CN106457013A - 灭火组合物 - Google Patents
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Abstract
灭火浓缩物包含水、为阴离子表面活性剂的第一表面活性剂、为两性表面活性剂的第二表面活性剂、选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂的第三表面活性剂和水以及可选成分,所述第三表面活性剂与第一表面活性剂和第二表面活性剂不同。浓缩物可以与水组合,以提供可以以有效灭火的时间和量应用于火的灭火组合物。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e),要求2014年2月18日提交的美国临时专利申请第61/941,396号的权益,所述申请通过引用整体并入本文。
发明领域
本发明总体上涉及灭火组合物、其浓缩物以及制备和使用所述组合物的方法。
发明背景
不受控制的火灾是人们面对的最危险和不希望的事件之一。因此,对短时间内有效熄灭火焰的灭火组合物存在需求。非常期望那些组合物对环境是无毒的,并且如果它们与人接触,当然期望它们对人是无害的。同样地,非常期望那些组合物的燃烧产物通常对环境是无毒的并且对人和动物的生命是无害的。本发明涉及实现与熄灭不受控制的火焰有关的这些和相关需求。
发明概述
简而言之,本公开提供灭火浓缩物、所述浓缩物的水稀释形式的灭火组合物、制备所述浓缩物和组合物的方法以及使用所述浓缩物和组合物以便灭火的方法。
在一个实施方案中,本公开提供包含水和固体的组合物,所述固体包含选自两性表面活性剂的第一表面活性剂、选自阴离子表面活性剂的第二表面活性剂以及选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与第一表面活性剂和第二表面活性剂不同。可以将所述组合物直接用于灭火,或者可以将其以浓缩形式进行制备,所述浓缩形式可以根据需要进行稀释以提供灭火组合物。所述组合物或其浓缩物可以包含一种或者多种可选成分。示例性的可选成分为无机盐、有机溶剂和增稠剂。
在另一实施方案中,本公开提供包含水和固体的组合物,所述固体包含选自两性表面活性剂的第一表面活性剂、选自阴离子表面活性剂的第二表面活性剂。可以将所述组合物直接用于灭火,或者可以将其以浓缩形式进行制备,所述浓缩形式可以根据需要进行稀释以提供灭火组合物。所述组合物或其浓缩物可以包含一种或者多种可选成分。示例性的可选成分为无机盐、有机溶剂和增稠剂。
在一个实施方案中,本公开提供通过间歇处理方法制备灭火浓缩物的方法。在该实施方案中,通过包含下述的方法来制备灭火浓缩组合物:向容器添加热水、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂以及任选地选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂的第三表面活性剂,其中第三表面活性剂与已经添加的阴离子表面活性剂和两性表面活性剂不同。其它可选成分包括无机盐、有机溶剂和增稠剂;其中在向容器添加组分之后,在添加下一组分之前,搅拌所得的混合物直到其达到完全或者几乎均匀的状态,例如搅拌约30分钟,其中产生最小量的泡沫。
例如,本发明提供制备灭火浓缩组合物的方法,其包括:
a)将水加热至约70-80℃以提供热水;
b)向所述热水添加阴离子表面活性剂;
c)向步骤b)的混合物添加两性表面活性剂;
d)向步骤c)的混合物添加热水;
e)任选地,向步骤d)的混合物添加第三表面活性剂,所述第三表面活性剂选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂,所述第三表面活性剂与已经存在于所述混合物的阴离子表面活性剂和两性表面活性剂不同;
f)向步骤e)的混合物添加无机盐;
g)将步骤f)的混合物冷却至环境温度;以及
h)向步骤f)的所述混合物添加增稠剂;
其中在添加组分后,在添加下一组分之前,将所得的混合物搅拌有效获得均匀或者几乎均匀的混合物的时间,通常约30分钟,其中产生最小量的泡沫。
在一个实施方案中,本公开提供通过连续方法制备灭火浓缩物的方法。在该实施方案中,通过下述来制备灭火浓缩物:提供连续反应器,将水注入连续反应器,向所述连续反应器中的水中添加a)阴离子表面活性剂、b)两性表面活性剂和任选地选自阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的c)第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与已经注入所述反应器的阴离子表面活性剂和两性表面活性剂不同;以及混合组分a)、b)和任选的c)以提供均匀的混合物。任选地,将连续反应器中的水维持在超过50℃的温度。任选地,向所述制剂中添加其它成分,如有机溶剂、无机盐和增稠剂。任选地,连续反应器中存在选自管路混合器(inline mixer)和静态混合器的混合器。
在一个实施方案中,本公开提供由灭火浓缩物形成灭火组合物的方法。根据该实施方案,将水和浓缩物以适合的水:浓缩物比率组合,并且将两种组分混合在一起以形成灭火组合物。可以任选地通过文丘里管的方式实现混合,其中对水流过的管的直径进行限制,以使浓缩物从储存器进入水中,从而提供灭火组合物。
在一个实施方案中,本公开提供灭火的方法,其中所述方法包括将有效量的本公开的灭火组合物应用于火上,持续有效灭火的时间。
以下描述阐明了一个或者多个实施方案的细节。可将与一个示例性实施方案相关的阐明或者描述的特征与其它实施方案的特征相结合。根据说明书和权利要求,其它特征、目的和优势将是显而易见的。此外,将本文参考的所有专利和专利申请的公开内容通过引用整体并入。
发明详述
一方面,本公开提供浓缩形式和稀释形式(即可使用)的灭火组合物。另一方面,本公开提供形成浓缩形式的灭火组合物,然后将该浓缩组合物稀释为稀释形式的方法。另一方面,本公开提供将所述组合物用作灭火方式的方法。
简而言之,除了载体之外,所述组合物包含至少两种活性成分,以及任选地包含至少三种活性成分。那些成分为两性表面活性剂和阴离子表面活性剂,以及当存在第三表面活性剂时,该第三表面活性剂选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂,其与所述第一(两性的)表面活性剂或者所述第二(阴离子的)表面活性剂不同。所述组合物可以包含一种或者多种可选成分,例如,无机盐和增稠剂。载体为水,任选地其与少量有机溶剂组合。一方面,灭火组合物不包含碳-卤键,因此其比包含具有此类键的一种或者多种组分的替代组合物对于环境更加友好。
注意,如本说明书和意图保护的权利要求中所使用的,单数形式“一个/一种(a)”、“一个/一种(an)”和“所述(the)”包括复数指示物,除非上下文另外明确规定。因此,例如,提到的“两性表面活性剂”包括单一的两性表面活性剂以及一种或者多种相同或者不同的两性表面活性剂。
组分
两性表面活性剂
本公开的灭火组合物包含至少一种两性表面活性剂,以及任选地包括多种两性表面活性剂。如本文所使用的,两性表面活性剂为既包含带正电荷的原子又包含带负电荷的原子的分子。表面活性剂分子可以包含聚合物组分,并且还可以包括诸如钠和铵的反离子,但是并不认为反离子是使所述分子为两性表面活性剂的带正电荷或者带负电荷的原子之一。
带正电荷的原子可以为,例如,提供诸如铵基的氮原子,或者可以为提供诸如锍基的硫原子。特定原子上正电荷的存在可以随分子暴露于其中的pH的变化而变化。换言之,本公开的两性表面活性剂不需要在周围溶液的各pH下均含有带正电荷的原子和带负电荷的原子,而可以仅在pH范围内含有这些带电原子。例如,当分子含有带正电荷的氮原子时,所述电荷可以仅在周围溶液(水溶液)的pH足够低(氮原子变为质子化的)时存在。例如,这发生在氮原子为伯胺、仲胺或者叔胺的一部分时。可选地,氮原子可以是不管周围溶液的pH如何而维持其正电荷的季铵离子的一部分。
带负电荷的原子可以为,例如,可以是公认的官能团(例如,羧酸根、硫酸根、磺酸根或者磷酸根)的一部分的氧原子。与正电荷一样,特定原子上负电荷的存在可以随分子暴露于其中的pH的变化而变化。换言之,本公开的两性表面活性剂不需要在周围溶液的各pH下均含有带负电荷的原子和带正电荷的原子,而可以仅在pH范围内含有这些带电原子。例如,当分子含有带负电荷的氧原子时,电荷可以仅在周围溶液(水溶液)的pH足够高(氧原子变为去质子化的)时存在。例如,这可以发生在氧原子为例如羧酸基团的一部分时,其中仅羧酸基团的羧酸盐形式含有带负电荷的氧原子,而相应的羧酸形式含有中性氧原子。
总之,两性表面活性剂不需要在周围溶液的全部可能的pH范围内均含有带正电荷的原子和带负电荷的原子,而是将在一些pH范围内含有这两种带电原子,所述pH范围在本领域中有时被称为等电点pH范围。当两性表面活性剂既含有带正电荷的原子又含有带负电荷的原子时,可以说该表面活性剂处于其两性离子形式。当本文提供两性表面活性剂的化学结构时,术语X可以用于指代可能与在等电点pH范围内带正电或者带负电的原子有关的反离子。示例性的阳离子反离子为钠和铵。示例性的阴离子反离子为氯和磷酸根。值得注意的是,正电荷或者负电荷可以在多个原子内离域。例如,当负电荷在氧原子上并且所述氧原子为羧酸根的一部分时,负电荷在羧酸根的两个氧原子内离域。
此外,以及与所有表面活性剂一样,两性表面活性剂将含有亲脂性(亦称疏水的)区域和疏脂性(亦称亲水的)区域。亲脂性区域可以被称为脂肪区。脂肪区可以由烃部分组成,所述烃部分存在于天然存在的脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺等中,然而其可以可选地通过合成形成,即,其可以是合成产生的诸如聚乙烯、聚丙烯、聚(环氧丙烷)等的片段。如本文所使用的,以及当描述一类两性表面活性剂时,术语“R”将用于指代分子的脂肪区。在不同的实施方案中,R表示中链或者长链脂肪族基团,如:C6-C24片段,即,含有至少6个和多至24个碳原子和任选地任何其它原子(例如,氢、卤素(例如,F、Cl、Br)、氮和氧)的分子片段;C6-C24烃,即,含有6-24个碳原子和足以使碳原子的化合价完整的氢原子的分子片段;C8-C22片段;C8-C22烃;C10-C20片段;C10-C20烃;C12-C18片段;以及C12-C18烃。在不同的实施方案中,R含有至少6个、或者至少8个、或者至少10个、或者至少12个、或者至少14个或者至少16个碳原子。在不同的实施方案中,R含有不超过30个、或者不超过26个、或者不超过24个、或者不超过22个、或者不超过20个或者不超过18个碳原子。术语R可以表示烷基,其中术语烷基是指直链、支链或者环状饱和烃基,其通常含有以上所指定的碳原子范围中的任何数目的碳原子(例如,C6-C24指含有6个至24个碳原子的烷基)。烷基的实例包括3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、辛酸基团、癸酸基团、月桂酸基团、肉豆蔻酸基团、棕榈酸基团、硬脂酸基团、油酸基团、亚油酸基团、亚麻酸基团和山嵛酸基团。
以下若干段落提供了示例性的具体表面活性剂分类以及可以掺入本公开的灭火组合物的具体两性表面活性剂的实例。应当注意,分类并不互相排斥,因为特定的两性表面活性剂可以落入多种分类中,即,两种分类可以在分类所涵盖的表面活性剂方面重叠。表面活性剂领域使用不同的命名法,以特别地对两性表面活性剂和一般地对表面活性剂的种类进行分类和识别,其中所述命名法通常不提供互相排斥的表面活性剂的分类。然而,以下提供了用于本公开的两性表面活性剂。为了方便起见,可以仅参照其带电部分来鉴定表面活性剂。例如,可将两性表面活性剂称为甜菜碱或者甜菜碱表面活性剂,以表明所述两性表面活性剂包含甜菜碱基团。作为另一实例,当两性表面活性剂包含羟基磺基甜菜碱基团时,可将此类表面活性剂称为羟基磺基甜菜碱表面活性剂,或者当上下文允许时,甚至更简化为羟基磺基甜菜碱。可选地,可以说两性表面活性剂包含明确鉴定的带电基团,如甜菜碱或者甜菜碱基团、羟基磺基甜菜碱基团、氧化胺基团等。
在一些下述化学结构中,将术语“L”用于指代连接基团。连接基团是将存在于两性表面活性剂中的两个显著官能团连接在一起的原子的短链。在一个实施方案中,L为亚甲基,即,-CH2-。在一个实施方案中,L为亚乙基,即,-CH2CH2-。在一个实施方案中,L为亚丙基,即,-CH2CH2CH2-。连接基团可以包含在亚烷基链上的取代基,其中所述取代基可以为,例如卤素、羟基或者短链(约C1-C4)烷基。在一个实施方案中,L为羟基取代的亚丙基,例如-CH2CH(OH)CH2-。在另一实施方案中,L为甲基取代的亚甲基,例如,-CH(CH3)-。在一个实施方案中,L为亚甲基、亚乙基或者亚丙基,各自任选地经羟基取代。在一个实施方案中,L为二甲醚,即,-CH2-O-CH2-。在一个实施方案中,L为1-5个选自碳和氧的原子的链,其中所述链任选地经羟基或者卤化物取代。
可以将以下术语中的任一个用于明确陈述“两性表面活性剂”,以由此提供用于本公开的实施方案的两性表面活性剂的选择:烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基氧化胺、烷基两性乙酸盐、烷基甜菜碱、烷基羧基甘氨酸盐、烷基甘氨酸盐、烷基磺基甜菜碱、磺基甜菜碱、烷基两性丙酸盐、烷基两性甘氨酸盐、烷基酰氨基丙基羟基磺基甜菜碱、酰基牛磺酰盐以及酰基谷氨酸盐。这些术语中的每一个都是本领域已知的,并且以下描述了这些术语中的许多。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为甜菜碱表面活性剂,其意为所述表面活性剂包含甜菜碱基团。甜菜碱表面活性剂可以是烷基酰胺丙基甜菜碱,当所述烷基为直链烷基时,其可以由化学结构CH3-(CH2)n-CONH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2-COOX表示。更一般地,酰胺丙基甜菜碱可以由化学结构R-CONH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2-COOX表示。这些都是烷基酰氨基甜菜碱的实例。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基酰氨基硫代甜菜碱,其可以由化学结构R-CONH-L-N(CH3)2-(CH2)m-SO2OX表示,其中L为亚丙基。该类的子集为通过用丙烷磺酸内酯(propanesulfone)将烷基苯二甲基胺季铵化而获得的烷基苯二甲基丙磺酸铵(alkylbenzene dimethyl ammonium propanesulfonate)。此外,亚丙基连接基团L可以是例如经羟基(其提供了2-羟基-1-丙磺酸盐衍生物)取代的,以提供适用于本发明的组合物的另一两性表面活性剂。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基氨基酸型两性表面活性剂,其可以由化学结构R-NH-L-COOX表示,其中R和L如上所定义。例如,R可以来自椰子油,L可以为亚乙基并且X可以为钠离子。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基甜菜碱两性表面活性剂,其可以由化学结构R-N(CH3)2-L-COOX表示,其中R为烷基并且L为连接基团。与本文公开的其它两性表面活性剂一样,R基团可以为脂肪族基团,而不限于烷基,然而在一个实施方案中,R表示烷基。如先前所述,在一个实施方案中,连接基团可以为亚甲基。然而,烷基甜菜碱还包含α-(N,N,N-三烷基铵)链烷酸盐,其具有结构R1-N(R2)(R3)-C(R4)H-COOX,其中L为烷基取代的亚甲基。使用各种可选的以及有时更具体的名称来命名烷基甜菜碱,例如,N-烷基-N,N-二甲基甘氨酸;N-烷基-N,N-二甲基-N-羧基甲基铵甜菜碱;烷基-二甲基乙酸铵或者烷基-二甲基醋酸铵。Cosmetic,Toiletry and Fragrance Association,Inc.(CTFA)将这些产品命名为烷基-甜菜碱。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基咪唑啉衍生的两性表面活性剂,其可以由化学结构R-CONH-L-N(CH2CH2OH)CH2COONa表示。在另一实施方案中,烷基咪唑啉衍生的两性表面活性剂为二酸,其可以由化学结构R-CON(CH2CH2OH)-L-N(CH2COONa)2表示。在这些实施方案的任一个中,连接物L任选为亚乙基。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基亚氨基二酸两性表面活性剂,其可以由化学结构R-N(CH2CH2COONa)2表示。在可选实施方案中,烷基亚氨基二酸两性表面活性剂由化学结构R-N(CH2CH2CH2COONa)2或者R-N(CH2COONa)2表示。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基硫代甜菜碱两性表面活性剂。烷基硫代甜菜碱的化学结构可以表示为R-N(CH3)2-L-SO2OX(有时也表示为-L-SO3X),其中R为烷基并且L为亚甲基。以下为可以用于本发明的实践中的具体烷基硫代甜菜碱的示例:辛酰基硫代甜菜碱、十六烷基硫代甜菜碱、月桂基硫代甜菜碱、肉豆蔻基硫代甜菜碱、正辛基硫代甜菜碱、棕榈基硫代甜菜碱、十四烷基硫代甜菜碱。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为烷基磺基甜菜碱,其为CTFA优选的术语。烷基磺基甜菜碱为包含丙磺酸根的硫代甜菜碱两性表面活性剂,即,L-SO3X,其中L为亚丙基。烷基磺基甜菜碱具有化学结构R-N(CH3)2-CH2CH2CH2-SO2OX。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱,其可以由化学结构R(C=O)-NH-(CH2)3-N(CH3)2-CH2COOX表示。这类酰胺丙基甜菜碱还可以被称为烷基酰胺丙基甜菜碱,因为R可以为烷基。通常通过下述来合成烷基酰胺丙基甜菜碱表面活性剂:将脂肪酸(例如,来自诸如椰子油的天然油的脂肪酸)与3,3-二甲基氨基丙胺反应,以提供酰氨基丙基二甲胺中间体,所述中间体继而与一氯乙酸钠反应以提供相应的甜菜碱。甜菜碱表面活性剂通常以用于其制备的脂肪酸的来源进行命名,例如,椰子油提供椰油酰胺丙基甜菜碱,并且异硬脂酸提供异硬脂酰胺丙基甜菜碱。适用于本发明的许多烷基酰胺丙基甜菜碱表面活性剂可以以固体和溶液形式商购获得,并且可以购买自不同的供应商。
