CN110801596A - 一种灭火剂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及灭火剂技术领域，具体涉及一种灭火剂组合物及其制备和应用。本发明所述的灭火剂组合物，包括氟碳表面活性剂、碳氢非离子型表面活性剂和碳氢两性离子表面活性剂的复配，氟碳链同时具备了优异的疏水性和疏油性，表面活性高，化学稳定性和热稳定性好，而碳氢非离子型表面活性剂和碳氢两性离子表面活性剂的使用，降低了氟碳表面活性剂的使用剂量，不仅能够增加泡沫性能和灭火性能，而且使得泡沫排液时间增加，增加灭火体系的稳定性，使之不易流失；使用稳泡剂和发泡剂，在表面活性剂和稳泡剂的辅助下，制成具有丰富、细腻、稳定泡沫的灭火剂组合物，能迅速扑灭火灾，灭火效率好。

Description

一种灭火剂组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及灭火剂技术领域，具体涉及一种灭火剂组合物及其制备和应用。

背景技术

随着我国经济社会的快速增长，火灾日益频发，如何有效地防止和控制火灾已成为非常重要的研究内容，目前，国内外常用的灭火剂有水系灭火剂、泡沫灭火剂、干粉灭火剂、二氧化碳灭火剂等。

泡沫灭火剂低价可靠，但是仍然依靠物理作用灭火，灭火效能较低；干粉灭火剂效率高、灭火速度快，但是易引起复燃，且对人畜有强烈的窒息作用，危害火场人畜安全；二氧化碳灭火剂易液化、易制备、成本低，对现场环境污染较小，灭火后不留痕迹及损坏火场设备的优点，但是储存成本过高、灭火浓度较大；其中，水系灭火剂来源广泛、成本较低，且可以通过改变水的物理性能起到增强灭火的作用，使其成为应用较为广泛的灭火剂。

但是水系灭火剂也有其缺点，具有易于流失，灭火效率不高的技术问题，为了解决这个问题，中国专利文献CN103505841A，公开了一种具有固化发泡特性的水系灭火剂，按质量份数计，包括：受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料5～40份；表面活性剂0.1～2份；水溶性增稠剂0.1～1份；水57～94份，其中，表面活性剂包括了烷基硫酸盐、烷基苯磺酸盐、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种；其固化发泡的特性使得灭火剂不易流失，增强灭火效率，但是，该灭火剂中的受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料对环境不友好，且灭火剂在灭火过程中的降温效果不明显，导致降温过程延长，增加生命财产的损失。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的水系灭火剂降温效果差的技术问题，提供了一种既安全环保又具有足够灭火速度的环保高效型水系灭火剂组合物及其制备和应用。

本发明公开了一种灭火剂组合物，以所述灭火剂组合物的总质量计，包括以下成分：表面活性剂2.5-3.5wt％，稳泡剂2.5-3.5wt％，发泡剂1.5-2.5wt％，余量为水；

其中，所述表面活性剂包括氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂，其质量比为1:(0.5-2)，所述碳氢表面活性剂包括阴离子型碳氢表面活性剂、两性离子型碳氢表面活性剂和非离子型碳氢表面活性剂，其质量比为1:(0.5-2):(0.5-2)。

优选的，以所述灭火剂组合物的总质量计，包括以下成分：表面活性剂3-3.5wt％，稳泡剂3-3.5wt％，发泡剂2-2.5wt％，余量为水。

优选的，所述阴离子型碳氢表面活性剂包括硬脂酸和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种，所述两性离子型碳氢表面活性剂包括卵磷脂和椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或两种，所述非离子型碳氢表面活性剂包括烷基糖苷APG、聚山梨酯和脂肪酸甘油酯中的至少一种。

优选的，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液MPS。

优选的，所述发泡剂选自十二烷基硫酸和或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES中的一种或两种。

