CN108478980A - 一种泡沫灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种泡沫灭火剂，属于消防技术领域。本发明利用对溴苯甲酸甲酯和全氟‑2‑甲基‑2‑戊烯作为原料，通过氟离子的催化发生亲核反应，引入了全氟烷基疏水链，经皂化水解和酸解得到羧酸类物质，再与N,N‑二甲基乙二胺缩合发生酰化反应，其与卤代烷反应，即得到阳离子型灭火剂活性基料，其低毒、环保、无致癌可能性。同时碳氟疏水链、碳氢亲水链的作用在水溶液表面形成单分子薄膜，以非极性基团代替分子间作用力极强的水分子，使得表面张力降低，从而极易产生泡沫，在燃烧物表面形成分子膜，阻隔了空气，起到了隔绝密封的作用，达到灭火的目的。本发明解决了目前泡沫灭火剂环保性能差，不易降解，用量大对人体产生刺激的问题。

Description

一种泡沫灭火剂

技术领域

本发明属于消防技术领域，具体涉及一种泡沫灭火剂。

背景技术

泡沫灭火剂，属于消防技术类的产品之一。消防生产的消防泡沫灭火剂是扑救可燃易燃液体的有效灭火剂，它主要是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用。泡沫灭火剂分为化学泡沫灭火剂、空气泡沫灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂和抗溶性泡沫灭火剂等。适用范围广泛。

常用的化学泡沫灭火剂，主要是酸性盐（硫酸铝）和碱性盐（碳酸氢钠）与少量的发泡剂（植物水解蛋白质或甘草粉）、少量的稳定剂（三氯化铁）等混合后，相互作用而生成的泡沫。在蛋白质水解液中添加有机酸金属络合盐便制成了蛋白型的抗溶性泡沫液；这种有机金属络合盐类与水接触，析出不溶于水的有机酸金属皂。普通蛋白泡沫通过油层时，由于不能抵抗油类的污染，上升到油面后泡沫本身含的油足以使其燃烧，导致泡沫的破坏。在空气泡沫液中加入氟碳表面活性剂，即生成氟蛋白泡沫。氟碳表面活性剂具有良好的表面活性、较高的热稳定性、较好的浸润性和流动性。当该泡沫通过油层时，油不能向泡沫内扩散而被泡沫分隔成小油滴。水成膜泡沫灭火剂又称“轻水”泡沫灭火剂，英文简称：AFFF，或氟化学泡沫灭火剂。它由氟碳表面活性剂、无氟表面活性剂（碳氯表面活性剂或硅酮表面活性剂）和改进泡沫性能的添加剂（泡沫稳定剂、抗冻剂、助溶剂以及增稠剂等）及水组成。目前市售的泡沫灭火剂种类繁多，市场应用效果也较好，但是目前的一些泡沫灭火剂环保性能差，不易降解，用量大对人体产生刺激。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前泡沫灭火剂环保性能差，不易降解，用量大对人体产生刺激的问题，提供一种泡沫灭火剂。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种泡沫灭火剂，按重量份数计包括如下组分，按质量份数计，取20~30份灭火活性剂复配物、2~5份月桂醇硫酸钠、5~8份乙二醇、2~4份二乙二醇单丁醚、2~4份EDTA二钠、5~8份葡萄糖钠，其特征在于，还包括12~15份隔氧阻燃助剂、60~70份灭火剂基体物质；

所述隔氧阻燃助剂的制备方法为取哌嗪按质量比1：10加入无水乙醇，于20~25℃搅拌混合，得混合物，取植酸按质量比3：10加入无水乙醇，于30~40℃搅拌混合，得混合物A，取混合物A按质量比3：2滴入混合物中，于50~60℃搅拌混合，冷却至室温，抽滤，取抽滤渣用无水乙醇洗涤，真空干燥，得干燥物，即得隔氧阻燃助剂；

