CN105344056A - 一种新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂及其制备方法，该泡沫灭火剂由如下重量份的组分组成：20-60份剥离型层状硅酸盐水合浆料；0.2-2份氟碳表面活性剂；1-15份碳氢表面活性剂；1-10份增稠剂；3-10份有机溶剂；水10-50份。制备方法为对层状硅酸盐颗粒无机改性后采用胶体磨研磨，获得剥离型层状硅酸盐浆料，加入氟碳表面活性剂获得有机改性层状硅酸盐浆料，与增稠剂、有机溶剂和水混合，形成混合液，将碳氢表面活性剂加入上述混合液中，即得所述泡沫灭火剂。该灭火剂融合了水成膜泡沫和无机超微片状粒子对泡沫的增强技术，具有灭火速度快，抗烧能力强，成本低，无污染的特点。

Description

一种新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种灭火剂及其制备方法，特别涉及一种泡沫灭火剂及其制备方法。
背景技术
随着现代化工业的不断发展，对能源的依赖程度越来越强，特别是石油对外依存度日益加大，超大型油罐储区快速增加，一旦失火，极难控制。目前用于扑救油类火灾的灭火剂主要有干粉灭火剂、细水雾灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂等。干粉灭火剂灭火性能差，易发生复燃；细水雾灭火剂灭火速度较快，但更适宜扑救封闭空间类火灾；氟蛋白泡沫灭火剂灭火速度快，但是抗烧能力不强且具有腐蚀性，保质期短；水成膜泡沫灭火剂是当前较为理想的灭火剂，但是其抗烧性和在高温火场中的抗消泡能力仍然难以满足超大型油罐火灾的扑救要求，且其含有在环境中难以降解的全氟辛烷磺酸盐(PFOS)和全氟辛酸铵(PFOA)等C8类氟碳表面活性剂，具有潜在的环境污染风险，欧盟已禁止使用。因此，亟需开发一种能够替代水成膜泡沫灭火剂的环保高效、抗烧性能优异的泡沫灭火剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗烧能力强、灭火速度快，且价廉、环保的泡沫灭火剂。
为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：
本发明的一种新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，由如下重量份的原料制成：20-60份的剥离型层状硅酸盐水合浆料；0.2-2份的氟碳表面活性剂；1-15份的碳氢表面活性剂；1-10份的增稠剂；3-10份有机溶剂；水10-50份。
层状硅酸盐选取蒙脱土、蛭石、高岭土中的一种以上，粒径为500～4000目，优选1000-3000目。
所述剥离型层状硅酸盐水合浆料中蛭石与水的重量比为50:50。
氟碳表面活性剂选取非离子型氟碳表面活性剂FKY-1130、阳离子型全氟烷基季胺盐碘化物JF-134、阳离子型氟碳表面活性剂UFC01、阳离子型氟碳表面活性剂FK-531、甜菜碱型两性离子氟碳表面活性剂JF-006中的一种以上，优选非离子型氟碳表面活性剂FKY-1130、阳离子型氟碳表面活性剂UFC01或者它们的混合物。
碳氢表面活性剂选取十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、十二烷基甜菜碱、烷基糖苷酰胺、十六烷基溴化铵中的一种以上，优选十二烷基硫酸钠、烷基糖苷酰胺或者它们的混合物。
增稠剂选用黄原胶、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种以上，优选羧甲基纤维素钠。
有机溶剂选取乙二醇、乙二醇丁醚、异丙醇中的一种以上，优选乙二醇、异丙醇或者它们的混合物。
泡沫灭火剂制备方法包括以下步骤：(1)将符合要求的层状硅酸盐颗粒在50-80℃水浴中进行无机改性12-48h；(2)采用胶体磨对改性后悬浮体进行研磨，获得剥离型层状硅酸盐浆料；(3)常温下，向浆料中加入氟碳表面活性剂，充分搅拌经阳离子交换或表面吸附获得插层型有机改性层状硅酸盐水合浆料；(4)将浆料与增稠剂、有机溶剂和水混合，形成混合液；将碳氢表面活性剂加入上述混合液中，得到浓缩液，即为所述的泡沫灭火剂。
对层状硅酸盐颗粒的无机改性剂选取氯化钠、氯化钾、氯化镁、碳酸氢钠、碳酸氢钾和硫酸钾中的一种以上，优选氯化钠、氯化钾或者它们的混合物。
本发明的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂各组分作用如下：
改性层状硅酸盐超微粒子是该灭火剂的关键成分，其主要作用是增强泡沫骨架强度和泡沫的保水能力，从而提高泡沫的抗烧性能；
氟碳表面活性剂和碳氢表面活性剂是灭火剂的主要成分，通过二者复配，有效降低水溶液表面张力和界面张力并发泡，在燃料表面形成一层水膜和泡沫保护层，达到快速灭火的目的；
增稠剂的主要作用是稳定泡沫，在灭火过程中起辅助抗烧作用；
水的主要作用是用来稀释原材料和降低火场温度。
由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：
(1)本发明的泡沫灭火剂融合了水成膜和超微片状粒子对泡沫的增强技术，通过成膜覆盖、蒸发吸热和超微粒子的增强作用，实现快速灭火和抗烧、抗复燃；
(2)本发明的泡沫灭火剂，特别适用于扑救大型油类火灾，采用的超微层状硅酸盐粉体可以大幅提高泡沫的抗烧能力，增加泡沫对油品的封闭时间；
