CN108421194A - 一种环保型水系灭火剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及消防灭火材料领域，具体涉及一种水系灭火剂，特别涉及一种以温敏性水凝胶为灭火剂的环保型水系灭火剂。本发明公开了一种环保型水系灭火剂的制备方法，该灭火剂以水为溶剂，添加0.6‑0.8％的温敏性水凝胶，1.5‑3％的无机盐，6‑8％的防冻剂，5‑10％的稳定剂，3‑10％的碳氢表面活性剂，本发明所提供的环保型水系灭火剂由于采用了温敏性水凝胶作为灭火剂，替代了传统含氟表面活性剂的使用，具有生物易降解的特点，并且黏度高、润湿性能好、喷射性能佳，可以广泛应用在各种A类火灾和B类火灾的救援中。
Description
技术领域
本发明涉及消防灭火材料领域，具体涉及一种水系灭火剂，特别涉及一种以温敏性水凝胶为灭火剂的环保型水系灭火剂。
背景技术
水系灭火剂，如细水雾、三相泡沫、水成膜泡沫、水凝胶等，是一类通过在水中添加有效成分，提高水的灭火能力的传统的灭火剂。其不仅是日常生活中最常见的灭火剂，也是扑灭建筑火灾以及森林火灾最有效的灭火剂之一。当中又以氟碳表面活性剂为主要原料的泡沫灭火剂具有原料易于获得、生产工艺简单、抵抗油污能力强、流动性能好和灭火速度快等优点，一直被消防部队广泛使用。然而由于扑灭后的这些灭火剂未经过有效处理就随水流入城市下水道、河流、湖泊，或者渗入地下，无形中造成了二次的污染。近年来，国内外对氟碳表面活性剂的研究表明，市售的全氟辛烷磺酸盐和全氟辛酸等C8类直链型氟碳表面活性剂及其衍生物对土壤及水体影响较大，特别是在火情扑灭后呈现广泛的环境分布和明显的生物毒理作用，现已逐渐被禁用。如何在保护环境的前提下有效地开展火灾扑灭工作成为了越来越多科研学者关注的领域，寻找新的灭火剂来替代传统的氟碳表面活性剂成为了研究热点。
发明内容
本发明的目的在于针对目前水系灭火剂存在的上述技术缺陷，提供一种环保型水系灭火剂，特点在于该灭火剂以温敏性水凝胶为主要原料，成泡效果好，润湿性能佳，且对环境友好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种环保型水系灭火剂，其特征在于所述水系灭火剂的制备方法为，
(1)将质量份数为10-20份的聚N-异丙基丙烯酰胺、8-12份的线性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、20-30份的多孔N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物加入反应釜中，然后加入40-60份的水进行，然后加入1-2份的分散剂，控制反应釜温度在40-50℃，搅拌速度控制在500-600转，进行搅拌1-2小时后，取出产物，冷却至室温得到悬浮液为温敏性水凝胶；
(2)在反应釜中加入100-200份的水，然后将反应釜温度控制在30-40℃，然后加入3-4份的温敏性水凝胶、7-15份的无机盐、15-30份的碳氢表面活性剂然，然后开启搅拌器，其搅拌速度控制在200-300rpm，进行搅拌20-30分钟后，再加入15-25份的防冻剂和5-10份的稳定剂，然后将搅拌器搅拌速度调节到400-500rpm，进行反应1-2小时后，静置20-30分钟后，将物料取出，进行冷却后得到的凝胶体就是一种环保型灭火剂。
所述的环保型水系灭火剂是以水为溶剂，其中包含浓度为0.6-0.8％的温敏性水凝胶，1.5-3％的无机盐，3-5％的防冻剂，5-10％的稳定剂，3-10％的碳氢表面活性剂制备得到的。
进一步，所述无机盐为，将质量份数为10-20份磷酸氢铵、15-20份的磷酸二氢铵、6-8份的磷苯酸、1-2份的氢氧化钙、20-30份的水进行混合而制备得到的。
进一步，所述的防冻剂为10-20份的聚乙二醇、6-8份的聚乙烯醇、6-12份的丙三醇、40-60份的水进行混合，然后进行高速搅拌2-3小时后得到的乳液。