所述灭火剂基体物质的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取100~150份基料、60~70份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、3~7份4-二甲胺基吡啶、20~30份二氯甲烷、40~50份N,N-二甲基二乙胺，通入氮气保护，于25~30℃搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（2）取减压蒸馏物按质量比10：7：30加入碘乙烷、二氯甲烷，通入氮气保护，于75~80℃搅拌混合2~3h，冷却至室温，减压蒸馏，过滤，取滤渣经丙酮洗涤，旋转蒸发，即得灭火剂基体物质。

所述灭火活性剂复配物的制备方法为：取蛭石按质量比1：3加入蒸馏水，搅拌混合，再加入蛭石质量30~50%的氯化钠，于60~65℃搅拌混合，再置于胶体磨处理2~3h，即得灭火活性剂复配物。

所述步骤（1）中的基料的制备方法，包括如下步骤：A.按质量份数计，取5~8份对溴苯甲酸甲酯、13~15份全氟-2-甲基-2-戊烯、2~4份氟化钾、20~25份二氯甲烷，密封，于75~80℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：8加入乙醚，搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比1：6加入质量分数为33%的氯化钠溶液混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

B.取二氯甲烷按质量比3：5加入旋转蒸发物，搅拌混合，再加入二氯甲烷质量10~15%的氢氧化锂水溶液，于25~30℃搅拌反应，得反应物，取反应物按质量比2：7：5加入蒸馏水、乙醚，萃取，减压蒸馏，干燥，得基料。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明利用对溴苯甲酸甲酯和全氟-2-甲基-2-戊烯作为原料，通过氟离子的催化发生亲核反应，引入了全氟烷基疏水链，经皂化水解和酸解得到羧酸类物质，再与N,N-二甲基乙二胺缩合发生酰化反应，其与卤代烷反应，即得到阳离子型灭火剂活性基料，其低毒、环保、无致癌可能性，加入浓度很低的灭火剂活性基料，其表面活性剂分子的疏水基相互吸引形成内核而亲水基朝外形成外壳，组成胶团，同时其中的碳氟疏水链、碳氢亲水链的作用在水溶液表面形成单分子薄膜，以非极性基团代替分子间作用力极强的水分子，使得表面张力降低，从而极易产生泡沫，在燃烧物表面形成分子膜，阻隔了空气，起到了隔绝密封的作用，达到灭火的目的；

（2）本发明以可膨胀蛭石为增强相，利用氯化钠改性蛭石替代部分灭火剂活性基料，减少了含氟的灭火剂活性物的添加量，通过固体微粒吸附气泡表面的微观行为，对泡沫液膜起到了钉扎作用，有效阻碍了泡沫液膜厚度的衰减，提高了泡沫的稳定性，同时固体微粒吸附在气泡表面，形成类似包裹现象，提高了泡沫的骨架强度，对泡沫的稳定性也起到增强作用，也提高了泡沫液的抗烧时间；

（3）本发明加入生物基原料哌嗪、植酸，形成一种磷酸盐类物质，将其加入泡沫灭火剂中，聚合物燃烧过程中可以形成膨胀的炭层，可以隔绝氧气、热量与聚合物基体的交互，同时具有抑烟和防熔滴的作用，分解过程中多表现为吸热反应，减少了热量的散发，降低火焰温度使其不能达到着火点，达到了防止复燃的效果。

具体实施方式

灭火活性剂复配物：取蛭石按质量比1：3加入蒸馏水，搅拌混合1~2h，再加入蛭石质量30~50%的氯化钠，于60~65℃搅拌混合1~2h，再置于胶体磨处理2~3h，即得灭火活性剂复配物。

隔氧阻燃助剂：取哌嗪按质量比1：10加入无水乙醇，于20~25℃搅拌混合，得混合物，取植酸按质量比3：10加入无水乙醇，于30~40℃搅拌混合1~2h，得混合物A，取混合物A按质量比3：2滴入混合物中，于50~60℃搅拌混合3~4h，冷却至室温，抽滤，取抽滤渣用无水乙醇洗涤，真空干燥，得干燥物，即得隔氧阻燃助剂。

