CN111569347A

CN111569347A - 一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN111569347A
Application number: CN202010581396.9A
Authority: CN
Inventors: 郭王勇; 吴刘锁; 张建成; 王志刚; 颜庆祥; 徐亮; 王敬伟
Original assignee: State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2020-08-25

Abstract

一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法与应用，属于灭火剂技术领域。所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂原料如下：氟碳表面活性剂、发泡剂、稳泡剂、抗烧剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂、螯合剂和阻燃剂，其余为水；其中，氟碳表面活性剂为C6基环保型氟碳表面活性剂。本发明通过将氟碳表面活性剂和发泡剂结合，同时选用非增粘性泡沫稳定剂和抗烧剂，添加助溶剂、阻燃剂等助剂，达到低粘度、高泡沫稳定性、高效灭火抗烧的效果。并且本发明基于变电站消防，形成了一种适用于变压器油火灾防控的水成膜泡沫灭火剂产品，产生泡沫的高效稳定性使其在高温场中能够稳定存在，达到快速灭火和防复燃的效果。

Description

一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于灭火剂技术领域，具体涉及一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法与应用。

背景技术

目前市场上泡沫灭火剂的产品种类参差不齐，许多水成膜泡沫灭火剂产品泡沫性能较差，产生的泡沫快速破裂、析液时间过短、泡沫热稳定性低、泡沫铺展密封性差，从而导致泡沫灭火剂灭火效率低、抗烧时间短。为了增强泡沫稳定性，提高泡沫抗烧能力，大部分产品加入了黄原胶、明胶等高分子物质，导致产品粘度增加，影响了产品的使用性能。

申请号为2017111945709的中国专利申请公开了一种高稳定性能的水成膜泡沫灭火剂，并具体公开了所述高稳定性能的水成膜泡沫灭火剂由以下组分按质量百分比组成：氟碳表面活性剂1.2%～3.0%，无氟表面活性剂0.5%～1.5%，全氟甜菜碱1.5%～3.5%，氟化烷基甜菜碱2%～5%，尿素3%～5%，α-烯烃磺酸钠5%～15%，十二烷基硫酸钠10%～15%，烷基糖苷10%～16%，乙二醇10%～20%，黄原胶0.1%～0.3%，泡沫稳定剂0.5%～1.0%，助溶剂0.8%～1.5%，增稠剂0.1%～1.2%，余量为水。该发明组分科学，与传统的水成泡沫灭火剂相比，具有优良的憎水、憎油性和很低的表面张力，当产生的泡沫覆盖在燃烧的油面会形成一层薄膜，紧紧覆盖在油面上，达到窒息灭火的作用，具有较强的耐高温作用，形成的薄膜稳定性极强，降温速度快，不易复燃，使用稳定，大幅度提升了灭火的速度。但是，该灭火剂存在以下几个方面的问题：

1、该技术方案中加入了黄原胶0.1~0.3%，增稠剂天然明胶0.1~1.2%，使形成的产品体系粘度较大，限制了泡沫灭火剂产品在不同泡沫灭火系统中的应用。

2、黄原胶等原料增稠性较好，但是在水中分散的速度很慢，如果直接加入水而搅拌不充分，外层吸水膨胀成胶团。长时间搅拌使泡沫灭火剂制备工艺复杂，生产周期增长。

3、水成膜泡沫灭火剂产品的保质期在8年以上，加入的黄原胶、明胶等物质在长时间放置下会产生降解现象，导致产品整体粘度降低，影响其发泡、稳泡能力，从而影响产品的灭火效率。

发明内容

解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂及其制备方法与应用，能够改善传统水成膜泡沫灭火剂的泡沫稳定性，提升泡沫灭火剂针对B类油火的灭火效率和抗烧能力，所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂具有粘度低、制备方法简单、泡沫稳定性高及灭火抗烧效率高等优点，能够达到最佳的灭火效率和防复燃效果。

技术方案：一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂原料按质量分数配比如下：氟碳表面活性剂3~6%、发泡剂6~20%、稳泡剂1~5%、抗烧剂2~7%、抗冻剂10~30%、助溶剂4~15%、防腐剂0.5~1.5%、螯合剂0.1~1%和阻燃剂3~10%，其余为水；其中，氟碳表面活性剂为C6基环保型氟碳表面活性剂。

作为优选，所述氟碳表面活性剂为选自科慕化学(上海)有限公司的FC-1430、FC-1440、FC-1460和FC-1470中的至少一种。

作为优选，所述发泡剂为烷基糖苷、十烷基硫酸钠，其中烷基糖苷在原料中质量百分数为5~15%，十烷基硫酸钠在原料中质量百分数为1~5%。

作为优选，所述稳泡剂为正十醇、三乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种。

作为优选，所述抗烧剂为聚乙二醇、聚季铵盐和聚阴离子纤维素PAC中的至少一种。

作为优选，所述助溶剂为二乙二醇单丁醚和尿素，其中二乙二醇单丁醚在原料中质量百分数为1~5%，尿素在原料中质量百分数为3~10%。

作为优选，所述抗冻剂为乙二醇，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，所述防腐剂为苯甲酸钠，所述阻燃剂为三聚磷酸钠。

