一種納米級(jí)蛭石分散液的制備及其在泡沫滅火劑上的應(yīng)用的制作方法

一種納米石分液的制備在泡滅火上的應(yīng)用的方法1.本發(fā)明涉及種納米級(jí)蛭石分液的制備及其在泡滅火劑上的應(yīng)用屬于消防技術(shù)領(lǐng)域。背技：2.蛭石是一種狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽物，由于其具有良的受熱膨脹特性且膨脹后密度低、熔高、導(dǎo)熱系數(shù)小化學(xué)絕緣性好、附性強(qiáng)、隔音效果和環(huán)保價(jià)廉，因此廣泛應(yīng)用于農(nóng)牧，園藝、建筑、保、節(jié)能等領(lǐng)域，別是在防火滅火材領(lǐng)域具有巨大的用前景。3.但是由于蛭為無(wú)機(jī)礦物類(lèi)，不溶于水及疏油性制了其在均一體等領(lǐng)域更廣泛的應(yīng)用因此需要對(duì)蛭石行改性以增加其水親油性；而由于石屬于單斜晶系，由兩層層狀硅氧架通過(guò)氫氧鎂石結(jié)合而成的雙層硅四面體。四面體中于a13代替si4而產(chǎn)生多余的負(fù)荷，并導(dǎo)致層間填可交換的陽(yáng)離和水分子。因此，通過(guò)陽(yáng)離子交換方對(duì)蛭石進(jìn)行有機(jī)層改性。有機(jī)插改性是有機(jī)分子(離子)通過(guò)離子交換方或直接進(jìn)入粘土物層間并使粘土物層間域微環(huán)境改的一種方法。4.蛙石與蒙脫相似，都為2:1型層狀硅鹽粘土礦物，層具有可交換陽(yáng)離子，這使得有機(jī)離子插層劑可以過(guò)離子交換進(jìn)入蛙石層間，從而獲有機(jī)改性蛙石。改后，再添加分散分散研磨或物理離成微米級(jí)漿液，應(yīng)用于防火涂料或滅劑等均一體系中5.泡沫滅火劑撲救可燃易燃液的有效滅火劑，它要是在液體表面成凝聚的泡沫漂浮層起窒息和冷卻作。目前用于撲救類(lèi)火災(zāi)的泡米滅火主要有氟蛋白泡沫火劑、水成膜泡滅火劑等。氟蛋泡沫滅火劑滅火速快，但是且具有蝕性和蛋白臭味保質(zhì)期短；水成泡沫滅火劑是當(dāng)前為理想的滅火劑，是其抗燒性和在溫火場(chǎng)中的抗消能力仍然難以滿(mǎn)足大型油罐火災(zāi)的撲要求，且其含有環(huán)境中難以降解全氟辛烷磺酸鹽(pfos)和全氟辛酸銨(pfoa)類(lèi)氟碳表面活性，具有潛在的環(huán)境染風(fēng)險(xiǎn)。因此，亟需開(kāi)發(fā)一種能替代水成膜泡沫火劑的環(huán)保高效抗燒性能優(yōu)異的泡滅火劑。6.近年來(lái)，通添加固體粉末提泡沫滅火劑的泡沫定性和抗燒性的法已成為消防領(lǐng)域的究熱點(diǎn)。馬寶岐發(fā)現(xiàn)添加不同濃的固體粉末后，泡的半衰期可提高約1030倍。穆梟等研究發(fā)現(xiàn)，粒的細(xì)化、固體度的增大、顆粒表面疏水性液相粘度的提高泡沫穩(wěn)定性增強(qiáng)主要原因。陳偉紅研究發(fā)現(xiàn)，將空心珠加入泡沫滅火中可顯著提高泡的穩(wěn)定性。超細(xì)蛭粉體作為一種良好增強(qiáng)相，將其與沫滅火劑復(fù)合，以預(yù)期，蛭石片層有剛性和熱膨脹阻性能夠有效增強(qiáng)沫的熱穩(wěn)定性，著提升泡沫的抗燒力和對(duì)油面的封閉用。7.但是蛭石較的親水親油性，其應(yīng)用受到了一定制。目前針對(duì)蛭的改性主要是采用季鹽改性法增強(qiáng)其水性和親油性；8.