技术摘要：
本发明涉及灭火剂的技术领域，具体涉及一种可自然降解高分子凝胶水系灭火剂，包括如下重量份数的组分：木质纤维素改性SA树脂40‑60份、聚丙烯酰胺40‑72份；其中，木质纤维素改性SA树脂的制备方法包括如下步骤：1）木质纤维素的溶解；2）木质纤维素的提取；3）木质纤维 全部
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，火灾的种类越来越多样化，火灾形势日趋严重，因 此灭火剂的应用及研究也越来越重要。水作为不燃液体，是最充足的天然灭火剂，而且应用 最广泛。但水易于流动，喷射到燃烧区停留时间很短，大部分流失，实际灭火过程中只有小 部分发挥了作用，浪费率高，抗复燃性能差。 高分子凝胶水系灭火剂是利用原料才高分子吸水树脂及一定量的其他辅助试剂 混合制备而成，其具有良好的灭火能力、可减少水的用量、可扩大灭火范围等优点，应用也 逐渐广泛。然而高分子吸水树脂通常由丙烯酸盐为单体制备而成，聚丙烯酸盐的降解性能 较差，其吸水膨胀后的凝胶长时间存在于生态环境中，易造成对环境的二次污染。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的在于提供一种可自然降解高分子凝胶水系灭 火剂，其具有可自然降解的效果。 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种可自然降解高分子凝胶水系灭火剂,包括如下重量份数的组分: 木质纤维素改性SA树脂40-60份聚丙烯酰胺40-72份 其中，木质纤维素改性SA树脂的制备方法包括如下步骤： 1)木质纤维素的溶解：将木质纤维素加入至放置有质量分数为5％的氢氧化钠溶液的 搅拌器中，搅拌5min后向搅拌器中加入相容剂；再搅拌30min，且加热至80℃，糊化1小时； 2)木质纤维素的提取：将糊化后的木质纤维素冷却至室温后，加入去离子水稀释至原 体积的 2倍，然后进行抽滤得木质纤维素初成品； 3)木质纤维素与树脂的共混：将改性SA树脂投入到密炼机中，加热至熔融状态，然后将 木质纤维素成品加入树脂熔融液中密炼3小时，制得混合熔融物； 4)挤出：将混合熔融物送入螺旋挤出机中进行挤出处理，制得木质纤维素改性SA树脂。 通过采用上述技术方案，木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加 工得到的有机絮状纤维物质，主要由纤维素、半纤维素及木质素三部分组成的三维网状结 构，其可在自然状态下降解，利用木质纤维素对改性SA树脂进行改性，用以弥补改性SA树脂 难以降解的缺陷，从而提高灭火剂的可降解性能； 同时将木质纤维素首先在碱性环境下浸泡，碱液中的OH-能够削弱纤维素与半纤维素 之间的氢键及皂化半纤维素和木质素分子之间的酯键，使木质纤维素原料润胀，其内部的 表面积增大，更利于改性SA树脂进入木质纤维素结构内部，两者相互协同，有利于提高改性 SA树脂的可降解性；木质纤维素本身的三维网状结构，使其能够吸附自身重量6-8倍的水 3 CN 111603716 A 说 明 书 2/7 页 分，利用木质纤维素对改性SA树脂改性，可提高改性SA树脂的吸水能力，减少灭火剂的用水 量；聚丙烯酰胺为水溶性线性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦 阻力，将其加入至体系中，能够在火灾表面形成水凝胶隔绝火源与空气，进而达到灭火效 果。 本发明的进一步设置为：所述改性SA树脂与所述木质纤维素的重量份数比为1： (0.1-0.2)。 