上述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，所述制备方法过程如下：在反应釜中加入去离子水，按质量分数配比称取并加入氟碳表面活性剂、发泡剂、稳泡剂、抗烧剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂、螯合剂和阻燃剂，加入搅拌罐后在500 r/min搅拌速度下搅拌1h使原料均匀分散，静置后得到产品。

上述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂在熄灭B类油火中的应用。

上述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂在变电站火灾消防中的应用，尤其适用于变压器油火灾防控。

有益效果：1、本发明通过氟碳表面活性剂和发泡剂，同时选用非增粘性泡沫稳定剂和抗烧剂，添加助溶剂、阻燃剂等助剂，起到联合增效的作用，最终达到低粘度、高泡沫稳定性、高效灭火抗烧的效果。并且本发明基于变电站消防，形成了一种适用于变压器油火灾防控的水成膜泡沫灭火剂产品，产生泡沫的高效稳定性使其在高温场中能够稳定存在，达到快速灭火和防复燃的效果。

2、本发明制得的产品极易发泡，产生的泡沫细腻丰富，具有较强的泡沫稳定性。产品灭火性能、抗烧性能较好，能达到GB 15308-2006《泡沫灭火剂》灭火性能IA级。

3、本发明制备的产品应用性强、粘度较低，可以适用于各种泡沫消防灭火系统和装置。凝固点最低适应-30℃，适用于不同区域。还可以与海水/淡水进行混合，适用于海上和沿海区域。

4、针对变压器油燃烧热值较大、火势迅猛等问题，本发明制得的产品适用于变压器油火灾，可以在变压器油表面快速铺展，形成丰富细腻的泡沫层，水膜和泡沫层共同作用使变压器油面密封，阻隔空气从而达到较好的灭火效果。相比其他产品，该泡沫具有更好的热稳定性、更长的析液时间，泡沫能够稳定存在，从而达到最佳的灭火效率和防复燃效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本实施例中高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂原料按质量分数配比如下：氟碳表面活性剂6%、发泡剂13%、稳泡剂3.5%、抗烧剂5%、抗冻剂17%、助溶剂10%、防腐剂0.5%、螯合剂0.3%和阻燃剂10%，其余为水。其中，氟碳表面活性剂为FC-1440和FC-1470，发泡剂为烷基糖苷和十烷基硫酸钠，稳泡剂为正十醇和十二烷基二甲基氧化胺，抗烧剂为PEG-20000，抗冻剂为乙二醇，助溶剂为二乙二醇单丁醚和尿素，防腐剂为苯甲酸钠，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，阻燃剂为三聚磷酸钠。

所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂的制备过程如下：在反应釜中加入去离子水347 kg，称取FC-1440 30 kg、FC-1470 30 kg、烷基糖苷100 kg、十烷基硫酸钠30 kg、正十醇5 kg、十二烷基二甲基氧化胺30 kg、PEG-20000 50 kg、乙二醇170 kg、二乙二醇单丁醚30 kg、尿素70 kg、苯甲酸钠5 kg、乙二胺四乙酸二钠3 kg和三聚磷酸钠100 kg，加入搅拌罐后在500 r/min搅拌速度下搅拌1 h使原料均匀分散，静置后得到产品。

实施例2

本实施例中高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂原料按质量分数配比如下：氟碳表面活性剂3%、发泡剂6%、稳泡剂1%、抗烧剂2%、抗冻剂10%、助溶剂4%、防腐剂0.5%、螯合剂0.1%和阻燃剂3%，其余为水；其中，氟碳表面活性剂为C6基环保型氟碳表面活性剂。其中，氟碳表面活性剂为FC-1430和FC-1460，发泡剂为烷基糖苷、十烷基硫酸钠，稳泡剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，抗烧剂为聚乙二醇PEG-8000和聚季铵盐-10，抗冻剂为乙二醇，助溶剂为二乙二醇单丁醚和尿素，防腐剂为苯甲酸钠，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，阻燃剂为三聚磷酸钠。

所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂的制备过程如下：在反应釜中加入去离子水704 kg，称取FC-1430 20 kg、FC-1460 10 kg、烷基糖苷50 kg、十烷基硫酸钠10 kg、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺10 kg、聚乙二醇PEG-8000 17 kg、聚季铵盐-10 3kg、乙二醇100 kg、二乙二醇单丁醚10 kg、尿素30 kg、苯甲酸钠5 kg、乙二胺四乙酸二钠1 kg和三聚磷酸钠30kg，加入搅拌罐后在500 r/min搅拌速度下搅拌1 h使原料均匀分散，静置后得到产品。

