一種高效、環(huán)境友好型水成膜泡沫滅火劑及其制備方法與流程_第1頁
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文檔簡介

一種高效境友型水成膜滅火及其備方法與流1.本發(fā)明屬于防滅火材料領(lǐng)域具體涉及一種泡沫火劑,更具體涉一種基于全氟支化短氟碳陰離子表面性劑的高效環(huán)保泡沫滅火劑及其制方法。背技:2.水成膜泡沫火劑(afff),又稱為“輕”泡沫滅火劑,是國外20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的種高效滅火劑。成膜泡沫溶液以碳表面活性劑為主原料,同時又包括氫表面活性劑、泡劑、抗凍劑等劑。憑借其較高的面活性,在滅火過中afff可以沿可燃性液體表向四周擴散,并泡沫析出的液體形成一層水,使泡沫和可燃液體之間分隔。水膜不僅能隔絕燃表面與氧氣接觸,能對燃料表面進冷卻降溫;同時泡沫中析出的水在溫下蒸發(fā)為水蒸氣稀釋可燃性液體方的氧氣濃度。三重因素協(xié)同作用達到滅火效果。3.氟碳表面活劑是水成膜泡沫火劑(afff)的關(guān)鍵組成部分。眾周知,使用最廣泛的氟碳面活性劑是全氟基磺?;衔?pfos)及其衍生物然而不幸的是,由于pfos具毒性、持久性、物累積性等缺點列入pops受控名單。一個提高長氟碳表面活性劑生物降解性和減其毒性的有效方法將全氟自由基中的原子數(shù)從c8-c10減少到c4-c6。外,有文獻報道,于醚鍵的柔韌性比較,使得全氟醚鏈全氟鏈更容易降。4.高的化學(xué)穩(wěn)性就意味著高的學(xué)惰性,氟碳表面性劑能與其他各活性劑很好的相容,可應(yīng)用于幾乎所配方體系。這使氟碳表面活性劑在火劑研制中有著不替代的特殊作用作為新型滅火劑日益受到重視,典的有氟蛋白泡沫滅劑、輕水泡沫滅劑和抗復(fù)燃干粉火劑等。當(dāng)前,國大量使用的水成膜沫滅火劑(afff)仍是發(fā)達家數(shù)十年前的配,具有嚴(yán)重的生態(tài)破壞力和環(huán)污染問題。因此發(fā)傳統(tǒng)afff滅火劑替代技術(shù)可有效減少持久性有機物pfos的放,對生態(tài)環(huán)境護具有重大的意。技實要素:5.本發(fā)明的目在于提供高效、境友好型水成膜泡滅火劑及其制備法。用該配方配制的火劑,泡沫穩(wěn)定滅火速度快,抗性能好。6.為了實現(xiàn)本明的上述目的,發(fā)明提供了如下的術(shù)方案:7.一種高效、境友好型水成膜沫滅火劑,該滅火由陰離子氟碳表活性劑、碳?xì)浔砻婊顒?、穩(wěn)泡劑、助劑、抗燒劑、抗劑、防腐劑及水組,其各組分的質(zhì)量分比為:[0008][0009]較佳的,所述的碳表面活性劑為鏈氟碳原子為5的全氟支化短鏈碳陰離子表面活性劑。[0010]具體的,所述的碳表面活性劑為環(huán)側(cè)鏈陰離子表活性劑ⅰ、烷烴側(cè)鏈陰離子表面活性ⅱ、苯環(huán)醚側(cè)鏈離子表面活性劑?;蛲闊N醚側(cè)鏈離子表面活性劑ⅳ中的意一種,其結(jié)構(gòu)別如下:[0011][0012]較佳的,碳?xì)浔砘钚詣樘細(xì)渲睘?~20個碳原子的兩性咪唑啉烷基三甲基溴化銨中的種或兩種。[0013]具體的,碳?xì)浔砘钚詣槭槿谆寤@、辛基三甲基溴化銨兩性咪唑啉的一種兩種。[0014]較佳的,助溶劑二乙二醇單丁醚[0015]較佳的,抗燒劑尿素。[0016]較佳的,穩(wěn)泡劑黃原膠。[0017]較佳的,抗凍劑乙二醇。[0018]較佳的,所述的為去離子水或工軟水。[0019]較佳的,所述的腐劑為苯甲酸鈉山梨酸鉀。[0020]制備所述的高效環(huán)境友好型水成泡沫滅火劑的方:按所述組分的比稱取氟碳表面活性劑碳?xì)浔砻婊钚詣┖蠑嚢杞M成組分a,稱取穩(wěn)泡劑助溶劑和水混合組成組b,最后稱取抗燒劑、抗劑以及防腐劑混均勻組成組分c,將b加入到中混合,再將c緩慢加入到a中,攪均勻,制成滅火濃縮液。