CN105879288B - 一种abc干粉灭火剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份：碱渣124‑140，硫酸钾67‑84，草酸钠45‑60，泥灰岩12‑17，碳酸镁粉15‑20，硅油8‑11，聚丁烯3‑7，磷酸铵11‑16，氯化橡胶15‑20，氧化锡16‑19，氮化硅8‑14。本发明的优良效果还表现在：本发明所得灭火剂使用效果好，灭火能力强，可以用于扑救大面积油池火和流淌火，灭火效率高、防潮性强、具有较高的抗复燃性。

Description

一种ABC干粉灭火剂及制备方法

技术领域

本发明属于干粉灭火剂领域，特别是涉及一种ABC干粉灭火剂及制备方法。

背景技术

随着国家能源安全战略的实施和经济社会的快速发展，为了保证我国的能源安全，促进我国经济的可持续发展，油罐的超大型化将成为发展的必然趋势，而潜在的大面积油池火和流淌火火灾事故风险也在不断增大，油罐一旦发生火灾，危害巨大。灭火剂的使用在罐区火灾扑救中起着关键性作用。灭火剂是指能够有效地破坏燃烧条件，终止燃烧的物质。按其状态特征分为液体灭火剂、固体灭火剂和气体灭火剂三大类。固体灭火剂主要包括：气溶胶灭火剂，干粉灭火剂如碳酸氢钠干粉、氯化钠干粉、氯化钾干粉、磷酸铵盐干粉等；

1982 年上海消防研究所研制出ABC 干粉灭火剂，并在上海消防药剂厂投产。该灭火剂主要以磷酸二氢铵和硫酸铵为基料添加抗振实剂、防潮剂等，经硅化处理而成。该产品由于价格较贵，所以在国内应用不是很普遍。近年来随着哈龙灭火剂的逐步淘汰，作为替代技术之一的ABC 干粉发展呈上升趋势。目前有生产厂35 家，年产量约20 万吨，其中部分出口。

现有的ABC 干粉灭火剂主要是以磷酸铵盐和硫酸铵为灭火基料的配方。磷酸铵盐ABC 干粉灭火剂喷入火场后可以在固体物质表面形成阻燃膜，从而将可燃物质和空气中的氧气隔离开来以实现灭火的目的。根据灭火剂中磷酸铵盐含量的不同，灭火效能有所不同。然而，这种灭火原理扑灭火焰的效率较低，通常需要使用较多的灭火剂才能灭火。因此，现有的ABC 干粉灭火剂普遍存在灭火效能低、污染严重问题、释放烟雾大的缺陷。

申请公布号 CN 104324476 A（申请号 201410676182.4）的中国发明专利文献公开了一种干粉灭火剂及用磷酸二氢铵制备干粉灭火剂的方法，，该干粉灭火剂由以下成份按照质量配比组成：磷酸二氢铵37.3-75.4％；硫酸铵15.0-40.0％；生料白炭黑1.5-2.5％；云母1.5-2.5％；活性白土1.5-3.0％；二氧化硅3.7-41.8％；乳化硅油1.4-2.0％。申请公布号CN 104645541 A（申请号 201510070206.6）的中国发明专利文献公开了一种ABC 干粉灭火剂，由以下组分制备而成：磷酸二氢铵50％-54％，硫酸铵25％-28％，云母粉1％-5％，活性白土1％-5％，疏水白炭黑1％-5％，硅油1％-3％，水1％-3％，交联催化剂0.1％-0.5％，固化促进剂0.1％-0.5％，惰性填充物5％-20％。申请公布号 CN 103405877 A（申请号201310317415.7）的中国发明专利文献公开了一种超细干粉灭火剂及其制备方法，按质量百分比计，包括55-65% 的氢氧化铝，15-25% 的碳酸氢钠，5.0-6.0% 的硫酸钡，4.0-5.0%的滑石粉，2.0-3.0% 的云母粉，5.0-6.0% 的活性白土以及1.5-2.0% 的含氢硅油。

现有的干粉灭火剂在生产和使用上都有一定的弊端，原料昂贵，生产工艺相对较为繁琐，灭火效能及灭火剂利用率较低，而且还会存在相应的毒性，影响人体健康。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种ABC干粉灭火剂及制备方法，该灭火剂不仅具有更高的耐热性、电绝缘性、流动性以及优异的灭火性能，而且环保无污染。

本发明的技术方案是：

一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份：碱渣124-140，硫酸钾67-84，草酸钠45-60，泥灰岩12-17，碳酸镁粉15-20，硅油8-11，聚丁烯3-7，磷酸铵11-16，氯化橡胶15-20，氧化锡16-19，氮化硅8-14。

