專利名稱：一種復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滅火新材料領(lǐng)域，具體說是一種復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法。該復(fù)合型滅火顆粒料特別適合于煤礦井下火災(zāi)的滅火。
背景技術(shù)：
煤礦井下火災(zāi)是煤礦安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。一旦發(fā)生，威脅人身安全，并造成重大的損失。近幾十年來，各國十分重視煤礦安全生產(chǎn)。但是，由于裝備不足，技術(shù)相對落后，資金匱乏等原因，煤礦火災(zāi)仍然較為嚴(yán)重，其中煤層自燃火占90％以上，每年都造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
世界各主要產(chǎn)煤國對煤礦滅火技術(shù)和滅火材料均進(jìn)行大量的研究和應(yīng)用，探索出不少滅火方法，但都存在著各自的不足和局限性。如1、黃泥灌漿滅火技術(shù)，該技術(shù)材料易得，成本較低，操作簡便，但要耗用大量的農(nóng)田和勞力，且黃泥載水率較低、附壁性能差，滅火時間長。2、采用粉煤灰、頁巖泥漿、選煤廠尾礦泥漿等阻燃物質(zhì)進(jìn)行滅火，具有原料來源廣、操作簡單、對日后煤炭生產(chǎn)影響較小等優(yōu)點(diǎn)，但滅火效果差，人力投入大。3、硅酸凝膠堵漏滅火技術(shù)，硅酸凝膠是一種吸熱降溫良好的無機(jī)膠體，成膠體前具有與水相近的流動性和比水還強(qiáng)的滲透性，一旦成膠后便堵塞在煤層縫隙中，阻斷漏風(fēng)通道，防止浮煤氧化升溫，特別對坑道自燃發(fā)火局部處理十分有效。但是，該項技術(shù)的組成材料是水玻璃、碳酸氫銨和水，成膠過程中放出大量的氨氣，特別是在高溫點(diǎn)和火區(qū)使用時，放出的氨氣濃度更大，嚴(yán)重影響使用者的身心健康。因此，在一定程度上限制了該項技術(shù)的推廣應(yīng)用。為此，開發(fā)應(yīng)用高效滅火材料，改變現(xiàn)有的煤礦滅火技術(shù)和方法，提高滅火效率，保護(hù)煤礦工作環(huán)境衛(wèi)生和人身安全，已引起煤礦行業(yè)和科技界的高度重視。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有煤礦滅火技術(shù)和方法存在的滅火時間較長，效率偏低的缺陷，本發(fā)明提供了一種載水量大、凝膠強(qiáng)度高、無毒無味、附壁性能好、滅火速度快、操作簡便、綜合成本適中的復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以氫氧化鉀和丙烯酸乳液為基本原料，添加十二烷基硫酸鈉、亞硫酸氫鉀、過硫酸銨、八相酸銨，通過中和化學(xué)反應(yīng)、引發(fā)交聯(lián)聚合、切粒、干燥、粉碎過篩、復(fù)合改性、計量包裝成復(fù)合型滅火顆粒料。采用本制備方法生產(chǎn)的復(fù)合型滅火顆粒料，以1∶300質(zhì)量份的水混合，配制成凝膠體，使用工作壓力大于3大氣壓的泥漿泵，將凝膠體噴至著火面，如煤礦坑道中煤炭著火面，可快速降低著火面溫度，抑制燃燒物的煙霧，形成一層隔熱、隔氧的膠化層，達(dá)到快速滅火和阻燃的目的。
為實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的具體技術(shù)方案是材料純度為99.7～99.9％的丙烯酸乳液，純度為99.0～99.5％的氫氧化鉀，純度為98.5～99.5％的八相酸銨，十二烷基硫酸鈉，亞硫酸氫鉀，過硫酸銨。
