CN113041540A - 一种抑制锌粉爆炸复合型抑爆剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂及其制备方法，属于抑爆剂技术领域。该抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂由：微胶囊化红磷、偏溴二苯醚、三溴双酚A、聚磷酸铵、碳酸钙、七水硼酸铝、氢氧化铝、乙基磷酸钾等物质材料组成。本发明所述抑制锌粉爆炸的复合粉体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，抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂还具有抑爆性能好，并且具有防潮防防结块等优点，本发明所述抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂尤其适用于锌粉易爆区域，降低爆炸危险性。

Description

一种抑制锌粉爆炸复合型抑爆剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种抑爆剂，尤其涉及一种抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂及其制备方法。
背景技术
我国是世界锌生产和消费大国，锌粉在《工贸行业重点可燃性粉尘录(2015版)》中，被列为重点可燃性粉尘。在粉体的制备过程中，大量的锌粉会在粉状物料的混合、转运、筛分、包装、卸料等生产过程中，从设备缝隙中溢出而附着在设备表面、墙体表面，降落到地面或悬浮在空气中，一旦满足爆炸的条件就有可能发生粉尘爆炸，而且还有可能导致二次爆炸。随着工业发展，锌粉的用量越来越大，其潜在的爆炸危险性也会随之增大。
目前锌粉抑爆普遍采用单一介质进行惰化，锌粉爆炸时通过撒播粉尘来降低氧浓度，从而达到抑制锌粉爆炸火焰传播的目的，然而化学粉尘容易受潮结块失去飞扬能力，削弱了扑灭火焰的效果，导致粉尘的抑爆效率低、抑爆性能不够好。
因此研究一种抑制锌粉爆炸的复合抑爆粉体是非常有必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，为提供具有抑爆性能好、抑爆效率高、防潮防结块的抑爆剂，本发明提出了一种抑制锌粉爆炸的复合型抑爆剂及其制备方法，具体技术方案如下。
一种抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂，抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂包括重量份百分比的原料：微胶囊化红磷：17.8％～38.3％，氢氧化铝：9.1％～17.4％，偏溴二苯醚：3.1％～14.1％，三溴双酚A：4.4％～13.7％，聚磷酸铵：16.7％～27.1％，碳酸钙：8.2％～15.6％，七水硼酸铝：2.8％～11.5％，乙基磷酸钾：6.8％～18.3％
优选的是，所述抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂重量份百分比的原料组分为：微胶囊化红磷：19.2％～35.8％，氢氧化铝：7.4％～15.1％，偏溴二苯醚：5.4％～12.7％，三溴双酚A：6.9％～11.9％，聚磷酸铵：18.6％～25.3％，碳酸钙：9.1％～13.5％，七水硼酸铝：5.2％～9.4％，乙基磷酸钾：10.1％～16.7％
还优选的是，微胶囊化红磷、偏溴二苯醚、三溴双酚A、聚磷酸铵、，碳酸钙、七水硼酸铝、乙基磷酸钾粉体粒径均小于45μm。
一种抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂制备方法，制备上述的抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂，步骤包括：
步骤一.分别取微胶囊化红磷、偏溴二苯醚、三溴双酚A、聚磷酸铵、碳酸钙、七水硼酸铝、氢氧化铝、乙基磷酸钾将所取原料组份分别用磨粉机器磨成粉体；
步骤二.用425目的分子筛进行筛选，然后按照比例称取一定量研磨后的粉体；
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，得到所述抑制锌粉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45μm的原料，分别再次加入到球磨机进行粉磨。
