CN112206459A - 一种无pfos水成膜泡沫灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂及其制备方法，其组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂12‑30％、不含PFOS的氟碳表面活性剂2‑5％、泡沫稳定剂5‑8%、抗冻剂20‑50％、增溶剂3‑5％和水20‑40％。本发明的水成膜泡沫灭火剂不含难以降解的全氟辛烷磺酸而具有更高的环保性，显著降低对环境造成的污染；通过优化组分及配比，同时保证灭火剂保持优异的稳定性。

Description

一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及灭火剂应用领域，特别涉及一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂及制备方法。

背景技术

水成膜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快速流动散开形成一层水膜的泡沫灭火剂，此类灭火剂广泛应用于各种类型B类火灾。

全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)是重要的全氟化表面活性剂，具有疏水疏油的特性常用在水成膜泡沫灭火剂中的氟碳表面活性剂，其具有极强的持久性，能够保证灭火剂在诸多环境中具有高的稳定性；但是这种氟碳表面活性剂的降解性能极差，是比较难以分解的有机污染物；为实现绿色可持续发展并履行对全球环境安全保护做出的庄严承诺，我国对于已列入持久性有机污染物名录的全氟辛基磺酸及其盐类产品、全氟辛基磺酰氟产品(PFOS类产品)已经逐渐加大管控；而作为消防行业的从业者，应按照相关产业环保要求，在加强管理及风险防范的同时，着手开展替代技术研究，逐步淘汰此类产品在灭火剂中的使用，尽可能降低产品对环境造成污染。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，适应环保发展需求，本发明的目的在于提供一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，以达到具有更高的环保性，减少对环境造成污染的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂12-30％、不含PFOS的氟碳表面活性剂2-5％、泡沫稳定剂5-8%、抗冻剂20-50％、增溶剂3-5％和水20-40％。

作为可选的技术方案，所述的组合碳氢表面活性剂为烷基糖苷（APG）和椰油酰胺丙基甜菜碱（KLH-30）的组合或者C₈-C₁₀的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合；所述不含PFOS的氟碳表面活性剂的成分为C₆含氟表面活性剂或者C₄含氟表面活性剂或者含氟高分子产品；所述抗冻剂的成分为C₂H₆O₂，所述增溶剂的成分为CON₂H₄。

作为可选的技术方案，泡沫稳定剂为增稠剂；所述增稠剂为羟乙基纤维素或羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯酰胺。

作为可选的技术方案，还包括重量百分比的防腐剂0.05-1.5%。

作为可选的技术方案，所述防腐剂为苯甲酸钠和/或山梨酸钾。

作为可选的技术方案，所述灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂15％、不含PFOS的氟碳表面活性剂2％、泡沫稳定剂5%、抗冻剂25％、增溶剂4％和水30％。

作为可选的技术方案，所述灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂23％、不含PFOS 的氟碳表面活性剂4％、泡沫稳定剂7%、抗冻剂35％、增溶剂3％和水35％。

作为可选的技术方案，所述灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂30％、不含PFOS的氟碳表面活性剂5％、泡沫稳定剂8%、抗冻剂50％、增溶剂4.5％和水40％。

作为可选的技术方案，所述无PFOS水成膜泡沫灭火剂适用于烃类物质火灾的预防与扑救。

一种制备如上所述的无PFOS水成膜泡沫灭火剂的方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、按照设计比例称取组合碳氢表面活性剂加入水中搅拌形成组分A；

S2、按照设计比例称取不含PFOS的氟碳表面活性剂加入所述组分A中形成组分B；

S3、按照设计比例称取泡沫稳定剂、抗冻剂及增溶剂混合均匀形成组分C，将组分C缓慢加入至所述组分B中导入搅拌罐中进行充分搅拌形成反应液，调节反应液的PH值在7 .0±0.5，控制反应液的温度为40±3℃；以及，

S4、将反应液静置消泡处理后得到所述无PFOS水成膜泡沫灭火剂。

与现有技术相比，本发明提供的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，由于使用的是无PFOS氟碳表面活性剂，灭火剂在一定时期内可自行降解， 28天生物降解高达99％，因此具有更高的环保性，显著降低对环境造成污染，是一种名符其实的绿色环保型产品，其适用于烃类物质和极性水溶性溶剂火灾的预防与扑救。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1示出了本发明制备的无PFOS水成膜泡沫灭火剂的检测结果。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂12-30％、不含PFOS的氟碳表面活性剂2-5％、泡沫稳定剂5-8%、抗冻剂20-50％、增溶剂3-5％和水20-40％。

