[發(fā)明專利]一種丙烯酰胺類顆粒水凝膠滅火劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911040922.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110818832A
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧寶陽;薛羽;徐景坤;張凱;朱秀凱;漸南南
• 申請（專利權(quán)）人: 江西科技師范大學(xué);北京理工大學(xué)
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F222/38;A62D1/00
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 劉紅陽

本發(fā)明公開了一種丙烯酰胺類顆粒水凝膠滅火劑，屬于滅火劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，由以下原料組分制備而成：A.丙烯酰胺、B.交聯(lián)劑、C.引發(fā)劑、D.催化劑、E.水；所述交聯(lián)劑為N，N’?亞甲基雙丙烯酰胺、N，N’?亞甲基雙甲基丙烯酰胺、N，N’?亞甲基雙甲基丙烯酰胺中的任意一種；所述引發(fā)劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉中的任意一種；所述催化劑為四甲基乙二胺、N，N?二甲基?1，3?丙二胺中的任意一種；本發(fā)明制備的水凝膠滅火劑溶解性好、適用各種水質(zhì)、生產(chǎn)原料廉價，具有高度保水性、附著粘附性、以及機械性能，在實際應(yīng)用中可簡便操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于滅火劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種丙烯酰胺類顆粒水凝膠滅火劑。

背景技術(shù)

火災(zāi)是突發(fā)的，滅火過程是復(fù)雜的，造成的后果是嚴重的，對人民生命財產(chǎn)安全，經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定構(gòu)成了較高的威脅。滅火劑及滅火方式的合理選擇能夠大幅降低由火災(zāi)造成的人員傷亡、財產(chǎn)損失及生態(tài)資源破壞。目前，最主要的滅火材料以水基和系列化學(xué)試劑滅火劑為主，水具有高的比熱容，被廣泛的應(yīng)用于火災(zāi)的撲救，但水具有很強的流動性，難以附著在燃燒物表面，而且在高溫下容易蒸發(fā)，導(dǎo)致了水滅火效率較低、用水量大、噴灑無法直接作用于燃點、固體容易復(fù)燃、無法應(yīng)用于油火、滅火中水造成其他破壞等嚴重的不足。此外，市售的一系列由化學(xué)制劑制備而來的滅火材料性能各異，但它們通常制備生產(chǎn)成本較高、滅火后留有殘渣、有一定的毒性等缺點，導(dǎo)致其使用具有一定的局限性。

采用凝膠衍生滅火材料近年來受到了廣泛的關(guān)注，硅膠與碳酸鉀結(jié)合是一種具有防火性能的阻燃劑，廣泛應(yīng)用于各種常見聚合物(質(zhì)量分數(shù)僅為總添加劑的10％)，如聚丙烯、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、纖維素以及少量的聚苯乙烯和苯乙烯-丙烯腈，在燃燒過程中，它的優(yōu)勢是吸水量大、保水時間長、阻火性能高、附著力強，凝膠阻燃劑，在不顯著增加煙霧或一氧化碳含量的情況下，最高釋放熱量降低了60％。大多在200℃～300℃下分解，分解時通過捕捉高分子材料降解反應(yīng)的自由基，延緩或終止燃燒的鏈反應(yīng)，起到阻隔表面易燃易爆氣體的作用，不僅能迅速使火場降溫，還可在物體表面形成凝膠覆蓋層隔絕空氣，抑制有毒有害氣體擴散，冷卻物體，消耗大量熱，從而達到控制火災(zāi)蔓延和快速有效滅火的目的。因此我們發(fā)明了凝膠阻燃薄膜滅火材料。

水凝膠具有與水相同的比熱容，具有較好粘附性、優(yōu)異的隔熱效果、容易控制等優(yōu)點，有望為消防領(lǐng)域提供更有效的解決方案，減少火災(zāi)中人員傷亡、財產(chǎn)損失。與水相比，水凝膠可大幅提升滅火效率，并能夠降低水的使用量。目前，國內(nèi)許多公司外均已針對水凝膠滅火劑開展了產(chǎn)品研發(fā)和轉(zhuǎn)化工作，主要用于森林、草原、建筑、礦井等多領(lǐng)域。將水與水溶性高分子混合制得的水凝膠類產(chǎn)品(申請公布號為CN107427707A、CN108421194、CN108421195A 等)在滅火材料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用價值及市場開發(fā)前景，正在引起國際范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。當(dāng)前典型的水凝膠滅火產(chǎn)品主要為聚丙烯酸、聚丙烯酰胺類高分子吸水樹脂(申請公布號為 CN102166399A、CN107497088、CN107456695A、CN107773897A、CN103483752A等)。憑借水凝膠材料自身獨特的性能優(yōu)勢，已經(jīng)成為消防滅火劑材料的研究熱點，但當(dāng)前現(xiàn)存的水凝膠作為滅火材料仍均存在部分缺陷：

(1)溶解速率低。多數(shù)水凝膠滅火添加劑在水中溶解速率較低，有些甚至需要攪拌才能實現(xiàn)溶液，如此一來可能失去滅火的最好時機，造成更為嚴重的災(zāi)情；

(2)粘附性較差。高分子添加劑加入到大量水中，形成的水凝膠顆粒粘附性較差，流動性強，與水相似，無法有效的附著在著火點，起不到滅火、阻火的作用，無法實現(xiàn)有效的滅火；

(3)保水率較低。高的保水性是水凝膠滅火材料重要的性質(zhì)之一，當(dāng)前已有大部分的水凝膠滅火顆粒保水性較差，吸水倍率不足，在實際滅火過程中造成水資源大量浪費，無法有效的控制火情；

(4)水質(zhì)要求高。當(dāng)前已開發(fā)的水凝膠滅火顆粒在實際應(yīng)該過程中對于水質(zhì)量要求比較嚴格，并且水中的金屬離子、有機污染物會對水凝膠的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，不利于實際滅火應(yīng)用；