[0021]根據(jù)所述的高效環(huán)境友好型水成泡沫滅火劑,在用時將滅火劑濃縮與水按體積比為3:97混,配成溶液,用滅火。[0022]根據(jù)所述的新型效、環(huán)境友好型成膜泡沫滅火劑其優(yōu)點在于:[0023](1)本發(fā)明能夠較時間儲存使用,易腐敗變質(zhì)。滅火的主要成分及所入的添加劑無毒、污染,屬于環(huán)保產(chǎn)品。[0024](2)本發(fā)明制備方不需要加熱、過、無三廢產(chǎn)生,環(huán)節(jié)能,生產(chǎn)效率。[0025](3)由本發(fā)明制成泡沫穩(wěn)定性能好滅火效率高,屬于效環(huán)保型產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于油田、庫、艦船、潛艇石油化工產(chǎn)、機、機場等防火重點位。附圖說明[0026]圖1為本發(fā)明所述苯環(huán)側(cè)鏈陰離子面活性劑的核磁共氫譜圖。[0027]圖2為本發(fā)明所述苯環(huán)側(cè)鏈陰離子面活性劑的fnmr圖。[0028]圖3為本發(fā)明所述苯環(huán)醚側(cè)鏈陰離表面活性劑的核磁振氫譜圖。[0029]圖4為本發(fā)明所述苯環(huán)醚側(cè)鏈陰離表面活性劑的fnmr圖。[0030]圖5為本發(fā)明所述烷烴醚側(cè)鏈陰離表面活性劑的核磁振氫譜圖。[0031]圖6為本發(fā)明所述烷烴醚側(cè)鏈陰離表面活性劑的fnmr圖。具體實施方式[0032]下面用本發(fā)明的施例來進一步說本發(fā)明的實質(zhì)性容,但并不以此來定本發(fā)明。[0033]本發(fā)明從高效環(huán)的角度,制備了系列全氟支化短的陰離子氟碳表面性劑,并將該陰離氟碳表面活性劑碳?xì)浔砻婊钚詣┬辛藦?fù)配,發(fā)現(xiàn)陰子氟碳表面活性劑碳?xì)浔砻婊钚詣┡鋾r產(chǎn)生了優(yōu)異協(xié)同增效作用,碳表面活性劑的加入夠使氟碳表面活劑的水溶液表面力顯著下降,還能著降低氟碳表面活劑的使用濃度。[0034]本發(fā)明使用的氟表面活性劑是以氟丙烯二聚體為料合成的一系列全支化短鏈氟碳陰離表面活性劑,均以將水的表面張降低至21mn/m以下,優(yōu)于碳?xì)浔砻婊钚?。除此之外,對境污染小,是綠環(huán)保的表面活性劑且具有高熱穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性,作是降低水的表面力,使泡沫溶液可在油面形成水膜并速鋪展,對油面行密封,從而達快速滅火。[0035]本發(fā)明使用的氟表面活性劑為苯側(cè)鏈陰離子表面性劑或烷烴側(cè)鏈陰子表面活性劑或苯醚側(cè)鏈陰離子表活性劑或烷烴醚鏈陰離子表面活性。[0036]本發(fā)明使用的碳表面活性劑是碳直鏈為6-20個碳原子的兩性咪啉和烷基三甲基溴化銨,泡性能優(yōu)異,并夠降低泡沫溶液油面之間的界面張。[0037]本發(fā)明通過氟碳面活性劑與碳?xì)涿婊钚詣┑膹?fù)配能夠保證較低的表張力及良好的鋪展能。[0038]本發(fā)明助溶劑使二乙二醇單丁醚既起到助溶作用又能加強泡沫的穩(wěn)性。106.90to-107.25(m,2f),-124.10to-124.35(m,2f)[0055](2)在氬氣氣氛下將六氟丙烯二聚、四丁基溴化銨、dmf無水kf、溴乙酸乙酯進行反應(yīng)生化合物3,再將化合物3行水解反應(yīng),最往水解產(chǎn)物中加入氫氧化鉀(1.00g)和thf(10.0ml),反0.5個小時即可得到烷側(cè)鏈陰離子表面活性劑。[0056]found:c,24.2h,0.8;f,61.7;na,5.9.c8h2f13o2narequires:c,24.0;h,0.5;;na,5.8。[0057](3)在冰水浴中,koh溶解在無水乙醇中并拌0.5小時,然后在室下將全氟-2-甲基-2-醇逐滴滴入,反2個小時后,得到化合物4。在室溫下將化合物4、4-溴甲苯甲酸甲酯和無水dmac在密閉容器中反應(yīng)并攪24小時,得到化合物5。