CN1535742A - 包含阴离子和含氟阳离子表面活性剂的水成膜泡沫灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明水成膜泡沫灭火剂由阳离子氟碳表面活性剂；阴离子碳氢表面活性剂；泡沫稳定剂如乙二醇、二乙二醇单丁醚等；缓冲剂；抗腐蚀剂；抗烧剂如聚磷酸盐等组成。在3％型水成膜泡沫灭火剂中使用3％以下重量百分比的氟表面活性剂浓度时，就可以取得足够的活性，所复配而成的混合液相溶而且稳定。聚磷酸盐等可以提高水成膜泡沫灭火剂的抗烧性能，在本发明中作为抗烧剂。据本发明所配得的水成膜泡沫灭火剂，通过了由中国公安部国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心按国家标准GB17427－1998进行的检测，大大降低了成本，同时大大降低了污染。

Description

包含阴离子和含氟阳离子表面活性剂的水成膜泡沫灭火剂

1、国内外现有技术状况

国际上早在60年代就有美国等国家的技术人员申请水成膜泡沫灭火剂的专利，近几年也有相关的专利出现，基本上都是由美国、法国、英国、德国等国家的技术人员申请的发明专利。但纵观40年来国际上几十个专利来看，3％型水成膜泡沫灭火剂中氟表面活性剂的用量都在5％以上。由于氟表面活性剂的生产成本较高，用量较大造成水成膜泡沫灭火剂的成本也相应很高，而且氟碳表面活性剂生产过程或多或少都有污染，同时灭火过程中的高温燃烧可能会造成氟碳表面活性剂的分解，放出有毒气体，这样氟碳表面活性剂的用量较大，势必给环境和人员造成危害，因此开发低用量氟碳表面活性剂的水成膜泡沫灭火剂就具有重要的商业价值。

据传统观念，阳离子和阴离子碳氢表面活性剂混合时将会形成沉淀而失去活性，这在化工工业中往往作为常见规律。至今为止，国际上所申请的水成膜泡沫灭火剂的专利，都是由同性离子表面活性剂、阴或阳离子表面活性剂与两性表面活性剂，或者阴或阳离子表面活性剂与非离子表面活性剂，加入各种助剂复配而成的水成膜泡沫灭火剂，因为不存在阴、阳离子间强烈的相互作用，因此水成膜泡沫灭火剂中的氟表面活性剂的用量普遍较大，3％型水成膜泡沫灭火剂中氟表面活性剂的用量都在5％以上。

而实际上，有些阴、阳离子表面活性剂混合物不但在溶液中不发生沉淀而失去活性，反而具有比单一表面活性剂更高的活性。尤其氟表面活性剂与碳氢表面活性剂分别为阴、阳离子表面活性剂时，其胶束的形成及其表面活性都具有独到之处。

阴、阳离子表面活性剂在混合溶液中存在强烈的相互作用，此种作用的本质主要是电性相反的表面活性剂离子间具有较强的静电作用，而憎水基(碳氢链与碳氢链)间的相互作用(憎水作用)较弱，这样就大大促进了两种离子间的缔合，因而在溶液中容易形成混合胶束。与碳氢链的阴、阳离子表面活性剂混合物相似，阳离子氟碳表面活性剂与阴离子碳氢表面活性剂间的强烈的静电吸引作用会导致二组分在表面活性上互相促进，即混合物的cmc远小于单一组分的cmc，混合溶液的表面活性也大大低于单一表面活性剂在cmc浓度下的表面活性。

本发明正是基于这种原理进行开发的。

2、本发明概述

本发明水成膜泡沫灭火剂由阳离子氟碳表面活性剂和阴离子碳氢表面活性剂及泡沫稳定剂、缓冲剂、螯合剂、抗腐蚀剂、抗烧剂等各种助剂组成：

阳离子氟碳表面活性剂不守溶液pH值的影响，具有较好的耐酸碱性，同时具有很高的表面活性，并且在水中具有很好的溶解度，使阳离子氟碳表面活性剂在本发明的水成膜泡沫灭火剂组分中能够充分发挥其活性。

本发明使用的阴离子碳氢表面活性剂具有较好的发泡性能，易溶于水，在弱酸碱性、硬水和金属盐溶液中有良好的稳定性。可与阳离子氟碳表面活性剂配伍，组成稳定的混合液，两组分间强烈的静电吸引作用会导致两组分在表面活性上互相促进，3％型水成膜泡沫灭火剂中阳离子氟碳表面活性剂的用量为3％以下时，就可以取得足够的活性，获得足够高的铺展系数，使水成膜泡沫灭火剂能在油面上形成水膜，并能迅速铺展，达到灭火速度快、控火迅速的目的。

为了使阳离子氟碳表面活性剂与阴离子碳氢表面活性剂混合物能达到水成膜泡沫灭火剂相关的技术标准，充分发挥其灭火性能，还必须加入各种助剂：乙二醇、二乙二醇单丁醚等可作为泡沫稳定剂；聚磷酸盐等作为抗烧剂；抗腐蚀剂；缓冲剂等。

