一种防治森林火灾的无机固化泡沫及其制备方法

技术领域

本发明属于消防灭火剂技术领域，具体涉及一种防治森林火灾的无机固化泡沫及其制备方法。

背景技术

森林火灾是一种难以控制的自然灾害，通常会造成很大的资源损失，对生态环境造成恶劣的影响。近年来，随着气候的变化，极端天气愈来愈多，给森林消防工作带来了更大的挑战。随着遥感技术的发展，森林火灾的监控监测技术已经逐渐趋于成熟，但对于森林火灾的发生和控制仍存在很大的问题。如何扑灭传播速度快、燃烧强度大的树冠火仍是全世界的难题，因此通常情况下，森林消防秉持早发现早扑灭的原则，但也时常会面对未能及时扑灭的中大型森林火灾。为了提高灭火的效率，更好地应对森林火灾，更多的森林消防灭火剂被研发出来；

相比传统的水灭火，使用森林消防灭火剂可以显著地提高灭火效率，我国目前采用的森林消防灭火剂主要是以磷酸二氢铵、硫酸铵、磷酸钠、水氯镁石等主剂，这类灭火剂存在着灭火效能低下、不易降解、对生态环境危害大、隔火周期短等缺点。面对中大型森林火灾时，直接打火头灭火十分困难，通常通过开设防火隔离带的方法来间接灭火，目前开设防火隔离带的方法有人工或机械开设、计划火烧、生物化学等，人工或机械开设防火隔离带劳动强度大、开设速度慢；计划火烧对地形要求较高，需要道路或河流等作为依托且对风向有要求，否则可能未开设出有效的防火隔离带，反而助长了火势；生物化学方法则会对环境和人的生命健康造成危害，这些方法都存在着很大的局限性，因此有必要开发出一种环境友好型灭火材料，用于快速开设防火隔离带。

发明内容

针对上述背景技术所提出的问题，本发明的目的是：旨在提供一种防治森林火灾的无机固化泡沫及其制备方法。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种防治森林火灾的无机固化泡沫，所述无机固化泡沫包括以下原料组合：水、水泥、粉煤灰、可再分散乳胶粉、玻璃纤维、表面活性剂、稳泡剂、速凝剂、减水剂、增稠剂、抗冻剂。

进一步限定，所述无机固化泡沫包括以下质量份的原料：水150～250份，水泥180～230份，粉煤灰80～120份，可再分散乳胶粉1～2份，玻璃纤维1～2份，表面活性剂0.5～1份，稳泡剂1～2份，速凝剂12～36份，减水剂5～10份，增稠剂3～5份，抗冻剂4～6份。

进一步限定，所述水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

进一步限定，所述表面活性剂为硅基表面活性剂或碳氢表面活性剂的一种或多种。

进一步限定，所述稳泡剂为增粘型稳泡剂的一种或多种，包括但不限于胶类、糖类、纤维素类及生物聚合物。

进一步限定，所述速凝剂为硅酸钠型、铝酸钠型、硫酸钠铝型、硫酸铝钾型液体速凝剂。

进一步限定，所述减水剂为聚羧酸类减水剂、萘系和脂肪酸系减水剂中的至少一种。

进一步限定，所述抗冻剂为醇类及其衍生物的一种或多种。

所述无机固化泡沫的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在干混装置A中按照质量份数加入水泥、粉煤灰、可再分散乳胶粉、玻璃纤维、减水剂、增粘剂，搅拌均匀形成复合粉体；

S2：将S1中得到的复合粉体加入到搅拌装置B中，继续按质量份数加入水、速凝剂、抗冻剂，搅拌均匀形成复合浆体；

S3：向水中加入表面活性剂和稳泡剂，搅拌均匀后加入到发泡装置C中，形成均匀稳定的泡沫流体；

S4：将S3中制备的泡沫流体和S2中制备的复合浆体加入到混合装置D中，搅拌均匀形成无机固化泡沫浆体。

本发明的有益效果为：

1、本发明的无机固化泡沫可以粘附在植被上，形成一层隔热阻燃保护层，可以隔断氧气，排氧窒息作用明显；受热时液体快速蒸发，吸热降温，可以有效阻断森林火灾的传播，灭火效率高；

2、本发明的无机固化泡沫具有较好的环保性能，与传统化学灭火剂相比，不含磷酸二氢铵、硫酸铵等腐蚀性强的有毒有害物质，不会危害森林生态环境和人们生命健康；

3、本发明的无机固化泡沫可以用于快速开设防火隔离带，相比现有隔离带开设手段，开设速度快，阻燃效果好，不受地形气候条件的限制；

本发明凝固前为浆体，有较好的流动性，凝固后具有良好的抗烧性能和阻燃性能，通过喷洒装置将固化泡沫浆体均匀覆盖到未燃烧区域的植被上，凝固后形成一层阻燃隔热层，即形成一道防火隔离带，火灾蔓延到此处自然熄灭，从而阻断森林火灾的传播，达到间接灭火的目的。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明实施例一种防治森林火灾的无机固化泡沫制备方法的流程示意图；

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

本发明的一种防治森林火灾的无机固化泡沫，无机固化泡沫包括以下原料组合：水、水泥、粉煤灰、可再分散乳胶粉、玻璃纤维、表面活性剂、稳泡剂、速凝剂、减水剂、增稠剂、抗冻剂。

优选无机固化泡沫包括以下质量份的原料：水150～250份，水泥180～230份，粉煤灰80～120份，可再分散乳胶粉1～2份，玻璃纤维1～2份，表面活性剂0.5～1份，稳泡剂1～2份，速凝剂12～36份，减水剂5～10份，增稠剂3～5份，抗冻剂4～6份。

