CN114191769A - 一种高效降温型泡沫灭火剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及灭火材料技术领域，公开了一种高效降温型泡沫灭火剂及其制备方法，所述高效降温型泡沫灭火剂原料按照质量百分比包括：氟碳表面活性剂2‑8％、发泡剂0.1‑5％、抗冻剂5‑20％、稳定剂0.1‑2％、助溶剂1‑10％、防腐缓蚀剂1‑5％、性能添加剂3‑10％，其余为水；该高效降温型泡沫灭火剂具备很好降温和灭火效果，且其能够应用于熄灭A类火和B类油火。
Description
技术领域
本发明涉及灭火材料技术领域，具体涉及一种高效降温型泡沫灭火剂及其制备方法与应用。
背景技术
泡沫灭火剂由于灭火效率高，使用方便，安全环保、经济实用等特点适用于各种应用场景，能扑灭各种固体及油类火灾，因此市场需求极大。按照发泡倍数可分为低倍数、中倍数、高倍数泡沫灭火剂三种类型；按照泡沫液与水的体积混合比不同，又可分为100％、6％、3％等多种类型；按照原料组成不同，又可分为蛋白型和合成型两种类型，其中在油库中常用的低倍数泡沫灭火剂有蛋白型(植物蛋白、动物蛋白)、氟蛋白型、水成膜型三大类。泡沫灭火剂的灭火原理主要通过四个方面：一是覆盖作用：灭火剂泡沫液在燃烧物表面形成的覆盖层可使燃烧物表面与空气隔离；二是封闭作用：泡沫层封闭了燃烧物表面，可以遮断火焰对燃烧物的热辐射，阻止燃烧物的蒸发或者热解挥发，使可燃气体难以进入燃烧区域；三是冷却作用：泡沫析出的液体对燃烧物表面有冷却作用；四是窒息作用：泡沫受热蒸发产生的水蒸气有稀释燃烧区域氧气浓度的作用。
目前市场上的泡沫灭火剂基本都是通过大量的喷放来达到冷却、窒息、灭火的作用通过大量饱和的灭火剂施放在燃烧物表面进而达到扑灭明火的目的。检索发现，国内泡沫灭火剂专利中，基本均为强调高效环保、消烟型、高效稳定型、功能性等泡沫灭火剂，如公开号为CN111111082A的一种环保型泡沫灭火剂、公开号为CN110368633A的一种高倍泡沫灭火剂等等。
目前未发现以高效降温型为主要特点的泡沫灭火剂专利，很多泡沫灭火剂专利中都有说明泡沫灭火剂具备降温功能，基本简短带过，不是作为主要特点。灭火剂厂家的创新方向也一直专注于如何增强灭火剂的环保无害性能，灭火剂的快速扑灭明火的性能，灭火剂的稳定性等方面，这些确实是作为泡沫灭火剂后续发展的重要方向，但随着实际火灾多样性的发生，仅仅停留在快速扑灭明火这一要素已经不能满足要求，比如锂离子电池火灾，又或者一些需要快速降温的火灾场景，如果不能再快速灭火的同时迅速降低火场或者燃烧物表面及内部的温度，会存在火灾复燃的情况，进而导致错过最佳灭火抢救时间，会造成更大生命以及财产损失的可能性。
且目前市场上大部分泡沫灭火剂产生的泡沫气密性好，但是针对A类火灾时泡沫流动性较差，降温能力较差，如要达到较好的降温能力需要加大灭火剂的用量，这个在使用过程中还是存在很多不便的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高效降温型泡沫灭火剂，该高效降温型泡沫灭火剂具备很好降温和灭火效果，且其能够应用于熄灭A类火和B类油火。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高效降温型泡沫灭火剂，所述高效降温型泡沫灭火剂原料按照质量百分比包括：氟碳表面活性剂2-8％、发泡剂0.1-5％、抗冻剂5-20％、稳定剂0.1-2％、助溶剂1-10％、防腐缓蚀剂1-5％、性能添加剂3-10％，其余为水。
作为优选，所述氟碳表面活性剂为两性氟碳表面活性剂VF-9126、VF-9128、VF-9129、非离子氟碳表面活性剂HLF-219、两性氟碳表面活性剂FS-50、Capstone1440、Capstone1470、YM316、YM3030中的一种或者多种。
作为优选，所述发泡剂为烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、辛癸基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种。
作为优选，所述抗冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇当中的一种或者多种。
作为优选，所述稳泡剂为三乙醇胺、聚丙烯酰胺、黄原胶、田菁胶、聚乙二醇2000中的一种或者多种。
作为优选，所述助溶剂为二乙二醇单丁醚。
作为优选，所述防腐缓蚀剂为三乙醇胺、苯并三氮唑、三聚磷酸钠、山梨酸钾中的一种或者多种。
作为优选，所述性能添加剂为氯化钠、三氟甲基磺酸银盐、藻蓝蛋白、尿素、精氨酸、磷酸二氢铵中的一种或者多种。
