一种高效环保型泡沫灭火剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高效环保型泡沫灭火剂及其制备方法，由复合表面活性剂、有机溶剂、稳定剂、抗烧剂、螯合剂、防腐剂及水组成，其重量百分比为10?50％、10?30％、1?5％、0.2?4％、0.5?3％、0.1?1％，余量为水。制备方法是：在搅拌下将各表面活性剂依次加入水中组成复合表面活性剂A，有机溶剂、稳定剂混合均匀组成组分B，然后将A加入到持续搅拌的B中，持续搅拌，之后向AB混合体系中依次加入抗烧剂、螯合剂、防腐剂，最后用水加至100％即为本发明产品。本发明产品不含氟类表面活性剂，生态降解性能好，由本发明制成的泡沫稳定性能好、灭火效率高，属于高效环保型产品。本发明制备方法不需加热、过滤、无三废产生，环保节能，生产效率高。
【专利说明】
-种高效环保型泡沫灭火剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于消防灭火材料领域，具体设及一种泡沫灭火剂，更具体设及一种高效 环保型泡沫灭火剂及其制备方法，属于环保型B类泡沫灭火剂。
【背景技术】
[0002] 水成膜泡沫(Aqueous Film化rming化am,AFFF)灭火剂凭借其较高的表面活性， 在灭火过程中，AFFF可W沿可燃性液体表层向四周扩散，并由泡沫析出的液体形成一层水 膜，使泡沫和可燃性液体之间分隔。该水膜不仅能隔绝燃料表面与氧气接触，还能对燃料表 面进行冷却降溫；同时，泡沫中析出的水在高溫下蒸发为水蒸气，稀释可燃性液体上方的氧 气浓度，此=重因素协同作用，实现高效灭火，使得水成膜泡沫灭火剂成为国际上广泛用于 扑救液体火灾的高效灭火剂。
[0003] 然而，近年来AFFF造成的环境问题引起国际上的广泛关注。作为水成膜泡沫灭火 剂核屯、组分的氣碳表面活性剂，可分解成全氣辛烧横酸盐或类似物。运是一类具有全身多 脏器毒性的环境污染物，且持久性极强，是最难分解的有机污染物之一，并具有远距离环境 传输的能力，污染范围极广，扩散在环境中，长时间被残留，可能会带来与含氯氣控、含漠氣 控相似的对环境的破坏。国际上已有相关法律文件对氣碳表面活性剂的使用进行了限制。 因此，开发环境友好型泡沫灭火剂成为国际上的迫切需求。
[0004] 综观国内外见诸报道的专利及文献，当前，国际上只有少数国家开发出不含氣类 表面活性剂的B类泡沫灭火剂。其中，美国推出的FireAde2000具有多功能灭火效果，得到多 个国际机构的鉴定，但价格极为昂贵。日本研究者(专利号:ZL02823068.X)利用多种碳氨合 成表面活性剂研发的泡沫灭火剂，完全不添加氣碳表面活性剂，该发明产品主要高效用于 高倍的泡沫灭火场景;德国公开的专利(公开号:EP 2753403 Al)W娃表面活性剂为基剂开 发出不含氣类的泡沫灭火剂。而国内目前关于环保型的泡沫灭火剂的已公开专利只有 CN104190041A和CN105031871A，而至今尚没有关于不含氣类的环保型水成膜泡沫灭火剂的 研究和报道。我国作为液体燃料使用大国，对水成膜泡沫灭火剂的依赖性较大，开发环保型 水成膜泡沫灭火剂刻不容缓。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于:克服现有技术的不足，提供一种高效环保的泡沫灭火剂及其 制备方法，用该配方配制的灭火剂，泡沫性能好，灭火效率高，属于高效环保型产品;且同时 提供了科学合理、简单易行的制备方法，属于环保型B类泡沫灭火剂。
[0006] 本发明原理：
【申请人】对于具有代替氣碳表面活性剂的潜在可行性的特种表面活性 剂进行了长期深入的复配研究，发现通过加入特种有机娃表面活性剂之后复配体系的铺展 性、成膜性、流变性及泡沫性能都得到显著增加，具有和氣碳表面活性剂相似的性能，一些 包含离子型娃表面活性剂的复配体系甚至表现出高于氣碳表面活性剂的性能，基于运些研 究发现，利用多种娃表面活性剂和多种碳氨表面活性剂复配成功开发出能够代替AFFF中氣 类表面活性剂的复合表面活性剂体系。
[0007]本发明技术解决方案，原料组成包括复合表面活性剂、有机溶剂、稳定剂、抗烧剂、 馨合剂、防腐剂和水，其重量百分比为： 复合表面活性剂 10-50% 有机溶剂 10-30% 稳定荆 1-5%