以下为可以用于本发明的实践中的具体的示例性酰胺丙基甜菜碱:杏仁油酰胺丙基甜菜碱、野杏油酰胺丙基甜菜碱(apricotamidopropyl betaine)、鳄梨油酰胺丙基甜菜碱、巴巴苏油酰胺丙基甜菜碱、山嵛酰胺丙基甜菜碱、低芥酸菜子油酰胺丙基甜菜碱、辛酰/癸酰胺丙基甜菜碱(由辛酸和癸酸的混合物形成)、椰油/油酰胺丙基甜菜碱、椰油/葵花籽油酰胺丙基甜菜碱(由椰子油和葵花籽油的混合物形成)、大花可可脂肪酰胺丙基甜菜碱(由大花可可树的浆制成)、异硬脂酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、白池花籽油酰胺丙基甜菜碱(由白池花籽油形成)、牛奶酰胺丙基甜菜碱、貂油酰胺丙基甜菜碱(由貂油形成)、肉豆蔻基酰胺丙基甜菜碱、燕麦油酰胺丙基甜菜碱(由燕麦(Avena Sativa)(oal)仁油形成)、油酰胺丙基甜菜碱、橄榄油酰胺丙基甜菜碱、棕榈油酰胺丙基甜菜碱(由棕榈油形成)、棕榈酰胺丙基甜菜碱、棕榈仁油酰胺丙基甜菜碱(由棕榈仁油形成)、蓖麻醇酸酰胺丙基甜菜碱、芝麻酰胺丙基甜菜碱、牛油树脂酰胺丙基甜菜碱(由牛油果树(ButyrospermumParkii)(牛油树脂)形成)、大豆油酰胺丙基甜菜碱、硬酯酰胺丙基甜菜碱、牛脂酰氨基丙基甜菜碱、十一碳烯酰胺丙基甜菜碱以及麦胚芽油酰胺丙基甜菜碱(由小麦胚芽中的油形成)。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为氧化胺两性表面活性剂,其可以由化学结构R-N(CH3)2-O-表示,其中R为亲脂性基团。示例性R基团为亲脂性烷基,其中含有R为烷基的氧化胺表面活性剂通常被称为烷基氨基氧化物。示例性的烷基为辛酸基团、癸酸基团、月桂酸基团、肉豆蔻酸基团、棕榈酸基团、硬脂酸基团、油酸基团、亚油酸基团、亚麻酸基团和山嵛酸基团。示例性的氧化胺两性表面活性剂包括椰油酰胺丙基氧化胺和月桂基二甲基氧化胺(也称为十二烷基二甲基氧化胺、N,N-二甲基十二烷基胺N-氧化物和DDAO)、大豆油酰胺丙基氧化胺以及肉豆蔻基氧化胺。胺基的氮原子可以如上所示与两个甲基键合,然而,作为替代方案,氮原子可以与两个羟乙基键合以提供结构R-N(CH2CH2OH)2-O-。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为氨基酸型两性表面活性剂。这种类型的两性表面活性剂在某些pH范围内表现出两性离子结构,所述pH范围取决于表面活性剂的结构。这种类型的两性表面活性剂的常见实例为结构R-NH-CH2CH2-COOH的氨基酸,其中R为脂肪族基团。这些有时被称为脂肪族氨基酸,或者当处于相应的羧酸盐形式时,更确切地被称为脂肪族氨基丙酸盐。该结构的变型含有两个羧酸基团,即,具有结构R-N(CH2CH2COOH)2,当处于相应的羧酸盐形式时,其被命名为脂肪亚氨基二丙酸盐。可以将这些种类的两性表面活性剂中的任一种用于本公开的组合物中。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为两性乙酸盐两性表面活性剂,其除了包含脂肪族基团和在适合的pH下将变为带正电荷的化学基团以外,还包含化学结构-CH2-CO2X。这些表面活性剂有时被称为两性甘氨酸盐。在一个实施方案中,两性乙酸盐两性表面活性剂可以由化学结构R(CO)NH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)(CH2CO2X)表示,其中R可以为烷基或者R(CO)可以为衍生自例如发现于椰子油中的脂肪酸的脂肪酰基,以提供例如椰油酰两性基乙酸盐。可以如在美国专利6232496中所公开的,通过将式R(CO)NH-CH2CH2-NHCH2CH2OH的化合物与甲醛和氰化物反应来制备此类两性乙酸盐表面活性剂。在适当条件下,这种两性乙酸盐可以互变为包含提供带正电荷的化学基团的咪唑鎓基团的相应的两性乙酸盐两性表面活性剂,如月桂酰两性基乙酸盐(钠盐)。
两性乙酸盐两性表面活性剂可以包含两种而非一种乙酸根,以提供具有化学结构R(CO)NH-CH2CH2-N(CH2CH2OCH2CO2X)(CH2CO2X)的两性表面活性剂。示例性的两性乙酸盐两性表面活性剂包括椰油酰两性基二乙酸二钠、椰油酰两性基乙酸钠、月桂酰两性基乙酸二钠和月桂酰两性乙酸钠。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为两性丙酸盐两性表面活性剂,其除了包含脂肪族基团和在适合的pH下将变为带正电荷的化学基团以外,还包含化学结构-CH2CH2-CO2X。如美国专利6030938所述的,可以由丙烯酸制备此类两性表面活性剂。示例性的两性丙酸盐两性表面活性剂为辛酰两性基丙酸钠、月桂亚氨基二丙酸钠、异硬脂醇两性基丙酸钠(sodium isostearyl amphopropionate)和椰油酰两性基丙酸钠。两性丙酸盐两性表面活性剂可以包含两种而非一种丙酸根,以提供具有化学结构R(CO)NH-CH2CH2-N(CH2CH2OCH2CH2CO2X)(CH2CH2CO2X)的两性表面活性剂。这种子类的两性丙酸盐两性表面活性剂被称为两性二丙酸盐两性表面活性剂,其中示例性的两性二丙酸盐两性表面活性剂为椰油酰两性基二丙酸二钠盐(也称为N-(2-椰子油酰氨基乙基)-N-(2-(2-羧乙基)氧基乙基)-β-氨基丙酸,二钠盐)和辛酰两性基二丙酸二钠。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为甜菜碱表面活性剂。甜菜碱指既掺入带正电荷(阳离子)的官能团(例如无氢原子的鏻或者季铵基)又掺入带负电荷(阴离子)的官能团(例如羧酸根或者氧离子)的表面活性剂分子。在甜菜碱中,阳离子和阴离子基团并不彼此相邻。如本文所提的甜菜碱表面活性剂将符合前述定义,并且此外还将含有亲脂性部分。在一个实施方案中,阳离子为季胺。在一个实施方案中,阴离子为羧酸根。在另一实施方案中,阴离子为氧离子。在另一实施方案中,阴离子为硫酸根。在另一实施方案中,阴离子为磺酸根。在另一实施方案中,阴离子为磷酸根。许多可商购获得的甜菜碱含有二烷基取代的二甲基铵基。尽管这种基团在商业两性表面活性剂中很普遍,但是可用于本公开的两性表面活性剂不一定(尽管它们可以)含有二甲基铵基。更一般地,它们含有二烷基铵基,以便提供例如化学结构为R1-N(R2)(R3)-CH2COOX的三烷基铵链烷酸盐。换言之,R2和R3不一定是甲基。一些示例性甜菜碱为化学结构为R-N(CH3)2-CH2-COOH的烷基二甲基甜菜碱和结构为R-CONH-CH2CH2CH2-N(CH3)2-CH2-COOH的烷基酰胺丙基二甲基甜菜碱。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为具有化学结构R-N(CH3)2-CH2CH(OH)-SO3X的羟基磺基甜菜碱,其中R为脂肪族基团,例如,长链烷基。羟基磺基甜菜碱通常以R基团的来源进行命名,所以例如来自椰子油的羟基磺基甜菜碱可以命名为椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(然而,其又被称为椰油羟基磺内酰胺(sulfaine)和CAHS)。其它示例性的羟基磺基甜菜碱两性表面活性剂包括月桂酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、牛脂酰氨基丙基羟基磺基甜菜碱、芥酸酰胺丙基羟基磺基甜菜碱和月桂基羟基磺基甜菜碱。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为咪唑啉衍生物两性表面活性剂,其有时被称为咪唑啉鎓盐衍生物。由于当暴露于水时咪唑啉特征性地水解的事实,表示咪唑啉衍生物两性表面活性剂的化学结构变得复杂。脂肪族咪唑啉在暴露于潮湿空气时缓慢水解,产生烷基酰氨基胺。因此,已经在本文别处所述的烷基酰氨基胺两性表面活性剂是咪唑啉鎓盐衍生物两性表面活性剂的实例。通常,有时被称为咪唑啉两性表面活性剂的咪唑啉鎓盐衍生物两性表面活性剂作为一类表面活性剂在本领域是众所周知的。在一个实施方案中,两性表面活性剂为咪唑啉衍生物,任选地为脂肪族烷基咪唑啉。这种类型的两性表面活性剂在酸性溶液中形成阳离子,在碱性溶液中形成阴离子,以及在中性pH范围的溶液中形成“两性离子”。中性pH范围,也被称为等电点范围,在此范围内咪唑啉表面活性剂带有中性电荷,其是化合物特异的,并且取决于所述化合物的精确结构,所述结构将影响氮原子的碱性和羧酸基团的酸性。示例性的适合的咪唑啉型两性表面活性剂包括但不限于2-椰油酰基-2-咪唑啉鎓氢氧化物-1-羧基乙氧基二钠(2-cocoyl-2-imidazolinium hydroxide-1-carboxyethyloxy disodium)。
可以通过氯乙酸钠与相应的2-烷基-1-(2-hydroxyethyol-)-2-咪唑啉的反应来制备咪唑啉鎓盐衍生物两性表面活性剂。这种反应产物通常被指定具有以下化学结构:
其中R为疏水性基团。可以容易地对产生这些环状咪唑啉鎓盐衍生物的反应进行扩展,以提供具有以下结构的相应的开链分子:RCO-NH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)CH2COO-(具有一当量的氯乙酸钠)和RCO-NH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)(CH2COO-)2(具有两当量的氯乙酸钠)。此类开链结构通常被称为咪唑啉衍生物,或者烷基(当R为烷基时)酰氨基氨基酸(当将单一当量的氯乙酸钠用于其制备时)。
可商购获得的两性咪唑啉鎓盐可以是前述结构中的一种或者多种,其适用于本公开。应稍加谨慎地选择咪唑啉鎓盐衍生物,因为同一术语被稍微混乱地用于指代掺入咪唑啉或者由咪唑啉制备的阳离子(与两性的相反)表面活性剂,例如,具有以下结构的阳离子表面活性剂:
因此,本领域技术人员有时将特指两性咪唑啉鎓盐表面活性剂,以与所谓的阳离子型的咪唑啉鎓盐表面活性剂区分。
适合的两性咪唑啉鎓盐衍生物的实例具有选自C6-C22烷基的R基团,例如,辛酸基团、癸酸基团、月桂酸基团、肉豆蔻酸基团、棕榈酸基团、硬脂酸基团、油酸基团、亚油酸基团、亚麻酸基团和山嵛酸基团。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为次膦酸盐甜菜碱两性表面活性剂。次膦酸盐甜菜碱与羧基或者磺酸基已被膦基团替代的烷基甜菜碱和硫代甜菜碱类似。次膦酸盐甜菜碱可以由化学结构R-N(CH3)2-L-P(=O)(R)OX表示。L可以是例如亚丙基。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为膦酸盐甜菜碱两性表面活性剂。膦酸盐甜菜碱与羧基或者磺酸基已被膦酸根替代的烷基甜菜碱和硫代甜菜碱类似。膦酸盐甜菜碱可以由化学结构R-N(CH3)2-L-P(=O)(OR)OX表示。L可以是例如亚丙基。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为吡啶鎓链烷酸盐两性表面活性剂,其可以由化学结构表示,其中R为脂肪族基团,例如,中链或者长链烷基。然而在适合的pH下,以羧酸形式显示的吡啶鎓链烷酸盐,其羧酸(-COOH)基团将转化为羧酸盐(COOX)基团。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为包含硫酸根离子的两性表面活性剂。可以将硫酸根离子基团容易地添加至诸如油胺(1-氨基-9,10-十八烯)的脂肪族不饱和胺中,以提供名为9-(10)-羟基十八胺的相应的包含硫酸根离子的两性表面活性剂。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为硫酸基甜菜碱,也被称为烷基二甲基铵烷基硫酸盐,其可以由化学结构R-N(CH3)2-L-OSO3X表示。硫酸基甜菜碱为包含硫酸根离子并且还包含甜菜碱基团的两性表面活性剂的实例。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为硫代甜菜碱两性表面活性剂。基础化合物的化学结构可以表示为R-N(CH3)2-L-SO2OX(有时也表示为–L-SO3X)。因为可商购获得,许多硫代甜菜碱具有为亚丙基的L,并且可以将此类两性表面活性剂用于本公开的实施方案中。硫代甜菜碱为包含磺酸并且还包括甜菜碱基团的两性表面活性剂的实例。这类甜菜碱两性表面活性剂包括链烷磺酸铵和2-(N-烷基-N,N-二甲基铵)乙烷磺酸盐。硫代甜菜碱还包括与烷基甜菜碱类似但羧基被烷基磺酸根替代的三烷基铵化合物。当R为亲脂性烷基时,这类硫代甜菜碱可以被称为烷基硫代甜菜碱。烷基硫代甜菜碱表面活性剂通常以存在于其结构中的长链烷基命名。例如,当R在直连中含有12个碳原子时,即为月桂基时,相应的硫代甜菜碱被称为月桂基硫代甜菜碱。
存在许多为以上所示的典型结构的变型的硫代甜菜碱表面活性剂。例如,“L”指定的亚丙基可以被不同的官能团取代,例如,卤素、羟基和甲氧基。R基团不必为直链烷基,而可以是支链烃或者甚至是脂环族或芳族烃。实际上,R基团甚至不必为烃。主要地,R基团必须是亲脂性的,并且许多化学结构提供该性质。适用于本发明但未落入以上所示典型结构的范围内的硫代甜菜碱表面活性剂的实例为N-(3-椰油酰氨基丙基)-N,N-二甲基-N-(2-羟基-3-磺丙基)铵甜菜碱和3-[(3-氯酰氨基丙基)二甲基铵]-1-丙烷磺酸盐。
在一个实施方案中,两性表面活性剂为包含磺酸的两性表面活性剂。例如,两性表面活性剂可以为化学式为RNH-CH2CH2-SO3H的N-烷基牛磺酸,其中R为烷基。在相关的实施方案中,R为脂肪族基团。可以通过下述来制备另一包含磺酸的两性表面活性剂:将1-羟乙基2-烷基咪唑啉的直链酰氨基胺前体进行磺化,以提供R-CONH-CH2CH2-N(CH2CH2OH)CH2CH2SO3H,其中R可以为脂肪族基团,例如,烷基。
可以用于本发明的组合物的两性表面活性剂及其种类的具体实例包括但不限于椰油酰胺丙基氧化胺、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、椰油二甲基磺基丙基甜菜碱、椰油酰两性基二丙酸二钠、月桂基氧化胺、月桂基酰胺丙基甜菜碱;月桂基甜菜碱、月桂基羟基硫代甜菜碱、肉豆蔻基氧化胺、椰油酰两性基乙酸钠和硬脂基甜菜碱。如先前所述,这些术语不一定限定互相排斥的表面活性剂组,即,具体的两性表面活性剂可以落入各自限定所选术语之一的两组或者更多组两性表面活性剂的范围内。
阴离子表面活性剂
本公开的灭火组合物包含至少一种阴离子表面活性剂,并且任选地包含多种阴离子表面活性剂。适合的示例性阴离子表面活性剂包括但不限于:烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、烷基琥珀酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、N-烷酰基肌氨酸盐(alkoylsarcosinate)、酰基牛磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基磷酸盐、烷基醚磷酸盐、烷基醚羧酸盐、α-烯烃磺酸盐,以及它们的碱金属和碱土金属盐以及铵和三乙醇胺盐。此类烷基醚硫酸盐、烷基醚磷酸盐和烷基醚羧酸盐可以每摩尔含有1个至10个环氧乙烷或者环氧丙烷单元,以及在一些实施方案中,每摩尔含有1个至3个环氧乙烷单元。为了方便起见,阴离子表面活性剂可以通过参考形成所述表面活性剂的带电部分的阴离子基团来表示。例如,包含磺酸根的阴离子表面活性剂可以被称为磺酸盐表面活性剂,或者在上下文允许时,甚至更简单地被称为磺酸盐。作为另一实例,包含硫酸根的阴离子表面活性剂可以被称为硫酸盐表面活性剂,或者在上下文允许时,甚至更简单地被称为硫酸盐。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为除了脂肪族基团以外还含有阴离子基团-C(O)-O-的羧酸或者羧酸盐。本文表示为R的脂肪族基团可以是烷基,在这种情况下,可以将羧酸盐称为烷基羧酸盐。示例性的烷基羧酸盐为诸如硬脂酸和油酸的脂肪酸的钠盐或钾盐或者铵盐。油酸钾为示例性的烷基羧酸盐。可选地,脂肪族基团可以为非水溶性的聚环氧烷基团。一些羧酸盐阴离子表面活性剂由烷基醇制备,如辛醇,然后辛醇与环氧乙烷反应,以在每个分子的环氧乙烷单元的平均数目为8时提供被称为聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸的聚氧乙烯延伸的辛醇。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为二苯基氧化物。可以将二苯基氧化物视为磺酸盐阴离子表面活性剂的子类,因为二苯基前体的芳族环被磺化,以便提供二苯醚阴离子表面活性剂。联苯酚(diphenol)前体通常为二苯醚,即,Ar-O-Ar,其中可以用烷基取代芳族环(Ar)中的一个或者两个。二苯基氧化物阴离子表面活性剂可以由化学式XSO3-Ar(R)-O-Ar(R)-SO3X表示,其中R为未被磺化或者与醚氧键合的芳族环的各位点的氢或者烷基。示例性的二苯基氧化物阴离子表面活性剂包括烷基取代的二磺化二苯基氧化物,例如直链癸基取代的二磺化二苯基氧化物、直链十二烷基取代的二磺化二苯基氧化物、支链癸基取代的二磺化二苯基氧化物,其任何一个均可以用钠、钾或者铵进行中和。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为磷酸酯,即,其可以是化学结构为R-O-P(O)(OH)2的单磷酸酯,或者是化学结构为R-O-P(O)(OH)-O-R的磷酸二酯,其中二酯中的两个R可以相同或者不同。R基团为脂肪族基团,即,非水溶性基团。R基团可以为烷基,并且具有R=烷基的磷酸酯通常由相应的烷基醇来制备。在一个实施方案中,R基团为聚环氧烷基团,以提供式R-(OCH2CH2)n-O-P(O)(OH)2的聚醚磷酸酯。聚醚磷酸酯的通用命名规则提供表面活性剂中的聚氧乙烯基团的数目,例如,聚氧乙烯(10)。聚醚磷酸酯中的R基团可以为烷基(当聚醚磷酸酯衍生自烷基醇时)、芳基(当聚醚磷酸酯衍生自芳族醇时,例如苯酚)或者烷基芳基,例如烷基取代的苯酚,如壬基-苯酚。示例性的磷酸酯包括聚氧乙烯(10)壬基苯酚磷酸酯、聚氧乙烯(4)苯酚磷酸酯和C8H17磷酸酯。磷酸酯的商业制备通常提供磷酸单酯和磷酸二酯的混合物,其可以用于本公开的组合物中。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为肌氨酸盐,即,具有化学结构R-C(O)-N(CH3)-CH2-CO2X的化合物,其中R为脂肪族基团。肌氨酸盐表面活性剂包含N-酰基,其中通常将酰基所来源的脂肪酸用于命名肌氨酸盐。示例性的肌氨酸盐包括月桂酰肌氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、肉豆蔻酰肌氨酸钠以及铵离子等效物。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为硫酸盐,即,除了脂肪族基团以外还含有阴离子-O-SO3X基团的化合物。脂肪族基团可以是长链烷基,其中表面活性剂中的烷基可以是支链或者直链。脂肪族基团不必是烷基,然而烷基可从许多植物油和动物油中常规获得,因此它们是用于表面活性剂的脂肪族基团的方便来源。示例性的硫酸盐阴离子表面活性剂包括月桂醇聚醚硫酸酯钠、十二烷基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基硫酸钠、十三烷醇聚醚(rrideceth)硫酸钠、C12–14-叔烷基-乙氧基化硫酸钠以及聚(氧基-1,2-乙烷二基)、α-硫代-ω-(壬基苯氧基)铵盐。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为磺基乙酸盐,即,除了脂肪族基团以外还含有阴离子-CH2-SO3X基团的化合物。常见的脂肪族基团具有结构R-O-C(O)-,其中R为烷基,例如C8-C18直链烷基。示例性的磺基乙酸盐阴离子表面活性剂为月桂基磺基乙酸钠和十六烷基磺基乙酸铵。可以例如如美国专利第5616782号所述制备磺基乙酸盐。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为磺酸盐,即,除了脂肪族基团以外还含有阴离子-SO3X基团的化合物。脂肪族基团可以为例如长链烷基。可以认为磺酸盐具有化学结构R-SO3X。在一个实施方案中,R基团来自脂肪酸,并且为长直链烷基,如硬脂酰基和油基。通常将长链烯烃用作磺酸盐的前体,因为可以对双键进行处理以将其转变为磺酸根。通常以用于形成磺酸盐的前体命名此类磺酸盐,如C14-C16烯烃磺酸盐,其中C14-C16表示具有14个和16个碳的烯烃的混合物是提供阴离子表面活性剂的磺酸盐。在一个实施方案中,R基团为烷基苯基团,例如十二烷基苯基团。烷基(例如十二烷基)可以是直链烷基或者支链烷基。示例性的磺酸盐阴离子表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸盐和支链十二烷基苯磺酸盐。按照惯例,可以用任何适合的阳离子中和阴离子基团,例如钠、钾、铵等。
