CN116808498A - 一种植物改性灭火剂及其制备方法 - Google Patents

一种植物改性灭火剂及其制备方法 Download PDF

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CN116808498A CN202310706113.2A CN202310706113A CN116808498A CN 116808498 A CN116808498 A CN 116808498A CN 202310706113 A CN202310706113 A CN 202310706113A CN 116808498 A CN116808498 A CN 116808498A
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Anhui Tianzhishui Fire Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了灭火剂制备技术领域，具体是指一种植物改性灭火剂，包括如下重量份组分：植物阻燃剂30‑35份，植物改性剂25‑30份，植物灰渣水35‑45份，改性玉米淀粉3‑5份；植物阻燃剂包含盐蒿、白沙蒿、红树皮、榆树皮、山药、豆饼水、苯甲酸钠、丙二醇、羧甲基纤维素、甜菜碱；植物改性剂包含橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子、活性水；所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物；本发明通过对高直链玉米淀粉进行改性，实现改性玉米淀粉耐燃性、阻燃性的上升，将改性玉米淀粉加入植物改性灭火剂中，实现植物改性灭火剂阻燃能力的增强。

Description

一种植物改性灭火剂及其制备方法
技术领域
本发明属于灭火剂制备技术领域，具体是指一种植物改性灭火剂及其制备方法。
背景技术
灭火剂是指用于灭火的化学药品、物理材料或装置，广泛应用于生活中；传统的化学灭火剂通常含有一些有害化学物质，如重金属、氟化物等，这些化学物质会对人类和环境造成影响，甚至是不可逆的损伤；植物改性灭火剂是一种利用植物提取物改性后制成的灭火剂，植物改性灭火剂具有良好的灭火效果，灭火时不会产生有害的化学物质，有效地减小了对人类和环境的影响，因此，植物改性灭火剂备受市场青睐；植物灭火剂中包含多糖、蛋白质等有机物，燃烧过程中会降低可燃物的热量、阻碍可燃物与氧气的结合，进而实现阻燃效果；目前现有技术主要存在以下问题：市面上存在的植物灭火剂的阻燃效果有限的问题，只能一定程度上延缓火势，这严重降低了植物改性灭火剂的灭火效果；因此，制备一种具有强力阻燃效果的植物改性灭火剂是亟待解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种植物改性灭火剂，为了解决植物改性灭火剂阻燃效果不佳的问题，本发明提出通过添加改性玉米淀粉的方式，实现了植物改性灭火剂阻燃效果提升的技术效果。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种植物改性灭火剂及其制备方法，具体包括如下重量份的组分：植物阻燃剂30-35份，植物改性剂25-30份，植物灰渣水35-45份，改性玉米淀粉3-5份。
优选地，所述植物阻燃剂具体包括如下重量份组分：盐蒿3-5份，白沙蒿3-5份，红树皮4-5份，榆树皮1-2份，山药2-4份，豆饼水45-50份，苯甲酸钠0.3-0.5份，丙二醇3-3.5份，羧甲基纤维素0.1-0.2份，甜菜碱0.8-1份。
优选地，所述植物阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、将盐蒿、白沙蒿、红树皮、榆树皮、山药晒干粉碎至1-2mm，加入豆饼水混合均匀，加热发酵，加水，加热保温，降温过滤，制得植物制取液；
S2、称取步骤S1中制得的植物制取液，加入苯甲酸钠、丙二醇、羧甲基纤维素、甜菜碱，搅拌、降温、过滤，制得植物阻燃剂。
优选地，在步骤S1中，植物与豆饼水重量比为1:1.2-2；在35-40℃条件下发酵72-96h；水与豆饼水的重量比为1:1.2-1.5；加热至90-95℃保温4-6h。
优选地，在步骤S2中，加热温度为50-55℃；在转速为40-60r/min的转速下搅拌3-4h。
优选地，所述豆饼水为大豆与豌豆按质量比1:1制成的豆饼提取的溶液，具体包括如下步骤：
将豆饼破碎成2-3mm置于水中，常温浸泡，加热保温，降温过滤，取滤液为豆饼水。
优选地，植物改性剂具体包括如下重量份组分：橙子皮4-5份，甜菜渣3-4份，葡萄籽1.5-2份，蕨菜根2-3份，无患子1-2份，活性水80-100份。
优选地，所述植物改性剂的制备方法，具体包括如下步骤：
将橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子粉碎至1-2mm，添加到活性水中浸泡，加热保温，降温过滤，取其清液即为植物改性剂。
优选地，在15-30℃下浸泡12-14h；在60-70℃下加热6h。