通过对氟碳表面活性剂和发泡剂进行了筛选，配合抗冻剂、稳定剂、助溶剂、防腐缓蚀剂、性能添加剂等，经过特定配比实现高效降温；特别的，性能添加剂中三氟甲基磺酸银盐因为其特殊的物理化学性质，极少量的添加量有助于促进快速灭火降温的作用，使得极少量的灭火剂达到最佳的降温效果。
一种高效降温型泡沫灭火剂的制备方法，包括如下步骤：在反应釜中加入抗冻剂、防腐缓蚀剂、助溶剂、发泡剂和水，在高速搅拌下进行溶解至完全澄清；然后按照质量分数添加氟碳表面活性剂、稳定剂、性能添加剂，低速搅拌60分钟使体系均匀，静置1小时后得到成品。
一种高效降温型泡沫灭火剂在熄灭A类火和B类油火中的应用。
在进行B类油火救援时能够快速在右面铺展，灭火剂施放后产生的灭火剂泡沫细腻且致密，能够高效的隔绝油气的挥发以及油面和空气的接触，因此能够尽快的扑灭火势；
在扑灭A类活体火灾时，灭火剂施放在燃烧物表面后，灭火剂可迅速渗入到固体内部，同时伴随外表泡沫的覆盖，以及灭火剂中多种组分的多种协同作用达到快速吸热降温的作用，这种降温模式能保证从根本上在短时间内快速减小燃烧物的热量，从而避免了火灾二次复燃的可能性。同时，达到相同的灭火效果，本申请灭火剂的用量相对于市场上的泡沫灭火剂减少了60-70％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本灭火剂制备简单，在环境中组分可快速降解，不具备生物累积性，是一款环境友好型的泡沫灭火剂；
(2)应用性强，本灭火剂的凝固点可达-20℃，可适用于南北方不同的高低温条件，同时适用于海水和淡水；
(3)表面张力低(≤18mN/m)；
(4)降温能力极强；
因此，本发明灭火剂和市场上的泡沫灭火剂对比，在同样的用量情况下，具备更好降温和灭火效果，从经济成本上和使用方便程度上根据优势。
附图说明
图1为降温实验中降温测试模型的结构示意图；
图2为实施例1-4中灭火剂和市场普通泡沫灭火剂降温实验的温度变化图。
具体实施方式
实施例1
一种高效降温型泡沫灭火剂，其氟碳表面活性剂为两性氟碳表面活性剂VF-9129(上海威腾化工科技发展有限公司)，质量比为6.8％；发泡剂为十二烷基硫酸钠，质量分数为0.9％；抗冻剂为丙二醇，质量分数为16.7％；稳泡剂为聚乙烯醇2000，质量分数为1.2％；助溶剂为二乙二醇单丁醚，质量分数5.5％；防腐缓蚀剂为苯并三氮唑，质量分数1.8％；性能添加剂为氯化钠、尿素、三氟甲基磺酸银盐，质量分数分别为3％、4％、1％；其余为水。
上述高效降温型泡沫灭火剂的制备方法为如下：在反应釜中加入丙二醇167g，苯并三氮唑18g，二乙二醇单丁醚55g以及591g水，在高速搅拌下至充分溶解；然后加入VF-9129重量68g，十二烷基硫酸钠9g，聚乙二醇2000重量12g，以及氯化钠30g，尿素40g，三氟甲基磺酸银盐10g，低速搅拌60min，然后静置1小时后得到成品。
实施例2：
一种高效降温型泡沫灭火剂，其氟碳表面活性剂为两性氟碳表面活性剂VF-9128(上海威腾化工科技发展有限公司)，质量比为6.8％；发泡剂为十二烷基硫酸钠，质量分数为0.9％；抗冻剂为丙二醇，质量分数为16.7％；稳泡剂为聚乙烯醇2000，质量分数为1.2％；助溶剂为二乙二醇单丁醚，质量分数5.5％；防腐缓蚀剂为山梨酸钾，质量分数1％以及苯并三氮唑，质量分数1％；性能添加剂为氯化钠、尿素，质量分数分别为3％、4％；其余为水。
上述高效降温型泡沫灭火剂的制备方法为如下：在反应釜中加入丙二醇167g，山梨酸钾10g，苯并三氮唑10g二乙二醇单丁醚55g以及599g水，在高速搅拌下至充分溶解；然后加入VF-9128重量68g，十二烷基硫酸钠9g，聚乙二醇2000为12g，以及氯化钠30g，尿素40g，低速搅拌60min，然后静置1小时后得到成品。
实施例3：
一种高效降温型泡沫灭火剂，其氟碳表面活性剂为两性氟碳表面活性剂VF-9129(上海威腾化工科技发展有限公司)，质量比为6.8％；抗冻剂为丙二醇，质量分数为12％；稳泡剂为聚乙二醇2000，质量分数为1.2％；助溶剂为二乙二醇单丁醚，质量分数4％；防腐缓蚀剂为苯并三氮唑，质量分数1.8％；性能添加剂为氯化钠、尿素，三氟甲基磺酸银盐，质量分数分别为3％、4％、1％，其余为水。
上述高效降温型泡沫灭火剂的制备方法为如下：在反应釜中加入丙二醇120g，苯并三氮唑18g，二乙二醇单丁醚40g以及662g水，在高速搅拌下至充分溶解；然后加入VF-9129重量为68g，聚乙二醇2000重量12g，以及氯化钠30g，尿素40g，三氟甲基磺酸银盐10g，低速搅拌60min，然后静置1小时后得到成品。
实施例4：