在一个实施方案中,阴离子表面活性剂为磺基琥珀酸盐,即,具有基于磺化的琥珀酸的化学结构的化合物,即脂肪族基团-O-C(O)-CH2-CH(硫酸盐)-C(O)-O-R(其可以是脂肪族基团或者氢)。磺基琥珀酸盐通常为磺基琥珀酸的烷基酯的钠盐,所述钠盐为马来酸酐与脂肪醇缩合,随后用亚硫酸氢钠(NaHSO3)磺化的结果。如前述化学结构所示,磺基琥珀酸盐将具有至少一个脂肪族基团,并且可以具有两个脂肪族基团。但是,当磺基琥珀酸盐具有一个脂肪族基团时,其也可以具有阴离子羧酸根而非第二脂肪族基团。示例性的磺基琥珀酸盐阴离子表面活性剂包括二辛基磺基琥珀酸钠(具有两个脂肪族基团)和月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠(其具有一个脂肪族基团、一个硫酸根和一个羧酸根,并且被称为DLS)。
阴离子表面活性剂的其它具体实例包括但不限于月桂基磺基琥珀酸铵、月桂基硫酸钠、月桂基醚硫酸钠、月桂基醚硫酸铵、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、月桂基肌氨酸钠、月桂基硫酸铵、油基琥珀酸钠、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠。
在一个实施方案中,本公开的灭火浓缩物和组合物包含选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂。第三表面活性剂不同于第一(两性的)或者第二(阴离子的)表面活性剂,即与第一或者第二表面活性剂不同。任选地将先前公开的任何两性表面活性剂和阴离子表面活性剂在本发明的制剂中用作第三表面活性剂,只要其(第三表面活性剂)与第一或者第二表面活性剂不同。在一个实施方案中,第三表面活性剂的种类不同于第一或者第二表面活性剂,即,第三表面活性剂具有这样的官能团:其与提供存在于第一和第二两性表面活性剂或者阴离子表面活性剂中的带电官能性的官能团不同。例如,如果第二表面活性剂为硫酸盐阴离子表面活性剂,那么第三表面活性剂就不是硫酸盐,而是例如磺酸盐阴离子表面活性剂。
适用于本发明的两性表面活性剂和/或阴离子表面活性剂可以从以下示例性制造商和/或供应商中的一个或者多个获得:Aceto Corp.(Allendale,NJ);Air Products(Allentown,PA);Akzo Nobel Chemicals Co.(Chicago,IL);Alzo International(Sayreville,NJ);BASF Corp.(Florham Park,NJ);Clariant Corp.(Frankfurt,Germany);Croda,Inc.(Edison,NJ);Dow Chemical(Midland MI);E.I.du Pont deNemours&Co.,Inc.(Wilmington,DE);Harcros Chemicals,Inc.(Kansas City,KS);Huntsman Corp.(St.Lake City,UT);Kaiser Industries Ltd.(Bahadurgarh,Haryana,India),Kao Chemicals.(Tokyo,Japan);Lonza,Inc.(Basel,Switzerland);NOFCorporation(Tokyo,Japan);Pilot Chemicals(Cincinnati,OH);Procter&Gamble(Cincinnati,OH);Solvay-Rhodia(Courbevoie,France);Stepan Co.(Northfield,IL);以及Unilever PLC(London,England)。
可选组分
以下成分任选地存在于本公开的组合物中,然而,本公开还提供:以下各成分可以明确地排除存在于本公开的组合物中。
嵌段共聚物。例如,Yeung等人的美国专利第7,915,212号涉及具有约15或者更少,优选5或者更少的平均阳离子电荷密度的嵌段聚合物材料,所述平均阳离子电荷密度在约4至约12的pH下以单位/100道尔顿分子量进行测量的。公开了所述聚合物材料在灭火泡沫中是有效的。
基于氮和基于磷-氮的灭火材料选自:氰尿酸三聚氰胺、三聚氰胺正磷酸盐、双三聚氰胺正磷酸盐、磷酸三聚氰胺、三聚氰胺硼酸盐、八钼酸三聚氰胺、三羟乙基异氰脲酸酯、2,4-二氨基-6-(3,3,3-三氯丙基)-1,3,5-三嗪、2,4-二(N-羟甲基氨基)-6-(3,3,3-三氯丙基-1,3,5-三嗪)、磷酸氢二胍(phosphate dibasic guanidine)、磷酸二氢胍、碳酸胍、氨基磺酸胍、尿素、磷酸二氢脲(urea dihydrogen phosphate)、双氰胺、双(2,6,7-三氧杂-1-磷杂-二环[2,2,2]辛烷-1-氧基-4-甲基)羟基磷酸三聚氰胺、3,9-二羟基-3,9-二氧基-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]十一烷-3,9-双三聚氰胺、1,2-二(2-氧基-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂环己基-2-氨基)乙烷、N,N’-二(2-氧基-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-磷杂环己基)-2,2’-间苯二胺、三(2-氧基-5,5-二甲基-1,3-二氧杂-2-杂环己基-2-甲基)胺或者氯化磷腈三聚物。
基于磷-卤素的灭火材料选自:三(2,2-二溴甲基-3-溴丙基)磷酸盐、三(二溴苯基)磷酸盐、3,9-二(三溴苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]-3,9-二氧化物十一烷、3,9-二(五溴苯氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]-3,9-二氧化物十一烷、1-氧代-4-三溴苯基氧基羰基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂二环[2,2,2]辛烷、对亚苯基四(2,4,6-三溴苯基)双磷酸盐、2,2-二甲基-1,3-丙烷二基-二(新戊二醇基(neopentylglycolato))双磷酸盐或者3,9-二(三溴新戊基氧基)-2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5,5]-3,9-二氧化物十一烷。
基于有机磷的灭火材料选自:1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-l-磷杂二环[2,2,2]辛烷、2,2-二甲基-1,3-丙烷二基-二(新戊二醇基)双磷酸盐、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10氧化物、双(4-羧基苯基)苯基氧化膦、双(4-羟基苯基)苯基氧化膦或者苯基磷酸酯二苯基砜酯低聚物。
基于氯的灭火材料选自:得克隆(dechlorane plus)、氯菌酸酐、全氯五环癸烷、四氯双酚A、氯化聚丙烯、氯化聚氯乙烯、氯乙烯-偏二氯乙烯(vinylidene chloride)共聚物或者氯化聚醚。
基于溴的灭火材料选自:四溴双酚A、四溴双酚A醚、1,2-双(三溴苯氧基)乙烷、四溴邻苯二甲酸酐、N,N-亚乙基-双(四溴苯邻二甲酰亚胺、十溴二苯基醚、1,4-双(五溴苯氧基)四溴苯、1,2-双(五溴苯基)乙烷、溴三甲基苯基二氢化茚、丙烯酸五溴苄酯、六溴-苯、五溴甲苯、六溴环十二烷、N,N’-1,2-亚乙基-双(5,6-二溴降冰片烷(dibromonorbomane)-2,3-二甲酰亚胺)、溴化苯乙烯共聚物、四溴双酚A碳酸酯低聚物、聚丙烯酸五溴苄酯或者聚二溴亚苯基醚。
本公开的组合物可以包含油包水乳液形式的聚合物分散液,如例如在欧洲专利第0 774 279 B1号中所公开的。这些乳液包含分散着交联的、水可溶胀的聚合物颗粒的连续的油相。聚合物颗粒具有小于2μm的粒径,以使它们表现出低于约3秒的非常快速的溶胀时间。伴随着它们的高吸水能力,油包水乳液具有增稠剂的特性,以使其与水混合后获得很好地粘附至任何类型的表面(包括非水平表面)的高粘度的灭火剂或者防火剂。
如先前所述,本公开的组合物可以包含增稠剂。如本文所使用的,在添加至或者包含在灭火组合物水溶液或其浓缩物时,增稠剂增加了所述组合物的粘度。除了其他方面以外,包含增稠剂提供了灭火组合物对表面的改善的粘附。这在当表面为非水平的,因而在不存在增稠剂时消防组合物将在重力下倾向于从表面掉落时,是特别有利的。增稠剂可以是水溶性的。水性组合物的增稠剂在本领域众所周知,可以被称为水性增稠剂,并且可以将任何此类增稠剂用于本发明的组合物中。
包含于组合物中的增稠剂的量将取决于增稠剂的确切特性和浓缩形式的灭火组合物的期望粘度。对于选自纤维素材料或者聚酰胺增稠剂的增稠剂,并且为了达到与全脂奶或者橙汁的粘度类似的粘度,当组合物为具有约5-25%的总固体的浓缩物时,所述增稠剂将通常基于组合物的总重量以0.1重量%的重量百分数存在于组合物中。浓缩物的粘度可以主要通过掺入更多或者更少的增稠剂而变化。如果期望更粘的浓缩物,添加更多增稠剂将提供更粘的组合物。可选地,可以使用更有效的增稠剂,即,以更低的浓度实现相同的粘度增加的增稠剂。
一方面,增稠剂可以是多羟基聚合物,例如诸如纤维素材料或者功能化的纤维素材料的多糖。当增稠剂为多糖时,多糖可以具有至少50、或者至少100、或者至少150、或者至少200个糖单元/聚合物链。多糖的数均分子量可以为至少13,000,或者至少17,000,或者至少21,000或者至少25,000。
一方面,增稠剂为多羟基小分子,例如甘油。多羟基小分子具有低于500g/mol的分子量并且具有至少三个羟基。
一方面,增稠剂为纤维素材料,其包括纤维素树脂的衍生物。适合的纤维素材料为羟乙基纤维素(HEC)。HEC为-CH2OH基团转化为-CH2OCH2CH2OCH2CH2OH基团并且-OH基团转化为-OCH2CH2OH基团的纤维素的衍生物。可商购获得许多等级的HEC,其随着分子量和衍生化程度而变化,这继而导致不同的溶液粘度(通常在2%的固体水溶液下测量)。适合的HEC为来自Dow Chemical(Midland,MI)的CellosizeTM和来自Ashland Chemical(Covington,KY)的AqualonTM。
其它适合的纤维素增稠剂包括甲基纤维素、乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟丙基纤维素和阴离子(盐)形式(如羧甲基纤维素钠)、纤维素的二羟丙基醚(参见,例如,美国专利第4,096,326号)。
除了纤维素材料之外,适合的多羟基聚合物包括玉米淀粉或者改性的玉米淀粉、马铃薯淀粉或者改性的马铃薯淀粉以及果胶或者改性的果胶。
增稠剂可以是聚丙烯酰胺。适合的聚丙烯酰胺增稠剂可以选自丙烯酰胺和丙烯酸铵的共聚物;丙烯酰胺或者甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酰基氧基乙基三甲基卤化铵(例如氯化物)的共聚物;以及丙烯酰胺和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸的共聚物。可以在交联剂存在下制备这些共聚物,其中示例性的交联剂包括二乙烯基苯、四烯丙氧基乙烷、亚甲基双丙烯酰胺、二烯丙基醚、聚烯丙基聚甘油醚或者糖系列的醇的烯丙基醚,所述糖系列的醇如赤藓糖醇、季戊四醇、阿糖醇、甘露醇、山梨醇和葡萄糖。参见,例如,美国专利第2,798,053号和第2,923,692号。聚丙烯酰胺可以是离子型的并且用中和剂进行中和,所述中和剂例如氢氧化钠、氢氧化钾、氨水或者胺(如三乙醇胺或者单乙醇胺)。可以通过下述来制备离子型聚丙烯酰胺:使用偶氮二异丁腈类型的引发剂经由自由基路线,将丙烯酰胺与2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠进行共聚合,以及从醇(例如叔丁醇)中沉淀。可以通过下述获得丙烯酰胺与甲基丙烯酰基氧基乙基三甲基氯化铵的交联共聚物:将丙烯酰胺与用氯代甲烷季铵化的甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯的共聚合,然后与包含烯属不饱和基(例如亚甲基双丙烯酰胺)的化合物交联。
增稠剂可以是聚丙烯酸。适合的聚丙烯酸增稠剂可商购获得。例如,Lubrizol(Wickliffe,Ohio)售卖其由聚丙烯酸制备的CarbopolTM合成增稠剂。可以中和聚丙烯酸,以便调节其增稠性能。例如,可以使用例如氢氧化铵由铵离子中和聚丙烯酸。AshlandChemical出售其CarbomerTM系列的交联的聚丙烯酸。再次,这些聚合物需要被中和,以提供有效的增稠性能。
增稠剂可以是树胶或其衍生物。实例包括槐豆胶和衍生物、瓜尔胶和衍生物以及黄原胶和衍生物。示例性的树胶衍生物包括磺化的树胶(例如磺化的瓜尔胶)、羟丙基衍生的树胶(例如羟丙基瓜尔胶)、阳离子衍生物(例如阳离子瓜尔胶)。
任选地,可以将其它聚合物稳定剂和增稠剂掺入本发明的浓缩组合物中,以增强通过对浓缩物制备的水溶液进行充气而产生的泡沫的泡沫稳定性。适合的聚合物稳定剂和增稠剂的实例为:部分水解的蛋白质、淀粉和改性淀粉、聚丙烯酸及其盐和复合物、聚乙烯亚胺及其盐和复合物、聚乙烯树脂(例如聚乙烯醇)、聚丙烯酰胺、羧基乙烯基聚合物以及聚(氧乙烯)乙二醇。
增稠剂可以是疏水改性的增稠剂。一方面,增稠剂包含诸如疏水性烷基链的疏水基团,其中此类增稠剂的适合的实例包括疏水改性的环氧乙烷氨基甲酸酯(HEUR)聚合物、疏水改性的碱溶性乳液(HASE)聚合物、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和疏水改性的聚丙烯酰胺(HMPA)。HEUR聚合物是二异氰酸酯与用疏水性烃基封端的聚氧乙烯的线性反应产物。HASE聚合物是(甲基)丙烯酸的均聚物,或者(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯或用疏水性乙烯基单体改性的马来酸的共聚物。HMHEC指用疏水性烷基链改性的羟乙基纤维素。HMPA指丙烯酰胺与用疏水性烷基链(N-烷基丙烯酰胺)改性的丙烯酰胺的共聚物。
如先前所述,本公开的组合物可以包含无机组分,任选地包含无机盐。无机组分有助于冷却燃烧的火焰:盐水具有比淡水更大的热容。如本文所使用的,术语无机组分指不具有碳-氢键的化学品。无机组分可以包含或者可以不包含金属原子或者离子,但是在一个实施方案中,组合物包含含有金属的无机材料,其可被称为无机金属组分。在不同的实施方案中,无机组分具有小于600g/mol、或者小于400g/mol、或者小于300g/mol的分子量。
不包含金属原子或者金属离子的适合的无机组分包括磷酸二氢铵、氟硼酸铵、次磷酸铵、正亚磷酸二氢铵、草酸铵、五硼酸铵、磷酸铵、多磷酸铵、硫酸铵、四硼酸铵水合物、磷酸硼、磷酸氢二铵、硝酸胍、磷酸胍。
