本發(fā)明屬于電力設(shè)施火災(zāi)防控，具體地說，涉及一種用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球能源危機(jī)的加劇和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重，近年來，綠色環(huán)保的可替代能源受到了廣泛關(guān)注，分布式光伏發(fā)電作為一種新興的供電系統(tǒng)，具有建設(shè)便利、土地資源利用充分、清潔高效等優(yōu)勢，使其建設(shè)數(shù)量不斷增加，但其運(yùn)行過程中產(chǎn)生的問題也逐漸顯露出來。尤其是大型分布式光伏發(fā)電站，一旦發(fā)生火災(zāi)，縱使斷開電源依然無法解除光伏發(fā)電設(shè)備末端電壓，易造成火蔓延，嚴(yán)重威脅電力安全。而現(xiàn)階段用于光伏電站的滅火裝置多為滅火毯或干粉滅火器居多，其中滅火毯存在只能撲滅剛剛?cè)计鸬男》秶鹪吹膯栴}；干粉滅火劑雖電阻率高，但射程相對較近，無法保障救援人員的安全距離。因此有必要設(shè)計(jì)一種用于分布式光伏電站的高效、安全的滅火劑，以最大限度減少災(zāi)害造成的損失。

2、水是使用最廣泛的滅火劑，水系滅火劑通常包括添加型水基滅火劑和水膠體滅火劑。水膠體滅火劑能夠提高水在物體表面附著力，展現(xiàn)出良好的冷卻、固水、封堵、隔離作用。傳統(tǒng)高分子水凝膠在常溫下粘度大、流動(dòng)性差，施用難度大，在敞開環(huán)境電力設(shè)施火災(zāi)防控領(lǐng)域存在局限性。與傳統(tǒng)高分子水凝膠相比，溫敏型水凝膠在常溫下呈溶液狀態(tài)，粘度較低，流動(dòng)性好，克服了傳統(tǒng)高分子水凝膠常溫下黏度大、流動(dòng)性差、施用困難的缺陷；當(dāng)處于高溫環(huán)境，達(dá)到或超過其低臨界溶解溫度時(shí)，發(fā)生溶膠-凝膠相轉(zhuǎn)變，可在燃燒物表面形成富含水的水凝膠膜，可充分發(fā)揮其冷卻、覆蓋、窒息、化學(xué)抑制作用。

3、本領(lǐng)域技術(shù)人員在中國專利cn108047377b公開了一種溫敏性水凝膠的制備方法，對油盤火具有良好的滅火效果，但因水的電阻率較低，易發(fā)生觸電風(fēng)險(xiǎn)，限制了水系滅火劑在光伏電站火災(zāi)撲救領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對以上問題，本發(fā)明提供一種用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，所述溫敏性水凝膠滅火劑是由多糖、聚醚二元醇、無機(jī)鹽、纖維素納米晶改性納米二氧化硅通過簡單共混而得。一方面，通過溫敏性水凝膠在受到火場溫度條件下發(fā)生相轉(zhuǎn)變過程，從而發(fā)揮其吸熱降溫、封堵隔離的作用；另一方面，在水凝膠體系中引入纖維素納米晶改性的納米二氧化硅，可協(xié)效提高溫敏性水凝膠滅火劑的阻隔效果，又能提高水凝膠的電阻率。

2、本發(fā)明提供了一種用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟，所用物料的份數(shù)除特殊說明外均為重量份數(shù)：

3、(1)纖維素納米晶改性納米二氧化硅的制備：將10～30份的納米二氧化硅、5～15份的纖維素納米晶、100～500份濃度為40％的乙醇水溶液混合于容器中，超聲分散1～3h，隨后加入10～30份的正硅酸乙酯，乙酸調(diào)節(jié)ph至3.5～4.5，70℃反應(yīng)10～20h，經(jīng)去離子水洗滌、烘干后，制得纖維素納米晶改性納米二氧化硅待用；

4、(2)將1～10份多糖與100～1000份水混合于反應(yīng)釜中，在40℃下溶脹、攪拌12h，配置成多糖水溶液；

5、(3)將5～50份聚醚二元醇和4～40份無機(jī)鹽加入多糖水溶液中，室溫?cái)嚢?h；隨后加入2～20份的納米纖維素納米晶改性納米二氧化硅，室溫?cái)嚢?h，得到溫敏性水凝膠滅火劑。

6、所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，所述多糖為羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或多種。

7、所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，所述聚醚二元醇為聚乙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇中的一種或多種。

8、所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀中的一種或多種。

9、所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，其特征在于，所述納米二氧化硅的平均粒徑為10nm、50nm、100nm中的一種或多種。

10、有益效果

11、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

12、(1)本發(fā)明所使用的原材料綠色環(huán)保無污染，且制備方法簡單、成本低。

13、(2)使用纖維素納米晶改性納米二氧化硅，一方面，改性后二氧化硅與水凝膠體系的相容性更好，有利于填料均勻分散，協(xié)同自身的阻燃特性提高水凝膠滅火中的阻隔效果；另一方面，改性后的納米二氧化硅電阻率較高，可有效降低滅火劑的導(dǎo)電性。

14、(3)通過本發(fā)明所制備的溫敏性水凝膠在常溫下呈低粘度的溶液狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程噴射效果，從而保障救援人員的安全距離。當(dāng)溫度超過臨界轉(zhuǎn)變溫度時(shí)發(fā)生相轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)高粘度的凝膠狀態(tài)，在高溫或燃燒固體表面可迅速形成水凝膠膜，快速阻隔氧氣、吸收熱量，充分發(fā)揮其冷卻、覆蓋、窒息、化學(xué)抑制作用，且在滅火實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)導(dǎo)電情況。

技術(shù)特征：

1.一種用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟，所用物料的份數(shù)除特殊說明外均為重量份數(shù)：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，所述多糖為羧甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，所述聚醚二元醇為聚乙二醇、聚四氫呋喃二醇、聚氧化丙烯二醇中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，所述無機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，其特征在于，其特征在于，所述納米二氧化硅的平均粒徑為10nm、50nm、100nm中的一種或多種。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于光伏電站火災(zāi)撲救的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法，屬于電力設(shè)施火災(zāi)防控技術(shù)領(lǐng)域，所述溫敏性水凝膠滅火劑是由多糖、聚醚二元醇、無機(jī)鹽、改性納米二氧化硅通過共混而得。溫敏性水凝膠滅火劑在常溫下呈低粘度的溶液狀態(tài)，使滅火劑能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程噴射的效果；當(dāng)溫度超過臨界轉(zhuǎn)變溫度時(shí)發(fā)生相轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)高粘度的凝膠狀態(tài)，能夠快速阻隔氧氣、吸收熱量，同時(shí)通過引入纖維素納米晶改性的納米二氧化硅不僅可協(xié)效提高溫敏性水凝膠滅火劑的阻隔效果，并且能夠提高水凝膠的電阻率。本發(fā)明所提供的溫敏性水凝膠滅火劑的制備方法簡單，且適用范圍廣，在高溫或燃燒固體表面可迅速形成水凝膠膜，充分發(fā)揮其冷卻、覆蓋、窒息、化學(xué)抑制作用，在光伏火災(zāi)撲救過程中不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電情況，有利用保障救援人員的人身安全，適用于光伏電站火災(zāi)撲救。

技術(shù)研發(fā)人員：杜衛(wèi)寧,蔣亞強(qiáng),張澤江,顏明強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：應(yīng)急管理部四川消防研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14