CN103505841A - 一种具有固化发泡特性的水系灭火剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有固化发泡特性的水系灭火剂及制备方法，所述具有固化发泡特性的水系灭火剂按质量份，包括：受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料，5～40份；表面活性剂，0.1～2份；水溶性增稠剂，0.1～1份；水，57～94份。制备方法为：先将受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料在粉碎机中磨细至1250目以上，与表面活性剂在高速分散机中充分分散、润湿、混合后，再在搅拌釜中与水溶性增稠剂的水溶液混合均匀。本发明涉及的水系灭火剂在水中分散均匀、储存稳定，在油面上铺展迅速、悬浮稳定，受热后发泡成膜、累积覆盖，具有抗烧时间特别长的优点，尤其适合超大型油罐的灭火救援。

Description

一种具有固化发泡特性的水系灭火剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种灭火剂及其制备方法，特别涉及一种具有固化发泡特性的水系灭火剂及制备方法。

背景技术

水系灭火剂生产成本低、使用方便，是应用最为普遍的灭火剂种类。扑救大型油罐火灾最常用的水系灭火剂是水成膜泡沫灭火剂，该灭火剂是一种以碳氢表面活性剂和氟碳表面活性剂为基料的泡沫液，可在某些烃类表面上形成一层水膜，具有高效、环保、保质期长等特点，但价格昂贵，抗烧性能不高。国标GB15308-2006《泡沫灭火剂》中规定低倍泡沫液对非水溶性液体燃料的抗烧水平A级（最高级）的抗烧时间为大于10min，对于某些特大型火灾，火灾的持续时间可能长达几小时甚至几天，水成膜泡沫灭火剂的抗烧时间不能满足要求。水成膜泡沫灭火剂的抗烧时间由泡沫的析液时间决定，而基于现有技术改善其析液时间受到局限，因此需要不断开发新型灭火剂，满足现实需求。

发明内容

为了解决以上背景技术中所提到的问题，本发明提出了液体灭火剂新理论：水系灭火剂抗烧成分受热后固化发泡，形成耐高温的固体泡沫，累积覆盖完成灭火。具有固化发泡特性的水系灭火剂是根据该理论设计的灭火剂配方体系，在不改变水系灭火剂优点的情况下，可以实现受热后固化发泡、累积覆盖的灭火作用，是一种全新的灭火剂。

一种具有固化发泡特性的水系灭火剂，按质量份，包括：受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料，5～40份；表面活性剂，0.1～2份；水溶性增稠剂，0.1～1份；水，57～94份。

受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料可以选用以下物质中的至少一种：氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、蛭石、云母、珍珠岩、可膨胀石墨、硅酸、硅酸钠、硼酸、硼酸钠、硼酸锌、硫酸铝、硫酸钾铝、磷酸铵、磷酸氢铵、聚磷酸铵、磷酸铝、磷酸氢铝、聚磷酸铝、碳酸铵、碳酸氢铵，三聚氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、尿素、脲醛树脂、酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、钼改性酚醛树脂、芳烃改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、胺类改性酚醛树脂、磷改性酚醛树脂，优选有一定阻燃作用的耐温材料。

表面活性剂选取以下物质中的至少一种：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、有机硅表面活性剂。所述表面活性剂能改变受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料的表面和界面性质并能降低水的表面张力。以上表面活性剂也可以是含氟的表面活性剂，优选有机硅表面活性剂或含氟的表面活性剂。

所述阴离子表面活性剂包括硬脂酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐；阳离子表面活性剂包括脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、烷基苄基季铵盐、杂环类铵盐或季铵盐；两性离子表面活性剂包括羧基甜菜碱、磺酸基甜菜碱、硫酸基甜菜碱和氨基酸型两性离子表面活性剂；非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇酰胺，烷基糖苷；有机硅表面活性剂包括氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、环氧改性硅油、酯改性硅油；以上表面活性剂可以是含氟的表面活性剂。

