[发明专利]一种石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂的制备方法及其产品

说明书

本发明公开一种石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂的制备方法及其产品，本发明制备方法包括：将空心玻璃微珠与氧化石墨烯溶液通过快速搅拌充分混匀；向上述混合液中加入还原剂并继续搅拌；静置并收集漂浮于溶液表面的石墨烯包覆空心玻璃微珠；将石墨烯包覆空心玻璃微珠与氟蛋白泡沫灭火剂混合。通过在玻璃微珠外包覆石墨烯，本发明产品大大增加了三相灭火剂抗震动的性能，适于在交通工具如汽车、轮船上使用。

技术领域

本发明涉及灭火剂领域，更具体地，涉及三相灭火剂，尤其是指一种石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂的制备方法及其产品。

背景技术

为了扑灭油脂液体引发的火灾，需要在油脂表面形成隔绝空气的耐火层。水成膜灭火剂通过大幅度降低水的表面张力，使其能在油脂表面铺展成薄层，但因为水的密度大于一般的油脂，过多的水成膜灭火剂若超过表面张力的承载能力，就将沉于油脂表面下方，失去灭火效果。一种解决方法是向水成膜灭火剂中添加密度更低的灭火材料，这种灭火剂在灭火过程中产生泡沫层、低密度灭火材料层和水层三个部分，因而又称作三相灭火剂。空心玻璃微珠是一种较为理想的低密度灭火剂（吕科宗, 吴嫦. 三相泡沫流动性能及灭油火实验研究[J]. 火灾科学, 2020, 29(1): 56-62.）。空心玻璃微珠必须保持微珠内空心泡的完整性才能漂浮于水或油脂之上，但其作为一种玻璃制品容易在长时间的震动（如车、船行驶时产生的震动）中互相碰撞并破碎。破碎后的玻璃微珠会沉于灭火剂底部，失去灭火效果，最终造成灭火剂失效。此外，因为未进行修饰的玻璃微珠具有较强的消除泡沫的作用，须额外进行表面修饰才可使用（中国专利CN 102836516A），这将大大增加灭火剂总体的使用成本。

石墨烯在二维平面方向上具有极佳的机械强度。氧化石墨烯（GO）是经过含氧官能团修饰的石墨烯，其可均匀分散在水中，通过物理或化学方法还原GO就得到还原氧化石墨烯（rGO），在水中的分散能力大幅降低。通过控制该过程可将石墨烯包覆在其他纳米、微米级粒子的表面，改善其机械性能。另一方面，石墨烯材料也是良好的耐火材料。（管崇生, 林晓莉. 基于石墨烯的复合材料阻燃性能研究[J]. 消防科学与技术, 2013, 32(10):1145-1147.）石墨烯同样具有较强的消除泡沫作用，用于灭火剂前必须进行修饰。一种修饰方法是用大量水解蛋白质复合于石墨烯表面，因为氟蛋白泡沫灭火剂中本就含有大量水解蛋白，所以它是非常理想的石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂的母体。

发明内容

针对三相水成膜灭火剂中空心玻璃微珠在长时间震动中易碎的问题，本发明目的在于提供石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂的制备方法。一种在空心玻璃微珠外包覆石墨烯并制备抗震动三相灭火剂的方法。

本发明的再一目的在于：提供一种上述方法制备的石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂产品。

本发明目的通过下述方案实现：一种石墨烯包覆空心玻璃微珠三相灭火剂的制备方法，先用石墨烯包覆空心玻璃微珠，然后，石墨烯包覆空心玻璃微珠与氟蛋白泡沫灭火剂混合，包括如下步骤：

（1）将空心玻璃微珠与氧化石墨烯溶液通过快速搅拌充分混匀得到混合液；

（2）向步骤（1）所得混合液中加入还原剂硼氢化钠并继续搅拌，得到石墨烯包覆空心玻璃微珠的混合液；

（3）静置步骤（2）所得混合液并收集其中漂浮于液体表面的石墨烯包覆空心玻璃微珠；

（4）将步骤（3）中所得石墨烯包覆空心玻璃微珠与氟蛋白泡沫灭火剂混合。

其中，步骤（1）中，所述空心玻璃微珠直径为5～50 μm，较优的所用空心玻璃微珠直径为50 μm。

步骤（1）所述空心玻璃微珠与氧化石墨烯的质量比为（10～500）：1。

步骤（4）中采用的氟蛋白灭火剂以九氟-1-丁烷磺酸钾为表面活性剂，十六烷基三甲基氯化铵为发泡剂，月桂醇（十二醇）为稳泡剂。