对于不含PFOS的水成膜泡沫灭火剂，由于氟碳表面活性剂的氟碳链变短，所以在实际的产品配方工艺中，为了保持其产品性能，添加量相比原有的含量需要有一定的增加，根据实验结果，每吨约增加1~2%，同时，相比原来含PFOS、PFOA的水成膜泡沫灭火剂的配方，碳氢表面活性剂的添加量需有一定的减少，根据实验结果，每吨约减少2~4%。

另外，由于新选用的不含PFOS的氟碳表面活性剂的氟碳链变短，所以在选用碳氢表面活性剂时应选用与其相匹配的产品，如选用不佳，会出现如“木桶理论“的短板，从而带来产品性能的下降；在一优选的实施方式中，本发明所用的组合碳氢表面活性剂为烷基糖苷（APG）和椰油酰胺丙基甜菜碱（KLH-30）的组合，或者C₈-C₁₀的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合。

本发明的不含PFOS的氟碳表面活性剂的成分为C₆含氟表面活性剂、C₄含氟表面活性剂、含氟高分子产品或者其组合，可以选用现有的适用于水成膜泡沫灭火剂的氟碳表面活性剂；所述抗冻剂的成分为C₂H₆O₂(二甲醚)，所述增溶剂的成分为CON₂H₄（尿素）。

本发明不含PFOS的水成膜泡沫灭火剂中选用的泡沫稳定剂为增稠剂；所述增稠剂为羟乙基纤维素或羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯酰胺。

本发明不含PFOS的水成膜泡沫灭火剂中还包括重量百分比为0.05-1.5% 防腐剂，所述防腐剂为苯甲酸钠和/或山梨酸钾。

实施例一：

灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂15％（烷基糖苷10%+椰油酰胺丙基甜菜碱5%）、不含PFOS的氟碳表面活性剂2％（C₆含氟表面活性剂2%）、泡沫稳定剂5%、抗冻剂25％、增溶剂4％和水30％；先将组合碳氢表面活性剂15％（烷基糖苷10%+椰油酰胺丙基甜菜碱5%）加纯水充分溶解形成组分A；再将不含PFOS的氟碳表面活性剂2％加入组分A中混合形成组分B；接着，将泡沫稳定剂5%、抗冻剂25％与增溶剂4％混合均匀形成组分C，并将组分C缓慢加入至组分B中，组分C与组分B混合均匀后导入搅拌罐中进行充分搅拌形成反应液，调节反应液PH值为6.8-7.2，控制温度约为40℃，静置消泡，制得无PFOS水成膜泡沫灭火剂。

实施例二：

灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂23％（烷基糖苷17%+椰油酰胺丙基甜菜碱6%）、不含PFOS的氟碳表面活性剂4％（C₆含氟表面活性剂4%）、泡沫稳定剂7%、抗冻剂35％、增溶剂3％和水35％；先将组合碳氢表面活性剂23％（烷基糖苷17%+椰油酰胺丙基甜菜碱6%）加纯水充分溶解形成组分A；再将不含PFOS的氟碳表面活性剂4％加入组分A中混合形成组分B；接着，将泡沫稳定剂7%、抗冻剂35％与增溶剂3％混合均匀形成组分C，并将组分C缓慢加入至组分B中，组分C与组分B混合导入搅拌罐中进行充分搅拌形成反应液，调节反应液PH值为6.8-7.0，控制温度约为40℃，静置消泡，制得无PFOS水成膜泡沫灭火剂。

实施例三：

灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂30％（烷基糖苷15%+椰油酰胺丙基甜菜碱15%）、不含PFOS的氟碳表面活性剂5％（C₆含氟表面活性剂4%和C₄含氟表面活性剂%）、泡沫稳定剂8%、抗冻剂50％、增溶剂4.5％和水40％；先将组合碳氢表面活性剂30％（烷基糖苷15%+椰油酰胺丙基甜菜碱15%）加纯水充分溶解形成组分A；再将不含PFOS的氟碳表面活性剂5％加入组分A中混合形成组分B；接着，将泡沫稳定剂8%、抗冻剂50％与增溶剂4.5％混合均匀形成组分C，并将组分C缓慢加入至组分B中，组分C与组分B混合后导入搅拌罐中进行充分搅拌形成反应液，调节反应液PH值为6.7-7.0，控制温度约为40℃，静置消泡，制得无PFOS水成膜泡沫灭火剂。