水溶性增稠剂选取以下物质中的至少一种：羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、改性淀粉醚、甲基纤维素醚、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇双硬脂酸酯、黄原胶、明胶。水溶性增稠剂能改变灭火剂流变性能。

本发明涉及的水系灭火剂的制备方法为先将受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料在粉碎机中磨细至1250目以上，与表面活性剂在高速分散机中充分分散、润湿、混合后，再在搅拌釜中与水溶性增稠剂的水溶液混合均匀。

受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料获得受热发泡成膜、累积覆盖能力；表面活性剂获得在油面上的快速铺展、在油面上的悬浮稳定性能；水溶性增稠剂获得分散稳定性和长储稳定性。上述组分经充分分散、润湿、混合制成具有良好流动性的水系灭火剂，灭火剂稀释一定倍率后用于油类火的灭火使用。

本发明提供的一种抗烧时间特别长的具有固化发泡特性的水系灭火剂具备水成膜泡沫灭火剂的铺展性能，同时兼具固化发泡特性，形成的固体泡沫耐高温，并具有累积覆盖作用。本发明涉及的灭火剂在水中分散均匀、储存稳定，在油面上铺展迅速、悬浮稳定，受热后发泡成膜、累积覆盖，具有抗烧时间特别长的优点，尤其适合超大型油罐的灭火救援，是消防部队提高超大型油罐事故应急救援能力亟待解决的技术关键，具有很好的应用前景。

具体实施方式

实施例1（配方中均为质量份）

可膨胀石墨10，云母10；

十二烷基硫酸钠0.95，全氟烷基苄基季铵盐氟碳表面活性剂0.05；

甲基羟丙基纤维素0.7；

水：78.3。

在粉碎机中将10份可膨胀石墨，10份云母磨细至1250目，在高速分散机中将已经磨细的10份可膨胀石墨，10份云母与0.95份十二烷基硫酸钠，0.05份全氟烷基苄基季铵盐氟碳表面活性剂混合分散10min得混合物，在搅拌釜中用78.3份水溶解0.7份甲基羟丙基纤维素后加入上述所得的混合物中，搅拌混合均匀得到灭火剂。按照国标GB15308-2006《泡沫灭火剂》进行灭火实验。灭火时间2.9min，抗烧时间可达20min。

实施例2（配方中均为质量份）

可膨胀石墨10，硼改性酚醛树脂15，硼酸锌10；

烷基糖苷APG12161.75，全氟甜菜碱氟碳表面活性剂0.05；

聚丙烯酸钠0.5；

水：62.7。

在粉碎机中将10份可膨胀石墨，15份硼改性酚醛树脂，10份硼酸锌磨细至1250目，在高速分散机中将已经磨细的10份可膨胀石墨，15份硼改性酚醛树脂，10份硼酸锌与1.75份烷基糖苷APG1216，0.05份全氟甜菜碱氟碳表面活性剂混合分散10min得混合物，在搅拌釜中用62.7份水溶解0.5份聚丙烯酸钠后加入上述所得的混合物中，搅拌混合均匀得到灭火剂。按照国标GB15308-2006《泡沫灭火剂》进行灭火实验。灭火时间2.8min，抗烧时间可达35min。

实施例3（配方中均为质量份）

硼酸10，硼改性酚醛树脂10，聚磷酸铵10；

聚醚改性硅油0.1，全氟脂肪醇聚氧乙烯醚0.1；

黄原胶0.3；

水：69.5

在粉碎机中将10份硼酸，10份硼改性酚醛树脂，10份聚磷酸铵磨细至1250目，在高速分散机中将已经磨细的10份硼酸，10份硼改性酚醛树脂，10份聚磷酸铵与0.1份聚醚改性硅油，0.1份全氟脂肪醇聚氧乙烯醚混合分散10min得混合物，在搅拌釜中用69.5份水溶解0.3份黄原胶后加入上述所得的混合物中，搅拌混合均匀得到灭火剂。按照国标GB15308-2006《泡沫灭火剂》进行灭火实验。灭火时间2.5min，抗烧时间可达40min。

