CN112999556A - 一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法 - Google Patents

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杨盼盼
李方
刘吉庆
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Abstract

本发明涉及一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法，属于抑爆剂技术领域。该抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂由多种粉体材料组成，包括硅酸铝钠、次磷酸铝、乙烯基双硬酯酰胺、氢氧化镁、四水八硼酸铝钠、十二水硫酸铝钾和石墨。本发明所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂各组分之间通过特殊比例配比，从而具有很好的协同抑爆作用，抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂还具有抑爆性能好，并且具有用量少、制备简单等优点。

Description

一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及抑爆剂技术领域，尤其涉及一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法。
背景技术
木材加工企业涉及人造板、家具、地板、木门、饰面材料等室内装修和家居全产业链，以及文具、包装箱等制造加工行业。在生产工序中，如锯切、打孔、砂光等都会产生大量的木粉尘，这些粉尘不仅严重威胁人体健康、污染环境、降低设备使用寿命、影响产品质量，而且具有较低的点火能和较高的爆炸指数，有可能造成严重的人员伤亡和财产损失。粉体抑爆剂可作为抑制粉尘爆炸的常用手段，单一粉体抑爆剂在抑制木粉尘爆炸时所发挥的作用单一，并且用量大，不易分散，在抑爆方面的性能有限，传统粉体抑爆剂抑爆效率低、抑爆性能不够好。因此，现有木粉尘抑爆技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
针对现有技术的不足，为提供具有抑爆性能好、用量少、效率高、制备简单的抑爆剂，本发明提出了一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法，具体技术方案如下。
一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂包括重量份百分比的原料：硅酸铝钠：14.6％～26.2％，次磷酸铝：13.1％～21.8％，乙烯基双硬酯酰胺：9.8％～14.6％，氢氧化镁：12.3％～18.6％，四水八硼酸铝钠：3.3％～7.2％，十二水硫酸铝钾：6.8％～12.8％，石墨：3.2％～8.6％。
优选的是，抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂重量份百分比的原料组分为：硅酸铝钠：16.6％～23.6％，次磷酸铝：20.3％～29.8％，乙烯基双硬酯酰胺：15.3％～18.1％，氢氧化镁：13.4％～17.3％，四水八硼酸铝钠：3.5％～7.6％，十二水硫酸铝钾：7.2％～11.6％，石墨：3.8％～7.2％。
还优选的是，硅酸铝钠、次磷酸铝、乙烯基双硬酯酰胺、氢氧化镁、四水八硼酸铝钠、十二水硫酸铝钾和石墨的粉体粒径均小于75μm。
一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂制备方法，制备上述的抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，步骤包括：
步骤一.分别取硅酸铝钠、次磷酸铝、乙烯基双硬酯酰胺、氢氧化镁、四水八硼酸铝钠、十二水硫酸铝钾、石墨，将所取原料组份分别用磨粉机器磨成粉体；
步骤二.将磨成粉体后的原料分别过200目筛，收集过筛后通过筛网的粉体材料以备用；
步骤三.按照比例称取过筛后的粉体原料，加入干粉搅拌机中充分混合均匀；
步骤四.将混合均匀后的原料放入真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱按照15℃/h的升温速率从室温升温至40℃，然后在40℃下恒温干燥24h后，得到所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂。
进一步优选的是，步骤二还包括分别收集过筛后未通过筛网并且粒径大于75μm的原料，分别再次加入到磨粉机器进行粉磨。
本发明提供的一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂具有用量少、抑爆效果好、制备简单等优点。组成所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的各种材料分别从不同的抑爆机理发挥作用，各种材料协同作用，在多种综合作用下最终达到抑爆目的。
具体实施方式
本发明提供了一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。
一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，其包括按照重量份百分比的原料硅酸铝钠：14.6％～26.2％，次磷酸铝：13.1％～21.8％，乙烯基双硬酯酰胺：9.8％～14.6％，氢氧化镁：12.3％～18.6％，四水八硼酸铝钠：3.3％～7.2％，十二水硫酸铝钾：6.8％～12.8％，石墨：3.2％～8.6％。
另外还可以选用不同的原料配比，例如包括重量百分比的原料：硅酸铝钠：16.6％～23.6％，次磷酸铝：20.3％～29.8％，乙烯基双硬酯酰胺：15.3％～18.1％，氢氧化镁：13.4％～17.3％，四水八硼酸铝钠：3.5％～7.6％，十二水硫酸铝钾：7.2％～11.6％，石墨：3.8％～7.2％。抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的各组分的粉体材料粒径均小于75μm，从而达到更好的抑爆效果，也能方便使用。
一种制备上述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的方法，其包括以下步骤：
步骤1：分别取硅酸铝钠、次磷酸铝、乙烯基双硬酯酰胺、氢氧化镁、四水八硼酸铝钠、十二水硫酸铝钾、石墨，将所取原料组份分别用磨粉机器磨成粉体。
步骤2：将磨成粉体后的所有材料分别过200目筛，收集过筛后通过筛网的粉体材料，备用；还可以分别收集过筛后未通过筛网的＞75μm的各种粉体材料，再次加入到磨粉机进行粉磨。
步骤3：按照比例称取过筛后的粉体材料加入搅拌机中进行充分混合均匀。
步骤4：将混合均匀后的物料放入真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱按照15℃/h的升温速率从室温升温至40℃，然后在40℃下恒温干燥24h后，得到上述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂。
