一種高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子吸水樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前對火災(zāi)的控制特別是對大型火場的滅火，通常采用水槍進(jìn)行高壓高速噴射水的方法。但當(dāng)火勢兇猛時溫度極高，水到著火部位就會立即蒸發(fā)，使水的冷卻作用無法充分發(fā)揮，易復(fù)燃、補(bǔ)救難度大，難以高效完成撲滅火災(zāi)的重任。高分子吸水樹脂具有離子氫鍵成膜性，能隔絕空氣，其三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將水分牢固的束縛住，具有高倍數(shù)吸水的特性、極強(qiáng)的保水性能、良好的生物降解性能，在生產(chǎn)生活的許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，特別是在高溫條件下仍然具有較好的保水性能，使其擁有相當(dāng)大的熱容，有效地隔絕火苗，防止火的蔓延與復(fù)燃，它具有滅火快、效能高、性能穩(wěn)定、抗復(fù)燃能力強(qiáng)和環(huán)保等特點(diǎn)，將在滅火方面發(fā)揮重要的作用。目前還未有將以上材料應(yīng)用于制備高分子吸水保水樹脂滅火劑的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種成本低、工藝簡單的利用豆柏制得高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，具體步驟包括:
[0006](I)準(zhǔn)備:配置丙烯酸鈉溶液；
[0007](2)糊化:豆柏的水溶液放入反應(yīng)釜中并在80°C糊化lh，降溫冷卻至40°C，制得糊化后的溶液；
[0008](3)聚合水解:向步驟⑵糊化后的溶液中加入丙烯酸溶液，并添加交聯(lián)劑，攪拌通氮?dú)?0min ;置換氮?dú)鉃檠鯕馐狗磻?yīng)釜內(nèi)變?yōu)檠鯕猸h(huán)境，再加入引發(fā)劑，升溫至55°C反應(yīng)5h,冷卻至室溫；
[0009](4)再經(jīng)過離心分離、洗滌、干燥、粉碎、篩分、產(chǎn)品包裝制得。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:丙烯酸鈉溶液是丙烯酸溶液與氫氧化鈉溶液混合制備，且丙烯酸鈉溶液的中和度為75%。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:豆柏的水溶液包括兩種:一、豆柏中加水進(jìn)行浸泡搓揉，使用壓濾機(jī)壓縮過濾得到的濾液；二、豆柏直接加水得到的混合物。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:引發(fā)劑為過硫酸鉀。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明為大豆副產(chǎn)品的深加工與應(yīng)用開辟了一條途徑，縮短了常規(guī)滅火劑的生產(chǎn)工藝流程，減少生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品方便人工、機(jī)械滅火。
【附圖說明】
[0015]圖1是高分子吸水樹脂滅火劑的制備工藝流程圖；
[0016]圖2是高分子吸水樹脂的吸水原理。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]實(shí)施例1
[0019](I)將120g的丙烯酸溶解于50ml去離子水中，形成丙烯酸溶液。
[0020](2)將50g氫氧化鈉用150ml去離子水配制氫氧化鈉溶液。
[0021](3)將氫氧化鈉溶液緩慢加到丙烯酸溶液中，配制成中和度為75%的丙烯酸鈉溶液備用。
[0022](4)將4g豆柏及50ml蒸餾水加入250ml三口燒瓶中在80°C糊化lh，降溫至40°C。
[0023](5)加入丙烯酸鈉溶液，并加入交聯(lián)劑量0.024g，攪拌下通氮?dú)?0min后，置換氮?dú)鉃檠鯕馐狗磻?yīng)釜內(nèi)變?yōu)檠鯕猸h(huán)境，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫。
[0024](6)離心分離、洗滌、干燥至適當(dāng)程度，分割、70°C烘干、粉碎，過篩150目包裝。
[0025]實(shí)施例2
[0026](I)將豆柏進(jìn)行浸泡后，把浸泡后的溶液打入壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的濾液進(jìn)行烘干備用。
[0027](2)將120g丙烯酸溶解于50ml去離子水中，形成丙烯酸溶液。
[0028](3)將50g氫氧化鈉用150ml去離子水配置氫氧化鈉溶液。
[0029](4)將氫氧化鈉溶液緩慢加到丙烯酸水溶液中，配制成中和度為75 %的丙烯酸鈉溶液備用。
[0030](5)將4g經(jīng)過制備后的豆柏及50ml蒸餾水加入250ml三口燒瓶中在80°C糊化Ih,降溫至40°C。
[0031](6)加入丙烯酸鈉溶液，并加入交聯(lián)劑量0.024g，攪拌下通氮?dú)?0min后，置換氮?dú)鉃檠鯕馐狗磻?yīng)釜內(nèi)變?yōu)檠鯕猸h(huán)境，加入引發(fā)劑過硫酸鉀0.192g。升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫。
[0032](7)離心分離、洗滌、干燥至適當(dāng)程度，分割、70°C烘干、粉碎，過篩150目包裝。
[0033]實(shí)施例3
[0034](I)將120g丙烯酸溶解于50ml去離子水中，形成丙烯酸溶液。
[0035](2)將50g氫氧化鈉用150ml去離子水配制氫氧化鈉溶液。
[0036](3)將氫氧化鈉溶液緩慢加到丙烯水溶液中，配制成中和度為75%的丙烯酸鈉溶液備用。
[0037](4)將8g豆柏及50ml蒸餾水加入250ml三口燒瓶中在80°C糊化lh，降溫至40°C。
[0038](5)加入丙烯酸鈉溶液，并加入交聯(lián)劑量0.024g，攪拌下通氮?dú)?0min后，置換氮?dú)鉃檠鯕馐狗磻?yīng)釜內(nèi)變?yōu)檠鯕猸h(huán)境，加入引發(fā)劑過硫酸鉀0.192g。升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫。
