适用于灭火剂的高分子吸水性树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于灭火剂的高分子吸水性树脂及其制备方法。所述高分子吸水性树脂包括含水异丙醇15％～20％，氢氧化钠7.5％～8.5％，水40％～50％，纤维素10％～15％，羧甲基纤维素钠3％～7％，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺0.04％～0.06％，过二硫酸钾0.30％～0.70％，2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基‑1‑丙烷硫酸8.50％～9.00％，碳酸氢钠1.80％～2.20％，一氯乙酸钠0.80％～1.20％，膨润土0.80％～1.20％，先将含水异丙醇和纤维素、氢氧化钠混合得到中和液，再依次加入剩余组分，形成高吸水性树脂，切割成1～2mm的高分子吸水性树脂颗粒。本发明专利技术的高分子吸水性树脂制备方法简单，吸水量高，最大吸收565.2g/g去离子水和164.6g/g水基灭火剂，且具有良好的耐热性，对比用水灭木垛火，灭火时间缩短了25％，平均降温速率提高了29.63％，对比用水基灭火剂灭油盘火，灭火时间缩短了20％，平均降温速率提高了45.1％。

Polymer Absorbent Resin for Fire Extinguishing Agent and Its Preparation Method

The invention discloses a macromolecule water absorbent resin suitable for fire extinguishing agent and a preparation method thereof. The macromolecule absorbent resin includes water-containing isopropanol 15%-20%, sodium hydroxide 7.5%-8.5%, water 40%-50%, cellulose 10%-15%, sodium carboxymethyl cellulose 3%-7%, N, N, N methylene bisacrylamide 0.04%-0.06%, potassium persulfate 0.30%-0.70%, 2 acrylamide 2 methyl 1 propane sulfate 8.50%-9.00%, sodium bicarbonate 1.80%. (2.20%), sodium monochloroacetate 0.80%-1.20%, bentonite 0.80%-1.20%. The neutralizing solution was obtained by mixing water-containing isopropanol with cellulose and sodium hydroxide, and then adding the remaining components in turn to form superabsorbent resin, which was cut into 1-2 mm macromolecule absorbent resin particles. The preparation method of the macromolecule water absorbent resin of the invention is simple, has high water absorption capacity, absorbs 565.2 g/g deionized water and 164.6 g/g water-based fire extinguishing agent, and has good heat resistance. Compared with water extinguishing wood stacking fire, the extinguishing time is shortened by 25%, the average cooling rate is increased by 29.63%, the extinguishing time is shortened by 20% and the average cooling rate is increased by water-based fire extinguishing agent. 45.1%.

【技术实现步骤摘要】
适用于灭火剂的高分子吸水性树脂及其制备方法
本专利技术涉及一种适用于灭火剂的高分子吸水性树脂及其制备方法，特别涉及一种适用于A类和B类火灾灭火剂的高分子吸水性树脂及其制备方法，属于灭火剂制备

