一種成膜緻密型滅火材料的製備方法與流程

2023-09-17 19:23:05 2

本發明涉及一種成膜緻密型滅火材料的製備方法，屬於滅火材料製備技術領域。

背景技術：

一旦發生火災，滅火材料是必不可少的，他可以通過冷卻、窒息、隔離及化學抑制達到破壞燃燒條件，終止燃燒的目的。現有滅火的滅火主要方法：1.隔離法：將著火的地方或物體與周圍的可燃物隔離或移開，燃燒就會因缺少可燃物質而停止。實際運用時，如將可靠近火源的可燃、易燃和助燃的物品搬走；把著火的物體移到安全的地方；關閉可燃氣體、液體管道的閥門，減少和終止可燃物質進入燃燒區域等。2.窒息法：阻止空氣流入燃燒區域或用不燃燒的物質衝淡空氣，使燃燒物得不到足夠的氧氣而熄滅。實際應用是時，如用石棉毯、溼麻袋、黃沙、滅火器等不燃燒或難燃燒物質覆蓋在物體上；封閉起火的船艙、建築的門窗、孔洞等和設備容器的頂蓋，窒息燃燒源。3.冷卻法：將滅火劑直接噴射到燃燒物上；以降低燃燒物的溫度，當燃燒物的溫度降低到該物的燃點以下，燃燒就停止了。或者將滅火劑噴灑到火源附近的可燃物上，防止輻射熱影響而起火。4.化學抑制滅火法：將化學滅火劑噴入燃燒區使之參與燃燒的化學反應，與燃燒過程中燃燒所產生的自由基或活性基團發生化學抑制和副催化作用，使燃燒的鏈反應中斷而滅火從而使燃燒停止。

其中乾粉滅火材料滅火原理運用的是隔離法和化學抑制滅火法。（1）乾粉覆蓋在可燃物表面，對火源和可燃物進行隔離；（2）乾粉中的無機鹽的揮發性分解物，與燃燒過程中燃料所產生的自由基或活性基團發生化學抑制和副催化作用，使燃燒的鏈反應中斷而滅火；缺點：汙染重；可沉入油低不適合油類火災；無法遠距離輸送。

泡沫滅火材料滅火原理運用的是隔離法和窒息法。（1）由於泡沫的相對密度較小，可漂浮於可燃液體的表面，或粘附在可燃固體的表面，形成泡沫覆蓋層，使燃燒物表面與空氣隔離。（2）泡沫層將可燃物全覆蓋，隔絕空氣，讓火源窒息。缺點：泡沫破滅速度快，不含固體成分，抗燒效果差；比重太輕，不容易打到火力中心點。

水系滅火材料滅火原理運用的是窒息法和冷卻法。（1）水系滅火劑由水、滲透劑、阻燃劑以及其他添加劑組成，一般以液滴或以液滴和泡沫混合的形式滅火的液體滅火劑；藥劑可在燃油麵上形成並擴展一層薄薄水膜，使可燃物與空氣隔離，從而使火源缺氧窒息。（2）水系滅火材料含大量的水，遇高溫水份蒸發從燃燒區帶走大量熱量，且降低燃燒區空氣中氧的濃度，藉以實現滅火。缺點：不含固體成分，抗燒效果差；形成的水膜比較疏鬆，容易破裂，流失速度快，不能有效的達到滅火效果。

水泥、沙子滅火材料滅火原理運用的是隔離法和窒息法。（1）在遇到火災時，通過水泥、沙子進行覆蓋，隔離火源，讓未燃燒材料得到保護；（2）通過水泥、沙子對火源材料的覆蓋，特別是產生堆積時使得火源缺氧窒息。缺點：輸送不方便；比重大不適合油類火災。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題：針對水系滅火材料滅火時在可燃物表面形成的水膜疏鬆，容易破裂，流失速度快，不能有效的達到滅火的效果的問題，提供了一種易成膜，形成緻密型的滅火材料的製備方法，本發明首先將水玻璃與氫氧化鈉溶液進行混合後，再與十二烷基硫酸鈉等物質進行混合加熱，得到固化粉末，再以海藻酸鈉、殼聚糖等物質為原料，進行交聯反應，得到粘稠性溶液，接著將海泡石浸泡於其中，得到改性海泡石，最後將其與製備的固化粉末及水進行混合，即可製備得到滅火材料。本發明製備的滅火材料解決了滅火時在可燃物表面形成的水膜疏鬆，容易破裂，流失速度快，不能有效的達到滅火的效果的問題，能夠在可燃物表面形成一層緻密的膜，覆蓋力好，不易流失，能達到很好的滅火效果。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：