优选地，所述活性水为酒糟、草木灰和水制备形成的溶剂，具体包括如下步骤：
将草木灰、酒糟置于水中搅拌均匀，草木灰、酒糟与水的质量比为5-10:15-20:70-80，常温下浸泡24-26h，在85-95℃下加热1.5h，冷却过滤，得到活性水。
优选地，植物灰渣水为植物改性剂中产生的植物料渣焚烧后的植物渣灰制得的植物渣灰水，具体包括如下步骤：
提取植物改性剂中产生的植物料渣进行焚烧，取焚烧后的植物渣灰加入水中，搅拌、静置，即为植物渣灰水。
优选地，植物渣灰与水的质量比为1:9；在40-60r/min转速下搅拌1h，静置48h。
优选地，所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物，具体包括如下步骤：
（1）将淀粉与氢氧化钠加入乙醇中，搅拌，制得碱化淀粉；
（2）将3-溴丙磺酸钠与步骤（1）中所得碱化淀粉加入三颈瓶中，加热搅拌，调节pH值为7，即制得磺化淀粉粗产物；
（3）将步骤（2）中磺化淀粉粗产物溶于水搅拌，得到清液，将乙醇溶液加入清液中洗涤，直至沉淀不再析出，回收沉淀，真空干燥，研磨至100目，制得磺化玉米淀粉；
（4）将尿素研磨至100目，加热煅烧，冷却研磨至100目，得到氮化碳；
（5）将步骤（4）中所得的氮化碳溶于稀硫酸溶液，加热保温、冷却、过滤、洗涤，得到活性氮化碳；
（6）将步骤（3）中所制的磺化玉米淀粉、步骤（5）中所制的活性氮化碳置于蒸馏水中，加热搅拌，干燥，制得改性玉米淀粉。
优选地，在步骤（1）中，氢氧化钠与淀粉的质量比为1:100，淀粉与乙醇的质量体积比（g/mL）为1:6-8；搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为1h；
优选地，在步骤（2）中，3-溴丙磺酸钠与碱化淀粉质量比为1:2；加热温度为45-60℃，搅拌速度为80-100r/min，反应时间为2-3h；
优选地，在步骤（3）中，乙醇溶液的体积浓度为60％；干燥温度为60-80℃，干燥时间为3-4h；
优选地，在步骤（4）中，升温速率为5℃/min，煅烧温度为550-560℃，煅烧时间为3h；
优选地，在步骤（5）中，稀硫酸的质量分数为40％；加热温度为60℃，加热时间为6h；
优选地，在步骤（6）中，磺化玉米淀粉与活性氮化碳的质量比为1:1；加热温度为35-45℃，搅拌速度为100-120r/min，搅拌反应时间为1h；干燥温度为45-50℃，干燥时间为24h。
本发明还提供了一种植物改性灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
将上述制得的植物阻燃剂、植物改性剂、植物灰渣水、改性玉米淀粉混合，加热搅拌，降温过滤储存，即为植物改性灭火剂。
优选地，加热温度为45-55℃，加热时间为2h，搅拌速度为60r/min。
本发明取得的有益效果如下：
本发明通过向植物改性灭火剂中添加改性玉米淀粉，阻止氧气与可燃物的结合、减少可燃物热量的产生和传递，实现了植物改性灭火剂阻燃效果的提升；改性玉米淀粉通过对高直链玉米淀粉进行磺化处理、氮化碳改性，将磺基引入高直链玉米淀粉中，磺基的存在使高直链玉米淀粉耐热性、流动性增强；氮化碳具有稳定的化学结构、耐高温性能，经过活化处理的氮化碳表面存在大量羟基，羟基与磺化玉米淀粉上的磺基形成氢键，分子结合更加紧密，改性玉米淀粉起到了隔热保护作用，有效减少了可燃物燃烧过程中热量的传递；改性玉米淀粉在高温下会发生物理脱水，淀粉中的结晶水蒸发，延缓火势；随着温度升高，淀粉发生热分解和化学脱水，羟基间发生缩合反应形成醚键并脱水，葡萄糖环中相邻羟基发生化学脱水，生成碳碳双键或发生环断裂；温度继续升高，淀粉分子链发生断裂，发生炭化反应，燃烧时改性玉米淀粉与空气中的氧气结合，降低了空气中的氧气的密度，燃烧时会释放二氧化碳，二氧化碳会阻碍可燃物与空气中氧气的结合，进一步限制火势的蔓延；改性玉米淀粉使用的是高直链玉米淀粉，玉米淀粉分子中含有大量的直链淀粉，直链淀粉具有良好的成膜性，燃烧后会形成致密炭层包覆在可燃物上，抑制可燃气体逸出和热氧交换，实现阻燃；改性玉米淀粉引入了氮化碳，在高温下，氮化碳与氧气反应生成氮气和二氧化碳，减少了空气中氧气的同时形成气体保护层，阻燃可燃物与氧气的结合；红树皮、榆树皮、盐蒿等植物材料中含有大量有机物，如黄酮化合物、多酚类成分、单宁、果胶等多糖物质、皂苷类化合物等，起到阻燃和稳定作用，进一步增强植物改性灭火剂的阻燃效果。
附图说明
图1是本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂pH值结果图；
图2是本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂25％析出时间结果图；
图3是本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂发泡倍数结果图；
图4是本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂灭火时间结果图；
