CN110124244A - 一种基于c4孪连型氟表面活性剂的a类泡沫灭火剂 - Google Patents

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    • A62D1/0085—Foams containing perfluoroalkyl-terminated surfactant

Abstract

本发明涉及一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：氟表面活性剂2‑5％，发泡剂5‑15％，泡沫稳定剂1‑3％，水70‑95％，其中氟表面活性剂为氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂。本发明的A类泡沫灭火剂能够有效控制固体可燃的复燃，大大降低操作强度，提高现场灭火效率，灭火范围广，消防用水利用率高。

Description

一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂
技术领域
本发明涉及一种泡沫灭火剂，特别是用于A类火的泡沫灭火剂。
背景技术
A类火灾是指固体物质火灾。这种物质往往具有有机物质性质，一般在燃烧时产生灼热的余烬，如木材、煤、棉、毛、麻、纸张等火灾。随着城市规模越来越大、造价越来越高，A类火灾给社会造成的损失越来越大，救火难度越来越高，生命财产受到巨大的威胁。A类火灾的灭火方式，一般采用水冷却法和使用普通泡沫灭火剂，但对于忌水的物质，如布、纸等应尽量减少水渍所造成的损失，一般采用二氧化碳、卤代烷、干粉灭火剂灭火。但这几种灭火方式会造成水源紧张、现有泡沫灭火剂用量大、耗资多、浪费严重的现象，都不理想。
已有研究结果表明，当氟表面活性剂中氟碳链长度为4个碳时，就不具有生物累积性和持久性环境危害。但氟表面活性剂中氟碳链长度为4个碳时，传统结构的氟表面活性剂临界胶束浓度很高，表面张力较高。
孪连型表面活性剂(gemini surfactants)是一类带有两个疏水链、两个亲水基和一个桥连基团的化合物。和传统表面活性剂相比，孪连型表面活性剂具有很高的表面活性，其水溶液具有特殊的相行为和流变性，已引起学术界和工业界人士的广泛兴趣和关注。
短氟碳链孪连型氟表面活性能有效提高表面活性，拓展其应用领域。CN103446943A以全氟烷基磺酰氟(氟碳链碳数为4或6)、对羟基苯甲醇、四甲基烷基二胺、氯化亚砜等为原料，通过酯化、氯取代、季铵化等步骤制备阳离子孪连型氟表面活性剂，并应用于AFFF领域。该专利原料价格较贵，工艺复杂，纯化步骤繁琐，产品成本较高，应用前景有限。但目前还并未有研究发现将C4孪连型氟表面活性剂用于制备A类泡沫灭火剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种A类泡沫灭火剂，其以氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂为核心组分，能够有效控制固体可燃的复燃、大大降低操作强度、提高现场灭火效率，灭火范围广，消防用水利用率高。
本发明技术方案如下：
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，其特征在于：按质量百分比主要由以下组分组成：氟表面活性剂2-5％，发泡剂5-15％，泡沫稳定剂1-3％，水70-95％，其中，所采用的氟表面活性剂为氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂，具有式1所示结构，
其中，n＝2-6。
进一步地，所述发泡剂是脂肪醇硫酸盐，羧基甜菜碱或磺基甜菜碱中的至少一种。
进一步地，所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸铵，辛烷基硫酸钠，十二烷基二甲基甜菜碱，辛烷基二甲基甜菜碱，十二烷基二甲基磺基丙基甜菜碱，十四烷基二甲基磺基丙基甜菜碱中的至少一种。
进一步地，所述泡沫稳定剂是黄原胶，阿拉伯胶，瓜尔胶，桃胶，果胶，魔芋胶，结冷胶，卡拉胶，海藻酸钠，玉米淀粉，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素中的至少一种。
进一步地，所述泡沫灭火剂还包含助溶剂，润湿渗透剂，缓蚀剂或防腐剂中的至少一种。
进一步地，所述助溶剂是乙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇甲醚，二乙二醇丁醚，丙二醇甲醚，二丙二醇二甲醚，乙二醇，丙二醇，丙三醇，正丁醇，异丁醇中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-2％。
进一步地，所述润湿渗透剂是琥珀酸二异辛酯磺酸钠，顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚，二苄基复酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-1％。
进一步地，所述缓蚀剂是天冬氨酸，肉桂醛或月桂酰基肌氨酸中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-1％。
进一步地，所述防腐剂是对羟基苯甲酸甲酯，对羟基苯甲酸乙酯或对羟基丙甲酸丙酯中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-1％。
本发明以氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂为核心组分，最终产品具有符合预期的显著效果：1)可快速扑救常见的固体火灾，有效控制固体可燃的复燃、大大降低操作强度、提高现场灭火效率；2)在具备优异灭火、防护性能基础上，还具有优异的生物降解性能和较低的毒性，属于环境友好型泡沫灭火剂；3)成本低廉，配制时各组分均按一定比例添加即可，不存在副产物和废弃物，生产过程无污染。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明。
实施例1
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂5％，发泡剂15％，泡沫稳定剂3％，水77％，其中发泡剂为十二烷基硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶。
实施例2
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂2％，发泡剂5％，泡沫稳定剂1％，水92％，其中发泡剂为十二烷基二甲基甜菜碱，泡沫稳定剂为羧甲基纤维素。
实施例3