本发明还公开了一种所述灭火剂组合物的制备方法，包括以下步骤：

将表面活性剂和稳泡剂分别与水混合形成均相表面活性剂溶液和稳泡剂溶液；

将所述稳泡剂溶液与所述表面活性剂混合形成澄清均一的混合溶液；

将发泡剂与所述混合溶液混合得到所述灭火剂组合物。

优选的，所述表面活性剂溶液的制备方法为，向水中加入表面活性剂，80-100rpm搅拌20-50min溶解形成均相表面活性剂溶液。

优选的，所述稳泡剂溶液的制备方法为，向水中加入稳泡剂，80-100rpm搅拌20-50min溶解制得稳泡剂溶液。

优选的，所述稳泡剂溶液与所述表面活性剂溶液混合过程中，80-100rpm搅拌20-50min，形成澄清均一的混合溶液。

优选的，将发泡剂55-60rpm搅拌10-15min，加入到所述表面活性剂溶液和所述稳泡剂溶液组称的混合溶液中，80-100rpm搅拌20-50min，得到所述灭火剂组合物。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明所述的灭火剂组合物，包括表面活性剂2.5-3.5wt％，稳泡剂2.5-3.5wt％，发泡剂1.5-2.5wt％，余量为水；其中，所述表面活性剂包括氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂的复配，其质量比为1:(0.5-2)，所述碳氢表面活性剂包括阴离子型碳氢表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子型表面活性剂，其质量比为1:(0.5-2):(0.5-2)。氟碳链同时具备了优异的疏水性和疏油性，表面活性高，化学稳定性和热稳定性好，而阴离子型碳氢表面活性剂、非离子型碳氢表面活性剂和两性离子型碳氢表面活性剂的使用，降低了氟碳表面活性剂的使用剂量，降低成本，有益于环境，同时应用三种碳氢类表面活性剂，不仅能够使得灭火剂组合物具有更好的灭火效率和更快的灭火速度，而且能够使得泡沫排液时间增加，增加灭火体系的稳定性，使之不易流失。

使用稳泡剂降低液膜阴离子表面活性剂阴离子基团的排斥力从而实现稳泡，使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序地分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，制得的灭火剂组合物泡沫细腻稳定。

使用发泡剂，其具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，形成泡沫，在表面活性剂和稳泡剂的辅助下，制成具有丰富、细腻、稳定泡沫的灭火剂组合物，能迅速扑灭火灾，节省时间，最大可能性保护生命财产安全。

2.本发明所述的灭火剂组合物，所述阴离子型碳氢表面活性剂包括硬脂酸和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种，所述两性离子型表面活性剂包括卵磷脂和椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或两种，所述非离子型表面活性剂包括烷基糖苷APG、聚山梨酯、和脂肪酸甘油酯中的至少一种，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液,所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，试剂之间配合性好，制成具有丰富、细腻、稳定泡沫的灭火剂组合物，具有较好的灭火效率和较快的灭火速度。

3.本发明所述的灭火剂组合物，在缓慢搅拌的条件下混合形成灭火剂组合物，制备方法简单，易于工业化生产，实用性好。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

实施例1

本实施例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，460kg水中依次加入12.5kg杜邦氟碳表面活性剂1115，6.25kg硬脂酸，3.125kg椰油酰胺丙基甜菜碱，3.125kg烷基糖苷APG 0810，80rpm搅拌20min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将35kg硅树脂聚醚乳液MPS加入460kg水中，80rpm搅拌20min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌20min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将20kg十二烷基硫酸钠60rpm搅拌10min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

实施例2

本实施例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，460kg水中依次加入20kg杜邦氟碳表面活性剂1115，6kg硬脂酸、1kg椰油酰胺丙基甜菜碱，2kg卵磷脂，3kg烷基糖苷APG 0810，100rpm搅拌30min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将30kg硅树脂聚醚乳液(MPS)加入460kg水中，100rpm搅拌30min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌30min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将15kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠55rpm搅拌15min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

实施例3

本实施例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，460kg水中依次加入10kg杜邦氟碳表面活性剂1115，5kg十二烷基苯磺酸钠，5kg椰油酰胺丙基甜菜碱，2kg烷基糖苷APG 0810，3kg脂肪酸甘油脂，100rpm搅拌50min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将30kg硅树脂聚醚乳液(MPS)加入460kg水中，100rpm搅拌50min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌30min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将15kg十二烷基硫酸钠和10kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠60rpm搅拌10min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

实施例4

本实施例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，460kg水中依次加入10kg杜邦氟碳表面活性剂1115，5kg十二烷基苯磺酸钠，5kg硬脂酸，5kg椰油酰胺丙基甜菜碱，3kg烷基糖苷APG0810，1kg聚山梨酯，1kg脂肪酸甘油酯80rpm搅拌30min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将25kg硅树脂聚醚乳液(MPS)加入460kg水中，80rpm搅拌30min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌20min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将25kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)60rpm搅拌10min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