因此根据以上的思路经过大量实践，得到如下包含阴离子碳氢表面活性剂与阳离子氟碳表面活性剂组分的水成膜泡沫灭火剂的配方，所复配而成的水成膜泡沫灭火剂，经过中国国家权威机构--公安部国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测，已经达到相关国家标准GB17427-1998：

3％水成膜泡沫灭火剂组分                         重量百分比

阳离子氟碳表面活性剂                            2-3

阴离子表面活性剂                                5-25

泡沫稳定剂                                      5-20

抗烧剂                                          2-5

缓冲剂                                          0.5-1.0

抗腐蚀剂                                        0.5-1.0

3、实例

以下叙述两个典型实例：

实例一：

3％水成膜泡沫灭火剂组分                         重量百分比

阳离子氟碳表面活性剂                            3

阴离子表面活性剂                                22

乙二醇、二乙二醇单丁醚混合液                    15

聚磷酸盐                                        5

缓冲剂                                          0.9

抗腐蚀剂                                        0.8

经过中国国家权威机构--公安部国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测，所出具的正式报告的结果如下：

序号	检测项目名称	标准要求	实测结果	本项结论
					1	抗冻结、融化性能	无可见分层和非均匀相	无可见分层和非均匀相	合格
2	PH值	6.0-9.5	7.8	合格
					3	沉淀物	≤0.25(老化前体积％)沉淀物能通过180μm筛	≤0.02，沉淀物能通过180μm筛	合格
≤1.00(老化后体积％)沉淀物能通过180μm筛	≤0.02，沉淀物能通过180μm筛	合格
			4	流动性			泡沫液在最低使用温度时的流量应大于标准参比液体的流量	在-5℃时，泡沫液流量大于标准参比液体的流量	合格
5	扩散系数mN/m	正值			4.7	合格
			6	发泡倍数			≥5.0	8.0	合格
7	25％析液时间，min	≥2.5			3.5	合格
			8	灭火时间			强施加灭火时间≤3min	3min	合格
缓施加25％抗烧时间≥15min	15min	合格
					缓施加灭火时间≤5min	4min	合格

注：灭火用燃料位橡胶工业用溶剂油。

实例二：

3％水成膜泡沫灭火剂组分                        重量百分比

阳离子氟碳表面活性剂                           3

阴离子表面活性剂                               25

乙二醇、二乙二醇单丁醚混合液                   18

聚磷酸盐                                       5

缓冲剂                                         1.0

抗腐蚀剂                                       0.8

经过企业利用自身条件进行检测，检测结果如下：

序号	检测项目名称	标准要求	实测结果	本项结论
					1	抗冻结、融化性能	无可见分层和非均匀相	无可见分层和非均匀相	合格
2	PH值	6.0-9.5	8.2	合格
					3	沉淀物	≤0.25(老化前体积％)沉淀物能通过180μm筛	≤0.02，沉淀物能通过180μm筛	合格
≤1.00(老化后体积％)沉淀物能通过180μm筛	≤0.02，沉淀物能通过180μm筛	合格
			4	扩散系数mN/m			正值	3.5	合格
5	发泡倍数	≥5.0			7.0	合格
			6	25％析液时间，min			≥2.5	3.0	合格
7	灭火时间	强施加灭火时间≤3min			1min	合格
			强施加25％抗烧时间≥10min	12min			合格

注：灭火用燃料为93#汽油，企业无流动性测定设备，没有该项数据。

对本技术领域的技术人员来说，在不偏离本发明的范围和精神的条件下对本发明的新颖性、创造性和实用性等方面的独到之处将是显而易见的。

Claims (5)

1、水成膜泡沫灭火剂由阳离子氟碳表面活性剂和阴离子碳氢表面活性剂及泡沫稳定剂如乙二醇、二乙二醇单丁醚等；缓冲剂；抗腐蚀剂；抗烧剂如聚磷酸盐等各种助剂组成。据本发明所配得的水成膜泡沫灭火剂，通过了由中国公安部国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心按国家标准GB17427-1998进行的检测。

2、季胺碘型阳离子氟碳表面活性剂与阴离子碳氢表面活性剂的混合物不发生沉淀而失去活性，与泡沫稳定剂如乙二醇、二乙二醇单丁醚等；缓冲剂；抗腐蚀剂；抗烧剂如聚磷酸盐等所复配而成的混合液相溶而且稳定。

3、按权利要求1所复配而成的3％型水成膜泡沫灭火剂，其中只需使用3％以下重量百分比的氟表面活性剂浓度，就可以取得足够的活性。

4、加入聚磷酸盐等可以提高水成膜泡沫灭火剂的抗烧性能，聚磷酸盐在本发明中作为抗烧剂。

5、权利要求3中所述氟表面活性剂的用量，比国际上现有专利报道水成膜泡沫灭火剂所用氟表面活性剂的浓度都低，从而大大降低了原材料成本，并大大降低了氟表面活性剂在实际生产和使用中可能给环境带来的污染。