CN113663273A - 一种生态环保泡沫灭火剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生态环保泡沫灭火剂及其制备方法，属于灭火剂技术领域。本发明使用椰子油两性起泡剂和甜菜碱两性起泡剂作为起泡原料，成分环保，对环境无污染，在灭火时能够生成大量的细小泡沫，从而降低温度、阻隔氧气，以达到灭火的效果。本发明通过加入壳聚糖基生物质溶液，能够断绝火源能量；本发明通过加入N₂、尿素和丙二醇，能够起到阻燃抗冻的效果，进一步提高灭火效果。本发明提供的生态环保泡沫灭火剂成分环保，在灭火时不产生有害副产品，不造成二次污染；且本发明提供的生态环保泡沫灭火剂具有良好的灭火速度，能够用于森林、油田、矿山、草场、机场、车站或码头的灭火。

Description

一种生态环保泡沫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，特别涉及一种生态环保泡沫灭火剂及其制备方法。

背景技术

泡沫灭火剂是扑救可燃易燃液体的有效灭火剂，它主要是在液体表面生成凝聚的泡沫漂浮层，起窒息和冷却作用。现有技术中的泡沫灭火剂多为硫酸铝和碳酸氢钠形成的溶液，当将灭火器倒置时，碳酸氢钠与硫酸铝反应生成大量二氧化碳，水溶液携带大量二氧化碳喷出，实现灭火的目的。

硫酸铝和碳酸氢钠泡沫灭火剂在灭火时反生的反应如下：

6NaHCO₃+Al₂(SO₄)₃＝2Al(OH)₃+3Na₂SO₄+6CO₂。

这类泡沫灭火剂产生的副产品氢氧化铝会对环境造成二次污染，也会对人身造成伤害。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种生态环保泡沫灭火剂及其制备方法。本发明提供的生态环保泡沫灭火剂成分环保，不产生有害副产品。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种生态环保泡沫灭火剂，以质量百分含量计，包括以下组分：

所述壳聚糖基生物质溶液的波美度为0.5～3.6°Bé，脱乙酰度≥92％。

优选的，包括以下组分：

优选的，所述壳聚糖基生物质溶液中，所述壳聚糖类生物质为羧化壳聚糖、壳聚糖盐、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖寡糖和类透明质酸壳聚糖中的一种或几种。

优选的，所述壳聚糖基生物质溶液的比重为1.0036～1.0256。

优选的，所述N₂为液氮。

优选的，所述生态环保泡沫灭火剂的粘度为2～8％。

本发明提供了上述生态环保泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂、壳聚糖基生物质溶液、尿素、丙二醇和水混合，得到混合液；

(2)将所述混合液与N₂封装于容器内，得到生态环保泡沫灭火剂。

优选的，所述步骤(1)中的混合包括：

将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂与第一份水进行混合，得到混合起泡剂溶液；

将壳聚糖基生物质溶液与第二份水混合，得到稀释壳聚糖基生物质溶液；

将尿素、丙二醇、混合起泡剂溶液、稀释壳聚糖基生物质溶液和剩余水混合，得到混合液。

优选的，所述第一份水、第二份水和剩余水的质量比为1:1.03:1.06。

优选的，所述封装后容器内的压力为5～6MPa。

本发明提供了一种生态环保泡沫灭火剂，以质量百分含量计，包括以下组分：椰子油两性起泡剂20～24％；甜菜碱两性起泡剂12～15％；壳聚糖基生物质溶液7～10％；N₂4～7％；尿素2～3％；丙二醇0.8～1.5％；水44～50％；所述壳聚糖基生物质溶液的波美度为0.5～3.6°Bé，脱乙酰度≥92％。本发明使用椰子油两性起泡剂和甜菜碱两性起泡剂作为起泡原料，成分环保，对环境无污染，在灭火时能够生成大量的细小泡沫，从而降低温度、阻隔氧气，以达到灭火的效果。本发明通过加入壳聚糖基生物质溶液，能够断绝火源能量；本发明通过加入N₂、尿素和丙二醇，能够起到阻燃抗冻的效果，进一步提高灭火效果。本发明提供的生态环保泡沫灭火剂成分环保，在灭火时不产生有害副产品，不造成二次污染；且本发明提供的生态环保泡沫灭火剂具有良好的灭火速度，能够用于森林、油田、矿山、草场、机场、车站或码头的灭火。

附图说明

图1为本发明生态环保泡沫灭火剂的制备流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种生态环保泡沫灭火剂，以质量百分含量计，包括以下组分：

