本发明属于灭火剂制备技术领域，具体涉及一种合成泡沫灭火剂的制备方法及应用。
背景技术
合成泡沫(s)灭火剂，是一种采用表面活性剂的混合物和稳定剂为基料制成的泡沫灭火剂。合成泡沫灭火剂的灭火机理是在扑救火灾时灭火剂产生的泡沫稀释燃烧区域的氧含量，封闭燃烧物表面，使其与空气隔绝，从而达到灭火目的。由于合成泡沫灭火剂表面活性剂的作用，产生的泡沫有表面张力低、疏油性极强等优点，并能与干粉联用，可用液下喷射的方式扑救油罐的火灾，适用于固定灭火系统装置及移动式灭火装置。因此，合成泡沫灭火剂广泛用于扑救b类火灾(主要为液体火灾和可熔化的固体物质火灾)，尤其是用作扑灭油田、炼油厂、油库、船舶、码头、飞机场等场所的火灾。
然而，现有技术制备合成泡沫灭火剂凝固点高，不适于北方寒冷地区的火灾扑救工作，对合成泡沫灭火剂的使用提出了巨大考验，同时限制了合成泡沫灭火剂的使用范围。与此同时，现有制备的合成泡沫灭火剂产生泡沫的热稳定性和抗烧性能不佳，并且与海水混合使用时，海水中的离子会破坏现有合成泡沫灭火剂的泡沫，然而沿海地区海水资源丰富，现有合成泡沫灭火剂不适用于沿海地区火灾的扑救工作，这些均影响了合成泡沫灭火剂的灭火效率，更甚者会增加火灾损失，对国家的公共安全造成较大的影响。此外，现有制备合成泡沫灭火剂的工序复杂，耗能高，进一步增加了灭火剂的生产成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，如：现有技术中生产的合成泡沫灭火剂凝固点较高，热稳定性和抗烧性能不佳，不适于北方寒冷地区的火灾、海水火灾等扑救工作，生产工序复杂，耗能高等问题，本发明提供了一种合成泡沫灭火剂的制备方法。
具体的，本发明采用如下的技术方案：
(1)制备合成泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水、咪唑啉、氟碳表面活性剂、发泡剂、稳定剂，在常温下搅拌反应，得到反应液；
(2)中间控制：
调节步骤(1)得到的反应液的ph值，得到混合液；
(3)消泡：
将步骤(2)得到的混合液，自然静置处理后，得到合成泡沫灭火剂。
步骤(1)中，氟碳表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠；发泡剂为烷基糖苷apg1012或apg1214其中的一种；稳定剂为尿素；
步骤(1)中，离子水、咪唑啉、氟碳表面活性剂的质量比为50-69：4-6：2-4；氟碳表面活性剂、发泡剂、稳定剂的质量比为2-4：15-25：10-15；
步骤(1)中，常温搅拌反应时间为1-2h；
步骤(2)中，调节步骤(1)得到的反应液的ph值所用的物质为烧碱或磷酸二氢钾其中的一种；反应液的ph值调节至7.0-8.5；
步骤(3)中，静置处理的时间为24-48h。
本发明还提供了一种合成泡沫灭火剂的应用，所述合成泡沫灭火剂用于扑灭b类火灾。
与现有技术相比较，本发明的有益效果体现如下：
(1)本发明制备的合成泡沫灭火剂，抗烧时间长，为12min，说明产生泡沫的热稳定性和抗烧性能较佳；凝固点较低，仅为-16℃，充分说明该合成泡沫灭火剂可以适于北方寒冷地区使用，拓宽了合成泡沫灭火剂的使用范围。
(2)本实施例的合成泡沫灭火剂与海水混合使用时，同样能够5min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为12min，说明该合成泡沫灭火剂与海水混合使用同样表现出良好的灭火效果，具有较理想的耐海水性。
(3)本发明制备的合成泡沫灭火剂经过测定，无可见分层和非均相，不受冻结和融化的影响，说明该合成泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好；本发明提供的一种合成泡沫灭火剂的制备方法，操作过程简单，条件易于控制，成本低，适于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明做进一步说明。
实施例1：
(1)制备合成泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水(500kg)、咪唑啉(60kg)、全氟壬烯氧基苯磺酸钠(40kg)、烷基糖苷apg1012(250kg)、尿素(150kg)，在常温下搅拌反应2h，得到反应液；
其中，咪唑啉为表面活性剂，毒性极低，发泡性很好，具有优异的乳化性能以及良好的生物降解性；全氟壬烯氧基苯磺酸钠为氟碳表面活性剂，其具有高表面活性，高耐热稳定性，使形成的泡沫更加稳定；烷基糖苷apg1012为发泡剂；尿素为稳定剂，使灭火剂形成的泡沫稳定，成膜性能更好；
(2)中间控制：
将步骤(1)得到的反应液，通过添加烧碱或磷酸二氢钾调节ph值至8.5，得到混合液；其中，若步骤(1)得到的反应液的ph值大于8.5，则添加磷酸二氢钾将步骤(1)得到的反应液ph值调节至8.5；若步骤(1)得到的反应液的ph值小于8.5，则添加烧碱将步骤(1)得到的反应液ph值调节至8.5；
(3)消泡：
将步骤(2)得到的混合液，自然静置处理48h，得到合成泡沫灭火剂。
(4)质量检测：
