一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及消防泡沫灭火剂的技术领域，特别是一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.水成膜泡沫(aqueousfilm～formingfoam，afff)灭火剂，又被称为“轻水”泡沫灭火剂，是指能够在液体燃料表面形成一层水膜的泡沫灭火剂。其核心成分为含氟表面活性剂，辅助添加有碳氢表面活性剂、有机溶剂、助溶剂、抗烧剂、络合剂、杀菌剂等。灭火过程中，含氟表面活性剂能够极大的降低水的表面张力及油水两相的界面张力，使其可以迅速的在烃类液体表面铺展，并形成一层稳定的水膜。该水膜可从三个方面起到灭火作用：一是可以阻断油品与氧气的接触，使油火因缺氧而扑灭；二是水膜的蒸发会吸收大量的热量，使油品的表面温度大大降低；三是水膜本身可以抑制油品的挥发，进一步起到灭火的作用。另外，泡沫对火焰具有遮蔽作用，可有效降低热辐射。水成膜泡沫特别适用于大规模易燃液体火灾，是目前扑救b类火灾(包含液体火灾和可熔化的固体物质火灾)最有效的灭火剂之一。由于水成膜泡沫灭火剂在扑灭b类火上的显著优势，被广泛用于扑灭油田、炼油厂、油库、码头、飞机场等场所的火灾。尤其在大型船舶、海上油气钻井平台以及石油储罐区等区域被广泛应用。
3.现有水成膜泡沫灭火剂的生产中，含氟表面活性剂大多都选用c8类氟碳表面活性剂，如全氟辛烷磺酸盐(pfos)、全氟辛酸铵(pfoa)等。当使用泡沫灭火剂灭火后，灭火剂残夜将随水一起排入环境中，而c8类氟碳表面活性剂是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一，具有持久性、生物累积性、远距离环境迁移的可能性，并且能在人及动物体内累积，不易排出，对环境和生物体有较大的毒性。c8类氟碳表面活性剂对人类健康和生态环境的危害性正受到越来越多的关注。近年来，随着水成膜泡沫灭火剂在世界范围内推广和使用，其带来的环境问题受到了人们的广泛关注。《斯德哥尔摩公约》将传统水成膜泡沫灭火剂中的核心成分～长链氟碳表面活性剂全氟辛酸及盐(pfoa)和全氟辛烷磺酸(pfos)及其盐类列入了持久性有机污染物(pops)的行列，生产和使用均受到严格限制。
4.为了满足《斯德哥尔摩公约》的要求，目前国内外水成膜泡沫灭火剂的研究都在向环保型的方向发展。研究表明，若将水成膜泡沫灭火剂中氟碳表面活性剂基团中的碳原子个数从c8～c10降至c6或以下，即可解决水成膜泡沫灭火剂的污染问题。有研究以全氟丁基(c4f9
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)为基础合成了可用于水成膜泡沫的氟碳表面活性剂，并研制出了相应的水成膜泡沫灭火剂配方。但该配方中所用的氟碳表面活性剂浓度高，成本高，不利于大量推广使用。另一方面，过度降低氟碳表面活性剂碳原子个数会导致水成膜泡沫的各项性能大打折扣。因此，在保证基本性能的前提下，研制不含pfoa和pfos及其盐类的水成膜泡沫灭火剂具有重要意义。
5.近几年国内外对灭火剂要求渐趋于环保、多功能、高效率等特点。干粉灭火剂有明显的局限性，不能扑灭大面积油类和醇类火灾，也不具备抗复燃能力，对人体和环境有伤
害。因此，开发生产出c6型氟碳表面活性剂用于生产环保型水成膜泡沫灭火剂具有重大的意义。国内含c6型氟碳表面活性剂用于水成膜泡沫灭火剂的研究报道较少，国内还没有真正研发生产出灭火效果达到c8效果的c6型氟碳表面活性剂。因此亟需一种发泡倍数高、泡沫稳定、灭火速度快、抗烧性能好、减少对环境造成污染的耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种发泡倍数高、泡沫稳定、灭火速度快、抗烧性能好、减少对环境造成污染的耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法和应用。
7.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂，所述水成膜泡沫灭火剂按重量百分比由以下组分组成：含氟表面活性剂1～5％、耐海水发泡剂5～20％、有机溶剂5～20％、助溶剂2～10％、抗烧剂0.3～0.6％、络合剂0.1～0.5％、杀菌剂0.1～0.5％、其余为纯水。
8.所述含氟表面活性剂为非离子型含氟表面活性剂、两性离子型含氟表面活性剂中的至少一种。
9.所述耐海水发泡剂为烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基硫酸钠中的任意一种或多种。
10.所述有机溶剂为乙二醇、丙三醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中的任意一种或多种。
11.所述助溶剂为尿素。
12.所述抗烧剂为黄原胶、海藻酸钠中的至少一种。
