CN114796963B - 一种水系灭火剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水系灭火剂，涉及灭火剂技术领域，由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠、尿素、海藻酸钠、水凝胶负载次磷酸钙、水溶性铵盐、发泡剂、抗冻剂、吐温80、乙二醇、水；采用本发明制备的水系灭火剂在喷射后，成水雾状，瞬间蒸发吸收大量的热量，能够快速的降低着火处的温度，同时，能够抑制热辐射，通过引入水凝胶负载次磷酸钙能够在可燃物表面迅速形成一层水膜，隔离氧气，降温、隔离双重作用，从而达到快速灭火的目的。
Description
技术领域
本发明属于灭火剂技术领域，具体涉及一种水系灭火剂。
背景技术
随着现代经济和科学的快速发展，人们的生活水平也越来越高，然而，对于防火放水的安全方面不可或缺，如何进行高效的防灾救灾是人们所面临的较大问题。
火灾是人们生活中发生频率非常高并且毁灭性非常大的一种灾害，对于火灾的防范需求也同样非常高。
水是最高用于灭火的介质之一，由于水具有较强的吸热能力，可以快速的降低温度，能够快速的将火扑灭，但是，当火势非常大的时候，水还没到达燃烧位置，就快速的发生了气化，这就大幅度降低了灭火效率。
如根据中国专利公告号CN106492395A提供的环保水系灭火剂，“水作为不燃液体，是最充足的天然灭火剂，但是水易于流动，实际灭火过程中只有小部分发挥了灭火作用，浪费率较高，抗复燃的效能也差，因此在水中添加某些具有特殊作用的物质，以改善水的性能，同时满足各种功能的需求，即发展成为水系灭火剂。本发明的组成包括：由下述重量配比的主要原料制备而成：发泡剂：烷基糖苷4-8份，界面活性剂：十二烷基苯磺酸钠3-6.5份，铺展抗烧剂：聚乙二醇1-3份，增黏剂：羧丙基甲基纤维素0.5-1.5份，抗冻剂：二丙二醇二甲醚8-16份，助溶剂：尿素3-6.5份，湿润剂：二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠0.5-1.5份，水43-87份。本发明用于环保水系灭火剂”，但是其灭火剂效果较为一般，灭火时间相对较长。
因此，需要对现有技术进行进一步的改进。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种水系灭火剂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种水系灭火剂，按重量份计由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠3-6份、尿素2-5份、海藻酸钠4-6份、水凝胶负载次磷酸钙8-15份、水溶性铵盐3-8份、发泡剂4-6份、抗冻剂1-1.4份、吐温80 2-4份、乙二醇2-5份、水70-90份。
作为进一步的技术方案，所述水凝胶负载次磷酸钙制备方法包括以下步骤：
(1)配制氢氧化钠溶液，调节氢氧化钠溶液温度为75℃，保温，然后再添加木质素，继续搅拌30min，得到中间液；
(2)将纳米纤维素、高碘酸钠、水混合到一起，以500r/min转速搅拌40min，得到反应液；
(3)将反应液添加到中间液中，然后再添加交联剂，水浴保温搅拌2小时，再添加次磷酸钙，超声分散处理30min，即得。
作为进一步的技术方案，所述氢氧化钠溶液质量分数为8.5％。
作为进一步的技术方案，所述纳米纤维素、高碘酸钠、水混合质量比为12:0.5:30；
所述反应液与中间液混合质量比为1:3；
所述交联剂、中间液混合质量比为1:32.5；
所述次磷酸钙、中间液混合质量比为3:5。
作为进一步的技术方案，所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚。
作为进一步的技术方案，所述发泡剂制备方法为：
将α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚添加到高速搅拌机中，进行高速搅拌混合30min，然后再添加亲水性气相二氧化硅，继续搅拌处理25min，即得。
作为进一步的技术方案，所述α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚混合质量比为1:2；
所述α-烯烃磺酸钠和亲水性气相二氧化硅混合质量比为5:1.2；
所述高速搅拌转速为1800r/min。
作为进一步的技术方案，所述亲水性气相二氧化硅采用Y380亲水性气相二氧化硅。
作为进一步的技术方案，所述水溶性铵盐为磷酸氢铵；
所述抗冻剂为碳酰胺。
一种水系灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水分成等量的2份，将水溶性铵盐、发泡剂、抗冻剂、吐温80依次添加到其中一份水中，以500r/min转速搅拌30min，得到第一混合液；
(2)将海藻酸钠、水凝胶负载次磷酸钙、乙二醇依次添加到另一份水中，调节温度至40℃，保温搅拌1小时，得到第二混合液；
