[发明专利]一种油品灭火用空心玻璃微珠三相泡沫及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于灭火材料领域，涉及一种油品灭火用空心玻璃微珠三相泡沫及其制备方法。

技术背景

油品一般具有易燃易爆的特性，油罐一旦着火极易发生爆炸事故，给人民和国家带来巨大经济损失。原油和重质石油储罐在燃烧过程还会发生沸溢和喷溅，使火势和着火范围瞬间扩大。尤其是大型油品储罐区，由于情况复杂，火灾的扑救更加困难，往往产生非常严重的人员伤亡和重大财产损失。

目前，国内外扑救油罐火灾的主要方法是利用固定或移动的泡沫灭火器向罐内喷射泡沫，利用泡沫阻隔热量向液面传递，降低液体蒸发速度以达到灭火目的。目前油罐火灾最常用的泡沫灭火剂为空气泡沫。

空气泡沫又称为机械空气泡沫，它是将泡沫灭火剂的水溶液与空气在泡沫产生器中进行机械混合搅拌而生成。按泡沫发泡倍数不同，分为低倍数泡沫、中倍数泡沫和高倍数泡沫三类。低倍数泡沫的发泡倍数一般在20倍以下；中倍数泡沫灭火剂的发泡倍数一般在20～200倍；高倍数泡沫灭火剂的发泡倍数为201～1000倍。根据发泡剂的类型和用途，低倍数泡沫灭火剂又可分为普通蛋白泡沫、氟蛋白泡沫、水成膜泡沫、合成泡沫和抗溶泡沫五种类型。

普通蛋白泡沫灭火剂是以动物蛋白水解物为主要成分的浓缩型空气泡沫灭火剂。由于原料来源丰富、成本低廉而应用历史长久，但蛋白泡沫稳定性与流动性较差，难以迅速覆盖火源，灭火效果较差，特别是对油类火灾的灭火效果更差，且耐复燃性不好。

氟蛋白泡沫灭火剂源于上世纪六十年代。它以蛋白泡沫灭火剂为基料，通过添加适量的“6201”预制液制成。(“6201”预制液又称FCS溶液，是由“6201”氟碳表面活性剂、异丙醇和水按3∶3∶4的质量比配制而成的水溶液)。与蛋白泡沫灭火剂相比，氟碳表面活性剂可显著降低表面张力和流动剪切力，灭火速度比不加氟碳表面活性剂的蛋白泡沫提高3～4倍，且其耐复燃性好。另外氟蛋白泡沫灭火剂表面张力低能迅速通过碳氢类燃料达到燃料表面，可采用液下喷射。此外，氟蛋白泡沫灭火剂还可以与干粉同时使用(普通泡沫灭火剂与干粉同时使用时泡沫很快被破坏消失)。但氟蛋白泡沫灭火剂的成本较高。

水成膜泡沫灭火剂AFFF(Aqueous FilmForming Foaming)是由氟表面活性剂、碳氢表面活性剂等多组份配合而成，分为3％和6％两个类型。其主要特点是可在燃料与泡沫界面处形成一层封闭性很好的聚合物胶膜，保护泡沫免遭极性液体破坏，靠泡沫和保护膜双重作用达到灭火目的。相对其他类型灭火剂而言，水成膜泡沫液产生的灭火泡沫具有附着力强、密度高、持久性长，灭火快，隔热和防热辐射效果好的特点。与蛋白泡沫灭火剂相比，水成膜泡沫灭火剂的灭火效率高4倍以上，且在油面上铺展迅速，灭火速度快，耐复燃性好，但该泡沫也存在成本高的问题。

总之，目前国内外已形成系列消防泡沫灭火剂，在油罐火灾扑救中发挥了很大作用。在实际油罐灭火过程中，蛋白泡沫灭火剂在高温环境下的稳定性很差，抗复燃能力低。需要多次喷射，若泡沫供给强度不足，不能形成有效覆盖，则前期喷射的泡沫会不断破裂，使火势重新失去控制。

空心玻璃微珠是近年来发展起来的一种新型粉体材料，是由钠硼硅酸盐材料经特殊工艺制成的薄壁、封闭的微小球体，粒度介于10～250μm之间，堆积密度约为0.1～0.3g/cm³，球体内部包裹一定量的气体，具有中空、低密度、低导热、耐高低温、耐磨、耐腐蚀、吸水率低和化学性能稳定等优点。近年来，作为复合材料填充剂，空心玻璃微珠已广泛应用于建材、塑料、橡胶、涂料、航海和航天等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种添加改性空心玻璃微珠的油品灭火用三相泡沫及其制备方法，以解决利用价格低廉的普通蛋白泡沫达到在高温环境下稳定性高、抗复燃能力强的目的。

所谓三相泡沫是指将粉状的空心玻璃微珠添加到消防泡沫中，通入压缩空气后制备出的由水、空气和空心玻璃微珠组成的包含固相、液相、气相的三相泡沫体系。该空心玻璃微珠三相泡沫具有传统泡沫的常规物理性能，同时可利用空心玻璃微珠良好的隔热性能，提高泡沫的抗烧和抗复燃性能，有助于提高对油品火灾的扑救能力。

本发明的空心玻璃微珠三相泡沫的特征是其组分按重量百分比含有8-15％的普通蛋白泡沫灭火剂和3-10％的空心玻璃微珠，余量为水。其中，优选的为10％的普通蛋白泡沫灭火剂，8％的空心玻璃微珠，余量为水。

本发明的空心玻璃微珠三相泡沫所用的空心玻璃微珠的粒度介于10-250μm之间，堆积密度约为0.1-0.3g/cm³的微小球体。其预处理过程依次为：