实施例5

本实施例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，460kg水中依次加入20kg杜邦氟碳表面活性剂1115，2kg硬脂酸，4kg椰油酰胺丙基甜菜碱，4kg烷基糖苷APG 0810，80rpm搅拌30min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将30kg硅树脂聚醚乳液(MPS)加入460kg水中，80rpm搅拌30min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌20min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将20kg十二烷基硫酸钠60rpm搅拌10min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

对比例1

本对比例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，460kg水中依次加入10kg杜邦氟碳表面活性剂1115，15kg椰油酰胺丙基甜菜碱，80rpm搅拌20min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将35kg硅树脂聚醚乳液(MPS)加入460kg水中，80rpm搅拌20min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌20min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将20kg十二烷基硫酸钠60rpm搅拌10min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

对比例2

本实施例公开了一种灭火剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

在反应釜中，475kg水中依次加入10kg杜邦氟碳表面活性剂1115，5kg椰油酰胺丙基甜菜碱，10kg烷基糖苷APG 0810，80rpm搅拌20min溶解形成均相表面活性剂溶液；

将15kg硅树脂聚醚乳液(MPS)加入475kg水中，80rpm搅拌20min溶解制得稳泡剂溶液；

将稳泡剂溶液加入表面活性剂溶液中，80rpm搅拌20min溶解形成澄清均一的混合溶液；

将10kg十二烷基硫酸钠60rpm搅拌10min，加入到混合溶液里中，80rpm搅拌50min溶解得到所述灭火剂组合物。

对比例3

所述对比例3为纯水。

测试例1

按照实施例1-5和对比例1-3所述，分别制备灭火剂组合物，与水混合，制成质量分数6％的溶液5吨，分别导入18吨的重型泡沫水罐泡沫车中，水带型号是65mm型无衬里水带，射流形式是直流，车泵压力是5公斤，测得的喷射总量，喷射用时和流量如表1所示。

表1实施例1-5，对比例1-3的喷射状况检测结果

测试结论：本申请所述的灭火剂组合物具有想多较好的流量，增加灭火剂组合物在灭火时的射出量。

测试例2

按照实施例1-5和对比例1-3所述，分别制备灭火剂组合物，与水混合，制成质量分数6％的溶液5吨，分别导入18吨的重型泡沫水罐泡沫车中，水带型号是65mm型无衬里水带，射流形式是直流，车泵压力是8公斤，测得的喷射总量，喷射用时和流量如表2所示。

表2实施例1-5，对比例1-3的喷射状况检测结果

测试结论：本申请所述的灭火剂组合物具有想多较好的流量，增加灭火剂组合物在灭火时的射出量。

测试例3

燃烧物为棉花的灭火效果测试方法：在25℃下，将200kg的棉花摆放成2堆，每堆100kg(呈正方形)，倒入20L柴油和30L汽油，预燃3min使其温度达到1300℃左右，同一时间开始灭火并计时，按照实施例1-5和对比例1-3所述，分别制备灭火剂组合物，与水混合，制成质量分数6％的溶液，直流喷射棉花火，记录同一时刻下棉花的温度直至明火熄灭，每隔5s测试一次温度；

燃烧物为轮胎的灭火效果测试方法：在25℃下，将200个相同的轮胎摆放成2堆，每堆20摞，每摞5个，倒入20L柴油和30L汽油，预燃5min使其温度达到1300℃左右，同一时间开始灭火并计时，按照实施例1-5和对比例1-3所述，分别制备灭火剂组合物，与水混合，制成质量分数6％的溶液，直流喷射轮胎火，记录同一时刻下轮胎的温度直至明火熄灭，每隔5s测试一次温度；

测试结果如下表3和表4所述。

表3实施例1-5，对比例1-3灭火剂组合物扑灭棉花火和轮胎火的降温效果

测试结论：本申请所述灭火剂组合物在扑灭棉花火和轮胎火时候具有较快的降温速度，能显著提高降温效率。

测试例4

按照实施例1-5和对比例1-3所述，分别制备灭火剂组合物，通过消防车比例混合器制成质量分数3％的水溶液5吨，分别导入18吨的重型泡沫水罐泡沫车中，水带型号是65mm型无衬里水带，射流形式是开花直流，车泵压力是6公斤，对棉花火和轮胎火进行扑灭，

