一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂及制备方法，属于泡沫灭火剂技术领域。包括以下组分，按质量百分比为：磺酸盐阴离子型双子表面活性剂25

【技术实现步骤摘要】
一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂及制备方法


[0001]本专利技术涉及泡沫灭火剂
，具体涉及一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂及制备方法。

技术介绍

[0002]各类油田采油现场、石化企业、加油站、油气输送管道及各类大型化工企业、化工仓库等为火灾的易发地，发生火灾后一般采用水和灭火剂进行灭火。目前能够用于扑灭油田火灾的灭火剂中，水成膜泡沫灭火剂(Aqueous Film
‑
Forming Foam，AFFF)因具有灭火高效、抗复燃性能等诸多方面的优良性能，在灭火实战中发挥着重要作用，被世界公认为性能最佳的灭火剂。
[0003]水成膜泡沫灭火剂是一种主要以碳氢起泡剂和氟碳表面活性剂为基础，再辅以其他原料复配而成。在灭火过程中，水成膜泡沫灭火剂在文丘里效应下，将空气带入与灭火剂在发泡枪内混合形成具有绵密的泡沫，并且泡沫能够在烃类燃料表面快速铺展扩散，且泡沫析出的水溶液能够在烃类表面形成一层比较致密的水膜以封闭烃类蒸汽的挥发、隔绝燃料与助燃剂的接触，从而达到快速灭火效果的一类灭火剂。水成膜泡沫灭火剂适用于扑灭非水溶性液体燃料引起的火灾，可与干粉灭火剂联用，并可与大多数的消防泡沫灭火剂一起应用，也可采用“液下喷射”的方式扑救大型油罐火灾，广泛适用于飞机场、油田、大型化工厂、化工仓库、油库、船舶、码头等火灾的预防与扑救。
[0004]水成膜泡沫灭火剂的主要组分是氟碳表面活性剂和碳氢起泡剂。自2010年，随着《斯德哥尔摩公约》将之前水成膜泡沫灭火剂常用的全氟辛烷磺酸盐(PFOA)及其衍生物(PFOS)列入持久性有机污染物受控名单以来，近些年，有众多的研究学者致力于短碳链(C4
‑
C6)长度的氟碳或者其他物质来代替PFOA和PFOS。但现有产品为了保证水成膜泡沫灭火剂的铺展系数能够呈现为较大的正值，氟碳表面活性剂在水成膜泡沫灭火剂中的用量依然较大，一般为0.8％
‑
1.0％，虽然采用短碳链(C4
‑
C6)长度的氟碳，但仍旧对环境污染较大。但是对水成膜泡沫灭火剂的另一重要组成部分——碳氢起泡剂的研究较少。
[0005]水成膜泡沫灭火剂在灭火过程中需要通过泡沫在燃料表面上的覆盖、冷却、窒息等作用以达到快速灭火的目的，这就要求泡沫本身具有较好的疏油、憎油性能。目前作为消防泡沫灭火剂起泡剂的，主要是以往用于日化方面的起泡剂、洗涤剂等产品的原料，主要包括十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐、十二烷基硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱及长碳链烷基糖苷等。此类起泡剂最大的特点就是具有较好的乳化分散作用，但是此类原料用于水成膜泡沫灭火剂，在灭火阶段由于喷出泡沫对燃料表面的冲击，会导致较多的燃料以颗粒形式被分散在泡沫中，起泡剂优良的分散乳化性能又加剧了这一过程，最终导致灭火速度慢，甚至灭不到火；后续在抗烧阶段，也存在回火严重，抗烧效果差的现象。同时一般的灭火剂在海水中的起泡效果不明显，无法起到快速灭火和防止回火的目的。因此，开发一种适用于水成膜泡沫灭火剂、在海水中具有较好起泡能力的同时兼具有疏油性能的碳氢起泡剂就显得很有必要。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术提出一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂，能够减少氟碳表面活性剂的使用量，同时与较少氟碳表面活性剂复配效果好，提升水成膜泡沫灭火剂的灭火抗烧性能，还能够适用于海水的灭火。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0008]一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂，包括以下组分，按质量百分比为：磺酸盐阴离子型双子表面活性剂25