为了更进一步的描述本发明提供的一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的效果，通过实验对其进行说明，抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂具有用量少、抑爆效果好、制备简单等优点。利用上述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂进行抑爆实验。
实验1
抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的原料配方为：按重量份百分比，硅酸铝钠23％、次磷酸铝22％、乙烯基双硬酯酰胺18％、氢氧化镁17％、四水八硼酸铝钠4％、十二水硫酸铝钾11％、石墨5％。
实验2
抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的原料配方为：按重量份百分比，硅酸铝钠21％、次磷酸铝24％、乙烯基双硬酯酰胺18％、氢氧化镁17％、四水八硼酸铝钠3％，十二水硫酸铝钾11％、石墨6％。
实验3
抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的原料配方为：按重量份百分比，硅酸铝钠19％、次磷酸铝26％、乙烯基双硬酯酰胺19％、氢氧化镁15％、四水八硼酸铝钠4％，十二水硫酸铝钾10％、石墨7％。
实验4
抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂的原料配方为：按重量份百分比，硅酸铝钠16％、次磷酸铝28％、乙烯基双硬酯酰胺20％、氢氧化镁16％、四水八硼酸铝钠5％，十二水硫酸铝钾8％、石墨7％。下表为对比实验结果对照表：
Figure BDA0002963597490000031
发明具体的抑爆机理为：
在木粉尘爆炸发生时，将所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂喷出，当爆炸燃烧火焰与所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂相遇后，次磷酸铝(ALHP)受热或燃烧时先裂解为Al2(HPO4)3和H3P,再进一步裂解、氧化和脱水为聚偏磷酸。次磷酸铝裂解产生的H3P，捕获燃烧过程中的活性自由基如终止燃烧反应链而抑制燃烧，并产生良好的气相阻燃作用。硅酸铝钠受热分解生成SiO2起到隔热作用。硅酸铝钠与传统的氢氧化镁产生良好的协同作用，Mg(OH)2受热分解过程中释放出大量的水蒸气，不但稀释可以燃烧的气体，还可以降低温度。
Mg(OH)2颗粒表面能够更多地吸附爆炸链反应过程中产生的自由基H·，OH·，O·，减小了爆炸链传递过程中自由基的碰撞概率。十二水硫酸铝钾瞬间吸收热量分解出结晶水，然后继续吸收大量热量破坏化学键并分解出游离的铝离子、钾离子，同时由于分解出的结晶水的比热容高，能够吸收大量的热量蒸发形成水蒸气。四水八硼酸铝钠具有抑烟作用。燃烧过程产生结晶水，降低了体系的温度。可膨胀石墨在膨胀过程中大量吸热，在膨胀过程中释放夹层中的酸根离子，促进脱水碳化，并能结合燃烧产生的自由基从而中断链反应。其中添加的乙烯基双硬酯酰胺具有润滑、抗黏、助流、耐火等作用，乙烯基双硬酯酰胺的添加能够极大提高抑爆剂喷撒时的分散性。
综上所述，抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂通过上述综合作用，使其在易爆的木粉尘爆炸的环境中具有优良的抑爆性能。
上述关于抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂抑爆机理文字说明中，所涉及的主要化学反应方程如下：
Al(H2PO2)3→Al(HPO4)3+H3P
KAl(SO4)2·12H2O→Al(SO4)3+K2SO4+H2O
Al3++OH·→Al(OH)3
Al(OH)3→AlO3+H2O
Al(OH)3+H+→Al3++H2O
KO+H2O＝KOH+OH·
KO2+OH·＝KOH+O2
K2O+OH·＝KOH
Mg2++OH－→MgO+H2O
H3PO4→H4P2O7+H2O
HPO3→P2O5+H2O5.
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，其特征在于，抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂包括重量份百分比的原料：硅酸铝钠：14.6%～26.2%，次磷酸铝：13.1%～21.8%，乙烯基双硬酯酰胺：9.8%～14.6%，氢氧化镁：12.3%～18.6%，四水八硼酸铝钠：3.3%～7.2%，十二水硫酸铝钾：6.8%～12.8%，石墨：3.2%～8.6%。
2.根据权利要求1所述的一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，其特征在于，所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂重量份百分比的原料组分为：硅酸铝钠:16.6%～23.6%，次磷酸铝：20.3%～29.8%，乙烯基双硬酯酰胺：18.8%～25.7%，氢氧化镁：13.4%～17.3%，四水八硼酸铝钠：5.1%～10.8%，十二水硫酸铝钾：7.2%～11.6%，石墨：3.8%～7.2%。
3.根据权利要求1所述的一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，其特征在于，所述硅酸铝钠、次磷酸铝、乙烯基双硬酯酰胺、氢氧化镁、四水八硼酸铝钠、十二水硫酸铝钾和石墨的粉体粒径均小于75μm。
4.一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂制备方法，其特征在于，制备权利要求1~3任一项所述的抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂，步骤包括：
步骤一.分别取硅酸铝钠、次磷酸铝、乙烯基双硬酯酰胺、氢氧化镁、四水八硼酸铝钠、十二水硫酸铝钾、石墨，将所取原料组份分别用磨粉机器磨成粉体；
步骤二.将磨成粉体后的原料分别过200目筛，收集过筛后通过筛网的粉体材料以备用；
步骤三.按照比例称取过筛后的粉体原料，加入干粉搅拌机中充分混合均匀；
步骤四.将混合均匀后的原料放入真空干燥箱中进行干燥，真空干燥箱按照15℃/h的升温速率从室温升温至40℃，然后在40℃下恒温干燥24h后，得到所述抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂。
5.根据权利要4所述的一种抑制木粉尘爆炸的复合型抑爆剂制备方法，其特征在于，所述步骤二还包括分别收集过筛后未通过筛网并且粒径大于75μm的原料，分别再次加入到磨粉机器进行粉磨。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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