化合物5進行水解反應(yīng)后到化合物6。最后往化物6中加入koh(1.00g)thf(10.0ml)反應(yīng)0.5個小即可得到苯環(huán)醚鏈陰離子表面活性劑。其結(jié)構(gòu)征見圖3和圖4所示。[0058]1hnmr(400mhz,cd3od)δ:7.95(d,j=8.1hz,2h),7.35(d,j8.1hz,2h),5.13(s,2h);[0059]19fnmr(376mhz,cd3od)δ:-68.27to-68.41(m,6f),-82.08(t,j=12.2hz,3f),-113.74to-114.89(m,2f),-124.48to-125.34(m,2f)其結(jié)構(gòu)表征見圖5和圖6所示。[0060](4)在冰水浴中,koh溶解在無水乙醇中并拌0.5小時,然后在室下將全氟-2-甲基-2-醇逐滴滴入,反2個小時后,得到化合物4。將化合4、溴乙酸乙酯和dmac發(fā)生核取代反應(yīng)生成合物7,再將化合物7進行水解反得到化合物8。后往化合物8中加入甲醇?xì)溲趸c反應(yīng)1個小時可得到烷烴醚側(cè)鏈陰離子表活性劑。其結(jié)構(gòu)征見圖5和圖6所示。[0061]1hnmr(400mhz,cd3od)δ:4.32;[0062]19fnmr(376mhz,cd3od)δ:-68.33to-68.56(m),-82.09(t,j=12.4hz),-113.70to-114.30(m),-124.93to-125.48(m)。[0063]實施例1:[0064]分別稱取苯環(huán)側(cè)陰離子氟碳表面性劑1kg,十六烷基三甲基溴化1kg,咪唑啉兩性表面活劑(咪唑啉)30kg,混合均組成混合物a;稱取二二醇單丁醚5kg,黃原0.3kg,水30kg混合均勻組成混合物b;將b加到a中攪拌;稱取尿素3kg,二醇20kg混合勻,緩慢加入到a中,入苯甲酸鈉0.5kg,最后加水100kg,攪拌均勻即可得到100kg沫滅火劑濃縮液。[0065]實施例2:[0066]分別稱取烷烴側(cè)陰離子氟碳表面性劑1kg,十六烷基三甲基溴化1kg,咪唑啉30kg,混均勻組成混合物a;稱取二二醇單丁醚5kg,黃原0.3kg,水30kg混合均,組成混合物b;將b加入a中攪拌;稱取尿素3kg,乙二醇20kg混合均,緩慢加入到a中,加入苯甲鈉0.5kg,最后加水至100kg,攪拌均勻可得到100kg泡沫滅火劑縮液。[0067]實施例3:[0068]分別稱取苯環(huán)醚鏈陰離子氟碳表活性劑1kg,十六烷基三甲基溴銨1kg,咪唑啉30kg,合均勻組成混合a;稱取二乙二醇單丁醚5kg,黃膠0.3kg,水30kg混合勻,組成混合物b;將b加入到a攪拌;稱取尿素3kg,乙二醇20kg混均勻,緩慢加入a中,加入苯甲酸鈉0.5kg,最后加水至100kg,攪均勻即可得到100kg泡沫火劑濃縮液。[0069]實施例4:[0070]分別稱取烷烴醚鏈陰離子氟碳表活性劑1kg,十六烷基三甲基溴銨1kg,咪唑啉30kg,合均勻組成混合a;稱取二乙二醇單丁醚5kg,黃膠0.3kg,水30kg混合勻,組成混合物b;將b加入到a攪拌;稱取尿素3kg,乙二醇20kg混均勻,緩慢加入a中,加入苯甲酸鈉0.5kg,最后加水至100kg,攪均勻即可得到100kg泡沫火劑濃縮液。[0071]實施例5:[0072]分別稱取苯環(huán)側(cè)陰離子氟碳表面性劑1kg,正辛基三甲基溴化銨1kg,咪唑啉30kg,混合勻組成混合物a;稱取二乙醇單丁醚5kg,黃原膠0.3kg,水30kg混合均勻組成混合物b;將b加入到a中攪;稱取尿素3kg,乙二醇20kg混合均勻緩慢加入到a中,加入苯甲鈉0.5kg,最后加水至100kg,攪拌均勻即可得100kg泡沫滅火劑濃縮液[0073]實施例6:[0074]分別稱取苯環(huán)側(cè)鏈陰子氟碳表面活性1kg,十六烷基三甲基溴化銨5kg,咪唑啉26kg,混均勻組成混合物a;稱取二二醇單丁醚5kg,黃原0.3kg,水30kg混合均,組成混合物b;將b加入a中攪拌;稱取尿素3kg,乙二醇20kg混合均,緩慢加入到a中,加入苯甲鈉0.5kg,最后加水至100kg,攪拌均勻可得到100kg泡沫滅火劑縮液。