一种环保型水系灭火剂及其制备方法与流程

本发明涉及灭火剂，尤其涉及一种环保型水系灭火剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着我国经济的快速增长，火灾日益频发，如何有效地防止和控制火灾，已成为重要的研究议题。灭火剂作为能够在燃烧区有效的破坏燃烧条件而达到抑制或中止燃烧的物质也因此而被人们广泛关注。在现有的众多灭火剂中，水系灭火剂应用最为广泛，其具有灭火效率高、无次生污染、使用方便，洁净等优点而得到突飞猛进的发展。

2、水系灭火剂是一种在水中加入阻燃剂、增稠剂、稳定剂等添加剂的灭火剂，其灭火机理为在燃烧物的表面上流散的同时析出液体冷却其表面，并在燃烧物表面上形成一层水膜与微泡沫层共同封闭燃烧物表面，隔绝空气，形成隔热屏障，吸收热量后的液体汽化并稀释燃烧物表面上空气的含氧量，对燃烧物体产生了窒息作用，阻止了燃烧的继续，使之达到灭火作用。然而，现有的水系灭火剂灭火性能不足，灭火后容易出现复燃，抗冻结、融化性能不足等技术缺陷。

3、为了解决上述问题，授权公告号为cn107497092b的中国发明专利公开了一种水系灭火剂，包括以下重量分数的组分：起泡剂10-24份，稳泡剂3-8份，调质剂0.5-1.5份，增稠剂0.5-2份，还包含溶解上述组分的水。使用以上配方，该发明灭火剂的表面张力控制在30mm/m以下，能够很好的符合a类灭火剂的需求。然而，使用该灭火剂灭火后，火场易回火复燃，且不能满足在零下低温耐寒气候条件下正常储存使用的需要。

4、可见，开发一种灭火性能足，抗复燃性好，抗冻结、融化性能佳，使用安全环保的环保型水系灭火剂及其制备方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进水系灭火剂领域的发展具有非常重要的意义。

技术实现思路

1、本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种灭火性能足，抗复燃性好，抗冻结、融化性能佳，使用安全环保的环保型水系灭火剂及其制备方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种环保型水系灭火剂，以重量份计，包括如下组分制成：阻燃功能共聚物8-15份、腺苷0.1-0.3份、发泡剂3-5份、防冻剂2-5份、水80份；所述阻燃功能共聚物是由3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚通过自由基聚合而成。

3、优选的，所述阻燃功能共聚物的制备方法，包括如下步骤：将3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应4-6h，反应结束后旋蒸除去溶剂，将粗产物溶于水中，将上清液放入透析袋中，再将透析袋置于去离子水中透析30-40h，最后将透析袋内的溶液旋蒸除去水，得到阻燃功能共聚物。

4、优选的，所述3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.1-0.2):0.5:1:(0.02-0.04):(10-15)。

5、优选的，所述反应性β-环糊精季铵盐的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述反应性β-环糊精季铵盐是按授权公告号为cn106008755b的中国发明专利实施例6的方法制成。

6、优选的，所述聚乙二醇单烯丙基醚的数均分子量为400。

7、优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

8、优选的，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。

9、优选的，所述发泡剂为烷基糖苷apg0810或脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9中的一种或其组合。

10、优选的，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素中的一种或其组合。

11、本发明的另一个目的，在于提供一种所述环保型水系灭火剂的制备方法，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，在35-55℃下搅拌2-4h，冷却至室温，得到环保型水系灭火剂。

12、由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：

13、(1)本发明公开的环保型水系灭火剂的制备方法，工艺简单，操作方便，耗能低，资金投入少，对设备依赖性低，制备效率和成品合格率高，适合工业化生产。

14、(2)本发明公开的环保型水系灭火剂，以重量份计，包括如下组分制成：阻燃功能共聚物8-15份、腺苷0.1-0.3份、发泡剂3-5份、防冻剂2-5份、水80份；通过组分及其配方的合理选取，使得它们之间能较好地发挥相互作用影响，进而赋予灭火剂产品灭火性能足，抗复燃性好，抗冻结、融化性能佳，使用安全环保的优势。

15、(3)本发明公开的环保型水系灭火剂，所述阻燃功能共聚物是由3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚通过自由基聚合而成。通过共聚物制备单体和各单体配比的合理选取，使得分别由它们引入的基团和结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，赋予制成的共聚物阻燃效果显著，水溶性佳，灭火效率和效果好的优势，它们相互配合共同作用且能有效阻止回火复燃，进一步提高灭火剂的灭火效率。引入的两性离子盐结构和β-环糊精季铵盐结构不仅能改善表面张力，还能改善抗冻融性能和灭火效果。

技术特征：

1.一种环保型水系灭火剂，其特征在于，以重量份计，包括如下组分制成：阻燃功能共聚物8-15份、腺苷0.1-0.3份、发泡剂3-5份、防冻剂2-5份、水80份；所述阻燃功能共聚物是由3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚通过自由基聚合而成。

2.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述阻燃功能共聚物的制备方法，包括如下步骤：将3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，60-70℃下搅拌反应4-6h，反应结束后旋蒸除去溶剂，将粗产物溶于水中，将上清液放入透析袋中，再将透析袋置于去离子水中透析30-40h，最后将透析袋内的溶液旋蒸除去水，得到阻燃功能共聚物。

3.根据权利要求2所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述3-[n,n-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]铵]丙烷-1-磺酸内盐、反应性β-环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.1-0.2):0.5:1:(0.02-0.04):(10-15)。

4.根据权利要求2所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述聚乙二醇单烯丙基醚的数均分子量为400。

5.根据权利要求2所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

6.根据权利要求2所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述高沸点溶剂为二甲亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮中的至少一种；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述发泡剂为烷基糖苷apg0810或脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9中的一种或其组合。

8.根据权利要求1所述的环保型水系灭火剂，其特征在于，所述防冻剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇、尿素中的一种或其组合。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述环保型水系灭火剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将各组分按重量份混合均匀后，在35-55℃下搅拌2-4h，冷却至室温，得到环保型水系灭火剂。

技术总结本发明公开了一种环保型水系灭火剂及其制备方法，涉及灭火剂技术领域，包括如下组分制成：阻燃功能共聚物8‑15份、腺苷0.1‑0.3份、发泡剂3‑5份、防冻剂2‑5份、水80份；所述阻燃功能共聚物是由3‑[N,N‑二甲基‑[2‑(2‑甲基丙‑2‑烯酰氧基)乙基]铵]丙烷‑1‑磺酸内盐、反应性β‑环糊精季铵盐、烯丙基三苯基溴化膦、聚乙二醇单烯丙基醚通过自由基聚合而成。该环保型水系灭火剂灭火性能足，抗复燃性好，抗冻结、融化性能佳，使用安全环保。技术研发人员：阮闵,丁建元,戴秀娟受保护的技术使用者：无锡联盾特种防护有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/6