CN108837367A

CN108837367A - 一种环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法及应用

Info

Publication number: CN108837367A
Application number: CN201810553101.XA
Authority: CN
Inventors: 潘洋
Original assignee: 潘洋
Current assignee: Jiangsu Blueprint Fire Fighting Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2018-11-20

Abstract

本发明属于灭火剂制备技术领域，具体涉及一种环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法及应用。本发明制备环保型水成膜泡沫灭火剂的方法具体如下：首先在搅拌罐中加入离子水、发泡剂、防腐剂、乙二醇、稳定剂、氟碳表面活性剂1、氟碳表面活性剂2，在常温下搅拌反应；调节上述反应液的pH值，自然静置处理后，得到水成膜泡沫灭火剂。本发明在制备的该水成膜泡沫灭火剂时，采用C₆类氟碳表面活性剂，烷基糖苷等原料，安全性高，绿色环保，不会对环境造成危害；抗烧时间长，说明泡沫热稳定性良好；凝固点较低，适于北方寒冷地区使用；此外，具有良好的耐海水性。本发明操作过程简单，条件易于控制，适于大规模工业化生产，可广泛用于扑灭B类火灾。

Description

一种环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法及应用

技术领域

本发明属于灭火剂制备技术领域，具体涉及一种环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法及应用。

背景技术

水成膜泡沫(AFFF)灭火剂，又称“轻水”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。水成膜泡沫灭火剂的灭火机理是在烃类液体表面形成水膜和凝聚的泡沫漂浮层，使烃类液体与空气隔绝，起到覆盖、封闭、冷却作用，能迅速扑灭液体火灾，尤其是油火，是目前扑救B类火灾(包含液体火灾和可熔化的固体物质火灾)最有效的灭火剂之一。由于水成膜泡沫灭火剂在扑灭B类火上的显著优势，被广泛用于扑灭油田、炼油厂、油库、船舶、码头、飞机场等场所的火灾。

然而，我国地域辽阔，南北和东西跨度大，温度分布不均匀，冬季东北、华北、新疆和高原地区气温低，给水成膜泡沫灭火剂的使用提出了巨大考验。目前现有技术生产的水成膜泡沫灭火剂的凝固点高，不适于北方严寒地区的火灾扑救工作，限制了水成膜泡沫灭火剂的使用范围。

此外，现有水成膜泡沫灭火剂的生产中，氟碳表面活性剂大多都选用C₈类氟碳表面活性剂，如全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟辛酸铵(PFOA)等。当使用泡沫灭火剂灭火后，灭火剂残夜将随水一起排入环境中，而C₈类氟碳表面活性剂是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一，具有持久性、生物累积性、远距离环境迁移的可能性，并且能在人及动物体内累积，不易排出，对环境和生物体有较大的毒性。C₈类氟碳表面活性剂对人类健康和生态环境的危害性正受到越来越多的关注。

发明内容

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凝固点较高，灭火剂中含有C₈类氢碳表面活性剂，如全氟辛烷磺酸盐(PFOS)、全氟辛酸铵(PFOA)等，在环境中难降解、易造成生物累积等问题，本发明提供了一种环保型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)制备环保型水成膜泡沫灭火剂：

在搅拌罐中加入离子水、发泡剂、防腐剂、乙二醇、稳定剂、氟碳表面活性剂1、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，得到环保型水成膜泡沫灭火剂。

步骤(1)中，离子水、发泡剂、防腐剂的质量比为23.5-39.5：30-35：1-1.5；防腐剂、乙二醇、稳定剂的质量比为1-1.5：8-10：16-22；稳定剂、氟碳表面活性剂1、氟碳表面活性剂2的质量比为16-22：1.5-2：4-6；

步骤(1)中，发泡剂为烷基糖苷APG0810、APG1012或APG1214其中的一种，防腐剂为苯甲酸钠，氟碳表面活性剂1为氟碳表面活性剂1460，氟碳表面活性剂2为氟碳表面活性剂1470；

步骤(1)中，稳定剂为尿素和乙二醇丁醚的混合物，稳定剂中尿素、乙二醇丁醚的质量比为8-12：8-10；

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环保型水成膜泡沫灭火剂的应用，所述环保型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)本发明在制备环保型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、APG1012和APG1214，上述物质的安全性高，温和、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。

(2)本发明制备的环保型水成膜泡沫灭火剂，抗烧时间长，为12min，说明产生泡沫的热稳定较好；凝固点较低，仅为-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。

(3)与淡水混合使用相比，本发明的环保型水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用同样能够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，对火灾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)制备环保型水成膜泡沫灭火剂：

在搅拌罐中加入离子水(235kg)、烷基糖苷APG0810(350kg)、苯甲酸钠(15kg)、乙二醇(100kg)、尿素和乙二醇丁醚的混合物(220kg，尿素、乙二醇丁醚质量比为12：10)、氟碳表面活性剂1460(20kg)、氟碳表面活性剂1470(60kg)，在常温下搅拌反应2h，得到反应液；

其中，烷基糖苷APG0810为发泡剂；苯甲酸钠为防腐剂，延长泡沫灭火剂的使用期限；乙二醇为助溶剂，可以溶解离子水，使离子水可以溶解于有机相；尿素和乙二醇丁醚的混合物为泡沫稳定剂，使灭火剂形成的泡沫稳定，成膜性能更好；

(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，得到环保型水成膜泡沫灭火剂。

(4)质量检测：

将步骤(3)得到的环保型水成膜泡沫灭火剂，配成3％环保型水成膜泡沫灭火剂的样品(离子水、环保型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。本实施例制备的环保型水成膜泡沫灭火剂的质量检测结果见表1。

