一种高分子吸水树脂灭火剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子吸水树脂技术领域，具体是一种高分子吸水树脂灭火剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]当前对火灾的控制特别是对大型火场的灭火，通常采用水枪进行高压高速喷射水的方法。但当火势凶猛时温度极高，水到着火部位就会立即蒸发，使水的冷却作用无法充分发挥，易复燃、补救难度大，难以高效完成扑灭火灾的重任。高分子吸水树脂具有离子氢键成膜性，能隔绝空气，其三维空间网络结构将水分牢固的束缚住，具有高倍数吸水的特性、极强的保水性能、良好的生物降解性能，在生产生活的许多领域得到了广泛的应用，特别是在高温条件下仍然具有较好的保水性能，使其拥有相当大的热容，有效地隔绝火苗，防止火的蔓延与复燃，它具有灭火快、效能高、性能稳定、抗复燃能力强和环保等特点，将在灭火方面发挥重要的作用。目前还未有将以上材料应用于制备高分子吸水保水树脂灭火剂的报道。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种成本低、工艺简单的利用豆柏制得高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0005]一种高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，具体步骤包括:
[0006](I)准备:配置丙烯酸钠溶液；
[0007](2)糊化:豆柏的水溶液放入反应釜中并在80°C糊化lh，降温冷却至40°C，制得糊化后的溶液；
[0008](3)聚合水解:向步骤⑵糊化后的溶液中加入丙烯酸溶液，并添加交联剂，搅拌通氮气30min ;置换氮气为氧气使反应釜内变为氧气环境，再加入引发剂，升温至55°C反应5h,冷却至室温；
[0009](4)再经过离心分离、洗涤、干燥、粉碎、筛分、产品包装制得。
[0010]作为本发明进一步的方案:丙烯酸钠溶液是丙烯酸溶液与氢氧化钠溶液混合制备，且丙烯酸钠溶液的中和度为75%。
[0011]作为本发明进一步的方案:豆柏的水溶液包括两种:一、豆柏中加水进行浸泡搓揉，使用压滤机压缩过滤得到的滤液；二、豆柏直接加水得到的混合物。
[0012]作为本发明进一步的方案:交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
[0013]作为本发明进一步的方案:引发剂为过硫酸钾。
[0014]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明为大豆副产品的深加工与应用开辟了一条途径，缩短了常规灭火剂的生产工艺流程，减少生产时间，降低生产成本，产品质量稳定，产品方便人工、机械灭火。
【附图说明】
[0015]图1是高分子吸水树脂灭火剂的制备工艺流程图；
[0016]图2是高分子吸水树脂的吸水原理。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018]实施例1
[0019](I)将120g的丙烯酸溶解于50ml去离子水中，形成丙烯酸溶液。
[0020](2)将50g氢氧化钠用150ml去离子水配制氢氧化钠溶液。
[0021](3)将氢氧化钠溶液缓慢加到丙烯酸溶液中，配制成中和度为75%的丙烯酸钠溶液备用。
[0022](4)将4g豆柏及50ml蒸馏水加入250ml三口烧瓶中在80°C糊化lh，降温至40°C。
[0023](5)加入丙烯酸钠溶液，并加入交联剂量0.024g，搅拌下通氮气30min后，置换氮气为氧气使反应釜内变为氧气环境，升温至55°C反应5h，冷却至室温。
[0024](6)离心分离、洗涤、干燥至适当程度，分割、70°C烘干、粉碎，过筛150目包装。
[0025]实施例2
[0026](I)将豆柏进行浸泡后，把浸泡后的溶液打入压滤机进行压滤，压滤后的滤液进行烘干备用。
[0027](2)将120g丙烯酸溶解于50ml去离子水中，形成丙烯酸溶液。
[0028](3)将50g氢氧化钠用150ml去离子水配置氢氧化钠溶液。
[0029](4)将氢氧化钠溶液缓慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度为75 %的丙烯酸钠溶液备用。
[0030](5)将4g经过制备后的豆柏及50ml蒸馏水加入250ml三口烧瓶中在80°C糊化Ih,降温至40°C。
[0031](6)加入丙烯酸钠溶液，并加入交联剂量0.024g，搅拌下通氮气30min后，置换氮气为氧气使反应釜内变为氧气环境，加入引发剂过硫酸钾0.192g。升温至55°C反应5h，冷却至室温。
[0032](7)离心分离、洗涤、干燥至适当程度，分割、70°C烘干、粉碎，过筛150目包装。
[0033]实施例3
[0034](I)将120g丙烯酸溶解于50ml去离子水中，形成丙烯酸溶液。
[0035](2)将50g氢氧化钠用150ml去离子水配制氢氧化钠溶液。
[0036](3)将氢氧化钠溶液缓慢加到丙烯水溶液中，配制成中和度为75%的丙烯酸钠溶液备用。