通过采用上述技术方案，木质纤维素本身具有易蛀易腐蚀的缺陷，因此其添加量 不宜过多，以免影响改性SA的品质，而添加量过少，达不到理想地提升树脂可降解性能的效 果，因此，木质纤维素与树脂的添加比例应控制在合理的范围内。 本发明的进一步设置为：所述改性SA树脂为安息香-SA复配物。 通过采用上述技术方案，安息香分子结构中含有光敏官能团，将其与SA复配后，能 够增强SA吸收紫外线光的能力，同时激发安息香分子由自由态变为激发态，激发态的分子 共价键易断裂形成自由基，因此可使SA分子断裂的速度加快，有利于增强SA的光降解性。 本发明的进一步设置为：所述安息香-SA复配物的制备方法为：1)将45份SA、3份稀 释剂及8份丙二醇溶液投入至搅拌机中，在120℃下搅拌，直至混合溶液的酸值为18；2) 向 上述混合溶液中加入3份安息香，继续搅拌1小时；3)将步骤2)中的混合液投入至螺旋挤出 机中挤出成型，然后冷却至室温后，得安息香-SA复配物。 通过采用上述技术方案，将SA及安息香共混后投入至螺旋挤出机中，螺旋挤出机 的多段共混，有利于安息香与SA的复配提供了反应时间与反应场所，最终可得到复配效果 好的安息香-SA复配物。 本发明的进一步设置为：所述稀释剂为丙烯酸酯。 通过采用上述技术方案，丙烯酸酯为活性稀释剂，将其加入SA中，一方面可改变SA 的黏度，改善SA的流动性，使各项组分的混合更加均匀，提高各组分之间交联密度，保证灭 火剂质量的均一性；同时丙烯酸酯可参与到安息香与SA的固化反应中，使安息香与SA之间 的复配效果更好，有利于提升安息香-SA复配物的稳定性。 本发明的进一步设置为：所述相容剂为环氧树脂。 通过采用上述技术方案，环氧树脂含有反应活性很高的环氧官能团，它既能与SA 分子中的酚羟基及醇羟基反应，也能与安息香分子中的羧基反应，且其价格低廉，因此采用 选用环氧树脂相容剂。 本发明的进一步设置为：还包括硅微粉6-9份。 通过采用上述技术方案，木质纤维素为天然可再生木材加工制得，其本身具有一 定的易蛀性；而微硅粉不予其他物质反应、与大多数酸、碱均不反应，将其加入体系中微硅 粉可均匀包裹在木质纤维素改性SA树脂上，以此对木质纤维素形成物理屏障，减少木质纤 维素易蛀的问题，有利于提高灭火剂的稳定性。 本发明的进一步设置为：所述硅微粉的粒度为0.1mm-0.3mm。 通过采用上述技术方案，硅微粉的粒度过小，则易进入木质纤维素改性SA树脂的 内部，难以起到改善木质纤维素易蛀的问题；而硅微粉的粒度过大，则其包裹在木质纤维素 改性SA树脂表面的均匀度不佳，难以对木质素形成全方位的保护；因此硅微粉的粒度应该 控制在合理的范围内。 4 CN 111603716 A 说 明 书 3/7 页 综上所述，本发明的有益技术效果为： 1、木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物 质，主要由纤维素、半纤维素及木质素三部分组成的三维网状结构，其可在自然状态下降 解，利用木质纤维素对树脂进行改性，用以弥补树脂难以降解的缺陷，从而提高灭火剂的可 降解性能； 2、安息香分子结构中含有光敏官能团，将其与SA复配后，能够增强SA吸收紫外线光的 能力，同时激发安息香分子由自由态变为激发台，激发态的分子共价键以断裂形成自由基， 因此可使SA分子断裂的速度加快，有利于增强SA的光降解性； 3、丙烯酸酯为活性稀释剂，将其加入SA中，一方面可改变SA的黏度，改善SA的流动性， 使各项组分的混合更加均匀，提高各组分之间交联密度，以此保证灭火剂质量的均一性；同 时丙烯酸酯可参与到安息香与SA的固化反应中，使安息香与SA之间的复配效果更好，有利 于提升安息香-SA复配物的稳定性。