技术介绍
80年代，黄美玉等人以丙烯酸为主要原料，采用溶液聚合法制得高吸水性树脂，其吸水倍率达到了400g/g以上(黄美玉等.超高吸水性聚丙烯酸钠的制备[J].高分子学报,1984,1(2):129-132.)。90年代至今，高吸水性树脂的研究和应用有了显著进步，不仅逐步提高了相关性能也优化了制作工艺。朱秀林等人以丙烯酸和丙烯酰胺为共聚单体，添加适量高岭土，采用反相悬浮的聚合方法制备高吸水性树脂，显著增加了高吸水性树脂的吸液速率和耐盐性(朱秀林,顾梅.高岭土—聚丙烯酸钠高吸水性复合树脂的合成及性能研究[J].高分子材料科学与工程,1994(5):46-49.)。崔英德等人首先采用氯磺酸磺化法制备聚乙烯醇硫酸钠，然后和丙烯酸共聚，制得具有互穿网络结构的高吸水性树脂，其吸水率显著提高，达到了904g/g(崔英德等.二元共聚高吸水性树脂的合成与溶涨性能[J].化工学报,2001,52(7):601-605.)。周波等人以玉米淀粉、丙烯酸为原料，过硫酸铵为引发剂，经接枝共聚，制备高吸水性树脂，再利用高吸水性树脂制得高分子灭火剂，但其吸水倍率仅有300g/g，成本高，灭火效率低，火焰温度降到200℃用时26s(周波.新型高分子水系灭火剂的制备及其灭火性能研究[J].上海應用技術學院學報(自然科學版),2008,8(3):178-181.)。余明等以玉米淀粉和丙烯基单体为主要原料，根据自由基聚合反应机理，在引发剂和交联剂作用下，淀粉与丙烯基单体进行接枝共聚反应制得树脂，其吸水倍率为200g/g，80℃环境下静置4h保水率为75％，产品吸水倍率低，保水性能差，温度下降速率低(余明高等.高吸水树脂的制备及防灭火特性试验[J].煤炭科学技术,2008(9):43-46.)。目前应用在油类火灾的灭火剂主要有水成膜泡沫灭火剂、干粉灭火剂、泡沫灭火剂、细水雾灭火剂，尚未有将高分子凝胶灭火剂同时应用于A类和B类火灾的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适用于灭火剂的高分子吸水性树脂及其制备方法。实现本专利技术目的的技术方案如下：适用于灭火剂的高分子吸水性树脂，按质量百分含量计包括：含水异丙醇15％～20％，氢氧化钠7.5％～8.5％，水40％～50％，纤维素10％～15％，羧甲基纤维素钠3％～7％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.04％～0.06％，过二硫酸钾0.30％～0.70％，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸8.50％～9.00％，碳酸氢钠1.80％～2.20％，一氯乙酸钠0.80％～1.20％，膨润土0.80％～1.20％。优选地，所述的适用于灭火剂的高分子吸水性树脂，按质量百分含量计包括：所述的含水异丙醇17.5％～20％，氢氧化钠8.0％～8.5％，水45％～50％，纤维素12.5％～15％，羧甲基纤维素钠3％～5％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.04％～0.05％，过二硫酸钾0.30％～0.50％，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸8.50％～8.75％，碳酸氢钠1.80％～2.00％，一氯乙酸钠0.80％～1.00％，膨润土1.00％～1.20％。本专利技术还提供上述适用于灭火剂的高分子吸水性树脂的制备方法，具体步骤如下：步骤1，将含水异丙醇和纤维素、氢氧化钠混合，震荡混合均匀，得到中和液；步骤2，在50～70℃下，在中和液中依次加入羧甲基纤维素钠、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过二硫酸钾、碳酸氢钠、一氯乙酸钠、膨润土和水，得到聚合液；步骤3，将聚合液置于60～70℃下，形成高吸水性树脂，将高吸水性树脂用乙醇和水冲洗，切成1～2mm的颗粒，得到高分子吸水性树脂。优选地，步骤1中，所述的混合时的温度为20～30℃，震荡时间为45～60min。进一步地，本专利技术提供上述适用于灭火剂的高分子吸水性树脂在制备灭火剂中的应用。与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：(1)本专利技术的高分子凝胶吸水量高，最大吸收565.2g/g去离子水和164.6g/g普通水基灭火剂，对比用水灭木垛火，灭火时间缩短了25％，平均降温速率提高了29.63％，对比用水基灭火剂灭油盘火，灭火时间缩短了20％，平均降温速率提高了45.1％，能够有效控制A类固体火灾，还能够控制B类油类火灾；(2)本专利技术的高分子吸水性树脂耐热性好，800℃下失重率在60％左右；(3)制备方法简单，成本低廉，作为灭火剂材料应用广泛，适用于固体火灾、液体火灾、电器火灾、锂电池火灾，成本低廉，适合批量化生产。附图说明图1a水灭木垛火温度变化曲线，图1b为高分子凝胶灭火剂灭木垛火温度变化曲线。