因此，開(kāi)展石改性方面的研對(duì)于擴(kuò)展蛭石的應(yīng)領(lǐng)域、提高泡沫火劑的抗燒性能均具較高的技術(shù)參考理論意義。9.現(xiàn)有技術(shù)陽(yáng)子插層蛭石后，研磨或物理剝離得水性漿液或分散，其粒徑為微米級(jí)，于達(dá)到穩(wěn)定性要，或者需要添加稠劑和防沉降劑而致粘度較高，限制其應(yīng)用范疇。10.如羋凌佳論文有機(jī)插層蛭石層結(jié)構(gòu)分析及蛭石水膠的制備》闡述蛭石的結(jié)構(gòu)分析以蛭石水溶膠的制。制備方法是蛭石先經(jīng)陽(yáng)離子改劑季銨鹽如十六烷基三基溴化銨在高溫加熱進(jìn)行陽(yáng)離子換后，再加入不同構(gòu)的分散劑如十二基硫酸鈉、十二基苯磺酸鈉等，璃棒充分?jǐn)噭蚝?，直徑為lmm的氧鋯球在砂磨機(jī)中蛭石分散體系進(jìn)行磨，時(shí)間6h，再用高壓微射流均質(zhì)設(shè)在17000pa壓力下對(duì)砂磨的蛙石處理10次，得蛭石水溶膠。分析得到最定的蛭石水溶膠放時(shí)間大于60天，平均粒徑0.6-0.811.μm。此方加工工藝復(fù)雜，要砂磨后再高壓均機(jī)，設(shè)備要求較。得到粒徑在0.5um以，蛭石水溶膠儲(chǔ)期較短。12.此外，現(xiàn)有技蛭石分散液用于沫液中，主要是用水成膜泡沫液中于提高泡沫的抗燒平。所用的泡沫中含有氟表面活劑，它們?cè)诃h(huán)境中常穩(wěn)定有持久性、度生物累積性、性和遠(yuǎn)距離環(huán)境移的能力，對(duì)環(huán)境成污染；且氟表面性劑價(jià)格昂貴，本太高難以大范推廣。且所得的改后的蛭石分散液粒都是微米級(jí)，儲(chǔ)不穩(wěn)定，需要添增稠劑和防沉降劑13.如呂鵬撰寫(xiě)的利《一種新型水膜抗燒型泡沫滅火及其制備》涉及種新型水成膜抗燒泡沫滅火劑及其備方法。制備方為對(duì)層狀硅酸鹽顆無(wú)機(jī)改性后采用膠磨研磨，獲得剝型層狀硅酸鹽漿料，加入碳表面活性劑獲得有機(jī)改性層硅酸鹽漿料，與稠劑、有機(jī)溶劑水混合，形成混合，將碳?xì)浔砻婊钚约尤肷鲜龌旌弦?，即得所述泡沫火劑。?zhuān)利所用蛭為500-4000目，過(guò)無(wú)機(jī)改性后采膠體磨研磨，未及蛭石漿料粒徑或沫濃縮液的穩(wěn)定性，同普通水成膜泡液一樣，同樣加了氟表面活性劑。14.呂鵬在另一篇章《改性超細(xì)可脹蛭石在抗燒水成泡沫中的應(yīng)用》，講述了蛭石不是過(guò)季銨鹽進(jìn)行改，而是通過(guò)通過(guò)碳表面活性劑改性增強(qiáng)其疏水疏油性并將其用于提高沫滅火劑抗燒性。其中，蛭石通過(guò)碳表面活性劑改性，平均粒徑為5-10μm，微米級(jí)。然后加水成膜泡沫液中提高了泡沫滅劑的抗燒水平。中并未提及氟碳面活性劑改性的蛭加入泡沫液中的穩(wěn)性。且含有氟碳面活性劑，會(huì)對(duì)境造成污染。技實(shí)要素：15.有鑒于此，本明提供了一種納級(jí)蛭石分散液的制及其在泡沫滅火上的應(yīng)用，制備方簡(jiǎn)單，應(yīng)用于不氟碳表面活性劑泡沫滅火劑中，重提升泡沫滅火劑的燒性能，達(dá)到泡穩(wěn)定，具備滅火度快，抗燒能力強(qiáng)對(duì)環(huán)境友好污染，本低等特點(diǎn)。16.本發(fā)明通過(guò)以技術(shù)手段解決上技術(shù)問(wèn)題：一種納級(jí)蛭石分散液的備，第一步為蛭改性：蛭石通過(guò)銨鹽陽(yáng)離子交換性得到插層改性蛭；第二步為改性蛭研磨：添加分散在砂磨機(jī)砂磨，到平均粒徑100納米的納米蛭石散液。