高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂及其制备方法

技术领域

本发明属于灭火剂技术领域，具体涉及一种高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂及其制备方法。

背景技术

溶性水成膜泡沫灭火剂AFFF/AR(也称轻水抗溶泡沫灭火剂)，是由复合表面活性剂、助溶剂、极性成膜剂、稳定剂、抗冻剂、防腐剂等配制而成。该灭火剂除具有一般水成膜泡沫灭火剂扑灭油类火灾的性能外，又由于该配方中所添加的极性成膜剂能使该灭火剂在极性易燃液体表面形成一层凝胶膜，保护住灭火泡沫不被破坏，因而又具有扑灭醇、酯、醚、酮、醛等极性(水溶性)易燃溶剂火灾的能力，是一种多功能灭火剂。多功能灭火剂可通过低倍数泡沫产生设备，与水按3∶97或6∶94的比例进行混合得到，广泛用于油田、油库、炼油厂等石化企业和大型化工厂、化纤厂、溶剂厂等化工企业以及船舶、码头化工产品仓库等火灾的扑救与防范。

多功能灭火剂在加热的过程对设备要求高，增加生产成本。同时传统产品使用的大部分原料都含有PFOS，由于PFOS及其盐类对环境具有较强的危害性，其被列入了持久性有机污染物(POPs)的行列，生产和使用均受到严格限制。

传统的制备方法是采用表面活性剂加入各种材料混合而成，在生产过程中，加入多糖的工艺需要单独的设备进行加热处理，比较繁琐，而且多糖容易变质，影响产品的稳定性和保质期，如CN106178380A抗溶性泡沫灭火剂的再生方法中公开，对于再生的就是抗溶性成分，变质的就是灭火剂中的生物多糖，因此现有含多糖成分的灭火剂均存在变质的风险。

CN110523044A公开了一种高性能环境友好型水成膜泡沫灭火剂，以重量百分含量计，包括含氟表面活性剂3～6％，碳氢表面活性剂3～20％，有机硅表面活性剂3～6％，植物多糖0.1～4％，增溶剂8～20％，离子络合剂0.1～4％，抑菌剂0.1～2％，余量为水，含氟表面活性剂选自两性全氟烷基氧化胺型表面活性剂和/或阴离子型全氟二乙醇胺中和磷酸酯表面活性剂，两性全氟烷基氧化胺型表面活性剂的型号选自ChemguardTMS-111和/或DuPontTMFS-51，碳氢表面活性剂选自聚乙二醇对异辛基苯基醚非离子型表面活性剂、低聚D-吡喃型葡萄糖非离子型表面活性剂和StepanTMAS-40磺酸盐阴离子表面活性剂中的一种或多种，植物多糖选自刺云实胶、刺槐豆胶、6-脱氧-L-半乳糖和亚麻籽胶中的一种或多种。此专利的灭火性能强，但是其添加有多糖成分，易变质。

CN103331008A公开了一种甲醇高效抗溶性水成膜泡沫灭火剂及其制备方法，所述的组合配方按重量份计：去离子水300-400，苯甲酸钠6-10、尿素50-100、黄原胶5-9，椰油酰胺丙基甜菜碱10-40、APG100-400、乙二醇80-200、乙二醇丁醚10-60、F115710-60、F120310-60、F146010-40、磷酸盐缓冲液10-60份，但是使用的各种活性剂添加量大，而且碳链长，普遍含有PFOS，对环境影响大，在制备过程中加入的黄原胶需要单独设备进行加热溶解，再添加到体系里面去，从而加大了生产成本和制备时间。

CN111111083A公开了一种抗溶性水成膜泡沫灭火剂及其制备方法，其重量百分比为，生物多糖0.5-1％、环保型的氟碳表面活性剂5-15％、组合碳氢表面活性剂12-30％、抗冻剂5-20％、增溶剂3-5％和水20-40％。所述的组合碳氢表面活性剂为烷基糖苷(APG)和椰油酰胺丙基甜菜碱(KLH-30)的组合，所述的生物多糖为黄原胶，抗冻剂的成分为C

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上现有技术的不足，提供一种高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，在保证其灭火性能好的前提下，不会变质，延长保质期，本发明还提供其制备方法，制备方法简单。

本发明所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，是由以下原料，按照质量百分比制成的：

所述的氟碳表面活性剂为CapstoneTM1460和CapstoneTM1470的混合物，其质量比为(1:2)-(2:1)，优选为1:1，其生产厂家为科慕化学(上海)有限公司。

所述的碳氢表面活性剂是由以下制备方法制备的：

将氢氧化钠和磺酸溶解在水中，在60-80r/min、温度为28-35℃下搅拌反应10-15min，继续加入活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，完全反应后再加入NaCl，并调节pH为6.0-9.5，得到碳氢表面活性剂。

其中碳氢表面活性剂的原料为：磺酸2-4wt.％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠8-12wt.％，氯化钠3-6wt.％，余量为水。

