CN103263746A

CN103263746A - 一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂

Info

Publication number: CN103263746A
Application number: CN2013102229152A
Authority: CN
Inventors: 东靖飞; 张全灵; 张海良; 宋波; 冯伟; 罗行
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-06
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2013-08-28

Abstract

一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，主要由表面接枝淀粉，阻燃剂和表面活性剂组成。该灭火剂在吸收热量后迅速形成含水凝胶覆盖于燃烧物表面，隔绝空气，并冷却受热物体，能有效地扑灭多类火灾。

Description

一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂

技术领域

本发明涉及一种灭火剂。

背景技术

火灾是人类的一大公敌，世界上无时不刻在发生着火灾。一般地区水资源比较丰富，且利用方便，并且水有着较大的热容，能够起到很好的冷却作用。所以水在消防领域的用处是显而易见的。往往大部分灭火剂都是经大量的水稀释而成，但是水也有自身的缺陷，比如水的粘度很小，流动性强，停留在物体表面的时间短；水在遇到大火的时候容易蒸发而跑掉，难以到达燃烧物的表面；且在森林，草原，山地等水资源缺少的地区，水的灭火作用更加捉襟见肘。而现在很多类型的灭火剂含有卤代烷烃（如哈龙系列），这对大气造成了严重的污染，破坏了臭氧层结构，人们正努力用新型灭火剂取代之。

于是，有人发明了许多保水节水型灭火剂。如在水中添加增稠剂，增加水在物体表面的停留时间；在水中添加表面活性剂，使之成膜从而起到良好的覆盖作用，如中国专利公开号CN1535742A，公开日为2004年10月13日，名称为“包含阴离子和含氟阳离子表面活性剂的水成膜泡沫灭火剂”和中国专利公开号CN1413749A，公开日为2003年4月30日，名称为“具有覆盖功能的泡沫灭火剂”；也有在水中加入吸水型树脂，把水吸附在凝胶里面，减少水的流失等。例如中国专利公开号CN1557516A，公开日为2004年12月29日，名称为“高吸水性树脂吸水凝胶灭火剂及其应用”，它公开了“高吸水性树脂吸水凝胶灭火剂及其应用”，主要解决提高保水灭火性能，并可节省水资源。其特点是将高吸水性树脂—合成树脂系、淀粉系和纤维素系三种系列高吸水性树脂作为核心组分，与水混合而成灭火剂。其应用可与传统水枪灭火相结合，方式有：将高吸水性树脂与大量水混合半小时内生成吸水凝胶，用水枪向着着火处喷射；高吸水树脂细粉与大量水混合，用水枪喷向着火处，在15～60秒时间内生成吸水凝胶灭火；将高吸水性树脂与其质量0.5～5%的有机溶液混合成浆料与水枪水一起喷向着火处；将高吸水性树脂100目细粉散布可能被着火的部位表面，然后喷水至树脂上，使其凝胶化防火和灭火，该发明吸水凝胶的吸水是一个过程，如果时间不充分，那么吸水的效果将大打折扣；且吸水凝胶的粘度变化很小，在有限的时间内如果不产生粘附的效果，那么也将影响其覆盖灭火的作用；另外吸水树脂粉末在吸水溶胀后会变大，很有可能堵塞管道，造成消防装置的堵塞，除此之外，淀粉密度比水大（一般为1.6g/ m ³左右），未经过任何处理的淀粉在水中很快会沉降分层，不利于长时间储存。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，旨在解决现有技术中吸水性树脂吸水速度慢，吸水后粘度不大，保水效果不好，堵塞消防装置管道以及储存稳定性不好等问题。

一种用表接枝淀粉配制的新型灭火剂，由以下质量百分比的组分组成， 5-50%表面接枝淀粉、2-15%阻燃剂、0-5%表面活性剂、0.1%-1%防腐防霉剂、余量水。

进一步的，在0℃～50℃温度，将淀粉配成浓度为10%～50%淀粉水溶液加入到反应釜中，搅拌并通惰性气体直至赶净氧气，后加入0.01%～0.1%氧化剂和亲水性有机物，淀粉与亲水性有机物的质量比为10：1～5：1之间，并调节PH值为中性或酸性，保持搅拌并通惰性气体，当体系变粘稠时加入乙醇或丙酮沉淀，过滤，并用乙醇或丙酮洗涤，干燥粉碎后得表面接枝淀粉或者饱和碳酸钠溶液调节体系pH为中性，终止反应得到表面接枝淀粉，体系变粘稠时也可以加入饱和碳酸钠溶液调节pH值为中性，终止反应得到表面接枝淀粉溶液。

