[发明专利]一种生物基阻火隔爆材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种生物基阻火隔爆材料及其制备方法，属于瓦斯或燃气阻火隔爆技术领域。该生物基阻火隔爆材料，由丝瓜络和阻燃剂混合制得；所述阻燃剂按照重量份数计算，包括山梨醇1‑3份、水60‑110份、氨基三亚甲基膦酸20‑40份和烟酰胺10‑20份。该生物基阻火隔爆材料的制备方法，包括以下步骤：S1、按照各组分配比，将山梨醇和水混合，之后加入氨基三亚甲基膦酸在100‑130℃下反应，之后在100‑130℃下继续加入烟酰胺反应得到阻燃剂；S2、将丝瓜络浸泡于所述阻燃剂中得到所述生物基阻火隔爆材料。该生物基阻火隔爆材料具有优异的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及瓦斯或燃气阻火隔爆技术领域，具体涉及一种生物基阻火隔爆材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的快速发展，能源的需求量日益上涨，石油、天然气等能源在日常生活和工业生产中占据着重要地位，但其输送和使用过程中引发的燃烧爆炸事故近年来时有发生，因此针对燃气和可燃性粉尘的储运开展新型阻火隔爆材料的研究成为防治易燃易爆事故的重要手段。

阻火隔爆材料通常是填充于管道、罐体或阻爆装置内部，对爆炸冲击波和火焰的传播与发展起到抑制作用。多孔材料内部是由丝网编结而成的复杂孔道结构，火焰通过这些复杂孔道时会被撕裂成无数小的火焰团，导致火焰锋面不再连续，在湍流的扰动下，会因失去热平衡而熄灭，无数火焰团的熄灭会最终导致整个火焰锋面的熄灭，遏制火焰的传播，使爆炸冲击波衰减。

传统多孔阻火隔爆材料主要以网状铝合金、网状聚氨酯、泡沫陶瓷和硅酸铝棉材料为主，按照材料材质的不同可分为金属和非金属多孔材料。然而，金属材料成本高、易氧化，氧化后性能明显下降；非金属材料存在易燃、易产生静电、熔融物易黏附设备内壁和力学性能差等缺陷，以上问题极大地限制了多孔材料阻火隔爆的实际应用。

丝瓜络作为天然生物质材料，其具有质量轻、韧性强、绿色环保等特点，目前研究主要针对其药用价值和吸附能力；丝瓜络内部为纤维缠结而成的三维网状结构，可在爆炸中发挥火焰淬熄和吸波减振的作用，其中央骨架构成的孔道结构可使燃气有效通过，降低其阻塞率，因此对于阻火隔爆领域具有重要价值。但如何以丝瓜络为原料制得阻燃性能优异的生物基阻火隔爆材料是现有技术的难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种生物基阻火隔爆材料及其制备方法，解决现有技术中如何以丝瓜络为原料制得阻燃性能优异的生物基阻火隔爆材料的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种生物基阻火隔爆材料，由丝瓜络和阻燃剂混合制得；所述阻燃剂按照重量份数计算，包括山梨醇1-3份、水60-110份、氨基三亚甲基膦酸20-40份和烟酰胺10-20份。

此外，本发明还提出一种上述生物基阻火隔爆材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照各组分配比，将山梨醇和水混合，之后加入氨基三亚甲基膦酸在100-130℃下反应，之后在100-130℃下继续加入烟酰胺反应得到阻燃剂；

S2、将丝瓜络浸泡于所述阻燃剂中得到所述生物基阻火隔爆材料。

进一步地，在步骤S1中，所述山梨醇和所述水混合的时间为5-10min。

进一步地，在步骤S1中，加入所述氨基三亚甲基膦酸在100-130℃下反应的时间为2-3h。

进一步地，在步骤S1中，在100-130℃下继续加入所述烟酰胺反应的时间为1-2h。

进一步地，在步骤S2中，将所述丝瓜络浸泡于所述阻燃剂中两次得到所述生物基阻火隔爆材料。

进一步地，在步骤S2中，将所述丝瓜络浸泡于所述阻燃剂中两次包括：将所述丝瓜络第一次浸泡于所述阻燃剂，之后进行第一次干燥，将干燥后的丝瓜络第二次浸泡于所述阻燃剂中，之后再次干燥得到所述生物基阻火隔爆材料。