CN109499037A - 一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐低温、抗溶、抗烧型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、酒石酸钠、苯甲酸钠、硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、异丙醇和水，经处理后得到灭火剂。本发明的灭火剂可扑灭包括醇、酯、醚、酮等溶剂在内引起的B类火灾，也适用于森林和木材等A类火灾；且适合不同气候条件下运输、贮存和使用；灭火效率高，形成的泡沫层抗溶性能优异，抗烧性能优异，可稳定存在，极大降低火焰复燃的可能；本发明的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂的制备工艺简单，生产过程环保无污染，成本低廉、适合大规模地工业化生产。

Description

一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂及其制备方法，属于灭火剂技术领域。

背景技术

随着经济、科技的发展，生活水平的提高，人们对灾害的防范的要求也日趋严格，如何高效地防止灾害发生、有效地救灾成为可持续发展的重大要求。

火灾是一种无法预见、毁灭性强的灾害。火灾中最常见的是A类和B类火灾。传统的干粉灭火剂冷却性能不佳，不能扑灭阴燃火灾，容易复燃导致更大的损失；哈龙灭火剂虽然灭火速度快，但具有一定的毒性，对臭氧层有很大的破坏作用。

泡沫灭火剂成为当前扑灭此类火灾最有效的方式之一，但也存在在很多问题，例如在高原或寒冷地区，由于温度较低，导致泡沫灭火剂运输、贮存和使用受到很大程度上的限制；由于抗溶性能不佳，对于醇、酯、醚、酮等极性溶剂，无法实现高效灭火的目的。此外，火灾现场温度高，且存在大量余焰，泡沫容易坍塌，无法有效隔离被燃物和空气，因此，需要泡沫层具有优异的抗烧性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统灭火剂冷却性能较差，有毒性、不环保等问题；泡沫灭火剂的运输、贮存和使用往往受到低温条件的限制，以及在扑灭极性溶剂引起的B类火灾时存在抗溶性能差、抗烧性能差等问题，而提供一种耐低温、抗溶、抗烧型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。

一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，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。

一种耐低温、抗溶、抗烧型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、酒石酸钠、苯甲酸钠、硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、异丙醇、水。

步骤二、将步骤一中称量的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2:4:1:2:1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℃，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、苯甲酸钠，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，依次加入硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、酒石酸钠以及步骤三中的混合物E，搅拌5～30min后冷却至室温，压滤，得耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂。

有益效果

1、本发明提供的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，可扑灭包括醇、酯、醚、酮等溶剂在内引起的B类火灾，也适用于森林和木材等A类火灾；

2、本发明提供的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂耐低温，适合不同气候条件下运输、贮存和使用；灭火效率高，形成的泡沫层抗溶性能优异，抗烧性能优异，可稳定存在，极大降低火焰复燃的可能；

3、本发明提供的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂的制备工艺简单，生产过程环保无污染，成本低廉、适合大规模地工业化生产。

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：

一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，其配方各组分的质量为：

一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂的制备方法，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，40℃高速搅拌20min，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1.1:1.7的62g氢氧化钾和519g溴代十六烷，再加入3kg黄原胶，60℃高速搅拌25min，得混合溶剂乙；将混合溶剂甲加入至与混合溶剂乙中，80℃条件下反应9h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45℃，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7h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1.2:2.8:1分别称取阿克兰胶0.24kg、改性黄原胶0.56kg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16kg、改性有机硅表面活性剂3kg、复合微生物多糖1kg、酒石酸钠2.5kg、苯甲酸钠4.5kg、硅溶胶4kg、纳米铝溶胶2kg、氢氧化铝溶胶2kg、混合聚甘油10kg、硝酸钠10kg、异丙醇25kg、水13kg。

将称量好的异丙醇和水加入容器中，常温下搅拌5min，混合均匀后按照质量比2:4:1:2:1分为五份混合溶剂；

将上述五份混合溶剂升温至80℃，分别对应加入氟碳表面活性剂、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，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5min，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60℃，在搅拌条件下，依次加入硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、酒石酸钠以及步骤三中的混合物E，搅拌10min后冷却至室温，压滤，得耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂。

经测试，所得耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂凝固点为-28℃；表面张力16.1mN/m；发泡倍数为7.7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，形成的泡沫层稳定，灭火时间为24s，抗烧时间为20min。

实施例2：

一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，其配方各组分的质量为：

一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂的制备方法，具体步骤如下：

在氮气氛围下，将0.5kg十二烷基磺酸钠加入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15L水/异丙醇的混合溶剂，45℃高速搅拌15min，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2:1.7的225g氢氧化钾和1038g溴代十六烷，再加入6kg黄原胶，60℃高速搅拌40min，得混合溶剂乙；将混合溶剂甲加入至与混合溶剂乙中，80℃条件下反应6h后，过滤、洗涤、干燥得改性黄原胶。

按照摩尔比为1：3称量羟丙基壳聚糖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45℃，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0.8:3:1.2分别称取阿克兰胶0.24kg、改性黄原胶0.9kg和魔芋胶0.36kg，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6kg、碳氢表面活性剂15kg、改性有机硅表面活性剂3kg、复合微生物多糖1.5kg、酒石酸钠2.5kg、苯甲酸钠2kg、硅溶胶4kg、纳米铝溶胶3kg、氢氧化铝溶胶3kg、混合聚甘油12.5kg、硝酸钠12.5kg、异丙醇20kg、水15kg。

将称量好的异丙醇和水加入容器中，常温下搅拌15min，混合均匀后按照质量比2:4:1:2:1分为五份混合溶剂；

将上述五份混合溶剂升温至70℃，分别对应加入氟碳表面活性剂、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，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25min，再缓慢加入混合物C，15min内加入完毕，90℃恒温搅拌10min，得到混合粗品；

将上述得到的混合粗品降温至55℃，在搅拌条件下，依次加入硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、酒石酸钠以及步骤三中的混合物E，搅拌20min后冷却至室温，压滤，得耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂。

经测试，所得耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂凝固点为-25℃；表面张力15.6mN/m；发泡倍数为7.5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，形成的泡沫层稳定，灭火时间为19s，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)

1.一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，其特征在于：配方中各组分质量分数如下：

。

2.如权利要求1所述的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，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所述的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，其特征在于：所述改性有机硅表面活性剂制备方法为：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所述的一种耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂，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所述一种耐低温、抗溶、抗烧型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、酒石酸钠、苯甲酸钠、硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、异丙醇和水；

步骤二、将步骤一中称量的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2:4:1:2:1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℃，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、苯甲酸钠，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，依次加入硅溶胶、纳米铝溶胶、氢氧化铝溶胶、混合聚甘油、硝酸钠、酒石酸钠以及步骤三中的混合物E，搅拌5～30min后冷却至室温，压滤，得耐低温、抗溶、抗烧型灭火剂。