CN109499036A - 一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法，属于灭火剂技术领域。按照配方比例称取氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖、苯甲酸钠、谷氨酸N,N‑二乙酸四钠、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯、硝酸钠、丙二醇、异丙醇和水，经处理后得到灭火剂。该耐超低温耐烧泡沫灭火剂，既能满足超低温气候条件下的正常贮存和使用；同时能在最大程度上保***有效扑灭火灾，消除复燃的隐患，能为我国石油化工行业的消防安全提供有力的保障，也具有重大的市场经济意义和社会意义。

Description

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法，属于灭火剂技术领域。

背景技术

易燃液体挥发性强、燃烧热值高，且具有流淌性和喷溅性，一旦被点燃，燃烧速度极快，扑灭难度极大。此外，燃烧所产生的有毒有害物质，会严重危害人们的生命安全，给人们的生产生活造成巨大损失。

目前，泡沫灭火剂是当前扑灭易燃液体火灾最有效的方式之一。大多数易燃液体都来源于石油化工行业，消防安全工作在这个行业处于举足轻重的地位。我国很多石油化工企业分布在西部和东北地区，以及渤海、黄海等海上区域，其作业环境特殊，常见极寒气候，泡沫灭火剂的贮存和使用在很大程度上受到了超低温的限制。此外，使用泡沫灭火剂扑灭火灾时，高温和余焰随时都有可能再次引燃易燃液体，泡沫隔离层要具备优异的耐烧性能，才能有效地避免复燃的出现。

发明内容

本发明的目的是为了解决泡沫灭火剂在超低温条件下贮存和使用受到限制、扑灭火灾时存在复燃隐患等问题，而提供一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其配方中分组分质量分数如下：

所述氟碳表面活性剂为阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型氟碳表面活性剂；

所述碳氢表面活性剂为阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型碳氢表面活性剂；

所述改性有机硅表面活性剂制备方法为：按照摩尔比为1：(3～5)称量羟丙基壳聚糖和聚二甲基硅氧烷；将羟丙基壳聚糖加入反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入丙酮。在搅拌的条件下，升温至35～55℃，向其中加入溶于聚二甲基硅氧烷的丙酮溶液，55℃恒温反应4～10h结束，过滤、洗涤、干燥得改性有机硅表面活性剂。

所述复合微生物多糖为阿克兰胶、改性黄原胶和魔芋胶按照质量比为(0.5～2):(1～5):(0.5～2)进行复配的混合物。

所述改性黄原胶制备方法为：在氮气氛围下，将十二烷基磺酸钠加入反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入水/异丙醇的混合溶剂，30～50℃高速搅拌10～30min，得混合溶剂甲；在另一套相同的反应装置中，以等量的水为溶剂，加入摩尔比为(1～4):(1～5)的氢氧化钾和溴代十六烷，再加入黄原胶，60℃高速搅拌20～60min，得混合溶剂乙；将混合溶剂甲加入至与混合溶剂乙中，60～90℃条件下反应6～12h后，过滤、洗涤、干燥得改性黄原胶。

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法，具体步骤如下：

步骤一、按照配方比例称取氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖、苯甲酸钠、谷氨酸N,N-二乙酸四钠、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯、硝酸钠、丙二醇、异丙醇、水。

步骤二、将步骤一中丙二醇、异丙醇、水加入容器中，常温下搅拌5～20min，混合均匀后按照质量比1:4:1:2:2分为五份混合溶剂；

步骤三、将步骤二中的五份混合溶剂升温至70～90℃，向前4份混合溶剂中分别对应加入步骤一中称量好的氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖；向第5份混合溶剂中加入步骤一苯甲酸钠、谷氨酸N,N-二乙酸四钠、硝酸钠；搅拌5～30min，得到混合物A、混合物B、混合物C、混合物D、混合物E；

步骤四、将步骤三中混合物A、混合物B加入混合物D中，在连接有温度计、机械搅拌器、冷凝器和尾气吸收装置的反应釜中，90℃恒温搅拌5～20min，再缓慢加入混合物C，15～30min内加入完毕，90℃恒温搅拌5～20min，得到混合粗品；

步骤五、将步骤四中得到的混合粗品降温至45～70℃，在搅拌条件下，依次加入纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯，再缓慢加入混合物E，搅拌5～30min后冷却至室温，压滤，得耐超低温耐烧泡沫灭火剂。

有益效果

1、本发明提供的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，可在超低温条件下贮存和使用，解决了极寒条件下泡沫灭火剂贮存和使用受限问题；

2、本发明提供的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，在高温和余焰条件下，能保持良好的泡沫稳定性，耐烧性能优异，能有效地隔绝易燃液体与氧气大面积接触，避免复燃的隐患；