配方丙烯酸乳液65～73％，氫氧化鉀20～26％，八相酸銨6.3～9.7％，十二烷基硫酸鈉0.02～0.04％，亞硫酸氫鉀0.22～0.28％，過硫酸銨0.13～0.17％。
制備方法 在反應(yīng)釜中計量加入用3倍量的蒸餾水稀釋的氫氧化鉀溶液，開動攪拌機(jī)，控制攪拌速度75r/min，釜內(nèi)溫度78±2℃，緩慢加入丙烯酸乳液，攪拌18～22min后，添加十二烷基硫酸鈉，再攪拌5～8min，計量放入旋轉(zhuǎn)盛料盤中，同時加入亞硫酸氫鉀和過硫酸銨，引發(fā)交聯(lián)聚合，待反應(yīng)物成凝膠體后，置于切粒機(jī)中切成φ2.5×3mm的顆粒，通過干燥床140～160℃干燥后，置于粉碎過篩機(jī)中粉碎、篩分出粒度為60～100目的顆粒料，而后置于高速捏合機(jī)中，添加八相酸銨進(jìn)行復(fù)合改性，控制高速捏合機(jī)攪拌速度為500r/min，溫度75±2℃，時間10～13min，再經(jīng)計量包裝即成復(fù)合型滅火顆粒料。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在(一)設(shè)計了適應(yīng)于中和化學(xué)反應(yīng)→引發(fā)交聯(lián)聚合→切?！稍铩鬯檫^篩→復(fù)合改性過程的連續(xù)化制備方法，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。(二)本發(fā)明采用八相酸銨進(jìn)行復(fù)合改性，可有效地抑制滅火時燃燒物的煙霧，提高滅火效能和滅火速度，并有效地阻止復(fù)燃。(三)由于本發(fā)明的復(fù)合型滅火顆粒料含有大量的強(qiáng)吸水基團(tuán)，并通過其網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)吸水，可吸收自身重量的200～300倍的水，因而與黃泥灌漿滅火技術(shù)相比，具有載水量大、附壁性能好、用量少的顯著特點(diǎn)，便于儲存和運(yùn)輸。(四)使用時將其與水混合，形成凝膠體，用泥漿泵噴至著火面，可快速降低著火面溫度，當(dāng)凝膠體大量失水后可凝結(jié)形成一層隔熱、隔氧的膠化層，起到快速滅火和阻燃的功效。


下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明的制備過程方框1中首先將氫氧化鉀用蒸餾水稀釋成溶液，置于反應(yīng)釜中，開動攪拌機(jī)，緩慢加入丙烯酸乳液，進(jìn)行中和化學(xué)反應(yīng)，而后加入十二烷基硫酸鈉混合均勻，計量放入旋轉(zhuǎn)盛料盤中，同時加入亞硫酸氫鉀和過硫酸銨引發(fā)交聯(lián)聚合，待反應(yīng)物成凝膠體后，置于切粒機(jī)中，切成φ2.5×3mm顆粒，然后，通過干燥床干燥、粉碎過篩機(jī)粉碎、篩分，置于高速捏合機(jī)中，加入八相酸銨進(jìn)行復(fù)合改性，經(jīng)計量包裝即成復(fù)合型滅火顆粒料。
具體實施例方式
實施例1
將純度為99.0％氫氧化鉀24kg用3倍量的蒸餾水稀釋至96kg溶液，置于反應(yīng)釜中，啟動攪拌機(jī)，控制攪拌速度75r/min，釜內(nèi)溫度78℃，緩慢加入純度為99.7％丙烯酸乳液70kg，中和反應(yīng)19min后，加入十二烷基硫酸鈉35g，再攪拌6min，放入旋轉(zhuǎn)盛料盤中，同時加入亞硫酸氫鉀260g和過硫酸銨160g，引發(fā)交聯(lián)聚合，待反應(yīng)物呈凝膠體后，置于切粒機(jī)中切成φ2.5×3mm的顆粒，通過干燥床150℃干燥后，置于粉碎過篩機(jī)中進(jìn)行粉碎、篩分出粒度為60～100目的顆粒料，而后置于高速捏合機(jī)中，添加純度為98.5％八相酸銨9kg進(jìn)行復(fù)合改性，高速捏合機(jī)攪拌速度為500r/min，溫度75℃，時間12min，經(jīng)計量包裝即成復(fù)合型滅火顆粒料。