图5是本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂25％抗烧时间结果图；
图6是本发明实施例1所制备的改性玉米淀粉的磺化原理图。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用，但不能限制本申请的内容。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为从商业渠道购买得到的。
苯甲酸钠（CasNo:532-32-1），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A71397；
丙二醇（CasNo:57-55-6），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A58153；
羧甲基纤维素（CasNo:9004-32-4），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A05925；
甜菜碱（CasNo:590-46-5），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A35932；
高直链玉米淀粉（CasNo:9005-25-8），购于上海麦克林生化科技有限公司，货号S818265-5kg；
氢氧化钠（CasNo:1310-73-2），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A53741；
乙醇（CasNo:64-17-5），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号G00004；
3-溴丙磺酸钠（CasNo:153912-33-5），购于阿拉丁控股集团有限公司，货号D467134-1g；
尿素（CasNo:57-13-6），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号B76892；
过硫酸铵（CasNo:7727-54-0），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A68367；
甲基丙烯磺酸钠溶液（CasNo:5165-97-9），购于上海麦克林生化科技有限公司，货号A885992-100ml；
稀硫酸溶液（CasNo:7664-93-9），购于上海金畔生物科技有限公司，货号124230025；
蒸馏水（CasNo:7732-18-5），购于北京伊诺凯科技有限公司，货号A67662。
实施例1
一种植物改性灭火剂，具体包括如下重量份的组分：植物阻燃剂30份，植物改性剂25份，植物灰渣水45份，改性玉米淀粉3份。
所述植物阻燃剂包括如下重量份成分：盐蒿3份，白沙蒿3份，红树皮4份，榆树皮1份，山药2份，豆饼水45份，苯甲酸钠0.3份，丙二醇3份，羧甲基纤维素0.1份，甜菜碱0.8份；
所述植物阻燃剂制备具体包括如下步骤：
S1、将盐蒿、白沙蒿、红树皮、榆树皮、山药晒干粉碎至1-2mm，加入豆饼水混合均匀，植物与豆饼水重量比为1:1.2，在35℃条件下发酵72h，加水，水与豆饼水的重量比为1:1.2，在90℃下保温4h，降温过滤，制得植物制取液；
S2、称取步骤S1中制得的植物制取液，加入苯甲酸钠、丙二醇、羧甲基纤维素、甜菜碱，在50℃、40r/min的搅拌速度下搅拌3h，降温过滤，制得植物阻燃剂。、
所述豆饼水为大豆与豌豆按质量比1:1制成的豆饼提取的溶液，具体包括如下步骤：
将豆饼破碎成2-3mm置于水中，豆饼与水的重量比为1:9，常温浸泡23h，在93℃下保温3h，降温过滤，取滤液为豆饼水。
所述植物改性剂包括如下重量份成分：橙子皮4份，甜菜渣3份，葡萄籽1.5份，蕨菜根2份，无患子1份，活性水80份；
所述植物改性剂制备具体包括如下步骤：
将橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子粉碎至1-2mm，在15℃的活性水中浸泡12h，在60℃下加热6h，降温过滤，取其清液即为植物改性剂。
所述活性水为酒糟、草木灰和水制备形成的溶剂，具体包括如下步骤：
将草木灰、酒糟置于水中搅拌均匀，草木灰、酒糟与水的质量比为1:3:16，常温下浸泡24h，在85℃下加热1.5h，冷却过滤，得到活性水。
植物灰渣水为植物改性剂中产生的植物料渣焚烧后的植物渣灰制得的植物渣灰水，具体包括如下步骤：
提取植物改性剂中产生的植物料渣进行焚烧，取焚烧后的植物渣灰加入水中，植物渣灰与水的质量比为1:9，在40r/min的搅拌速度下搅拌1h，静置48h，即为植物渣灰水。
所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物，具体包括如下步骤：
（1）将淀粉与氢氧化钠加入乙醇中，氢氧化钠与淀粉的质量比为1:100，淀粉与乙醇的质量体积比（g/mL）为1:6，在搅拌速度为60r/min条件下搅拌1h，制得碱化淀粉；
