CN110478843A - 一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂 - Google Patents
一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110478843A CN110478843A CN201910763187.3A CN201910763187A CN110478843A CN 110478843 A CN110478843 A CN 110478843A CN 201910763187 A CN201910763187 A CN 201910763187A CN 110478843 A CN110478843 A CN 110478843A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- solution
- extinguishing chemical
- expansion type
- hydrogel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
- A62D1/0064—Gels; Film-forming compositions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
- A62D1/0071—Foams
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，属于灭火剂生产技术领域，由以下原料组分制备而成：A.纤维素类材料、B.碳酸氢盐、C.可溶性铝盐、D.水；其制备方法，包括以下步骤：将1份A组分完全溶于50‑200份水中得到溶液I，溶液I中A在水中的质量分数为0.5‑2wt％；将1份B组分溶于100‑200份水中得到溶液II，溶液II中B在水中的质量分数为0.5‑1wt％；将上述溶液I与溶液II于密闭空间内完成混合，获得溶液III；将一份C组分溶于100‑200份水中得到溶液IV，溶液IV中D在水中的质量分数为0.5‑1wt％；将混合溶液III、混合溶液IV同时喷至燃烧物表面或先将混合溶液III喷至燃烧物表面，然后将混合溶液IV喷至燃烧物表面。
Description
技术领域
本发明属于灭火剂生产技术领域，具体涉及一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂。
背景技术
火灾是严重危害人民生命财产，直接影响经济发展和社会稳定的最常见的一种灾害。灭 火材料的合理使用，能够大大减少火灾中人员伤亡、降低财产损失。市售隔热灭火材料种类 繁多，性能各异，按照灭火机理大体可分为两大类：物理灭火材料(水、泡沫、二氧化碳、 氮气、氩气及其他惰性气体、灭火毯等)和化学灭火材料(卤代烷灭火剂、干粉灭火剂等)。 但上诉灭火剂通常具有生产成本较高、灭火后留有残渣、有一定的毒性等缺点，导致其使用 具有一定的局限性。随着中国城市化的进程，如北京等国际大都市存在人口密度高、商用和 住宅楼层高、棚户区破旧落后等特征，以及城市周边古建筑等人文景区密集、老人和儿童等 群体数量大、电气化产品集成度高使得新时期下城市的灾害概率增高，灭火隔热的难度加剧。 我国消防行业正致力于开发绿色环保消防产品，这将是今后长期的发展趋势，这也为传统粗 放型的灭火方式提出了新的要求，可见上诉灭火材料的更新换代是势在必行。
与传统材料相比，近年来发展起来的水凝胶材料，具有与水相同的比热容，同时体现出 较好的生物相容性、更低的成本、优异的隔热效果、容易控制等优点，有望为消防领域提供 更有效的解决方案，减少火灾中人员伤亡、财产损失。与水相比，水凝胶灭火速率提升了约 55％，并可降低约60％的用水量。目前，国内许多公司外均已针对水凝胶灭火剂开展了产品研 发和转化工作，主要用于森林、草原、建筑、矿井等多领域。将水与水溶性高分子混合制得 的水凝胶类产品(申请公布号为CN107427707A、CN108421194、CN108421195A等)在灭火材 料领域具有广阔的应用价值及市场开发前景，正在引起国际范围内的广泛关注。当前典型的 水凝胶灭火产品主要为聚丙烯酸、聚丙烯酰胺类高分子吸水树脂(申请公布号为 CN102166399A、CN107497088A、CN107456695A、CN107773897A、CN103483752A等)。可见水凝胶材料在灭火方面已经形成自身独特的优势，然而当前已有的部分水凝胶灭火产品多用于 喷洒在燃烧物表面后呈颗粒状，形成的水凝胶隔离层机械性能差，粘附性差，易于在连续喷 水过程被破坏，致使隔热、灭火和阻燃效果大幅下降、甚至产生复燃；同时产品在使用前一 般需要加工处理，如溶解、配方混合等；使用后清理不便且有残留，对环境产生一定影响。 此外，普通水凝胶材料由于密度较大，不适用于扑救液体和可熔化的固体物质引发的火灾， 如汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等引发的火灾，这严重影响水凝胶灭火材料 的应用拓展。