實施例2將純度為99.5％氫氧化鉀22kg用3倍量的蒸餾水稀釋至88kg溶液，置于反應(yīng)釜中，啟動攪拌機(jī)，控制攪拌速度75r/min，釜內(nèi)溫度76℃，緩慢加入純度為99.9％丙烯酸乳液66kg，中和反應(yīng)21min后，加入十二烷基硫酸鈉25g，再攪拌7min，放入旋轉(zhuǎn)盛料盤中，同時加入亞硫酸氫鉀240g和過硫酸銨140g，引發(fā)交聯(lián)聚合，待反應(yīng)物呈凝膠體后，置于切粒機(jī)中切成φ2.5×3mm的顆粒，通過干燥床150℃干燥后，置于粉碎過篩機(jī)中進(jìn)行粉碎、篩分出粒度為60～100目的顆粒料，而后置于高速捏合機(jī)中，添加純度為99.5％八相酸銨7kg進(jìn)行復(fù)合改性，高速捏合機(jī)攪拌速度為500r/min，溫度75℃，時間12min，經(jīng)計量包裝即成復(fù)合型滅火顆粒料。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法，其特征是材料與配方 丙烯酸乳液65～73％，氫氧化鉀20～26％，八相酸銨6.3～9.7％，十二烷基硫酸鈉0.02～0.04％，亞硫酸氫鉀0.22～0.28％，過硫酸銨0.13～0.17％；制備方法 在反應(yīng)釜中計量加入用3倍量的蒸餾水稀釋的氫氧化鉀溶液，開動攪拌機(jī)，控制攪拌速度75r/min，釜內(nèi)溫度78±2℃，緩慢加入丙烯酸乳液，攪拌18～22min后，添加十二烷基硫酸鈉，再攪拌5～8min，計量放入旋轉(zhuǎn)盛料盤中，同時加入亞硫酸氫鉀和過硫酸銨，引發(fā)交聯(lián)聚合，待反應(yīng)物成凝膠體后，置于切粒機(jī)中切成φ2.5×3mm的顆粒，通過干燥床140～160℃干燥后，置于粉碎過篩機(jī)中粉碎、篩分出粒度為60～100目的顆粒料，而后置于高速捏合機(jī)中，添加八相酸銨進(jìn)行復(fù)合改性，控制高速捏合機(jī)攪拌速度為500r/min，溫度75±2℃，時間10～13min，再經(jīng)計量包裝即成復(fù)合型滅火顆粒料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法，其特征是所述的丙烯酸乳液中丙烯酸純度為99.7～99.9％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法，其特征是所述的氫氧化鉀純度為99.0～99.5％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法，其特征是所述的八相酸銨純度為98.5～99.5％。
全文摘要
本發(fā)明涉及滅火新材料領(lǐng)域，具體說是一種復(fù)合型滅火顆粒料的制備方法。本發(fā)明以氫氧化鉀和丙烯酸乳液為基本原料，添加十二烷基硫酸鈉、亞硫酸氫鉀、過硫酸銨、八相酸銨，通過中和化學(xué)反應(yīng)、引發(fā)交聯(lián)聚合、切粒、干燥、粉碎過篩、復(fù)合改性、計量包裝成復(fù)合型滅火顆粒料。采用本制備方法生產(chǎn)的復(fù)合型顆粒料，以1∶300質(zhì)量份水混合，配制成凝膠體，使用工作壓力大于3大氣壓的泥漿泵，將凝膠體噴至著火面，可快速降低著火面溫度，抑制燃燒物的煙霧，形成一層隔熱、隔氧的膠化層，達(dá)到快速滅火和阻燃的目的。本復(fù)合型顆粒料具有載水量大、附壁性能好、無毒無味、滅火速度快、操作簡便的特點(diǎn)，因而特別適合于煤礦井下火災(zāi)的滅火。
文檔編號A62D1/00GK1736516SQ200510098889
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月12日
發(fā)明者張華集, 張雯, 肖荔人 申請人:福建師范大學(xué)