持为40升/分。空气与试剂流速比用标准的转子流量计测量。
通过将储罐中燃料量调节至在杯状燃烧器中产生液体燃料量，正好在杯状燃烧器的玻璃边缘附近。空气流速保持在40升/分，杯状燃烧器中燃料点燃，测定加入灭火剂的增量直到火熄灭。灭火浓度由下述公式决定：
灭火浓度 ＝ (F1)/(F1+ F2) ×100
其中：
F1＝试剂流速
F2＝空气流速
使用二种不同燃料辛烷和甲醇，其灭火时几种试剂流速的平均值见下表：
实例2
氟丙烷和各种不同混合物的臭氧消耗势（ODP）与对照样品比较，用下述杂志上的方法计算，“用于破坏平流层臭氧的卤代烃系列的相对效率”（“the Relative Efficiency of a Number of Halocarbon for Destroying Stratospneric ozone”）D.J.Wuebles，Lawrence Livermore实验报告UCID-18924，（1981.1月）和“氧化碳发射概要：在平流层臭氧的潜能影响”（Chlorocarbon Emission Scenarios：potential Impact on Stratospheric ozone”）D.J.Wuebles，期刊，地球物理学研究，88，1433-1443（1983。）。
基本上，ODP是平流层中计算的臭氧消耗率，它来自特殊试剂的释放，与来自同样比率的FC-11（CFCl3）（定为1.0）释放的ODP比较。确信消耗是由于含氯或溴的化合物经由对流层迁移至平流层，在此处通过紫外辐射（UV）将这些化合物光解成为氯或溴原子。这些原子会在环化反应中破坏臭氧（O3）分子而形成分子氧（O2）和〔ClO〕或〔BrO〕。那些基团与由紫外辐射形成的O2的氧原子反应重新形成氯或溴原子和氧分子，该形成的氯或溴原子再破坏另外的臭氧等直到基团最终从平流层清除。估计一个氯原子将破坏10，000个臭氧分子，一个溴原子将破坏100，000个臭氧分子。
在“几种溴化甲烷和乙烷的紫外吸收断面”（“Ultraviolet Absorption Cross-sections of Several Brominated Methanes and Ethanes”）L.T.Molina，M.J.Molina和F.S.Rowland”J.phys.chem.86，2672-2676（1982）;在Bivens等人的美国专利4，810，403以及“平流层臭氧的科学评定：1989”（“Scientific Assessment of stratospheric Ozone：1989”）U.N环境规划（Environment programme）（1989.8.21）也讨论了臭氧消耗势。
下表提供了氟丙烷和对照样的臭氧消耗势
表2
试剂 臭氧消耗势
HFC-236ea 0
HFC-236fa 0
HFC-236cb 0
HFC-236ca 0
HFC-227ea 0
HFC-227ca 0
CF40
C2F60
H-1301 10
CHF2Cl 0.05
H-12.11 3
CFCl31
CF3-CF2Cl 0.4