包含金属原子或者金属离子的适合的无机组分包括:碱性草酸铝、硫酸铝铵、硼酸铝晶须、磷酸二氢铝、氢氧化铝、钼酸铵、磷酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝、七钼酸铵、八钼酸铵、三氧化锑、偏硼酸钡、硫酸钡、碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸铍、氢氧化铋、碳酸钙、氯化钙、磷酸氢钙、氢氧化铈、碳酸铈、碳酸铬、氢氧化钴、碳酸钴、磷酸氢二锰、磷酸氢二钠、磷酸氢二锌、白云石(碳酸氢钙镁(calcium magnesiuim bicarbonate))、碳酸镝、碳酸铒、碳酸铕、氢氧化铁、二茂铁、丙酮铁、氧化铁、四氧化三铁、硫酸亚铁铵、碳酸亚铁、碳酸钆、碳酸胍、碳酸钬、磷酸氢偏硼酸锶(hydrogen phosphate metaborate strontium)、磷酸氢锶偏硼酸钾(hydrogen phosphate strontium metaborate potassium)、水菱镁矿、氮化铁、碳酸镧、氢氧化镧、碳酸锂、碳酸镥、磷酸铵镁、硼酸锰、磷酸二氢镁、磷酸氢镁、硫酸氢镁、氢氧化镁、偏硼酸镁水合物、硝酸镁、三硅酸镁、碳酸锰、柠檬酸锰、磷酸二氢锰、二水合草酸锰、磷酸锰、钨酸锰、水锰矿、氢氧化钼、磷酸一钙、磷酸一钾、碳酸钕、碳酸镍、草酸镍、碳酸氢钾、六氟钛酸钾、六氟锆酸钾、偏磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、六水合碳酸钾钠、四硼酸钾水合物、三聚磷酸钾、碳酸镨、碳酸钐、碳酸钪、碳酸银、碳酸氢钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、硝酸钠、草酸钠、倍半碳酸钠、三偏磷酸钠、钨酸钠、碳酸锶、氢氧化锶、偏硼酸锶、四硼酸锶、四硼酸锶水合物、碲酸、碳酸铽、碳酸铥、氧化锡、二氧化钛、碳酸钒、碳酸镱、碳酸钇、氧化锌、硫化锌、七水合硫酸锌、硼酸锌、碳酸锌、磷酸二氢锌、磷酸锌、锡酸锌、碳酸锆以及硝酸锆。
一方面,本公开的灭火组合物包括有机酸的无机盐。适合的有机酸的无机盐包括柠檬酸铵、乙酸钙、乙酸铜、柠檬酸铜、柠檬酸镁、三聚氰胺磷酸盐、乙酸镍、乙酸钾、柠檬酸钾、乙酸钠、酒石酸氢钠、乙酸锶、磷酸脲以及乙酸锌。
存在于组合物中的无机组分的量可以在宽范围内变化。基于存在于组合物中的固体总重量,无机组分可以构成该重量的1%至约15%。在不同实施方案中,无机组分为组合物的固体组分的总重量的至少2%、或者至少3%、或者至少4%、或者至少5%、或者至少6%、或者至少7%、或者至少8%、或者至少9%、或者至少10%、或者至少11%、或者至少12%、或者至少13%、或者至少14%或者至少15%。在不同实施方案中,无机组分占存在于组合物中的固体的总重量的不超过30%、或者25%、或者20%、或者15%或者不超过10%。如先前所述,在一个实施方案中,无机组分为无机盐。
一方面,本公开的灭火浓缩物和组合物包含泡沫产生组分或者组合物,例如AFFF或者AR-AFFF,AFFF代表水成膜泡沫,AR-AFFF代表抗溶水成膜泡沫。诸如AFFF的泡沫产生组分或者组合物(泡沫产生物(foam-genetor))将通常包含表面活性剂,并且当所述表面活性剂为阴离子表面活性剂和两性表面活性剂之一或者两者时,可以将泡沫产生物用作将阴离子表面活性剂和/或两性表面活性剂引入本公开的浓缩物和组合物中的媒介物。AFFF和AR-AFFF均可从各种商业供应商获得,例如,Kidron Industrial Materials Ltd.(Ramat-Gan,Israel)售卖其Dacron AFFF,以及Tyco International的Chemguard公司(Mansfield,TX)售卖其各种固体水平的AFFF产品。AFFF以及因此本公开的浓缩物和组合物可以包含小量的诸如乙二醇的有机溶剂,例如,三甲基三亚甲基乙二醇或者己二醇。AFFF以及因此本公开的浓缩物和组合物可以包含氟化表面活性剂。泡沫产生物可以是美国专利第5304313、5464544或者5585028号中任一项所述的之一。AFFF可以任选地通过美国军用规范MIL-F-24385F来鉴定。
在一个实施方案中,本公开的浓缩物可以包含少量的乙二醇醚(乙二醇单醚或者乙二醇二醚)、乙二醇和/或丙二醇。这些材料可以用于延长可由本文所公开的浓缩物产生的泡沫的寿命。在一个实施方案中,乙二醇以小于浓缩物的总重量的10%,或者小于浓缩物的总重量的5%存在于浓缩物中,并且在不同的实施方案中,以小于4%、或者小于3%、或者小于2%、或者小于1%、或者小于0.9%、或者小于0.8%、或者小于0.7%、或者小于0.6%或者小于0.5%存在,其中这些百分值为基于浓缩物的总重量的重量百分比。例如,浓缩物可以包含例如1-8wt%或者2-6wt%的量的乙二醇单醚,例如,甲基、丙基、丁基或者己基单醚,例如2-丁氧基乙醇。
组合物可以包含选自以下的一种或者多种(例如,全部)成分:(a)选自由下述成分组成的组的一种或者多种水溶性聚合物:黄原胶、结冷胶、褐藻胶、槐豆胶、衍生的刺槐豆胶、角叉菜胶、瓜尔胶、衍生的瓜尔胶、纤维素材料、琥珀酰葡聚糖(succinoglucan)、聚丙烯酰胺、淀粉和淀粉衍生物;(b)聚亚烷基二醇;以及(c)包含胺磷酸酯盐的浆液稳定剂。参见美国专利第5969012号。
组合物可以包括氟表面活性剂,例如两性氟表面活性剂或者阴离子氟表面活性剂。氟表面活性剂可以是以上确定的任何阴离子表面活性剂或者两性表面活性剂的氟化或者全氟化类似物,即,用于本发明的浓缩物和组合物中的氟化表面活性剂可以是本文所确定的任何阴离子表面活性剂或者两性表面活性剂,其中用C-F键替代本文所确定的阴离子表面活性剂或者两性表面活性剂中的一个或者多个C-H键。氟表面活性剂可以为本公开的浓缩物和组合物提供能够在较轻的液体燃料之上形成水膜的期望的低表面张力和正铺展系数。此类成膜是可取的,因为其可以有助于快速灭火、抗烧结和蒸汽释放防护。
如先前所述,本公开提供包含水和固体的浓缩组合物,所述固体包含选自两性表面活性剂的第一表面活性剂、选自阴离子表面活性剂的第二表面活性剂以及选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与第一表面活性剂和第二表面活性剂不同。任选地,第三表面活性剂(而非第一或者第二表面活性剂)为氟表面活性剂。第三表面活性剂可以为氟化或者全氟化的阴离子氟表面活性剂,而浓缩物的第二(阴离子的)表面活性剂是非氟化的。可选地,第三表面活性剂可以是氟化或者全氟化的两性表面活性剂,而浓缩物的第一(两性的)表面活性剂是非氟化的。氟化的表面活性剂将包含一些C-F键,并且可以仅包含C-F键(在这种情况下,其是全氟化的),以及可以包含一些C-H键(在这种情况下,其是含氢氟烃的分子)。
除了本文确定的两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的氟化形式以外,可以包含于本公开的浓缩物或者组合物中的其它示例性氟表面活性剂包括CaptstoneTM氟表面活性剂和ForafacTM氟表面活性剂,它们二者都来自DuPont(Wilmington,DE)。其它示例性氟表面活性剂为在美国专利公开号US 20130112908;US 20120255651;US20110232924;US20110091408;US 20100168318以及美国专利号US 8,287,752;US 8,039,677;US 7,977,426和US 7,989,568中的任一个所公开的那些。
然而,在另一实施方案中,第三表面活性剂不是氟表面活性剂。应当谨慎使用含氟化合物,因为它们可能具有非期望的生物持久性特征和/或它们可以分解成有害材料。在一个实施方案中,本发明的浓缩物和组合物不包含任何氟烃,而在另一实施方案中,本发明的浓缩物和组合物不包含任何卤化碳。
制剂
在一个实施方案中,本公开提供包含水和固体的组合物,所述固体包含两性第一表面活性剂、阴离子第二表面活性剂以及选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与第一表面活性剂和第二表面活性剂不同。在任选实施方案中:水占组合物的75wt%至95wt%;例如,水占组合物的75wt%至80wt%,或者水占组合物的80wt%至85wt%,或者水占组合物的85wt%至90wt%,或者水占组合物的95wt%至95wt%。在任选实施方案中:两性表面活性剂占固体的10wt%至30wt%,或者占固体的15wt%至25wt%;例如,两性表面活性剂占固体的10wt%至15wt%,或者两性表面活性剂占固体的15wt%至20wt%,或者两性表面活性剂占固体的20wt%至25wt%,或者两性表面活性剂占固体的25wt%至30wt%。在任选实施方案中,两性表面活性剂占组合物的1wt%至5wt%。在任选实施方案中,阴离子表面活性剂占固体的45wt%至85wt%;例如,阴离子表面活性剂占固体的45wt%-55wt%,或者阴离子表面活性剂占固体的55wt%-65wt%,或者阴离子表面活性剂占固体的65wt%-75wt%,或者阴离子表面活性剂占固体的75wt%-85wt%。在任选实施方案中,阴离子表面活性剂占组合物的5wt%至25wt%。
在其它任选实施方案中,两性表面活性剂为选自椰油二甲基磺基丙基甜菜碱、月桂基甜菜碱和椰油酰胺丙基甜菜碱的一种或者多种甜菜碱;阴离子表面活性剂为选自下述的一种或多种表面活性剂:月桂基磺基琥珀酸铵、月桂基硫酸钠、月桂醇聚醚硫酸酯钠、月桂基醚硫酸钠、月桂基醚硫酸铵、十二烷基苯磺酸三乙醇胺、月桂基肌氨酸钠、月桂基硫酸铵、油基琥珀酸钠、十二烷基硫酸钠、癸基硫酸钠、辛基硫酸钠以及十二烷基苯磺酸钠;组合物还包含无机盐,其中任选地无机盐占固体的2wt%至20wt%;组合物还包含增稠剂,其中任选地增稠剂占固体的0.1wt%至5wt%。
如先前所述,本公开的组合物既包含两性表面活性剂(以及任选地多种两性表面活性剂)又包含阴离子表面活性剂(以及任选地多种阴离子表面活性剂)。一方面,一种或者多种两性表面活性剂在组合物中占的重量与一种或者多种阴离子表面活性剂大约相等。在其它方面,以及再次以重量为基础进行测量,两性表面活性剂比阴离子表面活性剂占组合物总重量的较少重量,其中在不同实施方案中,两性表面活性剂占阴离子表面活性剂和两性表面活性剂的总重量的1%至50%、或者5%至40%、或者10%至30%或者15%至25%。
当组合物包含两种两性表面活性剂或者两种阴离子表面活性剂时,两种表面活性剂不一定以相等的重量存在。在不同实施方案中,组合物包含第一和第二阴离子表面活性剂,其中第一表面活性剂提供第一和第二表面活性剂的总重量的1%至50%。在其它实施方案中,第一表面活性剂提供第一和第二阴离子表面活性剂的总重量的1-40%、或者1%-30%、或者1%-20%、或者1%至10%或者1%至5%。同样地,在不同实施方案中,组合物包含第一和第二两性表面活性剂,其中第一两性表面活性剂提供第一和第二表面活性剂的总重量的1%至50%,以及在其它实施方案中,第一两性表面活性剂提供第一和第二两性表面活性剂的总重量的1%-40%、或者1%-30%、或者1%-20%、或者1%至10%或者1%至5%。
在一个实施方案中,本公开的灭火组合物中包含两种两性表面活性剂的混合物。例如,可以使用任何先前所述的两性表面活性剂的混合物。当组合物中存在两种两性表面活性剂时,这两种表面活性剂将基于组合物中各表面活性剂的重量以相对量存在。例如,如果组合物包含相等重量的两种两性表面活性剂,那么这两种表面活性剂以1:1的重量比存在。如果组合物包含的第一表面活性剂是第二表面活性剂的两倍,那么这两种表面活性剂以1:2的重量比存在。如果第二表面活性剂以相对于第一表面活性剂的重量的可允许的重量范围内存在,并且所述范围为“等于第一表面活性剂的重量”至“是第一表面活性剂的重量的两倍”,则这两种表面活性剂以1:(1-2)的重量比存在。
如以上所述,在一个实施方案中,本公开提供组合物中两种两性表面活性剂的存在。在不同实施方案中,这两种两性表面活性剂可以以任何以下相对量存在:1:1;1:(1-5);1:(1-10);1:(1-15);1:(1-20);1:(1-25);1:(1-30);1:(5-10);1:(5-15);1:(5-20);1:(5-25);1:(5-30);1:(10-15);1:(10-20);1:(10-25);1:(10-30);1:(15-20);1:(15-25);1:(15-30);1:(20-25)以及1:(25-30)。
在一个实施方案中,本公开的灭火组合物中包含两种阴离子表面活性剂的混合物。例如,可以使用任何先前所述的阴离子表面活性剂的混合物。当组合物中存在两种阴离子表面活性剂时,这两种表面活性剂将基于组合物中各表面活性剂的重量以相对量存在。例如,如果组合物包含相等重量的两种阴离子表面活性剂,那么这两种表面活性剂以1:1的重量比存在。如果组合物包含的第一表面活性剂是第二表面活性剂的两倍,那么这两种表面活性剂以1:2的重量比存在。如果第二表面活性剂以相对于第一表面活性剂的重量的可允许的重量范围内存在,并且所述范围为“等于第一表面活性剂的重量”至“是第一表面活性剂的重量的两倍”,则这两种表面活性剂以1:(1-2)的重量比存在。
如以上所述,在一个实施方案中,本公开提供组合物中两种阴离子表面活性剂的存在。在不同实施方案中,这两种阴离子表面活性剂可以以任何以下相对量存在:1:1;1:(1-5);1:(1-10);1:(1-15);1:(1-20);1:(1-25);1:(1-30);1:(5-10);1:(5-15);1:(5-20);1:(5-25);1:(5-30);1:(10-15);1:(10-20);1:(10-25);1:(10-30);1:(15-20);1:(15-25);1:(15-30);1:(20-25)以及1:(25-30)。
在一个实施方案中,本公开提供灭火浓缩组合物,所述灭火浓缩组合物包含10-25wt%的第一阴离子表面活性剂,任选地诸如十二烷基苯磺酸钠的磺酸盐表面活性剂,任选地12-23wt%或者任选地15-20wt%的第一阴离子表面活性剂;5-15wt%的两性表面活性剂,任选地诸如椰油酰胺丙基甜菜碱的甜菜碱表面活性剂,任选地7-13wt%或者任选地7-11wt%的甜菜碱表面活性剂;1-10wt%的第二阴离子表面活性剂,任选地诸如月桂醇聚醚硫酸酯钠或者十二烷基硫酸钠的硫酸盐表面活性剂,任选地2-8wt%或者3-7wt%的第二阴离子表面活性剂;高至约5wt%的有机溶剂,任选地诸如乙二醇丁醚的乙二醇醚,任选地1-4wt%或者2-3wt%的乙二醇醚;2-15wt%的诸如纤维素增稠剂的增稠剂,例如羟乙基纤维素,任选地4-12wt%或者6-10wt%的增稠剂;高至约10wt%的氯化钙,任选地2-7wt%或者3-6wt%的氯化钙。任选地,浓缩物可以包含高至约5wt%的量的第三阴离子表面活性剂,如辛基硫酸钠。水也将存在于浓缩物中。浓缩物的总的非水含量为约25-75wt%、或者约30-70wt%、或者约35-55wt%、或者约40-50wt%(在最后的情况下,水含量为50-40wt%)。
制造方法
一方面,本公开提供制备如本文所确定的灭火浓缩组合物和相应的灭火组合物的方法。通常,通过将水与选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂的至少三种不同表面活性剂以及可选成分组合来制备浓缩物。通过用水或者水溶液稀释浓缩物来制备组合物。
在一个实施方案中,通过将为两性表面活性剂的第一表面活性剂、为阴离子表面活性剂的第二表面活性剂以及选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂组合来制备浓缩物,其中所述第三表面活性剂不同于第一或者第二表面活性剂。浓缩物可以任选地包含其它表面活性剂,即,第四、第五等表面活性剂。此外,或者可选地,除了表面活性剂以外,浓缩物可以包含活性成分,例如无机组分、有机溶剂和增稠剂。组合物是基于水的,换言之,它们是水性组合物,因为载体主要为水。可以通过任何下述方法来制备组合物。
在一个实施方案中,提供盛水的容器。这种容器容纳约5Kg至20Kg的水。当然,该方法可以按比例扩大或者缩小,以便提供期望量的灭火浓缩物。水的起始量为浓缩物中水的总量的约5-40%,或者约10-30%。水可以处于环境温度下或者它可以处于升高的温度下。可以使用低于水的沸点的升高的温度,即,低于100℃、或者低于90℃、或者低于80℃、或者低于70℃。可以使用超过环境温度的升高的温度,例如,高于25℃、或者高于30℃、或者高于40℃、或者高于50℃、或者高于60℃、或者高于70℃。
然后将表面活性剂添加至水中。在一个实施方案中,将两性表面活性剂添加至水中,然后顺序添加第一和第二阴离子表面活性剂。在可选实施方案中,首先向水中添加阴离子表面活性剂,然后添加两性表面活性剂,其后添加第二阴离子表面活性剂或者第二两性表面活性剂。在另一实施方案中,顺序添加第一和第二阴离子表面活性剂,然后添加两性表面活性剂。
在将表面活性剂添加至水中后,搅拌所得的混合物以提供均匀或者接近均匀的状态。可以缓慢或者剧烈地进行搅拌,但是,在任何一种情况下,优选不产生过量的泡沫。泡沫通常由混合物中截留空气所引起,其中当在混合过程期间产生显著的涡流时和/或当搅拌装置重复进出混合物时,空气倾向于被截留。当混合物的粘度较大时,泡沫保持也倾向于更强。优选避免这些情况,以使泡沫产生最小化。为了确保良好的混合,在添加各表面活性剂之后,可以采用约15-60分钟的搅拌时间。
根据制备浓缩物的容器周围的隔热物的存在或者不存在,混合物的温度可以在添加表面活性剂和搅拌步骤期间下降。可选地,可以通过例如对容纳浓缩物的容器的侧面和/或底部维持轻微加热,将混合物的温度维持在水的原始温度或者接近水的原始温度。可选地或者此外,可将加热线圈置于容器内,以根据需要增加或者回收来自浓缩物的热量。
由于向水中添加表面活性剂,混合物的粘度将趋于增加。在所有其它因素都等同的情况下,增加粘度的溶液将倾向于比较低粘度的溶液更易于截留空气。为了降低混合物的粘度,可以在添加第一、第二或者第三表面活性剂中的任一种之后将额外的水添加至混合物中。例如,可在第一次添加表面活性剂之后,将浓缩物中水的总量的约5-40%或者约10-30%的水量添加至混合物中。此外或者可选地,可在第二次添加表面活性剂之后,将浓缩物中水的总量的约5-40%或者约10-30%的水量添加至混合物中。
在所有添加剂都已经添加并且完全混入水中之后,可以将可选成分添加至所得的混合物中。例如,可以将诸如无机盐的无机组分添加至混合物中,然后搅拌以完全溶解无机组分。可以将可选成分添加至温的或者热的混合物中,或者在混合物已经冷却至室温后添加至其中。由于通常在室温下储存和使用浓缩物,通常在室温下将显著影响混合物的粘度或者流动特性的任何可选成分添加至混合物中。
可以将表面活性剂和可选成分以纯的形式(即,未与溶剂接触)添加至水中,或者以稀释的形式(即,与溶剂接触)进行添加,以提供所述成分的溶液、糊剂、分散剂等。在一个实施方案中,将表面活性剂以其在水中的固体含量的顺序添加至水中,其中首先添加更浓的成分。换言之,如果表面活性剂占50%的固体并且另一表面活性剂占25%的固体,则在将占25%固体的表面活性剂添加至混合物之前,将占50%固体的表面活性剂添加至水中。