目前研究表明，泡沫灭火剂喷射出的轻型泡沫，能够有效的形成泡沫覆盖层，使燃烧物 表面与空气隔绝，起到窒息灭火的作用，在扑灭液体和可熔化的固体物质引发的火灾具有自 身优势。泡沫能够阻止燃烧区的热量作用于燃烧物质表面，因此可防止可燃物本身和附近可 燃物的蒸发。泡沫析出的水对燃烧物表面进行冷却，泡沫受热蒸发产生的水蒸气可以降低燃 烧物附近氧的浓度，进一步提升灭火效果。目前市售的泡沫灭火剂主要成分以硫酸铝和碳酸 氢钠溶液为主，两者接触后会立即产生大量的二氧化碳气体，泡沫从灭火器中喷出，覆盖在 燃烧物品上，达到灭火的目的。但是在使用过程中仍存在着一些不足，例如喷射出的泡沫在 高温下易失效，导致灭火效果不佳，并伴随着一定的复燃风险。此外，泡沫灭火剂在实际操 作过程中操作较为繁琐、注意事项较多，可能会因操作不当从而引发人员伤亡。因此，发展 高效、低成本、环保、易操作且适用范围广的灭火材料及设备，对于提高防灾减灾救灾能力、 维护社会公共安全、保护人民生命财产安全具有重大意义。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，采用廉价的纤 维素类材料，加入增粘剂后，水凝胶粘性大幅度升高，加入碳酸氢盐类材料后，可产生丰富 的泡沫，在密闭空间内能长久稳定存在，待喷射到可燃物表面后，泡沫破裂后放出CO2气体可 进一步提升灭火效果。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，由以下原料组分制备而成：A.纤维素类材料、 B.碳酸氢盐、C.可溶性铝盐、D.水；其制备使用方法，包括以下步骤：
(1)将1份A组分溶于50-200份水中得到溶液I，溶液I中A在水中的质量分数为0.5-2wt％；
(2)将1份B组分溶于100-200份水中得到溶液II，溶液II中B在水中的质量分数为0.5-1wt％；
(3)将上述溶液I与溶液II于密闭空间内完成混合，获得溶液III；
(4)将1份C组分溶于100-200份水中得到溶液IV，溶液IV中C在水中的质量分数为0.5-1wt％；
(5)将混合溶液III、混合溶液IV同时喷至燃烧物表面或先将混合溶液III喷至燃烧物表面， 然后将混合溶液IV喷至燃烧物表面。
优选的，所述纤维素类材料为羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素钠中的任意一种或两 种。
优选的，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的任意一种或两种。
优选的，所述可溶性铝盐为六水合氯化铝、硫酸铝中的任意一种或两种。
优选的，所述水为去离子水、自来水、雨水、地下水、河水、湖水、海水中的任意一种或多种。
本发明的有益技术效果为：
(1)成本更低：纤维素类材料由天然纤维素制得，来源广泛，成本低，相比于其他水凝 胶灭火材料成本更低；
(2)易于存储：灭火剂由纤维素类材料、碳酸氢盐及可溶性铝盐组成，更加易于保存、 运输；
(3)适用范围广：节约火场用水，可用较少的水扑救较大的火灾，且用水可选自去离子 水、自来水、雨水、河水、湖水、海水，适用范围广；
(4)机械性能增强：羧甲基纤维素钠或羧丙基甲基纤维素钠与铝离子瞬间交联形成具有 一定机械强度的水凝胶层，可有效阻火，防止火势火灾蔓延扩大，降低火灾损失；
(5)附着性好：合理的控制羧甲基纤维素钠的含量，使其能够于燃烧物之间形成更好地 附着力，进而提高灭火效果；
(6)绿色环保：所用原料无毒、对人畜无毒、不腐蚀、对环境不污染，可生物降解，不会对生态环境构成威胁；
(7)灭火效果大幅提升：相比于现有泡沫灭火剂，本发明制备的新型高粘性发泡水凝胶 灭火剂采用廉价的纤维素类材料，加入增粘剂后，水凝胶粘性大幅度升高，加入碳酸氢盐类 材料后，可产生的丰富的泡沫，在密闭空间内能长久稳定存在，待喷射到可燃物表面后，泡 沫破裂后放出CO2气体可进一步提升灭火效果；
(8)适用范围大幅扩展：相比于现有非发泡水凝胶灭火剂，本发明制备的新型发泡水凝 胶灭火剂可大幅度提升水凝胶灭火剂效率，同时低密度泡沫解决了：原本水凝胶灭火材料密度 大而不适用与扑救B类液体火灾的问题，极大的扩宽了水凝胶灭火剂的使用范围。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的溶液I的照片示意图；
图2为本发明实施例1制备的溶液III的照片示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，由以下原料组分制备而成：A.羧甲基纤维素钠、 B.碳酸氢钠、C.六水合氯化铝、D.去离子水；其制备使用方法，包括以下步骤：
(1)将1份A组分溶于200份水中得到溶液I，溶液I中A在水中的质量分数为0.5wt％；
(2)将1份B组分溶于100份水中得到溶液II，溶液II中B在水中的质量分数为1wt％；
(3)将上述溶液I与溶液II于密闭空间内完成混合，获得溶液III；
(4)将1份C组分溶于200份水中得到溶液IV，溶液IV中C在水中的质量分数为0.5wt％；
(5)将混合溶液III、混合溶液IV同时喷至燃烧物表面或先将混合溶液III喷至燃烧物表面， 然后将混合溶液IV喷至燃烧物表面。
实施例2
一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，由以下原料组分制备而成：A.羧丙基甲基纤维 素钠、B.碳酸氢钾、C.硫酸铝、D.去离子水；其制备使用方法，包括以下步骤：
(1)将1份A组分溶于50份水中得到溶液I，溶液I中A在水中的质量分数为2wt％；
(2)将1份B组分溶于200份水中得到溶液II，溶液II中B在水中的质量分数为0.5wt％；
(3)将上述溶液I与溶液II于密闭空间内完成混合，获得溶液III；
(4)将1份C组分溶于100份水中得到溶液IV，溶液IV中C在水中的质量分数为1wt％；
(5)将混合溶液III、混合溶液IV同时喷至燃烧物表面或先将混合溶液III喷至燃烧物表面， 然后将混合溶液IV喷至燃烧物表面。
实施例3
一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，由以下原料组分制备而成：A.羧甲基纤维素钠、 B.碳酸氢钠、C.六水合氯化铝、D.自来水；其制备使用方法，包括以下步骤：
(1)将1份A组分溶于100份水中得到溶液I，溶液I中A在水中的质量分数为1wt％；
(2)将1份B组分溶于150份水中得到溶液II，溶液II中B在水中的质量分数为0.67wt％；
(3)将上述溶液I与溶液II于密闭空间内完成混合，获得溶液III；