(3)将第一混合液添加到第二混合液中，搅拌20min后，再添加十二烷基苯磺酸钠、尿素继续搅拌2小时；
(4)抽检合格后即装桶备用，即可。
本发明通过引入海藻酸钠、尿素的协同促进作用，能够渗透到具有一定孔隙结构的物品内，从而使得其复燃的几率大大降低，而对于水对湿润效果较差的塑料类燃烧物，通过水凝胶负载次磷酸钙能够在可燃物表面迅速形成一层水膜，具有显著的隔离作用，能够减少了水的流失，具有良好的降低复燃和快速灭火的作用。
本发明制备的发泡剂具有发泡稳定、泡沫强度高的特点，通过引入亲水性气相二氧化硅，能够在泡沫表面以及液膜中形成黏弹性外壳以及稳定的空间网络结构，从而能够降低水系灭火剂的高温快速气化而降低灭火效率的弊端。
本发明相比现有技术具有以下优点：
采用本发明制备的水系灭火剂在喷射后，成水雾状，瞬间蒸发吸收大量的热量，能够快速的降低着火处的温度，同时，能够抑制热辐射，通过引入水凝胶负载次磷酸钙能够在可燃物表面迅速形成一层水膜，隔离氧气，降温、隔离双重作用，从而达到快速灭火的目的；
本发明制备的水系灭火剂具有较低的腐蚀率，对金属件具有较低的腐蚀，能够有效的降低了其对金属件性能的影响。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种水系灭火剂，按重量份计由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠3-6份、尿素2-5份、海藻酸钠4-6份、水凝胶负载次磷酸钙8-15份、水溶性铵盐3-8份、发泡剂4-6份、抗冻剂1-1.4份、吐温80 2-4份、乙二醇2-5份、水70-90份。
十二烷基苯磺酸钠，简称SDBS，是常用的阴离子型表面活性剂，为白色或淡黄色粉状或片状固体，难挥发，易溶于水，溶于水而成半透明溶液。
吐温-80，又名聚山梨酯-80，是一种非离子型表面活性剂及乳化剂，化学式为C24H44O6(C2H4O)n。易溶于水，溶于乙醇、植物油、乙酸乙酯、甲醇、甲苯，不溶于矿物油，低温时成胶状，将其引入到水系灭火剂中，能够起到提高各组分的分散均匀性能，避免沉淀的发生，影响水系灭火剂的使用质量。
所述水凝胶负载次磷酸钙制备方法包括以下步骤：
(1)配制氢氧化钠溶液，调节氢氧化钠溶液温度为75℃，保温，然后再添加木质素，继续搅拌30min，得到中间液；
(2)将纳米纤维素、高碘酸钠、水混合到一起，以500r/min转速搅拌40min，得到反应液；
(3)将反应液添加到中间液中，然后再添加交联剂，水浴保温搅拌2小时，再添加次磷酸钙，超声分散处理30min，即得。
所述氢氧化钠溶液质量分数为8.5％。
所述纳米纤维素、高碘酸钠、水混合质量比为12:0.5:30；
所述反应液与中间液混合质量比为1:3；
所述交联剂、中间液混合质量比为1:32.5；
所述次磷酸钙、中间液混合质量比为3:5。
所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚。
所述发泡剂制备方法为：
将α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚添加到高速搅拌机中，进行高速搅拌混合30min，然后再添加亲水性气相二氧化硅，继续搅拌处理25min，即得。
所述α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚混合质量比为1:2；
所述α-烯烃磺酸钠和亲水性气相二氧化硅混合质量比为5:1.2；
所述高速搅拌转速为1800r/min。
所述亲水性气相二氧化硅采用Y380亲水性气相二氧化硅。
所述水溶性铵盐为磷酸氢铵；
所述抗冻剂为碳酰胺。
一种水系灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水分成等量的2份，将水溶性铵盐、发泡剂、抗冻剂、吐温80依次添加到其中一份水中，以500r/min转速搅拌30min，得到第一混合液；
(2)将海藻酸钠、水凝胶负载次磷酸钙、乙二醇依次添加到另一份水中，调节温度至40℃，保温搅拌1小时，得到第二混合液；
(3)将第一混合液添加到第二混合液中，搅拌20min后，再添加十二烷基苯磺酸钠、尿素继续搅拌2小时；
(4)抽检合格后即装桶备用，即可。
乙二醇(ethylene glycol)又名甘醇、1,2-亚乙基二醇，简称EG。化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有低毒性，乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度较小，引入乙二醇，具有一定的抗冻性能改善效果，同时起到较好的分散效果。
通过引入抗冻剂，能够降低凝固点，从而使得本发明水系灭火剂能够适用于高寒地区。
本发明制备的发泡剂具有发泡稳定、泡沫强度高的特点，通过引入亲水性气相二氧化硅，能够在泡沫表面以及液膜中形成黏弹性外壳以及稳定的空间网络结构，从而能够降低水系灭火剂的高温快速气化而降低灭火效率的弊端。
以下为具体实施例：
实施例1