可以以间歇、连续或者半连续模式制备浓缩物。在间歇模式中,将成分顺序地添加至盛有水的容器中,直到所有成分都已经添加,在这种情况下,已经制备了一批浓缩物。在连续模式中,通过管或者其它导管驱动水前进,并且沿着导管在不同的点将各成分添加至水中。例如,导管可以安装有T型阀,其中可以通过T型阀将成分送入水或者含水混合物中。导管也可以包含导管内的混合器(静态混合器或者管路混合器),以在将成分添加至水或者含水混合物中之后促进产生均匀的混合物。例如,可以将水和第一表面活性剂送入管中并且通过混合器。通常,如果表面活性剂预先溶于水中,则静态混合器就足够了。否则,通常优选管路混合器。此后,将第二表面活性剂添加至混合器的导管下游,其再一次进行混合过程。最终,将第三表面活性剂添加至含水混合物中,然后根据需要进行混合,以提供包含三种表面活性剂的含水混合物。此后,可以通过例如T型阀将其它可选成分添加至导管中,然后适当地搅拌,以形成最终浓缩物。
为了促进不同成分的混合,并且使涡流形成最小化以及因此使泡沫形成最小化,可以在间歇反应器或者连续反应器内安装挡板。适合的混合设备(例如,搅拌器、叶轮、静态混合器、胶体磨和均化器)由例如Chemineer(Dayton,Ohio)和Sulzer(Winterthur,Switzerland)制备和售卖。
在连续方法的可选实施方案中,三个T型阀位于导管的始端,位于水被加入导管之后的位置。将第一、第二和第三表面活性剂通过三个T型阀之一各自递送进入导管。以这种方式,三种表面活性剂均基本上同时组合,然后所得的混合物通过导管内的管路混合器或者静态混合器,以提供均匀的含水混合物。然后根据需要将可选成分添加至均匀的含水混合物中,以提供最终浓缩物。
在连续或者间歇方法中,可以将水和/或含水混合物加热至超过环境温度的温度,例如,50℃至90℃的温度。可以通过本领域已知的常规方法完成加热。可以根据需要维持升高的温度,以促进成分的迅速混合,从而形成均匀的混合物。
因此,在一个实施方案中,本公开提供用于制备灭火浓缩组合物的连续方法。该方法包括:提供连续反应器,将水注入连续反应器,向连续反应器中的水中添加a)第一阴离子表面活性剂、b)第二两性表面活性剂以及c)选自阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同;以及混合组分a)、b)和c),以提供均匀的混合物。任选地,将连续反应器维持在超过50℃的温度下。还任选地,连续反应器中存在选自管路混合器和静态混合器的混合器。
使用方法
本公开提供可以用于灭火过程中的灭火浓缩物。在一个实施方案中,用水稀释灭火浓缩物,以提供直接应用于火的灭火组合物。浓缩物将具有作为浓缩物中非水组分的总重量除以浓缩物的总重量测量的固体水平或者含量。当将水与浓缩物组合以形成灭火组合物时,灭火组合物将同样具有固体水平或者含量,其将低于浓缩物的固体水平或者含量。在不同实施方案中,通过将充足的水与浓缩物组合来形成组合物,以提供基于组合物的总重量具有以下固体重量百分数的灭火组合物:0.1%、或者0.5%、或者1%、或者1.5%、或者2%、或者2.5%、或者3%、或者3.5%、或者4%、或者4.5%、或者5%、或者5.5%、或者6%、或者6,5%、或者7%、或者7.5%、或者8%、或者8.5%、或者9%、或者9.5%、或者10%、或者10.5%、或者11%、或者11.5%、或者12%、或者12.5%、或者13%、或者13.5%、或者14%、或者14.5%、或者15%、或者15.5%、或者16%、或者16.5%、或者17%、或者17.5%、或者18%、或者18.5%、或者19%、或者20%,或者在任何两个上述固体百分值所提供的范围内的浓度,例如,0.5%至4%。
一方面,准备人员将获得储存的灭火浓缩物的供应,当需要灭火时可易于获得,并且可以得到将浓缩物与水组合的方法,以形成消防组合物。在一个实施方案中,稀释过程利用了文丘里效应,所述效应在当流体(例如水)在流经变窄的管时观察到,从而提供具有比大体积管更窄更小的直径的部分限制。在这种情况下,部分限制引起管内压力的增加,并且该压力差引起流体加速流向低压的狭窄部分,因此所述流体在其中维持较高的速度。当纯水流经所述管并且所述管与本公开的灭火浓缩物的储存器处于流体连通时,可以将这种压力变化(文丘里效应)用于从储存器抽取浓缩物并使其进入纯水中,从而稀释浓缩物并形成灭火组合物。
可以将该文丘里效应用于制备本公开的灭火组合物。例如,飞过火的飞机可以携带盛有水的容器和盛有浓缩物的容器。将喷嘴指向火,其中喷嘴连接与纯水和本公开的浓缩物处于流体连通的管。当水泵出储存器并且通过喷嘴时,可以建立文丘里效应,所述效应将从储存器中抽取浓缩物并使其进入水中。水和浓缩物将在喷嘴中混合,以提供本公开的灭火组合物,然后其从飞机定向于火上。
在相关方面,并且在非常小的规模时,可将灭火浓缩物的容器置于家的水槽下。将容器固定至当火灾出现时可以与水槽的水龙头连接的管上。在打开水龙头时,可以产生文丘里效应,其抽取浓缩物进入管内。所述管将具有可以指向火的喷嘴。这样,可以在家中形成灭火组合物并用于熄灭危险的火焰。
可以用水稀释如本文公开的灭火浓缩物,以产生灭火组合物。稀释过程可以任选地涉及任何固定的或者便携式串联喷射器、串联平衡压力和泵压力分配板(in-linebalanced pressure and pump pressure proportioning ski)、贮气罐平衡压力配比系统、泵周围的比例调节器或者具有固定的喷射器吸入管的手持水管(handline)空气吸入式喷嘴。可以任选地通过使用以下中的任一种将灭火组合物排放至火上:泡沫室、空气吸入式或者非空气吸入式喷头或喷嘴、用于手持水管和监视器的标准水雾喷嘴、空气吸入式泡沫喷嘴、与Dike/Bund保护系统的浮顶储罐或者制造用于表面下底部注射系统的高背压泡沫一起使用的泡沫产生器。
可以用于储存和/或递送本公开的灭火浓缩物和组合物的方法可见于,例如美国专利和专利申请号US8,646,540;US8,505,642;US8,459,369;US8,453,751;US8,439,123;US8,087,468;US8,042,619;US7,905,296;US7,823,650;US5762145;US20130211173;US20130025888和US20120199370。
可以将本公开的灭火浓缩物和组合物用于熄灭各种类型的火焰。例如,可以将本公开的浓缩物和组合物用于抗击烃类火灾,例如其中烃类为汽油、油、柴油、燃油、庚烷、己烷或者环己烷的火灾。作为另一实例,可以将本公开的消防浓缩物和组合物用于抗击极性液体火灾,例如,其中极性液体为醇(例如,甲醇、乙醇和异丙醇)、酮(例如,二甲基酮和甲基异丁基酮)、酯(例如,乙酸正丁酯)和醚(例如,甲基叔丁基醚)的火灾。作为另一实例,可以将本公开的浓缩物和组合物用于抗击A类火灾,所述A类火灾为以留下灰渣(例如,纸、木材、布、橡胶和某些塑料)的燃烧材料为燃料的火灾。
提供以下实施例以说明本公开的实施方案,并且不应将其理解为限制本公开的实施方案。
实施例
在以下实施例中,所示的商业产品可以不具有如实施例中所使用的所示的固体含量或者中和。在这种情况下,可以用水稀释商业产品至指示的固体含量和/或根据需要用酸或者碱中和,以提供指示的中和形式。添加增稠剂以提供接近于全脂奶或者橙汁的粘度的最终粘度。
实施例1
向约10kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在用氢氧化钠中和后,在水中约9kg支链十二烷基苯磺酸钠(约60%固体),例如来自Stepan Company的SULFONIC 100)、两性表面活性剂溶液(在水中约4.5kg椰油酰胺丙基甜菜碱(约35%固体),例如来自StepanCompany的AMPHOSOL CA)、热水(约9kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约11kg月桂基醚硫酸钠(约3%固体),例如来自Pilot Chemical Co.的CALFOAM ES-703)以及无机盐溶液(在水中约2kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例2
向约10kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约9kg十二烷基苯磺酸三乙醇胺(约53%固体),CALSOFT T60(Pilot Chemical))、两性表面活性剂溶液(在水中约4.5kg椰油酰两性基乙酸钠(约35%固体)水溶液,AMPHITOL 20Y-B(Kao Chemicals))、热水(约6.5kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约14kg月桂基硫酸铵(约7%固体),EMALAD-25R(Kao Chemicals))以及无机盐溶液(在水中约2kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如WALOCEL CRT,Dow Chemical),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例3
向约8kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约8.5kg月桂基磺基乙酸钠(约53%固体),LATHANOL LAL flake(Stepan Co.))、两性表面活性剂溶液(在水中约6.3kg月桂基羟基磺基甜菜碱(约30%固体),AMPHITOL 20HD,Kao Chemicals)、热水(约6.5kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约14kg辛基酚乙氧基化物硫酸钠(sodiumoctyl phenol ethoxylate sulfate)(约7%固体),POE-3、POLY-STEP C-OP3S(StepanCo.))以及无机盐溶液(在水中约2kg氯化钙(约30%固体)水溶液,其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例4
向约8.5kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约9kg聚氧乙烯(10)壬基酚磷酸酯(约53%固体),FOSFODET 9Q/22(Kao Chemicals))、两性表面活性剂溶液(在水中约5.3kg椰油酰两性基二丙酸二钠(约35%固体),CRODATERIC CADP 38(Croda))、热水(约6kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约14kg二辛基磺基琥珀酸钠(约7%固体),STEPWET DOS-70(Stepan Co.))以及无机盐溶液(在水中约3.3kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如WALOCEL CRT,Dow Chemical),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例5
向约15kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约5kg聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸(约53%固体),AKYPO LF2(Kao Chemical))、两性表面活性剂溶液(在水中约8.3kg椰油酰胺丙基氧化胺(约30%固体),CALOXAMINE CPO(Pilot Chemical))、热水(约14kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约7.5kg月桂酰肌氨酸钠(约20%固体),MAPROSYL 30-B(Stepan Co.))以及无机盐溶液(在水中约3.3kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例6
向约14kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约5.6kg油酸钾(约50%固体),ICTEOL K-50(Kao Chemicals))、两性表面活性剂溶液(在水中约8.3kg椰油酰胺丙基甜菜碱(约30%固体),CALTAINE C-35(Pilot Chemical))、热水(约15kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约6kg的直链癸基取代的双磺化的二苯基氧化物(约20%固体),DOWFAX C10L,(Dow Chemical))以及无机盐溶液(在水中约3.3kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如WALOCEL CRT,Dow Chemical),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例7
向约15kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约5kg十二烷基苯磺酸异丙胺(约50%固体),NINATE 411(Stepan Co.))、两性表面活性剂溶液(在水中约10kg椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱(约30%固体),AMPHOSOL CS-50(Stepan))、热水(约15kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约5kg十二烷基苯磺酸钠(约30%固体),MELIOSOL 50X(Kao Chemical))以及无机盐溶液(在水中约3.3kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例8
向约20kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约8.4kg烷基取代的双磺化的二苯基氧化物(约50%固体),DOWFAX C10L(Dow Chemical))、两性表面活性剂溶液(在水中约6.7kg月桂酰胺丙基甜菜碱(约30%固体),AMPHITOL 20AB(Kao Chemicals))、热水(约12kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约4kg C14-C16烯烃磺酸钠(约20%固体),ALFANOX 46(Kao Chemical))以及无机盐溶液(在水中约1.7kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如WALOCEL CRT,Dow Chemical),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例9
向约10kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约9kg直链十二烷基苯磺酸钠(约60%固体),例如CALSOFT F90(Pilot Chemical))、两性表面活性剂溶液(在水中约4.5kg椰油酰胺丙基甜菜碱(约35%固体),例如来自Stepan Company的AMPHOSOL CA)、热水(约9kg)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约11kg月桂基醚硫酸钠(约3%固体),例如来自Pilot Chemical Co.的CALFOAM ES-703)以及无机盐溶液(在水中约2kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如AQUALON,Ashland Chemicals,Covington,KY),以提供最终的灭火浓缩物。
实施例10
向约10kg热水(约75℃)中顺序添加以下成分,各成分添加后,以使泡沫形成最小化的方式搅拌约30分钟的时间:第一阴离子表面活性剂溶液(在水中约9kg直链十二烷基苯磺酸钠(约60%固体),例如CALSOFT F90(Pilot Chemical))、两性表面活性剂溶液(在水中约4.5kg椰油酰胺丙基甜菜碱(约35%固体),例如来自Stepan Company的AMPHOSOL CA)、含有溶解的乙二醇丁醚的热水(约9kg水和约1kg醚)、第二阴离子表面活性剂溶液(在水中约11kg月桂醇聚醚硫酸酯钠(约3%固体),例如来自Pilot Chemical Co.的CALFOAM ES-703)以及无机盐溶液(在水中约2kg氯化钙(约30%固体),其中固体和溶液形式的氯化钙均可从例如OxyChem,Ludington,MI获得)。允许所得的混合物冷却至环境温度(约8小时),然后添加增稠剂(在水中约4kg羧甲基纤维素钠(约1.5%固体),例如AQUALON,AshlandChemicals,Covington,KY),以提供最终的灭火浓缩物。
可以通过指示组合物的灭火效果的一种或者多种测试方法来评估本公开的灭火浓缩物和组合物的效力。以下为可以采用的示例性测试方法。
使用填充有1″水和含有泼溅的庚烷的1″柴油的19.5″x19.5″盘准备试验火焰。喷嘴以高于所述盘的底部37.5″的高度直接放置在所述盘之上。用1L 3.5%固体的灭火组合物填充释放汽缸,并使用氮气加压至250PSI。点火,以及在2min预烧之后,释放组合物。测量火焰完全扑灭的时间。
在直径为6英尺的水平圆形盘中产生尺寸为28ft2的试验火焰,所述盘由具有4英尺(4-in.)高侧的0.25英寸(0.25-in.)厚的钢制造。将浅水层用于保护盘底部以及确保燃料完全覆盖所述区域。将喷嘴用于递送组合物至火焰,例如,用于泡沫应用的喷嘴为2gal/min的喷嘴。在30-sec时间内倾倒10加仑符合ASTM D439的无铅汽油燃料,在加注燃料30sec内点燃,并且允许自由燃烧10sec。在预燃烧时期之后,尽快抗击并熄灭火焰。测量火焰完全扑灭的时间。