(4)将1份C组分溶于150份水中得到溶液IV，溶液IV中C在水中的质量分数为0.67wt％；
(5)将混合溶液III、混合溶液IV同时喷至燃烧物表面或先将混合溶液III喷至燃烧物表面， 然后将混合溶液IV喷至燃烧物表面。
实施例4：
本发明发泡水凝胶灭火剂中组分羧甲基纤维素钠的含量不同直接影响了发泡水凝胶灭火 剂的效果，因此，对羧甲基纤维素钠的含量进行实验优化，检测结果如下表所示：
| 羧甲基纤维素钠(wt％) | 发泡前粘度(mpa·s) | 发泡后粘度(mpa·s) |
| 0.5 | 55 | 22 |
| 1 | 235 | 93 |
| 1.5 | 875 | 376 |
| 2 | 3340 | 1589 |
由检测结果可知，随着羧甲基纤维素钠含量的增加，溶液的粘度大幅度提升。但粘度过 高会可能会造成装置的阻塞，不利于实际灭火。而粘度太低水凝胶材料不能很好的附着在燃 烧物体表面，会削弱灭火效率。因此选择羧甲基纤维素钠的含量为1.5wt％。水凝胶灭火剂充 分的粘附在燃烧物体表面，有效降低火焰温度，充分隔绝氧气，大幅提升灭火效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的技术方案 的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的 保护范围内。
Claims (5)
1.一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，其特征在于，由以下原料组分制备而成：A.纤维素类材料、B.碳酸氢盐、C.可溶性铝盐、D.水；其制备使用方法，包括以下步骤：
(1)将1份A组分溶于50-200份水中得到溶液I，溶液I中A在水中的质量分数为0.5-2wt％；
(2)将1份B组分溶于100-200份水中得到溶液II，溶液II中B在水中的质量分数为0.5-1wt％；
(3)将上述溶液I与溶液II于密闭空间内完成混合，获得溶液III；
(4)将1份C组分溶于100-200份水中得到溶液IV，溶液IV中C在水中的质量分数为0.5-1wt％；
(5)将混合溶液III、混合溶液IV同时喷至燃烧物表面或先将混合溶液III喷至燃烧物表面，然后将混合溶液IV喷至燃烧物表面。
2.根据权利要求1所述的一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，其特征在于，所述纤维素类材料为羧甲基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素钠中的任意一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，其特征在于，所述碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中的任意一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，其特征在于，所述可溶性铝盐为六水合氯化铝、硫酸铝中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂，其特征在于，所述水为去离子水、自来水、雨水、地下水、河水、湖水、海水中的任意一种或多种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910763187.3A CN110478843A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910763187.3A CN110478843A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110478843A true CN110478843A (zh) | 2019-11-22 |
Family
ID=68552012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910763187.3A Pending CN110478843A (zh) | 2019-08-19 | 2019-08-19 | 一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110478843A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114053642A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-18 | 捷润科技(广州)有限公司 | 密封或半密封空间专用灭火剂 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1931397A (zh) * | 2006-10-09 | 2007-03-21 | 西安森兰科贸有限责任公司 | 用于煤层火灾治理的复合胶体 |
| CN101874917A (zh) * | 2009-04-30 | 2010-11-03 | 林健国 | 灭火混合物 |
| US20150021055A1 (en) * | 2013-01-22 | 2015-01-22 | Miraculum Applications AB | Flame retardant and fire extinguishing product for fires in solid materials |
| CN107252555A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-10-17 | 安徽理工大学 | 一种防止采空区煤炭自燃的水成膜胶体泡沫材料及制备方法 |
