CN115177904A - 一种纳米微泡灭火胶囊制备方法及多形态灭火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气化学灭火材料技术领域，尤其涉及一种纳米微泡灭火胶囊制备方法及多形态灭火方法，一种纳米微泡灭火胶囊制备方法及多形态灭火方法，所述新型仿生纳米胶囊灭火器由纳米灭火胶囊材料制备而成，具体包括以下步骤：(1)制备配方组分：WPI、GA、Freon114B‑2、冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠、硅树脂；(2)溶解：称取一定量的WPI溶解在蒸馏水中，配置成一定浓度的WPI溶液。本发明中，通过将Freon114B‑2/WPI‑GA微胶囊喷洒到燃烧物上，溴离子破坏燃料在燃烧过程中产生氢离子的连锁化学反应，中断燃烧而达到灭火的目的，通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，当发生火灾时，本发明不会造成电器设备的短路，以及消防人员触电事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及电气化学灭火材料技术领域，尤其涉及一种纳米微泡灭火胶囊制备方法及多形态灭火方法。
背景技术
电气火灾依然是火灾发生的重要源头之一，这些源头主要集中在配电箱、配电柜、插座、电池组、用电器、电缆桥架等，这些源头都有一个基本特点就是空间相对较小，并且密闭，初期火灾较难发现，一旦发现，其发展速度极快。所以，一直以来小空间灭火是一个十分头疼的问题。因为空间小，现有市面上的灭火器体积大，无法将灭火器合适的加装在设备箱内，水灭火存在一定局限性，但是小空间又是火灾发生的重要火源点，等待发现初期火灾后，人工再使用灭火器、或水、沙子、灭火毯等灭火措施，时间损失较大，可能酿成重大火灾。使用大型管网灭火，其成本极高，不适合初期火灾的处置，并且比较危险，灭火后的污染大。尤其在家庭、电缆沟、航天器、交通工具、设备机房、石油化工、煤矿、冶金等领域一直没有较好的处置办法。
为了应对小空间内的这些电气火灾的源头存在的火灾风险，一般是通过采用使用阻燃材料，人们开发了微胶囊灭火器，以气体灭火剂和微胶囊包覆材料为主材，在特定工艺条件下包覆材料将气体灭火剂包裹形成微胶囊结构，在发生火情时，微胶囊结构上的包覆材料在高温作用下破裂，气体灭火剂在高温作用下释放阻燃气体，从而控制火情。现有的微胶囊结构颗粒较多，均匀性差，长期存储能力差等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米微泡灭火胶囊制备方法及多形态灭火方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，所述新型仿生纳米胶囊灭火器由纳米灭火胶囊材料制备而成，具体包括以下步骤：
(1)制备配方组分：WPI、GA、Freon114B-2、冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠、硅树脂；
(2)溶解：称取一定量的WPI溶解在蒸馏水中，配置成一定浓度的WPI溶液，称取一定量的GA溶解在蒸馏水中，配置与WPI溶液相同浓度的GA溶液；
(3)乳化：量取一定体积的WPI溶液于三颈烧瓶中，将其置于恒温水浴中，连接冷凝管，保证体系在密封条件下，将乳化剂与芯材Freon114B-2混合搅拌后加到含有WPI溶液三颈烧瓶中，再滴加等量的GA溶液，形成乳白色乳液；
(4)凝聚：向乳液中缓慢滴加体积分数为10％的冰醋酸溶液调节乳液PH值，在一定温度下反应1h；
(5)交联固化：关闭加热源使其自然冷却至25℃，再用冰水浴将体系至降温8℃以下，继续搅拌反应30min,在低温下(8℃以下)加入一定量的固化剂戊二醛，用体积分数为10％的氢氧化钠溶液调节反应体系PH值至9.0，固化反应1h，得到微胶囊悬浊液；
(6)样品干燥：将微胶囊悬浊液离心，用蒸馏水洗微胶囊至少3遍，离心分离，干燥后得到粉末状Freon114B-2/WPI-GA微胶囊；
优选的，所述WPI为乳清分离蛋白，所述GA为阿拉伯胶，所述Freon114B-2为四氟二溴乙烷。
优选的，步骤(3)中，乳化剂选用吐温、司盘中一种或几种的复配。
优选的，步骤(3)中，所述述乳化在均质搅拌条件下进行乳化，转速为1000r/min～5000r/min，乳化时间为5～15min。