17.蛭石改性方法具體為蛭石通過(guò)銨鹽陽(yáng)離子交換得插層改性蛭石，應(yīng)溫度為常溫至100℃，選為40℃-80℃季銨鹽陽(yáng)離子改劑為c8-c16的烷基三烷基氯化銨溴化銨，優(yōu)選為c12-c16的烷基烷基氯化銨或溴銨。改性后通過(guò)水洗過(guò)烘干得到干燥的性蛭石。18.所述蛭石為可脹蛭石和膨脹蛭，其平均粒徑為100-2000目，優(yōu)為200目-500目。19.得到干燥的改蛭石后，第二步改性蛭石研磨。采的設(shè)備為立式或式砂磨機(jī)，使用的磨媒介為氧化鋯。鋯珠尺寸為0.10mm-0.35mm，選為0.25-0.35mm。20.改性蛭石研磨具體工藝為預(yù)分30分鐘至1小時(shí)，砂磨轉(zhuǎn)速為1500rpm-3000rpm，優(yōu)選為2000rpm-2800rpm。砂磨時(shí)間為5-25小時(shí)，優(yōu)選為10-18小時(shí)。砂磨最終粒為平均粒徑d50＝100-200nm優(yōu)選為100-150nm。用的設(shè)備為立式或臥式磨機(jī)，使用的研媒介為氧化鋯珠鋯珠尺寸為0.10mm-0.5mm，優(yōu)選為0.25-0.35mm鋯珠填充率為70％-85，優(yōu)選為75％-80％。21.改性蛭石研磨，需將所有原料分預(yù)混。蛭石分散的組成為改性蛭，分散劑，潤(rùn)濕劑水。其中，改性石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-30wt％，優(yōu)選為5-20wt％，更優(yōu)為5-10wt％。分散劑為改聚丙烯酸類(lèi)陰離和非離子分散劑或碳?xì)浔砻婊钚?，如十二烷基硫鈉、十二烷基苯酸鈉、十六烷基溴銨中的一種或組合質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10％，優(yōu)選2-6wt％。潤(rùn)濕劑為改丙烯酸酯類(lèi)非離子型表活性劑，質(zhì)量分為0.5-5wt％，優(yōu)選為1-2wt％水為去離子水或純凈水，量分?jǐn)?shù)為55-95wt％，優(yōu)為60-85wt％。22.本發(fā)明的有益果是：本發(fā)明的備方法簡(jiǎn)單，此納蛭石分散液應(yīng)用不含有氟碳表面性劑的滅火劑中起到增強(qiáng)泡沫堅(jiān)韌，增強(qiáng)阻隔隔絕用。應(yīng)用的泡沫滅火具有滅火速度快抗燒能力強(qiáng)，對(duì)境友好無(wú)污染，成低等特點(diǎn)。附圖說(shuō)明23.圖1為本發(fā)明藝流程圖。具體實(shí)施方式24.以下將結(jié)合具實(shí)施例對(duì)本發(fā)明行詳細(xì)說(shuō)明，如圖1所示，本實(shí)施例的一種納米級(jí)蛭石分液的制備，其為下步驟：(1)蛭石改性，蛭石通季銨鹽陽(yáng)離子交換改性得插層改性蛭石；(2)改性蛭石磨，添加分散劑砂磨機(jī)砂磨，得到平均粒100納米的納米蛭石分散。25.所述步驟(1)的蛭改性，蛭石通過(guò)銨鹽陽(yáng)離子交換得插層改性蛭石，反應(yīng)溫度為20-100，優(yōu)選為40℃-80℃；季銨鹽離子改性劑為c8-c16的烷基三烷基氯化銨溴化銨，優(yōu)選為c12-c16的烷基烷基氯化銨或溴銨；改性后通過(guò)水洗過(guò)烘干得到干燥的性蛭石。26.所述蛭石為可脹蛭石和膨脹蛭，其平均粒徑為100-2000目，優(yōu)為200-500目。27.