高效干粉灭火剂及制备方法
技术领域
本发明涉及灭火剂领域,特别是涉及一种高效干粉灭火剂及制备方法。
背景技术
干粉灭火剂是由灭火基料(如小苏打、碳酸铵、磷酸的铵盐等)和适量润滑剂(硬脂酸镁、云母粉、滑石粉等)、少量防潮剂(硅胶)混合后共同研磨制成的细小颗粒,用二氧化碳作喷射动力。喷射出来的粉末,浓度密集,颗粒微细,盖在固体燃烧物上能够构成阻碍燃烧的隔离层,同时析出不可燃气体,使空气中的氧气浓度降低,火焰熄灭。干粉灭火剂,可以灌装于各种类型的手提式和固定式干粉灭火装置内,可与氟蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂联用,扑救油罐的初起火灾,能快速控制火焰发展,起到迅速灭火的作用。
公布号CN 103537039 A(申请号201310487736.1)的中国专利文献公开了一种以可膨胀蛭石为主料的干粉灭火剂,包括可膨胀蛭石70~90份;防结块剂1~15份;惰性添加组份1~15份,其中,包括75~85份的可膨胀蛭石、5~10份的防结块剂、5~15份的惰性添加组份的干粉灭火剂为优选。公布号CN
104324477 A(申请号201410676185.8)的中国专利文献公开了一种干粉灭火剂及用磷酸一铵制备干粉灭火剂方法,该干粉灭火剂由以下成份按照质量配比组成:磷酸一铵45.0~75.0%;硫酸铵15.0~45.0%;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3.7~34.2%;硅油0.5~1.8%;颜料0.02~0.05%。公布号CN 104645541 A(申请号201510070206.6)的中国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%。
目前市场上一些灭火剂在电绝缘性、斥水性、吸湿率、粒度分布等技术参数方面仍存在缺陷,因此需要更好的提高产品质量。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种制备简单、灭火效能高的高效干粉灭火剂及制备方法。
本发明的技术方案是:
高效干粉灭火剂,主要由下列原料制备而成,均为质量份:碱渣8-12,硫酸铵35-45,磷酸铵20-40,石膏12-20,氯化橡胶2-5,硼酸锌4-10,氮化硅1-6,膨胀石墨3-8,含氢硅油1-3,聚丁烯0.5-1。
优选的方案中,碱渣9-11,硫酸铵37-43,磷酸铵25-35,石膏14-18,氯化橡胶3-4,硼酸锌6-8,氮化硅2-5,膨胀石墨4-7,含氢硅油1.5-2.5,聚丁烯0.6-0.9。
更加优选的,碱渣10,硫酸铵40,磷酸铵30,石膏16,氯化橡胶3.5,硼酸锌7,氮化硅3.5,膨胀石墨5.5,含氢硅油2,聚丁烯0.75。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤是:
(1)将碱渣、石膏和氯化橡胶一起粉碎过筛;
(2)取硫酸铵和磷酸铵置于混合机内,搅拌混合50-90分钟,再加入硼酸锌、氮化硅、膨胀石墨和步骤(1)所制的碱渣、石膏和氯化橡胶粉,继续搅拌20-50分钟(优选的,搅拌30-40分钟;更加优选的,搅拌35分钟)混合均匀,经超音速气流粉碎,过筛,制得粉末;
(3)将步骤(2)所制粉末置于混合机内边搅拌边加热至40-60℃,喷入含氢硅油、聚丁烯和水的混合液,搅拌20-40分钟(优选的,搅拌25-35分钟;更加优选的,搅拌30分钟),继续加热至90-110℃,冷却,出料;
(4) 将步骤(3)所制最终产品120℃下烘干,冷却,即得灭火剂。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤(1)粉碎过80-120目筛(优选的,粉碎过90-110目筛;更加优选的,粉碎过100目筛)。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤(2)搅拌混合60-80分钟(优选的,搅拌混合70分钟)。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤(2)过100-500目筛(优选的,过200-400目筛;更加优选的,过300目筛)。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤(3)加热至45-55℃(优选的,加热至50℃)。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤(3)含氢硅油和水的体积比为1:1-2(优选的,含氢硅油和水的体积比为1:1.2-1.8;更加优选的,含氢硅油和水的体积比为1:1.5)。