将步骤(3)得到的合成泡沫灭火剂，配成3％合成泡沫灭火剂的样品(离子水、合成泡沫灭火剂的质量比为97：3)，对其进行理化性质、灭火性能测试，其中理化性质包括ph值、凝固点等；灭火性能包括灭火时间、抗烧时间、发泡倍数、25％析液时间等。本实施例制备的合成泡沫灭火剂的质量检测结果见表1。
表1实施例1制备的合成泡沫灭火剂的特性参数
注：表1中的特征值是指由受检方提供的泡沫液和泡沫溶液的物理、化学性能值，其中ph值、灭火时间、抗烧时间的特征值为gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的规定值；检测时，结论的评定均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》的标准要求。
由表1可知，本实施例制备的合成泡沫灭火剂的灭火时间、抗烧时间均在缓施放的供泡方式下进行，ph值、灭火时间、抗烧时间均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的规定范围；并且该合成泡沫灭火剂的抗烧时间为12min，大于gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的缓施放最低标准值(10min)，说明本实施例的合成泡沫灭火剂的抗烧性能良好，泡沫的热稳定较好。
由于海水中含有大量的阴阳离子，一般的合成泡沫灭火剂与海水混合使用时，海水中的离子会泡沫的形成有极大的破坏作用，改变泡沫的溶解性，使合成泡沫灭火剂在燃物表面难以形成水膜，进而影响沿海地区火灾的扑救工作。然而，与淡水混合使用扑灭火灾的效果相比，本实施例的合成泡沫灭火剂与海水混合使用时，同样能够5min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为12min，说明该合成泡沫灭火剂与海水混合使用同样表现出良好的灭火效果，具有较理想的耐海水性。
本实施例的合成泡沫灭火剂的凝固点为-16℃，说明该合成泡沫灭火剂能够适于北方寒冷地区使用，拓宽了合成泡沫灭火剂的使用范围。
该合成泡沫灭火剂的发泡倍数(温度处理前)、25％析液时间(温度处理前)分别为8.1、5.0min，均与提供的特征值要大，发泡倍数(温度处理前)为8.1，说明该合成泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)；25％析液时间(温度处理前)可达5.0min，说明合成泡沫灭火剂的泡沫稳定性好。
此外，本实施例制备的合成泡沫灭火剂经过测定，无可见分层和非均相，不受冻结和融化的影响，说明该合成泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好。
实施例2：
(1)制备合成泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水(690kg)、咪唑啉(40kg)、全氟壬烯氧基苯磺酸钠(20kg)、烷基糖苷apg1214(150kg)、尿素(100kg)，在常温下搅拌反应1h，得到反应液；
其中，咪唑啉为表面活性剂，毒性极低，发泡性很好，具有优异的乳化性能以及良好的生物降解性；全氟壬烯氧基苯磺酸钠为氟碳表面活性剂，其具有高表面活性，高耐热稳定性，使形成的泡沫更加稳定；烷基糖苷apg1214为发泡剂；尿素为稳定剂，使灭火剂形成的泡沫稳定，成膜性能更好；
(2)中间控制：
将步骤(1)得到的反应液，通过添加烧碱或磷酸二氢钾调节ph值至7.0，得到混合液；其中，若步骤(1)得到的反应液的ph值大于7.0，则添加磷酸二氢钾将步骤(1)得到的反应液ph值调节至7.0；若步骤(1)得到的反应液的ph值小于7.0，则添加烧碱将步骤(1)得到的反应液ph值调节至7.0；
(3)消泡：
将步骤(2)得到的混合液，自然静置处理24h，得到合成泡沫灭火剂。
(4)质量检测：
将步骤(3)得到的合成泡沫灭火剂，配成6％合成泡沫灭火剂的样品(离子水、合成泡沫灭火剂的质量比为94：6)，对其进行理化性质、灭火性能测试，其中理化性质包括ph值、凝固点等；灭火性能包括灭火时间、抗烧时间、发泡倍数、25％析液时间等。本实施例制备的合成泡沫灭火剂的质量检测结果见表2。
表2实施例2制备的合成泡沫灭火剂的特性参数
注：表2中的特征值是指由受检方提供的泡沫液和泡沫溶液的物理、化学性能值，其中ph值、灭火时间、抗烧时间的特征值为gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的规定值；检测时，结论的评定均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》的标准要求。
由表2可知，本实施例制备的合成泡沫灭火剂的灭火时间、抗烧时间均在缓施放的供泡方式下进行，ph值、灭火时间、抗烧时间均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的规定范围；并且该合成泡沫灭火剂的抗烧时间为11min，大于gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的缓施放最低标准值(10min)，说明本实施例的合成泡沫灭火剂的抗烧性能良好，泡沫的热稳定较好。
