无氟环保型泡沫灭火剂组合物、无氟环保型泡沫灭火剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及泡沫灭火剂，具体涉及一种无氟环保型泡沫灭火剂组合物、无氟环保型泡沫灭火剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、传统水成膜泡沫灭火剂的核心组分全氟辛基磺酸盐(pfos)具有难降解性和毒性等严重的环境污染问题，尽管水成膜泡沫灭火剂中氟碳表面活性剂的加入量较低，但一旦发生大型火灾，水成膜泡沫灭火剂的大量使用将带来不可挽回生态灾害。

2、随着国家环保法规和政策的日益严格，国内外研究者着手开发新型高效、可降解的pfos替代品，以降低泡沫灭火剂使用带来的环境危害。除了氟碳表面活性剂外，表面活性剂还包括碳氢表面活性剂和有机硅表面活性剂两大类。

3、其中，碳氢表面活性剂在降低表面张力的性能方面存在严重的不足，最多只能将水的表面张力降到30mn/m左右，使其在铺展系数小于零，难以在着火的油面上快速铺展成膜。

4、而有机硅表面活性剂大多是由聚二甲基硅氧烷为疏水主链，中间位或端位连接一个或多个有机硅极性基团组成，疏水性能比碳氢表面活性剂更强，具有优异的表面活性(表面张力约为20～30mn/m)。同时，有机硅表面活性剂具有优良的耐高低温性、良好的铺展性和低毒环保的特性。利用有机硅表面活性剂研制高效、环保的泡沫灭火剂，能够从根本上解决氟碳表面活性剂潜在的环境问题，具有重要意义。

5、cn106075792a公开了一种高效环保型泡沫灭火剂，其配方由复合表面活性剂、有机溶剂、稳定剂、抗烧剂、螯合剂、防腐剂及水组成，这种泡沫灭火剂泡沫性能能够满足国家标准，但是由于有机硅表面活性剂亲水能力较差，从而使用了高含量的有机溶剂，仍然存在环保性能和灭火性能不佳的问题。

6、因此，开发一种能够用于泡沫灭火剂中，且亲水能力强、表面活性高的有机硅表面活性剂，对于灭火剂领域具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的之一是为了解决现有技术中有机硅表面活性剂表面活性和亲水性能不佳的问题。

2、本发明的目的之二是为了解决现有技术中水成膜泡沫灭火剂存在的环保性能不佳的问题。

3、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种无氟环保型泡沫灭火剂组合物，该组合物包括各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：

4、第一表面活性剂、第二表面活性剂、稳泡剂、抗烧剂、助溶剂、阻燃剂和水；

5、所述第二表面活性剂为含量质量比为1：1-5的十二烷基硫酸钠和椰油酰胺基丙基甜菜碱的组合；

6、以所述组合物的总质量为基准，所述第一表面活性剂的含量为0.5-5wt％，所述第二表面活性剂的含量为5-30wt％，所述稳泡剂的含量为0.2-3wt％，所述抗烧剂的含量为1-6wt％，所述助溶剂的含量为1-5wt％，所述阻燃剂的含量为4-10wt％，所述水的含量为50-80wt％；

7、所述第一表面活性剂是由包括以下步骤的方法制备得到的：

8、s1、在催化剂存在下，将烯丙基聚氧烷基环氧基醚与聚甲基氢硅氧烷进行反应i，得到环氧基聚醚改性有机硅氧烷；

9、s2、在溶剂存在下，将所述环氧基聚醚改性有机硅氧烷与亚硫酸氢钠进行反应ii。

10、本发明第二方面提供一种制备无氟环保型泡沫灭火剂的方法，该方法包括：将第一方面所述的组合物中的各组分进行混合。

11、本发明第三方面提供由第二方面所述的方法制备得到的无氟环保型泡沫灭火剂。

12、本发明第四方面提供第三方面所述的无氟环保型泡沫灭火剂在石油化工领域易燃液体b类火灾中的应用。

13、本发明将磺酸基阴离子型有机硅表面活性剂和特定种类阴离子型碳氢表面活性剂复配，并协同稳泡剂、抗烧剂、助溶剂、阻燃剂和水形成灭火剂组合物，用该组合物制备的灭火剂具有表面张力小、亲水性强、稳泡能力强、灭火所需时间短，且环境友好的特点。

技术特征：

1.一种无氟环保型泡沫灭火剂组合物，其特征在于，该组合物包括各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：

2.根据权利要求1所述的组合物，其中，在步骤s1中，所述反应i的条件至少包括：温度为70-90℃，时间为4-6h；和/或，

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，以所述组合物的总质量为基准，所述第一表面活性剂的含量为1-3wt％，所述第二表面活性剂的含量为10-25wt％，所述稳泡剂的含量为0.4-1.5wt％，所述抗烧剂的含量为2-6wt％，所述助溶剂的含量为1.5-4.5wt％，所述阻燃剂的含量为5-8wt％，所述水的含量为60-75wt％。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其中，所述第二表面活性剂为含量质量比为1：1-3的十二烷基硫酸钠和椰油酰胺基丙基甜菜碱的组合。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其中，所述稳泡剂为黄原胶和/或聚乙二醇；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其中，所述助溶剂选自乙二醇、二乙二醇丁醚、异丁醇中的至少一种；和/或，

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组合物，其中，所述阻燃剂选自硅酸钠、硅溶胶、磷酸氢二胺中的至少一种。

8.一种制备无氟环保型泡沫灭火剂的方法，其特征在于，该方法包括：将权利要求1-7中任意一项所述的组合物中的各组分进行混合。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述组合物中的各组分进行混合的操作包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述第一混合、所述第二混合的条件相同或不同，各自独立地包括：温度为10-40℃，优选为20-30℃；时间为20-60min，优选为30-60min；搅拌速度为200-1500rpm，优选为600-1000rpm。

11.由权利要求8-10中任意一项所述的方法制备得到的无氟环保型泡沫灭火剂。

12.权利要求11所述的无氟环保型泡沫灭火剂在石油化工领域易燃液体b类火灾中的应用。

技术总结本发明涉及泡沫灭火剂技术领域，公开了一种无氟环保型泡沫灭火剂组合物、无氟环保型泡沫灭火剂及其制备方法和应用。该组合物包括各自独立保存或两者以上混合保存的以下组分：第一表面活性剂、第二表面活性剂、稳泡剂、抗烧剂、助溶剂、阻燃剂和水；第二表面活性剂为含量质量比为1：1‑5的十二烷基硫酸钠和椰油酰胺基丙基甜菜碱的组合。采用本发明提供的组合物能够制备得到表面张力小、亲水性强、稳泡能力强、灭火所需时间短，且环境友好的泡沫灭火剂。技术研发人员：焦金庆,尚祖政,李栖楠,郎需庆,吴京峰,牟小冬,崔芃雨受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1