CN114618112A - 基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于氟碳‑有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，以重量百分比计，该泡沫灭火剂包括如下组分：1‑3％的氟碳表面活性剂、10‑30％的有机硅表面活性剂、20‑30％的助溶剂、1‑3％的稳泡剂、1‑3％的抗烧剂、2‑5％阻燃剂、0.1‑1％的防腐剂，余量为水。本发明的耐热耐液型泡沫灭火剂属环保型泡沫灭火剂，且表面张力低，铺展、灭火及抗烧性能优异，适用于扑灭高沸点、沸溢性液体火。
Description
技术领域
本发明属于消防灭火材料技术领域，具体涉及一种基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的耐热耐液型泡沫灭火剂。
背景技术
水成膜泡沫灭火剂(Aqueous Film-Forming Foam，AFFF)，又被称为“轻水”泡沫灭火剂，是上世纪60年代发展起来的一种高效能灭火剂。AFFF具有质量轻、流动性好、持久性好和抗烧性强、粘着力大的特点，被施加于燃料液体表面时，能在液体燃料表面迅速形成一层水膜，水膜和泡沫层共同起到隔离可燃物、隔绝氧气和冷却降温的作用，在泡沫层和水膜的双重作用迅速控制并扑灭火灾，是现存的灭火效果最佳的泡沫灭火剂种类。
目前，涉及高沸点液体、沸溢性液体的火灾事故频发，这类液体燃烧时油面温度高、遇水发生扬沸，火灾危险性大，现有的AFFF发出的泡沫容易被高沸点液体、沸溢性液体降解，对于高沸点液体、沸溢性液体火灾的灭火效果不佳，灭火泡沫的耐热耐液稳定性有待提升。另外，全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulphonate，PFOS)表面活性剂作为传统AFFF的核心成分，由于严重的环境污染性面临全球禁用。因此，亟需研发不含PFOS的泡沫灭火剂替代产品，专门用以扑灭高沸点液体、沸溢性液体火灾。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的耐热耐液型泡沫灭火剂，其不含PFOS，属环保型泡沫灭火剂；该泡沫灭火剂表面张力低，铺展、灭火及抗烧性能优异，适用于扑灭高沸点、沸溢性液体火；氟碳表面活性剂的用量少，经济成本也较低。
本发明的技术方案为：
基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，以重量百分比计，包括如下组分：1-3％的氟碳表面活性剂、10-30％的有机硅表面活性剂、20-30％的助溶剂、1-3％的稳泡剂、1-3％的抗烧剂、2-5％阻燃剂、0.1-1％的防腐剂，余量为水。
优选地，所述氟碳表面活性剂为两性型氟碳表面活性剂，进一步优选两性型全氟辛基磺酰胺烷基甜菜碱，其作用为降低泡沫液的表面张力，使得泡沫能在油面上快速铺展，形成水膜，提高灭火效率，该种氟碳表面活性剂在环境中和生物体内不易富集，不会引起污染问题，且其在配方中添加量低于3％，符合环保要求，两性型全氟辛基磺酰胺烷基甜菜碱具有下述分子式：CF3(CF2)5(CH2)2-SO2-NH-(CH2)2-N+-CH2-COO-，相应的结构式如下：
优选地，所述有机硅表面活性剂为
501W型有机硅表面活性剂，该有机硅表面活性剂表面张力低、发泡性能优异，是配方中主要的发泡剂，并且其能够提高泡沫在燃料表面的稳定性，降低燃料与泡沫溶液之间的界面张力。
优选地，所述助溶剂为尿素和二乙二醇单丁醚中至少一种，其作用为在配置泡沫灭火剂时提高C6型氟碳表面活性剂的溶解性，并能降低泡沫的凝固点。
优选地，所述稳泡剂为黄原胶和羧基化甲基纤维素中至少一种，其作用为在配置泡沫灭火剂时提高溶液粘度以增强泡沫稳定性，改善泡沫在对燃料蒸汽的密封性能。
优选地，所述抗烧剂为黄原胶和海藻酸钠中至少一种。
优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵。
优选地，所述的防腐剂为双乙酸钠或山梨酸钾。
上述基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂的制备方法，具体步骤如下：将氟碳表面活性剂、有机硅表面活性剂和水混合，然后在搅拌条件下，向混合溶液中加入助溶剂、稳泡剂、抗烧剂、阻燃剂和防腐剂，待搅拌混匀后，加入pH调节剂调节pH至6.0-9.5，搅拌均匀即得到产品。生产过程中所用的物质纯度为工业级，所用水为去离子水或工业软水，所用的pH调节剂为氨水或者醋酸。