所述的稳泡剂为椰子油二乙醇酰胺和氧化胺LAO的混合物，其质量比优选为1:1。

所述的抗冻剂为丙三醇或乙二醇。

所述的助溶剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述的防腐剂为卡松。

本发明所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：首先制备碳氢表面活性剂；然后向碳氢表面活性剂中依次加入氟碳表面活性剂、稳泡剂、抗冻剂、助溶剂、防腐剂，最后加入增稠剂氯化钠，制得高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其pH为6-9.5。

本发明的产品的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，利用自身表面活性剂在反应过程中释放热量减少生产过程中加热环节，大大减少设备投资跟生产成本，并通过反应达到产品所要求的粘稠度，不需要加入多糖，减少原料成本且不加入多糖能更有效的保障了产品的稳定性跟保质期。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

(1)采用本发明的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，减少热量的输入，减少投入成本；

(2)采用本发明的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，不添加多糖成分，延长产品的保质期，增加产品的稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明所述的质量百分比均按照质量计算，所有试剂均为正常市售产品。

实施例1

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，是由以下原料，按照质量百分比制成的；

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备碳氢表面活性剂；将氢氧化钠和磺酸溶解在水中，在70r/min、温度为30℃下搅拌反应12min，继续加入活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，完全反应后再加入NaCl，并调节pH为7.0，得到碳氢表面活性剂。

其中碳氢表面活性剂的原料为：磺酸4wt.％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠12wt.％，氯化钠5wt.％，余量为水。

(2)向碳氢表面活性剂中依次加入CapstoneTM1460和CapstoneTM1470、椰子油二乙醇酰胺和氧化胺LAO、丙三醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、卡松。

(3)加入氯化钠，制得高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其pH为7.0。

实施例2

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，是由以下原料，按照质量百分比制成的；

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备碳氢表面活性剂；将氢氧化钠和磺酸溶解在水中，在80r/min、温度为28℃下搅拌反应15min，继续加入活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，完全反应后再加入NaCl，并加入氢氧化钠调节pH为6.0，得到碳氢表面活性剂。

其中碳氢表面活性剂的原料为：磺酸3wt.％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10wt.％，氯化钠3wt.％，余量为水。

(2)向碳氢表面活性剂中依次加入CapstoneTM1460和CapstoneTM1470、椰子油二乙醇酰胺和氧化胺LAO、乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、卡松。

(3)加入增稠剂氯化钠，制得高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其pH为6。

实施例3

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，是由以下原料，按照质量百分比制成的；

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备碳氢表面活性剂；将氢氧化钠和磺酸溶解在水中，在60r/min、温度为35℃下搅拌反应10min，继续加入活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，完全反应后再加入NaCl，并加入氢氧化钠调节pH为9.5，得到碳氢表面活性剂。

其中碳氢表面活性剂的原料为：2wt.％磺酸，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠8wt.％，氯化钠6wt.％，余量为水。

(2)向碳氢表面活性剂中依次加入CapstoneTM1460和CapstoneTM1470、椰子油二乙醇酰胺和氧化胺LAO、丙三醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、卡松。

(3)加入增稠剂氯化钠，制得高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其pH为9.5。

实施例4

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，是由以下原料，按照质量百分比制成的；

所述的高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备碳氢表面活性剂；将氢氧化钠和磺酸溶解在水中，在70r/min、温度为30℃下搅拌反应10min，继续加入活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)，完全反应后再加入NaCl，并加入氢氧化钠调节pH为8，得到碳氢表面活性剂。

其中碳氢表面活性剂的原料为：磺酸3wt.％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10wt.％，氯化钠5wt.％，余量为水。

(2)向碳氢表面活性剂中依次加入CapstoneTM1460和CapstoneTM1470、椰子油二乙醇酰胺和化胺LA、丙三醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、卡松。

(3)加入增稠剂氯化钠，制得高性能环境友好型抗溶性水成膜泡沫灭火剂，其pH为8。

对比例1

本对比例中，将实施例1中的碳氢表面活性剂替换为正辛基硫酸钠和烷基糖苷表面活性剂APG0810的混合物，其加入量与实施例1相同。

对比例2

本对比例中，将实施例1中的CapstoneTM1460和CapstoneTM1470替换为ChemguardTMS-11，其加入量与实施例1中的氟碳表面活性剂相同。

对比例3

本对比例中，将实施例1中的氧化胺LAO去掉，其中椰子油二乙醇酰胺加入量为8％，其他与实施例1相同。

对比例4

本对比例中，将实施例1中的CapstoneTM1460去掉，其中CapstoneTM1470加入量为8％，其他与实施例1相同。

将以上实施例与对比例制备的泡沫灭火剂，根据GB15308-2006标准，对其凝固点、表面张力、析液时间、发泡倍数、灭火性能检测。其检测结果如表1所示。

表1性能检测

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。