（2）将3-溴丙磺酸钠与步骤（1）中所得碱化淀粉加入三颈瓶中，3-溴丙磺酸钠与碱化淀粉质量比为1:2，在加热温度为45℃，搅拌速度为80r/min的条件下反应2h，调节pH值为7，即制得磺化淀粉粗产物；
（3）将步骤（2）中磺化淀粉粗产物溶于水搅拌，得到清液，将体积浓度为60％的乙醇溶液加入清液中洗涤，直至沉淀不再析出，回收沉淀，在60℃下真空干燥3h，研磨至100目，制得磺化玉米淀粉；
（4）将尿素研磨至100目，升温速率为5℃/min，在550℃下煅烧3h，冷却研磨至100目，得到氮化碳；
（5）将步骤（4）中所得的氮化碳溶于稀硫酸溶液，稀硫酸的质量分数为40％，在60℃下保温6h，冷却、过滤、洗涤，得到活性氮化碳；
（6）将步骤（3）中所制的磺化玉米淀粉、步骤（5）中所制的活性氮化碳置于蒸馏水中，磺化玉米淀粉与活性氮化碳的质量比为1:1，在加热温度为35℃，搅拌速度为100r/min的条件下反应1h，在45℃下干燥24h，制得改性玉米淀粉。
本发明还提供了一种植物改性灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
将上述制得的植物阻燃剂、植物改性剂、植物灰渣水混合，加入改性玉米淀粉在45℃、搅拌速度为60r/min的条件下保温2h，降温过滤储存，即为植物改性灭火剂。
实施例2
一种植物改性灭火剂，具体包括如下重量份的组分：植物阻燃剂35份，植物改性剂30份，植物灰渣水35份，改性玉米淀粉5份。
所述植物阻燃剂包括如下重量份成分：盐蒿5份，白沙蒿5份，红树皮5份，榆树皮2份，山药4份，豆饼水50份，苯甲酸钠0.5份，丙二醇3.5份，羧甲基纤维素0.2份，甜菜碱1份；
所述植物阻燃剂制备具体包括如下步骤：
S1、将盐蒿、白沙蒿、红树皮、榆树皮、山药晒干粉碎至1-2mm，加入豆饼水混合均匀，植物与豆饼水重量比为1:2，在40℃条件下发酵96h，加水，水与豆饼水的重量比为1:1.5，在95℃下保温6h，降温过滤，制得植物制取液；
S2、称取步骤S1中制得的植物制取液，加入苯甲酸钠、丙二醇、羧甲基纤维素、甜菜碱，在55℃、60r/min的搅拌速度下搅拌4h，降温过滤，制得植物阻燃剂。
所述豆饼水为大豆与豌豆按质量比1:1制成的豆饼提取的溶液，具体包括如下步骤：
将豆饼破碎成2-3mm置于水中，豆饼与水的重量比为3:17，常温浸泡25h，在97℃下保温4h，降温过滤，取滤液为豆饼水。
所述植物改性剂包括如下重量份成分：橙子皮5份，甜菜渣4份，葡萄籽2份，蕨菜根3份，无患子2份，活性水100份；
所述植物改性剂制备具体包括如下步骤：
将橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子粉碎至1-2mm，在30℃的活性水中浸泡14h，在70℃下加热6h，降温过滤，取其清液即为植物改性剂。
所述活性水为酒糟、草木灰和水制备形成的溶剂，具体包括如下步骤：
将草木灰、酒糟置于水中搅拌均匀，草木灰、酒糟与水的质量比为1:2:7，常温下浸泡26h，在95℃下加热1.5h，冷却过滤，得到活性水。
植物灰渣水为植物改性剂中产生的植物料渣焚烧后的植物渣灰制得的植物渣灰水，具体包括如下步骤：
提取植物改性剂中产生的植物料渣进行焚烧，取焚烧后的植物渣灰加入水中，植物渣灰与水的质量比为1:9，在60r/min的搅拌速度下搅拌1h，静置48h，即为植物渣灰水。
所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物，具体包括如下步骤：
（1）将淀粉与氢氧化钠加入乙醇中，氢氧化钠与淀粉的质量比为1:100，淀粉与乙醇的质量体积比（g/mL）为1:8，在搅拌速度为80r/min条件下搅拌1h，制得碱化淀粉；
（2）将3-溴丙磺酸钠与步骤（1）中所得碱化淀粉加入三颈瓶中，3-溴丙磺酸钠与碱化淀粉质量比为1:2，在加热温度为60℃，搅拌速度为100r/min条件下反应3h，调节pH值为7，即制得磺化淀粉粗产物；
（3）将步骤（2）中磺化淀粉粗产物溶于水搅拌，得到清液，将体积浓度为60％的乙醇溶液加入清液中洗涤，直至沉淀不再析出，回收沉淀，在80℃下真空干燥4h，研磨至100目，制得磺化玉米淀粉；
（4）将尿素研磨至100目，升温速率为5℃/min，在560℃下煅烧3h，冷却研磨至100目，得到氮化碳；
（5）将步骤（4）中所得的氮化碳溶于质量分数为40％稀硫酸溶液，在60℃下保温6h，冷却、过滤、洗涤，得到活性氮化碳；
（6）将步骤（3）中所制的磺化玉米淀粉、步骤（5）中所制的活性氮化碳置于蒸馏水中，磺化玉米淀粉与活性氮化碳的质量比为1:1，在加热温度为45℃，搅拌速度为120r/min条件下搅拌1h，在50℃下干燥24h，制得改性玉米淀粉。
本发明还提供了一种植物改性灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
将上述制得的植物阻燃剂、植物改性剂、植物灰渣水混合，加入改性玉米淀粉，在55℃、搅拌速度为60r/min的条件下保温2h，降温过滤储存，即为植物改性灭火剂。
实施例3
一种植物改性灭火剂，具体包括如下重量份的组分：植物阻燃剂30份，植物改性剂30份，植物灰渣水40份，改性玉米淀粉5份。