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂4％，发泡剂10％，泡沫稳定剂2％，水84％，其中发泡剂为十二烷基硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶。
实施例4
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂5％，发泡剂15％，泡沫稳定剂3％，助溶剂0.5％，润湿渗透剂0.5％，缓蚀剂0.5％，防腐剂0.5％，水75％，其中发泡剂为十二烷基硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶，助溶剂为乙二醇甲醚，润湿渗透剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠，缓蚀剂为天冬氨酸，防腐剂为对羟基苯甲酸甲酯。
实施例5
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂2％，发泡剂5％，泡沫稳定剂1％，助溶剂1％，润湿渗透剂1％，缓蚀剂1％，防腐剂1％，水88％，其中发泡剂为十二烷基二甲基甜菜碱，泡沫稳定剂为羧甲基纤维素，助溶剂为乙二醇甲醚，润湿渗透剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠，缓蚀剂为天冬氨酸，防腐剂为对羟基苯甲酸甲酯。
实施例6
一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，按质量百分比主要由以下组分组成：式1所示结构的氟表面活性剂4％，发泡剂10％，泡沫稳定剂2％，助溶剂1％，润湿渗透剂1％，缓蚀剂1％，防腐剂1％，水84％，其中发泡剂为十二烷基硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶，其中发泡剂为十二烷基硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶，助溶剂为乙二醇甲醚，润湿渗透剂为琥珀酸二异辛酯磺酸钠，缓蚀剂为天冬氨酸，防腐剂为对羟基苯甲酸甲酯。
对比例1
一种A类泡沫灭火剂，其特征在于：按质量百分比主要由以下组分组成：主发泡剂4％，辅助发泡剂10％，泡沫稳定剂3％，水77％，其中主发泡剂为十二烷基硫酸钠，辅助发泡剂为月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶。
对比例2
一种A类泡沫灭火剂，其特征在于：按质量百分比主要由以下组分组成：脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂4％，发泡剂10％，泡沫稳定剂2％，水84％，其中发泡剂为十二烷基硫酸钠，泡沫稳定剂为黄原胶。
依照GB27897-2011《A类泡沫灭火剂》标准规定的A类泡沫灭火剂泡沫液和泡沫溶液性能测试方法，对以上实施例1和对比例1-2的A类泡沫灭火剂分别进行检测，其检测结果的数据范围如下表所示：
从上述实施可以看出本发明的有益效果体现在：
本发明以氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂为核心组分，相对于传统组成的A类泡沫灭火剂，可快速扑救常见的固体火灾，有效控制固体可燃的复燃、大大降低操作强度、提高现场灭火效率；并且在具备优异灭火、防护性能基础上，还具有优异的生物降解性能和较低的毒性。
需要说明的是，按照本发明上述各实施例，本领域技术人员是完全可以实现本发明独立权利要求及从属权利的全部范围的，实现过程及方法同上述各实施例；且本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于C4孪连型氟表面活性剂的A类泡沫灭火剂，其特征在于：按质量百分比主要由以下组分组成：氟表面活性剂2-5％，发泡剂5-15％，泡沫稳定剂1-3％，水70-95％，所采用的氟表面活性剂为氟碳链长度为4个碳的阴离子孪连型氟表面活性剂，具有式1所示结构，
其中，n＝2-6。
2.根据权利要求1所述的A类泡沫灭火剂，所述发泡剂是脂肪醇硫酸盐，羧基甜菜碱或磺基甜菜碱中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述发泡剂选自十二烷基硫酸钠，十二烷基硫酸铵，辛烷基硫酸钠，十二烷基二甲基甜菜碱，辛烷基二甲基甜菜碱，十二烷基二甲基磺基丙基甜菜碱，十四烷基二甲基磺基丙基甜菜碱中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述泡沫稳定剂选自黄原胶，阿拉伯胶，瓜尔胶，桃胶，果胶，魔芋胶，结冷胶，卡拉胶，海藻酸钠，玉米淀粉，羧甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素，甲基纤维素，乙基纤维素中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述A类泡沫灭火剂还包含助溶剂，润湿渗透剂，缓蚀剂或防腐剂中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述助溶剂选自是乙二醇甲醚，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，二乙二醇甲醚，二乙二醇丁醚，丙二醇甲醚，二丙二醇二甲醚，乙二醇，丙二醇，丙三醇，正丁醇，异丁醇中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-2％。
7.根据权利要求5所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述润湿渗透剂是琥珀酸二异辛酯磺酸钠，顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚，二苄基复酚聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-1％。
8.根据权利要求5所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述缓蚀剂选自天冬氨酸，肉桂醛或月桂酰基肌氨酸中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-1％。
9.根据权利要求5所述的A类泡沫灭火剂，其特征在于：所述防腐剂选自对羟基苯甲酸甲酯，对羟基苯甲酸乙酯或对羟基丙甲酸丙酯中的至少一种，其在灭火剂中的质量百分比含量为0.5-1％。
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