本发明涉及灭火剂的技术领域，具体涉及一种可自然降解高分子凝胶水系灭火剂，包括如下重量份数的组分：木质纤维素改性SA树脂40‑60份、聚丙烯酰胺40‑72份；其中，木质纤维素改性SA树脂的制备方法包括如下步骤：1）木质纤维素的溶解；2）木质纤维素的提取；3）木质纤维 全部
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，火灾的种类越来越多样化，火灾形势日趋严重，因 此灭火剂的应用及研究也越来越重要。水作为不燃液体，是最充足的天然灭火剂，而且应用 最广泛。但水易于流动，喷射到燃烧区停留时间很短，大部分流失，实际灭火过程中只有小 部分发挥了作用，浪费率高，抗复燃性能差。 高分子凝胶水系灭火剂是利用原料才高分子吸水树脂及一定量的其他辅助试剂 混合制备而成，其具有良好的灭火能力、可减少水的用量、可扩大灭火范围等优点，应用也 逐渐广泛。然而高分子吸水树脂通常由丙烯酸盐为单体制备而成，聚丙烯酸盐的降解性能 较差，其吸水膨胀后的凝胶长时间存在于生态环境中，易造成对环境的二次污染。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的在于提供一种可自然降解高分子凝胶水系灭 火剂，其具有可自然降解的效果。 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案： 一种可自然降解高分子凝胶水系灭火剂,包括如下重量份数的组分: 木质纤维素改性SA树脂40-60份聚丙烯酰胺40-72份 其中，木质纤维素改性SA树脂的制备方法包括如下步骤： 1)木质纤维素的溶解：将木质纤维素加入至放置有质量分数为5％的氢氧化钠溶液的 搅拌器中，搅拌5min后向搅拌器中加入相容剂；再搅拌30min，且加热至80℃，糊化1小时； 2)木质纤维素的提取：将糊化后的木质纤维素冷却至室温后，加入去离子水稀释至原 体积的 2倍，然后进行抽滤得木质纤维素初成品； 3)木质纤维素与树脂的共混：将改性SA树脂投入到密炼机中，加热至熔融状态，然后将 木质纤维素成品加入树脂熔融液中密炼3小时，制得混合熔融物； 4)挤出：将混合熔融物送入螺旋挤出机中进行挤出处理，制得木质纤维素改性SA树脂。 通过采用上述技术方案，木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加 工得到的有机絮状纤维物质，主要由纤维素、半纤维素及木质素三部分组成的三维网状结 构，其可在自然状态下降解，利用木质纤维素对改性SA树脂进行改性，用以弥补改性SA树脂 难以降解的缺陷，从而提高灭火剂的可降解性能； 同时将木质纤维素首先在碱性环境下浸泡，碱液中的OH-能够削弱纤维素与半纤维素 之间的氢键及皂化半纤维素和木质素分子之间的酯键，使木质纤维素原料润胀，其内部的 表面积增大，更利于改性SA树脂进入木质纤维素结构内部，两者相互协同，有利于提高改性 SA树脂的可降解性；木质纤维素本身的三维网状结构，使其能够吸附自身重量6-8倍的水 3 CN 111603716 A 说 明 书 2/7 页 分，利用木质纤维素对改性SA树脂改性，可提高改性SA树脂的吸水能力，减少灭火剂的用水 量；聚丙烯酰胺为水溶性线性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦 阻力，将其加入至体系中，能够在火灾表面形成水凝胶隔绝火源与空气，进而达到灭火效 果。 本发明的进一步设置为：所述改性SA树脂与所述木质纤维素的重量份数比为1： (0.1-0.2)。 