优选地，所述的阻燃剂选自磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸铵、聚磷酸铵、尿素、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或一种以上。

优选地，所述的表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、甜菜碱、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦（司盘）、碳氢表面活性剂、咪唑啉表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）和聚氧乙烯失水山梨醇酐脂肪酸酯（吐温）中的一种或一种以上。

优选地，所述的防腐防霉剂选自JK-1010、JK-3100（江苏盐城聚科公司生产）、苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、肉桂醛；脱氢醋酸钠、ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素（Nisin），Nopcocide SN-135(德国Henkel公司生产)中的一种或一种以上。

优选地，所述的淀粉选自小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、藕粉、葛根淀粉或者绿豆淀粉中的一种或一种以上。

优选地，所述的氧化剂选自高锰酸钾、硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或一种以上。

上述任一技术方案中，所述的亲水性有机物为水溶性乙烯基单体、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物或（甲基）丙烯酸羟乙酯中的一种或一种以上。

本发明具有如下的技术效果，用表面接枝淀粉配制的表面接枝淀粉灭火剂主要由表面接枝淀粉、阻燃剂和表面活性剂组成，在吸收热量后迅速形成含水凝胶覆盖于燃烧物表面，隔绝空气，并冷却受热物体，使其能有效地扑灭多类火灾。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合实施例来进行说明。

实施例1：

在一定温度下（10℃～40℃，优选30℃）将30%的淀粉水溶液加入到反应釜中，通氮气，并机械搅拌30分钟，后加入0.03%的硝酸铈铵继续搅拌10分钟，再加入5%的丙烯酰胺并调节PH到2～3之间，保持通氮气并搅拌，当体系变粘稠时加入乙醇或丙酮沉淀，过滤，并用乙醇或丙酮洗涤，干燥粉碎后得表面接枝淀粉。本制造例制备的表面接枝淀粉是该发明的灭火剂中的一种主要组分，本制造例描述的表面接枝淀粉一方面保持了淀粉原有的化学性质，另一方面经过了接枝处理，改善了淀粉的沉降性，提高了灭火剂的储存稳定性。

实施例2：

在一定温度下（10℃～40℃，优选30℃）将30%的淀粉水溶液加入到反应釜中，通氮气，并机械搅拌30分钟，后加入0.06%的硝酸铈铵继续搅拌10分钟，再加入5%的丙烯酰胺并调节PH到2～3之间，保持通氮气并搅拌，当体系变粘稠时加入一定量的饱和碳酸钠溶液调节体系pH值为中性，终止反应得到表面接枝淀粉溶液。本制造例描述的表面接枝淀在粉制备过程中相对制造例1只是改变了引发剂的用量，并不改变得到表面接枝淀粉产品的性能，同样一方面保持了淀粉原有的化学性质，另一方面经过了接枝处理，改善了淀粉的沉降性，提高了灭火剂的储存稳定性。

以下实施例是用用表面接枝淀粉配制的新型灭火剂

实施例3

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：表面接枝淀粉20%，磷酸二铵4%，OP-10 1.5%， 0.2%防腐防霉剂JK-1010，余量水。将按上述配方制备的灭火剂装于消防车内，使用时灭火剂与水按6:94的体积比例混合，喷射到燃烧物上实施灭火。

本实施例中灭火剂的主要成分是表面接枝淀粉，一方面淀粉受热后迅速吸水膨胀，粘度变大。为此设计了实验模型，将一洁净铁板烧红（600-900℃，接近火场温度），倾斜放置，将马铃薯淀粉分散于水中配成一系列浓度溶液，取相同量倒到铁板上，观察其成膜流动性，实验证明20%的马铃薯淀粉与水按照预定比例（6：94）稀释15.7倍，倒置在在烧红的铁板上，迅速形成了稳定的膜，将水包覆不流动，这样可以降低火场温度，同时隔绝空气使火窒息，有利于灭火。另一方面淀粉在接枝反应过程中生成的一定量的亲水性聚合物起到了润滑作用，有利于灭火剂在管道中输送，淀粉在接枝过程中不但保持了淀粉原有的化学性质，还改善了淀粉的沉降性，使灭火剂储存稳定性得到提高。