所述壳聚糖基生物质溶液的波美度为0.5～3.6°Bé。

如无特殊说明，本发明所用原料均为市售。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括20～24％的椰子油两性起泡剂，优选为22～23％。在本发明中，所述椰子油两性起泡剂的结构式优选为：

在本发明中，所述椰子油两性起泡剂起到增加泡沫量，降低温度的效果。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括12～15％的甜菜碱两性起泡剂，优选为13～14％。在本发明中，在本发明中，所述甜菜碱两性起泡剂的型号优选为CAB-35，CAS登记号为61789-40-0(86438-79-1)，EINECS号为263-058-8，分子式为C₁₉H₃₈N₂O₃，分子量为342.52，黏度(20℃、Pa.s)≤400。在本发明中，所述甜菜碱两性起泡剂起到细化泡沫、阻隔氧气的作用。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括7～10％的壳聚糖基生物质溶液，优选为8～9％。在本发明中，所述壳聚糖基生物质溶液优选为羧化壳聚糖、壳聚糖盐、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖寡糖和类透明质酸壳聚糖中的一种或几种。在本发明中，所述羧化壳聚糖优选为羧甲基壳聚糖；所述壳聚糖盐优选为壳聚糖盐酸盐、壳聚糖季铵盐、壳聚糖乳酸盐和壳聚糖谷氨酸盐中的一种或几种。

在本发明中，所述壳聚糖基生物质溶液的溶剂优选为水；所述壳聚糖基生物质溶液的波美度为0.5～3.6°Bé，优选为1～2.5°Bé。在本发明中，所述壳聚糖基生物质溶液的脱乙酰度≥92％。

在本发明中，所述壳聚糖基生物质溶液的比重优选为1.0036～1.0256，更优选为1.01～1.02。在本发明中，所述壳聚糖基生物质溶液起到断绝火源能量的作用。同时，壳聚糖基生物质溶液可以作为阳离子表面活性剂，起到促进配方中各组分均匀分散的作用。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括4～7％的N₂，优选为5～6％。在本发明中，所述N₂优选为液氮。在本发明中，所述N₂的起到阻燃、增加瓶内压力的作用。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括2～3％的尿素，优选为2.5％。在本发明中，所述尿素起到阻燃抗冻的作用。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括0.8～1.5％的丙二醇，优选为1％。在本发明中，所述丙二醇起到阻燃抗冻的作用。

以质量百分含量计，本发明提供的生态环保泡沫灭火剂包括44～50％的水，优选为45～48％。在本发明中，所述水优选为纯水。在本发明中，所述水起到降低灭火剂粘度的作用。

在本发明中，所述生态环保泡沫灭火剂的粘度优选为2～8％，更优选为4～6％。

本发明提供的生态环保泡沫灭火剂成分环保，在灭火时不产生有害副产品，不造成二次污染；且本发明提供的生态环保泡沫灭火剂具有良好的灭火速度，能够用于森林、油田、矿山、草场、机场、车站或码头的灭火。

本发明提供了上述生态环保泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂、壳聚糖基生物质溶液、尿素、丙二醇和水混合，得到混合液；

(2)将所述混合液与N₂封装于容器内，得到生态环保泡沫灭火剂。

本发明将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂、壳聚糖基生物质溶液、尿素、丙二醇和水混合，得到混合液。在本发明中，所述混合优选为搅拌混合。在本发明中，所述混合包括：

将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂与第一份水进行混合，得到混合起泡剂溶液；

将壳聚糖基生物质溶液与第二份水混合，得到稀释壳聚糖基生物质溶液；

将尿素、丙二醇、混合起泡剂溶液、稀释壳聚糖基生物质溶液和剩余水混合，得到混合液。

在本发明中，所述第一份水、第二份水和剩余水的质量比优选为1:1.03:1.06。

得到所述混合液后，本发明将所述混合液与N₂封装于容器内，得到生态环保泡沫灭火剂。在本发明中，所述容器优选为高压瓶。本发明对所述封装的方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的封装方式即可。在本发明中，封装后容器内的压力优选为5～6MPa，更优选为5.5MPa。

在本发明中，所述封装后，本发明优选对所得生态环保泡沫灭火剂进行质量检验，即品检。所述质量检验采用抽样检验的方式。在本发明中，所述质量检验按照GB4351-1997灭火器《手提式水基型灭火器通用技术条件》检验检测标准进行。