本发明提供的一种抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂具有防潮防结块、抑爆效果好的特点，尤其适用于抑制锌制品加工过程的锌粉爆炸。组成所述抑制锌粉爆炸的复合粉体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的目的。
在锌粉爆炸发生时，将所述抑制锌粉爆炸的复合型抑爆剂喷出，当爆炸燃烧火焰与所述抑制锌粉爆炸的复合型抑爆剂相遇后，七水硼酸铝吸热瞬间分解出结晶水，起到吸热冷却作用和稀释空气中氧气的作用；氢氧化铝、七水硼酸铝和碳酸钙分解生成的氧化铝、氧化硼及氧化钙附着在聚合物的表面上形成一层覆盖层，此覆盖层可覆盖在锌粉颗粒表面，使得锌粉颗粒表面与空气中的氧气隔绝，达到窒息的作用，阻断了锌粉颗粒的氧化反应、热分解作用和可燃性气体的产生；聚磷酸铵分解生成的铵离子能与爆炸火焰燃烧反应中产生的·OH自由基反应，可快速消耗锌粉爆炸反应中·OH自由基，使爆炸过程由于缺少自由基而中断；三溴双酚A、微胶囊化红磷与氢氧化铝结合充当反应中的阻燃剂，阻断火焰传播；碳酸钙瞬间吸收大量热量降低爆炸火焰温度并且分解出大量的CO2气体，CO2气体的产生可以迅速降低空气中的氧气浓度，可使空气中的氧气浓度降低到锌粉爆炸极限氧浓度(LOC)之下，达到窒息的效果，最终可使锌粉爆炸不能够继续进行，同时，钙离子能与爆炸火焰燃烧反应中产生的·OH自由基反应，消耗了锌粉爆炸反应中·OH自由基，还消耗了一定的氧气，降低了空气中的氧气含量。
抑爆剂中的乙基磷酸钾作为防水剂，防止此抑爆剂在储存过程中，由于吸收了空气中的水分而导致抑爆剂失效或功能降低，大大地提高了抑爆剂的使用效率，节省了更换费用。抑爆剂中的偏溴二苯醚作为分散剂，防止此抑爆剂在制作、储存过程中发生板结、团聚等情况，而导致抑爆剂功能下降。
通过各种粉体材料的综合抑制作用，使得锌粉爆炸不能够继续进行，最终达到抑制锌粉爆炸的目的。由于上述综合作用，使得抑制锌粉爆炸的复合型抑爆剂具有优良的抑爆性能。
具体实施方式：
本发明提供了一种抑制锌粉爆炸的复合粉体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。
一种抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂，抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂包括重量份百分比的原料：：微胶囊化红磷：17.8％～38.3％，氢氧化铝：9.1％～17.4％，偏溴二苯醚：3.1％～14.1％，三溴双酚A：4.4％～13.7％，聚磷酸铵：7.8％～16.4％，碳酸钙：8.2％～15.6％，七水硼酸铝：2.8％～11.5％，乙基磷酸钾：6.8％～18.3％
优选的是，所述抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂重量份百分比的原料组分为：微胶囊化红磷：19.2％～35.8％，氢氧化铝：7.4％～15.1％，偏溴二苯醚：5.4％～12.7％，三溴双酚A：6.9％～11.9％，聚磷酸铵：8.3％～14.4％，碳酸钙：9.1％～13.5％，七水硼酸铝：5.2％～9.4％，乙基磷酸钾：10.1％～16.7％
抑制锌粉爆炸的复合型抑爆剂组分的粉体材料粒径均小于45μm，从而达到更好的抑爆效果，也能方便使用。
一种制备上述抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂的方法，其包括以下步骤：
步骤一.分别取微胶囊化红磷、偏溴二苯醚、三溴双酚A、聚磷酸铵、，碳酸钙、七水硼酸铝、氢氧化铝、乙基磷酸钾，将所取原料组份分别用磨粉机器磨成粉体；
步骤二.用425目的分子筛进行筛选，然后按照比例称取一定量研磨后的粉体；
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，得到所述抑制锌粉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45μm的原料，分别再次加入到球磨机进行粉磨。
为了更进一步的描述本发明提供的一种抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂的效果，通过实验对其进行说明，抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂具有抑爆性能好、防潮防结块等优点。利用上述抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂进行抑爆实验。
实验1：抑制锌粉粉尘爆炸的复合型抑爆剂的原料配方为：微胶囊化红磷：35％，氢氧化铝：15％，偏溴二苯醚：12％，三溴双酚A：11％，聚磷酸铵：25％，碳酸钙：13％，七水七水硼酸铝：9％，乙基磷酸钾：16％