表1实施例1制备的环保型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，本实施例制备的环保型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；并且该水成膜泡沫灭火剂的抗烧时间为12min，大于GB15308-2006《泡沫灭火剂》中的最低标准值(10min)，说明本实施例的环保型水成膜泡沫灭火剂的抗烧性能良好，泡沫的热稳定较好。

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时，对火灾进行扑救时，海水中的离子会泡沫的形成有极大的破坏作用，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，进而影响火灾的扑救效果。然而，与淡水混合使用相比，本实施例的水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用，同样能够3min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为12min，说明该环保型水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用，对火灾表现出良好的灭火效果，具有较佳的耐海水性。

本实施例的环保型水成膜泡沫灭火剂的凝固点为-29℃，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。

该环保型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15.9mN/m、3.1mN/m、7.9、3.7min，均与提供的特征值相一致；并且发泡倍数(温度处理前)为7.9，说明该环保型水成膜泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)。

此外，本实施例制备的环保型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)制备环保型水成膜泡沫灭火剂：

在搅拌罐中加入离子水(395kg)、烷基糖苷APG1012(300kg)、苯甲酸钠(10kg)、乙二醇(80kg)、尿素和乙二醇丁醚的混合物(160kg，尿素、乙二醇丁醚质量比为1：1)、氟碳表面活性剂1460(15kg)、氟碳表面活性剂1470(40kg)，在常温下搅拌反应1h，得到反应液；

其中，烷基糖苷APG1012为发泡剂；苯甲酸钠为防腐剂，延长泡沫灭火剂的使用期限；乙二醇为助溶剂，可以溶解离子水，使离子水可以溶解于有机相；尿素和乙二醇丁醚的混合物为泡沫稳定剂，使灭火剂形成的泡沫稳定，成膜性能更好；

(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，得到环保型水成膜泡沫灭火剂。

(4)质量检测：

将步骤(3)得到的环保型水成膜泡沫灭火剂，配成6％环保型水成膜泡沫灭火剂的样品(离子水、环保型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。本实施例制备的环保型水成膜泡沫灭火剂的质量检测结果见表2。

表2实施例2制备的环保型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，本实施例制备的环保型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；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，同样能够3min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为10min，说明该水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用，对火灾表现出良好的灭火效果，具有理想的耐海水性。

本实施例的环保型水成膜泡沫灭火剂的凝固点为-27℃，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。

该环保型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16.1mN/m、4.2mN/m、7.3、3.2min，均与提供的特征值相一致；并且发泡倍数(温度处理前)为7.3，说明环保型该水成膜泡沫灭火剂属于低倍泡沫液(发泡倍数为1～20)。

实施例3：

(1)制备环保型水成膜泡沫灭火剂：

在搅拌罐中加入离子水(310kg)、烷基糖苷APG1214(320kg)、苯甲酸钠(13kg)、乙二醇(90kg)、尿素和乙二醇丁醚的混合物(200kg，尿素、乙二醇丁醚质量比为11：9)、氟碳表面活性剂1460(17kg)、氟碳表面活性剂1470(50kg)，在常温下搅拌反应1.5h，得到反应液；

其中，烷基糖苷APG1214为发泡剂；苯甲酸钠为防腐剂，延长泡沫灭火剂的使用期限；乙二醇为助溶剂，可以溶解离子水，使离子水可以溶解于有机相；尿素和乙二醇丁醚的混合物为泡沫稳定剂，使灭火剂形成的泡沫稳定，成膜性能更好；

(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7.0，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，得到环保型水成膜泡沫灭火剂。

(4)质量检测：

将步骤(3)得到的环保型水成膜泡沫灭火剂，配成1％环保型水成膜泡沫灭火剂的样品(离子水、环保型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。本实施例制备的环保型水成膜泡沫灭火剂的质量检测结果见表3。

表3实施例3制备的环保型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，本实施例制备的环保型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11min，大于GB15308-2006《泡沫灭火剂》中的最低标准要求(10min)，说明本实施例的环保型水成膜泡沫灭火剂具有良好的抗烧性能，泡沫的热稳定较好。

与淡水混合使用扑救火灾相比，本实施例的环保型水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用，同样能够3min全部扑灭火灾，抗烧时间也同样为11min，说明该水成膜泡沫灭火剂与海水混合使用，对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16.3mN/m、2.6mN/m、6.9、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6.9，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。

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。

Claims

1.一种环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备环保型水成膜泡沫灭火剂：

（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，得到环保型水成膜泡沫灭火剂。

2.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，所述离子水、发泡剂、防腐剂的质量比为23.5-39.5：30-35：1-1.5。

3.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，所述防腐剂、乙二醇、稳定剂的质量比为1-1.5：8-10：16-22。

4.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，所述稳定剂、氟碳表面活性剂1、氟碳表面活性剂2的质量比为16-22：1.5-2：4-6。

5.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，所述发泡剂为烷基糖苷APG0810、APG1012或APG1214其中的一种，防腐剂为苯甲酸钠，氟碳表面活性剂1为氟碳表面活性剂1460，氟碳表面活性剂2为氟碳表面活性剂1470。

6.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述稳定剂为尿素和乙二醇丁醚的混合物，稳定剂中尿素、乙二醇丁醚的质量比为8-12：8-10。

7.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，常温搅拌反应时间为1-2h。

8.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述调节步骤（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；所述反应液的pH值调节至7.0-8.5。

9.根据权利要求1所述的环保型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，静置处理的时间为24-48h。

10.如权利要求1-9任意一项所述的制备方法制备的环保型水成膜泡沫灭火剂用于扑灭B类火灾。