一種高效環保型泡沫滅火劑及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種高效環保型泡沫滅火劑及其制備方法，由復合表面活性劑、有機溶劑、穩定劑、抗燒劑、螯合劑、防腐劑及水組成，其重量百分比為10?50％、10?30％、1?5％、0.2?4％、0.5?3％、0.1?1％，余量為水。制備方法是：在攪拌下將各表面活性劑依次加入水中組成復合表面活性劑A，有機溶劑、穩定劑混合均勻組成組分B，然后將A加入到持續攪拌的B中，持續攪拌，之后向AB混合體系中依次加入抗燒劑、螯合劑、防腐劑，最后用水加至100％即為本發明產品。本發明產品不含氟類表面活性劑，生態降解性能好，由本發明制成的泡沫穩定性能好、滅火效率高，屬于高效環保型產品。本發明制備方法不需加熱、過濾、無三廢產生，環保節能，生產效率高。
【專利說明】
-種高效環保型泡沫滅火劑及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于消防滅火材料領域，具體設及一種泡沫滅火劑，更具體設及一種高效 環保型泡沫滅火劑及其制備方法，屬于環保型B類泡沫滅火劑。
【背景技術】
[0002] 水成膜泡沫(Aqueous Film化rming化am,AFFF)滅火劑憑借其較高的表面活性， 在滅火過程中，AFFF可W沿可燃性液體表層向四周擴散，并由泡沫析出的液體形成一層水 膜，使泡沫和可燃性液體之間分隔。該水膜不僅能隔絕燃料表面與氧氣接觸，還能對燃料表 面進行冷卻降溫；同時，泡沫中析出的水在高溫下蒸發為水蒸氣，稀釋可燃性液體上方的氧 氣濃度，此=重因素協同作用，實現高效滅火，使得水成膜泡沫滅火劑成為國際上廣泛用于 撲救液體火災的高效滅火劑。
[0003] 然而，近年來AFFF造成的環境問題引起國際上的廣泛關注。作為水成膜泡沫滅火 劑核屯、組分的氣碳表面活性劑，可分解成全氣辛燒橫酸鹽或類似物。運是一類具有全身多 臟器毒性的環境污染物，且持久性極強，是最難分解的有機污染物之一，并具有遠距離環境 傳輸的能力，污染范圍極廣，擴散在環境中，長時間被殘留，可能會帶來與含氯氣控、含漠氣 控相似的對環境的破壞。國際上已有相關法律文件對氣碳表面活性劑的使用進行了限制。 因此，開發環境友好型泡沫滅火劑成為國際上的迫切需求。
[0004] 綜觀國內外見諸報道的專利及文獻，當前，國際上只有少數國家開發出不含氣類 表面活性劑的B類泡沫滅火劑。其中，美國推出的FireAde2000具有多功能滅火效果，得到多 個國際機構的鑒定，但價格極為昂貴。日本研究者(專利號:ZL02823068.X)利用多種碳氨合 成表面活性劑研發的泡沫滅火劑，完全不添加氣碳表面活性劑，該發明產品主要高效用于 高倍的泡沫滅火場景;德國公開的專利(公開號:EP 2753403 Al)W娃表面活性劑為基劑開 發出不含氣類的泡沫滅火劑。而國內目前關于環保型的泡沫滅火劑的已公開專利只有 CN104190041A和CN105031871A，而至今尚沒有關于不含氣類的環保型水成膜泡沫滅火劑的 研究和報道。我國作為液體燃料使用大國，對水成膜泡沫滅火劑的依賴性較大，開發環保型 水成膜泡沫滅火劑刻不容緩。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于:克服現有技術的不足，提供一種高效環保的泡沫滅火劑及其 制備方法，用該配方配制的滅火劑，泡沫性能好，滅火效率高，屬于高效環保型產品;且同時 提供了科學合理、簡單易行的制備方法，屬于環保型B類泡沫滅火劑。
[0006] 本發明原理：
【申請人】對于具有代替氣碳表面活性劑的潛在可行性的特種表面活性 劑進行了長期深入的復配研究，發現通過加入特種有機娃表面活性劑之后復配體系的鋪展 性、成膜性、流變性及泡沫性能都得到顯著增加，具有和氣碳表面活性劑相似的性能，一些 包含離子型娃表面活性劑的復配體系甚至表現出高于氣碳表面活性劑的性能，基于運些研 究發現，利用多種娃表面活性劑和多種碳氨表面活性劑復配成功開發出能夠代替AFFF中氣 類表面活性劑的復合表面活性劑體系。
