CN111228709B - 一种环保型阻燃灭火剂及其制备方法 - Google Patents

一种环保型阻燃灭火剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐‑15改性meso‑四甲基‑meso‑四对氨苯基杯[4]吡咯8‑15％、氢化卵磷脂2‑5％、茶多酚1‑3％、3‑氯甲基苯硼酸改性N,N‑双(2‑羟乙基)‑2‑氨基乙磺酸3‑8％、鸟苷2‑4％、防冻剂0.3‑1％、防腐剂0.1‑0.5％、稳定剂0.8‑1.5％，余量为水。本发明还公开了所述环保型阻燃灭火剂的制备方法。本发明公开的环保型阻燃灭火剂灭火效率高，灭火效果好，能有效防止复燃，使用安全环保，冲击力大且稳定，不易漏罐不腐蚀罐体。

Description

一种环保型阻燃灭火剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及灭火剂技术领域，尤其涉及一种环保型阻燃灭火剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着高层建筑住宅项目建筑步伐的推进，以及各种家用电器日益步入人们的日常生活，各种火灾事故时有发生，给人们的生命和财产造成巨大损失，因此，在火灾发生时如何有效灭火，让易燃物难于燃烧，从而做到预防或延缓火灾，给事后的施救和逃生留下宝贵时间至关重要。
目前，灭火器是扑灭火灾的重要工具，而其中的灭火剂则是决定灭火器性能的关键。灭火剂是能够有效地在燃烧区域破坏燃烧条件，达到抑制燃烧或中止燃烧的物质。其灭火机理主要是冷却、窒息、隔离和化学抑制。我国市场上生产的灭火剂厂家生产的产品大都是BC、ABC干粉、气溶胶、超细干粉、轻水泡沫、蛋白及氟蛋白普通的灭火剂。以上产品灭火性能小、灭火对象单一，抗复燃性能弱，又不能同时灭几种特殊火灾，而且受使用温度的限制。除此之外，很多灭火剂加入了能产生有毒气体和浓烟的化学物质，而忽略了大火中的烟雾对火灾现场的人的危害。大火烟雾的主要成分是颗粒剂、高沸点物质的浓缩液滴和大量有毒气体等，妨碍人们从火灾逃生，对人的呼吸系统造成严重损害，甚至会有令人窒息的状况发生。
中国专利CN105582636A公开了一种灭火剂及其制备方法，其采用如下重量份数比的原料制备而成：山药5-15份、芦荟8-12份、豆饼25-40份、草木灰35-60份、氢氧化钙3-8份、水50-150份，虽然该公开技术方案解决了现有的植物活性阻燃灭火剂存在制备过程复杂，需要进行多次加工处理，生产成本高的问题，但该方案中的阻燃活性剂在扑灭较大面积的火灾时，灭火持久性差，需大量喷洒灭火剂以达到完全灭火的效果，灭火的性能还可进一步提高。
因此，开发一种灭火效率高，灭火效果好，能有效防止复燃，使用安全环保的环保型阻燃灭火剂是本领域目前刻不容缓的事情。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保型阻燃灭火剂及其制备方法，该制备方法简单易行，对设备依赖性小，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产，实现了经济效益、社会效益和生态效益三者的有效统一；制备得到的环保型阻燃灭火剂灭火效率高，灭火效果好，能有效防止复燃，使用安全环保，冲击力大且稳定，不易漏罐不腐蚀罐体。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯8-15％、氢化卵磷脂2-5％、茶多酚1-3％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸3-8％、鸟苷2-4％、防冻剂0.3-1％、防腐剂0.1-0.5％、稳定剂0.8-1.5％，余量为水。
优选的，所述稳定剂为羟甲基纤维素钠、月桂酰二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙烯酰胺中的至少一种。
优选的，所述防腐剂为苯甲酸钠，山梨酸钠，肉桂醛，脱氢醋酸钠中的至少一种。
优选的，所述防冻剂为乙醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。
优选的，所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到有机溶剂中，在40-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸去除溶剂及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸。
较佳的，所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、有机溶剂的摩尔比为1:1:(6-10)。
较佳的，所述有机溶剂为乙醚、乙酸乙酯、丙酮中的任意一种。
优选的，所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在60-80℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯。
较佳的，所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:(30-40)。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在800-1000r/min的转速下搅拌1-2小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
(1)本发明提供的一种环保型阻燃灭火剂的制备方法，该制备方法简单易行，对设备依赖性小，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产，实现了经济效益、社会效益和生态效益三者的有效统一。
(2)本发明提供的一种环保型阻燃灭火剂，添加季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯结合了超分子结构的优势，具有优异的灭火阻燃性能；通过季铵盐-15的改性，对这些性能得到进一步改善，与其他成分协同作用，使得灭火等级高，灭火效果明显，灭火效率高。
(3)本发明提供的一种环保型阻燃灭火剂，添加氢化卵磷脂和茶多酚，使得灭火剂灭火效果好，能有效阻断火势蔓延，节约了用水量；且有效阻燃，避免死灰复燃。
(4)本发明提供的一种环保型阻燃灭火剂，添加3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸这种两性表面活性剂，能使得表面张力更低，铺展更迅速，灭火效果更快速；添加的鸟苷一方面可以调节灭火剂的PH，使得其不易漏罐不腐蚀罐体；另一方面，由于其上含有较多的氨基，进一步提高阻燃灭火的作用。
具体实施方式
为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明实施例原料均为商业购买；所述Meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，参见：郭勇，邵士俊，何丽君，et al.Meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的合成及表征[J].化学试剂，2002(6):344-345。
实施例1
一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯8％、氢化卵磷脂2％、茶多酚1％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸3％、鸟苷2％、乙醇0.3％、苯甲酸钠0.1％、羟甲基纤维素钠0.8％，余量为水。
所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到乙醚中，在40℃下搅拌反应4小时，后旋蒸去除乙醚及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、乙醚的摩尔比为1:1:6。
所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在60℃下搅拌反应8小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯；所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:30。
一种所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在800r/min的转速下搅拌1小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
实施例2
一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯10％、氢化卵磷脂3％、茶多酚1.5％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸5％、鸟苷2.5％、丙二醇0.5％、山梨酸钠0.2％、月桂酰二乙醇胺1％，余量为水。
所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到乙酸乙酯中，在45℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸去除乙酸乙酯及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、乙酸乙酯的摩尔比为1:1:7。
所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在65℃下搅拌反应8.5小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯；所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:33。