所述步驟(2)改性石研磨采用的設(shè)為立式或臥式砂磨，使用的研磨媒介為氧化鋯珠，氧化珠尺寸為0.10-0.35mm，選為0.25-0.35mm。28.在改性蛭石研前進(jìn)行預(yù)分散，分散時(shí)間為30-60min，砂磨轉(zhuǎn)速1500rpm-3000rpm，優(yōu)為2000-2800rpm，砂磨時(shí)為5-25小時(shí)，優(yōu)選為10-18小時(shí)，砂磨最終漿料粒徑為100-200nm，優(yōu)選100-150nm，預(yù)散采用的設(shè)備為立式或式砂磨機(jī)，使用研磨媒介為氧化珠，氧化鋯珠尺寸0.10-0.5mm，優(yōu)選0.25-0.35mm，氧化鋯珠填率為70％-85％，優(yōu)選75％-80％。29.蛭石分散液的成為改性蛭石、散劑、潤(rùn)濕劑和水改性蛭石的質(zhì)量數(shù)為1-30wt％，選為5-20wt％，更優(yōu)選為5-10wt，分散劑為改性丙烯酸類(lèi)陰離子和非離分散劑或碳?xì)浔砘钚詣?，質(zhì)量分為1-10％，優(yōu)選為2-6wt％，潤(rùn)濕劑為性丙烯酸酯類(lèi)非子型表面活性劑，量分?jǐn)?shù)為0.5-5wt％，優(yōu)選為1-2wt，水為去離子水或凈水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)55-95wt％，優(yōu)選為60-85wt％30.分散劑為十二基硫酸鈉、十二基苯環(huán)酸鈉、十六基溴化銨中的至一種。31.納米級(jí)蛭石分液在泡沫滅火劑的應(yīng)用，此納米蛭分散液應(yīng)用在不有氟碳表面活性劑滅火劑中，起到強(qiáng)泡沫堅(jiān)韌性，強(qiáng)阻隔隔絕作用。32.實(shí)施例133.蛭石改性：在口燒瓶中加入200g去離子，再將膨脹蛭石50g加入到瓶中，加入改性劑二烷基三甲基溴銨36.5g。在80℃條件下恒溫反6小時(shí)。將得到的插改性蛭石用去離水反復(fù)洗滌，去多余的改性劑，用agno3檢測(cè)濾液溴離子存在。烘干稱(chēng)重得改性蛭石44g。34.蛭石分散液制：在燒杯中加入5wt％(重份)的上述改性蛭石，然后步加入3wt％的分劑(改性丙烯酸類(lèi)陰離子表活性劑pl20，來(lái)自于萊恩)，2wt％的潤(rùn)濕劑改性丙烯酸酯類(lèi)離子表面活性劑lcn407，來(lái)自于萊恩)，其余加入去離子。在高速攪拌器下以3000rpm預(yù)分散30鐘，測(cè)得粒徑d50＝39.5um。之轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)(臥式棒銷(xiāo)砂磨，腔體容量0.5l，鋯珠填率77％，鋯珠直為0.3mm)砂磨。以轉(zhuǎn)速階式升高進(jìn)行砂磨(2000rpm×35.2h2200rp×2h2400rpm×2h2600rpm×2h2800rpm×2h3000rpm×nh),連續(xù)砂磨12時(shí)。粒徑達(dá)到d50＝98nm。測(cè)得固量6.21％，粘為16.5cp36.(brookfield旋粘度計(jì)，10rpm)，常溫穩(wěn)性一年以上。37.蛭石分散液的用：38.將上述制備好蛭石分散液以下比例加入至不含氟的泡沫滅火劑中攪拌至均勻溶液。后再用自來(lái)水稀至6％滅火。對(duì)比測(cè)試滅性能。滅火方法采用gb15308中油盤(pán)滅火標(biāo)準(zhǔn)(油盤(pán)面積0.25m2，120#汽，氮?dú)怛?qū)動(dòng)，吸氣式噴頭)[0039][0040][0041]從上表可以看到自制泡沫液加入石后，滅火時(shí)間短，抗燒時(shí)間延長(zhǎng)證明此納米蛭石分液起到了增強(qiáng)泡堅(jiān)韌性，增強(qiáng)阻隔絕作用。泡沫滅劑具有滅火速度快抗燒能力強(qiáng)的特，具備可替代含泡沫滅火劑的可行。[0042]實(shí)施例2[0043]蛭石改性：在三燒瓶中加入400g去離子水，將膨脹蛭石100g加入瓶中，加入改性劑六烷基三甲基氯銨103g。在80℃條件下恒溫反6小時(shí)。將得到的插層改蛭石用去離子水復(fù)洗滌，去除多的改性劑，用agno3檢測(cè)濾液無(wú)氯離子在。烘干，稱(chēng)重改性蛭石干品102g。[0044]蛭石分散液制備在燒杯中加入10wt％(重份)的上述改性蛭石，然后步加入5wt％的分散(十二烷基硫酸，來(lái)自于上海國(guó)集團(tuán))，1wt％的潤(rùn)濕劑(改性丙烯酸酯類(lèi)離子表面活性lcn407，來(lái)自于科萊恩)，其余加入離子水。在高速攪拌下以2500rpm預(yù)分散60分鐘測(cè)得粒徑為d50＝44.6um。后轉(zhuǎn)入砂磨機(jī)(臥棒銷(xiāo)砂磨機(jī)，腔容量0.5l，鋯珠填充率80％，鋯直徑為0.25mm)砂磨以轉(zhuǎn)速階梯式升高行砂磨(2000rpm×2h2200rp×2h2400rpm×2h2600rpm×2h2800rpm×2h3000rpm×nh),連續(xù)砂磨18時(shí)。粒徑達(dá)到d50＝96nm。測(cè)得固量5.8％，粘度10cp(brookfield旋轉(zhuǎn)度計(jì)，10rpm)，常溫穩(wěn)定一年以上。[0045]蛭石分散液的應(yīng)：[0046]將上述制備好的石分散液以下表例加入至不含氟的泡沫滅火劑中，拌至均勻溶液。然再用自來(lái)水稀釋6％滅火。對(duì)比測(cè)試滅火能。滅火方法采用gb15308中小盤(pán)滅火標(biāo)準(zhǔn)(油盤(pán)面積0.25m2，120#油，氮?dú)怛?qū)動(dòng)，氣式噴頭)[0047]成分tf蛭石分液tffoamtffoam(上海匯友制泡沫液)10％100蛭石分散液(蛭石量5％)90％0噴射流量g/min620620g/min噴射時(shí)間min1.51.5發(fā)泡數(shù)7.57.8析液時(shí)間3:453：2790控火時(shí)間0:400:4598％火時(shí)間0:500:55100％火時(shí)間1:021:1025抗燒時(shí)間4:352:05[0048]從上表可以看到自制泡沫液加入石后，大大提高火和抗燒性能。且火后泡沫表面呈粘狀。證明此納米石分散液提高了沫的粘性，增強(qiáng)泡堅(jiān)韌性，提高阻隔絕作用。添加蛭分散液的泡沫滅劑具有滅火速度快抗燒能力強(qiáng)的特點(diǎn)具備可替代含氟泡沫滅火劑的可性。[0049]實(shí)施例3[0050]一種納米級(jí)蛭石散液的制備，其以下步驟：(1)蛭石改性，蛭石過(guò)季銨鹽陽(yáng)離子交換改性到插層改性蛭石(2)改性蛭石研磨，添加分散劑砂磨機(jī)砂磨，得到平均粒100納米的納米蛭石分散。[0051]所述步驟(1)的蛭改性，蛭石通過(guò)銨鹽陽(yáng)離子交換得插層改性蛭石，應(yīng)溫度為60℃；銨鹽陽(yáng)離子改性為c12的烷基三烷基氯化銨；性后通過(guò)水洗過(guò)濾烘干得到燥的改性蛭石。[0052]所述蛭石為可膨蛭石和膨脹蛭石其平均粒徑為300目。[0053]所述步驟(2)改性石研磨采用的設(shè)為臥式砂磨機(jī)，使的研磨媒介為氧鋯珠，氧化鋯珠尺為0.3mm。[0054]在改性蛭石研磨進(jìn)行預(yù)分散，預(yù)散時(shí)間為40min，砂磨轉(zhuǎn)速為2500rpm砂磨時(shí)間為16小，砂磨后最終漿粒徑為125nm，預(yù)分散采用的設(shè)備為式砂磨機(jī)，使用的研媒介為氧化鋯珠氧化鋯珠尺寸為0.3mm，氧化鋯填充率為80％。[0055]蛭石分散液的組為改性蛭石、分劑、潤(rùn)濕劑和水改性蛭石的質(zhì)量分為10wt％，分散為十二烷基硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5wt％，潤(rùn)濕劑為改性丙酸酯類(lèi)非離子型表面性劑，質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5wt％，水為去離子水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.5wt％。[0056]納米級(jí)蛭石分散在泡沫滅火劑上應(yīng)用，此納米蛭分散液應(yīng)用在不含有氟碳表面活性劑的火劑中，起到增泡沫堅(jiān)韌性，增阻隔隔絕作用。[0057]最后說(shuō)明的是，上實(shí)施例僅用以明本發(fā)明的技術(shù)案而非限制，盡管照較佳實(shí)施例對(duì)本明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)，本領(lǐng)域的普通術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)案進(jìn)行修改或者同替換，而不脫本發(fā)明技術(shù)方案的旨和范圍，其均應(yīng)蓋在本發(fā)明的權(quán)要求范圍當(dāng)中。技特：1.一種納米級(jí)石分散液的制備其特征在于，為以步驟：(1)蛭石改性，蛭石通過(guò)季銨鹽陽(yáng)子交換改性得到層改性蛭石；(2)改性蛭石研磨添加分散劑在砂磨機(jī)砂磨得到平均粒徑100納米的米蛭石分散液。2.根據(jù)利要求1所述的一種納級(jí)蛭石分散液的備，其特征在于所述步驟(1)的蛭石改性，蛭石通過(guò)季鹽陽(yáng)離子交換得插層改性蛭石，應(yīng)溫度為20-100℃，優(yōu)選為40℃-80℃季銨鹽陽(yáng)離子改性為c8-c16的烷基三烷基氯化銨或化銨，優(yōu)選為c12-c16的烷基三烷氯化銨或溴化銨改性后通過(guò)水洗濾烘干得到干燥的改性石。3.根據(jù)權(quán)利要求2所的一種納米級(jí)蛭分散液的制備，其特征在于所述蛭石為可膨蛭石和膨脹蛭石其平均粒徑為100-2000目，優(yōu)選為200-500目。4.根據(jù)利要求1所述的一種納級(jí)蛭石分散液的備，其特征在于所述步驟(2)改性蛭石研磨采的設(shè)備為立式或式砂磨機(jī)，使用的研磨媒介氧化鋯珠，氧化珠尺寸為0.10-0.35mm，優(yōu)選為0.25-0.35mm。5.根權(quán)利要求4所述的一種納級(jí)蛭石分散液的備，其特征在于：在改性蛭石磨前進(jìn)行預(yù)分散預(yù)分散時(shí)間為30-60min，砂磨轉(zhuǎn)速1500rpm-3000rpm，優(yōu)為2000-2800rpm，砂磨時(shí)為5-25小時(shí)，優(yōu)選為10-18小時(shí)，砂磨最終漿料粒徑為100-200nm，優(yōu)選