优选的，步骤(6)中，所述微胶囊悬浊液干燥的方法为真空冷冻干燥。
一种纳米微泡灭火胶囊多形态灭火方法，包括Freon114B-2/WPI-GA微胶囊，所述Freon114B-2/WPI-GA微胶囊喷洒到燃烧物上，溴离子破坏燃料在燃烧过程中产生氢离子的连锁化学反应，中断燃烧而达到灭火的目的，通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊能够在燃烧物燃烧时将火焰熄灭，具有较好的灭火性能，WPI、GA为壁材的微胶囊具有较好的热稳定性，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊在常温常压的室内环境下放置50d后，芯材的保留率为93.1％，具有较好的储存稳定性。
优选的，将微胶囊悬浊液，加入适当比例的硅树脂混合均匀，形成的灭火贴，可以张贴在配电箱、开关插座、各类柜体的内部，方便灭火措施改造、加装。
优选的，将微胶囊悬浊液，加入适当比例的硅树脂混合均匀，形成的灭火绳索，可以作用与电缆桥架、电池储存箱、集装箱等较大空间的灭火，并且可以反复回收利用。
本发明至少具备以下有益效果：
1、本发明中，通过将Freon114B-2/WPI-GA微胶囊喷洒到燃烧物上，溴离子破坏燃料在燃烧过程中产生氢离子的连锁化学反应，中断燃烧而达到灭火的目的，通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，当发生火灾时，本发明不会造成电器设备的短路，以及消防人员触电事故的发生；
2、本发明中，通过Freon114B-2/WPI-GA微胶囊能够在燃烧物燃烧时将火焰熄灭，具有较好的灭火性能，WPI、GA为壁材的微胶囊具有较好的热稳定性，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊在常温常压的室内环境下放置50d后，芯材的保留率为93.1％，具有较好的储存稳定性，本发明能够做到灭火效果好、灭火速度快，储存稳定，十分适合推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供了一种纳米微泡灭火胶囊制备方法及多形态灭火方法的技术方案：
如图1所示，一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，所述新型仿生纳米胶囊灭火器由纳米灭火胶囊材料制备而成，具体包括以下步骤：
(1)制备配方组分：WPI、GA、Freon114B-2、冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠、硅树脂；
(2)溶解：称取一定量的WPI溶解在蒸馏水中，配置成一定浓度的WPI溶液，称取一定量的GA溶解在蒸馏水中，配置与WPI溶液相同浓度的GA溶液；
(3)乳化：量取一定体积的WPI溶液于三颈烧瓶中，将其置于恒温水浴中，连接冷凝管，保证体系在密封条件下，将乳化剂与芯材Freon114B-2混合搅拌后加到含有WPI溶液三颈烧瓶中，再滴加等量的GA溶液，形成乳白色乳液；
(4)凝聚：向乳液中缓慢滴加体积分数为10％的冰醋酸溶液调节乳液PH值，在一定温度下反应1h；
(5)交联固化：关闭加热源使其自然冷却至25℃，再用冰水浴将体系至降温8℃以下，继续搅拌反应30min,在低温下(8℃以下)加入一定量的固化剂戊二醛，用体积分数为10％的氢氧化钠溶液调节反应体系PH值至9.0，固化反应1h，得到微胶囊悬浊液；
(6)样品干燥：将微胶囊悬浊液离心，用蒸馏水洗微胶囊至少3遍，离心分离，干燥后得到粉末状Freon114B-2/WPI-GA微胶囊；
所述WPI为乳清分离蛋白，所述GA为阿拉伯胶，所述Freon114B-2为四氟二溴乙烷。
步骤(3)中，乳化剂选用吐温、司盘中一种或几种的复配。
步骤(3)中，所述述乳化在均质搅拌条件下进行乳化，转速为1000r/min～5000r/min，乳化时间为5～15min。
步骤(6)中，所述微胶囊悬浊液干燥的方法为真空冷冻干燥。