优选的方案中，碱渣128-136，硫酸钾70-80，草酸钠50-55，泥灰岩13-16，碳酸镁粉16-19，硅油9-10，聚丁烯4-6，磷酸铵12-15，氯化橡胶16.5-18.5，氧化锡17-18，氮化硅10-12。

更加优选的，碱渣132，硫酸钾75，草酸钠53，泥灰岩14.5，碳酸镁粉17.5，硅油9.5，聚丁烯5，磷酸铵13.5，氯化橡胶17.5，氧化锡17.5，氮化硅11。

一种ABC干粉灭火剂的制备方法，步骤如下：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.1-0.3%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为35-65分钟，混合机的转速为360-600r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过120-200目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至48-66℃（优选升温至54-60℃），边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至78-96℃，保温反应1-3小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散2-4小时（优选高速分散2.5-3.5小时），于100-120℃真空脱水至含水率为0.11%（优选于105-115℃真空脱水至含水率为0.11%），振筛，包装，即得。

上述ABC干粉灭火剂的制备方法，优选的方案是，步骤（1）将水分烘干至0.15-0.25%（优选的将水分烘干至0.2%）。

上述ABC干粉灭火剂的制备方法，优选的方案是，步骤（2）搅拌时间为45-55分钟（优选的搅拌时间为50分钟）。

上述ABC干粉灭火剂的制备方法，优选的方案是，步骤（2）转速为420-540r/min（优选的转速为480r/min）。

上述ABC干粉灭火剂的制备方法，优选的方案是，步骤（2）过140-180目筛（优选的过160目筛）。

上述ABC干粉灭火剂的制备方法，优选的方案是，步骤（3）调节温度至84-90℃（优选的调节温度至87℃）。

上述ABC干粉灭火剂的制备方法，优选的方案是，步骤（3）保温反应1.5-2.5小时（优选的保温反应2小时）。

本发明所得一种ABC干粉灭火剂配伍科学，制备工艺简单高效。除此之外，本发明的优良效果还表现在：

1、本发明所得干粉灭火剂所用原料配比科学，确保各组分达到更优的协同效应，进而使灭火剂的效能最优化；

2、本发明所得灭火剂使用效果好，灭火能力强，可以用于扑救大面积油池火和流淌火，灭火效率高、防潮性强、具有较高的抗复燃性；

3、本发明所得灭火剂制备方法简单，环保无污染，原料易得，设备投资少，便于操作，使用安全可靠。

具体实施方式

下面结合实施例和试验例详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。

实施例1 一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份（900g/份）：碱渣124份，硫酸钾67份，草酸钠45份，泥灰岩12份，碳酸镁粉15份，硅油8份，聚丁烯3份，磷酸铵11份，氯化橡胶15份，氧化锡16份，氮化硅8份。

一种ABC干粉灭火剂的制备方法是：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.1%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为35分钟，混合机的转速为360r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过120目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至48℃，边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至78℃，保温反应1小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散2小时，于100℃真空脱水至含水率为0.11%，振筛，包装，即得。

实施例2 一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份（500g/份）：碱渣140份，硫酸钾84份，草酸钠60份，泥灰岩17份，碳酸镁粉20份，硅油11份，聚丁烯7份，磷酸铵16份，氯化橡胶20份，氧化锡19份，氮化硅14份。

一种ABC干粉灭火剂的制备方法是：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.3%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为65分钟，混合机的转速为600r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过200目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至66℃，边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至96℃，保温反应3小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散4小时，于120℃真空脱水至含水率为0.11%，振筛，包装，即得。

实施例3 一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份（800g/份）：碱渣128份，硫酸钾70份，草酸钠50份，泥灰岩13份，碳酸镁粉16份，硅油9份，聚丁烯4份，磷酸铵12份，氯化橡胶16.5份，氧化锡17份，氮化硅10份。

一种ABC干粉灭火剂的制备方法是：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.15%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为45分钟，混合机的转速为420r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过140目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至54℃，边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至84℃，保温反应1.5小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散2.5小时，于105℃真空脱水至含水率为0.11%，振筛，包装，即得。

实施例4 一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份（600g/份）：碱渣136份，硫酸钾80份，草酸钠55份，泥灰岩16份，碳酸镁粉19份，硅油10份，聚丁烯6份，磷酸铵15份，氯化橡胶18.5份，氧化锡18份，氮化硅12份。