通过采用上述技术方案，木质纤维素本身具有易蛀易腐蚀的缺陷，因此其添加量 不宜过多，以免影响改性SA的品质，而添加量过少，达不到理想地提升树脂可降解性能的效 果，因此，木质纤维素与树脂的添加比例应控制在合理的范围内。 本发明的进一步设置为：所述改性SA树脂为安息香-SA复配物。 通过采用上述技术方案，安息香分子结构中含有光敏官能团，将其与SA复配后，能 够增强SA吸收紫外线光的能力，同时激发安息香分子由自由态变为激发态，激发态的分子 共价键易断裂形成自由基，因此可使SA分子断裂的速度加快，有利于增强SA的光降解性。 本发明的进一步设置为：所述安息香-SA复配物的制备方法为：1)将45份SA、3份稀 释剂及8份丙二醇溶液投入至搅拌机中，在120℃下搅拌，直至混合溶液的酸值为18；2) 向 上述混合溶液中加入3份安息香，继续搅拌1小时；3)将步骤2)中的混合液投入至螺旋挤出 机中挤出成型，然后冷却至室温后，得安息香-SA复配物。 通过采用上述技术方案，将SA及安息香共混后投入至螺旋挤出机中，螺旋挤出机 的多段共混，有利于安息香与SA的复配提供了反应时间与反应场所，最终可得到复配效果 好的安息香-SA复配物。 本发明的进一步设置为：所述稀释剂为丙烯酸酯。 通过采用上述技术方案，丙烯酸酯为活性稀释剂，将其加入SA中，一方面可改变SA 的黏度，改善SA的流动性，使各项组分的混合更加均匀，提高各组分之间交联密度，保证灭 火剂质量的均一性；同时丙烯酸酯可参与到安息香与SA的固化反应中，使安息香与SA之间 的复配效果更好，有利于提升安息香-SA复配物的稳定性。 本发明的进一步设置为：所述相容剂为环氧树脂。 通过采用上述技术方案，环氧树脂含有反应活性很高的环氧官能团，它既能与SA 分子中的酚羟基及醇羟基反应，也能与安息香分子中的羧基反应，且其价格低廉，因此采用 选用环氧树脂相容剂。 本发明的进一步设置为：还包括硅微粉6-9份。 通过采用上述技术方案，木质纤维素为天然可再生木材加工制得，其本身具有一 定的易蛀性；而微硅粉不予其他物质反应、与大多数酸、碱均不反应，将其加入体系中微硅 粉可均匀包裹在木质纤维素改性SA树脂上，以此对木质纤维素形成物理屏障，减少木质纤 维素易蛀的问题，有利于提高灭火剂的稳定性。 本发明的进一步设置为：所述硅微粉的粒度为0.1mm-0.3mm。 通过采用上述技术方案，硅微粉的粒度过小，则易进入木质纤维素改性SA树脂的 内部，难以起到改善木质纤维素易蛀的问题；而硅微粉的粒度过大，则其包裹在木质纤维素 改性SA树脂表面的均匀度不佳，难以对木质素形成全方位的保护；因此硅微粉的粒度应该 控制在合理的范围内。 4 CN 111603716 A 说 明 书 3/7 页 综上所述，本发明的有益技术效果为： 1、木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物 质，主要由纤维素、半纤维素及木质素三部分组成的三维网状结构，其可在自然状态下降 解，利用木质纤维素对树脂进行改性，用以弥补树脂难以降解的缺陷，从而提高灭火剂的可 降解性能； 2、安息香分子结构中含有光敏官能团，将其与SA复配后，能够增强SA吸收紫外线光的 能力，同时激发安息香分子由自由态变为激发台，激发态的分子共价键以断裂形成自由基， 因此可使SA分子断裂的速度加快，有利于增强SA的光降解性； 3、丙烯酸酯为活性稀释剂，将其加入SA中，一方面可改变SA的黏度，改善SA的流动性， 使各项组分的混合更加均匀，提高各组分之间交联密度，以此保证灭火剂质量的均一性；同 时丙烯酸酯可参与到安息香与SA的固化反应中，使安息香与SA之间的复配效果更好，有利 于提升安息香-SA复配物的稳定性。