实施例4

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：表面接枝淀粉40%，磷酸二铵5%，OP-10 3%， 0.2%防腐防霉剂JK-1010，余量水。将按上述配方制备的灭火剂装于消防车内，使用时灭火剂与水按3:97的体积比例混合，喷射到燃烧物上实施灭火。本配比灭火剂按照预定的比例（3：97）与水混合得到的灭火剂预混液有效成分与实施例1接近，其中表面接枝淀粉稀释后的浓度保持不变，灭火性能以及储存性等与实施例1接近。

实施例5

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：表面接枝淀粉20%，聚磷酸铵4%，OP-10 1.5%，，0.2%防腐防霉剂JK-1010，余量水。将按上述配方制备的灭火剂装于消防车内，使用时灭火剂与水按6:94的体积比例混合，喷射到燃烧物上实施灭火。本配比灭火剂相对实施例1，将阻燃剂由磷酸二铵变成了聚磷酸铵，其它组分保持不变，灭火剂的灭火性能和储存性等保持基本不变。

实施例6

本实施例灭火剂按质量百分比组成为：表面接枝淀粉40%，聚磷酸铵5%，OP-10 3%，0.2%防腐防霉剂JK-1010，余量水。将按上述配方制备的灭火剂装于消防车内，使用时灭火剂与水按3:97的体积比例混合，喷射到燃烧物上实施灭火。本配比灭火剂相对实施例3，将阻燃剂由磷酸二铵变成了聚磷酸铵，其它组分保持不变，灭火剂的灭火性能和储存性等保持基本不变。

本发明提到的灭火剂的主要组成部分是表面接枝淀粉。一方面，淀粉吸热后迅速吸水糊化，具备了前面提到的多类常用保水型灭火剂的效果，同时淀粉在水中分散后可以在消防设备中顺畅通行，不会出现堵塞问题。另一方面，淀粉经过接枝处理，通过接枝的亲水性聚合物调节体系的粘度，从而解决淀粉沉降的问题，此外，该灭火剂制备简单、原料安全廉价，相对别的灭火剂具有突出的优点。

Claims

1.一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，其特征在于，由质量百分比为以下的组分组成：5-50%表面接枝淀粉、2-15%阻燃剂、0-5%表面活性剂、0.1%-1%防腐防霉剂、余量水。

2.根据权利要求1所述的一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，特征在于，所述的表面接枝淀粉的化学合成方法为：在0℃～50℃温度，将淀粉配成浓度为10%～50%淀粉水溶液加入到反应釜中，搅拌并通惰性气体直至赶净氧气，后加入0.01%～0.1%氧化剂和亲水性有机物，淀粉与亲水性有机物的质量比为10：1～5：1之间，并调节pH值为中性或酸性，保持搅拌并通惰性气体，当体系变粘稠时加入乙醇或丙酮沉淀，过滤，并用乙醇或丙酮洗涤，干燥粉碎后得表面接枝淀，体系变粘稠时也可以加入饱和碳酸钠溶液调节pH值为中性，终止反应得到表面接枝淀粉溶液。

3.根据权利要求1所述的一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，其特征在于，所述的阻燃剂选自磷酸一铵、磷酸二铵、磷酸铵、聚磷酸铵、尿素、磷酸一钠、磷酸二钠、磷酸钠、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，其特征在于：所述的表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基萘磺酸钠、季铵化物、卵磷脂、甜菜碱、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦（司盘）、碳氢表面活性剂、咪唑啉表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）和聚氧乙烯失水山梨醇酐脂肪酸酯（吐温）中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂，其特征在于，所述的防腐防霉剂选自JK-1010、JK-3100（江苏盐城聚科公司生产）、苯甲酸及其盐、山梨酸及其盐、肉桂醛；脱氢醋酸钠、ε-聚赖氨酸、乳酸链球菌素Nisin，Nopcocide SN-135(德国Henkel公司生产)中的一种或一种以上。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的表面接枝淀粉的化学合成方法，其特征在于，所述的淀粉选自小麦淀粉、马铃薯淀粉、红薯淀粉、木薯淀粉、玉米淀粉、藕粉、葛根淀粉或者绿豆淀粉中的一种或一种以上。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的表面接枝淀粉的化学合成方法，其特征在于，所述的氧化剂选自高锰酸钾、硝酸铈铵、过硫酸钾、过硫酸钠或过硫酸铵中的一种或一种以上。

8.根据权利要求2至5中任一项所述的表面接枝淀粉的化学合成方法，其特征在于：亲水性有机物为水溶性乙烯基单体、丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生物或（甲基）丙烯酸羟乙酯中的一种或一种以上。