13.所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠中的至少一种。
14.所述的杀菌剂为戊二醛、异噻唑啉酮中的至少一种。
15.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，它包括以下步骤：在反应釜中加入抗烧剂和纯水，在高速搅拌下进行预分散溶解，按质量分数配比加入含氟表面活性剂、耐海水发泡剂、有机溶剂、助溶剂、络合剂和杀菌剂，搅拌1～1.1h使体系均匀，加入ph调节剂，调节ph至6.8～7.5，搅拌均匀后静置一段时间，从而制备出成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂。
16.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的应用，用于扑灭b类油火。
17.本发明具有以下优点：
18.1、本发明制备出的成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂既适于淡水，也适用于海水发泡灭火，按使用混合比与海水或淡水混合后泡沫性能和灭火性能变化很小，发泡倍数高，25％析液时间长，泡沫稳定，能快速封闭燃烧蒸汽以达到快速灭火，具有泡沫耐热性好、抗烧时间长，产品存储期长等技术优点。
19.2、本发明制备出的成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂不含全氟辛烷磺酸盐(pfos)、全氟辛酸铵(pfoa)，为环境友好的非温度、水质敏感性的水成膜泡沫灭火剂，减少对环境造成污染，同时具有快速灭火性能。
具体实施方式
20.下面对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：
21.一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂，所述水成膜泡沫灭火剂按重量百分比由以下组分组成：含氟表面活性剂1～5％、耐海水发泡剂5～20％、有机溶剂5～20％、助溶剂2～10％、抗烧剂0.3～0.6％、络合剂0.1～0.5％、杀菌剂0.1～0.5％、其余为纯水。
22.所述含氟表面活性剂为非离子型含氟表面活性剂、两性离子型含氟表面活性剂中的至少一种。所述耐海水发泡剂为烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基硫酸钠中的任意一种或多种。所述有机溶剂为乙二醇、丙三醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚中的任意一种或多种。所述助溶剂为尿素。所述抗烧剂为黄原胶、海藻酸钠中的至少一种。所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠中的至少一种。所述的杀菌剂为戊二醛、异噻唑啉酮中的至少一种。
23.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，它包括以下步骤：在反应釜中加入抗烧剂和纯水，在高速搅拌下进行预分散溶解，按质量分数配比加入含氟表面活性剂、耐海水发泡剂、有机溶剂、助溶剂、络合剂和杀菌剂，搅拌1～1.1h使体系均匀，加入ph调节剂，调节ph至6.8～7.5，搅拌均匀后静置一段时间，从而制备出成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂。所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的应用，用于扑灭b类油火。
24.实施例一：一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂，它包括0.3kg黄原胶、5kg烷基糖苷、8kg椰油酰胺丙基甜菜碱、50kg乙二醇、50kg乙二醇单丁醚、5kg尿素、0.2kg乙二胺四乙酸二钠、0.1kg戊二醛以及70kg纯水。
25.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，它包括以下步骤：
26.s1、将0.3kg黄原胶和70kg纯水加入到100l反应釜中，在高速搅拌下进行预分散溶解
27.s2、待黄原胶充分溶解混合后，将2kg非离子含氟表面活性剂缓慢加入到反应釜中充分搅拌均匀；
28.s3、再加入5kg烷基糖苷和8kg椰油酰胺丙基甜菜碱充分搅拌溶解均匀；
29.s4、待充分溶解后，缓慢依次加入50kg乙二醇和50kg乙二醇单丁醚搅拌均匀；
30.s5、再加入5kg尿素、0.2kg乙二胺四乙酸二钠、0.1kg戊二醛搅拌溶解均匀；
31.s6、在充分混合溶解之后，加入适量的纯碱，当ph值调整到7.0～8.0后停止搅拌，然后经沉降、过滤包装，即可制备出成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂。
