时间: 2024-07-07 14:10:45 | 作者: bob真人电竞
本发明涉及含氟精细化学品技术领域，特别涉及一种泡沫灭火剂中常用的含氟表面活性剂，还涉及含有此含氟表面活性剂的水成膜泡沫灭火剂。
氟表面活性剂（fluorinated surfactant ），简称FSA。是以氟碳链为非极性基团的表面活性剂，即以氟原子部分或全部取代碳氢链上的氢原子。氟碳表面活性剂具有高表面活性，高热力学和化学稳定性。
全氟烷基磺酸盐是泡沫灭火剂中使用最普遍的氟表面活性剂，如CN102491923A中公开的一种以水为溶剂连续法化学合成的全氟表面活性剂：以全氟烷基磺酰氯为起始原料，以水为溶剂，加入卤化氢捕捉剂，与N，N-烷基丙二胺反应，反应温度40-80℃，反应时间8-16小时，直接加入氯乙酸钠水溶液反应，温度为80-110℃，反应10-24小时，然后直接稀释配制成溶液。加入碳氢表面活性剂和泡沫稳定剂，得到水成膜泡沫灭火剂。此技术方案中反应温度比较高，能源消耗大。
CN101293860A公开了一种季铵盐氟表面活性剂的制备方法，以对全氟壬烯氧基苯磺酰氯和N，N-二甲基丙二胺为原料，在碱催化剂存在下，于零下20-120℃下进行酰胺化反应，反应物经分离与碘甲烷进行季胺化反应，即得。但其收率只有80%左右。
为了解决以上现存技术中在制备全氟烷基磺酸盐中存在的反应温度高能耗高、收率低的问题，本申请公开了一种反应温度低能耗低、收率高的泡沫灭火剂中常用的含氟表面活性剂。
（1）在密闭反应釜中加入氟化磺酰氯、烷基二胺、溶剂、缚酸剂，在-10～50℃反应6～24小时，过滤除去副产的盐酸盐，得到粗品，
（2）将粗品在负压下精馏除去溶剂，加入氧化剂在50～80℃反应6～24小时，并加入稀释剂调配到一定浓度，即得到含氟表面活性剂；
其中氟化磺酰氯、丙二胺、溶剂、缚酸剂质量比为1.0～1.5:1:20：1.0～1.5，
所述的含氟表面活性剂，所述氟化磺酰氯的分子式为RfSO2Cl，其中Rf为CxFyHz，2x=y+z-1且x≥4，y≥z，优选三氟甲烷磺酰氯CF3SO2Cl。
所述的含氟表面活性剂，烷基二胺分子式为R1R2N（CH2）nNR3R4，其R1、R2中的一个或两个为H，R3、R4为甲基或乙基，优选1,2-丙二胺。
所述的含氟表面活性剂，所述缚酸剂为液氨、三甲胺、三乙胺、三丙胺和三丁胺中的一种以上。
所述的含氟表面活性剂，所述稀释剂为去离子水、乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇和丙二醇中的一种以上。
一种水成膜泡沫灭火剂，含有所述的含氟表面活性剂、非氟表面活性剂和超支化表面活性剂质量比为1:0.2～8：0.1～0.2。
所述的水成膜泡沫灭火剂，所述非氟表面活性剂为多糖苷、烷基甜菜碱、烷基氧化胺中的一种以上。
所述的水成膜泡沫灭火剂，含氟表面活性剂、非氟表面活性剂和超支化表面活性剂按照质量比1:6～7：0.1～0.2组成。
1.采用本申请的技术方案制备得到的含氟表面活性剂，反应温度低能耗低、收率高，能够降低生产所带来的成本，提升产品竞争力；
2、水成膜泡沫灭火剂中超支化表面活性剂的加入，不仅仅具备助溶剂的作用，还能够减少含氟表面活性剂的使用，提高灭火剂性能，从而降低对环境的危害，更加清洁与环保。
（1）向250 mL三口瓶中通氮气10 min，取等摩尔的二异丙醇胺和丙烯酸甲酯溶于甲醇中，于小烧杯中混合均匀后加入三口瓶中，混合物在室温下通氮气10 min，搅拌30 min升温至40 ℃反应4 h，减压蒸馏除去甲醇，得无色透明油状AB2单体；
（2）向250 mL四口瓶中通氮气10 min，加入合成的AB2单体、对甲苯磺酸和三乙醇胺，AB2单体与三乙醇胺的摩尔比为3:1，升温至85 ℃，继续通氮气，搅拌反应24 h，再减压蒸馏除去反应中的甲醇和未反应的小分子化合物，即得。
（1）在密闭反应釜中加入三氟甲烷磺酰氯、1,2-丙二胺、甲醇、三甲胺，在50℃反应6小时，过滤除去副产的盐酸盐，得到粗品，
（2）将粗品在负压下精馏除去溶剂，加入氧化剂过氧化氢在80℃反应6小时，水洗涤过滤，即得到含氟表面活性剂，测定纯度99.1%，收率92.1%，然后加入稀释剂去离子水调配到一定浓度；
其中三氟甲烷磺酰氯、1,2-丙二胺、甲醇、三甲胺质量比为1.0:1:20：1.5，
（1）在密闭反应釜中加入三氟甲烷磺酰氯、1,2-丙二胺、甲醇、三甲胺，在40℃反应8小时，过滤除去副产的盐酸盐，得到粗品，
（2）将粗品在负压下精馏除去溶剂，加入氧化剂过氧化氢在60℃反应8小时，水洗涤过滤，即得到含氟表面活性剂，测定纯度99.3%，收率91.5%，然后加入稀释剂去离子水调配到一定浓度；
其中三氟甲烷磺酰氯、1,2-丙二胺、甲醇、三甲胺质量比为1.5:1:20：1.0，
水成膜泡沫灭火剂，由实施例1制备得到的含氟表面活性剂、十二烷基二甲基甜菜碱和超支化表面活性剂按照质量比1:6：0.2组成，还含有其他必要的添加剂。
水成膜泡沫灭火剂，由实施例2制备得到的含氟表面活性剂、十八烷基二羟乙基氧化胺和超支化表面活性剂按照质量比1:7：0.1组成，还含有其他必要的添加剂。
同实施例3相比，水成膜泡沫灭火剂中不加入超支化表面活性剂，其余同实施例3相同。
同实施例4相比，水成膜泡沫灭火剂中不加入超支化表面活性剂，其余同实施例4相同。
水成膜泡沫灭火剂，由实施例2制备得到的含氟表面活性剂和十八烷基二羟乙基氧化胺按照质量比1:5组成，还含有其他必要的添加剂。
上述实施例3、4及对比实施例1、2得到水成膜泡沫灭火剂制成泡沫液，按照GB15308-2006测其性能，见下表
从上表数据可以看出，添加了超支化表面活性剂的实施例3、4比不添加的对比实施例1、2具有更好的表面活性和更好的灭火效果，并且从实施例4同对比实施例3的比较可以看出，达到差不多效果时，实施例4中含氟表面活性剂的添加比例比对比实施例3小，所以超支化表面活性剂的加入，能够大大减少含氟表面活性剂的添加量，从而环境更加友好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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