[000引抗烧剂 0.2-4% 馨合剂 0.5-3% 防腐剂 0.1-1% 水 加至100%。
[0009] 本发明使用的复合表面活性剂是配方中的主要成分，它是由多种表面活性剂复配 得到的一种复合表面活性剂体系，该体系由（a)阴离子含娃表面活性剂或非离子有机娃表 面活性剂的至少一种与(b)碳链长为12-18个碳原子的阴离子碳氨表面活性剂或两性离子 碳氨表面活性剂中的至少一种及k)聚乙二醇类表面活性剂或脂肪醇聚氧乙締酸类表面活 性剂中的至少一种进行复配得到，（a)、（b)、（C)复合配制后在高效环保型泡沫灭火剂中的 质量百分比范围为3 %-8 % : 5 %-35 % : 2 %-7 %。其作用是产生丰富的泡沫，同时降低水的 表面张力和油/水界面张力，使泡沫能够在油面上快速铺展，从而实现快速高效灭火。
[0010] 本发明使用的有机溶剂是本产品的重要成分，它是由乙二醇、丙S醇、异丙醇、正 下醇、异下醇、正辛醇、正壬醇、十二醇、乙二醇下酸、二乙二醇单下酸、二乙二醇乙酸或丙二 醇下酸中的至少一种组成。其作用是能够提高各物质的溶解度和互溶性，增加泡沫的稳定 性W及降低泡沫的凝固点。
[0011] 本发明使用的稳定剂是本产品的重要成分，可W是尿素、径甲基纤维素钢、十二烧 基醇、=乙醇胺、月桂酷二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙締酷胺、黄原胶、明胶、阿拉 伯胶中的至少一种。其主要作用是提高泡沫稳定性能，增强泡沫液中各物质的互溶性。
[0012] 本发明使用的抗烧剂优选黄原胶或阻燃尿素。增强泡沫对油面的密封性能，提高 泡沫的抗烧性能，同时也可增加泡沫的稳定性。
[OOU]本发明使用的馨合剂优选抓TA或抓TA二钢。其作用是提高混合体系的耐盐性和抗 硬水性，满足本发明产品在海水中的发泡及稳泡性能。
[0014] 本发明使用的防腐剂优选苯甲酸钢或山梨酸钟。其作用是抑制泡沫液中的微生 物，延长泡沫液有效使用期限。
[0015] 本发明中的含娃表面活性剂为具有下列分子式的化合物中的至少一种：
[0016] (1)册（C出 C出 0)n-(C出）3-(Me2Si0)7-SiMe3
[0017] (2)(Me3Si0)2Si(Me)-(C 出）3-(CH2C 出 0)n-H
[001 引（3)[(Me3SiO)2Si]2Si(Me)-C 抽6-(0C出 C出）n-S〇3Na
[0019] (4)[(Me3Si0)2Si]2Si(Me)-C 抽6-(0C出 C出）n-〇-S〇3Na
[0020] 其中，n = 6-12。
[0021] 本发明中的脂肪醇聚氧乙締酸表面活性剂为碳链主链长为12-18个碳原子的烷基 链，环氧乙烧化0)加成数为4-12。
[0022] 本发明的一种高效环保型泡沫灭火剂制备方法为:在揽拌下将上述组成复合表面 活性剂的a，b，c依次加入水中组成复合组份A，有机溶剂、稳定剂混合均匀组成组分B，然后 将A加入到持续揽拌的B中，充分揽拌，之后向AB混合体系中依次加入抗烧剂、馨合剂、防腐 剂，最后用水加至100%，揽拌均匀即为本发明产品。
[0023] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0024] (1)本发明能够较长时间胆存使用，不易腐败变质。灭火剂的主要成分及所加入的 添加剂无毒、无污染，属于环保型产品。
[0025] (2)本发明不含氣类表面活性剂，不存在含氣化合物造成的环境问题，生态降解性 能好，价格便宜，具有与含氣类表面活性剂的泡沫灭火剂同等W上的优良灭火性能、抗烧性 能，是W往含氣泡沫灭火剂的优良替代品。
[00%] (3)本发明制备方法不需加热、过滤、无=废产生，环保节能，生产效率高。
[0027] (4)本发明产品使用时与淡水或海水按体积比3:97的比例混合使用，能够快速高 效的扑灭无氣火灾。由本发明制成的泡沫稳定性能好、灭火效率高，属于高效环保型产品， 可广泛应用于油田、油库、舰船、潜艇、石油化工厂、机库、机场等防火重点单位。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例详细介绍本发明。但W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。