通过下述准备火焰:将轮胎固定于测试结构,然后在点火前将煤油与柴油燃料的50/50混合物直接应用于轮胎。在测试开始后,任选地将促燃剂应用于轮胎,以增加轮胎的燃烧。在使轮胎燃烧足够时间以确保橡胶着火并且火焰不仅仅源自所述促燃剂的燃烧之后,将本公开内容的组合物引导至燃烧的轮胎上。测量熄灭所有可见火焰的时间。例如,将一个轮胎和约1kg泡沫塑料点火。泡沫塑料基本上用作引火物:其易于点燃并且临近轮胎连续地燃烧,从而加热并最终点燃轮胎。在轮胎开始燃烧之后,添加两百毫升的柴油以加大火势。一旦火焰达到约750-850℃,尝试用不同的阻燃剂灭火。在一个例子中,将3kg ABC干粉灭火器(dry chemical fire extinguisher)的连续罐应用于火。尽管干粉灭火器的各应用可以缓慢或者似乎暂时熄灭火焰,它们在永久性扑灭火焰方面是无效的,即使在消耗三罐之后,所述火焰可以恢复其完整的火焰。相反地,将根据本公开(例如,在实施例1-10中所公开的)的400cc气雾瓶的灭火器组合物应用于单独燃烧的轮胎(如上述所准备)。应用400cc瓶的约2/3可以可以容易地灭火。在一分钟左右之后,火焰可能会恢复,而应用400cc瓶的灭火器组合物的剩余的1/3可以永久性地灭火。在通过此类组合物熄灭之后,火的大概温度为55℃至65℃。从而与标准ABC型灭火器组合物相比,本公开的灭火器组合物对熄灭燃烧轮胎的火焰显示出更加有效的能力。
使用1/4″x24″x36″规格的钢板准备试验火焰,在所述板的一端上具有排泄孔。围绕板的周界焊接1/4″x2″90°的边缘,以包含过多的泼溅物。将五(5)克成堆的镁置于离一个角的各边约6″的钢板上。点燃镁并且使其燃烧约七(7)秒。此时,使用填充了组合物的一夸脱喷雾瓶将本公开的组合物应用于火。记录熄灭时间和镁火焰的火焰尺寸。
通过下述准备试验火焰:将1升色拉油置于半径为30cm的盘内,并且将所述油加热至约400℃,于是其燃烧。将500mL部分的本公开的灭火组合物喷射在火焰上。测量火焰熄灭的时间。
本公开包括以下编了号的实施方案,其仅是示例性的,并不限制本公开的不同实施方案:
1.包含水和溶解或者悬浮的固体的组合物,所述固体包含选自两性表面活性剂的第一表面活性剂和选自阴离子表面活性剂的第二表面活性剂。
2.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为甜菜碱表面活性剂,或者换言之,为包含甜菜碱基团的表面活性剂。
3.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱。
4.如实施方案3所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为椰油酰胺丙基甜菜碱。
5.如实施方案3所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为异硬脂酰丙基甜菜碱。
6.如实施方案3所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺丙基甜菜碱。
7.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为两性乙酸盐表面活性剂。
8.如实施方案7所述的组合物,其中所述两性乙酸盐为椰油酰两性基乙酸钠盐。
9.如实施方案7所述的组合物,其中所述两性乙酸盐为月桂酰两性基乙酸钠盐。
10.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为两性丙酸盐表面活性剂。
11.如实施方案10所述的组合物,其中所述两性丙酸盐为椰油酰两性基二丙酸二钠盐。
12.如实施方案10所述的组合物,其中所述两性丙酸盐为辛酰两性基丙酸钠盐。
13.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为羟基磺基甜菜碱表面活性剂。
14.如实施方案13所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
15.如实施方案13所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
16.如实施方案13所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为月桂基羟基磺基甜菜碱。
17.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为氧化胺表面活性剂。
18.如实施方案17所述的组合物,其中所述氧化胺为椰油酰胺丙基氧化胺。
19.如实施方案17所述的组合物,其中所述氧化胺为N,N-(二羟乙基)肉豆蔻基氧化胺。
20.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为咪唑啉衍生物。
21.如实施方案20所述的组合物,其中所述咪唑啉衍生物为两性甘氨酸盐。
22.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺酸盐表面活性剂,或者换言之,所述第二表面活性剂包含磺酸根。
23.如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链十二烷基苯磺酸钠盐。
24.如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为C14-C16烯烃磺酸钠盐。
25.如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为支链十二烷基苯磺酸钠盐。
26.如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链或者支链的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐。
27.如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链或者支链的十二烷基苯磺酸异丙胺盐。
28.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为硫酸盐,或者换言之,所述第二表面活性剂包含硫酸根。
29.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂基醚硫酸钠盐。
30.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂基硫酸铵盐。
31.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为辛基硫酸钠。
32.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为十二烷基硫酸钠。
33.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为乙氧基化的C6-C12醇钠盐。
34.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂醇聚醚硫酸酯钠。
35.如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为C12-C14叔烷基乙氧基化的硫酸钠。
36.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺基乙酸盐表面活性剂。
37.如实施方案36所述的组合物,其中所述磺基乙酸盐为月桂基磺基乙酸钠盐。
38.如实施方案36所述的组合物,其中所述磺基乙酸盐为十六烷基磺基乙酸铵盐。
39.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为选自磷酸单酯和磷酸二酯表面活性剂的磷酸酯表面活性剂。
40.如实施方案39所述的组合物,其中所述磷酸酯为聚氧乙烯(10)壬基酚磷酸酯。
41.如实施方案39所述的组合物,其中所述磷酸酯为C8H17磷酸酯钠盐。
42.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺基琥珀酸盐表面活性剂。
43.如实施方案42所述的组合物,其中所述磺基琥珀酸盐为二辛基磺基琥珀酸钠。
44.如实施方案42所述的组合物,其中所述磺基琥珀酸盐为月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠。
45.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为羧酸盐。
46.如实施方案45所述的组合物,其中所述羧酸盐为聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸钠盐。
47.如实施方案45所述的组合物,其中所述羧酸盐为硬脂酸钠盐。
48.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为肌氨酸盐。
49.如实施方案48所述的组合物,其中所述肌氨酸盐为月桂酰肌氨酸钠。
50.如实施方案48所述的组合物,其中所述肌氨酸盐为椰油酰肌氨酸铵。
51.如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为二苯基氧化物表面活性剂。
52.如实施方案51所述的组合物,其中所述二苯基氧化物为直链癸基取代的双磺化的二苯基氧化物钠盐。
53.如实施方案51所述的组合物,其中所述二苯基氧化物为支链十二烷基取代的双磺化的二苯基氧化物。
54.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含甜菜碱并且所述第二表面活性剂包含磺酸盐。
55.如实施方案54所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱表面活性剂,任选地为椰油酰胺丙基甜菜碱,以及所述第二表面活性剂为烷基芳基磺酸盐表面活性剂,任选地为十二烷基苯磺酸盐。
56.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含两性乙酸盐,以及所述第二表面活性剂包含磺酸盐。
57.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含羟基磺基甜菜碱,以及所述第二表面活性剂包含磺基乙酸盐。
58.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含两性二丙酸盐,已经所述第二表面活性剂包含磷酸酯。
59.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含氧化胺,以及所述第二表面活性剂包含羧酸,例如,羧酸盐。
60.如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含甜菜碱,以及所述第二表面活性剂包含羧酸,例如,羧酸盐。
61.如实施方案54-60中各项所述的组合物,其还包含呈固体组分的无机盐和增稠剂。
62.如实施方案54-60中各项所述的组合物,其包含单一的两性表面活性剂、单一的阴离子表面活性剂、无机盐和增稠剂。
63.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占固体组分的重量的10-30wt%。
64.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占固体组分的重量的15-25wt%。
65.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述阴离子表面活性剂占固体组分的重量的31-60wt%。
66.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述阴离子表面活性剂占固体组分的重量的40-50wt%。
67.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占固体组分的15-25wt%,以及所述阴离子表面活性剂占固体组分的40-50wt%。
68.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中基于所述组合物中存在的表面活性剂的总重量,所述阴离子表面活性剂的wt%是所述两性表面活性剂的wt%的1.5倍至3倍。
69.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中基于所述组合物中存在的表面活性剂的总重量,所述阴离子表面活性剂的wt%是所述两性表面活性剂的wt%的1.5倍至2.5倍。
70.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占固体组分的15-25wt%,所述阴离子表面活性剂占固体组分的40-50wt%,以及所述无机盐占固体组分的5-20wt%。
71.如实施方案1-62中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占固体组分的15-25wt%,所述阴离子表面活性剂占固体组分的40-50wt%,以及所述无机盐占固体组分的5-20wt%,其余固体组分为增稠剂。
72.如前述实施方案中任一项所述的组合物,其包含无机盐,其中所述无机盐任选地为氯化钙。
73.如前述实施方案中任一项所述的组合物,其包含选自聚酰胺和纤维素增稠剂的水性增稠剂。
74.如实施方案73所述的组合物,其中所述水性增稠剂选自羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。
75.制备灭火浓缩组合物的间歇方法,其包括向容器添加热水、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、无机盐和增稠剂;其中在将组分添加至所述容器后,搅拌所获得的混合物,以在添加下一组分之前提供均匀或者几乎均匀的混合物。
76.如实施方案75所述的制备灭火浓缩组合物的间歇方法,其包括:a)将水加热至约70-80℃以提供热水;b)将阴离子表面活性剂添加至所述热水;c)将两性表面活性剂添加至步骤b)的混合物;d)将热水添加至步骤c)的混合物;e)将无机盐添加至步骤d)的混合物;f)将步骤e)的混合物冷却至环境温度±20℃以内;以及g)将增稠剂添加至步骤f)的混合物;其中在添加组分后,将所获得的混合物搅拌约30分钟,以在添加下一组分之前获得均匀或者几乎均匀的混合物,其中产生最小量的泡沫。
77.制备灭火浓缩组合物的连续方法,其包括:提供连续反应器,将水注入所述连续反应器,向所述连续反应器连续供应a)阴离子表面活性剂、b)两性表面活性剂,以及混合组分a)和b)以提供均匀的混合物。
78.如实施方案77所述的连续方法,其还包括向所述反应器连续供应无机盐和增稠剂。
79.如实施方案78所述的连续方法,其中在添加所有所述表面活性剂之后,将所述无机盐和所述增稠剂添加至所述反应器。
80.如实施方案77所述的连续方法,其中将所述连续反应器中的水维持在超过50℃的温度。
81.如实施方案77所述的连续方法,其中所述连续反应器中存在选自管路混合器和静态混合器的混合器。
82.如实施方案77所述的连续方法,其中所述连续反应器为预先确定直径和长度的槽或者管。
83.灭火的方法,其包括将包含如实施方案1-74中任一项所述的组合物之组合物以有效灭火的量和时间应用于火。
此外,本公开包括以下编了号的实施方案,其也仅是示例性的,并不限制本公开的不同实施方案:
1)包含水和溶解或者悬浮的固体的组合物,所述固体包含选自两性表面活性剂的第一表面活性剂、选自阴离子表面活性剂的第二表面活性剂以及选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同。
2)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为甜菜碱表面活性剂,或者换言之,为包含甜菜碱基团的表面活性剂。
3)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱。
4)如实施方案3所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为椰油酰胺丙基甜菜碱。
5)如实施方案3所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为异硬脂酰丙基甜菜碱。
6)如实施方案3所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺丙基甜菜碱。
7)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为两性乙酸盐表面活性剂。
8)如实施方案7所述的组合物,其中所述两性乙酸盐为椰油酰两性基乙酸钠盐。
9)如实施方案7所述的组合物,其中所述两性乙酸盐为月桂酰两性基乙酸钠盐。
10)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为两性丙酸盐表面活性剂。
11)如实施方案10所述的组合物,其中所述两性丙酸盐为椰油酰两性基二丙酸二钠盐。
12)如实施方案10所述的组合物,其中所述两性丙酸盐为辛酰两性丙酸钠盐。
13)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为羟基磺基甜菜碱表面活性剂。
14)如实施方案13所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
15)如实施方案13所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
16)如实施方案13所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为月桂基羟基磺基甜菜碱。
17)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为氧化胺表面活性剂。
18)如实施方案17所述的组合物,其中所述氧化胺为椰油酰胺丙基氧化胺。
19)如实施方案17所述的组合物,其中所述氧化胺为N,N-(二羟乙基)肉豆蔻基氧化胺。
20)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为咪唑啉衍生物。
21)如实施方案20所述的组合物,其中所述咪唑啉衍生物为两性甘氨酸盐。
22)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺酸盐表面活性剂,或者换言之,所述第二表面活性剂包含磺酸根。