[0007]本發明技術解決方案，原料組成包括復合表面活性劑、有機溶劑、穩定劑、抗燒劑、 馨合劑、防腐劑和水，其重量百分比為： 復合表面活性劑 10-50% 有機溶劑 10-30% 穩定荊 1-5%
[000引抗燒劑 0.2-4% 馨合劑 0.5-3% 防腐劑 0.1-1% 水 加至100%。
[0009] 本發明使用的復合表面活性劑是配方中的主要成分，它是由多種表面活性劑復配 得到的一種復合表面活性劑體系，該體系由（a)陰離子含娃表面活性劑或非離子有機娃表 面活性劑的至少一種與(b)碳鏈長為12-18個碳原子的陰離子碳氨表面活性劑或兩性離子 碳氨表面活性劑中的至少一種及k)聚乙二醇類表面活性劑或脂肪醇聚氧乙締酸類表面活 性劑中的至少一種進行復配得到，（a)、（b)、（C)復合配制后在高效環保型泡沫滅火劑中的 質量百分比范圍為3 %-8 % : 5 %-35 % : 2 %-7 %。其作用是產生豐富的泡沫，同時降低水的 表面張力和油/水界面張力，使泡沫能夠在油面上快速鋪展，從而實現快速高效滅火。
[0010] 本發明使用的有機溶劑是本產品的重要成分，它是由乙二醇、丙S醇、異丙醇、正 下醇、異下醇、正辛醇、正壬醇、十二醇、乙二醇下酸、二乙二醇單下酸、二乙二醇乙酸或丙二 醇下酸中的至少一種組成。其作用是能夠提高各物質的溶解度和互溶性，增加泡沫的穩定 性W及降低泡沫的凝固點。
[0011] 本發明使用的穩定劑是本產品的重要成分，可W是尿素、徑甲基纖維素鋼、十二燒 基醇、=乙醇胺、月桂酷二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙締酷胺、黃原膠、明膠、阿拉 伯膠中的至少一種。其主要作用是提高泡沫穩定性能，增強泡沫液中各物質的互溶性。
[0012] 本發明使用的抗燒劑優選黃原膠或阻燃尿素。增強泡沫對油面的密封性能，提高 泡沫的抗燒性能，同時也可增加泡沫的穩定性。
[OOU]本發明使用的馨合劑優選抓TA或抓TA二鋼。其作用是提高混合體系的耐鹽性和抗 硬水性，滿足本發明產品在海水中的發泡及穩泡性能。
[0014] 本發明使用的防腐劑優選苯甲酸鋼或山梨酸鐘。其作用是抑制泡沫液中的微生 物，延長泡沫液有效使用期限。
[0015] 本發明中的含娃表面活性劑為具有下列分子式的化合物中的至少一種：
[0016] (1)冊（C出 C出 0)n-(C出）3-(Me2Si0)7-SiMe3
[0017] (2)(Me3Si0)2Si(Me)-(C 出）3-(CH2C 出 0)n-H
[001 引（3)[(Me3SiO)2Si]2Si(Me)-C 抽6-(0C出 C出）n-S〇3Na
[0019] (4)[(Me3Si0)2Si]2Si(Me)-C 抽6-(0C出 C出）n-〇-S〇3Na
[0020] 其中，n = 6-12。
[0021] 本發明中的脂肪醇聚氧乙締酸表面活性劑為碳鏈主鏈長為12-18個碳原子的烷基 鏈，環氧乙燒化0)加成數為4-12。
[0022] 本發明的一種高效環保型泡沫滅火劑制備方法為:在攬拌下將上述組成復合表面 活性劑的a，b，c依次加入水中組成復合組份A，有機溶劑、穩定劑混合均勻組成組分B，然后 將A加入到持續攬拌的B中，充分攬拌，之后向AB混合體系中依次加入抗燒劑、馨合劑、防腐 劑，最后用水加至100%，攬拌均勻即為本發明產品。
[0023] 本發明與現有技術相比的優點在于：
[0024] (1)本發明能夠較長時間膽存使用，不易腐敗變質。滅火劑的主要成分及所加入的 添加劑無毒、無污染，屬于環保型產品。
[0025] (2)本發明不含氣類表面活性劑，不存在含氣化合物造成的環境問題，生態降解性 能好，價格便宜，具有與含氣類表面活性劑的泡沫滅火劑同等W上的優良滅火性能、抗燒性 能，是W往含氣泡沫滅火劑的優良替代品。
[00%] (3)本發明制備方法不需加熱、過濾、無=廢產生，環保節能，生產效率高。
[0027] (4)本發明產品使用時與淡水或海水按體積比3:97的比例混合使用，能夠快速高 效的撲滅無氣火災。由本發明制成的泡沫穩定性能好、滅火效率高，屬于高效環保型產品， 可廣泛應用于油田、油庫、艦船、潛艇、石油化工廠、機庫、機場等防火重點單位。
【具體實施方式】
[0028] 下面結合具體實施例詳細介紹本發明。但W下的實施例僅限于解釋本發明，本發 明的保護范圍應包括權利要求的全部內容，不僅僅限于本實施例。