| CN110124245A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-08-16 | 北京理工大学 | 发泡海藻酸钠水凝胶及其制备方法、灭火装置 |
-
2019
- 2019-08-19 CN CN201910763187.3A patent/CN110478843A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1931397A (zh) * | 2006-10-09 | 2007-03-21 | 西安森兰科贸有限责任公司 | 用于煤层火灾治理的复合胶体 |
| CN101874917A (zh) * | 2009-04-30 | 2010-11-03 | 林健国 | 灭火混合物 |
| US20150021055A1 (en) * | 2013-01-22 | 2015-01-22 | Miraculum Applications AB | Flame retardant and fire extinguishing product for fires in solid materials |
| CN107252555A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-10-17 | 安徽理工大学 | 一种防止采空区煤炭自燃的水成膜胶体泡沫材料及制备方法 |
| CN110124245A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-08-16 | 北京理工大学 | 发泡海藻酸钠水凝胶及其制备方法、灭火装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 周春山: "《矿用羧甲基纤维素钠_柠檬酸铝防灭火凝胶的制备与特性研究》", 31 July 2018, 中国矿业大学出版社 * |
| 段久芳: "《天然高分子材料》", 30 September 2016, 华中科技大学出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114053642A (zh) * | 2021-12-13 | 2022-02-18 | 捷润科技(广州)有限公司 | 密封或半密封空间专用灭火剂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110935128B (zh) | 一种防火降温水凝胶及其制备方法 | |
| CN105688361B (zh) | B类火灾用灭火剂 | |
| CN101874917B (zh) | 灭火混合物 | |
| CN102949802B (zh) | 一种含有有机酸类化合物的灭火组合物 | |
| US11577110B2 (en) | Post-foaming composition for protection against fire and/or heat | |
| JP6173212B2 (ja) | 高温昇華によって消火物質を生成する消火組成物 | |
| Ni et al. | Performance evaluation of water mist with bromofluoropropene in suppressing gasoline pool fires | |
| CN102772878B (zh) | 一种二氧化碳水合物灭火剂及其应用 | |
| NO323306B1 (no) | Brannslukningsmiddel, fremgangsmate til dets fremstilling samt fremgangsmate ved slukking av brann | |
| CN110193163B (zh) | 一种可调配比例的水系灭火剂及其制备方法 | |
| CN102274604B (zh) | 一种水基灭火剂 | |
| CN102940948B (zh) | 三相复合型泡沫液的应用 | |
| JP2013541361A5 (zh) | ||
| CN108031051A (zh) | 一种防治煤火灾的复合水基泡沫材料及其制备方法 | |
| CN111686398B (zh) | 一种环保高效泡沫灭火剂及其制备方法 | |
| CN108498998A (zh) | 煤矿用复合灭火材料及其制备方法 | |
| CN103331008A (zh) | 甲醇高效抗溶性水成膜泡沫灭火剂及其制备方法 | |
| CN110404225B (zh) | 一种环保型高分子胶体灭火添加剂及其制备方法和应用 | |
| CN101524582B (zh) | 一种环保抑烟灭火剂及其制备和使用方法 | |
| CN110478843A (zh) | 一种高效发泡型纤维素类水凝胶灭火剂 | |
| Jiang et al. | A reference to sea water in oil tank fire of coastal oil depot | |
| US3684018A (en) | Foam-forming flame-extinguishing compositions containing alkylpolyalkoxysulfates, polyoxyethylene resin and symmetrical dibromotetrafluoroethane | |
| CN113144496A (zh) | 一种含聚乙二醇的高效灭火剂 | |
| CN101020108B (zh) | 多组分细水雾灭火添加剂及其制备方法 | |
| CN111135521A (zh) | 一种适用于-30℃的耐寒型水系灭火剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191122 |