一种多功能无氟泡沫灭火剂及其制备方法与流程

本申请涉及消防灭火剂，特别是涉及一种多功能无氟泡沫灭火剂及其制备方法。

背景技术：

1、在消防灭火领域中，火灾的源头常是多种多样的，例如建筑物、森林、燃油等。而最常见的灭火剂水，由于其本身所具有的特性(例如较好的流动性、易蒸发、附着力小等)，使其并不适用于所有的火灾。基于此，本领域技术人员，通过在水中添加一种或多种试剂，改变水的粘度、附着力、汽化潜热和润湿力等物理和化学性质，从而大幅提高水的灭火效率和适用范围。这种灭火剂也被称作水系灭火剂。其中，泡沫灭火剂作为最常见的水系灭火剂，基于其不易流动、附着力强、不易汽化等优势，被广泛使用。

2、现有的泡沫灭火剂包括含氟泡沫灭火剂和无氟泡沫灭火剂。无氟泡沫灭剂由于组分中无含氟表面活性剂，避免了因含氟表面活性剂而导致的环境污染加重、生物体中的氟毒含量升高等问题，因而受到业内人士的青睐。

3、但是，为了降低无氟泡沫灭火剂的表面张力和提高无氟泡沫灭火剂的发泡倍数，现有的无氟泡沫灭火剂在制备时，通过加入大量的表面活性剂得以实现。而大量表面活性剂的使用，对环境仍然存在一定的污染，这明显不符合目前国内对灭火剂的相关要求。

4、因此，本技术领域亟需一种既具有优异抗烧性能，又对环境污染小的多功能无氟泡沫灭火剂。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种多功能无氟泡沫灭火剂及其制备方法。具体内容如下：

2、第一方面，本发明提供了一种多功能无氟泡沫灭火剂，所述多功能无氟泡沫灭火剂由复配表面活性剂、水溶性阻燃剂、助溶剂、防腐剂、抑菌剂、增稠剂以及水组成，所述复配表面活性剂由聚醚改性双子有机硅表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成；

3、其中，所述聚醚改性双子有机硅表面活性剂的结构式为：

4、

5、其中，n＝10～20，r1～r14均为甲基、乙基或苯基中的任意一种。

6、可选地，所述多功能无氟泡沫灭火剂中各组分的重量份数为：复配表面活性剂10-25份，水溶性阻燃剂10-30份，助溶剂5-30份，防腐剂0.01-1.0份，抑菌剂0.05-5.0份，增稠剂0.01-1.0份和余量的水；

7、可选地，所述复配表面活性剂中各组分的重量份数为：聚醚改性双子有机硅表面活性剂0.1-5份，非离子表面活性剂10-15份，两性离子表面活性剂0.5-3份，阴离子表面活性剂1-5份。

8、可选地，所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。

9、可选地，所述两性离子表面活性剂为甜菜碱表面活性剂和/或咪唑啉表面活性剂。

10、可选地，所述阴离子表面活性剂为脂肪醇硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐或脂肪醇醚琥珀酸盐中的一种或多种。

11、可选地，所述脂肪胺聚氧乙烯醚为椰油胺聚氧乙醚(ac-5)和/或油酸胺聚氧乙烯醚(ne-10)；

12、所述烷基糖苷为烷基糖苷0810、烷基糖苷08、烷基糖苷0814中的一种或两种；

13、所述脂肪醇聚氧乙醚为eo链长度在2～15的脂肪醇聚氧乙烯醚，如aeo-2、aeo-3、aeo-7、aeo-9、aeo-10、aeo-15中的一种或多种。

14、可选地，所述甜菜碱表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱(cab-35)、月桂酰胺丙基甜菜碱、癸基酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱(bs-12)、十二烷基羟磺基甜菜碱(dsb)中的一种或多种；

15、所述咪唑啉表面活性剂为月桂基咪唑啉甜菜碱、椰油咪唑啉甜菜碱、十四烷基咪唑啉甜菜碱中的一种或多种。

16、可选地，所述脂肪醇硫酸盐中的碳链长度为8-18；所述脂肪醇醚琥珀酸盐为脂肪醇醚-5-琥珀单酯二钠盐、脂肪醇醚-15-琥珀酸单酯二钠盐、脂肪醇醚-2-琥珀单酯二钠盐中的一种或多种；脂肪醇醚硫酸盐为辛癸基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂醇醚硫酸钠中的一种或多种。

17、可选地，所述水溶性阻燃剂为水溶性的磷酸一氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、尿素、改性三聚氰胺磷酸盐中的一种或多种；

