CN109701197A - 一种水胶复合型灭火剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水胶复合型灭火剂，以水为基料，添加磷酸二氢铵、可膨胀石墨、二氧化硅、羟乙基纤维素、黄原胶等多种辅助试剂，通过改善配方和制备工艺，使其相较于常见灭火剂具有灭火效能高、阻燃效果好、抗复燃效果好的优点。同时，本发明的灭火剂的成分安全无污染，且使用后清除方便，用水即可以清除附着。

Description

一种水胶复合型灭火剂

技术领域

本发明属于灭火剂制备技术领域，具体涉及水胶复合型灭火剂。

背景技术

火灾是人类的大敌，无论地面火灾还是井下火灾，不仅会造成大量的人员伤亡，还会造成财产和自然资源的重大损失。如何快速有效地扑灭火灾，最大限度地减少损失，一直是具有重要意义的研究课题。

灭火剂，指的是能够有效地破坏燃烧条件，使燃烧终止的物质，其灭火机理主要是冷却、窒息、隔离和化学抑制。目前，根据灭火机理的不同，灭火剂大体可分为两大类：物理灭火剂和化学灭火剂。物理灭火剂包括水、泡沫、二氧化碳、氮气、氩气及其它惰性气体，它在灭火过程中在降低燃烧混合物温度的同时，稀释氧气，隔离可燃物，从而起到灭火作用；化学灭火剂包括卤代烷灭火剂、干粉灭火剂等多种，它是通过切断活性自由基的连锁反应而抑制燃烧的。

到目前为止，水仍是最常使用的灭火剂，它具有来源广、价格低廉、灭火性强的优点。但水也明显存在包括流动性大、易流失等缺点。水系灭火剂是以水为基料，通过添加增稠剂、引发剂、抗冻剂等添加剂，改变水的性能，从而提高灭火能力的一系列灭火剂。然而目前的水系灭火剂存在着一些不足之处，如适用灭火阶段不全面、灭火效率低、火灾复燃性高等。因此，市场上急需一种适用范围广、高效灭火且防止火灾复燃的新型灭火剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水胶复合型灭火剂，用于解决现有技术存在的不足。

本发明的技术方案是：

一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，按重量份计包括如下组份：磷酸二氢铵8～12份，可膨胀石墨30～50份，二氧化硅2～6份，硅酸钠2～6份，氢氧化铝3～6份，焦磷酸钠2～6份，抗冻剂8～12份，羟乙基纤维素3～6份，羧甲基纤维素3～6份，黄原胶8～12份，明胶3～6份，聚丙烯酸钠1～3份，聚丙烯酸铵3～6份，阴离子聚丙烯酰胺3～6份，吸水树脂3～6份，增稠剂3～6份，水80～120份。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，按重量份计包括如下组份：磷酸二氢铵10份，可膨胀石墨40份，二氧化硅4份，硅酸钠4份，氢氧化铝5份，焦磷酸钠3份，抗冻剂10份，羟乙基纤维素5份，羧甲基纤维素5份，黄原胶10份，明胶5份，聚丙烯酸钠2份，聚丙烯酸铵5份，阴离子聚丙烯酰胺5份，吸水树脂5份，增稠剂5份，水100份。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，抗冻剂选自氯化钠、碳酸钾、氯化镁、氯化钙、乙二醇、丙二醇、甘油的其中一种。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，增稠剂选自聚乙烯醇、瓜尔胶、甲壳胺的其中一种。

在选择可膨胀石墨时，需要考虑可膨胀石墨的粒度效应对其分散性和阻燃性能的影响。目数小的可膨胀石墨膨胀倍率高，目数大的可膨胀石墨在体系中分散更加均匀。作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，可膨胀石墨的目数为100～200目。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，吸水树脂的目数为100～200目。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，吸水树脂包括纤维素接枝丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酰胺、聚丙烯醇接枝丙烯酸盐中的其中一种。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，该灭火剂的制备方法为：

1)按照配方在一次混合罐内加入磷酸二氢铵、可膨胀石墨、二氧化硅、硅酸钠、氢氧化铝、焦磷酸钠和抗冻剂，混匀；

2)将步骤1)搅拌好的材料转入二次混合罐，按照配方加入水、羟乙基纤维素、羧甲基维生素、黄原胶、明胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、阴离子聚丙烯酰胺、吸水树脂、增稠剂，混匀；

3)全部材料添加后，进一步混匀得到水胶复合型灭火剂。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，步骤2)中加入水后进行二次搅拌，20～30分钟后加入羟乙基纤维素、羧甲基维生素、黄原胶、明胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、阴离子聚丙烯酰胺、吸水树脂、增稠剂，每种材料加入后搅拌3～10分钟后再加入下一种材料。