一种所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在850r/min的转速下搅拌1.2小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
实施例3
一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯12％、氢化卵磷脂3.5％、茶多酚2％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸5.5％、鸟苷3％、丙三醇0.6％、肉桂醛0.3％、十二烷基二甲基氧化胺1.1％，余量为水。
所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到丙酮中，在50℃下搅拌反应5小时，后旋蒸去除丙酮及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、丙酮的摩尔比为1:1:8。
所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在75℃下搅拌反应9.5小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯；所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:35。
一种所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在900r/min的转速下搅拌1.5小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
实施例4
一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯14％、氢化卵磷脂4％、茶多酚2.5％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸7％、鸟苷3.5％、防冻剂0.9％、防腐剂0.4％、稳定剂1.4％，余量为水。
所述稳定剂为羟甲基纤维素钠、月桂酰二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙烯酰胺按质量比1:2:2:3混合而成；所述防腐剂为苯甲酸钠，山梨酸钠，肉桂醛，脱氢醋酸钠按质量比2:3:3:1混合而成；所述防冻剂为乙醇、丙二醇、丙三醇按质量比1:1:3混合而成。
所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到乙醚中，在55℃下搅拌反应5.7小时，后旋蒸去除乙醚及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、乙醚的摩尔比为1:1:9。
所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在78℃下搅拌反应9.5小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯；所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:38。
一种所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在950r/min的转速下搅拌1.8小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
实施例5
一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯15％、氢化卵磷脂5％、茶多酚3％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸8％、鸟苷4％、丙二醇1％、脱氢醋酸钠0.5％、聚丙烯酰胺1.5％，余量为水。
所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到乙醚中，在60℃下搅拌反应6小时，后旋蒸去除乙醚及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸；所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、乙醚的摩尔比为1:1:10。
所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在80℃下搅拌反应10小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯；所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:40。
一种所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在1000r/min的转速下搅拌2小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
对比例1
本例提供一种环保型阻燃灭火剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯。
对比例2
本例提供一种环保型阻燃灭火剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加氢化卵磷脂和茶多酚。
对比例3
本例提供一种环保型阻燃灭火剂，其配方及制备方法与实施例1基本相同，不同的是没有添加3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸和鸟苷。
对比例4
本例提供一种环保阻燃灭火剂，其配方与制作方法与申请号为CN201510163543.X的实施例1。
将实施例1-5和对比例1-4所述环保型阻燃灭火剂进行性能测试，测试方法和测试结果见表1。
从表1可以看出，本发明实施例公开的环保型阻燃灭火剂具有更加优异的灭火效果、耐腐蚀性，表面张力更小，这是季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、氢化卵磷脂、茶多酚、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸和鸟苷协同作用的结果。
表1
Figure GDA0002819220470000081
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，包括如下重量百分比计的各组分：季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯8-15％、氢化卵磷脂2-5％、茶多酚1-3％、3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸3-8％、鸟苷2-4％、防冻剂0.3-1％、防腐剂0.1-0.5％、稳定剂0.8-1.5％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述稳定剂为羟甲基纤维素钠、月桂酰二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙烯酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠，山梨酸钠，肉桂醛，脱氢醋酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述防冻剂为乙醇、丙二醇、丙三醇中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸的制备方法，包括如下步骤：将3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸加入到有机溶剂中，在40-60℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸去除溶剂及未反应的反应物，得到3-氯甲基苯硼酸改性N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸。
6.根据权利要求5所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述3-氯甲基苯硼酸、N,N-双(2-羟乙基)-2-氨基乙磺酸、有机溶剂的摩尔比为1:1:(6-10)。
7.根据权利要求5所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述有机溶剂为乙醚、乙酸乙酯、丙酮中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯的制备方法，包括如下步骤：将季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯加入到N,N-二甲基甲酰胺中，在60-80℃下搅拌反应8-10小时，后旋蒸去除N,N-二甲基甲酰胺及未反应的反应物，得到季铵盐-15改性meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯。
9.根据权利要求8所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述季铵盐-15、meso-四甲基-meso-四对氨苯基杯[4]吡咯、N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为8:1:(30-40)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种环保型阻燃灭火剂，其特征在于，所述环保型阻燃灭火剂的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量百分比混合均匀后，在800-1000r/min的转速下搅拌1-2小时，后冷却至室温，得到成品环保型阻燃灭火剂。
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