3、本发明提供的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂的制备工艺成熟、生产环保、成本低廉、市场需求大、可实现大规模工业化生产；具有重大的市场经济意义和社会意义。

具体实施方式

以下结合本发明实验结果给出实施例以对本发明作进一步说明实施例1：

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其配方各组分的质量为：

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，具体步骤如下：

在氮气氛围下，将0.15kg十二烷基磺酸钠加入25L的反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入5L水/异丙醇的混合溶剂，50℃高速搅拌15min，得混合溶剂甲；在另一套25L反应装置中，以等量的水为溶剂，加入摩尔比为2.2:1.7的123g氢氧化钾和519g溴代十六烷，再加入3kg黄原胶，60℃高速搅拌30min，得混合溶剂乙；将混合溶剂甲加入至与混合溶剂乙中，75℃条件下反应10h后，过滤、洗涤、干燥得改性黄原胶。

按照摩尔比为1:5称量羟丙基壳聚糖1.2kg和聚二甲基硅氧烷2.5kg；将羟丙基壳聚糖加入50L反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入10L丙酮。在搅拌的条件下，升温至55℃，向其中加入10L溶于聚二甲基硅氧烷的丙酮溶液，55℃恒温反应8h结束，过滤、洗涤、干燥得改性有机硅表面活性剂。

按照质量比为2:2:1分别称取阿克兰胶0.4kg、改性黄原胶0.4kg和魔芋胶0.2kg，得复合微生物多糖1kg；

按照配方比例称取氟碳表面活性剂7kg、碳氢表面活性剂20kg、改性有机硅表面活性剂3kg、复合微生物多糖1kg、苯甲酸钠2kg、谷氨酸N,N-二乙酸四钠3kg、纳米铝溶胶3kg、氢氧化铝溶胶2.kg、乙基磷酸二乙酯5kg、硝酸钠12.5kg、丙二醇12.5kg、异丙醇22kg、水7kg。

将上述称量好的丙二醇、异丙醇、水加入容器中，常温下搅拌10min，混合均匀后按照质量比1:4:1:2:2分为五份混合溶剂；

将上述五份混合溶剂升温至70℃，向前4份混合溶剂中分别对应加入称量好的氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖；向第5份混合溶剂中加入苯甲酸钠、谷氨酸N,N-二乙酸四钠、硝酸钠；搅拌20min，得到混合物A、混合物B、混合物C、混合物D、混合物E；

将上述混合物A、混合物B加入混合物D中，在连接有温度计、机械搅拌器、冷凝器和尾气吸收装置的300L反应釜中，90℃恒温搅拌10min，再缓慢加入混合物C，30min内加入完毕，90℃恒温搅拌15min得到混合粗品；

将上述得到的混合粗品降温至50℃，在搅拌条件下，依次加入纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯，再缓慢加入混合物E，搅拌20min后冷却至室温，压滤，得耐超低温耐烧泡沫灭火剂。

经测试，所得耐超低温耐烧泡沫灭火剂凝固点为-23.8℃；表面张力16.8mN/m；发泡倍数为7.0倍。将灭火剂与水按质量比为6：94进行配制，对5L丙酮进行灭火测试，灭火时间为22s，抗烧时间为19min。

实施例2：

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其配方各组分的质量为：

一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，具体步骤如下：

在氮气氛围下，将0.4kg十二烷基磺酸钠加入50L的反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入10L水/异丙醇的混合溶剂，40℃高速搅拌25min，得混合溶剂甲；在另一套50L反应装置中，以等量的水为溶剂，加入摩尔比为2.7:1.9的202g氢氧化钾和774g溴代十六烷，再加入4kg黄原胶，60℃高速搅拌35min，得混合溶剂乙；将混合溶剂甲加入至与混合溶剂乙中，85℃条件下反应10h后，过滤、洗涤、干燥得改性黄原胶。

按照摩尔比为1:4称量羟丙基壳聚糖2.4kg和聚二甲基硅氧烷4kg；将羟丙基壳聚糖加入50L反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入10L丙酮。在搅拌的条件下，升温至55℃，向其中加入10L溶于聚二甲基硅氧烷的丙酮溶液，55℃恒温反应9h结束，过滤、洗涤、干燥得改性有机硅表面活性剂。

按照质量比为1.5:3:0.5分别称取阿克兰胶0.45kg、改性黄原胶0.9kg和魔芋胶0.15kg，得复合微生物多糖1.5kg；

按照配方比例称取氟碳表面活性剂7.5kg、碳氢表面活性剂15kg、改性有机硅表面活性剂2kg、复合微生物多糖1.5.kg、苯甲酸钠1kg、谷氨酸N,N-二乙酸四钠2kg、纳米铝溶胶5kg、氢氧化铝溶胶3kg、乙基磷酸二乙酯3kg、硝酸钠15kg、丙二醇15kg、异丙醇20kg、水10kg。