作为上述一种水胶复合型灭火剂的进一步改进，步骤3)中全部材料添加后，进一步混匀的方法为按照搅拌12～36小时后静置12～36小时的方式重复3次。

本发明的有益效果是：

本发明的水胶复合型灭火剂，以水为基料，合理选择添加剂为辅助试剂，改善制备工艺，使其具有以下特点：

1.不受火灾阶段影响，火灾的任何时段都可以使用；

2.本发明的水胶复合型灭火剂中添加的二氧化硅类成分具有多孔性，能吸附燃烧产生的烟雾中的微粒，达到消烟的效果；

3.可流动性低，粘附能力极佳，可粘附时间超长，具有超强的抗复燃能力；

4.本发明的水胶复合型灭火剂所选用的成分无毒安全，使用过程中无环境污染，使用后清除方便，用水即可以清除附着。

附图说明

图1为本申请的水胶复合型灭火剂的产品成品图；

图2为本申请的水胶复合型灭火剂阻燃效能测试的局部效果。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

实施例1

本实施例公开一种水胶复合型灭火剂，其配方按重量份计包括：磷酸二氢铵10份，可膨胀石墨40份，二氧化硅4份，硅酸钠4份，氢氧化铝5份，焦磷酸钠3份，抗冻剂10份，羟乙基纤维素5份，羧甲基纤维素5份，黄原胶10份，明胶5份，聚丙烯酸钠2份，聚丙烯酸铵5份，阴离子聚丙烯酰胺5份，吸水树脂5份，增稠剂5份，水100份。

其中，抗冻剂为氯化钠，增稠剂为聚乙烯醇，可膨胀石墨的目数为100目，吸水树脂为100目的纤维素接枝丙烯酰胺。

本实施例的水胶复合型灭火剂的制备方式为：

1)按照配方在一次混合罐内加入磷酸二氢铵、可膨胀石墨、二氧化硅、硅酸钠、氢氧化铝、焦磷酸钠和抗冻剂，均匀搅拌30分钟；

2)将步骤1)搅拌好的材料转入二次混合罐，按照配方加入水后进行二次搅拌，20分钟后一次加入羟乙基纤维素、羧甲基维生素、黄原胶、明胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、阴离子聚丙烯酰胺、吸水树脂、增稠剂，每种材料加入后搅拌5分钟后再加入下一种材料；

3)全部材料添加后，按照搅拌24小时，静置24小时的方式重复3次，即完成一批次的水胶复合型灭火剂的产品制备。

得到的产品成品如图1所示。

实施例2

本实施例公开一种水胶复合型灭火剂，其配方按重量份计包括：磷酸二氢铵8份，可膨胀石墨40份，二氧化硅5份，硅酸钠5份，氢氧化铝5份，焦磷酸钠3份，抗冻剂10份，羟乙基纤维素4份，羧甲基纤维素4份，黄原胶12份，明胶5份，聚丙烯酸钠2份，聚丙烯酸铵4份，阴离子聚丙烯酰胺6份，吸水树脂6份，增稠剂5份，水100份。

其中，抗冻剂为乙二醇，增稠剂为甲壳胺，可膨胀石墨的目数为100目，吸水树脂为100目的纤维素接枝丙烯酰胺。

本实施例的水胶复合型灭火剂的制备方式为：

1)按照配方在一次混合罐内加入磷酸二氢铵、可膨胀石墨、二氧化硅、硅酸钠、氢氧化铝、焦磷酸钠和抗冻剂，均匀搅拌50分钟；

2)将步骤1)搅拌好的材料转入二次混合罐，按照配方加入水后进行二次搅拌，20分钟后一次加入羟乙基纤维素、羧甲基维生素、黄原胶、明胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、阴离子聚丙烯酰胺、吸水树脂、增稠剂，每种材料加入后搅拌5分钟后再加入下一种材料；

3)全部材料添加后，按照搅拌24小时，静置24小时的方式重复3次，即完成一批次的水胶复合型灭火剂的产品制备。

对比例1

本实施例与实施例1相比，其区别仅在于，本实施例中不添加聚丙烯酸铵。

本实施例中制备得到的成品中颗粒分散不均匀，出现团聚和沉淀，不适用于储罐保存。

对比例2

本实施例与实施例1相比，其区别仅在于，本实施例中不添加吸水树脂。

实施例3

对上述实施例1得到的水胶复合型灭火剂进行阻燃效能测试：

使用4堆1m×1m×0.15m的方形草堆为一组测试草堆，使用1m×0.2m×0.1m的方形草堆+150mL汽油为助燃物，预先在测试草堆上均匀喷洒灭火剂，设置不添加任何灭火剂的空白对照。顺风向使助燃物与测试草堆交叉0.1m，然后均匀洒入150mL汽油，再点燃。重复三次测试。测试得现场气温27～30℃，湿度70％，风速1～2.7m/s。测试结果如表1所示。其中，空白对照很快过火燃烧，完全燃烧时间为1分55秒至2分40秒。

