CN102058951A - 一种灭火剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灭火剂，该灭火剂由强疏水性固体粒子与水溶液经高速搅拌混合而成，强疏水性固体粒子为经疏水改性后的氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子和沸石粒子中的一种或几种。本发明的灭火剂无毒，环境污染小，在发挥水作为灭火剂的优点、减少用量的同时，克服由于水流动性较强而带来的次生损失。

Description

一种灭火剂
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种灭火剂。
背景技术
灭火剂是指能够有效地破坏燃烧条件，终止燃烧的物质。水是无嗅无味的液体，是人类赖以生存的基本物质。水取用方便，分布广泛，同时水在化学上呈中性，无毒，比热容和汽化热都较大，冷却效果好。水可以直接带走火焰高温燃烧产物以及燃料表面的热量；水在汽化阶段可以非常有效的吸收热能；水产生的蒸汽占据燃烧区，能够阻止新鲜空气进入燃烧区，从而降低燃烧区氧气的浓度，导致燃烧强度减弱直至终止。因此，水成为最常使用的灭火剂，其热特性使它可用于大多数类型火灾的灭火过程。
然而，由于水的流动性很强，在通常情况下，灭火使用的大部分水在与火接触的瞬时，还来不及起作用就流失了，这就导致了水灭火的利用率较低，而且易于造成次生损失。比如，在扑灭森林火灾时，水喷洒到树的枝叶上，停留时间很短，大部分水很快滴到地面，起不到应有的灭火作用。在扑灭建筑物火灾时，流失的水顺着楼梯或缝隙向下层流动，不但失去灭火作用，而且导致对未着火的下层区域造成二次损失。在煤炭防灭火中，难以将常规水基灭火剂较好地覆盖到拟处理区域内所有松散煤体表面，大大降低了防灭火效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种无毒，环境污染小，灭火效率高的灭火剂。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种灭火剂，其特征在于，该灭火剂由强疏水性固体粒子与水溶液经高速搅拌混合而成；所述强疏水性固体粒子为经疏水改性后的固体粒子；所述固体粒子为氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子和沸石粒子中的一种或几种；所述水溶液中溶质的质量浓度为0.1％～40％；所述水溶液与强疏水性固体粒子的质量比为1～20∶1；所述水溶液中溶质为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、磷酸二氢铵、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸铵和聚磷酸铵中的一种，或者为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的至少两种，或者为磷酸二氢铵和/或硫酸铵与氯化钾、氯化钠、碳酸氢铵、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的一种或几种的混合物。
上述的一种灭火剂，所述强疏水性固体粒子的接触角不小于110°。
上述的一种灭火剂，所述灭火剂为具有气包水型结构的干水灭火剂。
上述的一种灭火剂，所述高速搅拌的搅拌速率为2000转/分钟～16000转/分钟，搅拌时间为1分钟～40分钟。
该灭火剂的制备方法为：将固体粒子与水溶液混合，在搅拌速率为2000转/分钟～16000转/分钟条件下搅拌分散1分钟～40分钟，即得到灭火剂。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、采用强疏水性固体粒子与一些具有一定灭火性能物质的水溶液进行混合，经过高速搅拌分散，制得一种气包水型分散体系，即空气为连续相，水溶液为分散相液滴，而固体粒子处于气水界面，包裹着分散相液滴，形成一种具有气包水型结构的干水(Dry Water)灭火剂。
2、本发明的灭火剂无毒，环境污染小，通过把水束缚在固体粒子形成的壳体内，有效限制了水的自由流动，具有一定的堆积性，在发挥水作为灭火剂的优点、减少用量的同时，克服由于水流动性较强而带来的次生损失。
3、在使用本发明的灭火剂扑灭A类固体火或B类液体火时，可以同时发挥水的窒息、冷却作用，固体粒子的隔离、窒息作用，以及水溶液中溶质的化学抑制作用，因而灭火效率高，其灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍或以上，过火区灭火后不会造成回火复燃。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
具体实施方式
本发明固体粒子的疏水改性方法为采用硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或长链脂肪酸提高无机固体粒子疏水性的常用改性方法。
实施例1
将1克接触角为110°的强疏水性氢氧化镁粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的氢氧化镁粒子)加入1克质量浓度为0.1％的碳酸氢钠水溶液中，以16000转/分钟的速率搅拌分散1分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍。
实施例2