所述的高效干粉灭火剂的制备方法,步骤(3)继续加热至95-105℃(优选的,继续加热至100℃)。
本发明提供的高效干粉灭火剂原料来源广,制备工艺简单,除此之外,本发明的优良效果还表现在:本发明所制产品灭火效率高、流动性和抗吸湿结块性好,且成本低,经济实用。
具体实施方式
下面结合实施例和实验例详细说明本发明的技术方案,但保护范围不限于此。
本发明所用原料如碱渣购自江苏德邦兴华化工股份有限公司,硫酸铵购自济南晟旺化工有限公司,磷酸铵购自上海埃彼化学试剂有限公司,石膏购自济南特兴化工有限公司,氯化橡胶购自奉化市裕隆化工新材料有限公司,硼酸锌购自济南秦星精细化工有限公司,氮化硅购自郑州丰跃化工产品有限公司,膨胀石墨购自青岛天盛达石墨有限公司,含氢硅油购自济南硅港化工有限公司,聚丁烯购自鲁科化工有限责任公司。
实施例 1 高效干粉灭火剂,主要由下列原料制备而成(每份2kg):碱渣8份,硫酸铵35份,磷酸铵20份,石膏12份,氯化橡胶2份,硼酸锌4份,氮化硅1份,膨胀石墨3份,含氢硅油1份,聚丁烯0.5份。
高效干粉灭火剂的制备方法是:
(1)将碱渣、石膏和氯化橡胶一起粉碎过80目筛;
(2)取硫酸铵和磷酸铵置于混合机内,搅拌混合50分钟,再加入硼酸锌、氮化硅、膨胀石墨和步骤(1)所制的碱渣、石膏和氯化橡胶粉,继续搅拌20分钟混合均匀,经超音速气流粉碎,过100目筛,制得粉末;
(3)将步骤(2)所制粉末置于混合机内边搅拌边加热至40℃,喷入含氢硅油、聚丁烯和水的混合液(硅油和水的体积比为1:1),搅拌20分钟,继续加热至90℃,冷却,出料;
(4) 将步骤(3)所制最终产品120℃下烘干,冷却,即得灭火剂。
实施例 2 高效干粉灭火剂,主要由下列原料制备而成(每份2kg):碱渣12份,硫酸铵45份,磷酸铵40份,石膏20份,氯化橡胶5份,硼酸锌10份,氮化硅6份,膨胀石墨8份,含氢硅油3份,聚丁烯1份。
高效干粉灭火剂的制备方法是:
(1)将碱渣、石膏和氯化橡胶一起粉碎过120目筛;
(2)取硫酸铵和磷酸铵置于混合机内,搅拌混合90分钟,再加入硼酸锌、氮化硅、膨胀石墨和步骤(1)所制的碱渣、石膏和氯化橡胶粉,继续搅拌50分钟混合均匀,经超音速气流粉碎,过500目筛,制得粉末;
(3)将步骤(2)所制粉末置于混合机内边搅拌边加热至60℃,喷入含氢硅油、聚丁烯和水的混合液(硅油和水的体积比为1:2),搅拌40分钟,继续加热至110℃,冷却,出料;
(4) 将步骤(3)所制最终产品120℃下烘干,冷却,即得灭火剂。
实施例 3 高效干粉灭火剂,主要由下列原料制备而成(每份2kg):碱渣9份,硫酸铵37份,磷酸铵25份,石膏14份,氯化橡胶3份,硼酸锌6份,氮化硅2份,膨胀石墨4份,含氢硅油1.5份,聚丁烯0.6份。
高效干粉灭火剂的制备方法是:
(1)将碱渣、石膏和氯化橡胶一起粉碎过90目筛;
(2)取硫酸铵和磷酸铵置于混合机内,搅拌混合60分钟,再加入硼酸锌、氮化硅、膨胀石墨和步骤(1)所制的碱渣、石膏和氯化橡胶粉,继续搅拌30分钟混合均匀,经超音速气流粉碎,过200目筛,制得粉末;
(3)将步骤(2)所制粉末置于混合机内边搅拌边加热至45℃,喷入含氢硅油、聚丁烯和水的混合液(硅油和水的体积比为1:1.2),搅拌25分钟,继续加热至95℃,冷却,出料;
(4) 将步骤(3)所制最终产品120℃下烘干,冷却,即得灭火剂。
实施例 4 高效干粉灭火剂,主要由下列原料制备而成(每份2kg):碱渣11份,硫酸铵43份,磷酸铵35份,石膏18份,氯化橡胶4份,硼酸锌8份,氮化硅5份,膨胀石墨7份,含氢硅油2.5份,聚丁烯0.9份。
