一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法，包括改性海藻酸钠水凝胶、填料和吸水树脂，填料包括第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂，第一添加剂为常规的干粉灭火剂，包括磷酸二氢铵、硫酸铵、助剂等物料，在制备第一添加剂时，首先将磷酸二氢铵、硫酸铵等主料利用超音速气流粉碎机进行粉碎，得到超细级别的混合粉料，该混合粉料的粒度细，粒度分布窄，整体表面活性高，便于后续进行改性；本发明专利技术公开了一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法，组分设计合理，工艺操作简单，不仅能实现海藻酸钠水凝胶灭火剂的制备，且该灭火剂灭火性能优异，具有较高的实用性。

Instant sodium alginate hydrogel fire extinguishing agent and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法
本专利技术涉及灭火剂
，具体是一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法。
技术介绍
在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一，而在火灾发生时，灭火器是我们常见的灭火救援设备。市面上现有的灭火剂中，最常见的灭火剂有水灭火剂、干粉灭火剂、泡沫灭火剂、二氧化碳灭火剂、卤代烷灭火剂，随着科技的进步和发展，水凝胶灭火剂逐渐进入我们的视线，但现有的水凝胶灭火剂机械强度差，使用时很容易冲破水凝胶颗粒组成的覆盖层，使得可燃物再次与空气接触，从而导致复燃，影响我们的使用。针对该问题，我们设计了一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法，这是我们亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂及其制备方法，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，所述灭火剂各组分原料包括：以重量计，改性海藻酸钠水凝胶10-20份、填料55-75份、吸水树脂60-80份。较优化的方案，所述吸水树脂各组分原料包括：以重量计，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3-8份、分散剂8-10份、环己烷8-12份、壳聚糖5-10份。较优化的方案，所述改性海藻酸钠水凝胶各组分原料包括：以重量计，海藻酸钠9-18份、丙烯酸30-35份、N-异丙基丙烯酰胺10-20份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺10-20份、丙烯酸钠2-5份、凹凸棒石3-6份、过硫酸铵10-20份、四甲基乙二胺6-10份。较优化的方案，所述填料包括第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂，所述第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的质量比为3：（1-1.2）：（1-1.5）。较优化的方案，所述第一添加剂各组分原料包括：以重量计，磷酸二氢铵10-15份、硫酸铵10-15份、助剂3-5份、白炭黑6-9份、氟碳表面活性剂15-25份。较优化的方案，所述第二添加剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾中的任意一种或多种混合物，所述第三添加剂包括氯化钙、硝酸钙和碳酸钙，所述氯化钙、硝酸钙和碳酸钙的质量比为1：1：（1-1.5）。较优化的方案，所述分散剂为司班80，所述助剂由云母粉、滑石粉混合制得。本专利技术公开了一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其中包括改性海藻酸钠水凝胶、填料和吸水树脂，填料包括第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂，第一添加剂为常规的干粉灭火剂，包括磷酸二氢铵、硫酸铵、助剂等物料，在制备第一添加剂时，首先将磷酸二氢铵、硫酸铵等主料利用超音速气流粉碎机进行粉碎，得到超细级别的混合粉料，该混合粉料的粒度细，粒度分布窄，整体表面活性高，便于后续进行改性；同时在粉碎过程中还添加了助剂，助剂为云母粉、滑石粉混合，可在粉碎过程中降低各物料的表面能，提高粉碎效率的同时降低各物料之间的粘度，促进物料分散，使得制备的第一添加剂的流动性较高；第一添加剂制备时还添加了白炭黑，经过气流粉碎后的白炭黑能够对各组分颗粒之间形成位阻作用，使得各物料颗粒分散均匀，便于后续改性操作；在改性过程中，本专利技术利用氟碳表面活性剂进行改性，由于磷酸铵盐易吸潮水解，使得表面存在大量的活性基团（-OH），而氟碳表面改性剂进行表面改性时，可与活性基团（-OH）产生化学作用，使得氟碳表面改性剂能够包覆在粉体表面，使得第一添加剂具有一定的疏水、疏油效果，具有优异的抗复燃性能。本专利技术还添加了第二添加剂、第三添加剂，其中第二添加剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾中的任意一种或多种混合物，第二添加剂的添加可对海藻酸钠的溶胀过程起到降低或阻断作用，能够降低海藻酸钠的溶解时间，提高灭火剂使用效果；同时第三添加剂包括氯化钙、硝酸钙和碳酸钙，氯化钙、硝酸钙为可溶性钙盐，可水解形成Ca2+，海藻酸钠与Ca2+交联形成交联网络，进一步提高改性海藻酸钠水凝胶的致密性，提高灭火剂阻燃、灭火效果。本专利技术中改性海藻酸钠水凝胶包括海藻酸钠、丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺等物料，其中在制备过程中生成了两种凝胶料，一种是以N-异丙基丙烯酰胺、丙烯算为单体合成的凝练料，该凝胶料对温度较为敏感，室温下该凝胶料可溶于水，易于流动，而在温度高于100℃时会发生相转变，表面张力降低，黏度增高。另一种是以海藻酸钠、凹凸棒石为原料，以过硫酸钾为引发剂、以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制备得到的一种凝胶料，该凝胶料具有较高的吸水倍率，能够吸水膨胀；本专利技术通过调整反应条件，制备得到两种凝胶料相互交联混合的物料（改性海藻酸钠水凝胶），在使用利用第二种凝胶料将水分子连接在高分子网络内部、吸水量大、保水时间长，迅速降低燃烧物表面温度、消灭火源，而第一种凝胶料能够提高水分在燃烧物表面的滞留灭火时间，二种凝胶料相互配合，可进一步提高灭火剂的灭火效果。本专利技术中还添加了吸水树脂，该吸水树脂以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、壳聚糖为原料，过硫酸钾为引发剂，以N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂制备得到，制备时以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为吸水主体，在引发剂、交联剂作用下，接枝至壳聚糖分子链上，形成能够存储大量液体的稳定三维网络空间结构，该吸水树脂不仅具有优异的吸水性能，同时具有一定的耐盐性，且热稳定性较高，使用时灭火效果更好。较优化的方案，一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂的制备方法，包括以下步骤：1)准备物料：2)制备填料：a)取步骤1）准备的磷酸二氢铵、硫酸铵和助剂，搅拌混合，再加入超音速气流粉碎机中粉碎，得到超细物料A；b)取步骤1）准备的白炭黑，加入超音速气流粉碎机中粉碎，得到超细物料B；c)取超细物料A、超细物料B，搅拌升温至40-45℃，再加入丙酮溶解后的氟碳表面活性剂，恒温搅拌，再升温至120-125℃，充分反应2-3h，得到第一添加剂；d)取第一添加剂、步骤1）准备的第二添加剂，混合搅拌混合，再加入氯化钙、硝酸钙和碳酸钙，继续搅拌混合，得到填料；3)取步骤1）准备的海藻酸钠，去离子水溶解，搅拌，加入丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺，氮气保护环境下搅拌，调节pH为7，再缓慢滴加N,N-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌，缓慢加入丙烯酸钠，继续搅拌，再加入超声分散后的凹凸棒石浆料，搅拌，再加入过硫酸铵、四甲基乙二胺，升温至25-30℃，反应12-16h，加入步骤2）制备的填料，恒温搅拌50-60min，再升温至60-75℃，反应2-3h，得到物料C；4)取步骤1）准备的环己烷、分散剂，搅拌，再加入壳聚糖、物料C，氮气环境下升温至40-50℃，继续搅拌，再加入2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，缓慢升温至70-80℃，持续反应3-4h，冷却至室温，无水乙醇浸泡洗涤，真空干燥，研磨成粉末状，得到灭火剂。较优化的方案，包括以下步骤：1)准备物料：a)按比例称取2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、分散剂、环己烷、壳聚糖、磷酸二氢铵、硫酸铵、助剂、白炭黑和氟碳表面活性剂，备用；b)按比例称取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述灭火剂各组分原料包括：以重量计，改性海藻酸钠水凝胶10-20份、填料55-75份、吸水树脂60-80份。/n