一种水系灭火剂，按重量份计由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠3份、尿素2份、海藻酸钠4份、水凝胶负载次磷酸钙8份、水溶性铵盐3份、发泡剂4份、抗冻剂1份、吐温80 2份、乙二醇2份、水70份。
所述水凝胶负载次磷酸钙制备方法包括以下步骤：
(1)配制氢氧化钠溶液，调节氢氧化钠溶液温度为75℃，保温，然后再添加木质素，继续搅拌30min，得到中间液；
(2)将纳米纤维素、高碘酸钠、水混合到一起，以500r/min转速搅拌40min，得到反应液；
(3)将反应液添加到中间液中，然后再添加交联剂，水浴保温搅拌2小时，再添加次磷酸钙，超声分散处理30min，即得。
所述氢氧化钠溶液质量分数为8.5％。
所述纳米纤维素、高碘酸钠、水混合质量比为12:0.5:30；
所述反应液与中间液混合质量比为1:3；
所述交联剂、中间液混合质量比为1:32.5；
所述次磷酸钙、中间液混合质量比为3:5。
所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚。
所述发泡剂制备方法为：
将α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚添加到高速搅拌机中，进行高速搅拌混合30min，然后再添加亲水性气相二氧化硅，继续搅拌处理25min，即得。
所述α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚混合质量比为1:2；
所述α-烯烃磺酸钠和亲水性气相二氧化硅混合质量比为5:1.2；
所述高速搅拌转速为1800r/min。
所述亲水性气相二氧化硅采用Y380亲水性气相二氧化硅。
所述水溶性铵盐为磷酸氢铵；
所述抗冻剂为碳酰胺。
实施例2
一种水系灭火剂，按重量份计由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠5份、尿素3份、海藻酸钠5份、水凝胶负载次磷酸钙12份、水溶性铵盐6份、发泡剂5份、抗冻剂1.2份、吐温803份、乙二醇4份、水80份。
所述水凝胶负载次磷酸钙制备方法包括以下步骤：
(1)配制氢氧化钠溶液，调节氢氧化钠溶液温度为75℃，保温，然后再添加木质素，继续搅拌30min，得到中间液；
(2)将纳米纤维素、高碘酸钠、水混合到一起，以500r/min转速搅拌40min，得到反应液；
(3)将反应液添加到中间液中，然后再添加交联剂，水浴保温搅拌2小时，再添加次磷酸钙，超声分散处理30min，即得。
所述氢氧化钠溶液质量分数为8.5％。
所述纳米纤维素、高碘酸钠、水混合质量比为12:0.5:30；
所述反应液与中间液混合质量比为1:3；
所述交联剂、中间液混合质量比为1:32.5；
所述次磷酸钙、中间液混合质量比为3:5。
所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚。
所述发泡剂制备方法为：
将α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚添加到高速搅拌机中，进行高速搅拌混合30min，然后再添加亲水性气相二氧化硅，继续搅拌处理25min，即得。
所述α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚混合质量比为1:2；
所述α-烯烃磺酸钠和亲水性气相二氧化硅混合质量比为5:1.2；
所述高速搅拌转速为1800r/min。
所述亲水性气相二氧化硅采用Y380亲水性气相二氧化硅。
所述水溶性铵盐为磷酸氢铵；
所述抗冻剂为碳酰胺。
实施例3
一种水系灭火剂，按重量份计由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠6份、尿素5份、海藻酸钠6份、水凝胶负载次磷酸钙15份、水溶性铵盐8份、发泡剂6份、抗冻剂1.4份、吐温804份、乙二醇5份、水90份。
所述水凝胶负载次磷酸钙制备方法包括以下步骤：
(1)配制氢氧化钠溶液，调节氢氧化钠溶液温度为75℃，保温，然后再添加木质素，继续搅拌30min，得到中间液；
(2)将纳米纤维素、高碘酸钠、水混合到一起，以500r/min转速搅拌40min，得到反应液；
(3)将反应液添加到中间液中，然后再添加交联剂，水浴保温搅拌2小时，再添加次磷酸钙，超声分散处理30min，即得。
所述氢氧化钠溶液质量分数为8.5％。
所述纳米纤维素、高碘酸钠、水混合质量比为12:0.5:30；
所述反应液与中间液混合质量比为1:3；
所述交联剂、中间液混合质量比为1:32.5；
所述次磷酸钙、中间液混合质量比为3:5。
所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚。
所述发泡剂制备方法为：
将α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚添加到高速搅拌机中，进行高速搅拌混合30min，然后再添加亲水性气相二氧化硅，继续搅拌处理25min，即得。