灭火剂基体物质：

（1）按质量份数计，取5~8份对溴苯甲酸甲酯、13~15份全氟-2-甲基-2-戊烯、2~4份氟化钾、20~25份二氯甲烷，密封，于75~80℃搅拌混合10~12h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：8加入乙醚，搅拌混合40~50min，得混合液，取混合液按质量比1：6加入质量分数为33%的氯化钠溶液混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取二氯甲烷按质量比3：5加入旋转蒸发物，搅拌混合1~2h，再加入二氯甲烷质量10~15%的浓度为5mol/L的氢氧化锂水溶液，于25~30℃搅拌反应10~12h，得反应物，取反应物按质量比2：7：5加入蒸馏水、乙醚，萃取，减压蒸馏，干燥，得基料；

（3）按质量份数计，取100~150份基料、60~70份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、3~7份4-二甲胺基吡啶、20~30份二氯甲烷、40~50份N,N-二甲基二乙胺，通入氮气保护，于25~30℃搅拌混合4~5h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）取减压蒸馏物按质量比10：7：30加入碘乙烷、二氯甲烷，通入氮气保护，于75~80℃搅拌混合2~3h，冷却至室温，减压蒸馏，过滤，取滤渣经丙酮洗涤，旋转蒸发，即得灭火剂基体物质。

一种泡沫灭火剂，按质量份数计，取20~30份灭火活性剂复配物、12~15份隔氧阻燃助剂、60~70份灭火剂基体物质、2~5份月桂醇硫酸钠、5~8份乙二醇、2~4份二乙二醇单丁醚、2~4份EDTA二钠、5~8份葡萄糖钠。

灭火活性剂复配物：

（1）取蛭石按质量比1：3加入蒸馏水，搅拌混合1h，再加入蛭石质量30%的氯化钠，于60℃搅拌混合1h，再置于胶体磨处理2h，即得灭火活性剂复配物。

隔氧阻燃助剂：取哌嗪按质量比1：10加入无水乙醇，于20℃搅拌混合，得混合物，取植酸按质量比3：10加入无水乙醇，于30℃搅拌混合1h，得混合物A，取混合物A按质量比3：2滴入混合物中，于50℃搅拌混合3h，冷却至室温，抽滤，取抽滤渣用无水乙醇洗涤，真空干燥，得干燥物，即得隔氧阻燃助剂。

灭火剂基体物质：

（1）按质量份数计，取5份对溴苯甲酸甲酯、13份全氟-2-甲基-2-戊烯、2份氟化钾、20份二氯甲烷，密封，于75℃搅拌混合10h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：8加入乙醚，搅拌混合40min，得混合液，取混合液按质量比1：6加入质量分数为33%的氯化钠溶液混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取二氯甲烷按质量比3：5加入旋转蒸发物，搅拌混合1h，再加入二氯甲烷质量10%的浓度为5mol/L的氢氧化锂水溶液，于25℃搅拌反应10h，得反应物，取反应物按质量比2：7：5加入蒸馏水、乙醚，萃取，减压蒸馏，干燥，得基料；

（3）按质量份数计，取100份基料、60份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、3份4-二甲胺基吡啶、20份二氯甲烷、40份N,N-二甲基二乙胺，通入氮气保护，于25℃搅拌混合4h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）取减压蒸馏物按质量比10：7：30加入碘乙烷、二氯甲烷，通入氮气保护，于75℃搅拌混合2h，冷却至室温，减压蒸馏，过滤，取滤渣经丙酮洗涤，旋转蒸发，即得灭火剂基体物质。

一种泡沫灭火剂，按质量份数计，取20份灭火活性剂复配物、12份隔氧阻燃助剂、60份灭火剂基体物质、2份月桂醇硫酸钠、5份乙二醇、2份二乙二醇单丁醚、2份EDTA二钠、5~8份葡萄糖钠。