[0037](4)将8g豆柏及50ml蒸馏水加入250ml三口烧瓶中在80°C糊化lh，降温至40°C。
[0038](5)加入丙烯酸钠溶液，并加入交联剂量0.024g，搅拌下通氮气30min后，置换氮气为氧气使反应釜内变为氧气环境，加入引发剂过硫酸钾0.192g。升温至55°C反应5h，冷却至室温。
[0039](6)离心分离、洗涤、干燥至适当程度，分割、70°C烘干、粉碎，过筛150目包装。
[0040]请参阅图2，从结构上看，高分子吸水树脂是含有大量的亲水性基团如羧基、羟基、羧酸盐基等的底交联度的三维空间网络结构。一方面具有高分子电解质的分子扩张性能，同时由于其为交联三维网络结构，阻碍了分子的进一步扩张，二者的矛盾作用使得树脂在水中溶胀而不溶解，所以可以吸收几百甚至几千倍的水。吸水前，高分子链相互靠拢缠在一起，彼此交联成网状结构，从而达到整体上的紧固，高分子网络，没有电离成离子对。当与水接触时，会导致离子型亲水基团的电离，同时亲水基与水分子的水合作用也使高分子网状结构扩张。水分子通过毛细作用及扩散作用渗透到树脂中，链上的电解基团在水中电离。由于链上同离子之间的静电斥力而使高分子链伸展溶胀。由于电中性要求，反离子不能迁移到树脂外部，树脂内外部溶液间的离子浓度差形成反渗透压，水在反渗透的作用下进一步进入树脂中，形成水凝胶。
[0041]本发明所提供的一种大豆副产品合成高分子吸水树脂的方法，可应用于规模生产，开拓了大豆的利用价值，具有造价低的优点，生产控制简单，所得吸水树脂的性能好。本发明的制备方法，一次聚合成高分子吸水树脂灭火剂，无需洗涤、皂化等过程，使生产工艺流程缩短，降低了生产成本，从而解决了生产周期长、成本高的技术难题。同时，生产过程中无三废即废料、废气、废水产生，对环境无污染、安全环保。应用本发明的制备防火生产的产品质量稳定，其灭火剂产品是由化学交联和聚合物分子链间的相互缠绕物理交联构成的，能与吸收的水形成凝胶状物，其独特的三维空间网络结构可将水分子牢固的束缚住，其拥有相当大的热熔，特别是在高温条件下仍然具有较好的保水性能。将该灭火剂产品放入水中，几分钟内成为凝胶液体，由于它具有数百倍以上的快速吸水能力，特别是加热保水性能强，耐热、耐高温，将它喷入火中，长时间稳定在350-450°C的高温下，不影响其性能的发挥，会使水消耗大量的热，又因它在物体上成膜，隔绝空气，可快速达到灭火的目的，特别适用于化工厂、油库以及棉垛处的灭火。
[0042]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0043]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，其特征在于，具体步骤包括: (1)准备:配置丙烯酸钠溶液； (2)糊化:豆柏的水溶液放入反应釜中并在80°C糊化lh，降温冷却至40°C，制得糊化后的溶液； (3)聚合水解:向步骤(2)糊化后的溶液中加入丙烯酸溶液，并添加交联剂，搅拌通氮气30min ;置换氮气为氧气使反应釜内变为氧气环境，再加入引发剂，升温至55°C反应5h，冷却至室温； (4)再经过离心分离、洗涤、干燥、粉碎、筛分、产品包装制得。2.根据权利要求1所述的高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸钠溶液是丙烯酸溶液与氢氧化钠溶液混合制备，且丙烯酸钠溶液的中和度为75%。3.根据权利要求1所述的高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，其特征在于，所述豆柏的水溶液包括两种:一、豆柏中加水进行浸泡搓揉，使用压滤机压缩过滤得到的滤液；二、豆柏直接加水得到的混合物。4.根据权利要求1所述的高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，其特征在于，所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。5.根据权利要求1所述的高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钾。
【专利摘要】本发明公开了一种高分子吸水树脂灭火剂的制备方法，具体步骤包括：配置丙烯酸钠溶液；豆粕的水溶液放入反应釜中并在80℃糊化1h，降温冷却至40℃，制得糊化后的溶液；向糊化后的溶液中加入丙烯酸溶液，并添加交联剂，搅拌通氮气30min；置换氮气为氧气使反应釜内变为氧气环境，再加入引发剂，升温至55℃反应5h，冷却至室温；再经过离心分离、洗涤、干燥、粉碎、筛分、产品包装制得。本发明为大豆副产品的深加工与应用开辟了一条途径，缩短了常规灭火剂的生产工艺流程，减少生产时间，降低生产成本，产品质量稳定，产品方便人工、机械灭火。
【IPC分类】C08F289/00, C08F220/06, C08F222/38, A62D1/00
【公开号】CN105566580
【申请号】CN201410468194
【发明人】曹安生
【申请人】邹城市安德机械制修有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年9月15日