所述植物阻燃剂包括如下重量份成分：盐蒿5份，白沙蒿5份，红树皮5份，榆树皮2份，山药4份，豆饼水50份，苯甲酸钠0.5份，丙二醇3.5份，羧甲基纤维素0.2份，甜菜碱1份；
所述豆饼水为大豆与豌豆按质量比1:1制成的豆饼提取的溶液，具体操作步骤同实施例1相同；
所述植物阻燃剂制备的具体操作步骤同实施例1相同；
所述植物改性剂包括如下重量份成分：橙子皮5份，甜菜渣4份，葡萄籽2份，蕨菜根3份，无患子2份，活性水100份；
所述植物改性剂制备的具体操作步骤同实施例1相同；
所述活性水为酒糟、草木灰和水制备形成的溶剂，具体操作步骤同实施例1相同；
所述植物灰渣水为植物改性剂中产生的植物料渣焚烧后的植物渣灰制得的植物渣灰水，具体操作步骤同实施例1相同；
所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物，具体操作步骤同实施例1相同；
本发明还提供了一种植物改性灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
将上述制得的植物阻燃剂、植物改性剂、植物灰渣水混合，加入改性玉米淀粉，在45℃、搅拌速度为60r/min的条件下保温2h，降温过滤储存，即为植物改性灭火剂。
实施例4
一种植物改性灭火剂，具体包括如下重量份的组分：植物阻燃剂35份，植物改性剂25份，植物灰渣水40份，改性玉米淀粉3份。
所述植物阻燃剂包括如下重量份成分：盐蒿3份，白沙蒿3份，红树皮4份，榆树皮1份，山药2份，豆饼水45份，苯甲酸钠0.3份，丙二醇3份，羧甲基纤维素0.1份，甜菜碱0.8份；
所述植物阻燃剂制备的具体操作步骤同实施例2相同；
所述豆饼水为大豆与豌豆按质量比1:1制成的豆饼提取的溶液，具体操作步骤同实施例2相同；
所述植物改性剂包括如下重量份成分：橙子皮5份，甜菜渣4份，葡萄籽2份，蕨菜根3份，无患子2份，活性水100份；
所述植物改性剂制备的具体操作步骤同实施例2相同；
所述活性水为酒糟、草木灰和水制备形成的溶剂，具体操作步骤同实施例2相同；
所述植物灰渣水为植物改性剂中产生的植物料渣焚烧后的植物渣灰制得的植物渣灰水，具体操作步骤同实施例2相同；
所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物，具体操作步骤同实施例2相同；
本发明还提供了一种植物改性灭火剂的制备方法，具体包括如下步骤：
将上述制得的植物阻燃剂、植物改性剂、植物灰渣水混合，加入改性玉米淀粉，在55℃、搅拌速度为60r/min的条件下保温2h，降温过滤储存，即为植物改性灭火剂。
对比例1
本对比例提供一种植物改性灭火剂，其与实施例1的区别仅在于所有组分中不包含植物改性剂，植物改性剂用水替代，其余组分、组分含量与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种植物改性灭火剂，其与实施例1的区别仅在于所有组分中不包含改性玉米淀粉，其余组分、组分含量与实施例1相同。
实验例
1、pH值测量
分别取温度处理前、后的植物改性灭火剂30mL，注入干燥、洁净的50mL烧杯中，将电极浸入植物改性灭火剂中，在20℃条件下测定pH值。
2、25％析出时间测量
将温度处理前、后的样品分别按使用浓度用淡水配制泡沫溶液，控制泡沫溶液的温度在15-20℃范围内；启动空气压缩机，调节泡沫枪入口压力为0.6-0.66MPa，确保泡沫枪的流量为11-11.8L/min；用水润湿泡沫接收罐的内壁、擦净、称重m3，将泡沫枪水平放置在泡沫收集器前，使泡沫枪前端至泡沫收集器顶沿距离为2.2-2.8m，喷射泡沫并调节泡沫枪的高度，使泡沫打在泡沫收集器中心；经过25-35s的喷射达到稳定后，用泡沫接收罐接收泡沫，同时启动秒表，刮平并擦去析液测定器外溢泡沫，称重m4，按公式计算25%析液质量m5：m5=(m4-m3)/4，式中:m3——析液测定器的质量，单位为克(g)；m4——析液测定器充满泡沫时的质量，单位为克(g)；m5——25%析液的质量，单位为克(g)。
3、发泡倍数测量
取下析液测定器的析液接收罐,放在天平上，同时将泡沫接收罐放在支架上，注意保持析液中不含泡沫，当析出液体的质量为m5时卡停秒表，记录25%析液时间；发泡倍数按公式计算:E=ρV/(m4-m3)，式中：E——发泡倍数；ρ——泡沫溶液的密度，单位为克每毫升(g/mL)，取ρ=1.0g/mL；V——泡沫接收罐的容积，单位为毫升(mL)。
4、灭火时间测量
采用面积为4.52m2，内径2400mm，深度200mm，壁厚2.5mm的钢质油盘，将油盘置于地面并保持水平，使油盘在泡沫枪的下风向，加入90L淡水将盘底全部覆盖。泡沫枪水平放置并高出燃料面1m,使泡沫射流的中心打到挡板中心轴线上并高出燃料面0.5m。加入144L橡胶工业用溶剂油使自由盘壁高度为150mm，加入燃料在5min内点燃油盘，预燃60s，开始供泡，并记录灭火时间，直至所有火焰全部熄灭。
5、25％抗烧时间测量
供泡停止后等待300s，将装有2L燃料的抗烧罐放在油盘中央并点燃。当油盘25%的燃料面积被引燃时，记录25%抗烧时间。