图2a水基灭火剂灭油盘火温度变化曲线，图2b为高分子凝胶灭火剂灭油盘火温度变化曲线。图3为本专利技术的高分子凝胶用于应用例1中A类固体火灾的燃烧温度变化示意图。图4为本专利技术的高分子吸水性树脂应用例2中A类固体火灾的燃烧示意图。图5为本专利技术的高分子凝胶用于应用例3中B类油类火灾燃烧示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术并不限于以下的实施例。实施例1步骤1，在20-30℃将含水异丙醇和纤维素、氢氧化钠充分混合，震荡45-60min；步骤2，在50～70℃下，在中和液中依次加入羧甲基纤维素钠、2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺、引发剂过二硫酸钾、碳酸氢钠、一氯乙酸钠、膨润土和水，得到聚合液，其中，聚合液中，含水异丙醇的质量百分含量为17.50％，氢氧化钠的质量百分含量为8.00％，水的质量百分含量为45.00％，纤维素的质量百分含量为12.50％，羧甲基纤维素钠5％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分含量为0.05％，过二硫酸钾的质量百分含量为0.50％，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸8.75％，碳酸氢钠的质量百分含量为2.00％，一氯乙酸钠为1.00％，膨润土为1.00％；步骤3，将聚合液置于60～70℃下，形成高吸水性树脂，将高吸水性树脂用乙醇和水冲洗，切成1-2mm的颗粒，得到吸水量为451.3g/g，吸普通水基灭火剂达到了143.6g/g高分子吸水性树脂。实施例2本实施例与实施例1基本相同，唯一不同的是步骤2中，含水异丙醇的质量百分含量为20.00％，氢氧化钠的质量百分含量为8.00％，水的质量百分含量为45.00％，纤维素的质量百分含量为12.50％，羧甲基纤维素钠5％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量百分含量为0.05％，过二硫酸钾的质量百分含量为0.50％，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸8.75％，碳酸氢钠的质量百分含量为2.00％，一氯乙酸钠为1.00％，膨润土为1.00％。吸水量为421.3g/g，吸普通水基灭火剂达到了123.0g/g。实施例3本实施例与实施例1基本相同，唯一不同的是步骤2中，含水异丙醇的质量百分含量为15.00％，氢氧化钠的质量百分含量为8.00％，水的质量百分含量为45.00％，纤维素的质量百分含量为12.50％，羧甲基纤维素本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于灭火剂的高分子吸水性树脂，其特征在于，按质量百分含量计包括：含水异丙醇15％～20％，氢氧化钠7.5％～8.5％，水40％～50％，纤维素10％～15％，羧甲基纤维素钠3％～7％，N,N‑亚甲基双丙烯酰胺0.04％～0.06％，过二硫酸钾0.30％～0.70％，2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基‑1‑丙烷硫酸8.50％～9.00％，碳酸氢钠1.80％～2.20％，一氯乙酸钠0.80％～1.20％，膨润土0.80％～1.20％。

【技术特征摘要】
1.适用于灭火剂的高分子吸水性树脂，其特征在于，按质量百分含量计包括：含水异丙醇15％～20％，氢氧化钠7.5％～8.5％，水40％～50％，纤维素10％～15％，羧甲基纤维素钠3％～7％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.04％～0.06％，过二硫酸钾0.30％～0.70％，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸8.50％～9.00％，碳酸氢钠1.80％～2.20％，一氯乙酸钠0.80％～1.20％，膨润土0.80％～1.20％。2.根据权利要求1所述的适用于灭火剂的高分子吸水性树脂，其特征在于，按质量百分含量计包括：含水异丙醇17.5％～20％，氢氧化钠8.0％～8.5％，水45％～50％，纤维素12.5％～15％，羧甲基纤维素钠3％～5％，N,N-亚甲基双丙烯酰胺0.04％～0.05％，过二硫酸钾0.30％～0.50％，2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷硫酸8.50％～8.75％，碳酸氢钠1.80％～2.00％，一氯乙酸钠0.80％～1.00％，膨润土1.00％～1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄寅生，张辉建，刘立军，程治平，何亚丽，段佳林，王志强，张海涛，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32