灭火活性剂复配物：取蛭石按质量比1：3加入蒸馏水，搅拌混合2h，再加入蛭石质量50%的氯化钠，于65℃搅拌混合2h，再置于胶体磨处理3h，即得灭火活性剂复配物。

隔氧阻燃助剂：取哌嗪按质量比1：10加入无水乙醇，于25℃搅拌混合，得混合物，取植酸按质量比3：10加入无水乙醇，于40℃搅拌混合2h，得混合物A，取混合物A按质量比3：2滴入混合物中，于60℃搅拌混合4h，冷却至室温，抽滤，取抽滤渣用无水乙醇洗涤，真空干燥，得干燥物，即得隔氧阻燃助剂。

灭火剂基体物质：

（1）按质量份数计，取8份对溴苯甲酸甲酯、15份全氟-2-甲基-2-戊烯、4份氟化钾、25份二氯甲烷，密封，于80℃搅拌混合12h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：8加入乙醚，搅拌混合50min，得混合液，取混合液按质量比1：6加入质量分数为33%的氯化钠溶液混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取二氯甲烷按质量比3：5加入旋转蒸发物，搅拌混合2h，再加入二氯甲烷质量15%的浓度为5mol/L的氢氧化锂水溶液，于30℃搅拌反应12h，得反应物，取反应物按质量比2：7：5加入蒸馏水、乙醚，萃取，减压蒸馏，干燥，得基料；

（3）按质量份数计，取150份基料、70份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、7份4-二甲胺基吡啶、30份二氯甲烷、50份N,N-二甲基二乙胺，通入氮气保护，于30℃搅拌混合5h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）取减压蒸馏物按质量比10：7：30加入碘乙烷、二氯甲烷，通入氮气保护，于80℃搅拌混合3h，冷却至室温，减压蒸馏，过滤，取滤渣经丙酮洗涤，旋转蒸发，即得灭火剂基体物质。

一种泡沫灭火剂，按质量份数计，取30份灭火活性剂复配物、15份隔氧阻燃助剂、70份灭火剂基体物质、5份月桂醇硫酸钠、8份乙二醇、4份二乙二醇单丁醚、4份EDTA二钠、8份葡萄糖钠。

灭火活性剂复配物：取蛭石按质量比1：3加入蒸馏水，搅拌混合1.5h，再加入蛭石质量40%的氯化钠，于62.5℃搅拌混合1.5h，再置于胶体磨处理2.5h，即得灭火活性剂复配物。

隔氧阻燃助剂：取哌嗪按质量比1：10加入无水乙醇，于22.5℃搅拌混合，得混合物，取植酸按质量比3：10加入无水乙醇，于35℃搅拌混合1.5h，得混合物A，取混合物A按质量比3：2滴入混合物中，于55℃搅拌混合3.5h，冷却至室温，抽滤，取抽滤渣用无水乙醇洗涤，真空干燥，得干燥物，即得隔氧阻燃助剂。

灭火剂基体物质：

（1）按质量份数计，取6.5份对溴苯甲酸甲酯、14份全氟-2-甲基-2-戊烯、3份氟化钾、22.5份二氯甲烷，密封，于77.5℃搅拌混合11h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：8加入乙醚，搅拌混合45min，得混合液，取混合液按质量比1：6加入质量分数为33%的氯化钠溶液混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取二氯甲烷按质量比3：5加入旋转蒸发物，搅拌混合1.5h，再加入二氯甲烷质量12.5%的浓度为5mol/L的氢氧化锂水溶液，于27.5℃搅拌反应11h，得反应物，取反应物按质量比2：7：5加入蒸馏水、乙醚，萃取，减压蒸馏，干燥，得基料；