一种高效降温型泡沫灭火剂，其氟碳表面活性剂为两性氟碳表面活性剂VF-9126(上海威腾化工科技发展有限公司)，质量比为4.4％，非离子氟碳表面活性剂HLF-219(青岛海莱恩化工科技有限公司)重量2.4％；抗冻剂为丙二醇，质量分数为12％；稳泡剂为聚乙二醇2000，质量分数为1.2％；助溶剂为二乙二醇单丁醚，质量分数4％；防腐缓蚀剂为苯并三氮唑，质量分数1.8％；性能添加剂为氯化钠、尿素、三氟甲基磺酸银盐，质量分数分别为3％、4％，1％其余为水。
上述高效降温型泡沫灭火剂的制备方法为如下：在反应釜中加入丙二醇120g，苯并三氮唑18g，二乙二醇单丁醚40g以及662g水，在高速搅拌下至充分溶解；然后加入VF-9126重量为44g，HLF-219重量24g，聚乙二醇2000重量12g，以及氯化钠30g，尿素40g，三氟甲基磺酸银盐10g，低速搅拌60min，然后静置1小时后得到成品。
对上述实施例1-4中灭火剂和市场普通泡沫灭火剂进行降温实验：
如图1所示的降温测试模型，将长80mm、内径10mm、外径12mm的不锈钢管加热至600℃，然后通过喷嘴施放灭火剂样品，喷放时间为10s，喷放容量为80ml；用K型热电偶监测温度变化并实时采集。
将采集的实施例1-4中灭火剂和市场普通泡沫灭火剂的降温实验数据进行对比，并制作成如图2所示的温度变化图。可以明显看出，同样使用条件下，本实施例1-4中灭火剂降温能力更强，抑制温度回升的效果更好，在实际灭火使用过程中，能更好的扑灭各种火灾，降低火场温度，并防止复燃。
本申请实施例1-4所制备的灭火剂，且不仅限于上述中的实施例，其均满足GB15308-2006《泡沫灭火剂》中的标准要求，且符合IA灭火级别要求。
Claims (10)
1.一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述高效降温型泡沫灭火剂原料按照质量百分比包括：氟碳表面活性剂2-8％、发泡剂0.1-5％、抗冻剂5-20％、稳定剂0.1-2％、助溶剂1-10％、防腐缓蚀剂1-5％、性能添加剂3-10％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述氟碳表面活性剂为两性氟碳表面活性剂VF-9126、VF-9128、VF-9129、非离子氟碳表面活性剂HLF-219、两性氟碳表面活性剂FS-50、Capstone1440、Capstone1470、YM316、YM3030中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述发泡剂为烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、辛癸基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者多种。
4.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述抗冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇当中的一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述稳泡剂为三乙醇胺、聚丙烯酰胺、黄原胶、田菁胶、聚乙二醇2000中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述助溶剂为二乙二醇单丁醚。
7.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述防腐缓蚀剂为三乙醇胺、苯并三氮唑、三聚磷酸钠、山梨酸钾中的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的一种高效降温型泡沫灭火剂，其特征在于，所述性能添加剂为氯化钠、三氟甲基磺酸银盐、藻蓝蛋白、尿素、精氨酸、磷酸二氢铵中的一种或者多种。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种高效降温型泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在反应釜中加入抗冻剂、防腐缓蚀剂、助溶剂、发泡剂和水，在高速搅拌下进行溶解至完全澄清；然后按照质量分数添加氟碳表面活性剂、稳定剂、性能添加剂，低速搅拌60分钟使体系均匀，静置1小时后得到成品。
10.一种高效降温型泡沫灭火剂在熄灭A类火和B类油火中的应用。
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