‑
45％、非离子表面活性剂5
‑
20％、阳离子表面活性剂0.5
‑
3.0％，助溶剂1
‑
5％，余量为水。
[0009]进一步的，所述磺酸盐阴离子型双子表面活性剂具有以下化学结构：
[0010]式中R2为碳链长度为2
‑
12的甲基或亚甲基；R1为碳链长度为6
‑
16的烷基。
[0011]进一步的，所述R2为碳链长度为2
‑
4的亚甲基；所述R1为碳链长度为6
‑
10的烷基。
[0012]进一步的，所述非离子表面活性剂为辛基葡糖苷、异辛基葡糖苷、辛癸基葡糖苷中的一种或多种混合物。
[0013]进一步的，所述阳离子表面活性剂为癸甲氯铵、癸甲溴铵、双辛癸基二甲基氯化铵中的一种或多种混合物。
[0014]进一步的，所述助溶剂为乙二醇、乙醇、丙二醇、异丙醇、甘油中的一种或多种的混合物。
[0015]本专利技术还保护一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)在反应釜中加入助溶剂和80％重量的水，搅拌均匀，备用；
[0017](2)向步骤(1)中的反应釜中依次加入磺酸盐阴离子型双子表面活性剂、、非离子表面活性剂搅拌至均匀；
[0018](3)向步骤(2)中的反应釜加入阳离子表面活性剂，搅拌均匀后，再加入剩余20％重量的水，搅拌均匀即可。
[0019]本专利技术用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂及制备方法，其有益效果在于：
[0020](1)本专利技术的起泡剂为碳氢起泡剂，主要作为水成膜类泡沫灭火剂的起泡剂使用。常规水成膜类泡沫灭火剂的起泡剂原料基本为短碳链的表面活性剂，亲油性能较差。而本专利技术新型磺酸盐阴离子型双子表面活性剂虽然为短碳链结构，但其中具有双亲油链结构，且尾部具有较大的亲水基团，使得其本身具有很好的起泡效果。
[0021](2)本专利技术起泡剂与一定量的短碳链的非离子表面活性剂复配后，可以进一步的降低溶液的表面张力，提升起泡效果。
[0022](3)本专利技术起泡剂与阳离子表面活性剂的复配，阳离子表面活性剂可以与新型磺酸盐阴离子型双子表面活性剂形成双电子结构，改善泡沫中起泡剂分子的排列分布及分散性能、调整起泡剂分子在液膜中的舒展状态、聚集状态和流变性能，增加泡沫的液膜强度和保水能力，提高泡沫的稳定性。还能够通过阴
‑
阳离子的复配来调整起泡剂溶液与燃料之间的界面张力，提升消防泡沫灭火剂的灭火性能。
[0023](4)本专利技术的起泡剂为短碳链结构，与现有的短碳链氟碳表面活性剂(有效结构为全氟己基乙基)具有更好的复配效果，本专利技术中的起泡剂采用的是短碳链结构，与短碳链氟碳具有更好的配伍性，达到同样的铺展系数时，所需要氟碳表面活性剂的加量更少，能够在较少氟碳表面活性剂使用量的情况下达到较低的表面张力，在同等灭火效果的前提下降低氟碳表面活性剂的使用量，提升水成膜泡沫灭火剂的灭火抗烧性能，降低产品成本，每吨水成膜泡沫灭火剂产品节约氟碳表面活性剂用量约20％左右，生产成本可降低10
‑
15％。
[0024](5)本专利技术的起泡剂在海水中具有良好的起泡性和稳泡性能，能够适用于海水发泡灭火，按使用混合比与海水或淡水混合后泡沫性能和灭火性能变化很小，发泡倍数高，25％析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂，其特征在于：包括以下组分，按质量百分比为：磺酸盐阴离子型双子表面活性剂25
‑
45％、非离子表面活性剂5
‑
20％、阳离子表面活性剂0.5
‑
3.0％，助溶剂1
‑
5％，余量为水。2.根据权利要求1所述用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂，其特征在于：所述磺酸盐阴离子型双子表面活性剂具有以下化学结构：式中R2为碳链长度为2
‑
12的甲基或亚甲基；R1为碳链长度为6
‑
16的烷基。3.根据权利要求2所述用于水成膜泡沫灭火剂的起泡剂，其特征在于：所述R2为碳链长度为2
‑
4的亚甲基；所述R1为碳链长度为6
‑
10的烷基。4.根据权利要求1所述用于水成膜泡沫...

【专利技术属性】
技术研发人员：李纪晖，康刚，张豫红，
申请(专利权)人：四川科宏达集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：