23)如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链十二烷基苯磺酸钠盐。
24)如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为C14-C16烯烃磺酸钠盐。
25)如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为支链十二烷基苯磺酸钠盐。
26)如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链或者支链的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐。
27)如实施方案22所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链或者支链的十二烷基苯磺酸异丙胺盐。
28)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为硫酸盐,或者换言之,所述第二表面活性剂包含硫酸根。
29)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂基醚硫酸钠盐。
30)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂基硫酸铵盐。
31)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为辛基硫酸钠。
32)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为十二烷基硫酸钠。
33)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为乙氧基化的C6-C12醇钠盐。
34)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂醇聚醚硫酸酯钠。
35)如实施方案28所述的组合物,其中所述硫酸盐为C12-C14叔烷基乙氧基化的硫酸钠。
36)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺基乙酸盐表面活性剂。
37)如实施方案36所述的组合物,其中所述磺基乙酸盐为月桂基磺基乙酸钠盐。
38)如实施方案36所述的组合物,其中所述磺基乙酸盐为十六烷基磺基乙酸铵盐。
39)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为选自磷酸单酯和磷酸二酯表面活性剂的磷酸酯表面活性剂。
40)如实施方案39所述的组合物,其中所述磷酸酯为聚氧乙烯(10)壬基酚磷酸酯。
41)如实施方案39所述的组合物,其中所述磷酸酯为C8H17磷酸酯钠盐。
42)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺基琥珀酸盐表面活性剂。
43)如实施方案42所述的组合物,其中所述磺基琥珀酸盐为二辛基磺基琥珀酸钠。
44)如实施方案42所述的组合物,其中所述磺基琥珀酸盐为月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠。
45)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为羧酸盐。
46)如实施方案45所述的组合物,其中所述羧酸盐为聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸钠盐。
47)如实施方案45所述的组合物,其中所述羧酸盐为硬脂酸钠盐。
48)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为肌氨酸盐。
49)如实施方案48所述的组合物,其中所述肌氨酸盐为月桂酰肌氨酸钠。
50)如实施方案48所述的组合物,其中所述肌氨酸盐为椰油酰肌氨酸铵。
51)如实施方案1-21中各项所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为二苯基氧化物表面活性剂。
52)如实施方案51所述的组合物,其中所述二苯基氧化物为直链癸基取代的双磺化的二苯基氧化物钠盐。
53)如实施方案51所述的组合物,其中所述二苯基氧化物为支链十二烷基取代的双磺化的二苯基氧化物。
54)如实施方案1-53中各项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为阴离子表面活性剂。
55)如实施方案54所述的组合物,其中所述第二表面活性剂和第三表面活性剂不同,并且各选自下述组:包含磺酸盐的表面活性剂、包含硫酸盐的表面活性剂、包含磺基乙酸盐的表面活性剂、包含磷酸酯的表面活性剂、包含磺基琥珀酸盐的表面活性剂、包含羧酸盐的表面活性剂、包含肌氨酸盐的表面活性剂以及包含二苯基氧化物的表面活性剂。
56)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含甜菜碱,所述第二表面活性剂包含磺酸盐,并且所述第三表面活性剂包含硫酸盐。
57)如实施方案56所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱表面活性剂,任选地为椰油酰胺丙基甜菜碱,所述第二表面活性剂为烷基芳基磺酸盐表面活性剂,任选地为十二烷基苯磺酸盐,以及所述第三表面活性剂包含硫酸盐表面活性剂,任选地其选自月桂醇聚醚硫酸盐、辛基硫酸盐和十二烷基硫酸盐。
58)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含两性乙酸盐,所述第二表面活性剂包含磺酸盐,以及所述第三表面活性剂包含硫酸盐。
59)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含羟基磺基甜菜碱,所述第二表面活性剂包含磺基乙酸盐,以及所述第三表面活性剂包含硫酸盐。
60)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含两性二丙酸盐,所述第二表面活性剂包含磷酸酯,以及所述第三表面活性剂包含磺基琥珀酸盐。
61)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含氧化胺,所述第二表面活性剂包含羧酸,以及所述第三表面活性剂包含肌氨酸盐。
62)如实施方案1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂包含甜菜碱,所述第二表面活性剂包含羧酸盐,以及所述第三表面活性剂包含双磺化的二苯基氧化物。
63)如实施方案54-62中各项所述的组合物,其还包含无机盐、增稠剂以及选自乙二醇单醚和乙二醇二醚的有机溶剂。
64)如实施方案1-53中各项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性表面活性剂。
65)如实施方案64所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱两性表面活性剂。
66)如实施方案1-3和5-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。
67)如实施方案1-4和6-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为异硬脂酰丙基甜菜碱。
68)如实施方案1-5和7-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂酰胺丙基甜菜碱。
69)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性乙酸盐两性表面活性剂。
70)如实施方案1-7和9-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰两性基乙酸钠盐。
71)如实施方案1-8和10-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂酰两性基乙酸钠盐。
72)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性丙酸盐两性表面活性剂。
73)如实施方案1-10和12-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰两性基二丙酸二钠盐。
74)如实施方案1-11和13-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为辛酰两性基丙酸钠盐。
75)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为羟基磺基甜菜碱两性表面活性剂。
76)如实施方案1-13和15-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
77)如实施方案1-14和16-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
78)如实施方案1-15和17-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基羟基磺基甜菜碱。
79)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为氧化胺两性表面活性剂。
80)如实施方案1-17和19-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺。
81)如实施方案1-18和20-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为N,N-(二羟乙基)肉豆蔻基氧化胺。
82)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为咪唑啉衍生物两性表面活性剂。
83)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性甘氨酸盐两性表面活性剂。
84)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为包含磺酸盐的阴离子表面活性剂。
85)如实施方案1-22和24-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸钠盐。
86)如实施方案1-23和25-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为C14-C16烯烃磺酸钠盐。
87)如实施方案1-24和26-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为支链十二烷基苯磺酸钠盐。
88)如实施方案1-25和27-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链或者支链的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐。
89)如实施方案1-26和28-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链或者支链的十二烷基苯磺酸异丙胺盐。
90)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为硫酸盐阴离子表面活性剂。
91)如实施方案1-28和30-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基醚硫酸钠盐。
92)如实施方案1-29和31-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基硫酸铵盐。
93)如实施方案1-34和36-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为C12-C14叔烷基乙氧基化的硫酸钠。
94)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为磺基乙酸盐阴离子表面活性剂。
95)如实施方案1-36和38-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基磺基乙酸钠盐。
96)如实施方案1-37和39-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为十六烷基磺基乙酸铵盐。
97)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为选自磷酸单酯和磷酸二酯表面活性剂的磷酸酯阴离子表面活性剂。
98)如实施方案1-39和41-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为聚氧乙烯(10)壬基酚磷酸酯。
99)如实施方案1-40和42-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为C8H17磷酸酯钠盐。
100)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为磺基琥珀酸盐阴离子表面活性剂。
101)如实施方案1-42和43-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为二辛基磺基琥珀酸钠。
102)如实施方案1-43和44-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠。
103)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂。
104)如实施方案1-45和47-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸钠盐。
105)如实施方案1-46和48-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为硬脂酸钠盐。
106)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为肌氨酸盐阴离子表面活性剂。
107)如实施方案1-48和50-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂酰肌氨酸钠。
108)如实施方案1-49和51-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰肌氨酸铵。
109)如实施方案1-53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为二苯基氧化物阴离子表面活性剂。
110)如实施方案1-51和53中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链癸基取代的双磺化的二苯基氧化物钠盐。
111)如实施方案1-52中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为支链十二烷基取代的双磺化的二苯基氧化物。
112)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占所述固体重量的10-30wt%。
113)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占所述固体重量的10-15wt%。
114)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占所述固体重量的15-20wt%。
115)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占所述固体重量的20-25wt%。
116)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述两性表面活性剂占所述固体重量的15-25wt%。
117)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的45-85wt%。
118)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的45-85wt%。
119)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体的重量的45-55wt%。
120)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的55-65wt%。
121)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的65-75wt%。
122)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的75-85wt%。
123)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的75-95wt%。
124)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的75-80wt%。
125)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的80-85wt%。
126)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的85-90wt%。
127)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的90-95wt%。
128)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其还包含无机盐。
129)如实施方案128所述的组合物,其中所述无机盐占所述固体的2wt%至20wt%.
