本发明属于灭火剂制备技术领域，具体涉及一种水成膜泡沫灭火剂的制备方法及应用。
背景技术
随着现代化工业的快速发展，作为能源保障的各类油库、炼油厂、加油站等油类场所起到不可替代的重要作用，同时这些场所的火灾扑救问题，也是消防相关部门长期关注的重点。扑灭油类火灾多采用水成膜泡沫(afff)灭火剂。水成膜泡沫灭火剂，是一种以碳氢表面活性剂与氟碳表面活性剂为基料并能够在某些烃类液体表面形成一层水膜的泡沫灭火剂。与此同时，此类泡沫灭火剂广泛适用于扑灭包含液体火灾和可熔化的固体物质火灾在内的b类火灾，如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡火灾。因此，该泡沫灭火剂在扑救b类火灾中发挥着重要作用。
水成膜泡沫灭火剂的灭火原理主要是在灭火的过程中，泡沫灭火剂会在燃烧物的表面形成一层水膜，使燃烧物与空气隔绝，降低其表面的含氧量，并使泡沫迅速向尚未直接喷射到的区域扩散，从而窒息灭火。
然而，现有技术中生产的水成膜泡沫灭火剂的灭火效率普遍偏低，凝固点较高，不适于北方寒冷地区使用，这便限制了水成膜泡沫灭火剂的使用范围。此外，水成膜泡沫灭火剂引起的环境问题也日益显现出来，其含有的全氟辛烷磺酸盐(pfos)、全氟辛酸铵(pfoa)等c8类氟碳表面活性剂在环境中难降解、易于造成生物累积已被列入《斯德哥尔摩公约》规定的持久性有机污染物名单中，其对生态环境和人类健康的危害性受到越来越多的关注。
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：现有技术中生产的水成膜泡沫灭火剂灭火效率普遍偏低、凝固点较高，灭火剂中含有的全氟辛烷磺酸盐(pfos)、全氟辛酸铵(pfoa)等c8类氢碳表面活性剂在环境中难降解、易于造成生物累积等问题，本发明提供了一种水成膜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)制备水成膜泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水、咪唑林、氟碳表面活性剂1、烷基糖苷apg0810、氟碳表面活性剂2，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，得到水成膜泡沫灭火剂。
步骤(1)中，离子水、咪唑林、氟碳表面活性剂1的质量比为66.5-84：3-8：2-3.5；氟碳表面活性剂1、烷基糖苷apg0810、氟碳表面活性剂2的质量比为2-3.5：10-20：1-2；
步骤(1)中，氟碳表面活性剂1为氟碳表面活性剂1470；氟碳表面活性剂2为氟碳表面活性剂1460；
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水成膜泡沫灭火剂的应用，所述水成膜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)本发明制备的水成膜泡沫灭火剂，抗烧时间长，为12min，说明泡沫的热稳定较好；凝固点较低，为-29℃，充分说明该水成膜泡沫灭火剂可以适于北方寒冷地区使用，拓宽了水成膜泡沫灭火剂的使用范围。
(2)本发明在制备水成膜泡沫灭火剂时，采用的氟碳表面活性剂1460、1470均为c6类氟碳表面活性剂，并且还采用了烷基糖苷apg0810，上述物质的安全性高，绿色环保，不会对环境造成危害，符合当今绿色环保的实验议题。
(3)本实施例的水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用时，同样能够3min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为12min，说明该水成膜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。
(4)本发明制备的水成膜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，说明该水成膜泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好；本发明提供的一种水成膜泡沫灭火剂的制备方法，操作过程简单，条件易于控制，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)制备水成膜泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水(755kg)、咪唑林(50kg)、氟碳表面活性剂1470(30kg)、烷基糖苷apg0810(150kg)、氟碳表面活性剂1460(15kg)，在常温下搅拌反应1.5h，得到反应液。
(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，得到水成膜泡沫灭火剂。
(4)质量检测：
将步骤(3)得到的水成膜泡沫灭火剂，配成1％水成膜泡沫灭火剂的样品(离子水、水成膜泡沫灭火剂的质量比为99：1)，对其进行理化性质、灭火性能测试，其中理化性质包括ph值、表面张力、界面张力、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。本实施例制备的水成膜泡沫灭火剂的质量检测结果见表1。
表1实施例1制备的水成膜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，本实施例制备的水成膜泡沫灭火剂的灭火时间、抗烧时间均在强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》中的规定值。
由于海水中含有大量的阴阳离子，使用一般的水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用扑救火灾时，海水中的离子会破坏泡沫的成膜效果，改变泡沫的溶解性，使水成膜泡沫灭火剂在燃物表面难以形成水膜，进而影响灭火剂对海水火灾的扑灭效果。然而，与淡水混合使用扑救火灾相比，本实施例的水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用时，同样能够3min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为12min，说明该水成膜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。