[0075]實施例7:[0076]分別稱取苯環(huán)側(cè)陰離子氟碳表面性劑5kg,十六烷基三甲基溴化1kg,咪唑啉30kg,混均勻組成混合物a;稱取二二醇單丁醚5kg,黃原0.3kg,水30kg混合均,組成混合物b;將b加入a中攪拌;稱取尿素3kg,乙二醇20kg混合均,緩慢加入到a中,加入苯甲鈉0.5kg,最后加水至100kg,攪拌均勻可得到100kg泡沫滅火劑縮液。[0077]對比例:[0078]稱取苯環(huán)側(cè)鏈陰子氟碳表面活性1kg作為化合物a;稱取二乙二單丁醚5kg,黃原膠0.3kg,30kg混合均勻,組成混合b;將b加入到a中攪拌;稱取尿素3kg,二醇20kg混合均勻,緩慢入到a中,加入苯甲酸鈉0.5kg,最后加水100kg,攪拌均勻即可得到100kg沫滅火劑濃縮液。[0079]對比例的濃縮液品與水按體積比3:97的比例合配制的溶液,照“gb15308-2006”國檢驗標(biāo)準(zhǔn)進行測,其擴展系數(shù)為負(fù),水膜無法在油面上鋪展,不具滅火的效能。[0080]而上述實施例1-7得滅火劑濃縮液水按體積比3:97的比例混合配制溶液各項物化性能和火性能均達到gb15308-2006要求。品自檢按“gb153082006”國家標(biāo)檢驗,各項技術(shù)標(biāo)如下表1所示。[0081]表1[0082][0083][0084]綜上,本發(fā)明具如下特點:[0085](1)氟碳表面活性的合成路線由已業(yè)化的廉價原料六丙烯二聚體為初原料在溫和的反應(yīng)件下易于操作,率高,成本低,易工業(yè)放大。[0086](2)本發(fā)明產(chǎn)品通與碳?xì)浔砻婊钚缘膹?fù)配產(chǎn)生協(xié)同增并大大降低氟碳面活性劑的使用量能夠進一步降低成膜泡沫滅火劑成本。滅火效率高抗燒性能強。綠色保。(3)所用的碳?xì)浔砻婊钚詫Νh(huán)境毒副作用,是綠色環(huán)保物質(zhì);而氟碳面活性劑是屬于型全氟支化短鏈碳陰離子表面活性,毒性低且生物降性好,對環(huán)境污較小;二乙二醇丁醚、乙二醇廣泛用在各類化工行業(yè)有機化合物,對境污染較??;尿是最常見的有機肥之一,其作為本發(fā)的抗燒劑對環(huán)境害可忽略;黃原膠是常見食品添加劑,其作為本發(fā)明的泡劑,對生態(tài)環(huán)沒有毒副作用,腐劑采用山梨酸鉀苯甲酸鈉,二者都常用的食品添加,無毒副作用。此本發(fā)明產(chǎn)品是環(huán)友好型產(chǎn)品。[0087]以上所述僅是本明的優(yōu)選實施方,應(yīng)當(dāng)指出,對本技術(shù)領(lǐng)域的普通術(shù)人員來說,在不離本發(fā)明原理的提下,還可以做若干改進和潤飾,些改進和潤飾也應(yīng)為本發(fā)明的保護圍。技特:1.一種水成膜沫滅火劑,其特在于,該滅火劑各分的質(zhì)量百分比:如權(quán)利要求1所述水成膜泡沫滅火,其特征在于,所的氟碳表面活性為直鏈氟碳原子5的全氟支化短鏈氟碳陰子表面活性劑。3.如權(quán)要求1所述的水成膜泡滅火劑,其特征于,所述的氟碳面活性劑為苯環(huán)側(cè)陰離子表面活性ⅰ、烷烴側(cè)鏈陰子表面活性劑ⅱ、苯環(huán)醚側(cè)鏈陰子表面活性劑ⅲ或烷烴側(cè)鏈陰離子表面性劑ⅳ中的任意一種,其構(gòu)分別如下:4.如權(quán)利要求1所述水成膜泡沫滅火,其特征在于,碳表面活性劑為碳直鏈為6~20個碳子的烷基三甲基化銨和兩性咪唑啉的一種或兩種。5.如權(quán)利要求1所述水成膜泡沫滅火,其特征在于,碳表面活性劑為十烷基三甲基溴化、正辛基三甲基化銨和兩性咪唑的一種或兩種。6.如權(quán)利要求1所述的水膜泡沫滅火劑,特

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