本实施例与实施例1相同，其中不同之处在于：所用固体粒子为氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子和沸石粒子中的至少两种，或者为二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子或沸石粒子；所用水溶液中溶质为碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、磷酸二氢铵、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸铵和聚磷酸铵中的一种，或者为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的至少两种，或者为磷酸二氢铵和/或硫酸铵与氯化钾、氯化钠、碳酸氢铵、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的一种或几种的混合物。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍以上。
实施例3
将1克接触角为120°的强疏水性蒙脱土粒子(经长链脂肪酸疏水改性的蒙脱土粒子)加入20克质量浓度为40％的尿素水溶液中，以2000转/分钟的速率搅拌分散40分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4.5倍。
实施例4
本实施例与实施例3相同，其中不同之处在于：所用固体粒子为氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子和沸石粒子中的至少两种，或者为氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子或沸石粒子；所用水溶液中溶质为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸铵和聚磷酸铵中的一种，或者为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的至少两种，或者为磷酸二氢铵和/或硫酸铵与氯化钾、氯化钠、碳酸氢铵、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的一种或几种的混合物。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍以上。
实施例5
将2克接触角为115°的强疏水性二氧化硅粒子(经钛酸酯偶联剂疏水改性的二氧化硅粒子)加入20克质量浓度为20％的氯化钠水溶液中，以9000转/分钟的速率搅拌分散20分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍。
实施例6
本实施例与实施例5相同，其中不同之处在于：所用固体粒子为氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子和沸石粒子中的至少两种，或者为氢氧化镁粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子或沸石粒子；所用水溶液中溶质为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、磷酸二氢铵、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸铵和聚磷酸铵中的一种，或者为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的至少两种，或者为磷酸二氢铵和/或硫酸铵与氯化钾、氯化钠、碳酸氢铵、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的一种或几种的混合物。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍或以上。
实施例7
将0.5克接触角为115°的强疏水性二氧化硅粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的二氧化硅粒子)和1.5克接触角为120°的强疏水性碳酸钙粒子(经硬脂酸疏水改性的碳酸钙粒子)加入15克氯化钠(质量浓度为3％)和氢氧化钠(质量浓度为0.1％)的混合水溶液中，先以3000转/分钟的速率搅拌分散1分钟，再以7000转/分钟的速率搅拌分散10分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的5倍。
实施例8
将0.5克接触角为115°的强疏水性二氧化硅粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的二氧化硅粒子)和1.5克接触角为130°的强疏水性碳酸钙粒子(经硬脂酸疏水改性的碳酸钙粒子)加入10克质量浓度为5％的碳酸氢钾水溶液中，先以6000转/分钟的速率搅拌分散3分钟，再以10000转/分钟的速率搅拌分散8分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍。
实施例9
将1.5克接触角为115°的强疏水性氧化铝粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的氧化铝粒子)、0.5克接触角为112°的强疏水性氧化锌粒子(经硬脂酸疏水改性的氧化锌粒子)和0.5克接触角为125°的强疏水性三氧化二铁粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的三氧化二铁粒子)加入10克磷酸二氢铵(质量浓度为5％)和氯化钠(质量浓度为3％)的混合水溶液中，先以2000转/分钟的速率搅拌分散5分钟，再以6000转/分钟的速率搅拌分散12分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4.5倍。
实施例10