32.实施例二：一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂，它包括0.5kg海藻酸钠、3kg两性含氟表面活性剂、3kg烷基糖苷、9kg脂肪醇聚氧乙烯醚、2kg丙三醇、15kg二乙二醇单丁醚、2kg尿素、0.1kg乙二胺四乙酸四钠、0.2kg异噻唑啉酮以及70kg纯水。
33.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，它包括以下步骤：
34.s1、将0.5kg海藻酸钠和70kg纯水加入到100l反应釜中，在高速搅拌下进行预分散溶解；
35.s2、待海藻酸钠充分溶解混合后，将3kg两性含氟表面活性剂缓慢加入到反应釜中充分搅拌均匀；
36.s3、再加入3kg烷基糖苷和9kg脂肪醇聚氧乙烯醚充分搅拌溶解均匀；
37.s4、待充分溶解后，缓慢依次加入2kg丙三醇和15kg二乙二醇单丁醚搅拌均匀；
38.s5、再加入2kg尿素、0.1kg乙二胺四乙酸四钠、0.2kg异噻唑啉酮搅拌溶解均匀；
39.s6、在充分混合溶解之后，加入适量的氢氧化钠，当ph值调整到7.0～8.0后停止搅拌，然后经沉降、过滤包装，即可制备出成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂。
40.实施例三：一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂，它包括0.6kg黄原胶、8kg椰油酰胺丙基甜菜碱，6kg脂肪醇聚氧乙烯醚，1kg十二烷基硫酸钠、10kg尿素、0.5kg乙二胺四乙酸二钠、0.3kg戊二醛以及70kg纯水。
41.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，它包括以下步骤：
42.s1、将0.6kg黄原胶和70kg纯水加入到100l反应釜中，在高速搅拌下进行预分散溶解
43.s2、待黄原胶充分溶解混合后，将4kg非离子含氟表面活性剂缓慢加入到反应釜中充分搅拌均匀；
44.s3、再加入8kg椰油酰胺丙基甜菜碱、6kg脂肪醇聚氧乙烯醚、1kg十二烷基硫酸钠充分搅拌溶解均匀；
45.s4、待充分溶解后，缓慢依次加入10kg乙二醇和3kg二乙二醇单丁醚搅拌均匀；
46.s5、再加入10kg尿素、0.5kg乙二胺四乙酸二钠、0.3kg戊二醛搅拌溶解均匀；
47.s6、在充分混合溶解之后，加入适量的三乙醇胺，当ph值调整到7.0～8.0后停止搅拌，然后经沉降、过滤包装，即可制备出成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂。
48.实施例四：一种耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂，它包括0.4kg海藻酸钠、3kg烷基糖苷、4kg脂肪醇聚氧乙烯醚、8kg椰油酰胺丙基甜菜碱、2kg乙二醇、3kg丙三醇、6kg乙二醇单丁醚、8kg尿素、0.3kg乙二胺四乙酸四钠、0.5kg异噻唑啉酮以及70kg纯水。
49.所述耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，它包括以下步骤：
50.s1、将0.4kg海藻酸钠和70kg纯水加入到100l反应釜中，在高速搅拌下进行预分散溶解；
51.s2、待海藻酸钠充分溶解混合后，将5kg两性含氟表面活性剂缓慢加入到反应釜中充分搅拌均匀；
52.s3、再加入3kg烷基糖苷、4kg脂肪醇聚氧乙烯醚，8kg椰油酰胺丙基甜菜碱充分搅拌溶解均匀；
53.s4、待充分溶解后，缓慢依次加入2kg乙二醇、3kg丙三醇、6kg乙二醇单丁醚搅拌均匀；
54.s5、再加入8kg尿素、0.3kg乙二胺四乙酸四钠、0.5kg异噻唑啉酮搅拌溶解均匀；
55.s6、在充分混合溶解之后，加入适量的碳酸氢钠，当ph值调整到7.0～8.0后停止搅拌，然后经沉降、过滤包装，即可制备出成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂。
56.将实施例一、实施例二、实施例三、实施例四中的成品耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂分别按照《泡沫灭火剂》国家标准“gb15308～2006”进行检验，溶液的各项理化性能和灭火性能均达到标准要求，检验结果如下表：
[0057][0058][0059]
从检验结果表中可以看出：该耐海水环保型水成膜泡沫灭火剂在扑灭b类油火时，抗烧时间延长，提高了抗烧性能；灭火时间显著缩短；25％析液时间增长；发泡倍数显著提高。
[0060]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。