其中棉花火加油量10L，预燃6分钟；

轮胎火加油量为5L汽油20L柴油，200个轮胎，预燃3分钟；

对灭火效果的评估如小表4所述。

表4实施例1-5，对比例1-3所述的灭火剂组合物灭火效果评估

测试结论：本申请所述的灭火剂组合物在扑灭棉花火和轮胎火时，灭火速率快，灭火剂用量少，成本低。

测试例5

测试按照GB17835-2008《水系灭火剂》的标准所述灭火实验步骤进行。

采用钢制油盘，尺寸为5.3m×1.9m×0.28m(内径×深度×壁厚)。

油盘数量为2个，每个油盘中汽油量为200L。

采用实施例1所述灭火剂组合物和氟蛋白泡沫灭火剂(蛋白泡沫灭火剂的基础上加入质量分数为3％的氟碳表面活性剂配置)组合物，采用18吨重型水罐泡沫车，通过消防车比例混合器制成质量分数为6％的溶液，采用65mm型无衬里水带，分别采用6公斤和8公斤的车泵压力，分别采用喷雾射流和泡沫管枪对油盘进行灭火。灭火效果评价如表5所示。

表5氟蛋白泡沫灭火剂和本申请实施例1所述灭火剂组合物灭火效果评估

测试例6

测试按照GB17835-2008《水系灭火剂》的标准所述灭火实验步骤进行。

油罐直径为15m，加入2t汽油和1t柴油，采用24m高喷消防车，65mm型无衬里水带，通过消防车比例混合器制成质量分数为3％的溶液，采用喷雾直流的方式，车泵压力为8公斤，对油罐火进行灭火，其中第一次灭火后进行第二次预燃和灭火，第一次预燃时间为45s，喷射灭火时间为60s，第二次预燃时间为240s，喷射时间为50s，根据录像得到实际灭火时间见表6所示。

表6实施例1-5，对比例1-3所述的灭火剂组合物油罐火灭火效果评估

测试结论：本申请所述的灭火剂组合物在扑灭油罐火时，灭火时间短，灭火效率高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种灭火剂组合物，其特征在于，以所述灭火剂组合物的总质量计，包括以下成分：表面活性剂2.5-3.5wt％，稳泡剂2.5-3.5wt％，发泡剂1.5-2.5wt％，余量为水；

其中，所述表面活性剂包括氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂，其质量比为1:(0.5-2)，所述碳氢表面活性剂包括阴离子型碳氢表面活性剂、两性离子型碳氢表面活性剂和非离子型碳氢表面活性剂，其质量比为1:(0.5-2):(0.5-2)。

2.根据权利要求1所述的灭火剂组合物，其特征在于，以所述灭火剂组合物的总质量计，包括以下成分：表面活性剂3-3.5wt％，稳泡剂3-3.5wt％，发泡剂2-2.5wt％，余量为水。

3.根据权利要求1或2所述的灭火剂组合物，其特征在于，所述阴离子型碳氢表面活性剂包括硬脂酸和十二烷基苯磺酸钠中的一种或两种，所述两性离子型碳氢表面活性剂包括卵磷脂和椰油酰胺丙基甜菜碱中的一种或两种，所述非离子型碳氢表面活性剂包括烷基糖苷APG、聚山梨酯和脂肪酸甘油酯中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的灭火剂组合物，其特征在于，所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液MPS。

5.根据权利要求1-4任一项所述的灭火剂组合物，其特征在于，所述发泡剂选自十二烷基硫酸和或脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠AES中的一种或两种。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述灭火剂组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将表面活性剂和稳泡剂分别与水混合形成均相表面活性剂溶液和稳泡剂溶液；

将所述稳泡剂溶液与所述表面活性剂混合形成澄清均一的混合溶液；

将发泡剂与所述混合溶液混合得到所述灭火剂组合物。

7.根据权利要求6所述的制备灭火剂组合物的方法，其特征在于，所述表面活性剂溶液的制备方法为，向水中加入表面活性剂，80-100rpm搅拌20-50min溶解形成均相表面活性剂溶液。

8.根据权利要求6或7所述的制备灭火剂组合物的方法，其特征在于，所述稳泡剂溶液的制备方法为，向水中加入稳泡剂，80-100rpm搅拌20-50min溶解制得稳泡剂溶液。

9.根据权利要求6-8任一项所述的制备灭火剂组合物的方法，其特征在于，所述稳泡剂溶液与所述表面活性剂溶液混合过程中，80-100rpm搅拌20-50min，形成澄清均一的混合溶液。

10.根据权利要求6-9任一项所述的制备灭火剂组合物的方法，其特征在于，将发泡剂55-60rpm搅拌10-15min，加入到所述表面活性剂溶液和所述稳泡剂溶液组称的混合溶液中，80-100rpm搅拌20-50min，得到所述灭火剂组合物。