将0.5克接触角为110°的强疏水性蒙脱土粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的蒙脱土粒子)、0.5克接触角为130°的强疏水性粉煤灰粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的粉煤灰粒子)和0.5克接触角为128°的强疏水性二氧化钛粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的二氧化钛粒子)加入10克磷酸二氢铵(质量浓度为11％)和硫酸铵(质量浓度为3％)的混合水溶液中，以12000转/分钟的速率搅拌分散5分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的5倍。
实施例11
将1克接触角为110°的强疏水性氢氧化铝粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的氢氧化铝粒子)、0.6克接触角为135°的强疏水性硼酸锌粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的硼酸锌粒子)和0.4克接触角为122°的强疏水性水滑石粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的水滑石粒子)加入20克磷酸二氢铵(质量浓度为11％)和硫酸铵(质量浓度为3％)的混合水溶液中，以9000转/分钟的速率搅拌分散6分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍。
实施例12
将1.5克接触角为112°的强疏水性氧化铝粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的氧化铝粒子)、0.5克接触角为118°的强疏水性氧化锌粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的氧化锌粒子)和0.5克接触角为120°的强疏水性三氧化二铁粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的三氧化二铁粒子)加入20克氯化镁(质量浓度为6％)和氯化钙(质量浓度为1％)的混合水溶液中，先以3000转/分钟的速率搅拌分散3分钟，再以13000转/分钟的速率搅拌分散2分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本发明灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4.5倍。
实施例13
将1.2克接触角为130°的强疏水性硅藻土粒子(经硬脂酸疏水改性的硅藻土粒子)、0.2克接触角为115°的强疏水性云母粒子(经硬脂酸疏水改性的云母粒子)和0.6克接触角为125°的强疏水性凹凸棒粒子(经硬脂酸疏水改性的凹凸棒粒子)加入15克氯化镁(质量浓度为3％)和氯化钙(质量浓度为2％)的水溶液中，先以4000转/分钟的速率搅拌分散1分钟，再以10000转/分钟的速率搅拌分散4分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍。
实施例14
将1克接触角为110°的强疏水性氢氧化铝粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的氢氧化铝粒子)、0.5克经接触角为130°的强疏水性硼酸锌粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的硼酸锌粒子)和0.5克接触角为120°的强疏水性水滑石粒子(经硅烷偶联剂疏水改性的水滑石粒子)加入18克质量浓度为11％的碳酸氢铵水溶液中，以5000转/分钟的速率搅拌分散3分钟，即得到具有气包水型结构的干水灭火剂。
本实施例灭火剂的灭火效率为GB15308-2006标准水或膜泡沫灭火剂的4倍。

Claims (4)

1.一种灭火剂，其特征在于，该灭火剂由强疏水性固体粒子与水溶液经高速搅拌混合而成；所述强疏水性固体粒子为经疏水改性后的固体粒子；所述固体粒子为氢氧化镁粒子、二氧化硅粒子、碳酸钙粒子、滑石粒子、氧化铝粒子、氢氧化铝粒子、硼酸锌粒子、氧化锌粒子、三氧化二铁粒子、二氧化钛粒子、蒙脱土粒子、水滑石粒子、粉煤灰粒子、硅藻土粒子、云母粒子、凹凸棒粒子和沸石粒子中的一种或几种；所述水溶液中溶质的质量浓度为0.1％～40％；所述水溶液与强疏水性固体粒子的质量比为1～20∶1；所述水溶液中溶质为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、磷酸二氢铵、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸铵和聚磷酸铵中的一种，或者为碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钾、氯化钠、碳酸钾、碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的至少两种，或者为磷酸二氢铵和/或硫酸铵与氯化钾、氯化钠、碳酸氢铵、氯化镁、氯化钙和聚磷酸铵中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种灭火剂，其特征在于，所述强疏水性固体粒子的接触角不小于110°。
3.根据权利要求1所述的一种灭火剂，其特征在于，所述灭火剂为具有气包水型结构的干水灭火剂。
4.根据权利要求1所述的一种灭火剂，其特征在于，所述高速搅拌的搅拌速率为2000转/分钟～16000转/分钟，搅拌时间为1分钟～40分钟。
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