一种ABC干粉灭火剂的制备方法是：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.25%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为55分钟，混合机的转速为540r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过180目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至60℃，边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至90℃，保温反应2.5小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散3.5小时，于115℃真空脱水至含水率为0.11%，振筛，包装，即得。

实施例5 一种ABC干粉灭火剂，取下列原料制备而成，均为重量份（700g/份）：碱渣132份，硫酸钾75份，草酸钠53份，泥灰岩14.5份，碳酸镁粉17.5份，硅油9.5份，聚丁烯5份，磷酸铵13.5份，氯化橡胶17.5份，氧化锡17.5份，氮化硅11份。

一种ABC干粉灭火剂的制备方法是：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.2%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为50分钟，混合机的转速为480r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过160目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至57℃，边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至87℃，保温反应2小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散3小时，于110℃真空脱水至含水率为0.11%，振筛，包装，即得。

碱渣：碱渣是指工业生产中制碱和碱处理过程中排放的碱性废渣。包含铵碱法制碱过程中排放的废渣和其它工业生产过程排放的碱性废渣。碱渣成份主要包括碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等钙盐为主要组分的废渣，还含有少量的二氧化硫等成份。

硫酸钾：外观与性状： 无色或白色六方形或斜方晶系结晶或颗粒状粉末。溶解性：110 g/L (20℃)，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、二硫化碳。氯化钾、硫酸铵可以增加其水中的溶解度，但几乎不溶于硫酸铵的饱和溶液。作用与用途：是制造各种钾盐如碳酸钾、过硫酸钾等的基本原料。玻璃工业用作沉清剂。染料工业用作中间体。香料工业用作助剂等。医药工业还用作缓泻剂等。硫酸钾在农业上是常用的钾肥，氧化钾含量50%，在台湾俗称为"白加里"。此外，硫酸钾在工业上还用于玻璃，染料，香料，医药等。

泥灰岩：泥质灰岩是指介于粘土岩与碳酸盐岩之间的过渡类型沉积岩。由粘土和碳酸盐微粒组成。呈微粒状或泥状结构 ，一般粒径小于0.01毫米。

碳酸镁粉：白色单斜结晶或无定形粉末。无毒、无味气中稳定。相对密度2.16。微溶于水，水溶液呈弱碱性，易溶于酸和铵盐溶液。煅烧时易分解成氧化镁和二氧化碳。遇稀酸即分解放出二氧化碳。用途：医药中间体、解酸剂、干燥剂、护色剂、载体、抗结快剂；在食品中作添加剂、镁元素补偿剂；在精细化工上用于生产化学试剂；在橡胶中作补强剂、填充剂；可作绝热、耐高温的防火保温材料；电线电缆制造过程中重要的化学原料。制造高级玻璃制品；搪瓷陶瓷起表面光亮作用；制作镁盐、颜料、油漆、日用化妆品、造船、锅炉制造。及运动员比赛擦手用。用于制造镁盐、氧化镁、防火涂料、油墨、玻璃、牙膏、橡胶填料等,食品中用作面粉改良剂、面包膨松剂等。

硅油：硅油通常指的是在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品。一般分为甲基硅油和改性硅油两类。本发明中所用的硅油属于改性硅油，具体为醇轻基改性硅油。醇经基封端或主链中含有醇经基的聚二甲基硅氧烷被称为醇轻基改性硅油。由于分子主链末端或分子链之间的轻基具有反应性,其受热能发生交联,此类硅油可用于硅橡胶加工中的结构控制剂,还可以用于纸张等防勃处理。以醇轻基改性硅油替代一部分乙二醇进行共聚,可以改进聚酷纤维、薄膜的回弹性、柔软性、撕裂强度、耐磨耗性、耐热性等性能,还能改善聚氨酷的成型性。

聚丁烯：聚丁烯是以异丁烯为主和少量正丁烯共聚而成的液体，特征：无色或浅黄色粘稠性液体，无臭或稍有臭气。特性：抗冻耐热性好：在零下20℃的温度条件下，具有较好的低温抗冲击性能，管材不会冻裂。解冻后，管材能恢复原样；在82℃的情况下，各方面的性能仍保持得很好。

磷酸铵：是正磷酸与氨的化合物。一般指(NH₄)₂HPO₄･NH₄H₂PO₄，为无色晶体或灰白色粉末，有时为颗粒，易溶于水。含有氮、磷，是一种复合肥料。磷酸铵物理性好，吸湿性小，不易结块，可以长期贮存。

