一种环保型水系灭火剂及其制备方法与流程

1.本发明属于灭火剂技术领域，具体涉及了一种环保型水系灭火剂及其制备方法。


背景技术：

2.水系灭火剂的灭火机理为在燃烧物的表面上流散的同时析出液体冷却燃烧物的表面，并在燃烧物表面上形成一层水膜与微泡沫层共同封闭燃烧物表面，隔绝空气，形成隔热屏障，且吸收热量后的液体汽化并稀释燃烧物表面上方空气中的含氧量，对燃烧物体产生了窒息效果，从而达到灭火的作用。
3.水系灭火剂由于其灭火效率高的优点而得到越来越多的研究人员和使用者的重视。然而，目前常用的水系灭火剂的灭火等级较低，抗复燃性较差，严重影响了水系灭火剂的灭火效果。此外，目前大部分的汽油中都含有一定量的甲醇或变性乙醇等极性有机溶剂，对泡沫有一定的破坏作用。因此，急需开发一种灭火等级高、适用范围广、抗复燃性好的水系灭火剂。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种环保型水系灭火剂及其制备方法，本发明中的水系灭火剂具有表面张力低、适用范围广、灭火速度快和抗复燃性好的优点，此外，本发明中的水系灭火剂具有较高的灭火等级，可以达到 6l灭3a、89b级别火。且本发明中的水系灭火剂中不含有全氟辛烷基磺酸(pfos)和全氟辛酸铵(pfoa)，不易在环境中富集，无刺激性气味，喷射后能百分之百生物降解，灭火后易清理。
5.本发明的第一方面，提供了一种水系灭火剂，所述水系灭火剂包括c6短链氟碳表面活性剂、c6含氟聚合物、发泡剂、阻燃剂以及有机溶剂。
6.根据本发明第一方面的内容，在本发明的一些实施方式中，所述灭火剂中c6短链氟碳表面活性剂、c6含氟聚合物和发泡剂的质量份数比为(3～10)：(3～10)：(8～19)。
7.在本发明的一些更优选实施方式中，所述c6短链氟碳表面活性剂为全氟烷基氧化胺。
8.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述全氟烷基氧化胺的型号为fsc-111。
9.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述全氟烷基氧化胺购自三明市海斯福化工有限责任公司。
10.在本发明的一些更优选实施方式中，所述发泡剂中非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂的质量份数比为(2～4)：(2～5)：(6～10)。
11.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述非离子型表面活性剂包括烷基糖苷apg0810 或脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9中的一种或其组合。
12.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述阴离子型表面活性剂包括辛基硫酸钠或癸基硫酸钠sds1030中的一种或其组合。
13.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述两性离子型表面活性剂包括n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c或椰油酰胺丙基甜菜碱cab-35中的一种或其组合。
14.在本发明的一些更优选实施方式中，所述c6含氟聚合物包括全氟烷基聚丙烯酰胺。
15.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述全氟烷基聚丙烯酰胺的型号为yy-1069。
16.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述全氟烷基聚丙烯酰胺购自上海羽阳化工有限公司。
17.在本发明的一些优选实施方式中，以重量百分比计，所述灭火剂包括5～15％的阻燃剂以及5～10％的有机溶剂。
18.在本发明的一些更优选实施方式中，所述阻燃剂包括聚磷酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵中的一种或其组合。
19.在本发明的一些更优选实施方式中，所述有机溶剂包括二丙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单丁醚、二丙二醇单丁醚中的一种或其组合。
20.在本发明的一些优选实施方式中，所述灭火剂还包括防冻剂。
21.在本发明的一些更优选的实施方式中，所述防冻剂包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素中的一种或其组合。
22.在本发明的一些更优选的实施方式中，以重量百分比计，所述防冻剂的含量为5～10％。