进一步，所述的稳定剂为，将10-20份的尿素、1-2份的亚硫酸氢钠、2-3份的十二烷基磺酸钠、20-25份的水进行混合，混合均匀后得到的产物。
进一步，所述的碳氢表面活性剂为，20-30份12-18个碳原子的两性咪唑啉、10-20份的甜菜碱、2-6份的硬脂酸钠在70-80℃条件下加入30-50份的水进行混合而制备得到的物质。
进一步，所述的加料过程都是缓慢进行的，其加料速度在4-6克/分钟。
有益效益
1、本发明的重要组成成分温敏性水凝胶，该材料在常温下为液体，而当环境温度发生变化时，会产生剧烈且不连续的反应，在所处环境达到一定数值时，温敏性水凝胶会发生凝胶体积的突变，即非连续性体积相转变，从而转变为凝聚态，通过温敏性水凝胶的这一特性，可以在燃火物表面形成结构致密的隔热层，原理在于液体状态的温敏性水凝胶具有很好的流动性，可以很好地浸润燃火物，在表面扩散形成水膜，由于燃火物本身温度较高，达到低临界溶解温度以上时即可触发温敏性水凝胶的非连续性体积相转变，转变为凝胶态，更好地附着在燃火物表面，实现隔绝空气的作用，最终实现灭火。
2、本发明添加了一定量的碳氢表面活性剂，作为辅助起泡剂，不同于氟碳表面活性剂在高温下所产生的难降解物质，碳氢表面活性剂的生物亲和性好，高温分解物易降解，且复配性能和耐酸碱性佳。
3、本发明采用了低浓度的碳氢表面活性剂和温敏性水凝胶，使得本发明在消防灭火器的喷射性能得到较高改善，可以获得更加均匀和充分的雾化效果，这一方面可以减少灭火剂的使用量，另一方面也可以减少水流的浪费。并且由于体系稳定性能较好，可以适用多种规格的喷头。
具体实施方式
以下结合对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，但不用于限定本发明。
实施例1
(1)无机盐的制备
将质量份数为10份磷酸氢铵、15份的磷酸二氢铵、8份的磷苯酸、1份的氢氧化钙、20份的水进行混合而制备得到的。
(2)防冻剂的制备
将12份的聚乙二醇、6份的聚乙烯醇、6份的丙三醇、40份的水进行混合，然后进行高速搅拌2小时后而得到的乳液。
(3)稳定剂的制备
将12份的尿素、1份的亚硫酸氢钠、2份的十二烷基磺酸钠、25份的水进行混合，混合均匀后得到的产物。
(4)碳氢表面活性剂的制备
将20份18个碳原子的两性咪唑啉、10份的甜菜碱、2份的硬脂酸钠在70℃条件下加入35份的水进行混合而制备得到的物质。
(5)温敏性水凝胶的制备
将质量份数为12份的聚N-异丙基丙烯酰胺、8份的线性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、23份的多孔N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物加入反应釜中，然后加入60份的水进行，然后加入1份的分散剂，控制反应釜温度在45℃，搅拌速度控制在500转，进行搅拌1小时后，取出产物，冷却至室温得到悬浮液为温敏性水凝胶。
(6)环保型灭火剂的制备
在反应釜中加入120份的水，然后将反应釜温度控制在40℃，然后加入3份的温敏性水凝胶、7份的无机盐、15份的碳氢表面活性剂然，然后开启搅拌器，其搅拌速度控制在230rpm，进行搅拌20分钟后，再加入15份的防冻剂和5份的稳定剂，然后将搅拌器搅拌速度调节到450rpm，进行反应1小时后，静置20分钟后，将物料取出，进行冷却后得到的凝胶体就是一种环保型灭火剂。
实施例2
(1)无机盐的制备
将质量份数为15份磷酸氢铵、18份的磷酸二氢铵、7份的磷苯酸、1份的氢氧化钙、25份的水进行混合而制备得到的。
(2)防冻剂的制备
将15份的聚乙二醇、6份的聚乙烯醇、10份的丙三醇、50份的水进行混合，然后进行高速搅拌3小时后而得到的乳液。
(3)稳定剂的制备
将15份的尿素、2份的亚硫酸氢钠、2份的十二烷基磺酸钠、25份的水进行混合，混合均匀后得到的产物。
(4)碳氢表面活性剂的制备