[00巧]实施实例1
[0030] 分别称取有机娃硫酸盐表面活性剂4kg，非离子型聚酸改性硅油表面活性剂化g， SDS 10kg，BS-12 20kg，月桂醇聚氧乙締酸化ij30 5kg依次加入到25kg水中，组成组分A，充 分揽拌；同时称取二乙二醇单下酸化g，乙二醇15kg，十二醇化g，正辛醇化g，正壬醇Ikg组成 组分B，充分揽拌后，将A加入到持续揽拌的B中，继续揽拌;称取尿素3kg，黄原胶0.3kg JDTA 0.化g，苯甲酸钢0.3kg依次加入到AB混合体系中，加水至IOOkg，揽拌均匀即可。
[0031] 实施实例2
[0032] 分别称取有机娃横酸盐8kg，SDBS 1化g，两性咪挫嘟15kg，异构十S醇聚氧乙締酸 2kg依次加入到25kg水中，组成组分A，充分揽拌；同时称取二乙二醇单下酸3kg，二乙二醇乙 酸化g，乙二醇IOkg，丙二醇化g，十二醇3kg组成组分B，充分揽拌后，将A加入到持续揽拌的B 中，继续揽拌;称取尿素3kg，黄原胶0.化g，EATD二钢0.化g，山梨酸钟0.化g依次加入到AB混 合体系中，加水至100kg，揽拌均匀即可。
[0033] 实施实例3
[0034] 分别称取有机娃硫酸盐表面活性剂3kg，有机娃横酸盐表面活性剂3kg，非离子聚 酸改性硅油1 kg，SDS 1化g，两性咪挫嘟15kg，月桂醇聚氧乙締酸化i j 35 3kg依次加入到 25kg水中，组成组分A，充分揽拌；同时称取乙二醇IOkg，二乙二醇单下酸IOkg，十二醇Ikg， 正辛醇Ikg组成组分B，充分揽拌后;A和B分别充分揽拌后，将A加入到持续揽拌的B中，继续 揽拌;称取尿素3kg，径甲基纤维素钢0.化g，抓TA 0.化g，苯甲酸钢0.3kg依次加入到AB混合 体系中，加水至100kg，揽拌均匀即可。
[0035] 上述实施例1-3的产品与水按体积比3:97的比例混合配制的溶液各项物化性能和 灭火性能均达到GB15308-2006要求。产品自检按％B15308-200护国家标准检验，各项技术 指标如下：
[0036] 表1.本发明的环保护型泡沫灭火剂各主要性能测试结果，从表1来看实例1，2,3的 产品检测结果都符合国标要求。
[0037] 表 1 [00；3 引
[0039] 总之，从上述实施可W看出本发明的有益效果体现在：
[0040] 1、环保性能好。现有无氣火灭火剂主要是水成膜泡沫灭火剂，该类灭火剂均W氣 类表面活性剂为核屯、组分，氣类表面活性剂造成的环境问题已不容忽视，国际上已有供应 商被迫停止生产含氣类表面活性的水成膜泡沫灭火剂。而本产品不含有氣类表面活性剂， 所使用的复合表面活性剂各组成成分均是广泛应用于日用化妆品行业的常用表面活性剂， 对生态环境无毒副作用，具有优良的环保性能，是含氣类表面活性剂的水成膜泡沫灭火剂 的理想替代品。
[0041 ] 2、灭火效率高，抗烧性能好。本发明产品与现有两种成熟的水成膜泡沫灭火剂根 据"GB15308-2006附录A"提供的小型灭火实验系统进行了对比试验，性能测试结果如表2所 示。从表2能够看出在相同的测试条件下，本发明产品的灭火性能和抗烧性能比现有产品性 能优越
[0042] 表2.本发明的环保型产品与现有产品灭火性能对比测试结果。
[0043] 表 2 「00441
[0045] 3、成本低。传统B类泡沫灭火剂W水成膜泡沫灭火剂应用最广，其核屯、成分氣碳表 面活性剂价格昂贵，导致传统B类泡沫灭火剂成本较高。相较于氣碳表面活性剂，碳氨表面 活性剂和有机娃表面活性剂价格低的多，本发明采用碳氨表面活性剂和有机娃表面活性剂 复配技术替代氣碳表面活性剂在B类泡沫灭火剂中的应用，大大降低了 B类泡沫灭火剂的成 本，同时又能保持高效的灭火效率。
[0046] 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W实现本发 明独立权利要求及从属权利的全部范围的，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。
[0047] W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掲露的技术范围内，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。