(3)氟碳表面活性剂采用国产环保型氟碳表面活性剂(不含PFOS)且用量低，大大降低了生产成本，提高了环保性能。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明及其用途，但不用来限制本发明的保护范围。
实施例1：称取25kg粒径为500～4000目的可膨胀蛭石颗粒，采用氯化镁在60℃水浴中对蛭石进行无机改性，改性时间为24h；而后采用胶体磨对改性后悬浮体进行研磨，获得剥离型层状硅酸盐浆料；常温下，向浆料中加入1kg非离子型氟碳表面活性剂FKY-1130，充分搅拌；将浆料与8kg聚丙烯酰胺、黄原胶的混合物、7kg乙二醇丁醚和22kg水混合，形成混合液；将12kg烷基糖苷加入上述混合液中，得到浓缩液，即为所述的泡沫灭火剂。
所得灭火剂灭火等级为IA级，灭火时间40秒，抗烧时间30分钟12秒。
实施例2：称取10kg粒径为1000-3000目的蒙脱土颗粒，采用氯化钠、氯化钾的混合物在50℃水浴中对蒙脱土进行无机改性，改性时间为48h；而后采用胶体磨对改性后悬浮体进行研磨，获得剥离型层状硅酸盐浆料；常温下，向浆料中加入0.2kg甜菜碱型两性离子氟碳表面活性剂JF-006与阳离子型氟碳表面活性剂UFC01的混合物，充分搅拌；将浆料与10kg羧甲基纤维素钠、10kg乙二醇和异丙醇混合物和50kg水混合，形成混合液；将9kg十二烷基硫酸钠与烷基糖苷酰胺的混合物加入上述混合液中，得到浓缩液，即为所述的泡沫灭火剂。
所得灭火剂灭火等级为IA级，灭火时间31秒，抗烧时间20分钟35秒。
实施例3：称取30kg粒径为500～4000目的可膨胀蛭石、高岭土混合物，采用碳酸氢钠在80℃水浴中对蛭石进行无机改性，改性时间为12h；而后采用胶体磨对改性后悬浮体进行研磨，获得剥离型层状硅酸盐浆料；常温下，向浆料中加入2kg非离子型氟碳表面活性剂FKY-1130与阳离子型氟碳表面活性剂FK-531的混合物，充分搅拌；将浆料与10kg甲基纤维素、5kg乙二醇丁醚和13kg水混合，形成混合液；将10kg十二烷基甜菜碱加入上述混合液中，得到浓缩液，即为所述的泡沫灭火剂。
所得灭火剂灭火等级为IA级，灭火时间42秒，抗烧时间27分钟40秒。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于，由如下重量份的组分组成：20-60份剥离型层状硅酸盐水合浆料；0.2-2份氟碳表面活性剂；1-15份碳氢表面活性剂；1-10份增稠剂；3-10份有机溶剂；水10-50份。
2.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述剥离型层状硅酸盐水合浆料中的层状硅酸盐选取蒙脱土、蛭石、高岭土中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述剥离型层状硅酸盐水合浆料中的层状硅酸盐的粒径为500～4000目。
4.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述剥离型层状硅酸盐水合浆料中蛭石与水的重量比为50:50。
5.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述氟碳表面活性剂选取非离子型氟碳表面活性剂FKY-1130、阳离子型全氟烷基季胺盐碘化物JF-134、阳离子型氟碳表面活性剂UFC01、阳离子型氟碳表面活性剂FK-531、甜菜碱型两性离子氟碳表面活性剂JF-006中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述碳氢表面活性剂选取十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、十二烷基甜菜碱、烷基糖苷酰胺、十六烷基溴化铵中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述增稠剂选取黄原胶、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、聚丙烯酰胺中的一种以上。
8.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂，其特征在于：所述有机溶剂选取乙二醇、乙二醇丁醚、异丙醇中的一种以上。
9.根据权利要求1所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)将粒径为500～4000目的层状硅酸盐颗粒在50-80℃水浴中进行无机改性12-48h；
(2)采用胶体磨对改性后悬浮体进行研磨，获得剥离型层状硅酸盐浆料；
(3)常温下，向浆料中加入氟碳表面活性剂，充分搅拌经阳离子交换或表面吸附获得有机改性层状硅酸盐浆料；
(4)将浆料与增稠剂、有机溶剂和水混合，形成混合液；将碳氢表面活性剂加入上述混合液中，得到浓缩液，即为所述的泡沫灭火剂。
10.根据权利要求9所述的新型水成膜抗烧型泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，对层状硅酸盐颗粒进行无机改性使用的改性剂选取氯化钠、氯化钾、氯化镁、碳酸氢钠、碳酸氢钾和硫酸钾中的一种以上。
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