一种气凝胶水基灭火剂组合物、气凝胶水基灭火剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及灭火材料领域，具体涉及一种气凝胶水基灭火剂组合物、气凝胶水基灭火剂及其制备方法和应用，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：气凝胶粉、对位芳纶纳米纤维、非卤系阻燃剂、灭火增强剂、表面活性剂、增稠剂、稳泡剂、抗冻剂和水。本发明专利技术提供的气凝胶水基灭火剂组合物制备得到的气凝胶水基灭火剂具有更高的灭火效率和抗复燃性，同时灭火烟雾对环境友好，灭火范围广。灭火范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种气凝胶水基灭火剂组合物、气凝胶水基灭火剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及灭火材料领域，具体涉及一种气凝胶水基灭火剂组合物、气凝胶水基灭火剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]火灾根据可燃物的类型和燃烧特性，分为不同的类型。
[0003]A类火灾是指固体物质火灾。这种物质通常具有有机物性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬。例如，木材及木制品、棉、毛、麻、纸张、粮食等物质火灾。
[0004]B类火灾是指液体或可熔化的固体物质火灾。例如，汽油、煤油、原油、甲醇、乙醇、沥青、石蜡等物质火灾。
[0005]F类火灾是指烹饪器具内的烹饪物火灾。例如，烹饪器具内的动物油脂或植物油脂燃烧的火灾。
[0006]水作为天然灭火药剂，由于水的流动性太强，导致在水与火接触的瞬时迅速流失，无法真正发挥灭火药剂的作用。
[0007]气凝胶作为一种纳米多孔的新型隔热材料，在水基灭火剂中，多孔及团簇结构可包覆药剂直达火源根部，增强灭火效果的同时可阻隔热量传递，实现高效灭火。
[0008]但是，现有的含气凝胶的灭火剂仍然存在气凝胶分散性不佳、协同灭火性差的问题，水基灭火剂亦存在灭火效率低、抗复燃性差、灭火药剂毒性大等问题。因此，亟需开发一种体系稳定的物理灭火与化学灭火相结合的高效、绿色、抗复燃性好的气凝胶灭火剂。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是为了克服现有灭火剂技术存在的灭火类型范围窄、灭火效率低、抗复燃性差的缺陷。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种气凝胶水基灭火剂组合物，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：气凝胶粉、对位芳纶纳米纤维、非卤系阻燃剂、灭火增强剂、表面活性剂、增稠剂、稳泡剂、抗冻剂和水；
[0011]以所述组合物的总质量为基准，所述气凝胶粉的含量为0.1
‑
10质量％，所述对位芳纶纳米纤维的含量为0.1
‑
10质量％，所述非卤系阻燃剂的含量为6
‑
30质量％，所述灭火增强剂的含量为0.1
‑
10质量％，所述表面活性剂的含量为1
‑
20质量％，所述增稠剂的含量为0.5
‑
10质量％，所述稳泡剂的含量为0.5
‑
10质量％，所述抗冻剂的含量为0.1
‑
5质量％，所述水的含量为10
‑
90质量％；
[0012]所述非卤系阻燃剂选自氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮
‑
磷系膨胀型阻燃剂、环磷腈阻燃剂中的至少一种。
[0013]本专利技术第二方面提供一种制备气凝胶水基灭火剂的方法，该方法包括以下步骤：
[0014](1)将非卤系阻燃剂、表面活性剂、增稠剂、稳泡剂、抗冻剂与水进行第一混合，得
到混合液I，所述非卤系阻燃剂选自氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮
‑
磷系膨胀型阻燃剂、环磷腈阻燃剂中的至少一种；
[0015](2)将所述混合液I的pH值调整至6
‑
9.5；
[0016](3)将经过调整pH值的所述混合液I与气凝胶粉、对位芳纶纳米纤维、灭火增强剂进行第二混合，得到所述气凝胶水基灭火剂；
[0017]其中，以所述气凝胶水基灭火剂的总质量为基准，所述气凝胶粉的用量为0.1
‑
10质量％，所述对位芳纶纳米纤维的用量为0.1
‑
10质量％，所述非卤系阻燃剂的用量为6
‑
30质量％，所述灭火增强剂的用量为0.1
‑
10质量％，所述表面活性剂的用量为1
‑
20质量％，所述增稠剂的用量为0.5
‑
10质量％，所述稳泡剂的用量为0.5
‑
10质量％，所述抗冻剂的用量为0.1
‑
5质量％，所述水的用量为10
‑
90质量％。
[0018]本专利技术第三方面提供由前述第二方面所述的方法制备得到的气凝胶水基灭火剂。
[0019]本专利技术第四方面提供前述第三方面所述的气凝胶水基灭火剂在灭火材料中的应用。
[0020]本专利技术的专利技术人在研究中发现，将纳米多孔结构的气凝胶粉与对位芳纶纳米纤维以定量的比例配合时，能够在单体之间混合交联形成互相穿插的网络稳定结构，具有网络增强的效果，使得灭火成分能够稳定存在，从而提高灭火效率和抗复燃性。