高效干粉灭火剂的制备方法是:
(1)将碱渣、石膏和氯化橡胶一起粉碎过110目筛;
(2)取硫酸铵和磷酸铵置于混合机内,搅拌混合80分钟,再加入硼酸锌、氮化硅、膨胀石墨和步骤(1)所制的碱渣、石膏和氯化橡胶粉,继续搅拌40分钟混合均匀,经超音速气流粉碎,过400目筛,制得粉末;
(3)将步骤(2)所制粉末置于混合机内边搅拌边加热至55℃,喷入含氢硅油、聚丁烯和水的混合液(硅油和水的体积比为1:1.8),搅拌35分钟,继续加热至105℃,冷却,出料;
(4) 将步骤(3)所制最终产品120℃下烘干,冷却,即得灭火剂。
实施例 5 高效干粉灭火剂,主要由下列原料制备而成(每份2kg):碱渣10份,硫酸铵40份,磷酸铵30份,石膏16份,氯化橡胶3.5份,硼酸锌7份,氮化硅3.5份,膨胀石墨5.5份,含氢硅油2份,聚丁烯0.75份。
高效干粉灭火剂的制备方法是:
(1)将碱渣、石膏和氯化橡胶一起粉碎过100目筛;
(2)取硫酸铵和磷酸铵置于混合机内,搅拌混合70分钟,再加入硼酸锌、氮化硅、膨胀石墨和步骤(1)所制的碱渣、石膏和氯化橡胶粉,继续搅拌35分钟混合均匀,经超音速气流粉碎,过300目筛,制得粉末;
(3)将步骤(2)所制粉末置于混合机内边搅拌边加热至50℃,喷入含氢硅油、聚丁烯和水的混合液(含氢硅油和水的体积比为1:1.5),搅拌30分钟,继续加热至100℃,冷却,出料;
(4) 将步骤(3)所制最终产品120℃下烘干,冷却,即得灭火剂。
本发明所用主要原料如下:
碱渣:指工业生产中制碱和碱处理过程中排放的碱性废渣,主要成份包括碳酸钙、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。本发明所用碱渣经800℃煅烧2小时后冷却后使用。
硫酸铵:为无色结晶或白色颗粒,主要用作肥料,适用于各种土壤和作物。还可用于纺织、皮革、医药等方面。
磷酸铵:为无色晶体或灰白色粉末,吸湿性小,不易结块,是生产混合肥料的一种理想的基础肥料
石膏:为致密块状或粒状,白、灰白色,石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。
氯化橡胶:为白色或乳黄色粉末状、片状或纤维状,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。
硼酸锌:一种环保型的非卤素阻燃剂,可以作为氧化锑或其它卤素阻燃剂的多功能增效添加剂,可以有效提高阻燃性能,减少燃烧时烟雾的产生,并可以调节橡塑产品的化学,机械,电等方面的性能。
氮化硅:一种重要的结构陶瓷材料,用做高级耐火材料,具有高的机械强度,耐热冲击性好。
膨胀石墨:具有良好的化学稳定性。具有耐腐蚀、导热性好,可做耐火材料。
含氢硅油:为透明液体,在各种基材表面形成防水膜,广泛用作织物、灭火剂(干粉)、纸张、金属、皮革、木材、玻璃、水泥、陶瓷、大理石的防水剂、防粘剂或防蚀剂等。
聚丁烯:为无色或浅黄色粘稠性液体,一种高分子惰性聚合物,主要是由丁烯聚合而成。为油品添加剂、油品添加剂的中间体,用作润滑油、粘接剂、增塑剂的原料。
试验例 1本发明所得高效干粉灭火剂(实施例5)的性能测试:
1、本发明所制产品主要性能的测试按照国家标准GB 4066.2-2004《ABC干粉灭火剂》中规定的方法来进行。
表1 本发明所制产品的主要性能测定结果
由表1可知,本发明所制产品性能均满足标准规定,且具有较好的斥水性和抗结块性。
2、灭火性能测试
将本发明所制产品和从市面上购买的ABC干粉灭火剂分别装入4kg手提式干粉灭火器内,充入氮气后进行灭油盘火测试。在水平放置的钢质油盘(φ1.5m)内倒入约30mm深的水,再倒入55L 90车用汽油,点火、预燃60s后打开灭火器开始灭火,干粉开始喷出到火焰完全熄灭所经历的时间即为灭火时间,测试重复五次,结果取平均值。
结果测得,本发明所制产品的平均灭火时间为2.6s,而从市面上购买的灭火剂的平均灭火时间为4.4s,可见本发明所制产品的灭火时间明显缩短,说明其灭火性强,且扩散比较快,灭火效率提高。
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。