CN110124240A - 一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：氟表面活性剂4‑10％，多元醇型表面活性剂15‑20％，泡沫稳定剂3‑6％，增溶剂2‑5％，抗烧剂2‑4％，抗冻剂20‑30％，余量为水。其中氟表面活性剂为氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂。本发明的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，主要用于醇类溶剂火灾的预防与扑救；可在‑48℃左右的环境温度下正常使用，尤其适用于特寒冷地区的贮存和使用。此外，本发明不含PFOA/PFOS，产品降解性能好，降解快而安全，不会对环境造成污染。

Description

一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂

技术领域

本发明涉及一种用氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型碳氟表面活性剂生产的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂。

背景技术

水成膜泡沫灭火剂(aqueous film-forming foam fire extinguishing agent，简称AFFF)由氟表面活性剂、碳氢表面活性剂、泡沫稳定剂、增稠剂、抗烧剂、助溶剂、缓冲剂、抗冻剂、金属缓蚀剂、抗菌剂和螯合剂等组成，是一种高效泡沫灭火剂。AFFF可以在油类表面自发形成一层抑制油类蒸发的水膜，降低火焰温度，切断燃料输送，同时隔绝燃料和空气，综合利用冷却、隔绝和窒息机制实现快速灭火。AFFF具有灭火效率高、速度快、抗复燃性能和封闭性能好，贮存期长等优点。AFFF的核心组分是氟表面活性剂，此前国内外多采用含有较长氟碳链的化合物(Journal of Environmental Monitoring 4(2002)90-95)，如全氟辛基磺酸盐、全氟辛基磺酸盐等化学品(统归于PFOA/PFOS)。随着PFOA/PFOS于2009年被《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》(Stockholm Convention on PersistentOrganic Pollutants)纳入持久性有机污染物范畴，其生产和使用受到严格限制。目前急需开发出适用于AFFF的含有短氟碳链的氟表面活性剂。

普通的水成膜泡沫灭火剂是极性的，若用其扑灭一些极性有机物，如低碳醇、低碳酮、低碳酯类物质燃烧引起的火灾，则由于AFFF能够溶解在该类物质之中，其形成的水膜及泡沫结构均会遭到破坏，从而使其灭火能力减弱甚至丧失。AFFF存在的这一缺陷很早就引起了人们的关注。该问题的最早解决方法是向蛋白泡沫灭火剂或制备的表面活性剂灭火剂中加入不溶于水的金属皂，该金属皂可在灭火剂所形成泡沫的表面沉积一层保护膜，阻止灭火剂在极性可燃物表面铺展时遭到破坏。然而，金属皂不仅会降低灭火剂的灭火性能，而且会导致泡沫在短时间内消散。这使得灭火剂的用量大大增加，灭火时间延长，且对泡沫枪的设计和使用提出了很高的要求。

孪连型表面活性剂(gemini surfactants)是一类带有两个疏水链、两个亲水基和一个桥连基团的化合物。和传统表面活性剂相比，孪连型表面活性剂具有很高的表面活性，其水溶液具有特殊的相行为和流变性，已引起学术界和工业界人士的广泛兴趣和关注。

短氟碳链孪连型氟表面活性能有效提高表面活性，CN107497091A以氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂准备得到了水成膜泡沫灭火剂，但是其在扑灭醇类物质燃烧引起的火灾时，由于AFFF能够溶解在该类物质之中，其形成的水膜及泡沫结构均会遭到破坏，从而使其灭火能力减弱甚至丧失。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种以氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂为核心组分的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，能够很好的扑灭醇类物质燃烧引起的火灾。

本发明技术方案如下：

一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：氟表面活性剂4-10％，多元醇型表面活性剂15-20％，泡沫稳定剂3-6％，增溶剂2-5％，抗烧剂2-4％，抗冻剂20-30％，余量为水，其中所述氟表面活性剂为氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂，具有式1所示结构，

其中，n＝2-6。

进一步地，所述多元醇型表面活性剂是C8-C10烷基多糖苷。

进一步地，所述泡沫稳定剂是黄原胶、***胶、瓜尔胶、卡拉胶、海藻酸钠、玉米淀粉、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的至少一种。泡沫稳定剂的加入可以使灭火剂表面粘度增大，膜的强度增加，泡沫内液体流失速度变慢，气体透过性降低，故可使泡沫寿命显著延长，稳定性大大提高。