实施例3

本实施例中高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂原料按质量分数配比如下：氟碳表面活性剂6%、发泡剂20%、稳泡剂5%、抗烧剂7%、抗冻剂30%、助溶剂15%、防腐剂1.5%、螯合剂1%和阻燃剂10%，其余为水；其中，氟碳表面活性剂为C6基环保型氟碳表面活性剂。其中，氟碳表面活性剂为FC-1440和FC-1470，发泡剂为烷基糖苷和十烷基硫酸钠，稳泡剂为正十醇、三乙醇胺和十二烷基二甲基氧化胺，抗烧剂为聚季铵盐-7和聚乙二醇PEG-4000，抗冻剂为乙二醇，助溶剂为二乙二醇单丁醚和尿素，防腐剂为苯甲酸钠，螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，阻燃剂为三聚磷酸钠。

所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂的制备过程如下：在反应釜中加入去离子水327 kg，称取FC-1440 20 kg、FC-1470 40 kg、烷基糖苷150 kg、十烷基硫酸钠50 kg、正十醇10 kg、三乙醇胺10 kg、十二烷基二甲基氧化胺30 kg、聚季铵盐-7 50 kg、聚乙二醇PEG-4000 20 kg、乙二醇300 kg、二乙二醇单丁醚50 kg、尿素100 kg、苯甲酸钠15 kg、乙二胺四乙酸二钠10 kg和三聚磷酸钠100 kg，加入搅拌罐后在500 r/min搅拌速度下搅拌1 h使原料均匀分散，静置后得到产品。

对比例1

在反应釜中加入自来水547 kg、黄原胶3 kg、尿素50 kg，在1000 r/min搅拌条件下搅拌2 h进行充分溶解，加入全氟烷基甜菜碱30 kg、氟化烷基甜菜碱20 kg、烷基糖苷APG 100kg、十二烷基硫酸钠100 kg、α-烯基磺酸钠50 kg，乙二醇100 kg，在500 r/min充分搅拌2 h后静置得到产品。

对比例2

在反应釜中加入离子水235 kg、烷基糖苷APG0810 350 kg、苯甲酸钠15 kg、乙二醇100kg、尿素120 kg、乙二醇丁醚100 kg、氟碳表面活性剂1460 20 kg、氟碳表面活性剂1470 60kg，在常温下搅拌反应2 h，得到产品。

将实施例制备的产品跟现有技术也就是对比例1和对比例2制得的产品进行性能分析，结果参见下表。

从上述表格中可以看出，本产品完全能够满足变电站消防中对于泡沫灭火剂的泡沫性能要求：发泡倍率≥6倍，25%析液时间≥3.5min，并且具有发泡细腻稳定、铺展性能好、制备方法简单、灭火效率高（强施放灭火时间≤3min，抗烧时间≥15min）等优势，并且明显优于现有技术。

Claims

1.一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂原料按质量分数配比如下：氟碳表面活性剂3~6%、发泡剂6~20%、稳泡剂1~5%、抗烧剂2~7%、抗冻剂10~30%、助溶剂4~15%、防腐剂0.5~1.5%、螯合剂0.1~1%和阻燃剂3~10%，其余为水；其中，氟碳表面活性剂为C6基环保型氟碳表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述氟碳表面活性剂为FC-1430、FC-1440、FC-1460和FC-1470中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述发泡剂为烷基糖苷和十烷基硫酸钠，其中烷基糖苷在原料中质量百分数为5~15%，十烷基硫酸钠在原料中质量百分数为1~5%。

4.根据权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述稳泡剂为正十醇、三乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺和椰子油脂肪酸二乙醇酰胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述抗烧剂为聚乙二醇、聚季铵盐和聚阴离子纤维素PAC中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述助溶剂为二乙二醇单丁醚和尿素，其中二乙二醇单丁醚在原料中质量百分数为1~5%，尿素在原料中质量百分数为3~10%。

7.根据权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述抗冻剂为乙二醇，所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠，所述防腐剂为苯甲酸钠，所述阻燃剂为三聚磷酸钠。

8.基于权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法过程如下：在反应釜中加入去离子水，按质量分数配比称取并加入氟碳表面活性剂、发泡剂、稳泡剂、抗烧剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂、螯合剂和阻燃剂，加入搅拌罐后在500 r/min搅拌速度下搅拌1h使原料均匀分散，静置后得到产品。

9.权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂在熄灭B类油火中的应用。

10.权利要求1所述的一种高泡沫稳定型水成膜泡沫灭火剂在变电站火灾消防中的应用。