实施例4（配方中均为质量份）

磷酸铝10，三聚氰胺甲醛树脂10，聚磷酸铵5；

烷基糖苷APG12161.8，全氟脂肪醇聚氧乙烯醚0.1；

甲基羟丙基纤维素0.5

水：72.6。

在粉碎机中将10份磷酸铝，10份三聚氰胺甲醛树脂，5份聚磷酸铵磨细至1250目，在高速分散机中将已经磨细的10份磷酸铝，10份三聚氰胺甲醛树脂，5份聚磷酸铵与1.8份烷基糖苷APG1216，0.1份全氟脂肪醇聚氧乙烯醚混合分散10min得混合物，在搅拌釜中用72.6份水溶解0.5份甲基羟丙基纤维素后加入上述所得的混合物中，搅拌混合均匀得到灭火剂。按照国标GB15308-2006《泡沫灭火剂》进行灭火实验。灭火时间2.2min，抗烧时间可达40min。

与现有灭火剂相比，本发明的灭火剂添加了抗烧材料，抗烧材料经表面活性剂处理后在水中分散均匀、储存稳定，在油面上铺展迅速、悬浮稳定，受热后发泡成膜、累积覆盖，具有抗烧时间长的优点，尤其适合超大型油罐的灭火救援。

实验例：将上述实施例1～实施例4制作的水系灭火剂与传统灭火剂比较。

Claims (7)

1.一种具有固化发泡特性的水系灭火剂，其特征在，按质量份，包括：受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料，5～40份；表面活性剂，0.1～2份；水溶性增稠剂，0.1～1份；水，57～94份。

2.根据权利要求1所述的具有固化发泡特性的水系灭火剂，其特征在于：所述受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料选取以下物质中的至少一种：氧化硅、氧化铝、氧化钛、碳酸钙、蛭石、云母、珍珠岩、可膨胀石墨、硅酸、硅酸钠、硼酸、硼酸钠、硼酸锌、硫酸铝、硫酸钾铝、磷酸铵、磷酸氢铵、聚磷酸铵、磷酸铝、磷酸氢铝、聚磷酸铝、碳酸铵、碳酸氢铵，三聚氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、尿素、脲醛树脂、酚醛树脂、硼改性酚醛树脂、钼改性酚醛树脂、芳烃改性酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、胺类改性酚醛树脂、磷改性酚醛树脂。

3.根据权利要求1所述的具有固化发泡特性的水系灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂选取以下物质中的至少一种：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、有机硅表面活性剂。

4.根据权利要求3所述的具有固化发泡特性的水系灭火剂，其特征在于：所述阴离子表面活性剂包括硬脂酸盐、烷基硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐；阳离子表面活性剂包括脂肪胺盐、乙醇胺盐、聚乙烯多胺盐、烷基苄基季铵盐、杂环类铵盐或季铵盐；两性离子表面活性剂包括羧基甜菜碱、磺酸基甜菜碱、硫酸基甜菜碱和氨基酸型两性离子表面活性剂；非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、聚丙二醇的环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、烷基醇酰胺，烷基糖苷；有机硅表面活性剂包括氨基改性硅油、羧基改性硅油、聚醚改性硅油、醇改性硅油、环氧改性硅油、酯改性硅油。

5.根据权利要求1所述的具有固化发泡特性的水系灭火剂，其特征在于：所述表面活性剂为含氟的表面活性剂。

6.根据权利要求1所述的具有固化发泡特性的水系灭火剂，其特征在于：所述水溶性增稠剂选取以下物质中的至少一种：羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、改性淀粉醚、甲基纤维素醚、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙二醇双硬脂酸酯、黄原胶、明胶。

7.根据权利要求1所述的具有固化发泡特性的水系灭火剂的制备方法，其特征在于：先将受热后能固化发泡的有机或无机抗烧材料在粉碎机中磨细至1250目以上，与表面活性剂在高速分散机中充分分散、润湿、混合后，再在搅拌釜中与水溶性增稠剂的水溶液混合均匀。