与淡水混合使用扑灭火灾的效果相比，本实施例的合成泡沫灭火剂与海水混合使用时，同样能够5min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为11min，说明该合成泡沫灭火剂与海水混合使用同样表现出良好的灭火效果，具有较理想的耐海水性。
本实施例的合成泡沫灭火剂的凝固点为-15℃，说明该合成泡沫灭火剂能够适于北方寒冷地区使用，拓宽了合成泡沫灭火剂的使用范围。
该合成泡沫灭火剂的发泡倍数(温度处理前)、25％析液时间(温度处理前)分别为7.0、5.0min，其中，发泡倍数(温度处理前)为7.0，说明该合成泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)；25％析液时间(温度处理前)可达5.0min，说明合成泡沫灭火剂的泡沫稳定性好。
此外，本实施例制备的合成泡沫灭火剂经过测定，无可见分层和非均相，不受冻结和融化的影响，说明该合成泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好。
实施例3：
(1)制备合成泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水(600kg)、咪唑啉(50kg)、全氟壬烯氧基苯磺酸钠(30kg)、烷基糖苷apg1012(200kg)、尿素(120kg)，在常温下搅拌反应1.5h，得到反应液；
其中，咪唑啉为表面活性剂，毒性极低，发泡性很好，具有优异的乳化性能以及良好的生物降解性；全氟壬烯氧基苯磺酸钠为氟碳表面活性剂，其具有高表面活性，高耐热稳定性，使形成的泡沫更加稳定；烷基糖苷apg1012为发泡剂；尿素为稳定剂，使灭火剂形成的泡沫稳定，成膜性能更好；
(2)中间控制：
将步骤(1)得到的反应液，通过添加烧碱或磷酸二氢钾调节ph值至8.0，得到混合液；其中，若步骤(1)得到的反应液的ph值大于8.0，则添加磷酸二氢钾将步骤(1)得到的反应液ph值调节至8.0；若步骤(1)得到的反应液的ph值小于8.0，则添加烧碱将步骤(1)得到的反应液ph值调节至8.0；
(3)消泡：
将步骤(2)得到的混合液，自然静置处理36h，得到合成泡沫灭火剂。
(4)质量检测：
将步骤(3)得到的合成泡沫灭火剂，配成6％合成泡沫灭火剂的样品(离子水、合成泡沫灭火剂的质量比为94：6)，对其进行理化性质、灭火性能测试，其中理化性质包括ph值、凝固点等；灭火性能包括灭火时间、抗烧时间、发泡倍数、25％析液时间等。本实施例制备的合成泡沫灭火剂的质量检测结果见表3。
表3实施例3制备的合成泡沫灭火剂的特性参数
注：表3中的特征值是指由受检方提供的泡沫液和泡沫溶液的物理、化学性能值，其中ph值、灭火时间、抗烧时间的特征值为gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的规定值；检测时，结论的评定均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》的标准要求。
由表3可知，本实施例制备的合成泡沫灭火剂的灭火时间、抗烧时间均在缓施放的供泡方式下进行，ph值、灭火时间、抗烧时间均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的规定范围；并且该合成泡沫灭火剂的抗烧时间为12min，大于gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的缓施放最低标准值(10min)，说明本实施例的合成泡沫灭火剂的抗烧性能良好，泡沫的热稳定较好。
与淡水混合使用扑灭火灾的效果相比，本实施例的合成泡沫灭火剂与海水混合使用时，同样能够5min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为12min，说明该合成泡沫灭火剂与海水混合使用同样表现出良好的灭火效果，具有较理想的耐海水性。
本实施例的合成泡沫灭火剂的凝固点为-16℃，说明该合成泡沫灭火剂能够适于北方寒冷地区使用，拓宽了合成泡沫灭火剂的使用范围。
该合成泡沫灭火剂的发泡倍数(温度处理前)、25％析液时间(温度处理前)分别为7.5、5.0min，其中，发泡倍数(温度处理前)为7.5，说明该合成泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)；25％析液时间(温度处理前)可达5.0min，说明合成泡沫灭火剂的泡沫稳定性好。
此外，本实施例制备的合成泡沫灭火剂经过测定，无可见分层和非均相，不受冻结和融化的影响，说明该合成泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好。
本发明制备的合成泡沫灭火剂的理化性质(ph值、凝固点)、灭火性能(灭火时间、抗烧时间、发泡倍数、25％析液时间)较佳，广泛用于扑灭b类火灾。