本发明属灭火剂
技术领域：
，特别涉及一种新型高分子水基灭火凝胶及其制备方法和应用。技术背景凝胶防灭火技术在我国应用较早，凝胶材料从无机凝胶材料发展到有机高分子材料。硅酸凝胶作为无机凝胶材料应用较为成熟的一种，也取得较好的效果，但是在具体使用过程中，会产生危害人体健康的有害气体；部分以电解质作为促凝剂的凝胶材料对水质的要求严格，不适宜矿井下水环境，此种凝胶稳定性差、易老化、成胶时间一般较长。高吸水性树脂是具有亲水基团并轻度交联的三维网络聚合物，能吸收大量水分而溶胀又能保持住水分不外流，具有吸水倍率高、吸水速率快和保水性能强等优点。聚丙烯酸类高吸水性树脂的高分子水凝胶已经被广泛应用于灭火领域。但是，基于聚丙烯酸类高吸水性树脂的水凝胶灭火剂也存在着一些不足。由于高吸水性树脂自身重力以及本身黏附能力低，聚丙烯酸类的高吸水性树脂很难附着在竖直的墙面、木制家具的表面、含有不锈钢的表面(如油罐车表面)，从而不能有效的覆盖在物体上达到灭火以及保护的作用。因此寻找凝胶性能好、耐高温，灭火性能强、附着能力强、灭火能力持久的新型高分子凝胶是目前国内研究的热点。技术实现要素：针对上述不足，本发明公开一种新型高分子水基灭火凝胶及其制备方法和应用。下面阐述本发明的第一个方向，一种新型高分子水基灭火凝胶。一种新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：本发明通过以高分子材料粉体为主要粘结材料，由于高分子材料粉体分子结构上的活性基团在交联剂聚乙烯醇的作用下，发生结构单元之间的交联，交联后的结构是空间网架结构，在高温下形成的丙烯酰胺树脂又填充其间，使其具有更高的强度和耐温性能，当凝胶材料覆盖至燃烧物表面，有效胶结并包覆，同时在高温作用下，有效提高粘结粘度，提高材料的包覆灭火性能。，优选的，上述新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：优化各种成分之间的配比能够更好的实现其灭火性能。优选的，上述新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：优选的，上述新型高分子水基灭火凝胶，所述高分子材料粉体按重量份数，包括以下成分：魔芋胶和明胶等原料易得，各组分之间可以充分的混合，与有机膨润土、植物淀粉、植物纤维可以形成致密的明胶结构。优选的，上述新型高分子水基灭火凝胶，所述高分子材料粉体按重量份数，包括以下成分：优选的，上述新型高分子水基灭火凝胶，所述植物纤维来自玉米秸秆。原料来自玉米秸秆，原料易得，变废为宝。下面阐述本发明的第二个方向，上述新型高分子水基灭火凝胶的制备和应用。上述新型高分子水基灭火凝胶的制备，包括以下步骤：(1)按重量份数分别称量去离子水、高分子材料粉体、聚乙烯醇、丙烯酸、丙烯酰胺置于容器中，搅拌混合并保温反应，收集反应液并保存；(2)将上述反应液和相应重量份数的磷酸铵盐、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸、叶绿素铜三钠搅拌混合，并进行超声分散，得超声分散液凝胶；(3)将上述超声分散液凝胶和相应重量份数的二氧化钛羧甲基纤维素搅拌混合，并通入氮气，75℃加热反应15min；(4)将上述加热后的溶液过滤，室温下静置60min,得高分子水基灭火凝胶。本制备方法条件温和，成本低廉，可以大规模工业化应用。优选的，上述新型高分子水基灭火凝胶在煤矿灭火中的应用。上述灭火凝胶在煤矿灭火中具有吸热降温快，灭火效率高，胶体成胶前含有大量水分，水分蒸发散热带走热量，并且成胶过程是吸热反应同样吸收热量，胶体材料在成胶前具有强渗透性，扩散范围广，成胶后固化密封煤岩列隙，密封堵漏，并且胶体材料热稳定性能优良，高温下材料不会挥发，能够很好地覆盖包裹煤体，因此特别适合煤矿灭火。与现有技术相比，本发明有如下有益效果：本发明通过以高分子材料粉体为主要粘结材料，由于高分子材料粉体分子结构上的活性基团在交联剂的作用下，发生结构单元之间的交联，交联后的结构是空间网架结构，在高温下形成的树脂又填充其间，使其具有更高的强度和耐温性能，当凝胶材料覆盖至燃烧物表面，有效胶结并包覆，同时在高温作用下，有效提高粘结粘度，提高材料的包覆灭火性能。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1一种新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：实施例2一种新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：实施例3一种新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：实施例4一种新型高分子水基灭火凝胶，按重量份数，包括以下成分：其中所述高分子材料粉体按重量份数，包括以下成分：实施例5制备例实施例1-4中所述的一种新型高分子水基灭火凝胶的制造方法，包括以下步骤：(1)按重量份数分别称量去离子水、高分子材料粉体、聚乙烯醇、丙烯酸、丙烯酰胺置于容器中，搅拌混合并保温反应，收集反应液并保存；(2)将上述反应液和相应重量份数的磷酸铵盐、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸、叶绿素铜三钠搅拌混合，并进行超声分散，得超声分散液凝胶；(3)将上述超声分散液凝胶和相应重量份数的聚乙烯醇、二氧化钛羧甲基纤维素搅拌混合，并通入氮气，75℃加热反应15min；(4)将上述加热后的溶液过滤，室温下静置60min,得高分子水基灭火凝胶。实施例6实验对比例将实施例1-4所得的新型高分子水基灭火凝胶和对比例产品进行性能检测，(所述对比例为：江苏某消防器材有限公司生产的高分子水凝胶灭火剂)检测方法如下：灭火性能：按照gb15308对试件灭火性能进行检测，具体检测结果如表1所示：表1检测项目实例1实例2实例3实例4对比例灭火时间/s6554614989抗烧时间/min31.536.432.541.324.3由以上检测结果可知，本发明技术方案制备的新型高分子水凝胶灭火剂具有优异的灭火性能。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
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的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3