专利名称：一种复合型灭火颗粒料的制备方法
技术领域：
本发明涉及灭火新材料领域，具体说是一种复合型灭火颗粒料的制备方法。该复合型灭火颗粒料特别适合于煤矿井下火灾的灭火。
背景技术：
煤矿井下火灾是煤矿安全生产的主要灾害之一。一旦发生，威胁人身安全，并造成重大的损失。近几十年来，各国十分重视煤矿安全生产。但是，由于装备不足，技术相对落后，资金匮乏等原因，煤矿火灾仍然较为严重，其中煤层自燃火占90％以上，每年都造成巨大的经济损失。
世界各主要产煤国对煤矿灭火技术和灭火材料均进行大量的研究和应用，探索出不少灭火方法，但都存在着各自的不足和局限性。如1、黄泥灌浆灭火技术，该技术材料易得，成本较低，操作简便，但要耗用大量的农田和劳力，且黄泥载水率较低、附壁性能差，灭火时间长。2、采用粉煤灰、页岩泥浆、选煤厂尾矿泥浆等阻燃物质进行灭火，具有原料来源广、操作简单、对日后煤炭生产影响较小等优点，但灭火效果差，人力投入大。3、硅酸凝胶堵漏灭火技术，硅酸凝胶是一种吸热降温良好的无机胶体，成胶体前具有与水相近的流动性和比水还强的渗透性，一旦成胶后便堵塞在煤层缝隙中，阻断漏风通道，防止浮煤氧化升温，特别对坑道自燃发火局部处理十分有效。但是，该项技术的组成材料是水玻璃、碳酸氢铵和水，成胶过程中放出大量的氨气，特别是在高温点和火区使用时，放出的氨气浓度更大，严重影响使用者的身心健康。因此，在一定程度上限制了该项技术的推广应用。为此，开发应用高效灭火材料，改变现有的煤矿灭火技术和方法，提高灭火效率，保护煤矿工作环境卫生和人身安全，已引起煤矿行业和科技界的高度重视。
发明内容
为了克服现有煤矿灭火技术和方法存在的灭火时间较长，效率偏低的缺陷，本发明提供了一种载水量大、凝胶强度高、无毒无味、附壁性能好、灭火速度快、操作简便、综合成本适中的复合型灭火颗粒料的制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是以氢氧化钾和丙烯酸乳液为基本原料，添加十二烷基硫酸钠、亚硫酸氢钾、过硫酸铵、八相酸铵，通过中和化学反应、引发交联聚合、切粒、干燥、粉碎过筛、复合改性、计量包装成复合型灭火颗粒料。采用本制备方法生产的复合型灭火颗粒料，以1∶300质量份的水混合，配制成凝胶体，使用工作压力大于3大气压的泥浆泵，将凝胶体喷至着火面，如煤矿坑道中煤炭着火面，可快速降低着火面温度，抑制燃烧物的烟雾，形成一层隔热、隔氧的胶化层，达到快速灭火和阻燃的目的。
为实现本发明目的所采用的具体技术方案是材料纯度为99.7～99.9％的丙烯酸乳液，纯度为99.0～99.5％的氢氧化钾，纯度为98.5～99.5％的八相酸铵，十二烷基硫酸钠，亚硫酸氢钾，过硫酸铵。
配方丙烯酸乳液65～73％，氢氧化钾20～26％，八相酸铵6.3～9.7％，十二烷基硫酸钠0.02～0.04％，亚硫酸氢钾0.22～0.28％，过硫酸铵0.13～0.17％。
制备方法 在反应釜中计量加入用3倍量的蒸馏水稀释的氢氧化钾溶液，开动搅拌机，控制搅拌速度75r/min，釜内温度78±2℃，缓慢加入丙烯酸乳液，搅拌18～22min后，添加十二烷基硫酸钠，再搅拌5～8min，计量放入旋转盛料盘中，同时加入亚硫酸氢钾和过硫酸铵，引发交联聚合，待反应物成凝胶体后，置于切粒机中切成φ2.5×3mm的颗粒，通过干燥床140～160℃干燥后，置于粉碎过筛机中粉碎、筛分出粒度为60～100目的颗粒料，而后置于高速捏合机中，添加八相酸铵进行复合改性，控制高速捏合机搅拌速度为500r/min，温度75±2℃，时间10～13min，再经计量包装即成复合型灭火颗粒料。
本发明的有益效果体现在(一)设计了适应于中和化学反应→引发交联聚合→切粒→干燥→粉碎过筛→复合改性过程的连续化制备方法，可实现工业化生产。(二)本发明采用八相酸铵进行复合改性，可有效地抑制灭火时燃烧物的烟雾，提高灭火效能和灭火速度，并有效地阻止复燃。(三)由于本发明的复合型灭火颗粒料含有大量的强吸水基团，并通过其网孔结构吸水，可吸收自身重量的200～300倍的水，因而与黄泥灌浆灭火技术相比，具有载水量大、附壁性能好、用量少的显著特点，便于储存和运输。(四)使用时将其与水混合，形成凝胶体，用泥浆泵喷至着火面，可快速降低着火面温度，当凝胶体大量失水后可凝结形成一层隔热、隔氧的胶化层，起到快速灭火和阻燃的功效。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明的制备过程方框1中首先将氢氧化钾用蒸馏水稀释成溶液，置于反应釜中，开动搅拌机，缓慢加入丙烯酸乳液，进行中和化学反应，而后加入十二烷基硫酸钠混合均匀，计量放入旋转盛料盘中，同时加入亚硫酸氢钾和过硫酸铵引发交联聚合，待反应物成凝胶体后，置于切粒机中，切成φ2.5×3mm颗粒，然后，通过干燥床干燥、粉碎过筛机粉碎、筛分，置于高速捏合机中，加入八相酸铵进行复合改性，经计量包装即成复合型灭火颗粒料。