结果分析
图1为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂pH值结果图，如图，实施例1-4、对比例1-2所制备的植物改性灭火剂的pH值均处于6-9.5之间，符合标准GB15308 IMO MSC.1/Circ. 1312：2009IMO MSC/Circ. 670: 1995。
图2为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂25％析出时间结果图，如图，实施例1-4、对比例1-2所制备的植物改性灭火剂的25％析出时间均大于3.5min，符合标准，实施例1-4的25％析液时间明显多于对比例1-2，实施例1-4具有更好的稳定性；与对比例1相比，植物改性剂中包含橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子，橙子皮中含有果胶，蛋白质在放置过程中容易发酵形成酸性蛋白粒子，酸性蛋白粒子容易凝集形成沉淀，果胶可以吸附在酸性蛋白粒子表面与酸性蛋白粒子的正电荷中和，保持蛋白质稳定；葡萄籽中含有多酚类物质，主要为儿茶素，儿茶素中具有羟基取代基和2-苯基苯并吡喃，2-苯基苯并吡喃上的苯环会产生共轭效应，使酚羟基的电子偏向共轭π键，从而削弱O-H键，H还原性加强，减少自由基对植物改性灭火剂稳定性的影响；儿茶素中的酚羟基以酚醌为主要存在形式，苯氧自由基氧原子上的不成对电子分散于整个共轭体系，共轭体系中电荷均衡分布，使自由基活性降低，提高植物改性灭火剂稳定性；蕨菜根中含有黄酮类化合物，黄酮类化合物具有抗氧化性，黄酮化合物通过酚羟基与自由基反应生成较稳定的半醌式结构，使自出基链反应终止，提高植物改性灭火剂稳定性；与对比例2相比，改性玉米淀粉对植物改性灭火剂起到了稳定的作用；改性玉米淀粉通过对高直链玉米淀粉进行磺化处理、氮化碳改性，磺基、氮化碳使改性玉米淀粉的耐热性增强，延长了液体析出的时间；改性玉米淀粉上的磺基可以与植物改性灭火剂中阻燃剂、改性剂等有机物上的羟基形成氢键，分子作用力加强，植物改性灭火剂中有效成分的稳定性上升，液体析出现象减少。
图3为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂发泡倍数结果图，如图，实施例1-4、对比例1-2所制备的植物改性灭火剂的发泡倍数均大于5，符合标准；与对比例1相比，植物改性剂中包含无患子，无患子中含有皂苷成分，皂苷由苷元和糖链组成，苷元具有亲脂性，糖具有亲水性，这导致皂苷可以降低水溶液的表面张力，可以产生大量泡沫，导致发泡倍数的增加；与对比例2相比，改性玉米淀粉不能起到表面活性作用，改性玉米淀粉的添加不影响发泡倍数。
图4为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂灭火时间结果图，如图，实施例1-4的灭火时间均小于4分钟，阻燃效果较对比例1-2更好。
图5为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的植物改性灭火剂25％抗烧时间结果图，如图，实施例1-4的25％抗烧时间，远高于对比例1-2。
根据图4和图5的实验结果可知，本发明实施例1-4具有良好的阻燃能力；与对比例1相比，植物改性剂中包含橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子，橙子皮中含有果胶，果胶通过与蛋白质进行电荷中和来维持蛋白质稳定，葡萄籽中含有多酚类物质，多酚类物质上的酚羟基可以实现抗氧化作用，维持植物改性灭火剂中活性成分多糖、蛋白质的稳定，蕨菜根中含有黄酮类化合物，黄酮类化合物具有抗氧化性，可以维持植物改性灭火剂中活性成分的稳定；植物改性剂中的成分可以稳定植物改性灭火剂中的活性成分，保障植物改性灭火剂中有效阻燃成分的含量，实现阻燃效果的增加；无患子含有皂苷，可以形成大量泡沫，泡沫的比重小，可以覆盖在可燃物表面上，降低了可燃物的温度，同时形成隔绝层，阻碍氧气与可燃物的接触，实现阻燃效果；植物改性剂中的成分均为C、H、O构成的有机物，在高温下，与氧气反应生成水、二氧化碳以及炭层，水可以降低火焰的密度，减少热量的传播，二氧化碳的生成会降低空气中氧气含量，减少可燃物与氧气的结合，同时形成气体保护层，隔绝氧气，炭层会覆盖在可燃物表面，抑制可燃物与氧气的反应，实现阻燃；与对比例2相比，改性玉米淀粉起到了良好的阻燃效果；改性玉米淀粉通过对高直链玉米淀粉进行磺化处理、氮化碳改性，将磺基引入高直链玉米淀粉中，磺基使改性玉米淀粉的耐热性增强，在灭火过程中，改性玉米淀粉可以吸收更多的热量；改性玉米淀粉使用的是高直链玉米淀粉，直链淀粉具有良好的成膜性，燃烧后会形成致密炭层包覆在可燃物上，抑制可燃气体逸出，减少可燃物与氧气的结合，实现阻燃；改性玉米淀粉在高温下首先发生物理脱水，淀粉中的结晶水蒸发，减少火焰密度，延缓火势；随着温度升高，淀粉发生热分解和化学脱水，羟基间发生缩合反应形成醚键并脱水，葡萄糖环中相邻羟基发生化学脱水，生成碳碳双键或发生环断裂；温度继续升高，淀粉分子链发生断裂，发生炭化反应，燃烧时改性玉米淀粉与空气中的氧气结合，降低了空气中的氧气的密度，燃烧时会释放二氧化碳，二氧化碳会阻碍可燃物与空气中氧气的结合，进一步限制火势的蔓延；改性玉米淀粉引入了氮化碳，氮化碳具有耐高温性能，在灭火过程中，氮化碳可以吸收更多的热量起到隔热保护作用，高温下，氮化碳与氧气发生反应生成氮气与二氧化碳，使空气中氧气减少，同时在可燃物表面形成气体保护层，阻碍氧气与可燃物结合，实现阻燃。