【主权项】
1. 一种高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于：由复合表面活性剂、有机溶剂、稳定剂、抗 烧剂、馨合剂、防腐剂及水组成，其各组分的重量百分比为： 复合表面活性剂 10-50% 有机溶剂 10-30% 稳定剂 1-5% 抗烧剂 0.2-4% 馨合剂 ：0為-3% 防腐剂 0.1-1% 水 加至iOO%2. 根据权利要求1所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于:所述复合表面活性剂为 (a)阴离子含娃表面活性剂或非离子含娃表面活性剂的至少一种与(b)碳链长为12-18个碳 原子的阴离子碳氨表面活性剂或非离子碳氨表面活性剂或两性离子碳氨表面活性剂中的 至少一种及(C)聚乙二醇类表面活性剂或脂肪醇聚氧乙締酸类表面活性剂中的至少一种进 行复合配制得到，（a)、（b)、（C)复合配制后在高效环保型泡沫灭火剂中的质量百分比范围 为 3%-8%:5%-35%:2%-7%。3. 根据权利要求1所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于：所述有机溶剂为乙二 醇、丙Ξ醇、异丙醇、正下醇、异下醇、乙二醇下酸、二乙二醇单下酸、二乙二醇乙酸或丙二醇 下酸中的至少一种。4. 根据权利要求1所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于:所述稳定剂为十二烷基 醇、Ξ乙醇胺、月桂酷二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙締酷胺、黄原胶中的至少一种 或组合。5. 根据权利要求1所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于:所述抗烧剂为黄原胶、 阻燃尿素中的至少一种或组合。6. 根据权利要求1所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于：所述馨合剂为抓TA、 邸TA二钢中的一种。7. 根据权利要求1所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于:所述防腐剂为苯甲酸钢 或山梨酸钟。8. 根据权利要求2所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于:所述含娃表面活性剂为 具有下列分子式的化合物中的至少一种： (1 化0(C出 CH2〇)n-(CH2)3-(Me2SiO)7-SiMe3 (2) (Me3Si0)2Si(Me)-(C出）3-(C出 C出 0)n-H (3) [(Me3SiO)2Si]2Si(Me)-C3 也-(0C出 C出）n-S〇3Na (4) [(Me3Si0)2Si]2Si(Me)-C3 也-(0C出 C出）n-〇-S〇3Na 其中，n = 6-12。9. 根据权利要求2所述的高效环保型泡沫灭火剂，其特征在于:所述脂肪醇聚氧乙締酸 表面活性剂为碳链主链长为12-18个碳原子的烷基链，环氧乙烧化0)加成数为4-12。10. -种高效环保型泡沫灭火剂制备方法，其特征在于:在揽拌下，将复合表面活性剂 为(a)阴离子含娃表面活性剂或非离子含娃表面活性剂的至少一种与(b)碳链长为12-18个 碳原子的阴离子碳氨表面活性剂或非离子碳氨表面活性剂或两性离子碳氨表面活性剂中 的至少一种及(C)聚乙二醇类表面活性剂或脂肪醇聚氧乙締酸类表面活性剂中的至少一种 进行复合配制得到后，依次加入水中组成复合组分A，有机溶剂、稳定剂混合均匀组成组分 B，然后将A加入到持续揽拌的B中，充分揽拌，之后向不断揽拌的AB混合体系中依次加入抗 烧剂、馨合剂、防腐剂，最后用水加至100%，揽拌均匀即为本发明产品。
【文档编号】A62D1/02GK106075792SQ201610408365
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】陆守香, 盛友杰
【申请人】中国科学技术大学