[00巧]實施實例1
[0030] 分別稱取有機娃硫酸鹽表面活性劑4kg，非離子型聚酸改性硅油表面活性劑化g， SDS 10kg，BS-12 20kg，月桂醇聚氧乙締酸化ij30 5kg依次加入到25kg水中，組成組分A，充 分攬拌；同時稱取二乙二醇單下酸化g，乙二醇15kg，十二醇化g，正辛醇化g，正壬醇Ikg組成 組分B，充分攬拌后，將A加入到持續攬拌的B中，繼續攬拌;稱取尿素3kg，黃原膠0.3kg JDTA 0.化g，苯甲酸鋼0.3kg依次加入到AB混合體系中，加水至IOOkg，攬拌均勻即可。
[0031] 實施實例2
[0032] 分別稱取有機娃橫酸鹽8kg，SDBS 1化g，兩性咪挫嘟15kg，異構十S醇聚氧乙締酸 2kg依次加入到25kg水中，組成組分A，充分攬拌；同時稱取二乙二醇單下酸3kg，二乙二醇乙 酸化g，乙二醇IOkg，丙二醇化g，十二醇3kg組成組分B，充分攬拌后，將A加入到持續攬拌的B 中，繼續攬拌;稱取尿素3kg，黃原膠0.化g，EATD二鋼0.化g，山梨酸鐘0.化g依次加入到AB混 合體系中，加水至100kg，攬拌均勻即可。
[0033] 實施實例3
[0034] 分別稱取有機娃硫酸鹽表面活性劑3kg，有機娃橫酸鹽表面活性劑3kg，非離子聚 酸改性硅油1 kg，SDS 1化g，兩性咪挫嘟15kg，月桂醇聚氧乙締酸化i j 35 3kg依次加入到 25kg水中，組成組分A，充分攬拌；同時稱取乙二醇IOkg，二乙二醇單下酸IOkg，十二醇Ikg， 正辛醇Ikg組成組分B，充分攬拌后;A和B分別充分攬拌后，將A加入到持續攬拌的B中，繼續 攬拌;稱取尿素3kg，徑甲基纖維素鋼0.化g，抓TA 0.化g，苯甲酸鋼0.3kg依次加入到AB混合 體系中，加水至100kg，攬拌均勻即可。
[0035] 上述實施例1-3的產品與水按體積比3:97的比例混合配制的溶液各項物化性能和 滅火性能均達到GB15308-2006要求。產品自檢按％B15308-200護國家標準檢驗，各項技術 指標如下：
[0036] 表1.本發明的環保護型泡沫滅火劑各主要性能測試結果，從表1來看實例1，2,3的 產品檢測結果都符合國標要求。
[0037] 表 1 [00；3 引
[0039] 總之，從上述實施可W看出本發明的有益效果體現在：
[0040] 1、環保性能好。現有無氣火滅火劑主要是水成膜泡沫滅火劑，該類滅火劑均W氣 類表面活性劑為核屯、組分，氣類表面活性劑造成的環境問題已不容忽視，國際上已有供應 商被迫停止生產含氣類表面活性的水成膜泡沫滅火劑。而本產品不含有氣類表面活性劑， 所使用的復合表面活性劑各組成成分均是廣泛應用于日用化妝品行業的常用表面活性劑， 對生態環境無毒副作用，具有優良的環保性能，是含氣類表面活性劑的水成膜泡沫滅火劑 的理想替代品。
[0041 ] 2、滅火效率高，抗燒性能好。本發明產品與現有兩種成熟的水成膜泡沫滅火劑根 據"GB15308-2006附錄A"提供的小型滅火實驗系統進行了對比試驗，性能測試結果如表2所 示。從表2能夠看出在相同的測試條件下，本發明產品的滅火性能和抗燒性能比現有產品性 能優越
[0042] 表2.本發明的環保型產品與現有產品滅火性能對比測試結果。
[0043] 表 2 「00441
[0045] 3、成本低。傳統B類泡沫滅火劑W水成膜泡沫滅火劑應用最廣，其核屯、成分氣碳表 面活性劑價格昂貴，導致傳統B類泡沫滅火劑成本較高。相較于氣碳表面活性劑，碳氨表面 活性劑和有機娃表面活性劑價格低的多，本發明采用碳氨表面活性劑和有機娃表面活性劑 復配技術替代氣碳表面活性劑在B類泡沫滅火劑中的應用，大大降低了 B類泡沫滅火劑的成 本，同時又能保持高效的滅火效率。
[0046] 需要說明的是，按照本發明上述各實施例，本領域技術人員是完全可W實現本發 明獨立權利要求及從屬權利的全部范圍的，實現過程及方法同上述各實施例;且本發明未 詳細闡述部分屬于本領域公知技術。