18、所述助溶剂为丁醚、丙二醇甲醚、二乙醇丁醚、乙二醇、丙三醇、癸醇、癸酸、辛酸、辛醇中的一种或多种；

19、所述防腐剂为壳聚糖、乙基己基甘油、苯甲酸钠中的一种或多种；

20、所述抑菌剂为甲基异噻唑啉酮、氯甲基异噻唑啉酮和苯并异噻唑啉酮中的一种或多种；

21、所述增稠剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、聚乙二醇、黄原胶、瓜尔胶、明胶中的一种或多种。

22、第二方面，本发明提供了一种上述第一方面所述的多功能无氟泡沫灭火剂的制备方法，包括如下步骤：

23、将水溶性阻燃剂、增稠剂和水混合均匀，并在搅拌的环境中于40～60℃加热反应2～4h；保持反应温度，继续向其中加入聚醚改性双子有机硅表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、助溶剂、防腐剂以及抑菌剂，在40-60℃搅拌反应2～4h，即得所述多功能无氟泡沫灭火剂。

24、本申请实施例提供的多功能无氟泡沫灭火剂中所用的复配表面活性剂由聚醚改性双子有机硅表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成。

25、本申请在复配表面活性剂中加入聚醚改性双子有机硅表面活性剂，通过聚醚改性双子有机硅表面活性剂与其他表面活性剂的协同作用，在聚醚改性双子有机硅表面活性剂添加量极少的条件下，即可达到较低的表面张力和较高的起泡效果。例如，现有的聚醚改性有机硅表面活性剂，在其浓度为6000ppm时，表面张力可以达到20.7mn/m，但此时的发泡倍数仅为5.0倍(低倍)；而本申请提供的聚醚改性双子有机硅表面活性剂，在浓度为120ppm时，表面张力就可以达到18.3mn/m，同时该浓度下的发泡倍数也可达到7.7倍(低倍)。

26、此外，本申请提供的泡沫灭火剂中不含氟，且可用于扑灭多种类型的火源，因而该泡沫灭火剂还具有适用范围广、绿色环保等优点。

技术特征：

1.一种多功能无氟泡沫灭火剂，由复配表面活性剂、水溶性阻燃剂、助溶剂、防腐剂、抑菌剂、增稠剂以及水组成，其特征在于：所述复配表面活性剂由聚醚改性双子有机硅表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成；

2.根据权利要求1所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于：由如下重量份的组分组成：复配表面活性剂10-25份，水溶性阻燃剂10-30份，助溶剂5-30份，防腐剂0.01-1.0份，抑菌剂0.05-5.0份，增稠剂0.01-1.0份和余量的水。

3.根据权利要求2所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于：所述复配表面活性剂中各组分的重量份数为：聚醚改性双子有机硅表面活性剂0.1-5份，非离子表面活性剂10-15份，两性离子表面活性剂0.5-3份，阴离子表面活性剂1-5份。

4.根据权利要求3所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚、烷基糖苷、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求3所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于，所述两性离子表面活性剂为甜菜碱表面活性剂和/或咪唑啉表面活性剂。

6.根据权利要求3所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为脂肪醇硫酸盐、脂肪醇醚硫酸盐或脂肪醇醚琥珀酸盐中的一种或多种。

7.根据权利要求4所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于，所述脂肪胺聚氧乙烯醚为椰油胺聚氧乙醚和/或油酸胺聚氧乙烯醚；

8.根据权利要求5所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于，所述甜菜碱表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、癸基酰胺丙基甜菜碱、十二烷基二甲基甜菜碱、十二烷基羟磺基甜菜碱中的一种或多种；

9.根据权利要求6所述的多功能无氟泡沫灭火剂，其特征在于，所述脂肪醇硫酸盐中的碳链长度为8-18；

10.一种权利要求1～9任一项所述的多功能无氟泡沫灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本申请提供了一种多功能无氟泡沫灭火剂及其制备方法。该多功能无氟泡沫灭火剂中所用的复配表面活性剂由聚醚改性双子有机硅表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和阴离子表面活性剂组成。本申请在复配表面活性剂中加入聚醚改性双子有机硅表面活性剂，通过聚醚改性双子有机硅表面活性剂与其他表面活性剂的协同作用，在聚醚改性双子有机硅表面活性剂添加量极少的条件下，同样实现了较优的表面张力和起泡效果。此外，该泡沫灭火剂中无氟，且可用于扑灭多种类型的火源，因而该泡沫灭火剂具有适用范围广、绿色环保等优点。技术研发人员：姜会平,姚永毅,王钧奇,李纪晖,张豫红受保护的技术使用者：四川科宏达集团有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1