图6是本发明实施例1所制备的改性玉米淀粉的磺化原理图，玉米淀粉经过氢氧化钠碱化后，生成醇钠式淀粉，醇钠式淀粉中的烷氧根离子可取代卤代烃中的卤原子进行改性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的应用并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种植物改性灭火剂，其特征在于：所述灭火剂具体包括如下重量份的组分：植物阻燃剂30-35份，植物改性剂25-30份，植物灰渣水35-45份，改性玉米淀粉3-5份；所述植物阻燃剂具体包括如下重量份组分：盐蒿3-5份，白沙蒿3-5份，红树皮4-5份，榆树皮1-2份，山药2-4份，豆饼水45-50份，苯甲酸钠0.3-0.5份，丙二醇3-3.5份，羧甲基纤维素0.1-0.2份，甜菜碱0.8-1份；优选地，植物改性剂具体包括如下重量份组分：橙子皮4-5份，甜菜渣3-4份，葡萄籽1.5-2份，蕨菜根2-3份，无患子1-2份，活性水80-100份；所述改性玉米淀粉为高直链玉米淀粉磺化处理后，再经过氮化碳改性的产物。
2.根据权利要求1所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：所述植物阻燃剂制备具体包括如下步骤：
S1、将盐蒿、白沙蒿、红树皮、榆树皮、山药晒干粉碎至1-2mm，加入豆饼水混合均匀，加热发酵，加水，加热保温，降温过滤，制得植物制取液；
S2、称取步骤S1中制得的植物制取液，加入苯甲酸钠、丙二醇、羧甲基纤维素、甜菜碱，搅拌、降温、过滤，制得植物阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：在步骤S1中，植物与豆饼水重量比为1:1.2-2；在35-40℃条件下发酵72-96h；水与豆饼水的重量比为1:1.2-1.5；加热至90-95℃保温4-6h；在步骤S2中，加热温度为50-55℃；在转速为40-60r/min的转速下搅拌3-4h。
4.根据权利要求3所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：在步骤S1中，所述豆饼水为大豆与豌豆按质量比1:1制成的豆饼提取的溶液，具体包括如下步骤：将豆饼破碎成2-3mm置于水中，豆饼与水的重量比为10-15：85-90，常温浸泡23-25h，在93-97℃下加热保温3-4h，降温过滤，取滤液为豆饼水。
5.根据权利要求4所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：所述植物改性剂制备具体包括如下步骤：
将橙子皮、甜菜渣、葡萄籽、蕨菜根、无患子粉碎至1-2mm，添加到活性水中在15-30℃下浸泡12-14h，在60-70℃下保温6h，降温过滤，取其清液即为植物改性剂。
6.根据权利要求5所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：所述活性水的制备方法具体包括如下步骤：
将草木灰、酒糟置于水中搅拌均匀，草木灰、酒糟与水的质量比为5-10:15-20:70-80，常温下浸泡24-26h，在85-95℃下加热1.5h，冷却过滤，得到活性水。
7.根据权利要求6所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：所述植物灰渣水制备具体包括如下步骤：
提取植物改性剂中产生的植物料渣进行焚烧，取焚烧后的植物渣灰加入水中，植物渣灰与水的质量比为1:9，在40-60r/min搅拌速度下搅拌1h，静置48h，即为植物渣灰水。
8.根据权利要求7所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：所述改性玉米淀粉制备具体包括如下步骤：
（1）将淀粉与氢氧化钠加入乙醇中，搅拌，制得碱化淀粉；
（2）将3-溴丙磺酸钠与步骤（1）中所得碱化淀粉加入三颈瓶中，加热搅拌，调节pH值为7，过滤、洗涤、干燥，制得磺化淀粉粗产物；
（3）将步骤（2）的磺化淀粉粗产物溶于水搅拌，得到清液，将乙醇溶液加入清液中洗涤，直至沉淀不再析出，回收沉淀，真空干燥，研磨至100目，制得磺化玉米淀粉；
（4）将尿素研磨至100目，加热煅烧，冷却研磨至100目，得到氮化碳；
（5）将步骤（4）中所得的氮化碳溶于稀硫酸溶液，加热保温、冷却、过滤、洗涤，得到活性氮化碳；
（6）将步骤（3）中所制的磺化玉米淀粉、步骤（5）中所制的活性氮化碳置于蒸馏水中，加热搅拌，干燥，制得改性玉米淀粉。