23.在本发明的一些优选实施方式中，所述灭火剂还包括水。
24.本发明的第二方面的内容，提供了一种本发明第一方面所述的水系灭火剂的制备方法，具体步骤为：按照相应的重量百分比将c6短链氟碳表面活性剂、c6含氟聚合物、发泡剂、阻燃剂以及有机溶剂搅拌混合制得所述灭火剂。
25.在本发明的一些优选实施方式中，所述灭火剂的制备中还添加了防冻剂。
26.在本发明的一些优选实施方式中，所述灭火剂的制备中还添加了水。
27.本发明中的水系灭火剂含有c6短链氟碳表面活性剂、c6含氟聚合物、复配发泡剂、阻燃剂以及有机溶剂。在本发明中，c6短链氟碳表面活性剂优选为全氟烷基氧化胺，型号为 fsc-111，相比于其他的两性甜菜碱类含氟表面活性剂，全氟烷基氧化胺具有较低的表面张力，具有更快的灭火速度。本发明中c6含氟聚合物优选为全氟烷基聚丙烯酰胺，通过c6短链氟碳表面活性剂和c6含氟聚合物之间的配合作用，可以增加泡沫液的粘度，提高泡沫发泡的倍率，使得泡沫更加稳定致密，具有稳泡的作用，进而提高了水系灭火剂的灭火效率。本发明中的发泡剂为烷基糖苷apg0810、癸基硫酸钠sds1030和n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠 160c复配而成，复配后的发泡剂可以进一步降低泡沫液的表面张力和提高灭火剂的灭火速度，进而提高灭火剂的灭火级别。此外，本发明中使用的有机溶剂较传统的有机溶剂具有更高的环保型；本发明中的阻燃剂能够进一步提高灭火剂的灭火效果，提高灭火剂的抗复燃性。
28.本发明的有益效果是：
29.本发明中的水系灭火剂具有表面张力低、适用范围广、灭火速度快、抗复燃性好的优点，此外，本发明中的灭火剂具有较高的灭火等级，可以达到6l灭3a、89b级别火，适合用
来扑灭a、b、c、e、f类火灾；此外，本发明中的水系灭火剂中不含有pfos和pfoa，不易在环境中富集，无刺激性气味，喷射后能百分之百生物降解，灭火后易清理。
具体实施方式
30.下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
31.表1本发明实施例中所用到的材料的型号和购买来源
32.材料购买来源型号全氟烷基氧化胺三明市海斯福化工有限责任公司fsc-111全氟烷基聚丙烯酰胺上海羽阳化工有限公司yy-1069烷基糖苷扬州晨化新材料股份有限公司apg0810癸基硫酸钠索尔维化工(上海)有限公司sds1030n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠索尔维化工(上海)有限公司160c
33.实施例1
34.按照重量百分比计，实施例1中的水系灭火剂由3％的全氟烷基氧化胺fsc-111、3％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、2％的烷基糖苷apg0810、2％的癸基硫酸钠sds1030、10％的n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、5％的二丙二醇单甲醚、5％的乙二醇、5％的尿素、5％的聚磷酸铵以及60％的水制备得到。
35.具体步骤为：在搅拌罐中加入60kg的水，在300r/min的机械搅拌下依次加入5kg聚磷酸铵、5kg乙二醇、5kg尿素、5kg二丙二醇单甲醚、2kg烷基糖苷apg0810、2kg癸基硫酸钠sds1030、10kgn-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、3kg全氟烷基聚丙烯酰胺和3kg全氟烷基氧化胺搅拌30min。最后用氢氧化钠或柠檬酸调节上述混合物的ph值在7～8之间，并继续搅拌10min，静置消泡120min后进行产品装桶。
36.实施例2
37.按照重量百分比计，实施例2中的水系灭火剂由5％的全氟烷基氧化胺fsc-111、5％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、3％的烷基糖苷apg0810、3％的癸基硫酸钠sds1030、9％的 n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、6％的二丙二醇单丁醚、7％的乙二醇、10％的尿素、8％的聚磷酸铵以及44％的水制备得到。
38.具体步骤为：在搅拌罐中加入44kg的水，在300r/min的机械搅拌下依次加入8kg聚磷酸铵、7kg乙二醇、10kg尿素、6kg二丙二醇单丁醚、3kg烷基糖苷apg0810、3kg癸基硫酸钠sds1030、9kgn-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、5kg全氟烷基聚丙烯酰胺和5kg全氟烷基氧化胺搅拌30min。最后用氢氧化钠或柠檬酸调节上述混合物的ph值在7～8之间，并继续搅拌10min，静置消泡20min后进行产品装桶。