130)如实施方案128所述的组合物,其中所述无机盐占所述组合物的0.1wt%至5.0wt%。
131)如实施方案128-130中任一项所述的组合物,其中所述无机盐为选自以下的一种或者多种:碱性草酸铝、硫酸铝铵、硼酸铝晶须、磷酸二氢铝、氢氧化铝、钼酸铵、磷酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝、七钼酸铵、八钼酸铵、三氧化锑、偏硼酸钡、硫酸钡、碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸铍、氢氧化铋、碳酸钙、氯化钙、磷酸氢钙、氢氧化铈、碳酸铈、碳酸铬、氢氧化钴、碳酸钴、磷酸氢二锰、磷酸氢二钠、磷酸氢二锌、白云石(碳酸氢钙镁)、碳酸镝、碳酸铒、碳酸铕、氢氧化铁、二茂铁、丙酮铁、氧化铁、四氧化三铁、硫酸亚铁铵、碳酸亚铁、碳酸钆、碳酸胍、碳酸钬、磷酸氢偏硼酸锶、磷酸氢锶偏硼酸钾、水菱镁矿、氮化铁、碳酸镧、氢氧化镧、碳酸锂、碳酸镥、磷酸铵镁、硼酸锰、磷酸二氢镁、磷酸氢镁、硫酸氢镁、氢氧化镁、偏硼酸镁水合物、硝酸镁、三硅酸镁、碳酸锰、柠檬酸锰、磷酸二氢锰、二水合草酸锰、磷酸锰、钨酸锰、水锰矿、氢氧化钼、磷酸一钙、磷酸一钾、碳酸钕、碳酸镍、草酸镍、碳酸氢钾、六氟钛酸钾、六氟锆酸钾、偏磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、六水合碳酸钾钠、四硼酸钾水合物、三聚磷酸钾、碳酸镨、碳酸钐、碳酸钪、碳酸银、碳酸氢钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、硝酸钠、草酸钠、倍半碳酸钠、三偏磷酸钠、钨酸钠、碳酸锶、氢氧化锶、偏硼酸锶、四硼酸锶、四硼酸锶水合物、碲酸、碳酸铽、碳酸铥、氧化锡、二氧化钛、碳酸钒、碳酸镱、碳酸钇、氧化锌、硫化锌、七水合硫酸锌、硼酸锌、碳酸锌、磷酸二氢锌、磷酸锌、锡酸锌、碳酸锆以及硝酸锆。
132)如实施方案128-130中任一项所述的组合物,其中所述无机盐为氯化钙。
133)如前述实施方案中任一项所述的组合物,其还包含水性增稠剂。
134)如实施方案133所述的组合物,其中所述增稠剂占所述固体的0.1wt%至5wt%。
135)如实施方案133所述的组合物,其中所述增稠剂占所述组合物的0.01wt%至2wt%。
136)如实施方案133所述的组合物,其中所述水性增稠剂为选自聚酰胺和纤维素材料的一种或者多种增稠剂。
137)如实施方案133所述的组合物,其中所述水性增稠剂选自羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。
138)制备灭火浓缩组合物的间歇方法,其包括:向容器添加热水、第一阴离子表面活性剂、第二阴离子表面活性剂、选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,其中所述第三表面活性剂与所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同,并且任选地添加无机盐和增稠剂;其中在将组分添加至所述容器后,在添加下一组分之前,将所获得的混合物搅拌约30分钟,其中产生最小量的泡沫。
139)如实施方案138所述的制备灭火浓缩组合物的间歇方法,其包括:a)将水加热至约70-80℃以提供热水;b)将第一阴离子表面活性剂添加至所述热水;c)将第一两性表面活性剂添加至步骤b)的混合物;d)将热水添加至步骤c)的混合物;e)将第三表面活性剂添加至步骤d)的混合物,所述第三表面活性剂选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂,所述第三表面活性剂与所述第一阴离子表面活性剂和所述第一两性表面活性剂不同;f)将无机盐添加至步骤e)的混合物;g)将步骤f)的混合物冷却至环境温度±20℃以内;以及h)将增稠剂添加至步骤f)的混合物;其中在添加组分后,在添加下一组分之前,将所获得的混合物搅拌约30分钟,其中产生最小量的泡沫。
140)制备灭火浓缩组合物的连续方法,其包括:提供连续反应器,将水注入所述连续反应器,向所述连续反应器连续供应a)阴离子表面活性剂、b)两性表面活性剂以及c)选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与步骤a)的所述阴离子表面活性剂和步骤b)的所述两性表面活性剂不同;以及混合组分a)、b)和c)以提供均匀的混合物。
141)如实施方案140所述的连续方法,其还包括向所述反应器连续供应无机盐和增稠剂。
142)如实施方案140所述的连续方法,其中在添加所有所述表面活性剂之后将所述无机盐和所述增稠剂添加至所述反应器。
143)如实施方案140所述的连续方法,其中将所述连续反应器中的水维持在超过50℃的温度。
144)如实施方案140所述的连续方法,其中所述连续反应器中存在选自管路混合器和静态混合器的混合器。
145)如实施方案140所述的连续方法,其中所述连续反应器为预先确定直径和长度的槽或者管。
146)灭火方法,其包括将包含实施方案1-145中任一项所述的组合物之组合物以有效灭火的量和时间应用于火。
可以将任何以上所述的不同实施方案进行组合,以提供其它实施方案。将本说明书所提及的和/或申请数据表中所列的所有美国专利、美国专利申请公开、美国专利申请、国外专利、国外专利申请以及非专利公开(包括但不限于[插入列表])通过引用整体并入本文。如果需要采用各种专利、申请和公开的概念以提供其它实施方案,可对实施方案的方面进行修改。可以根据以上详细描述对实施方案作出这些和其它改变。通常,在以下权利要求书中,所使用的术语不应被解释为将权利要求书限制为本说明书和权利要求书中所公开的具体实施方案,而是应解释为包括所有可能的实施方案连同该权利要求书所规定的等效物的全部范围。因此,权利要求不受限于本公开。
Claims (130)
1.包含水和固体的组合物,所述固体包含选自两性表面活性剂的第一表面活性剂、选自阴离子表面活性剂的第二表面活性剂以及选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同。
2.如权利要求1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱。
3.如权利要求2所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为椰油酰胺丙基甜菜碱。
4.如权利要求2所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为异硬脂酰丙基甜菜碱。
5.如权利要求2所述的组合物,其中所述酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺丙基甜菜碱。
6.如权利要求1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为两性乙酸盐。
7.如权利要求6所述的组合物,其中所述两性乙酸盐为椰油酰两性基乙酸钠盐。
8.如权利要求6所述的组合物,其中所述两性乙酸盐为月桂酰两性乙酸基钠盐。
9.如权利要求1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为两性丙酸盐。
10.如权利要求9所述的组合物,其中所述两性丙酸盐为椰油酰两性基二丙酸二钠盐。
11.如权利要求9所述的组合物,其中所述两性丙酸盐为辛酰两性基丙酸钠盐。
12.如权利要求1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为羟基磺基甜菜碱。
13.如权利要求12所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
14.如权利要求12所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
15.如权利要求12所述的组合物,其中所述羟基磺基甜菜碱为月桂基羟基磺基甜菜碱。
16.如权利要求1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为氧化胺。
17.如权利要求16所述的组合物,其中所述氧化胺为椰油酰胺丙基氧化胺。
18.如权利要求16所述的组合物,其中所述氧化胺为N,N-(二羟乙基)肉豆蔻基氧化胺。
19.如权利要求1所述的组合物,其中所述第一表面活性剂为咪唑啉衍生物。
20.如权利要求19所述的组合物,其中所述咪唑啉衍生物为两性甘氨酸盐。
21.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺酸盐。
22.如权利要求21所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链十二烷基苯磺酸钠盐。
23.如权利要求21所述的组合物,其中所述磺酸盐为C14-C16烯烃磺酸钠盐。
24.如权利要求21所述的组合物,其中所述磺酸盐为支链十二烷基苯磺酸钠盐。
25.如权利要求21所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链或者支链的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐。
26.如权利要求21所述的组合物,其中所述磺酸盐为直链或者支链的十二烷基苯磺酸异丙胺盐。
27.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为硫酸盐。
28.如权利要求27所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂基醚硫酸钠盐。
29.如权利要求27所述的组合物,其中所述硫酸盐为月桂基硫酸铵盐。
30.如权利要求27所述的组合物,其中所述硫酸盐为C12-C14叔烷基乙氧基化的硫酸钠。
31.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺基乙酸盐。
32.如权利要求31所述的组合物,其中所述磺基乙酸盐为月桂基磺基乙酸钠盐。
33.如权利要求31所述的组合物,其中所述磺基乙酸盐为十六烷基磺基乙酸铵盐。
34.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为选自单酯和二酯的磷酸酯。
35.如权利要求32所述的组合物,其中所述磷酸酯为聚氧乙烯(10)壬基酚磷酸酯。
36.如权利要求32所述的组合物,其中所述磷酸酯为C8H17磷酸酯钠盐。
37.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为磺基琥珀酸盐。
38.如权利要求37所述的组合物,其中所述磺基琥珀酸盐为二辛基磺基琥珀酸钠。
39.如权利要求37所述的组合物,其中所述磺基琥珀酸盐为月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠。
40.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为羧酸盐。
41.如权利要求38所述的组合物,其中所述羧酸盐为聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸钠盐。
42.如权利要求38所述的组合物,其中所述羧酸盐为硬脂酸钠盐。
43.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为肌氨酸盐。
44.如权利要求43所述的组合物,其中所述肌氨酸盐为月桂酰肌氨酸钠。
45.如权利要求43所述的组合物,其中所述肌氨酸盐为椰油酰肌氨酸铵。
46.如权利要求1-20所述的组合物,其中所述第二表面活性剂为二苯基氧化物。
47.如权利要求46所述的组合物,其中所述二苯基氧化物为直链癸基取代的双磺化的二苯基氧化物钠盐。
48.如权利要求46所述的组合物,其中所述二苯基氧化物为支链十二烷基取代的双磺化的二苯基氧化物。
49.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为酰胺丙基甜菜碱两性表面活性剂。
50.如权利要求1-2和4-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。
51.如权利要求1-3和5-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为异硬脂酰丙基甜菜碱。
52.如权利要求14和6-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂酰胺丙基甜菜碱。
53.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性乙酸盐两性表面活性剂。
54.如权利要求1-6和8-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰两性基乙酸钠盐。
55.如权利要求1-7和9-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂酰两性基乙酸钠盐。
56.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性丙酸盐两性表面活性剂。
57.如权利要求1-9和11-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰两性基二丙酸二钠盐。
58.如权利要求1-10和12-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为辛酰两性基丙酸钠盐。
59.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为羟基磺基甜菜碱两性表面活性剂。
60.如权利要求1-12和14-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
61.如权利要求1-13和15-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱。
62.如权利要求1-14和16-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基羟基磺基甜菜碱。
63.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为氧化胺两性表面活性剂。
64.如权利要求1-16和18-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰胺丙基氧化胺。
65.如权利要求1-17和19-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为N,N-(二羟乙基)肉豆蔻基氧化胺。
66.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为咪唑啉衍生物两性表面活性剂。
67.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为两性甘氨酸盐两性表面活性剂。
68.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为磺酸盐阴离子表面活性剂。
69.如权利要求1-21和23-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链十二烷基苯磺酸钠盐。
70.如权利要求1-22和24-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为C14-C16烯烃磺酸钠盐。
71.如权利要求1-23和25-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为支链十二烷基苯磺酸钠盐。
72.如权利要求1-24和26-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链或者支链的十二烷基苯磺酸三乙醇胺盐。
73.如权利要求1-25和27-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链或者支链的十二烷基苯磺酸异丙胺盐。
74.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为硫酸盐阴离子表面活性剂。
75.如权利要求1-27和29-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基醚硫酸钠盐。
76.如权利要求1-28和30-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基硫酸铵盐。
77.如权利要求1-29和31-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为C12-C14叔烷基乙氧基化的硫酸钠。
78.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为磺基乙酸盐阴离子表面活性剂。
79.如权利要求1-31和33-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂基磺基乙酸钠盐。
80.如权利要求1-32和34-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为十六烷基磺基乙酸铵盐。
81.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为选自单酯和二酯的磷酸酯阴离子表面活性剂。
82.如权利要求1-34和36-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为聚氧乙烯(10)壬基酚磷酸酯。
83.如权利要求1-35和37-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为C8H17磷酸酯钠盐。
84.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为磺基琥珀酸盐阴离子表面活性剂。
85.如权利要求1-37和39-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为二辛基磺基琥珀酸钠。
86.如权利要求1-38和40-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂醇聚醚磺基琥珀酸二钠。
87.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为羧酸盐阴离子表面活性剂。
88.如权利要求1-40和42-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为聚氧乙烯(8)辛基醚羧酸钠盐。
89.如权利要求1-41和43-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为硬脂酸钠盐。
90.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为肌氨酸盐阴离子表面活性剂。
91.如权利要求1-43和45-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为月桂酰肌氨酸钠。
92.如权利要求1-44和46-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为椰油酰肌氨酸铵。
93.如权利要求1-48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为二苯基氧化物阴离子表面活性剂。
94.如权利要求1-46和48中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为直链癸基取代的双磺化的二苯基氧化物钠盐。
95.如权利要求1-47中任一项所述的组合物,其中所述第三表面活性剂为支链十二烷基取代的双磺化的二苯基氧化物。
96.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中两性表面活性剂占所述固体重量的10-30wt%。
97.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中两性表面活性剂占所述固体重量的10-15wt%。
98.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中两性表面活性剂占所述固体重量的15-20wt%。
99.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中两性表面活性剂占所述固体重量的20-25wt%。
100.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中两性表面活性剂占所述固体重量的15-25wt%。
101.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述阴离子表面活性剂占所述固体重量的45-85wt%。
102.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的45-85wt%。
103.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的45-55wt%。
104.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的55-65wt%。
105.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的65-75wt%。
106.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中阴离子表面活性剂占所述固体重量的75-85wt%。
107.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的75-95wt%。
108.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的75-80wt%。
109.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的80-85wt%。
110.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的85-90wt%。
111.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述水占所述组合物的90-95wt%。
112.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其还包含无机盐。
113.如权利要求112所述的组合物,其中所述无机盐占所述固体的2wt%至20wt%。
114.如权利要求112所述的组合物,其中所述无机盐占所述组合物的0.1wt%至5.0wt%。
115.如权利要求112-114中任一项所述的组合物,其中所述无机盐为选自下述的一种或者多种:碱性草酸铝、硫酸铝铵、硼酸铝晶须、磷酸二氢铝、氢氧化铝、钼酸铵、磷酸铝、硫酸铝钾、硫酸铝、七钼酸铵、八钼酸铵、三氧化锑、偏硼酸钡、硫酸钡、碱式碳酸铜、碱式碳酸锌、碳酸铍、氢氧化铋、碳酸钙、氯化钙、磷酸氢钙、氢氧化铈、碳酸铈、碳酸铬、氢氧化钴、碳酸钴、磷酸氢二锰、磷酸氢二钠、磷酸氢二锌、白云石(碳酸氢镁钙)、碳酸镝、碳酸铒、碳酸铕、氢氧化铁、二茂铁、丙酮铁、氧化铁、四氧化三铁、硫酸亚铁铵、碳酸亚铁、碳酸钆、碳酸胍、碳酸钬、磷酸氢偏硼酸锶、磷酸氢锶偏硼酸钾、水菱镁矿、氮化铁、碳酸镧、氢氧化镧、碳酸锂、碳酸镥、磷酸铵镁、硼酸锰、磷酸二氢镁、磷酸氢镁、硫酸氢镁、氢氧化镁、偏硼酸镁水合物、硝酸镁、三硅酸镁、碳酸锰、柠檬酸锰、磷酸二氢锰、二水合草酸锰、磷酸锰、钨酸锰、水锰矿、氢氧化钼、磷酸一钙、磷酸一钾、碳酸钕、碳酸镍、草酸镍、碳酸氢钾、六氟钛酸钾、六氟锆酸钾、偏磷酸钾、硝酸钾、草酸钾、六水合碳酸钾钠、四硼酸钾水合物、三聚磷酸钾、碳酸镨、碳酸钐、碳酸钪、碳酸银、碳酸氢钠、柠檬酸钠、磷酸二氢钠、硝酸钠、草酸钠、倍半碳酸钠、三偏磷酸钠、钨酸钠、碳酸锶、氢氧化锶、偏硼酸锶、四硼酸锶、四硼酸锶水合物、碲酸、碳酸铽、碳酸铥、氧化锡、二氧化钛、碳酸钒、碳酸镱、碳酸钇、氧化锌、硫化锌、七水合硫酸锌、硼酸锌、碳酸锌、磷酸二氢锌、磷酸锌、锡酸锌、碳酸锆以及硝酸锆。
116.如权利要求112-114中任一项所述的组合物,其中所述无机盐为氯化钙。
117.如前述权利要求中任一项所述的组合物,其还包含水性增稠剂。
118.如权利要求117所述的组合物,其中所述增稠剂占所述固体的0.1wt%至5wt%。
119.如权利要求117所述的组合物,其中所述增稠剂占所述组合物的0.01wt%至2wt%。
120.如权利要求117所述的组合物,其中所述水性增稠剂为选自聚酰胺和纤维素材料的一种或者多种增稠剂。
121.如权利要求117所述的组合物,其中所述水性增稠剂选自羧甲基纤维素和羟乙基纤维素。
122.制备灭火浓缩组合物的间歇方法,其包括向容器添加热水、第一阴离子表面活性剂、第二阴离子表面活性剂、选自两性表面活性剂和阴离子表面活性剂的第三表面活性剂,其中所述第三表面活性剂与所述第一表面活性剂和所述第二表面活性剂不同,并且任选地添加无机盐和增稠剂;其中在将组分添加至所述容器后,在添加下一组分之前,将所获得的混合物搅拌约30分钟,其中产生最小量的泡沫。
123.如权利要求122所述的制备灭火浓缩组合物的间歇方法,其包括:(a)将水加热至约70-80℃以提供热水;(b)将第一阴离子表面活性剂添加至所述热水;(c)将第一两性表面活性剂添加至步骤(b)的混合物;(d)将热水添加至步骤(c)的混合物;(e)将第三表面活性剂添加至步骤(d)的混合物,所述第三表面活性剂选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂,所述第三表面活性剂与所述第一阴离子表面活性剂和所述第一两性表面活性剂不同;(f)将无机盐添加至步骤(e)的混合物;(g)将步骤(f)的混合物冷却至环境温度±20℃以内;以及(h)将增稠剂添加至步骤(f)的混合物;其中在添加组分后,在添加下一组分之前,将所获得的混合物搅拌约30分钟,其中产生最小量的泡沫。
124.制备灭火浓缩组合物的连续方法,其包括:提供连续反应器,将水注入所述连续反应器,向所述连续反应器连续供应(a)阴离子表面活性剂、(b)两性表面活性剂以及(c)选自阴离子表面活性剂和两性表面活性剂的第三表面活性剂,所述第三表面活性剂与步骤(a)的所述阴离子表面活性剂和步骤(b)的所述两性表面活性剂不同;以及将组分(a)、组分(b)和组分(c)混合以提供均匀的混合物。
125.如权利要求124所述的连续方法,还包括向所述反应器连续供应无机盐和增稠剂。
126.如权利要求124所述的连续方法,其中在添加所有所述表面活性剂之后,将所述无机盐和所述增稠剂添加至所述反应器。
127.如权利要求124所述的连续方法,其中将所述连续反应器中的水维持在超过50℃的温度。
128.如权利要求124所述的连续方法,其中所述连续反应器中存在选自管路混合器和静态混合器的混合器。
129.如权利要求124所述的连续方法,其中所述连续反应器为预先确定直径和长度的槽或者管。
130.灭火方法,其包括将包含权利要求1-121中任一项所述组合物的组合物以有效灭火的量和时间应用于火。
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