[发明专利]水凝胶灭火剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及灭火剂材料技术领域，尤其涉及一种水凝胶灭火剂，同时还涉及该灭火剂的使用方法。

背景技术

火灾，是人类的大敌，不仅造成大量的人员伤亡，还造成财产和自然资源的重大损失。目前，灭火剂主要有水、泡沫、干粉、卤代烷、二氧化碳、氮气以及一些具有特殊用途的灭火剂，其中水是最常用的灭火剂，广泛用于扑灭建筑、森林、草原和井下火灾，但因水的流动性很强，大部分水常常未发挥作用就流失了，导致利用率很低，而且流失水在流动过程不仅失去灭火作用，还会造成二次损失，甚至因水流冲刷造成的贯通可能会引起灭火后的再次自燃。为提高水的灭火性能，减少流失，人们尝试通过化学方法改变水的粘附、流动性能，来提高灭火效果，如水凝胶灭火剂是一类具有抗烧性和强粘附性能的高分子水系灭火剂，能够有效控制火灾的蔓延，具有优异的灭火效果，但因高分子的引入使水凝胶灭火剂在使用时存在因溶解时间长易造成延误火灾控制的最佳时机，因溶解后比重大影响喷洒射程等问题，限制了使用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种水凝胶灭火剂，该灭火剂能形成具有良好隔绝性和抗烧性的凝胶状覆盖膜，利于对火势的有效控制和扑灭，还具有溶解速度快，喷洒射程长的优势，具有广泛的应用前景。

为实现上述目的，本发明提供的水凝胶灭火剂，包括以下重量份原料组分：丙烯酸聚合物5～10份、羟甲基纤维素10～15份、玉米淀粉10～15份、分散剂5～10份、阻燃剂10～20份、碳氢表面活性剂1～3份；

按照以下步骤制备：

a、将丙烯酸聚合物加入水中，搅拌至完全溶解，然后加入分散剂，充分混合均匀后，再加入羟甲基纤维素和玉米淀粉，边搅拌边加热至70～80℃，待完全溶解后停止加热，得到澄清的混合溶液；

b、将混合溶液通过喷雾干燥得到粉末状固体，再与经研磨的阻燃剂、碳氢表面活性剂混合均匀，得到呈白色粉末状的水凝胶灭火剂。

本发明的水凝胶灭火剂，以可降解的高分子材料丙烯酸聚合物结合生物材料羟甲基纤维素、玉米淀粉作为凝胶膜的形成主体，再配合阻燃剂，可与水形成具有良好抗烧性、强覆盖性和强粘附性的水凝胶膜，能够隔绝空气、窒息灭火，并有效防止火势复燃；在接近火灾的未燃烧区域喷洒可形成隔离带，从而有效控制火势蔓延趋势，显著提高灭火效率；而且灭火残留物无污染、易降解、安全环保，是具有优异性能的灭火剂。此外，为解决因高分子材料、生物材料溶解速率慢而影响使用的问题，以及因比重大而影响喷洒射程的问题，本发明特别对原料组分进行改性处理，通过将丙烯酸聚合物与分散剂、羟甲基纤维素和玉米淀粉在特定溶解顺序和加温处理条件下的改性，使形成的粉末状复合物具有快速溶解的特性，再与阻燃剂、碳氢表面活性剂复配，以碳氢表面活性剂形成的气体来降低水凝胶的比重，从而得到更具使用优势的水凝胶灭火剂。

作为对上述方案的限定，所述分散剂为分子量400～600的聚乙二醇或异丙醇。

作为对上述方案的限定，所述阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝。

作为对上述方案的限定，所述碳氢表面活性剂为烷基甜菜碱或烷基磺基甜菜碱。

进一步限定分散剂、阻燃剂和碳氢表面活性剂的物质种类，以获得灭火性能、使用性能更具优势的水凝胶灭火剂。

作为对上述方案的限定，所述水凝胶灭火剂的粒径控制为200～300μm。

控制水凝胶灭火剂的粒径，以利于灭火使用时加快溶解速率，形成粘附性更好的凝胶膜。本发明的灭火剂，粒径过小反而易造成溶解时出现块状聚集，不利于溶解以及形成凝胶膜的覆盖和粘附性能。

同时，本发明还提供了如上所述的水凝胶灭火剂的使用方法，是将水凝胶灭火剂溶于水中，搅拌时间不大于1min，制成质量浓度为3～5‰的溶液，即可用于灭火使用。

本发明的水凝胶灭火剂，配成3～5‰的溶液使用，只需搅拌溶解1分钟即可形成具有强粘附性和良好覆盖性、隔绝性的灭火凝胶膜，用于控制火势的蔓延和灭火，相较于常规水凝胶灭火剂需3～10分钟的溶解时间，能够及时把握最佳灭火时机，利于火灾的扑灭，降低损失和人员伤亡。

综上所述，采用本发明的技术方案，获得的水凝胶灭火剂，具有常规水冷却灭火功能，能与水形成抗高温、阻燃性好、强覆盖性和强粘附性的水凝胶膜，可以隔绝空气、窒息灭火，能有效防止火势复燃；在接近火灾的未燃烧区域喷洒可形成隔离带，从而有效控制火势蔓延趋势，显著提高灭火效率；而且灭火残留物无污染、易降解、安全环保，对人体、植物等无伤害，因此适用范围广，民用和公用设施、厂站救灾，森林火灾等都可使用，且灭火剂用量少，是具有显著优势的一种水凝胶灭火剂。