实施例1的阻燃效能测试的局部效果如图2所示。

表1、灭火剂阻燃效能测试比较

实施例4

对上述实施例2得到的水胶复合型灭火剂进行阻燃效能测试：

使用4堆1m×1m×0.15m的方形草堆为一组测试草堆，使用1m×0.2m×0.1m的方形草堆+150mL汽油为助燃物，预先在测试草堆上均匀喷洒灭火剂，设置不添加任何灭火剂的空白对照。先静置空气中3小时，再顺风向使助燃物与测试草堆交叉0.1m，然后均匀洒入150mL汽油，再点燃。重复三次测试。测试得现场气温26～30℃，湿度73％，风速1.5～2.5m/s。测试结果如表2所示。其中，空白对照很快过火燃烧，完全燃烧时间为1分45秒至2分33秒。

表2、灭火剂阻燃效能测试比较

实施例5

对上述实施例1和对比例2得到的水胶复合型灭火剂进行灭火效能和阻复燃性能测试：

使用3cm×3cm×1m的方木条叠加成1m高的方塔，每3堆为一组，共4组进行测试。在每个方塔上四方均匀喷洒300mL汽油，塔脚用喷洒200ml汽油的布条包围，点燃10min后距离3m分别使用水、干粉和水胶复合型灭火剂围绕木塔进行灭火；完全熄灭后静置120min后再喷洒300mL汽油进行复燃点燃测试，测试阻复燃性能。重复测试3次。测试结果如表3所示。

表3、灭火剂灭火效能和阻复燃性能测试比较

由实施例测试结果可看出，本发明的水胶复合型灭火剂相较于常见灭火剂具有灭火效能高、阻燃效果好、抗复燃效果好的优点。

以上实施例的列举是为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案。需要说明的是，以上实施例并不对本发明所要求的保护范围构成限制。

Claims (10)

1.一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，按重量份计包括如下组份：磷酸二氢铵8～12份，可膨胀石墨30～50份，二氧化硅2～6份，硅酸钠2～6份，氢氧化铝3～6份，焦磷酸钠2～6份，抗冻剂8～12份，羟乙基纤维素3～6份，羧甲基纤维素3～6份，黄原胶8～12份，明胶3～6份，聚丙烯酸钠1～3份，聚丙烯酸铵3～6份，阴离子聚丙烯酰胺3～6份，吸水树脂3～6份，增稠剂3～6份，水80～120份。

2.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，按重量份计包括如下组份：磷酸二氢铵10份，可膨胀石墨40份，二氧化硅4份，硅酸钠4份，氢氧化铝5份，焦磷酸钠3份，抗冻剂10份，羟乙基纤维素5份，羧甲基纤维素5份，黄原胶10份，明胶5份，聚丙烯酸钠2份，聚丙烯酸铵5份，阴离子聚丙烯酰胺5份，吸水树脂5份，增稠剂5份，水100份。

3.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，抗冻剂选自氯化钠、碳酸钾、氯化镁、氯化钙、乙二醇、丙二醇、甘油的其中一种。

4.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，增稠剂选自聚乙烯醇、瓜尔胶、甲壳胺的其中一种。

5.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，可膨胀石墨的目数为100～200目。

6.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，吸水树脂的目数为100～200目。

7.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，吸水树脂包括纤维素接枝丙烯酰胺、淀粉接枝丙烯酰胺、聚丙烯醇接枝丙烯酸盐中的其中一种。

8.根据权利要求1所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，该灭火剂的制备步骤为：

1)按照配方在一次混合罐内加入磷酸二氢铵、可膨胀石墨、二氧化硅、硅酸钠、氢氧化铝、焦磷酸钠和抗冻剂，混匀；

2)将步骤1)搅拌好的材料转入二次混合罐，按照配方加入水、羟乙基纤维素、羧甲基维生素、黄原胶、明胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、阴离子聚丙烯酰胺、吸水树脂、增稠剂，混匀；

3)全部材料添加后，进一步混匀得到水胶复合型灭火剂。

9.根据权利要求8所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，步骤2)中加入水后进行二次搅拌，20～30分钟后加入羟乙基纤维素、羧甲基维生素、黄原胶、明胶、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵、阴离子聚丙烯酰胺、吸水树脂、增稠剂，每种材料加入后搅拌3～10分钟后再加入下一种材料。

10.根据权利要求8所述的一种水胶复合型灭火剂，其特征在于，步骤3)中全部材料添加后，进一步混匀的方法为按照搅拌12～36小时后静置12～36小时的方式重复3次。