39.实施例3
40.按照重量百分比计，实施例3中的水系灭火剂由8％的全氟烷基氧化胺fsc-111、7％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、4％的烷基糖苷apg0810、5％的癸基硫酸钠sds1030、10％的n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、10％的二丙二醇单甲醚、10％的乙二醇、12％的
尿素、 5％的聚磷酸铵、5％的硫酸铵以及24％的水制备得到。
41.具体步骤为：在搅拌罐中加入24kg的水，在300r/min的机械搅拌下依次加入5kg聚磷酸铵、5kg硫酸铵、10kg乙二醇、12kg尿素、10kg二丙二醇单甲醚、4kg烷基糖苷apg0810、 5kg癸基硫酸钠sds1030、10kgn-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、7kg全氟烷基聚丙烯酰胺和8kg全氟烷基氧化胺搅拌30min。最后用氢氧化钠或柠檬酸调节上述混合物的ph值在7～8 之间，并继续搅拌10min，静置消泡20min后进行产品装桶。
42.对比例1
43.按照重量百分比计，对比例1中的水系灭火剂由6％的全氟烷基氧化胺fsc-111、2％的烷基糖苷apg0810、2％的癸基硫酸钠sds1030、10％的n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、 5％的二丙二醇单甲醚、5％的乙二醇、5％的尿素、5％的聚磷酸铵以及60％的水制备得到。
44.具体步骤同实施例1。
45.对比例2
46.按照重量百分比计，对比例2中的水系灭火剂由6％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、2％的烷基糖苷apg0810、2％的癸基硫酸钠sds1030、10％的n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、5％的二丙二醇单甲醚、5％的乙二醇、5％的尿素、5％的聚磷酸铵以及60％的水制备得到。
47.具体步骤同实施例1。
48.对比例3
49.按照重量百分比计，对比例3中的水系灭火剂由3％的全氟烷基氧化胺fsc-111、3％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、4％的癸基硫酸钠sds1030、10％的n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、5％的二丙二醇单甲醚、5％的乙二醇、5％的尿素、5％的聚磷酸铵以及60％的水制备得到。
50.制备方法同实施例1。
51.对比例4
52.按照重量百分比计，对比例4中的水系灭火剂由3％的全氟烷基氧化胺fsc-111、3％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、4％的烷基糖苷apg0810、10％的n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c、5％的二丙二醇单甲醚、5％的乙二醇、5％的尿素、5％的聚磷酸铵以及60％的水制备得到。
53.制备方法同实施例1。
54.对比例5
55.按照重量百分比计，对比例5的水系灭火剂由3％的全氟烷基氧化胺fsc-111、3％的全氟烷基聚丙烯酰胺yy-1069、7％的烷基糖苷apg0810、7％的癸基硫酸钠sds1030、5％的二丙二醇单甲醚、5％的乙二醇、5％的尿素、5％的聚磷酸铵以及60％的水制备得到。
56.制备方法同实施例1。
57.上述制备的灭火剂与水按照质量比为3：97的比例混合，配制成溶液用于灭火。本发明的产品按照《泡沫灭火剂》国家标准“gb17835-2008标准”进行自检，溶液的各项物化性能及灭火性能均达到标准要求，具体测试结果如下表2所示：
58.表2实施例1～3和对比例1～5制备的6l的水系灭火剂的性能测试结果
[0059][0060][0061]
由表2可知，在c6短链氟碳表面活性剂和c6含氟聚合物的配合作用以及发泡剂烷基糖苷apg0810、烷基糖苷apg0810和n-月桂基-β-亚氨基二丙酸钠160c的复配作用下，相比于对比例1～5中的灭火剂，本发明实施例中制备的水系灭火剂具有较低的表面张力，对a类火和b类火灾具有灭火速度快和灭火级别高的优点，可以达到6l灭3a、89b级别火，此外，本发明实施例中的水系灭火剂具有较低的毒性，是一种环保型水系灭火剂。
[0062]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。