所述α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚混合质量比为1:2；
所述α-烯烃磺酸钠和亲水性气相二氧化硅混合质量比为5:1.2；
所述高速搅拌转速为1800r/min。
所述亲水性气相二氧化硅采用Y380亲水性气相二氧化硅。
所述水溶性铵盐为磷酸氢铵；
所述抗冻剂为碳酰胺。
对比例1：与实施例1区别为不添加水凝胶负载次磷酸钙。
对比例2：与实施例1区别为发泡剂替换为脂肪醇聚氧乙烯醚。
对比例3：与实施例1区别为不添加海藻酸钠。
实验
根据GB15308-2006标准检测实施例水系灭火剂理化性能；
表1
由表1可以看出，本发明制备水系灭火剂理化性能优异，符合国标标准。
灭火性能测试：
根据GB17835-2008标准进行灭火性能测试：
表2
由表2可以看出，本发明制备的水系灭火剂具有高效的灭火性能，能够快速的达到灭火效果。
腐蚀性能测试：
将30mm×20mm×10mm的Q235钢片作为试样，将其全部浸泡到实施例灭火剂中，在35℃下，保温60天，取出试样，清洗干净后，干燥称重，计算腐蚀率；
腐蚀率＝((m1-m2)/m1)×100％；
m1为处理前质量，m2为处理后质量；
表3
| 腐蚀率/％ | |
| 实施例1 | 0.00015 |
| 实施例2 | 0.00012 |
| 实施例3 | 0.00014 |
由表3可以看出，本发明制备的水系灭火剂具有较低的腐蚀率。
运动粘度：用XYD一265D型运动运动粘度测定器分别测定实施例运动粘度；
表4
| <![CDATA[运动粘度/mm<sup>2</sup>/s]]> | |
| 实施例1 | 1945.7 |
| 实施例2 | 1988.5 |
| 实施例3 | 1964.2 |
由表4可以看出，本发明制备的水系灭火剂具有较适宜的运动粘度，能够满足灭火剂要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种水系灭火剂，其特征在于：按重量份计由以下成分制成：十二烷基苯磺酸钠3-6份、尿素2-5份、海藻酸钠4-6份、水凝胶负载次磷酸钙8-15份、水溶性铵盐3-8份、发泡剂4-6份、抗冻剂1-1.4份、吐温80 2-4份、乙二醇2-5份、水70-90份；
所述水凝胶负载次磷酸钙制备方法包括以下步骤：
（1）配制氢氧化钠溶液，调节氢氧化钠溶液温度为75℃，保温，然后再添加木质素，继续搅拌30min，得到中间液；
（2）将纳米纤维素、高碘酸钠、水混合到一起，以500r/min转速搅拌40min，得到反应液；
（3）将反应液添加到中间液中，然后再添加交联剂，水浴保温搅拌2小时，再添加次磷酸钙，超声分散处理30min，即得；
所述发泡剂制备方法为：
将α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚添加到高速搅拌机中，进行高速搅拌混合30min，然后再添加亲水性气相二氧化硅，继续搅拌处理25min，即得。
2.根据权利要求1所述的一种水系灭火剂，其特征在于，所述氢氧化钠溶液质量分数为8.5%。
3.根据权利要求1所述的一种水系灭火剂，其特征在于，所述纳米纤维素、高碘酸钠、水混合质量比为12:0.5:30；
所述反应液与中间液混合质量比为1:3；
所述交联剂、中间液混合质量比为1:32.5；
所述次磷酸钙、中间液混合质量比为3:5。
4.根据权利要求1所述的一种水系灭火剂，其特征在于，所述交联剂为乙二醇二缩水甘油醚。
5.根据权利要求4所述的一种水系灭火剂，其特征在于，所述α-烯烃磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚混合质量比为1:2；
所述α-烯烃磺酸钠和亲水性气相二氧化硅混合质量比为5:1.2；
所述高速搅拌转速为1800r/min。
6.根据权利要求5所述的一种水系灭火剂，其特征在于，所述亲水性气相二氧化硅采用Y380亲水性气相二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的一种水系灭火剂，其特征在于，所述水溶性铵盐为磷酸氢铵；
所述抗冻剂为碳酰胺。
8.一种水系灭火剂的制备方法，用于权利要求1-7任一所述的水系灭火剂，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将水分成等量的2份，将水溶性铵盐、发泡剂、抗冻剂、吐温80依次添加到其中一份水中，以500r/min转速搅拌30min，得到第一混合液；
（2）将海藻酸钠、水凝胶负载次磷酸钙、乙二醇依次添加到另一份水中，调节温度至40℃，保温搅拌1小时，得到第二混合液；
（3）将第一混合液添加到第二混合液中，搅拌20min后，再添加十二烷基苯磺酸钠、尿素继续搅拌2小时；
（4）抽检合格后即装桶备用，即可。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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