优选水泥为硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥。

优选表面活性剂为硅基表面活性剂或碳氢表面活性剂的一种或多种。

优选稳泡剂为增粘型稳泡剂的一种或多种，包括但不限于胶类、糖类、纤维素类及生物聚合物。

优选速凝剂为硅酸钠型、铝酸钠型、硫酸钠铝型、硫酸铝钾型液体速凝剂。

优选减水剂为聚羧酸类减水剂、萘系和脂肪酸系减水剂中的至少一种。

优选抗冻剂为醇类及其衍生物的一种或多种。

如图1所示，本发明的无机固化泡沫的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在干混装置A中按照质量份数加入水泥、粉煤灰、可再分散乳胶粉、玻璃纤维、减水剂、增粘剂，搅拌均匀形成复合粉体；

S2：将S1中得到的复合粉体加入到搅拌装置B中，继续按质量份数加入水、速凝剂、抗冻剂，搅拌均匀形成复合浆体；

S3：向水中加入表面活性剂和稳泡剂，搅拌均匀后加入到发泡装置C中，形成均匀稳定的泡沫流体；

S4：将S3中制备的泡沫流体和S2中制备的复合浆体加入到混合装置D中，搅拌均匀形成无机固化泡沫浆体。

实施例1

一种防治森林火灾的无机固化泡沫，包括以下质量份的原料组成：水150份、水泥200份、水泥采用普通硅酸盐水泥，粉煤灰100份、可再分散性乳胶粉1份、玻璃纤维2份、表面活性剂0.6份、表面活性剂采用α-烯烃磺酸钠，稳泡剂1份、稳泡剂采用黄原胶，速凝剂24份、速凝剂采用铝酸钠型液体速凝剂，减水剂8份，减水剂采用木质素磺酸钙，增稠剂5份、增稠剂采用聚丙烯酰胺，抗冻剂5份、抗冻剂采用乙二醇。

制备该无机固化泡沫时，先向干混装置A中按质量份数加入普通硅酸盐水泥、粉煤灰、玻璃纤维、木质素磺酸钙、聚丙烯酰胺，混合均匀后加入到搅拌装置B中，继续按质量份数加入铝酸钠型液体速凝剂、乙二醇及100份水，搅拌得到复合浆体，按质量份数将α-烯烃磺酸钠、黄原胶加入到50份水中，通过发泡装置C制备泡沫流体，发泡装置C为吹气式发泡机，最后将泡沫流体和复合浆体加入到混合装置D中，搅拌形成固化泡沫浆体。

实施例2

一种防治森林火灾的无机固化泡沫，包括以下质量份的原料组成：水200份、水泥200份、水泥采用普通硅酸盐水泥，粉煤灰120份、可再分散性乳胶粉2份、玻璃纤维2份、表面活性剂1份、其中表面活性剂采用十二烷基硫酸钠0.3份加月桂酰胺基甘氨酸0.7份、稳泡剂2份、稳泡剂采用海藻酸钠，速凝剂36份、速凝剂采用硅酸钠型液体速凝剂，减水剂5份、减水剂采用萘系高效减水剂，增稠剂5份、增稠剂采用聚乙烯醇，抗冻剂5份、抗冻剂采用甘油多元醇。

制备该无机固化泡沫时，先向干混装置A中按质量份数加入普通硅酸盐水泥、粉煤灰、玻璃纤维、萘系高效减水剂，混合均匀后加入到搅拌装置B中，继续按质量份数加入硅酸钠型液体速凝剂、聚乙烯醇、甘油多元醇及150份水，搅拌得到复合浆体，按质量份数将十二烷基硫酸钠、月桂酰胺基甘氨酸、海藻酸钠加入到50份水中，通过发泡装置C制备泡沫流体，发泡装置C为吹气式发泡机，将泡沫流体和复合浆体加入到混合装置D中，搅拌形成固化泡沫浆体。

实施例3

一种防治森林火灾的无机固化泡沫，包括以下质量份的原料组成：水180份、水泥200份、水泥采用硅酸盐水泥，粉煤灰100份、可再分散性乳胶粉2份、玻璃纤维2份、表面活性剂0.5份、表面活性剂采用α-烯烃磺酸钠，稳泡剂2份、稳泡剂采用磷酸酯甜菜碱有机硅表面活性剂0.5份加羟甲基纤维素2份，速凝剂30份、速凝剂采用硫酸铝型液体无碱速凝剂，减水剂5份、减水剂采用萘系高效减水剂，增稠剂5份、增稠剂采用CTF增效剂，抗冻剂5份、抗冻剂采用乙二醇。

其中0.5份的磷酸酯甜菜碱有机硅表面活性剂为实验室自行制备。

制备该无机固化泡沫时，先向干混装置A中按质量份数加入硅酸盐水泥、粉煤灰、玻璃纤维、萘系高效减水剂，混合均匀后加入到搅拌装置B中，继续按质量份数加入硫酸铝型液体无碱速凝剂、CTF增效剂、乙二醇及130份水，搅拌得到复合浆体，按质量份数将α-烯烃磺酸钠、磷酸酯甜菜碱有机硅表面活性剂、羟甲基纤维素加入到50份水中，通过发泡装置C制备泡沫流体，发泡装置C为吹气式发泡机，将泡沫流体和复合浆体加入到混合装置D中，搅拌形成固化泡沫浆体。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。