本发明提供的生态环保泡沫灭火剂的制备流程图如图1所示。

下面结合实施例对本发明提供的生态环保泡沫灭火剂及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

按照表1的配方制备生态环保泡沫灭火剂，方法如下：

将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂与第一份水进行混合，得到溶液A；

将壳聚糖基生物质溶液与第二份水混合，得到溶液B；

将尿素、丙二醇、溶液A、溶液B和剩余水混合，得到混合液；其中第一份水、第二份水和剩余水的质量比为1:1.03:1.06。

完成混合物高压瓶充填后再将N₂充填入高压瓶，瓶内压力达到5～6MPa，即完成充填。

实施例2～5

实施例2～5的配方见表1，制备方法与实施例1相同。

对比例1～5

对比例1～5的配方见表1。

对比例6

对比例6为市售普通水基灭火剂，CCC证书编号：2020081810000232品牌：Aomis/奥美斯、型号:MSWZ/3(主型)，成分包括氟碳表面活性剂、稳定剂、阻燃剂以及发泡剂。

表1实施例和对比例的原料用量

性能测试

对实施例1～5、对比例1～6灭火剂的灭火速度进行测试，测试方法见表2：

表2灭火速度测试方法

经测试，实施例1～5、对比例1～6灭火剂的灭火速度(时间)见表2。

表2实施例1～5、对比例1～6灭火剂的灭火速度

编号

燃烧材料

灭火速度

燃烧材料

灭火速度

燃烧材料

灭火速度

实施例1

木材

25～30s

柴油

45～50s

塑料

15～20s

实施例2

木材

27～35s

柴油

48～51s

塑料

16～21s

实施例3

木材

28～38s

柴油

48～52s

塑料

16～21s

实施例4

木材

30～35s

柴油

50～55s

塑料

17～23s

实施例5

木材

30～35s

柴油

50～55s

塑料

17～23s

对比例1

木材

32～40s

柴油

65～70s

塑料

15～20s

对比例2

木材

32～41s

柴油

65～76s

塑料

16～21s

对比例3

木材

45～52s

柴油

49～57s

塑料

27～32s

对比例4

木材

25～30s

柴油

52～58s

塑料

21～28s

对比例5

木材

25～30s

柴油

48～54s

塑料

17～23s

对比例6

木材

63～70s

柴油

92～103s

塑料

53～61s

由以上实施例和对比例可以看出，本发明提供的具有良好的灭火速度。

据《低倍数泡沫灭火系统设计规范》专题报告汇编(1989年9月编制)和1992年10月原商业部设计院编制的中倍数泡沫灭火系统资料介绍，低倍数泡沫混合液供给强度为5～7L/(min.m2)、混合比为3％～6％、预燃时间60～120s的情况下，灭火时间为3～5min；中倍数泡沫混合液供给强度为4～4.4L(min.m2)、混合比为8％、预燃时间60～90s的情况下，灭火时间为1～2min。在供给强度同为4L/(min.m²)，时，中倍数蛋白泡沫混合液灭火时间124s；低倍数蛋白泡沫混合液灭火时间为459s；低倍数氟蛋白泡沫混合液灭火时间为270s。由以上实施例和对比例可以看出，本发明提供的具有良好的灭火速度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生态环保泡沫灭火剂，以质量百分含量计，包括以下组分：

所述壳聚糖基生物质溶液的波美度为0.5～3.6°Bé，脱乙酰度≥92％。

2.根据权利要求1所述的生态环保泡沫灭火剂，其特征在于，包括以下组分：

3.根据权利要求1或2所述的生态环保泡沫灭火剂，其特征在于，所述壳聚糖基生物质溶液中，所述壳聚糖类生物质为羧化壳聚糖、壳聚糖盐、壳聚糖硫酸酯、壳聚糖寡糖和类透明质酸壳聚糖中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的生态环保泡沫灭火剂，其特征在于，所述壳聚糖基生物质溶液的比重为1.0036～1.0256。

5.根据权利要求1或2所述的生态环保泡沫灭火剂，其特征在于，所述N₂为液氮。

6.根据权利要求1或2所述的生态环保泡沫灭火剂，其特征在于，所述生态环保泡沫灭火剂的粘度为2～8％。

7.权利要求1～6任意一项所述生态环保泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂、壳聚糖基生物质溶液、尿素、丙二醇和水混合，得到混合液；

(2)将所述混合液与N₂封装于容器内，得到生态环保泡沫灭火剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的混合包括：

将椰子油两性起泡剂、甜菜碱两性起泡剂与第一份水进行混合，得到混合起泡剂溶液；

将壳聚糖基生物质溶液与第二份水混合，得到稀释壳聚糖基生物质溶液；

将尿素、丙二醇、混合起泡剂溶液、稀释壳聚糖基生物质溶液和剩余水混合，得到混合液。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一份水、第二份水和剩余水的质量比为1:1.03:1.06。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述封装后容器内的压力为5～6MPa。

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