【技术特征摘要】
1.一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述灭火剂各组分原料包括：以重量计，改性海藻酸钠水凝胶10-20份、填料55-75份、吸水树脂60-80份。


2.根据权利要求1所述的一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述吸水树脂各组分原料包括：以重量计，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸3-8份、分散剂8-10份、环己烷8-12份、壳聚糖5-10份。


3.根据权利要求1所述的一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述改性海藻酸钠水凝胶各组分原料包括：以重量计，海藻酸钠9-18份、丙烯酸30-35份、N-异丙基丙烯酰胺10-20份、N,N-亚甲基双丙烯酰胺10-20份、丙烯酸钠2-5份、凹凸棒石3-6份、过硫酸铵10-20份、四甲基乙二胺6-10份。


4.根据权利要求2所述的一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述填料包括第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂，所述第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂的质量比为3：（1-1.2）：（1-1.5）。


5.根据权利要求4所述的一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述第一添加剂各组分原料包括：以重量计，磷酸二氢铵10-15份、硫酸铵10-15份、助剂3-5份、白炭黑6-9份、氟碳表面活性剂15-25份。


6.根据权利要求4所述的一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述第二添加剂为葡萄糖、葡萄糖酸钠、葡萄糖酸钾中的任意一种或多种混合物，所述第三添加剂包括氯化钙、硝酸钙和碳酸钙，所述氯化钙、硝酸钙和碳酸钙的质量比为1：1：（1-1.5）。


7.根据权利要求5所述的一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂，其特征在于：所述分散剂为司班80，所述助剂由云母粉、滑石粉混合制得。


8.一种即配型海藻酸钠水凝胶灭火剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）准备物料：
2）制备填料：
a）取步骤1）准备的磷酸二氢铵、硫酸铵和助剂，搅拌混合，再加入超音速气流粉碎机中粉碎，得到超细物料A；
b）取步骤1）准备的白炭黑，加入超音速气流粉碎机中粉碎，得到超细物料B；
c）取超细物料A、超细物料B，搅拌升温至40-45℃，再加入丙酮溶解后的氟碳表面活性剂，恒温搅拌，再升温至120-125℃，充分反应2-3h，得到第一添加剂；
d）取第一添加剂、步骤1）准备的第二添加剂，混合搅拌混合，再加入氯化钙、硝酸钙和碳酸钙，继续搅拌混合，得到填料；
3）取步骤1）准备的海藻酸钠，去离子水溶解，搅拌，加入丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺，氮气保护环境下搅拌，调节pH为7，再缓慢滴加N,N-亚甲基双丙烯酰胺，...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁海强，
申请(专利权)人：祁海强，
类型：发明
国别省市：江苏;32