将25份15个碳原子的两性咪唑啉、15份的甜菜碱、4份的硬脂酸钠在75℃条件下加入40份的水进行混合而制备得到的物质。
(5)温敏性水凝胶的制备
将质量份数为15份的聚N-异丙基丙烯酰胺、10份的线性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、25份的多孔N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物加入反应釜中，然后加入50份的水进行，然后加入2份的分散剂，控制反应釜温度在40-50℃，搅拌速度控制在500转，进行搅拌1小时后，取出产物，冷却至室温得到悬浮液为温敏性水凝胶。
(6)环保型灭火剂的制备
在反应釜中加入150份的水，然后将反应釜温度控制在35℃，然后加入3份的温敏性水凝胶、12份的无机盐、20份的碳氢表面活性剂然，然后开启搅拌器，其搅拌速度控制在250rpm，进行搅拌25分钟后，再加入20份的防冻剂和8份的稳定剂，然后将搅拌器搅拌速度调节到450rpm，进行反应2小时后，静置30分钟后，将物料取出，进行冷却后得到的凝胶体就是一种环保型灭火剂。
实施例3
(1)无机盐的制备
将质量份数为20份磷酸氢铵、20份的磷酸二氢铵、6份的磷苯酸、1份的氢氧化钙、20份的水进行混合而制备得到的。
(2)防冻剂的制备
将10份的聚乙二醇、6份的聚乙烯醇、6份的丙三醇、40份的水进行混合，然后进行高速搅拌2小时后而得到的乳液。
(3)稳定剂的制备
将12份的尿素、2份的亚硫酸氢钠、2份的十二烷基磺酸钠、22份的水进行混合，混合均匀后得到的产物。
(4)碳氢表面活性剂的制备
将20份12个碳原子的两性咪唑啉、10份的甜菜碱、6份的硬脂酸钠在70℃条件下加入30份的水进行混合而制备得到的物质。
(5)温敏性水凝胶的制备
将质量份数为20份的聚N-异丙基丙烯酰胺、8份的线性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、20份的多孔N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物加入反应釜中，然后加入40份的水进行，然后加入1份的分散剂，控制反应釜温度在40℃，搅拌速度控制在500转，进行搅拌1小时后，取出产物，冷却至室温得到悬浮液为温敏性水凝胶。
(6)环保型灭火剂的制备
在反应釜中加入100份的水，然后将反应釜温度控制在30-40℃，然后加入3份的温敏性水凝胶、15份的无机盐、30份的碳氢表面活性剂然，然后开启搅拌器，其搅拌速度控制在200rpm，进行搅拌20分钟后，再加入15份的防冻剂和5份的稳定剂，然后将搅拌器搅拌速度调节到500rpm，进行反应1小时后，静置20-30分钟后，将物料取出，进行冷却后得到的凝胶体就是一种环保型灭火剂。
实施例4
(1)无机盐的制备
将质量份数为12份磷酸氢铵、18份的磷酸二氢铵、6份的磷苯酸、1份的氢氧化钙、20份的水进行混合而制备得到的。
(2)防冻剂的制备
将10份的聚乙二醇、6份的聚乙烯醇、8份的丙三醇、40份的水进行混合，然后进行高速搅拌2-3小时后而得到的乳液。
(3)稳定剂的制备
将15份的尿素、1份的亚硫酸氢钠、2份的十二烷基磺酸钠、20份的水进行混合，混合均匀后得到的产物。
(4)碳氢表面活性剂的制备
将23份12个碳原子的两性咪唑啉、15份的甜菜碱、5份的硬脂酸钠在75℃条件下加入35份的水进行混合而制备得到的物质。
(5)温敏性水凝胶的制备
将质量份数为12份的聚N-异丙基丙烯酰胺、8份的线性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、20份的多孔N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物加入反应釜中，然后加入60份的水进行，然后加入1份的分散剂，控制反应釜温度在40℃，搅拌速度控制在500转，进行搅拌1小时后，取出产物，冷却至室温得到悬浮液为温敏性水凝胶。