[0021]与现有灭火材料技术相比，本专利技术提供的气凝胶水基灭火剂至少具有如下优势：
[0022](1)本专利技术提供的气凝胶水基灭火剂采用气凝胶粉与对位芳纶纳米纤维等组分配合，具有降温迅速、用量少、灭火高效以及抗复燃性高的优点；
[0023](2)本专利技术提供的气凝胶水基灭火剂不含刺激性化学试剂，灭火烟雾对环境友好，消散快，灭火泡沫对火焰中的烟尘有吸附作用，可减少对人员的生命威胁；
[0024](3)本专利技术提供的气凝胶水基灭火剂的灭火范围广，适用于A/B/F等各类火灾，500ml该灭火药剂可实现0.5A、8B、5F灭火级别的灭火。
[0025]本专利技术的其它特征和优点将通过随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
[0026]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0027]需要说明的是，在本专利技术的各方面中，针对各方面中的相同的组分，本专利技术仅在其中一方面中描述一次而不重复进行描述，本领域技术人员不应理解为对本专利技术的限制。
[0028]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种气凝胶水基灭火剂组合物，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：气凝胶粉、对位芳纶纳米纤维、非卤系阻燃剂、灭火增强剂、表面活性剂、增稠剂、稳泡剂、抗冻剂和水；
[0029]以所述组合物的总质量为基准，所述气凝胶粉的含量为0.1
‑
10质量％，所述对位芳纶纳米纤维的含量为0.1
‑
10质量％，所述非卤系阻燃剂的含量为6
‑
30质量％，所述灭火增强剂的含量为0.1
‑
10质量％，所述表面活性剂的含量为1
‑
20质量％，所述增稠剂的含量为0.5
‑
10质量％，所述稳泡剂的含量为0.5
‑
10质量％，所述抗冻剂的含量为0.1
‑
5质量％，
所述水的含量为10
‑
90质量％；
[0030]所述非卤系阻燃剂选自氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮
‑
磷系膨胀型阻燃剂、环磷腈阻燃剂中的至少一种。
[0031]优选地，所述非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气凝胶水基灭火剂组合物，其特征在于，该组合物中含有各自独立保存或者两者以上混合保存的以下组分：气凝胶粉、对位芳纶纳米纤维、非卤系阻燃剂、灭火增强剂、表面活性剂、增稠剂、稳泡剂、抗冻剂和水；以所述组合物的总质量为基准，所述气凝胶粉的含量为0.1
‑
10质量％，所述对位芳纶纳米纤维的含量为0.1
‑
10质量％，所述非卤系阻燃剂的含量为6
‑
30质量％，所述灭火增强剂的含量为0.1
‑
10质量％，所述表面活性剂的含量为1
‑
20质量％，所述增稠剂的含量为0.5
‑
10质量％，所述稳泡剂的含量为0.5
‑
10质量％，所述抗冻剂的含量为0.1
‑
5质量％，所述水的含量为10
‑
90质量％；所述非卤系阻燃剂选自氮系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮
‑
磷系膨胀型阻燃剂、环磷腈阻燃剂中的至少一种。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述非卤系阻燃剂为氮系阻燃剂和磷系阻燃剂的组合；以所述组合物的总质量为基准，所述氮系阻燃剂的含量为3
‑
15质量％，所述磷系阻燃剂的含量为3
‑
15质量％；优选地，所述氮系阻燃剂选自尿素、碳酸氢铵、三嗪、三嗪衍生物中的至少一种；优选地，所述磷系阻燃剂选自磷酸氢二胺、磷酸二氢铵、多聚磷酸钠、季戊四醇磷酸酯、环磷酰胺聚合物中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中，所述气凝胶粉的孔隙率＞95％，平均粒径为15～50μm，热导率低于0.02W
·
m
‑1·
K
‑1，比表面积为600～1000m2/g，平均孔径为5～20nm；优选地，所述气凝胶粉选自SiO2气凝胶粉、Al2O3气凝胶粉中的至少一种；优选地，所述对位芳纶纳米纤维的平均直径为10～100nm，平均长径比为2500～3500。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的组合物，其中，所述灭火增强剂选自水玻璃、硅溶胶中的至少一种；优选地，所述表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十六烷基苯磺酸钠、α
‑
烯基磺酸盐、改性硅酮酰胺、月桂酸钠中的至少一种；优选地，所述增稠剂选自聚甘油、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、硅树脂聚醚乳液中的至少一种；优选地，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于迎豪，王卫玲，
申请(专利权)人：爱彼爱和新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：