无氨凝胶的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种凝胶，特别是涉及一种用于煤矿防火的无氨凝胶。
【背景技术】
[0002]一般来说，燃烧的三要素是可燃物、氧气和着火点，三者缺一不可。要想熄灭火焰，必须至少去除三要素中的一个，即除去可燃物，隔绝空气或者冷却温度。众所周知，火灾给人们的生命和财产安全带来巨大的危害，因此提高灭火技术显得非常重要。而灭火技术中重要的一项就是灭火材料的性能。目前，日常生活和生产过程中使用的灭火剂颇多，性能各异。根据灭火机理不同，灭火剂大体可分为两大类:物理灭火剂和化学灭火剂。物理灭火剂不参与燃烧反应，它在灭火过程中起到窒息、冷却和隔离火焰的作用，在降低燃烧混合物温度的同时，稀释氧气，隔离可燃物，从而达到灭火的效果。物理灭火剂包括水、泡沫、二氧化碳、氮气、氩气及其它惰性气体。化学灭火剂在燃烧过程中是通过切断活性自由基(主要指氢自由基和氢氧自由基)的连锁反应而抑制燃烧的。化学灭火剂包括哈龙灭火剂、干粉灭火剂等。
[0003]目前，国内煤矿主要是用化学灭火剂，使用的凝胶主要是有基料(水玻璃)和促凝剂(碳铵或硫酸铵)水溶液组成的有氨凝胶。市场上的有氨凝胶存在氨气释放、强腐蚀性，价格高昂等的缺点，在成胶的过程中释放大量氨气，使用过程中污染作业环境，影响工人健康，且成本高，采购麻烦。而且普通凝胶虽然固水率高，有良好的防灭火作用，但在高温下容易失水干缩，影响其对煤层的填充效果。所以，需要研究出一种环保且价格低廉的无氨凝胶材料，对提高煤矿防灭火水平，减少灾害损失，保护井下作业人员的身体健康具有重要的现实意义。
【发明内容】
[0004]针对上述提到的现有技术中的缺点，本发明提供一种新的无氨凝胶，其通过特殊的结构和材料设计，解决上述问题。
[0005]本发明解决其技术问题采用的技术方案是:
[0006]一种无氨凝胶，其特征是:由粉剂加入水和硅酸钠反应，速成用于防火的无氨胶体，所述粉剂按重量比例由以下成分组成:
[0007]碳酸氢钠30%硫酸镁20%硫酸铜40%
[0008]纤维素5% 膨润土 3% 增稠剂2%。
[0009]优选的，所述增稠剂属于纤维素类增稠剂。
[0010]优选的，所述反应是在常温下完成的。
[0011]优选的，所述反应加入粉剂和水的重量比例为:粉剂I份，水10-20份。
[0012]优选的，所述反应加入粉剂和硅酸钠的重量比例为:粉剂I份，硅酸钠2份。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]本发明提供一种在常温条件下利用一定比例的化学物质制作而成的无氨凝胶，具有如下特点:①含水量高；②成胶时间短；③成胶前为易于流动的液体，具有很好的渗透堵漏功能，成胶后呈凝胶状，不流动，无承载能力，受压不开裂；④凝胶成胶过程是一个吸热过程，具有吸热降温作用；⑤具有阻化性能。
[0015]经实验研究和成本分析，无氨凝胶比目前市场上使用的凝胶的制作方法简单，凝胶时间短，原料易采购，固水率高，胶体环保，无毒，无害，无味，无腐蚀性，并且提高了凝胶的防灭火性能及热稳定性，可普遍应用于煤矿防灭火。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0017]具体实施例
[0018]本发明提供一种无氨凝胶，其特征是:由粉剂加入水和硅酸钠反应，速成用于煤矿防火的无氨胶体。所述粉剂按重量份数由以下成分组成:
[0019]碳酸氢钠30%硫酸镁20%硫酸铜40%
[0020]纤维素5% 膨润土 3% 增稠剂2%。
[0021]其中:
[0022]碳酸氢钠(Sodium Bicarbonate)，俗称“小苏打”、“苏打粉”、“重曹”，白色细小晶体，在水中的溶解度小于碳酸钠。固体50°C以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，270°C时完全分解。碳酸氢钠是强碱与弱酸中和后生成的酸式盐，溶于水时呈现弱碱性。常利用此特性作为食品制作过程中的膨松剂。碳酸氢钠在作用后会残留碳酸钠，使用过多会使成品有碱味。白色粉末或单斜晶结晶性粉末，无臭、味咸、易溶于水，但比碳酸钠在水中的溶解度小，不溶于乙醇，水溶液呈微碱性。受热易分解。在潮湿空气中缓慢分解。约在50°C开始反应生成0)2，在100°C全部变为碳酸钠。在弱酸中迅速分解，其水溶液在20°C时开始分解出二氧化碳和碳酸钠，到沸点时全部分解。25°C时溶于10份水，约18°C时溶于12份水，不溶于乙醇。其冷水制成的没有搅动的溶液，对酚酞试纸仅呈微碱性反应，放置或升高温度，其碱性增加。
[0023]硫酸镁，或无水硫酸镁，是一种含镁的化合物，无水的硫酸镁是一种常用的化学试剂及干燥试剂，但硫酸镁常指七水硫酸镁，为白色细小的斜状或斜柱状结晶，无臭、味苦，临床用于导泻、利胆、抗惊厥、子痫、破伤风、高血压等症。(I)用于印染细薄棉布、作棉、丝的加重剂，木棉制品的填料；作蓝色染料的显色盐，黑色液中作吸碱剂，以保证实现均匀染色。
(2)用于制草、肥料、瓷器、颜料、火柴、炸药和防火材料；(3)微生物工业作培养基成分，酿造用添加剂，补充酿造用水的镁，作发酵时的营养源；(4)制革行业中作填充剂增强耐热性；(5)轻工业中用作生产鲜酵母、味精和用作牙膏生产中的磷酸氢钙的稳定剂；(6)水泥的助凝剂；(7)纸浆工业、人造丝和丝织品工业等亦用。
[0024]硫酸铜一般指硫酸铜(五水合硫酸铜)，为天蓝色晶体，水溶液呈弱酸性，俗名胆矾或蓝矾。硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料。同石灰乳混合可得波尔多液，用作杀菌齐U。硫酸铜也是电解精炼铜时的电解液。与强碱作用，形成淡蓝色的氢氧化铜Cu (OH) 2絮状沉淀。
[0025]纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素化学与工业始于160多年前，是高分子化学诞生及发展时期的主要研究对象，纤维素及其衍生物的研究成果为高分子物理及化学学科的创立、发展和丰富作出了重大贡献。纤维素的主要生理作用是吸附大量水分。
[0026]膨润土也叫斑脱岩，皂土或膨土岩。我国开发使用膨润土的历史悠久，原来只是做为一种洗涤剂。(四川仁寿地区数百年前就有露天矿，当地人称膨润土为土粉