进一步地，所述增溶剂是聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯或尿素。增溶剂能有效提高表面活性剂的溶解度。

进一步地，所述抗冻剂是乙醇、乙二醇、乙二醇丁醚、甲醇、丙三醇中的一种或多种。

进一步地，所述抗烧剂是多聚磷酸钠、聚氧化乙烯或聚乙二醇。

本发明的灭火原理：泡沫灭火剂喷射到醇类溶剂上时，泡沫能迅速在油类或极性溶剂表面上流动散开并向尚未直接喷射到的区域扩散，并在油类或极性溶剂表面上形成一层封闭性很好的水膜，隔绝油类或极性溶剂与空气的接触。泡沫中的抗溶成分，能有效防止水溶性溶剂吸收泡沫中的水分，从而保护了泡沫。靠泡沫和保护膜的双重作用扑灭火灾，提高了现场灭火的效率。由于水成膜泡沫灭火剂，其原理是基于低浓度的氟碳表面活性剂水溶液在油面上的铺展，因此氟碳表面活性剂至关重要，本发明采用复配氟碳表面活性剂，效果明显。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，是在普通水成膜泡沫灭火剂的基础上，对其凝固点进行了改进，该泡沫灭火剂产品的凝固点低，可在-48℃的环境温度下正常使用主要用于醇类溶剂火灾的预防与扑救，特别适用于特寒冷地区油库、化工厂等地区产品的贮存和使用。本发明的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，采用自制的氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂和多元醇表面活性剂复配协同使用来提高碳氢表面活性剂的表面活性，增加了泡沫灭火剂的铺展性能，降低了泡沫灭火剂的表面张力。本发明不含PFOA/PFOS，产品降解性能好，降解快而安全，不会对环境造成污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。

实施例1

一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂4％，C8-C10烷基多糖苷15％，黄原胶3％，尿素2％，多聚磷酸钠2％，丙三醇20％，余量为水。

实施例2

一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂10％，C8-C10烷基多糖苷20％，黄原胶6％，尿素5％，多聚磷酸钠4％，丙三醇30％，余量为水。

实施例3

一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂6％，C8-C10烷基多糖苷18％，黄原胶5％，尿素4％，多聚磷酸钠3％，丙三醇25％，余量为水。

对比例1

一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂19％，黄原胶3％，尿素2％，多聚磷酸钠2％，丙三醇20％，余量为水。

对实施例1和对比例1制备得到的泡沫灭火剂分别进行海水乙醇灭火实验，得到表1中的数据。

表1灭火剂对比试验结果

从表1中可知，本发明选用自制的氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂和多元醇表面活性剂按照特定比例复配而成的复配表面活性剂，灭火试验各项指标均符合GB15308-2006《泡沫灭火剂》的标准要求，而对比例1仅采用单一的自制的氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂，灭火效率和效果相对于复配使用具有一定的差距。

需要说明的是，按照本发明上述各实施例，本领域技术人员是完全可以实现本发明独立权利要求及从属权利要求的全部范围的，实现过程及方法同上述各实施例；且本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：氟表面活性剂4-10％，多元醇型表面活性剂15-20％，泡沫稳定剂3-6％，增溶剂2-5％，抗烧剂2-4％，抗冻剂20-30％，余量为水，其中所述氟表面活性剂为氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂，具有式1所示结构，

其中，n＝2-6。

2.根据权利要求1所述的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：所述多元醇型表面活性剂是C8-C10烷基多糖苷。

3.根据权利要求1或2所述的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：所述泡沫稳定剂是黄原胶、***胶、瓜尔胶、卡拉胶、海藻酸钠、玉米淀粉、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素中的至少一种。

4.根据权利要求1或2所述的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：所述增溶剂是聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯或尿素。

5.根据权利要求1或2所述的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：所述抗冻剂是乙醇、乙二醇、乙二醇丁醚、甲醇、丙三醇中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2所述的耐寒型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其特征在于：所述抗烧剂是多聚磷酸钠、聚氧化乙烯或聚乙二醇中的一种或多种。