将上述称量好的丙二醇、异丙醇、水加入容器中，常温下搅拌20min，混合均匀后按照质量比1:4:1:2:2分为五份混合溶剂；

将上述五份混合溶剂升温至75℃，向前4份混合溶剂中分别对应加入称量好的氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖；向第5份混合溶剂中加入苯甲酸钠、谷氨酸N,N-二乙酸四钠、硝酸钠；搅拌15min，得到混合物A、混合物B、混合物C、混合物D、混合物E；

将上述混合物A、混合物B加入混合物D中，在连接有温度计、机械搅拌器、冷凝器和尾气吸收装置的300L反应釜中，90℃恒温搅拌15min，再缓慢加入混合物C，30min内加入完毕，90℃恒温搅拌20min得到混合粗品；

将上述得到的混合粗品降温至50℃，在搅拌条件下，依次加入纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯，再缓慢加入混合物E，搅拌10min后冷却至室温，压滤，得耐超低温耐烧泡沫灭火剂。

经测试，所得耐超低温耐烧泡沫灭火剂凝固点为-23.8℃；表面张力16.0mN/m；发泡倍数为7.3倍。将灭火剂与水按质量比为6：94进行配制，对5L丙酮进行灭火测试，灭火时间为24s，抗烧时间为20min。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其特征在于：配方中各组分质量分数如下：

2.如权利要求1所述的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其特征在于：所述氟碳表面活性剂为阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型氟碳表面活性剂；所述碳氢表面活性剂为阴离子型、阳离子型、两性离子型或非离子型碳氢表面活性剂。

3.如权利要求1所述的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其特征在于：所述改性有机硅表面活性剂制备方法为：将羟丙基壳聚糖溶于丙酮，在搅拌的条件下，升温至35～55℃，然后加入溶于聚二甲基硅氧烷的丙酮溶液，55℃恒温反应4～10h结束，过滤、洗涤、干燥得改性有机硅表面活性剂；所述羟丙基壳聚糖和聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1：3～5；所述复合微生物多糖为阿克兰胶、改性黄原胶和魔芋胶按照质量比0.5～2:1～5:0.5～2进行复配的混合物。

4.如权利要求3所述的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂，其特征在于：所述改性黄原胶制备方法为：在氮气氛围下，将十二烷基磺酸钠加入反应釜中，连接好温度计、机械搅拌器、冷凝管和尾气吸收装置，并加入水/异丙醇的混合溶剂，30～50℃高速搅拌10～30min，得混合溶剂甲；在另一套相同的反应装置中，以等量的水为溶剂，加入摩尔比为1～4:1～5的氢氧化钾和溴代十六烷，再加入黄原胶，60℃高速搅拌20～60min，得混合溶剂乙；将混合溶剂甲加入至与混合溶剂乙中，60～90℃条件下反应6～12h后，过滤、洗涤、干燥得改性黄原胶。

5.制备如权利要求1所述的一种耐超低温耐烧泡沫灭火剂及其制备方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、按照配方比例称取氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖、苯甲酸钠、谷氨酸N,N-二乙酸四钠、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯、硝酸钠、丙二醇、异丙醇和水；

步骤二、将步骤一中丙二醇、异丙醇和水加入容器中，常温下搅拌5～20min，混合均匀后按照质量比1:4:1:2:2分为五份混合溶剂；

步骤三、将步骤二中的五份混合溶剂升温至70～90℃，向前4份混合溶剂中分别对应加入步骤一中称量好的氟碳表面活性剂、碳氢表面活性剂、改性有机硅表面活性剂、复合微生物多糖；向第5份混合溶剂中加入步骤一苯甲酸钠、谷氨酸N,N-二乙酸四钠和硝酸钠；分别搅拌5～30min，得到混合物A、混合物B、混合物C、混合物D、混合物E；

步骤四、将步骤三中混合物A、混合物B加入混合物D中，在连接有温度计、机械搅拌器、冷凝器和尾气吸收装置的反应釜中，90℃恒温搅拌5～20min，再缓慢加入混合物C，15～30min内加入完毕，90℃恒温搅拌5～20min，得到混合粗品；

步骤五、将步骤四中制得的混合粗品降温至45～70℃，在搅拌条件下，依次加入纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、乙基磷酸二乙酯，再缓慢加入混合物E，搅拌5～30min后冷却至室温，压滤，得耐超低温耐烧泡沫灭火剂。