一种纳米微泡灭火胶囊多形态灭火方法，包括Freon114B-2/WPI-GA微胶囊，所述Freon114B-2/WPI-GA微胶囊喷洒到燃烧物上，溴离子破坏燃料在燃烧过程中产生氢离子的连锁化学反应，中断燃烧而达到灭火的目的，通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊能够在燃烧物燃烧时将火焰熄灭，具有较好的灭火性能，WPI、GA为壁材的微胶囊具有较好的热稳定性，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊在常温常压的室内环境下放置50d后，芯材的保留率为93.1％，具有较好的储存稳定性。
一种纳米微泡灭火胶囊多形态灭火方法，还其包含有灭火贴，具体包括以下步骤：
(1)制备配方组分：WPI、GA、Freon114B-2、冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠、硅树脂；
(2)溶解：称取一定量的WPI溶解在蒸馏水中，配置成一定浓度的WPI溶液，称取一定量的GA溶解在蒸馏水中，配置与WPI溶液相同浓度的GA溶液；
(3)乳化：量取一定体积的WPI溶液于三颈烧瓶中，将其置于恒温水浴中，连接冷凝管，保证体系在密封条件下，将乳化剂与芯材Freon114B-2混合搅拌后加到含有WPI溶液三颈烧瓶中，再滴加等量的GA溶液，形成乳白色乳液；
(4)凝聚：向乳液中缓慢滴加体积分数为10％的冰醋酸溶液调节乳液PH值，在一定温度下反应1h；
(5)交联固化：关闭加热源使其自然冷却至25℃，再用冰水浴将体系至降温8℃以下，继续搅拌反应30min,在低温下(8℃以下)加入一定量的固化剂戊二醛，用体积分数为10％的氢氧化钠溶液调节反应体系PH值至9.0，固化反应1h，得到微胶囊悬浊液；
(6)样品干燥：将微胶囊悬浊液离心，用蒸馏水洗微胶囊至少3遍，离心分离，干燥后得到粉末状Freon114B-2/WPI-GA微胶囊，所述WPI为乳清分离蛋白，所述GA为阿拉伯胶，所述Freon114B-2为四氟二溴乙烷。
步骤(3)中，乳化剂选用吐温、司盘中一种或几种的复配。
步骤(3)中，所述述乳化在均质搅拌条件下进行乳化，转速为1000r/min～5000r/min，乳化时间为5～15min。
步骤(6)中，所述微胶囊悬浊液干燥的方法为真空冷冻干燥。
(7)将微胶囊悬浊液，加入适当比例的硅树脂混合均匀，形成灭火贴，可以张贴在配电箱、开关插座、各类柜体的内部，方便灭火措施改造、加装。
一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，还包含有灭火绳索，具体包括以下步骤：
(1)制备配方组分：WPI、GA、Freon114B-2、冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠、硅树脂；
(2)溶解：称取一定量的WPI溶解在蒸馏水中，配置成一定浓度的WPI溶液，称取一定量的GA溶解在蒸馏水中，配置与WPI溶液相同浓度的GA溶液；
(3)乳化：量取一定体积的WPI溶液于三颈烧瓶中，将其置于恒温水浴中，连接冷凝管，保证体系在密封条件下，将乳化剂与芯材Freon114B-2混合搅拌后加到含有WPI溶液三颈烧瓶中，再滴加等量的GA溶液，形成乳白色乳液；
(4)凝聚：向乳液中缓慢滴加体积分数为10％的冰醋酸溶液调节乳液PH值，在一定温度下反应1h；
(5)交联固化：关闭加热源使其自然冷却至25℃，再用冰水浴将体系至降温8℃以下，继续搅拌反应30min,在低温下(8℃以下)加入一定量的固化剂戊二醛，用体积分数为10％的氢氧化钠溶液调节反应体系PH值至9.0，固化反应1h，得到微胶囊悬浊液；
(6)样品干燥：将微胶囊悬浊液离心，用蒸馏水洗微胶囊至少3遍，离心分离，干燥后得到粉末状Freon114B-2/WPI-GA微胶囊，所述WPI为乳清分离蛋白，所述GA为阿拉伯胶，所述Freon114B-2为四氟二溴乙烷。
步骤(3)中，乳化剂选用吐温、司盘中一种或几种的复配。
步骤(3)中，所述述乳化在均质搅拌条件下进行乳化，转速为1000r/min～5000r/min，乳化时间为5～15min。
步骤(7)中，所述微胶囊悬浊液干燥的方法为真空冷冻干燥。
将微胶囊悬浊液，加入适当比例的硅树脂混合均匀，形成灭火绳索，可以作用与电缆桥架、电池储存箱、集装箱等较大空间的灭火，并且可以反复回收利用。