本发明的有益效果是：
(1)基于氟碳-有机硅表面活性剂复配的泡沫灭火剂在高沸点、沸溢性液体表面稳定性强，不易降解，对燃料蒸汽的密封性能好；
(2)本发明配方中所用的短链氟碳表面活性剂，不易在环境和生物体内富集，故不会造成污染，且其在配方中添加量低于3％，氟含量低，符合环保要求，且其他原料环保也易被生物降解；
(3)本发明的灭火剂制备方法简单，该灭火剂为耐热耐液型泡沫灭火剂，且该灭火剂表面张力低，铺展、灭火及抗烧性能优异，抗复燃性能强，适用于扑灭高沸点、沸溢性液体火。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1：水成膜泡沫灭火剂浓缩液的制备(100kg，3％型)
分别称取全氟辛基磺酰胺烷基甜菜碱2kg、
501W型有机硅表面活性剂20kg加入反应釜，然后加入45kg工业软水，开启搅拌，搅拌速度120转/分钟；在搅拌条件下，分别向反应釜中添加尿素25kg、黄原胶2kg、海藻酸钠2kg、聚磷酸铵3kg、双乙酸钠1kg，待搅拌混匀后，用pH调节剂调节溶液pH值，搅拌均匀即得到产品。
实施例2：水成膜泡沫灭火剂浓缩液的制备(100kg，3％型)
分别称取全氟辛基磺酰胺烷基甜菜碱2kg、
501W型有机硅表面活性剂30kg加入反应釜，加入35kg工业软水，开启搅拌，搅拌速度120转/分钟；在搅拌条件下，分别向反应釜中添加二乙二醇单丁醚25kg、羧基化甲基纤维素2kg、海藻酸钠2kg、聚磷酸铵3kg、山梨酸钾1kg，待搅拌混匀后，用pH调节剂调节溶液pH值，搅拌均匀即得到产品。
实施例3：水成膜泡沫灭火剂浓缩液的制备(100kg，6％型)
分别称取全氟辛基磺酰胺烷基甜菜碱2kg、
501W型有机硅表面活性剂20kg加入反应釜，加入40kg工业软水，开启搅拌，搅拌速度120转/分钟；在搅拌条件下，分别向反应釜中添加尿素30kg、黄原胶2kg、海藻酸钠2kg、聚磷酸铵3kg、双乙酸钠1kg。待搅拌混匀后，用pH调节剂调节溶液pH值，搅拌均匀即得到产品。
将上述实施例1、2与水按照质量比3:97的比例混合，将上述实施例3与水按照质量比6:94的比例混合，配制成溶液用于灭火。本发明产品按照《泡沫灭火剂》国家标准“GB15308-2006”进行自检，溶液的各项物化性能及灭火性能均达到标准要求，属非温度敏感性泡沫液，具体检验结果如下表所示，其中实施例1*与实施例1为同组配方，实施例 3*与实施例3为同组配方，实施例1和3根据GB15308-2006，开展扑灭正庚烷火的标准实验，而实施例1*和3*为开展的是扑灭变压器油火实验，既为扑灭高沸点、沸溢性液体示例。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (9)
1.基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，以重量百分比计，包括如下组分：1-3％的氟碳表面活性剂、10-30％的有机硅表面活性剂、20-30％的助溶剂、1-3％的稳泡剂、1-3％的抗烧剂、2-5％阻燃剂、0.1-1％的防腐剂，余量为水。
2.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述氟碳表面活性剂为两性型氟碳表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述氟碳表面活性剂为两性型全氟辛基磺酰胺烷基甜菜碱，具有下述分子式：
4.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述有机硅表面活性剂为
501W型有机硅表面活性剂。
5.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述助溶剂为尿素和二乙二醇单丁醚中至少一种。
6.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述稳泡剂为黄原胶和羧基化甲基纤维素中至少一种。
7.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述抗烧剂为黄原胶和海藻酸钠中至少一种。
8.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述阻燃剂为聚磷酸铵。
9.根据权利要求1所述的基于氟碳-有机硅表面活性剂复配体系的泡沫灭火剂，其特征在于，所述的防腐剂为双乙酸钠或山梨酸钾。
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