（1）稱取100～200g水玻璃加入到400～500g質量分數5%氫氧化鈉溶液中，攪拌混合20～30min後，繼續加入2～3g十二烷基硫酸鈉，並以800～1000r/min攪拌3～5min，攪拌混合後加入3～4g質量分數80%磷酸溶液，繼續攪拌1～2h，將攪拌後物質放入真空烘箱中，以10～15℃/min升溫至300～400℃，保溫固化3～5h，將固化後的物質粉碎並過80～100目篩，得固化粉末，備用；

（2）分別稱取10～15g海藻酸鈉、5～10g殼聚糖和30～50g丙烯酸加入三口燒瓶中，並向三口燒瓶中加入400～500mL去離子水，攪拌混合後放入水浴鍋中，加熱升溫至70～80℃，升溫後加入1～2g過硫酸銨、0.3～0.5g三烯丙基異氰脲酸酯和0.2～0.4g過氧化二異丙苯，混合後用20～30kGy劑量的電子束進行輻射交聯10～15min，交聯後即可得到粘稠性溶液；

（3）稱取100～200g海泡石，放入300～400g上述粘稠性溶液中浸泡，浸泡後放入真空烘箱中，在80～90℃溫度下乾燥6～8h，乾燥後放入粉碎機中粉碎，粉碎後過100～120目篩得粉末，將粉末與150～250g凹凸棒土、20～30g甲基丙烯酸甲酯，攪拌20～30min後，得改性海泡石；

（4）按重量份數計，分別選取20～30份上述改性海泡石、10～15份步驟（1）備用的固化粉末和200～300份水，攪拌混合均勻後即可得到滅火材料。

本發明的應用方法：取幹的廢棄木材25～50kg，並取少量0號柴油點燃木材，使其自然燃燒15～20min後，通過滅火泵將本發明製備的成膜緻密型滅火材料自上而下噴入火中，15～20s後無明火，4～6min後全部熄滅，本發明製備的成膜緻密型滅火材料能夠在可燃物表面形成一層緻密的膜，覆蓋力好，不易流失，滅火速度快，能達到很好的滅火效果，且殘留量低於7%，具有低殘留量，無毒無腐蝕的優點。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）本發明製備的成膜緻密型滅火材料能夠在可燃物表面形成一層緻密的膜，覆蓋力好，不易流失，能達到很好的滅火效果；

（2）本發明製備的滅火材料殘留量低於7%，具有低殘留量，無毒無腐蝕的優點。

具體實施方式

首先稱取100～200g水玻璃加入到400～500g質量分數5%氫氧化鈉溶液中，攪拌混合20～30min後，繼續加入2～3g十二烷基硫酸鈉，並以800～1000r/min攪拌3～5min，攪拌混合後加入3～4g質量分數80%磷酸溶液，繼續攪拌1～2h，將攪拌後物質放入真空烘箱中，以10～15℃/min升溫至300～400℃，保溫固化3～5h，將固化後的物質粉碎並過80～100目篩，得固化粉末，備用；分別稱取10～15g海藻酸鈉、5～10g殼聚糖和30～50g丙烯酸加入三口燒瓶中，並向三口燒瓶中加入400～500mL去離子水，攪拌混合後放入水浴鍋中，加熱升溫至70～80℃，升溫後加入1～2g過硫酸銨、0.3～0.5g三烯丙基異氰脲酸酯和0.2～0.4g過氧化二異丙苯，混合後用20～30kGy劑量的電子束進行輻射交聯10～15min，交聯後即可得到粘稠性溶液；稱取100～200g海泡石，放入300～400g上述粘稠性溶液中浸泡，浸泡後放入真空烘箱中，在80～90℃溫度下乾燥6～8h，乾燥後放入粉碎機中粉碎，粉碎後過100～120目篩得粉末，將粉末與150～250g凹凸棒土、20～30g甲基丙烯酸甲酯，攪拌20～30min後，得改性海泡石；最後按重量份數計，分別選取20～30份上述改性海泡石、10～15份備用的固化粉末和200～300份水，攪拌混合均勻後即可得到滅火材料。

實例1

首先稱取200g水玻璃加入到500g質量分數5%氫氧化鈉溶液中，攪拌混合30min後，繼續加入3g十二烷基硫酸鈉，並以1000r/min攪拌5min，攪拌混合後加入4g質量分數80%磷酸溶液，繼續攪拌2h，將攪拌後物質放入真空烘箱中，以15℃/min升溫至400℃，保溫固化5h，將固化後的物質粉碎並過100目篩，得固化粉末，備用；分別稱取15g海藻酸鈉、10g殼聚糖和50g丙烯酸加入三口燒瓶中，並向三口燒瓶中加入500mL去離子水，攪拌混合後放入水浴鍋中，加熱升溫至80℃，升溫後加入2g過硫酸銨、0.5g三烯丙基異氰脲酸酯和0.4g過氧化二異丙苯，混合後用30kGy劑量的電子束進行輻射交聯15min，交聯後即可得到粘稠性溶液；稱取200g海泡石，放入400g上述粘稠性溶液中浸泡，浸泡後放入真空烘箱中，在90℃溫度下乾燥8h，乾燥後放入粉碎機中粉碎，粉碎後過120目篩得粉末，將粉末與250g凹凸棒土、30g甲基丙烯酸甲酯，攪拌30min後，得改性海泡石；最後按重量份數計，分別選取30份上述改性海泡石、15份備用的固化粉末和300份水，攪拌混合均勻後即可得到滅火材料。