[0047] W上所述，僅為本發明部分【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本領域的人員在本發明掲露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在 本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于：由復合表面活性劑、有機溶劑、穩定劑、抗 燒劑、馨合劑、防腐劑及水組成，其各組分的重量百分比為： 復合表面活性劑 10-50% 有機溶劑 10-30% 穩定劑 1-5% 抗燒劑 0.2-4% 馨合劑 ：0為-3% 防腐劑 0.1-1% 水 加至iOO%2. 根據權利要求1所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于:所述復合表面活性劑為 (a)陰離子含娃表面活性劑或非離子含娃表面活性劑的至少一種與(b)碳鏈長為12-18個碳 原子的陰離子碳氨表面活性劑或非離子碳氨表面活性劑或兩性離子碳氨表面活性劑中的 至少一種及(C)聚乙二醇類表面活性劑或脂肪醇聚氧乙締酸類表面活性劑中的至少一種進 行復合配制得到，（a)、（b)、（C)復合配制后在高效環保型泡沫滅火劑中的質量百分比范圍 為 3%-8%:5%-35%:2%-7%。3. 根據權利要求1所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于：所述有機溶劑為乙二 醇、丙Ξ醇、異丙醇、正下醇、異下醇、乙二醇下酸、二乙二醇單下酸、二乙二醇乙酸或丙二醇 下酸中的至少一種。4. 根據權利要求1所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于:所述穩定劑為十二烷基 醇、Ξ乙醇胺、月桂酷二乙醇胺、十二烷基二甲基氧化胺、聚丙締酷胺、黃原膠中的至少一種 或組合。5. 根據權利要求1所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于:所述抗燒劑為黃原膠、 阻燃尿素中的至少一種或組合。6. 根據權利要求1所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于：所述馨合劑為抓TA、 邸TA二鋼中的一種。7. 根據權利要求1所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于:所述防腐劑為苯甲酸鋼 或山梨酸鐘。8. 根據權利要求2所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于:所述含娃表面活性劑為 具有下列分子式的化合物中的至少一種： (1 化0(C出 CH2〇)n-(CH2)3-(Me2SiO)7-SiMe3 (2) (Me3Si0)2Si(Me)-(C出）3-(C出 C出 0)n-H (3) [(Me3SiO)2Si]2Si(Me)-C3 也-(0C出 C出）n-S〇3Na (4) [(Me3Si0)2Si]2Si(Me)-C3 也-(0C出 C出）n-〇-S〇3Na 其中，n = 6-12。9. 根據權利要求2所述的高效環保型泡沫滅火劑，其特征在于:所述脂肪醇聚氧乙締酸 表面活性劑為碳鏈主鏈長為12-18個碳原子的烷基鏈，環氧乙燒化0)加成數為4-12。10. -種高效環保型泡沫滅火劑制備方法，其特征在于:在攬拌下，將復合表面活性劑 為(a)陰離子含娃表面活性劑或非離子含娃表面活性劑的至少一種與(b)碳鏈長為12-18個 碳原子的陰離子碳氨表面活性劑或非離子碳氨表面活性劑或兩性離子碳氨表面活性劑中 的至少一種及(C)聚乙二醇類表面活性劑或脂肪醇聚氧乙締酸類表面活性劑中的至少一種 進行復合配制得到后，依次加入水中組成復合組分A，有機溶劑、穩定劑混合均勻組成組分 B，然后將A加入到持續攬拌的B中，充分攬拌，之后向不斷攬拌的AB混合體系中依次加入抗 燒劑、馨合劑、防腐劑，最后用水加至100%，攬拌均勻即為本發明產品。
【文檔編號】A62D1/02GK106075792SQ201610408365
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】陸守香, 盛友杰
【申請人】中國科學技術大學