（3）按质量份数计，取125份基料、65份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、5份4-二甲胺基吡啶、25份二氯甲烷、45份N,N-二甲基二乙胺，通入氮气保护，于27.5℃搅拌混合4.5h，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（4）取减压蒸馏物按质量比10：7：30加入碘乙烷、二氯甲烷，通入氮气保护，于77.5℃搅拌混合2.5h，冷却至室温，减压蒸馏，过滤，取滤渣经丙酮洗涤，旋转蒸发，即得灭火剂基体物质。

一种泡沫灭火剂，按质量份数计，取25份灭火活性剂复配物、13.5份隔氧阻燃助剂、65份灭火剂基体物质、3.5份月桂醇硫酸钠、6.5份乙二醇、3份二乙二醇单丁醚、3份EDTA二钠、5~8份葡萄糖钠。

与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少隔氧阻燃助剂。

对比例2与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少灭火剂基体物质。

对比例3与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少隔氧阻燃助剂和灭火剂基体物质。

对比例4：兴化市某公司生产的一种泡沫灭火剂。

取本发明实施例1~3所制备的泡沫灭火剂与对比例的泡沫灭火剂为试验样，经过实验，检测结果如下表1：

表1

本发明所制备的泡沫灭火剂对人体无刺激性，灭火效果好，泡沫抗烧时间长，灭火后易降解，有利于环保。综上所述，本发明中所制备的泡沫灭火剂应用效果完全符合要求，值得大力推广与使用。

Claims (3)

1.一种泡沫灭火剂，按重量份数计包括如下组分，按质量份数计，取20~30份灭火活性剂复配物、2~5份月桂醇硫酸钠、5~8份乙二醇、2~4份二乙二醇单丁醚、2~4份EDTA二钠、5~8份葡萄糖钠，其特征在于，还包括12~15份隔氧阻燃助剂、60~70份灭火剂基体物质；

所述隔氧阻燃助剂的制备方法为取哌嗪按质量比1：10加入无水乙醇，于20~25℃搅拌混合，得混合物，取植酸按质量比3：10加入无水乙醇，于30~40℃搅拌混合，得混合物A，取混合物A按质量比3：2滴入混合物中，于50~60℃搅拌混合，冷却至室温，抽滤，取抽滤渣用无水乙醇洗涤，真空干燥，得干燥物，即得隔氧阻燃助剂；

所述灭火剂基体物质的制备方法，包括如下步骤：

（1）按质量份数计，取100~150份基料、60~70份1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳二亚胺盐酸盐、3~7份4-二甲胺基吡啶、20~30份二氯甲烷、40~50份N,N-二甲基二乙胺，通入氮气保护，于25~30℃搅拌混合，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

取减压蒸馏物按质量比10：7：30加入碘乙烷、二氯甲烷，通入氮气保护，于75~80℃搅拌混合2~3h，冷却至室温，减压蒸馏，过滤，取滤渣经丙酮洗涤，旋转蒸发，即得灭火剂基体物质。

2.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂，其特征在于，所述灭火活性剂复配物的制备方法为：取蛭石按质量比1：3加入蒸馏水，搅拌混合，再加入蛭石质量30~50%的氯化钠，于60~65℃搅拌混合，再置于胶体磨处理2~3h，即得灭火活性剂复配物。

3.根据权利要求1所述的泡沫灭火剂，其特征在于，所述步骤（1）中的基料的制备方法，包括如下步骤：A.按质量份数计，取5~8份对溴苯甲酸甲酯、13~15份全氟-2-甲基-2-戊烯、2~4份氟化钾、20~25份二氯甲烷，密封，于75~80℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比1：8加入乙醚，搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比1：6加入质量分数为33%的氯化钠溶液混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

B.取二氯甲烷按质量比3：5加入旋转蒸发物，搅拌混合，再加入二氯甲烷质量10~15%的氢氧化锂水溶液，于25~30℃搅拌反应，得反应物，取反应物按质量比2：7：5加入蒸馏水、乙醚，萃取，减压蒸馏，干燥，得基料。