[0039](6)離心分離、洗滌、干燥至適當(dāng)程度，分割、70°C烘干、粉碎，過篩150目包裝。
[0040]請參閱圖2，從結(jié)構(gòu)上看，高分子吸水樹脂是含有大量的親水性基團(tuán)如羧基、羥基、羧酸鹽基等的底交聯(lián)度的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。一方面具有高分子電解質(zhì)的分子擴(kuò)張性能，同時由于其為交聯(lián)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，阻礙了分子的進(jìn)一步擴(kuò)張，二者的矛盾作用使得樹脂在水中溶脹而不溶解，所以可以吸收幾百甚至幾千倍的水。吸水前，高分子鏈相互靠攏纏在一起，彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到整體上的緊固，高分子網(wǎng)絡(luò)，沒有電離成離子對。當(dāng)與水接觸時，會導(dǎo)致離子型親水基團(tuán)的電離，同時親水基與水分子的水合作用也使高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)擴(kuò)張。水分子通過毛細(xì)作用及擴(kuò)散作用滲透到樹脂中，鏈上的電解基團(tuán)在水中電離。由于鏈上同離子之間的靜電斥力而使高分子鏈伸展溶脹。由于電中性要求，反離子不能遷移到樹脂外部，樹脂內(nèi)外部溶液間的離子濃度差形成反滲透壓，水在反滲透的作用下進(jìn)一步進(jìn)入樹脂中，形成水凝膠。
[0041]本發(fā)明所提供的一種大豆副產(chǎn)品合成高分子吸水樹脂的方法，可應(yīng)用于規(guī)模生產(chǎn)，開拓了大豆的利用價值，具有造價低的優(yōu)點(diǎn)，生產(chǎn)控制簡單，所得吸水樹脂的性能好。本發(fā)明的制備方法，一次聚合成高分子吸水樹脂滅火劑，無需洗滌、皂化等過程，使生產(chǎn)工藝流程縮短，降低了生產(chǎn)成本，從而解決了生產(chǎn)周期長、成本高的技術(shù)難題。同時，生產(chǎn)過程中無三廢即廢料、廢氣、廢水產(chǎn)生，對環(huán)境無污染、安全環(huán)保。應(yīng)用本發(fā)明的制備防火生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，其滅火劑產(chǎn)品是由化學(xué)交聯(lián)和聚合物分子鏈間的相互纏繞物理交聯(lián)構(gòu)成的，能與吸收的水形成凝膠狀物，其獨(dú)特的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可將水分子牢固的束縛住，其擁有相當(dāng)大的熱熔，特別是在高溫條件下仍然具有較好的保水性能。將該滅火劑產(chǎn)品放入水中，幾分鐘內(nèi)成為凝膠液體，由于它具有數(shù)百倍以上的快速吸水能力，特別是加熱保水性能強(qiáng)，耐熱、耐高溫，將它噴入火中，長時間穩(wěn)定在350-450°C的高溫下，不影響其性能的發(fā)揮，會使水消耗大量的熱，又因它在物體上成膜，隔絕空氣，可快速達(dá)到滅火的目的，特別適用于化工廠、油庫以及棉垛處的滅火。
[0042]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0043]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，其特征在于，具體步驟包括: (1)準(zhǔn)備:配置丙烯酸鈉溶液； (2)糊化:豆柏的水溶液放入反應(yīng)釜中并在80°C糊化lh，降溫冷卻至40°C，制得糊化后的溶液； (3)聚合水解:向步驟(2)糊化后的溶液中加入丙烯酸溶液，并添加交聯(lián)劑，攪拌通氮?dú)?0min ;置換氮?dú)鉃檠鯕馐狗磻?yīng)釜內(nèi)變?yōu)檠鯕猸h(huán)境，再加入引發(fā)劑，升溫至55°C反應(yīng)5h，冷卻至室溫； (4)再經(jīng)過離心分離、洗滌、干燥、粉碎、篩分、產(chǎn)品包裝制得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，其特征在于，所述丙烯酸鈉溶液是丙烯酸溶液與氫氧化鈉溶液混合制備，且丙烯酸鈉溶液的中和度為75%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，其特征在于，所述豆柏的水溶液包括兩種:一、豆柏中加水進(jìn)行浸泡搓揉，使用壓濾機(jī)壓縮過濾得到的濾液；二、豆柏直接加水得到的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為過硫酸鉀。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高分子吸水樹脂滅火劑的制備方法，具體步驟包括：配置丙烯酸鈉溶液；豆粕的水溶液放入反應(yīng)釜中并在80℃糊化1h，降溫冷卻至40℃，制得糊化后的溶液；向糊化后的溶液中加入丙烯酸溶液，并添加交聯(lián)劑，攪拌通氮?dú)?0min；置換氮?dú)鉃檠鯕馐狗磻?yīng)釜內(nèi)變?yōu)檠鯕猸h(huán)境，再加入引發(fā)劑，升溫至55℃反應(yīng)5h，冷卻至室溫；再經(jīng)過離心分離、洗滌、干燥、粉碎、篩分、產(chǎn)品包裝制得。本發(fā)明為大豆副產(chǎn)品的深加工與應(yīng)用開辟了一條途徑，縮短了常規(guī)滅火劑的生產(chǎn)工藝流程，減少生產(chǎn)時間，降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品方便人工、機(jī)械滅火。
【IPC分類】C08F289/00, C08F220/06, C08F222/38, A62D1/00
【公開號】CN105566580
【申請?zhí)枴緾N201410468194
【發(fā)明人】曹安生
【申請人】鄒城市安德機(jī)械制修有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2014年9月15日