专利名称：高温相转变温敏灭火凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高温相转变温敏灭火凝胶及其制备方法。
背景技术：
火灾中可燃物质燃烧热值大，燃烧温度高，火灾扑救时间长，火灾现场会产生大量的水蒸汽，密闭空间和高温场所(高温反应器、桑拿浴室等)可能会产生水蒸汽爆炸，造成救护人员伤亡(在实际灭火中屡有出现)，该类场所灭火时应尽量减少水的汽化量。凝胶灭火具有保水性好、减少水的用量、提高覆盖及灭失效果、热稳定性高等特点，同时提高灭火过程的安全性。对于可燃固体火灾，水是最常用的灭火剂，但水灭火时存在很多缺陷，如水流动性高，在燃烧区会沿着燃烧体表面、缝隙流失，不仅使大量的水起不到灭火作用，且易使水灾及毗邻的建筑，特别是下层建筑受到水渍的危害。利用凝胶代替水，粘在物体表面，隔绝空气，且不易流失，大大提高灭火效率。凝胶因具有良好的保水性，停留在物体表面可加大冷却和封堵隔氧作用，因而，对抑制火灾表现出比润湿水和阻化水更为良好的阻、灭火性能。凝胶添加量较小，且无毒、无腐蚀性，其作为控制火灾的新型灭火剂具有广阔的应用前景。目前灭火凝胶均为化学交联型，不管是水玻璃凝胶还是聚丙烯酸钠凝胶，一旦凝胶，不再可逆，灭火后会造成污染及环境影响。高温相转变温敏灭火凝胶是物理交联型，单组分，常温时完全溶解于水，因此粘度很小，高温下(例如80°C)由于氢键作用变弱，高分子发生疏水缔合作用而产生物理交联，形成凝胶，发挥灭火作用。一旦火被扑灭，温度下降，又回复溶解的状态。由于溶解-凝胶的过程是可逆的，因此作为灭火材料，对环境影响小。而且由于是单组分且常温下粘度小，操作性能非常好。所以说高温相转变温敏灭火凝胶在灭火方面具有独特的优势。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种高温相转变温敏灭火凝胶。本发明的目的之二在于提供该灭火凝胶的制备方法。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于该灭火凝胶是亲水性主链结构的多元酸与疏水性主链结构的多元胺按质量比1:3 1:12的比例溶于水中充分搅拌形成无色透明液体，其中水的质量为所述的多元酸与多元胺的质量总和的2 5倍。上述的亲水性主链结构的多元酸为端羧基超支化聚醚。上述的端羧基超支化聚醚是以三羟甲基丙烷为“核”分子，以缩水甘油为支化分子进行环氧开环加成反应，得到端羟基超支化聚醚；然后将该端羟基超支化聚醚与一氯乙酸钾进行烷基化反应而制备得到。上述的端羧基超支化聚醚的结构式为
权利要求
1.一种高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于该灭火凝胶是亲水性主链结构的多元酸与疏水性主链结构的多元胺按质量比1:3 1:12的比例溶于水中充分搅拌形成无色透明液体，其中水的质量为所述的多元酸与多元胺的质量总和的2 5倍。
2.根据权利要求1所述的高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于所述的亲水性主链结构的多元酸为端羧基超支化聚醚。
3.根据权利要求1所述的高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于所述的端羧基超支化聚醚是以三羟甲基丙烷为“核”分子，以缩水甘油为支化分子进行环氧开环加成反应，得到端羟基超支化聚醚；然后将该端羟基超支化聚醚与一氯乙酸钾进行烷基化反应而制备得到。
4.根据权利要求3所述的高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于所述的端羧基超支化聚醚的结构式为
5.根据权利要求1所述的高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于所述的疏水性主链结构的多元胺为聚醚胺。
6.根据权利要求5所述的高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于所述的聚醚胺分子量为 2000 6000。
7.根据权利要求5或6所述的高温相转变温敏灭火凝胶，其特征在于所述的聚醚胺的结构式为
8.一种制备根据权利要求1所述的高温相转变温敏灭火凝胶的方法，其特征在于该方法的具体步骤为a.端羟基聚醚的制备将三羟甲基丙烷与KOH按(10 25) :1的质量比混合，在 100°C脱水质子化2小时，加入二氧六环搅拌溶解后，缓慢滴加缩水甘油，该缩水甘油与三羟甲基丙烷的质量比为(1. 5 6. 0) :1 ；回流反应10h，冷却后，调节反应液pH值为7，过滤除白色结晶，减压蒸出溶剂得产物端羟基聚醚，其结构式为MO、 HO~〈b.端羧基聚醚的制备取步骤a所得端羟基聚醚与一氯乙酸钾按3:1 1:3的质量比溶于二氧六环中，回流反应证，滤除结晶后，减压蒸出溶剂得产物端羧基聚醚，其结构式为OHC.将步骤b所得端羧基聚醚与聚醚胺按质量比1 3 1 12的比例加入二者质量总和 2 5倍的水中，充分搅拌形成无色透明液体，即为高温相转变温敏灭火凝胶。
全文摘要
本发明涉及一种高温相转变温敏灭火凝胶及其制备方法。该灭火凝胶通过亲水性主链结构的多元酸与疏水性主链结构的多元胺的物理交联作用实现低温条件下的水溶性和高温条件下的凝胶状态。该灭火剂在常温下是低粘度水溶液，遇热后黏度逐步增大并快速形成水凝胶，附着在燃烧物表面，达到灭火的效果并能阻滞火势蔓延，待凝胶温度降至一定温度后又恢复到液体状态，用水冲洗即可清除残余物，高效又环保。本发明涉及的灭火剂黏度较低，可以使用传统水枪喷出，同时可根据需要加入防火剂、阻燃剂等其他成分来提高其灭火性能。
文档编号A62D1/00GK102188781SQ20111007936
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者崔后礼, 张宝华, 范永清, 谈惠洁, 谢磊, 陈斌 申请人:上海大学, 上海物竞化工科技有限公司