取幹的廢棄木材50kg，並取少量0號柴油點燃木材，使其自然燃燒20min後，通過滅火泵將本發明製備的成膜緻密型滅火材料自上而下噴入火中，20s後無明火，6min後全部熄滅，本發明製備的成膜緻密型滅火材料能夠在可燃物表面形成一層緻密的膜，覆蓋力好，不易流失，滅火速度快，能達到很好的滅火效果，且殘留量為6％，具有低殘留量，無毒無腐蝕的優點。

實例2

首先稱取100g水玻璃加入到400g質量分數5%氫氧化鈉溶液中，攪拌混合20min後，繼續加入2g十二烷基硫酸鈉，並以800r/min攪拌3min，攪拌混合後加入3g質量分數80%磷酸溶液，繼續攪拌1h，將攪拌後物質放入真空烘箱中，以10℃/min升溫至300℃，保溫固化3h，將固化後的物質粉碎並過80目篩，得固化粉末，備用；分別稱取10g海藻酸鈉、5g殼聚糖和30g丙烯酸加入三口燒瓶中，並向三口燒瓶中加入400mL去離子水，攪拌混合後放入水浴鍋中，加熱升溫至70℃，升溫後加入1g過硫酸銨、0.3g三烯丙基異氰脲酸酯和0.2g過氧化二異丙苯，混合後用30kGy劑量的電子束進行輻射交聯12min，交聯後即可得到粘稠性溶液；稱取200g海泡石，放入400g上述粘稠性溶液中浸泡，浸泡後放入真空烘箱中，在90℃溫度下乾燥8h，乾燥後放入粉碎機中粉碎，粉碎後過120目篩得粉末，將粉末與250g凹凸棒土、30g甲基丙烯酸甲酯，攪拌30min後，得改性海泡石；最後按重量份數計，分別選取30份上述改性海泡石、10份備用的固化粉末和200份水，攪拌混合均勻後即可得到滅火材料。

取幹的廢棄木材25kg，並取少量0號柴油點燃木材，使其自然燃燒15min後，通過滅火泵將本發明製備的成膜緻密型滅火材料自上而下噴入火中，15s後無明火，4min後全部熄滅，本發明製備的成膜緻密型滅火材料能夠在可燃物表面形成一層緻密的膜，覆蓋力好，不易流失，滅火速度快，能達到很好的滅火效果，且殘留量為5％，具有低殘留量，無毒無腐蝕的優點。

實例3

首先稱取100g水玻璃加入到450g質量分數5%氫氧化鈉溶液中，攪拌混合25min後，繼續加入2g十二烷基硫酸鈉，並以900r/min攪拌4min，攪拌混合後加入4g質量分數80%磷酸溶液，繼續攪拌2h，將攪拌後物質放入真空烘箱中，以12℃/min升溫至350℃，保溫固化4h，將固化後的物質粉碎並過90目篩，得固化粉末，備用；分別稱取12g海藻酸鈉、7g殼聚糖和40g丙烯酸加入三口燒瓶中，並向三口燒瓶中加入450mL去離子水，攪拌混合後放入水浴鍋中，加熱升溫至75℃，升溫後加入1g過硫酸銨、0.4g三烯丙基異氰脲酸酯和0.3g過氧化二異丙苯，混合後用25kGy劑量的電子束進行輻射交聯12min，交聯後即可得到粘稠性溶液；稱取150g海泡石，放入350g上述粘稠性溶液中浸泡，浸泡後放入真空烘箱中，在85℃溫度下乾燥7h，乾燥後放入粉碎機中粉碎，粉碎後過110目篩得粉末，將粉末與200g凹凸棒土、25g甲基丙烯酸甲酯，攪拌25min後，得改性海泡石；最後按重量份數計，分別選取25份上述改性海泡石、12份備用的固化粉末和250份水，攪拌混合均勻後即可得到滅火材料。

取幹的廢棄木材27kg，並取少量0號柴油點燃木材，使其自然燃燒17min後，通過滅火泵將本發明製備的成膜緻密型滅火材料自上而下噴入火中，17s後無明火，5min後全部熄滅，本發明製備的成膜緻密型滅火材料能夠在可燃物表面形成一層緻密的膜，覆蓋力好，不易流失，滅火速度快，能達到很好的滅火效果，且殘留量為5％，具有低殘留量，無毒無腐蝕的優點。