工作原理：本发明中，通过将Freon114B-2/WPI-GA微胶囊喷洒到燃烧物上，溴离子破坏燃料在燃烧过程中产生氢离子的连锁化学反应，中断燃烧而达到灭火的目的，通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，当发生火灾时，本发明不会造成电器设备的短路，以及消防人员触电事故的发生，本发明中，通过Freon114B-2/WPI-GA微胶囊能够在燃烧物燃烧时将火焰熄灭，具有较好的灭火性能，WPI、GA为壁材的微胶囊具有较好的热稳定性，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊在常温常压的室内环境下放置50d后，芯材的保留率为93.1％，具有较好的储存稳定性，本发明能够做到灭火效果好、灭火速度快，储存稳定，十分适合推广使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (8)
1.一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，所述新型仿生纳米胶囊灭火器由纳米灭火胶囊材料制备而成，具体包括以下步骤：
(1)制备配方组分：WPI、GA、Freon114B-2、冰醋酸、戊二醛、氢氧化钠、硅树脂；
(2)溶解：称取一定量的WPI溶解在蒸馏水中，配置成一定浓度的WPI溶液，称取一定量的GA溶解在蒸馏水中，配置与WPI溶液相同浓度的GA溶液；
(3)乳化：量取一定体积的WPI溶液于三颈烧瓶中，将其置于恒温水浴中，连接冷凝管，保证体系在密封条件下，将乳化剂与芯材Freon114B-2混合搅拌后加到含有WPI溶液三颈烧瓶中，再滴加等量的GA溶液，形成乳白色乳液；
(4)凝聚：向乳液中缓慢滴加体积分数为10％的冰醋酸溶液调节乳液PH值，在一定温度下反应1h；
(5)交联固化：关闭加热源使其自然冷却至25℃，再用冰水浴将体系至降温8℃以下，继续搅拌反应30min,在低温下(8℃以下)加入一定量的固化剂戊二醛，用体积分数为10％的氢氧化钠溶液调节反应体系PH值至9.0，固化反应1h，得到微胶囊悬浊液；
(6)样品干燥：将微胶囊悬浊液离心，用蒸馏水洗微胶囊至少3遍，离心分离，干燥后得到粉末状Freon114B-2/WPI-GA微胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，其特征在于，所述WPI为乳清分离蛋白，所述GA为阿拉伯胶，所述Freon114B-2为四氟二溴乙烷。
3.根据权利要求1所述的一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，其特征在于，步骤(3)中，乳化剂选用吐温、司盘中一种或几种的复配。
4.根据权利要求1所述的一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述述乳化在均质搅拌条件下进行乳化，转速为1000r/min～5000r/min，乳化时间为5～15min。
5.根据权利要求1所述的一种纳米微泡灭火胶囊制备方法，其特征在于，步骤(6)中，所述微胶囊悬浊液干燥的方法为真空冷冻干燥。
6.一种纳米微泡灭火胶囊多形态灭火方法，其特征在于，包括Freon114B-2/WPI-GA微胶囊，所述Freon114B-2/WPI-GA微胶囊喷洒到燃烧物上，溴离子破坏燃料在燃烧过程中产生氢离子的连锁化学反应，中断燃烧而达到灭火的目的，通过抑制燃烧的化学反应过程，使燃烧中断，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊能够在燃烧物燃烧时将火焰熄灭，具有较好的灭火性能，WPI、GA为壁材的微胶囊具有较好的热稳定性，Freon114B-2/WPI-GA微胶囊在常温常压的室内环境下放置50d后，芯材的保留率为93.1％，具有较好的储存稳定性。
7.根据权利要求6所述的一种纳米微泡灭火胶囊多形态灭火方法，其特征在于，还包括将微胶囊悬浊液，加入适当比例的硅树脂混合均匀，形成的灭火贴，可以张贴在配电箱、开关插座、各类柜体的内部，方便灭火措施改造、加装。
8.根据权利要求6所述的一种纳米微泡灭火胶囊多形态灭火方法，其特征在于，还包括将微胶囊悬浊液，加入适当比例的硅树脂混合均匀，形成的灭火绳索，可以作用与电缆桥架、电池储存箱、集装箱等较大空间的灭火，并且可以反复回收利用。
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