本发明涉及灭火剂技术领域，特别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水系灭火剂。
背景技术：
水系灭火剂是80年代以来来发展起来的一类新型高效灭火剂，这类泡沫灭火剂的主要组分由表面活性剂和稳定剂、助溶剂、抗冻剂、阻燃剂、产气剂及水配制而成。当将水系灭火剂喷射到燃烧的油面时，其泡沫可以在油面快速展开，形成一层水膜，抑制油品的蒸发并隔绝空气，从而达到扑灭油品燃烧的目的。目前使用的泡沫灭火剂大多含有pfoa/pfos类含氟表面活性剂，虽然效果好，但是对环境危害大；部分不含这类含氟表面活性剂的灭火剂，配方中含有氟化蛋白，其灭火效果并不能达到理想状态。复配一类不含有持久有机污染物的含氟水系灭火剂十分必要。
现有水系灭火剂中普遍使用的含氟表面活性剂中含有pfos或pfoa，含有长全氟烷基链的含氟表面活性剂也具有高度的生物代谢稳定性、远距离迁移特性、高的生物蓄积性、以及潜在的生物毒性，在环境和生态保护方面引起了广泛的关注。例如全氟辛基磺酸(pfos)及其衍生物已被国际斯德哥尔摩公约列为持久有机污染物(pops)之一，受到限制和禁止使用。其它的含有全氟长烷基链的表面活性剂如全氟辛酸(pfoa)及其衍生物的应用而带来的环境生态问题也受到人们的高度重视。在现有国家产业政策和以上国际背景下发展使用新型的环境友好型的含氟表面活性剂，替代含有长链全氟烷基含氟表面活性剂，具有重要的经济和社会意义，是大势所趋。
现有的水系灭火剂是在生产制备中将一定比例的水、阻燃剂、抗冻剂、表面活性剂、耦合剂等物质按一定比例混合在一起，在使用中再按一定比例和水进行预混使用，或直接灌装使用。由于是液体状态使得本系灭火剂在运输上存在着体积大、重量大、包装成本高等弊病。水是传统的灭火介质，但由于自然水的表面张力大、流动性过好也造成了水在固体物质上的附着力差等必然问题。有研究表明在灭火过程中有80％的水由于以上原因被白白浪费掉了，这在当今的水资源日益紧缺的远景背景下是越来越不被接受的。在资源占用和环境污染问题日益严重的社会问题大背景下，水系灭火剂由于自身的特性本身是具有很强的可塑性的，但是现有水系灭火剂由于配方和自身理化性能等问题，普遍需要考虑包装及运输成本，再加上我国消防权威部门对于水系灭火剂的灭火级别要求不高，就势必造成了水系灭火剂在使用过程中的灭火效率低下的问题。这也困扰着水系灭火剂这个行业和消防部门的使用。
已有研究结果表明，当氟表面活性剂中氟碳链长度为4个碳时，就不具有生物累积性和持久性环境危害。但氟表面活性剂中氟碳链长度为4个碳时，传统结构的氟表面活性剂临界胶束浓度很高，表面张力较高。
孪连型表面活性剂(geminisurfactants)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。现有技术中并没有针对氟碳链长度为4个碳的表面活性剂在水系灭火剂中的研究。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种经济环保且灭火性能好的的基于c4孪连型氟表面活性剂的水系灭火剂，该水系灭火剂可应用于灌装水系灭火器、手抛式灭火瓶、灌装消防车、储油罐灭火、森林消防灭火、舰船灭火等众多消防领域。
本发明技术方案如下：
一种水系灭火剂，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：无机盐1-6％，表面活性剂0.5-5％，起泡剂1-5％，阻燃剂3-10％，抗冻剂4-10％，渗透剂0.1-1％，乳化剂2-3％，余量为水，所述表面活性剂采用氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的组合，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，具有式1所示结构，
其中，n＝2-6。
进一步地，所述碳氢表面活性剂为下述化合物中的任意一种：ckh2k+1oso3m、ckh2k+1so3m、ckh2k+1-phso3m、ckh2k+1n+(ch3)2ch2coo-、ckh2k+1n+(ch3)2ch2ch2so3-、ckh2k+1n(ch3)2o，其中k为6-14，m＝li+、na+、k+、cs+、h+、nh4+、n(cth2t+1)4+、nh(cth2t+1)3+(t＝1-4)、nh3ch2ch2oh+、nh2(ch2ch2oh)2+、nh(ch2ch2oh)3+。
进一步地，所述氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的质量比为1-2：1-2。
进一步地，所述无机盐为磷酸二氢铵和碳酸氢铵的混合盐，其质量比为1：0.3-3。
进一步地，所述阻燃剂为聚乙二醇、聚酰亚胺、氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，其质量比为1：2-3：4-7：3-10。