本实施例的水成膜泡沫灭火剂的凝固点为-26℃，说明该水成膜泡沫灭火剂能够适于北方寒冷地区使用，拓宽了水成膜泡沫灭火剂的使用范围。
该水成膜泡沫灭火剂的表面张力、界面张力、发泡倍数(温度处理前)、25％析液时间(温度处理前)分别为15.7mn/m、2.5mn/m、7.5、3.9min，均与提供的特征值相一致；并且发泡倍数(温度处理前)为7.5，说明该水成膜泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)。
此外，本实施例制备的水成膜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，说明该水成膜泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好。
实施例2：
(1)制备水成膜泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水(665kg)、咪唑林(80kg)、氟碳表面活性剂1470(35kg)、烷基糖苷apg0810(200kg)、氟碳表面活性剂1460(20kg)，在常温下搅拌反应2h，得到反应液。
(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，得到水成膜泡沫灭火剂。
(4)质量检测：
将步骤(3)得到的水成膜泡沫灭火剂，配成6％水成膜泡沫灭火剂的样品(离子水、水成膜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、表面张力、界面张力、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。本实施例制备的水成膜泡沫灭火剂的质量检测结果见表2。
表2实施例2制备的水成膜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，本实施例制备的水成膜泡沫灭火剂的灭火时间、抗烧时间均在强施放的供泡方式下进行，并且ph值、灭火时间、抗烧时间均符合gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的标准要求。
本实施例的水成膜泡沫灭火剂的凝固点为-29℃，充分说明该水成膜泡沫灭火剂能够适于北方寒冷地区使用，扩大了水成膜泡沫灭火剂的使用范围。
该水成膜泡沫灭火剂的表面张力、界面张力、发泡倍数(温度处理前)、25％析液时间(温度处理前)分别为15.6mn/m、3.9mn/m、6.9、3.1min，均与提供的特征值相一致；并且发泡倍数(温度处理前)为6.9，说明该水成膜泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)。
此外，本实施例制备的水成膜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，说明该水成膜泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好。
实施例3：
(1)制备水成膜泡沫灭火剂：
在搅拌罐中加入离子水(840kg)、咪唑林(30kg)、氟碳表面活性剂1470(20kg)、烷基糖苷apg0810(100kg)、氟碳表面活性剂1460(10kg)，在常温下搅拌反应1h，得到反应液。
(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，得到水成膜泡沫灭火剂。
(4)质量检测：
将步骤(3)得到的水成膜泡沫灭火剂，配成3％水成膜泡沫灭火剂的样品(离子水、水成膜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、表面张力、界面张力、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。本实施例制备的水成膜泡沫灭火剂的质量检测结果见表3。
表3实施例3制备的水成膜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，本实施例制备的水成膜泡沫灭火剂的灭火时间、抗烧时间均在强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》中的标准要求；并且抗烧时间为12min，大于gb15308-2006《泡沫灭火剂》中的最低标准要求(10min)，说明本实施例的水成膜泡沫灭火剂的抗烧性能良好，泡沫的热稳定较好。
与扑灭淡水火灾相比，本实施例的水成膜泡沫灭火剂对海水火灾同样能够3min全部扑灭，抗烧时间也同样为12min，说明该水成膜泡沫灭火剂对海水火灾表现出良好的灭火效果，具有较理想的耐海水性。
本实施例的水成膜泡沫灭火剂的凝固点为-28℃，说明该水成膜泡沫灭火剂能够适于北方寒冷地区使用，拓宽了水成膜泡沫灭火剂的使用范围。
该水成膜泡沫灭火剂的表面张力、界面张力、发泡倍数(温度处理前)、25％析液时间(温度处理前)分别为16.2mn/m、2.7mn/m、6.7、4.0min，均与提供的特征值相一致；并且发泡倍数(温度处理前)为6.7，说明该水成膜泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)。
此外，本实施例制备的水成膜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，说明该水成膜泡沫灭火剂抗冻结、融化性能良好。
本发明制备的水成膜泡沫灭火剂的理化性质(ph值、表面张力、界面张力、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。