氯化橡胶：氯化橡胶是由天然橡胶或合成橡胶经氯化改性后得到的氯化高聚物之一。由于氯含量高，氯化橡胶不会燃烧。因此它是制造防火、防腐蚀漆的宝贵原料。由于它具有优良的成膜性、粘附性、抗腐蚀性、阻燃性和绝缘性，可广泛用于制造胶粘剂、船舶漆、集装箱漆、化工防腐漆、马路划线漆、防火漆、建筑涂料及印刷油墨等。

氧化锡：性质：白色、淡黄色或淡灰色四方、六方或斜方晶系粉末。熔点1630℃，沸点1800℃。主要用途为：用于搪瓷和电磁材料，并用于制造乳白玻璃、锡盐、瓷着色剂、织物媒染剂和增重剂、钢和玻璃的磨光剂等。

氮化硅：性质：为灰色、白色或灰白色的六面体。它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂。氮化硅材料具有热稳定性高、抗氧化能力强以及产品尺寸精确度高等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物，并在空气中能形成氧化物保护膜，所以还具有良好的化学稳定性，1200℃以下不被氧化，1200-1600℃生成保护膜可防止进一步氧化，并且不被铝、铅、锡、银、黄铜、镍等很多种熔融金属或合金所浸润或腐蚀，但能被镁、镍铬合金、不锈钢等熔液所腐蚀。氮化硅材料可用于高温工程的部件，冶金工业等方面的高级耐火材料，化工工业中抗腐蚀部件和密封部件，机械加工工业的刀具和刃具等。

试验例 本发明所得一种ABC干粉灭火剂（实施例5）的性能研究：

1 试验对象和方法

1.1 试验对象

实验组：本发明所得一种ABC干粉灭火剂；

对照组：市售某ABC干粉灭火剂（购置于北京恒逸安消防科技有限公司）

1.2 试验方法

将上述两种ABC干粉灭火剂分别进行吸湿率、电绝缘性、疏水性、灭火性能等的检测并进行对比，所述灭火性能按国标GB4066的检测方法进行检测。结果如表1所示。

表1 实验组和对照组灭火剂的性能对比

由表1数据可以看出，本发明制备得到的ABC干粉灭火剂的流动性较对照组提高22%；电绝缘性为8.6KV，较对照组提高56.4%；二者在斥水性方面相当；就吸湿率而言，本发明干粉灭火剂吸湿率仅为0.3%，与对照组相比明显降低；由灭火试验可知，本发明干粉灭火剂的灭火性能更佳，灭火剂的利用率更高；综上表明，本发明的ABC干粉灭火剂综合性能更加优良，更有发展前景。

应当指出的是，具体实施方式只是本发明比较有代表性的例子，显然本发明的技术方案不限于上述实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员，以本发明所明确公开的或根据文件的书面描述毫无异议的得到的，均应认为是本专利所要保护的范围。

Claims (9)

1.一种ABC干粉灭火剂的制备方法，其特征在于，取下列原料制备而成，均为重量份：碱渣124-140，硫酸钾67-84，草酸钠45-60，泥灰岩12-17，碳酸镁粉15-20，硅油8-11，聚丁烯3-7，磷酸铵11-16，氯化橡胶15-20，氧化锡16-19，氮化硅8-14；步骤如下：

（1）将碱渣、硫酸钾和草酸钠混合，将水分烘干至0.15-0.25%，备用；

（2）将步骤（1）处理后的原料与泥灰岩、氯化橡胶、氮化硅一同置于高速混合机中搅拌，搅拌时间为45-55分钟，混合机的转速为420-540r/min，然后经超微粉碎机粉碎，过140-180目筛，得混合物料，备用；

（3）将步骤（2）所得混合物料升温至54-60℃，边低速搅拌边喷淋硅油和聚丁烯，然后调节温度至84-90℃，保温反应1.5-2.5小时，然后加入碳酸镁粉、氧化锡和磷酸铵，高速分散2.5-3.5小时，于105-115℃真空脱水至含水率为0.11%，振筛，包装，即得。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，取下列原料制备而成，均为重量份：碱渣128-136，硫酸钾70-80，草酸钠50-55，泥灰岩13-16，碳酸镁粉16-19，硅油9-10，聚丁烯4-6，磷酸铵12-15，氯化橡胶16.5-18.5，氧化锡17-18，氮化硅10-12。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，取下列原料制备而成，均为重量份：碱渣132，硫酸钾75，草酸钠53，泥灰岩14.5，碳酸镁粉17.5，硅油9.5，聚丁烯5，磷酸铵13.5，氯化橡胶17.5，氧化锡17.5，氮化硅11。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）将水分烘干至0.2%。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）搅拌时间为50分钟。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）转速为480r/min。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）过160目筛。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）调节温度至87℃。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）保温反应2小时。