进一步地，所述抗冻剂为氯化铵与乙二醇的混合物，其质量比为1：0.5-1。
进一步地，所述起泡剂为羟基磺酸钠、羧酸铵中的至少一种。
进一步地，所述渗透剂为仲烷基硫酸酯钠、烷基萘磺酸钠、琥珀酸烷基酯磺酸钠中的至少一种。
进一步地，所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、异辛基聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯中的至少一种。
本发明的有益效果为：
1.该灭火剂采用自制的氟碳表面活性剂，其与碳氢表面活性剂协同增效作用大幅提高了水系灭火剂的灭火效能和消除灭火后的环境污染，具有良好的灭火、阻燃功能。
2.本发明的水系灭火剂适用范围广，而且可用于淡水、海水灭火，且贮存周期长。
3.本发明的水系灭火剂，不使用有害的pfos类产品，环保无毒，且生产工艺简单，生产成本低，适合于规模化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种水系灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：无机盐1％，表面活性剂0.5％，起泡剂1％，阻燃剂3％，抗冻剂4％，渗透剂0.1％，乳化剂2％，余量为水，所述表面活性剂采用氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的组合，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，具有式1所示结构，
其中，n＝2。
所述碳氢表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的质量比为1：1；所述无机盐为磷酸二氢铵和碳酸氢铵的混合盐，其质量比为1：0.3，所述阻燃剂为聚乙二醇、聚酰亚胺、氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，其质量比为1：2：4：3，所述抗冻剂为氯化铵与乙二醇的混合物，其质量比为1：0.5，所述起泡剂为羟基磺酸钠，所述渗透剂为仲烷基硫酸酯钠，所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚。
实施例2
一种水系灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：无机盐6％，表面活性剂5％，起泡剂5％，阻燃剂10％，抗冻剂10％，渗透剂1％，乳化剂3％，余量为水，所述表面活性剂采用氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的组合，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，具有式1所示结构，
其中，n＝2。
所述碳氢表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的质量比为1：1；所述无机盐为磷酸二氢铵和碳酸氢铵的混合盐，其质量比为1：0.3，所述阻燃剂为聚乙二醇、聚酰亚胺、氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，其质量比为1：2：4：3，所述抗冻剂为氯化铵与乙二醇的混合物，其质量比为1：0.5，所述起泡剂为羟基磺酸钠，所述渗透剂为仲烷基硫酸酯钠，所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚。
实施例3
一种水系灭火剂，按质量百分比由以下组分组成：无机盐1％，表面活性剂0.5％，起泡剂1％，阻燃剂3％，抗冻剂4％，渗透剂0.1％，乳化剂2％，余量为水，所述表面活性剂采用氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的组合，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，具有式1所示结构，
其中，n＝6。
所述碳氢表面活性剂为十二烷基硫酸钠，所述氟表面活性剂和碳氢表面活性剂的质量比为1：1；所述无机盐为磷酸二氢铵和碳酸氢铵的混合盐，其质量比为1：0.3，所述阻燃剂为聚乙二醇、聚酰亚胺、氢氧化铝和氢氧化镁的混合物，其质量比为1：3：7：10，所述抗冻剂为氯化铵与乙二醇的混合物，其质量比为1：1，所述起泡剂为羟基磺酸钠，所述渗透剂为仲烷基硫酸酯钠，所述乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚。
实施例1-3的水系灭火剂的检测指标如表1所示。
表1：实施例1-3的水系灭火剂的检测指标
从表1可以看出，本发明提供的水系灭火剂，灭火级别高，标准3l可灭2a、89b级别火，且在-19℃均不冻结。
需要说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。