图1示出的是按照本发明的组分和制备方法制备的6%AFF/AR产品的检测结果。

如图1中所示，本发明公开的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂的各项指标均符合参照标准（GB15308-2006泡沫灭火剂）的要求。其中，泡沫灭火剂28天生物降解≥99%，具有很好的降解性，符合预期效果。

经实验验证，本发明公开的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂特别适用于烃类物质火灾的预防和扑救。

此外，本发明还公开一种制备无PFOS和PFOA 水成膜泡沫灭火剂的方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、按照设计比例称取组合碳氢表面活性剂加入水中搅拌形成组分A；

S2、按照设计比例称取不含PFOS的氟碳表面活性剂加入所述组分A中形成组分B；

S3、按照设计比例称取泡沫稳定剂、抗冻剂及增溶剂混合均匀形成组分C，将组分C缓慢加入至所述组分B中导入搅拌罐中进行充分搅拌形成反应液，调节反应液的PH值在7 .0±0.5，控制反应液的温度为40±3℃；以及，

S4、将反应液静置消泡处理后得到所述无PFOS水成膜泡沫灭火剂。

本发明公开的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，由于使用的是无 PFOS氟碳表面活性剂，灭火剂在一定时期内可自行降解，28天生物降解高达 99％，因此具有更高的环保性，对环境不会造成污染，是一种名符其实的绿色环保型产品，其主要用于烃类物质火灾的预防与扑救；同时通过优化灭火剂的组分及配比，保证灭火剂保持优异的稳定性。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，其组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂12-30％、不含PFOS的氟碳表面活性剂2-5％、泡沫稳定剂5-8%、抗冻剂20-50％、增溶剂3-5％和水20-40％。

2.如权利要求1所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述的组合碳氢表面活性剂为烷基糖苷（APG）和椰油酰胺丙基甜菜碱（KLH-30）的组合或者C₈-C₁₀的阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的组合；所述不含PFOS的氟碳表面活性剂的成分为C₆含氟表面活性剂或者C₄含氟表面活性剂或者含氟高分子产品；所述抗冻剂的成分为C₂H₆O₂，所述增溶剂的成分为CON₂H₄。

3.如权利要求1所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述泡沫稳定剂为增稠剂；所述增稠剂为羟乙基纤维素或羟丙基纤维素、聚丙烯酰胺或水解聚丙烯酰胺。

4.如权利要求1所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，还包括重量百分比为0.05-1.5%防腐剂。

5.如权利要求4所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述防腐剂为苯甲酸钠和/或山梨酸钾。

6.如权利要求1所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂15％、不含PFOS的氟碳表面活性剂2％、泡沫稳定剂5%、抗冻剂25％、增溶剂4％和水30％。

7.如权利要求1所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂23％、不含PFOS 的氟碳表面活性剂4％、泡沫稳定剂7%、抗冻剂35％、增溶剂3％和水35％。

8.如权利要求1所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述灭火剂的组成包括重量百分比的组合碳氢表面活性剂30％、不含PFOS的氟碳表面活性剂5％、泡沫稳定剂8%、抗冻剂50％、增溶剂4.5％和水40％。

9.如权利要求1-7任一项所述的一种无PFOS水成膜泡沫灭火剂，其特征在于，所述无PFOS水成膜泡沫灭火剂适用于烃类物质火灾的预防与扑救。

10.一种制备如权利要求1-7任一项所述的无PFOS和PFOA 水成膜泡沫灭火剂的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、按照设计比例称取组合碳氢表面活性剂加入水中搅拌形成组分A；

S2、按照设计比例称取不含PFOS的氟碳表面活性剂加入所述组分A中形成组分B；

S3、按照设计比例称取泡沫稳定剂、抗冻剂及增溶剂混合均匀形成组分C，将组分C缓慢加入至所述组分B中导入搅拌罐中进行充分搅拌形成反应液，调节反应液的PH值在7 .0±0.5，控制反应液的温度为40±3℃；以及，

S4、将反应液静置消泡处理后得到所述无PFOS水成膜泡沫灭火剂。

Images