(6)环保型灭火剂的制备
在反应釜中加入150份的水，然后将反应釜温度控制在35℃，然后加入3份的温敏性水凝胶、12份的无机盐、15份的碳氢表面活性剂然，然后开启搅拌器，其搅拌速度控制在230rpm，进行搅拌25分钟后，再加入15份的防冻剂和8份的稳定剂，然后将搅拌器搅拌速度调节到400rpm，进行反应1小时后，静置25分钟后，将物料取出，进行冷却后得到的凝胶体就是一种环保型灭火剂。
实验检测
1、理化性能检测
将实施例1-4制备的产品，按照国家标准GB17835-2008《水系灭火剂》的标准，对本发明的产品进行检测，其检测结果如下：
最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的。
Claims (6)
1.一种环保型水系灭火剂，其特征在于所述水系灭火剂的制备方法为，
(1)将质量份数为10-20份的聚N-异丙基丙烯酰胺、8-12份的线性N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、20-30份的多孔N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物加入反应釜中，然后加入40-60份的水进行，然后加入1-2份的分散剂，控制反应釜温度在40-50℃，搅拌速度控制在500-600转，进行搅拌1-2小时后，取出产物，冷却至室温得到悬浮液为温敏性水凝胶；
(2)在反应釜中加入100-200份的水，然后将反应釜温度控制在30-40℃，然后加入3-4份的温敏性水凝胶、7-15份的无机盐、15-30份的碳氢表面活性剂然，然后开启搅拌器，其搅拌速度控制在200-300rpm，进行搅拌20-30分钟后，再加入15-25份的防冻剂和5-10份的稳定剂，然后将搅拌器搅拌速度调节到400-500rpm，进行反应1-2小时后，静置20-30分钟后，将物料取出，进行冷却后得到的凝胶体就是一种环保型灭火剂。
所述的环保型水系灭火剂是以水为溶剂，其中包含浓度为0.6-0.8％的温敏性水凝胶，1.5-3％的无机盐，3-5％的防冻剂，5-10％的稳定剂，3-10％的碳氢表面活性剂制备得到的。
2.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于,所述无机盐为，将质量份数为10-20份磷酸氢铵、15-20份的磷酸二氢铵、6-8份的磷苯酸、1-2份的氢氧化钙、20-30份的水进行混合而制备得到的。
3.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于,所述防冻剂为10-20份的聚乙二醇、6-8份的聚乙烯醇、6-12份的丙三醇、40-60份的水进行混合，然后进行高速搅拌2-3小时后得到的乳液。
4.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于,所述稳定剂为，将10-20份的尿素、1-2份的亚硫酸氢钠、2-3份的十二烷基磺酸钠、20-25份的水进行混合，混合均匀后得到的产物。
5.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于,所述碳氢表面活性剂为，20-30份12-18个碳原子的两性咪唑啉、10-20份的甜菜碱、2-6份的硬脂酸钠在70-80℃条件下加入30-50份的水进行混合而制备得到的物质。
6.根据权利要求2所述的环保型水系灭火剂，其特征在于,所述的加料过程都是缓慢进行的，其加料速度在4-6克/分钟。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180821 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |