一种锂电池火灾凝胶干水灭火剂的制备方法与流程

一种锂电灾凝干水灭火制备法与程本发明属于火灾料技术领域，尤涉及一种锂电池灾凝胶干水灭火剂制备方法。背技：随着地球全球变问题的加和新的洁能源的应用与广，锂电池由于其命长、能量密度高性能稳定等优点引起人们越来越泛的关注。锂电池泛应用于水力、火、风力、太阳等能系统，以及电工具、电动汽车、事装备等多个领域然而，随着锂电的大量使用，相火灾、爆炸事故也之而来。现有灭火剂的灭原理主要为降温稀氧、抑制燃烧程中的化学反应中一种或几种的组合由于锂电池火灾于热失控而产生锁反应，随着每个池单元轮流破裂并放其内含物，就产生一种反复燃的火焰，并伴随着续的热量和可燃气的释放，传统的火剂目前无法阻锂电池火灾复燃。技实要素：有鉴于此，本发的目的在于提供种锂电池火灾凝干水灭火剂及其制方法。经由本发明制备得到的适用扑灭锂电池火灾凝胶干水灭火剂，过将由疏水的二氧硅粒子包裹的水胶微粒喷入火中会因水凝胶脱水蒸而吸收大量的热，低锂电池及其周的温度，从而有阻止锂电池的急剧热，实现快速灭的目的；同时，余的二氧化硅覆在锂电池表面，起隔绝氧气的作用，止复燃。该凝胶水灭火材料原料价易得，制备工艺单，灭火材料绿环保，是一种理的扑灭锂电池火的灭火材料。本发明提供了一锂电池火灾凝胶水灭火剂的制备法，包括以下步骤(1)结冷胶、明胶卡拉胶、琼脂和乙烯醇加入去离子中，在75-95℃下以280-600r/min速率搅拌20-50min，恢复室温得混合溶胶液；(2)将上述混合溶液与水玻璃溶液280-500r/min的速率下搅拌10-30min，使之混合均匀；(3)在转速为300-400r/min搅拌下，向混合均匀后的合液中缓慢滴加强酸溶液，使其ph到7-9，1-10min后形成水胶；(4)水凝胶静置5-10min后，将水凝胶碎，将疏水二氧硅与破碎后的水胶加入高速搅拌器以2000-6000r/min的转速搅40-120s，得凝胶干水火剂。优选地，步骤(1)，所述结冷胶、胶、卡拉胶、琼脂聚乙烯醇与去离水的重量份为0-10:0-30:1-20:0-15:0-30:4000-9000其中混合溶胶液、玻璃溶液和疏水二氧硅的总重量份为10000。优选地，所述结胶、明胶、卡拉、琼脂、聚乙烯与去离子水的重量为1-5:1-5:1-5:1-8:25-30:4000-9000，其混合溶胶液、水璃溶液和疏水氧化硅的总重量份10000。优选地，步骤(1)，所述结冷胶、胶、卡拉胶、琼脂聚乙烯醇与去离水的重量份比例为5-10:5-30:1-20:5-15:0-30:4000-9000，中混合溶胶液、玻璃溶液和疏水氧化硅的总重量为10000。优选地，步骤(2)，所述水玻璃溶的质量浓度为25-40％，模数为2.5-3.8。优选地，步骤(2)，所述混合溶胶与水玻璃溶液的重比为20-80:10-80,混合溶胶液、水璃溶液和疏水二化硅的总重量份10000。22优选地，步骤(3)，所述浓强酸溶为质量浓度36％盐酸、质量浓度75-98％浓硫酸、质量浓60-70％浓硝酸和质量浓45％-55％氢碘酸中的种或几种。优选地，步骤(4)述疏水二氧化硅疏水气相二氧化硅其比表面积为170-300㎡/g。优选地，步骤(4)述疏水二氧化硅步骤(3)中水凝胶的质量比为1-10：50。本发明提供的凝干水灭火剂，相于一般的干粉灭剂或泡沫灭火剂更用于扑灭锂电池火。因为锂电池火往往从电池内部生，由于内部热失而产生连锁反应，致电池内部火势速蔓延并发生爆。由于锂电池往往封较好，灭火剂往无法进入电池内仅靠覆盖隔绝氧等手段无法彻底扑锂电池火灾。由于池内部和周围环集聚大量热量，度较高，容易引起电池火灾复燃甚至高温导致电池爆，造成更加严重火灾。本发明的凝干水灭火剂能够在盖锂电池周围隔氧气的同时，通凝胶内部的水分蒸吸收大量的热量，低电池及其周围温度，防止复燃。同时，分被水凝胶束缚，外层被疏水氧化硅包裹，避了因水进入电池部而导致锂电池短发生二次火灾。水蒸发后残余的二化硅覆盖在电池面，继续起到隔绝气的作用，以实现全灭火。本发明凝胶干水灭火剂料廉价易得，制备程简单，操作方便绿色环保，灭火便于清洗，是一理想的锂电池灭火料。附图说明图1为实施例1中备的水凝胶的图；图2为实施例1中胶干水灭火剂的片；图3为实施例1中胶干水灭火剂的径分布图；图4为实施例2中胶干水灭火剂的径分布图；图5为实施例3中胶干水灭火剂的重曲线。具体实施方式为了进一步说明发明，下面结合施例对本发明提的一种锂电池火灾胶干水灭火剂及其备方法进行详细描述，但不能将们理解为对本发明护范围的限定。实施例1一种锂电池火灾胶干水灭火剂及制备方法，其中原料成分按照重量计：结冷胶、明、卡拉胶、琼脂聚乙烯醇、水玻溶液(模数2.8，浓度35wt％)、疏水二化硅(比表面积为300m/g)和水按重量份计：结冷322222222份、明胶3份、卡胶3份、琼脂6份、聚乙烯醇25份、水玻璃溶液1500份、疏水二氧化1000份和去离子水7460份，总量份为10000。一种锂电池火灾胶干水灭火剂及制备方法，其制方法包括如下步骤如下步骤中所用各料成分按照重量计:(1)将结冷胶(叶生物，s24793)3份、明(阿拉丁，c108396)3份卡拉胶(阿拉丁，c107615)3份、琼脂(灰分＜5％1000-1200g/cm，阿拉，a109144)6份、乙烯醇(聚合度为1750±50，醇解度99％，国药，30153129)25份别加入到7460份去离子水，在85℃下以400r/min的速率机械搅拌50min恢复室温，得混合胶液；(2)将上述混合溶液加入到1500份水玻璃溶中，在500r/min的速下机械搅拌20min，使混合均匀；(3)在转速为400r/min机械搅拌下混合均匀后的混液中缓慢滴加质浓度为75％的浓硫溶液，使其ph达到8时停滴加并停止搅拌10min后形成水凝胶；(4)水凝胶静置10min后将水凝胶破碎，1000份疏水二氧化硅(阿拉丁，s124829,比表积为300m/g)与破碎后的凝胶加入高速搅器(常州国宇仪器有限公司，jj-2a双显控温电动搅拌)，以4000r/min的转速搅拌98s，得凝胶干水灭火剂图1为实施例1中备的水凝胶的图，从图1可以看出水凝胶的均匀较好，不存在局部胶浓度过大而导的色差现象，从保证了干水灭火剂均一性。图2为实施1中凝胶干水灭火剂的图片，图中可以看出干灭火剂的粒径分散均匀且无肉眼可见的粒或团聚，有利其在灭火罐中的喷。图3为实施例1中胶干水灭火剂的径分布图(激光散射法，sald-2300,干法测试)，可见干水火剂粒径在1-50μm之间布均匀，呈正态布，这有利于干水灭火剂的喷。实施例2一种锂电池火灾胶干水灭火剂及制备方法，其中原料成分按照重量计：结冷胶、明、卡拉胶、琼脂聚乙烯醇、水玻溶液(模数2.5，浓度40wt％)、疏水二化硅(比表面积为200m/g)和去离水按照重量份计结冷胶1份、明胶3份卡拉胶1份、琼脂5份、聚乙醇30份、水玻璃溶液1200份、疏水氧化硅1000份和去离子水7760份总重量份为10000。一种锂电池火灾胶干水灭火剂及制备方法，其制方法包括如下步骤如下步骤中所用各料成分按照重量计:(1)将结冷胶(叶生物，s24793)1份、明(阿拉丁，c108396)3份卡拉胶(阿拉丁，c107615)1份、琼脂(灰分＜5％1000-1200g/cm，阿拉，222222a109144)5份、乙烯醇(1750±50，醇解度99％，国，30153129)30份分别加入到7760份离子水中，在90℃下以300r/min的速率机械搅30min，恢复室温，得混合胶液；(2)将上述混合溶液加入到1200份水玻璃溶中，在300r/min的速下机械搅拌30min，使混合均匀；(3)在转速为400r/min机械搅拌下混合均匀后的混液中缓慢滴加质浓度为80％的浓硫溶液，使其ph达到9时停滴加和搅拌，10min后成水凝胶；(4)水凝胶静置10min后将水凝胶破碎，1000份疏水二氧化硅(阿拉丁，s124828，比表面为200m/g)与破碎后的水胶加入高速搅拌(常州国宇仪器有限公司，jj-2a双数控温电动搅拌器，以6000r/min的转速拌116s，得凝胶干水灭火。图4为实施例2中胶干水灭火剂的径分布图(激光散射法，sald-2300,干法测试)，可见干水火剂粒径在10-500μm之分布均匀，呈正分布，这有利于干水灭火剂的射。实施例3一种锂电池火灾胶干水灭火剂及制备方法，其中原料成分按照重量计：结冷胶、明、卡拉胶、琼脂聚乙烯醇、水玻溶液、疏水二氧化和去离子水按照重份计：结冷胶2份、明胶1份、拉胶5份、琼脂2份、聚乙烯醇30份、玻璃溶液1000份(模数2.5，浓度40wt％、疏水二氧化(比表面积为200m/g)1000份硅和去离水7960份，总量份为10000。一种锂电池火灾胶干水灭火剂及制备方法，其制方法包括如下步骤如下步骤中所用各料成分按照重量计：(1)将结冷胶(叶生物，s24793)2份、明(阿拉丁，c108396)1份卡拉胶(阿拉丁，c107615)5份、琼脂(灰分＜5％1000-1200g/cm，阿拉，a109144)2份、乙烯醇(1750±50，醇解度99％，国，30153129)30份分别加入到7960份离子水中，在90℃下以600r/min的速率机械搅20min，恢复室温，得混合胶液；(2)将上述混合溶液加入到1000份水玻璃溶中，在500r/min的速下机械搅拌20min，使混合均匀；(3)在转速为400r/min机械搅拌下混合均匀后的混液中缓慢滴加质浓度为98％的浓硫溶液，使其ph达到8时停滴加和搅拌，10min后成水凝胶；22(4)水凝胶静置10min后将水凝胶破碎，1000份疏水二氧化硅(阿拉丁，s124828，比表面为200m/g)与破碎后的水胶加入高速搅拌(常州国宇仪器有限公司，jj-2a双数控温电动搅拌器，以2000r/min的转速拌90s，得凝胶干水灭火。图5为实施例3中热失重法得到的胶干水灭火剂热重线。从图中可以出，在100℃以凝胶干水灭火剂的重达到90％，这主要是由于其中分的挥发导致的重量失，即凝胶干水含水率达90％左右，这有利于其在火过程中的快速降温在100℃之后呈现1-2％的重损失，这主要是于凝胶中的有机物分解造成，极低的有机物量不会造成灭火程中火灾的加剧；280℃之后几乎没有重损失，残余固体凝胶中的水玻璃胶骨架和疏水二氧硅，水分挥发后无机固体覆盖在离子电池外表面使其与环境隔绝，止了锂离子电池复，防止二次火灾发生。将本发明制备的胶干水灭火剂进松密度、保湿性流动性、粒径大小斥水性等性能的检，具体结果如下表1所示。其中，松密度检测参考4066.2-2004中方法：分别称取三凝胶干水灭火剂100±0.2g，置于塞量筒(250ml，分值为2.5ml)中，以2秒一周期的速度，上颠倒量筒10个周期，将具塞量置于水平面静置3分钟后记录试样的体积按照公式(松密度＝试样质量/试体积)来就计算，并重复三取平均值。结果显凝胶干水的松密度在0.5-0.6g/ml，密远小于水，有利运输。凝胶干水灭剂的保湿性通过计算25g胶干水灭火剂放于55℃烘箱中，直至其质量基本变时的质量损失率表得到。凝胶干水55℃下的质量损失在35-44％，在较高温度下仍然具有定的保湿性和锁能力。流动性的测参考4066.2-2004中的方法：将300g凝胶水在重力作用下过直径为120mm玻璃漏斗的时间流动性参考，其通时间在6-7秒之间，小于gb4066.2-2004阿红要求的干粉灭火剂的流动性8s，表明该凝胶水具有较好的流动。平均粒径通过径分布仪sald-2300干测定。其粒径在10-130μm之间，具可调节性，可根实际需要调节干粒径。斥水性通将凝胶干水灭火放入培养皿，用刮刮平，在其表面滴0.3ml蒸水，放置在温度20±5℃，盛有饱和氯钠溶液(相对湿度为75)干燥器内1小时后去除培皿并逐渐倾斜，是滴滚落，以凝胶干水表面有明显结块现象为水性依据。结果示三种案例中的凝干水灭火剂均无明结块现象，表明具有较好的斥水。表1需要说明的是，照本发明上述各施例，本领域技人员是完全可以实本发明独立权利要及从属权利的全范围的，实现过及方法同上述各实例；且本发明未细阐述部分属于领域公知技术。上所述仅是本发明优选实施方式，应指出，对于本技领域的普通技术员来说，在不脱离发明原理的前提下还可以做出若干进和润饰，这些进和润饰也应视为发明的保护范围。技特：1.一种锂电池灾凝胶干水灭火的制备方法，其特在于，包括以下骤：(1)结冷胶、明胶卡拉胶、琼脂和乙烯醇加入去离子中，在75-95℃下以280-600r/min速率搅拌20-50min，恢复室温得混合溶胶液；(2)将上述混合溶液与水玻璃溶液280-500r/min的速率下搅拌10-30min，使之混合均匀；(3)在转速为300-400r/min搅拌下，向混合均匀后的合液中缓慢滴加强酸溶液，使其ph到7-9，1-10min后形成水胶；(4)水凝胶静置5-10min后，将水凝胶碎，将疏水二氧硅与破碎后的水胶加入高速搅拌器以2000-6000r/min的转速搅40-120s，得凝胶干水火剂。2.根据权利要1所述的方法，特征在于，步骤(1)中，所述结冷、明胶、卡拉胶、琼脂、乙烯醇与去离子的重量份为0-10:0-30:1-20:0-15:0-30:4000-9000，其混合溶胶液、水璃溶液和疏水二氧硅的总重量份为10000。3.根据权利要1所述的方法，特征在于，步骤(2)中，所述水玻溶液质量浓度为25-40％模数为2.5-3.8，混合溶胶液水玻璃溶液的重比为20-80:10-80，混合溶液、水玻璃溶液疏水二氧化硅的总量份为10000。4.根据权利要1所述的方法，特征在于，步骤(3)中，所述浓强溶液是质量浓度36％盐、质量浓度75-98％浓硫酸质量浓度6