[發明專利]一種石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑的制備方法及其產品

有效

• 申請號: 202011604078.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112604225B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 崔大祥;張放為;張芳;盧玉英;焦靖華;王亞坤;陽靖峰;葛美英
• 申請（專利權）人: 上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: A62D1/02
• 分類號: A62D1/02;A62D1/04
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 董梅

本發明公開石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑的制備方法及其產品，在氣相二氧化硅表面復合還原氧化石墨烯，并進一步復合水解蛋白的形成水溶液中穩定分散的滅火復合物，從而制備泡沫滅火劑。通過氣相法二氧化硅作為核心，依次復合還原氧化石墨烯和水解蛋白后形成復合物的溶膠，其能夠在滅火劑溶液中穩定分散。通過在氣相二氧化硅外復合石墨烯，大大增加了其在水溶液中的分散性。利用水解蛋白進一步復合石墨烯與氣相二氧化硅復合物，同時增加其穩定性并減弱其消泡作用，形成實用化的滅火復合物。

技術領域

本發明涉及滅火劑領域，更具體地，涉及泡沫滅火劑，尤其是指一種石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑的制備方法及其產品。

背景技術

為了撲滅頑固性火災，往往需要在泡沫滅火劑中添加其他的耐燒性納米粒子，如納米二氧化硅、石墨微粉、硅微粉和納米級銅粉等（唐寶華, 陳偉紅, 楊雙華,等. 粉體對泡沫滅火劑發泡能力和熱穩定性影響研究[J]. 遼寧化工, 2014, 043(009):1101-1103.）。其中，納米二氧化硅一般通過氣相法制備，也稱作氣相二氧化硅。氣相二氧化硅具有制備容易，毒性低、隔熱性能和抗燒性能優良的特點，具有較好的應用前景。但是，因為其密度遠大于水，所以容易沉于滅火溶液底部，造成滅火液分層而失去最佳滅火效果。此外，納米粒子容易導致滅火泡沫破裂（消泡作用），不能直接應用于泡沫滅火劑。為了提高其在水溶液中的分散性，減小消泡作用，可以對其表面作進一步的修飾。

氧化石墨烯（GO）是經過化學方法修飾了含氧官能團石墨烯，含氧量較高的GO可均勻分散在水中，將其部分還原就得到還原氧化石墨烯（rGO），隨著含氧官能團含量的下降，rGO在水中的分散能力隨之下降。通過控制還原過程可將石墨烯復合于其他粒子的表面，改善其他粒子的分散性能。另一方面，石墨烯基材料也是良好的耐火材料（管崇生, 林曉莉.基于石墨烯的復合材料阻燃性能研究[J]. 消防科學與技術, 2013, 32(10): 1145-1147.），在滅火劑領域有初步的應用（中國專利CN 108079477 A、中國專利CN 106823229A、中國專利CN 108273225 A）。

發明內容

針對氣相二氧化硅在水溶液中分散不穩定的問題，本發明目的在于提供一種石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑的制備方法。

本發明的再一目的在于：提供一種上述方法制備的石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑產品。

本發明目的通過下述方案實現：一種石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑的制備方法，在氣相二氧化硅表面復合還原氧化石墨烯，并進一步復合水解蛋白，形成的水溶液中穩定分散滅火復合物，從而制備泡沫滅火劑，包括如下步驟：

（1）將氣相二氧化硅與氧化石墨烯溶液通過快速攪拌與超聲充分混勻，1份氧化石墨烯中加入不少于5份的氣相二氧化硅粒子，得到混合液；

（2）在加熱還原或加入還原劑的還原條件下加熱步驟（1）所得混合液并繼續攪拌，得分散液；

（3）向步驟（2）中所得分散液中加入水解蛋白，加入量為氧化石墨烯質量的1/10，并繼續攪拌；

（4）將步驟（3）中所得分散液中加入氧化石墨烯質量0.01%的發泡劑十六烷基三甲基氯化銨和少量穩泡劑十二醇并攪拌均勻得到滅火劑。

步驟（1）所述氣相二氧化硅粒子平均粒徑不超過20 nm。

步驟（2）所述加熱還原的方法是，攪拌條件下，維持混合液微沸5 h。通過該還原方法調控復合物的分散性。或者，

步驟（2）所述加入還原劑還原的方法，該還原劑較優的是檸檬酸三鈉。

本發明提供一種石墨烯復合氣相二氧化硅泡沫滅火劑，根據上述任一所述方法制備得到。