实验2：抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂配方：微胶囊化红磷：30％，氢氧化铝：13％，偏溴二苯醚：10％，三溴双酚A：10％，聚磷酸铵：23％，碳酸钙：12％，七水硼酸铝：8％，乙基磷酸钾：14％
实验3：抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂配方：微胶囊化红磷：25％，氢氧化铝：11％，偏溴二苯醚：8％，三溴双酚A：9％，聚磷酸铵：21％，碳酸钙：11％，七水硼酸铝：7％，乙基磷酸钾：12％
实验4：抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂配方：微胶囊化红磷：20％，氢氧化铝：9％，偏溴二苯醚：6％，三溴双酚A：7％，聚磷酸铵：19％，碳酸钙：9％，七水硼酸铝：6％，乙基磷酸钾：10％
对比实施例
1.抑爆剂为碳酸氢钠
表1为实验1至实验4以及对比实验进行抑爆对比实验的结果对照表。
表1抑爆对比实验的结果
Figure BDA0002964009940000041
从上表1可以看出，实验1至实验4，抑制3种锌粉爆炸所需的粉体抑爆剂最低用量都在30％左右，要低于常规的碳酸氢钠粉抑制锌粉爆炸所需的最低用量。
从表1的分析中不难知道，上述技术方案的抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂抑爆性能好、防潮防结块、抑爆效率高。与现有常规技术相比，具有比较突出的优势。
上述关于抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂机理文字说明中，所涉及的主要化学反应方程式如下：
2Al2O3.B2O3.7H2O→H20+Al2O3+B2O3
(NH4PO3)n→NH4++PO3-
NH4 ++OH-→NH3↑+H2O
CaCO3→CaO+CO2↑
Al(OH)3→Al2O3+H2O
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)

1.一种抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂，抑制锌粉爆炸的复合粉体抑爆剂包括重量份百分比的原料：微胶囊化红磷：17.8%～38.3%，氢氧化铝：9.1%～17.4%，偏溴二苯醚：3.1%～14.1%，三溴双酚A：4.4%～13.7%，聚磷酸铵：16.7%～27.1%，碳酸钙：8.2%～15.6%，七水硼酸铝：2.8%～11.5%，乙基磷酸钾：6.8%～18.3%。
2.根据权利要求1所述的抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂，特征在于，所述抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂重量份百分比的原料组分为：微胶囊化红磷：19.2%～35.8%，氢氧化铝：7.4%～15.1%，偏溴二苯醚：5.4%～12.7%，三溴双酚A：6.9%～11.9%，聚磷酸铵：18.6%～25.3%，碳酸钙：9.1%～13.5%，七水硼酸铝：5.2%～9.4%，乙基磷酸钾：10.1%～16.7%。
3.根据权利要求1所述的一种抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂，其特征在于，所述微胶囊化红磷、偏溴二苯醚、三溴双酚A、聚磷酸铵、碳酸钙、七水硼酸铝、乙基磷酸钾粉体粒径均小于45μm。
4.一种抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂制备方法，其特征在于，制备权利要求1~3任一项所述的抑制锌粉爆炸的粉体抑爆剂，步骤包括：
步骤一.分别取微胶囊化红磷、偏溴二苯醚、三溴双酚A、聚磷酸铵、碳酸钙、七水硼酸铝、氢氧化铝、乙基磷酸钾将所取原料组份分别用磨粉机器磨成粉体；
步骤二.用425目的分子筛进行筛选，然后按照比例称取一定量研磨后的粉体；
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，得到所述抑制锌粉爆炸的复合型抑爆剂。
5.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45μm的原料，分别再次加入到球磨机进行粉磨。
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