具体实施例方式
实施例1
将纯度为99.0％氢氧化钾24kg用3倍量的蒸馏水稀释至96kg溶液，置于反应釜中，启动搅拌机，控制搅拌速度75r/min，釜内温度78℃，缓慢加入纯度为99.7％丙烯酸乳液70kg，中和反应19min后，加入十二烷基硫酸钠35g，再搅拌6min，放入旋转盛料盘中，同时加入亚硫酸氢钾260g和过硫酸铵160g，引发交联聚合，待反应物呈凝胶体后，置于切粒机中切成φ2.5×3mm的颗粒，通过干燥床150℃干燥后，置于粉碎过筛机中进行粉碎、筛分出粒度为60～100目的颗粒料，而后置于高速捏合机中，添加纯度为98.5％八相酸铵9kg进行复合改性，高速捏合机搅拌速度为500r/min，温度75℃，时间12min，经计量包装即成复合型灭火颗粒料。
实施例2将纯度为99.5％氢氧化钾22kg用3倍量的蒸馏水稀释至88kg溶液，置于反应釜中，启动搅拌机，控制搅拌速度75r/min，釜内温度76℃，缓慢加入纯度为99.9％丙烯酸乳液66kg，中和反应21min后，加入十二烷基硫酸钠25g，再搅拌7min，放入旋转盛料盘中，同时加入亚硫酸氢钾240g和过硫酸铵140g，引发交联聚合，待反应物呈凝胶体后，置于切粒机中切成φ2.5×3mm的颗粒，通过干燥床150℃干燥后，置于粉碎过筛机中进行粉碎、筛分出粒度为60～100目的颗粒料，而后置于高速捏合机中，添加纯度为99.5％八相酸铵7kg进行复合改性，高速捏合机搅拌速度为500r/min，温度75℃，时间12min，经计量包装即成复合型灭火颗粒料。
权利要求
1.一种复合型灭火颗粒料的制备方法，其特征是材料与配方 丙烯酸乳液65～73％，氢氧化钾20～26％，八相酸铵6.3～9.7％，十二烷基硫酸钠0.02～0.04％，亚硫酸氢钾0.22～0.28％，过硫酸铵0.13～0.17％；制备方法 在反应釜中计量加入用3倍量的蒸馏水稀释的氢氧化钾溶液，开动搅拌机，控制搅拌速度75r/min，釜内温度78±2℃，缓慢加入丙烯酸乳液，搅拌18～22min后，添加十二烷基硫酸钠，再搅拌5～8min，计量放入旋转盛料盘中，同时加入亚硫酸氢钾和过硫酸铵，引发交联聚合，待反应物成凝胶体后，置于切粒机中切成φ2.5×3mm的颗粒，通过干燥床140～160℃干燥后，置于粉碎过筛机中粉碎、筛分出粒度为60～100目的颗粒料，而后置于高速捏合机中，添加八相酸铵进行复合改性，控制高速捏合机搅拌速度为500r/min，温度75±2℃，时间10～13min，再经计量包装即成复合型灭火颗粒料。
2.根据权利要求1所述的复合型灭火颗粒料的制备方法，其特征是所述的丙烯酸乳液中丙烯酸纯度为99.7～99.9％。
3.根据权利要求1所述的复合型灭火颗粒料的制备方法，其特征是所述的氢氧化钾纯度为99.0～99.5％。
4.根据权利要求1所述的复合型灭火颗粒料的制备方法，其特征是所述的八相酸铵纯度为98.5～99.5％。
全文摘要
本发明涉及灭火新材料领域，具体说是一种复合型灭火颗粒料的制备方法。本发明以氢氧化钾和丙烯酸乳液为基本原料，添加十二烷基硫酸钠、亚硫酸氢钾、过硫酸铵、八相酸铵，通过中和化学反应、引发交联聚合、切粒、干燥、粉碎过筛、复合改性、计量包装成复合型灭火颗粒料。采用本制备方法生产的复合型颗粒料，以1∶300质量份水混合，配制成凝胶体，使用工作压力大于3大气压的泥浆泵，将凝胶体喷至着火面，可快速降低着火面温度，抑制燃烧物的烟雾，形成一层隔热、隔氧的胶化层，达到快速灭火和阻燃的目的。本复合型颗粒料具有载水量大、附壁性能好、无毒无味、灭火速度快、操作简便的特点，因而特别适合于煤矿井下火灾的灭火。
文档编号A62D1/00GK1736516SQ200510098889
公开日2006年2月22日 申请日期2005年9月12日 优先权日2005年9月12日
发明者张华集, 张雯, 肖荔人 申请人:福建师范大学