9.根据权利要求8所述的一种植物改性灭火剂，其特征在于：在步骤（1）中，氢氧化钠与淀粉的质量比为1:100，淀粉与乙醇的质量体积比g/mL为1:6-8；搅拌速度为60-80r/min，搅拌时间为1h；在步骤（2）中，3-溴丙磺酸钠与碱化淀粉质量比为1:2；加热温度为45-60℃，搅拌速度为80-100r/min，反应时间为2-3h；在步骤（3）中，乙醇溶液的体积浓度为60％；干燥温度为60-80℃，干燥时间为3-4h；在步骤（4）中，升温速率为5℃/min，煅烧温度为550-560℃，煅烧时间为3h；在步骤（5）中，稀硫酸的质量分数为40％；加热温度为60℃，加热时间为6h；在步骤（6）中，磺化玉米淀粉与活性氮化碳的质量比为1:1；加热温度为35-45℃，搅拌速度为100-120r/min，搅拌反应时间为1h；干燥温度为45-50℃，干燥时间为24h。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种植物改性灭火剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
将上述制得的植物阻燃剂、植物改性剂、植物灰渣水混合，在加热温度为45-55℃、搅拌速度为60r/min的条件下反应2h，降温过滤储存，即为植物改性灭火剂。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5853050A (en) * 1997-05-07 1998-12-29 Rusmar Incorporated Composition and method for generating a foam barrier and methods of use thereof
CN1341469A (zh) * 2001-07-26 2002-03-27 济南广生生物活性研究所 植物复合阻燃活性剂
CN103263746A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 东靖飞 一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂
CN103263747A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 东靖飞 一种淀粉基灭火剂
CN107497088A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 润泰救援装备科技河北有限公司 水凝胶灭火剂及其使用方法
WO2018015110A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Savema Gmbh Powder composition for preventing and extinguishing fires
CN109646859A (zh) * 2017-10-10 2019-04-19 宁波水星环保科技有限公司 一种植物型活性阻燃灭火剂及其制备方法和应用
US20220001225A1 (en) * 2018-11-21 2022-01-06 Firerein Inc. Fire suppressing pellets

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5853050A (en) * 1997-05-07 1998-12-29 Rusmar Incorporated Composition and method for generating a foam barrier and methods of use thereof
CN1341469A (zh) * 2001-07-26 2002-03-27 济南广生生物活性研究所 植物复合阻燃活性剂
CN103263746A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 东靖飞 一种由表面接枝淀粉配制的新型灭火剂
CN103263747A (zh) * 2013-06-06 2013-08-28 东靖飞 一种淀粉基灭火剂
WO2018015110A1 (en) * 2016-07-22 2018-01-25 Savema Gmbh Powder composition for preventing and extinguishing fires
CN107497088A (zh) * 2017-09-22 2017-12-22 润泰救援装备科技河北有限公司 水凝胶灭火剂及其使用方法
CN109646859A (zh) * 2017-10-10 2019-04-19 宁波水星环保科技有限公司 一种植物型活性阻燃灭火剂及其制备方法和应用
US20220001225A1 (en) * 2018-11-21 2022-01-06 Firerein Inc. Fire suppressing pellets

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