CN114733130B - 一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物及其制备方法。该灭火组合物包括以下重量份的组分：碳酸氢钾190‑250份，尿素70‑130份，滑石粉14‑21份，白炭黑13‑18份，云母粉3‑5份，活性白土2‑4份，硬脂酸镁2‑4份，硅油7‑11份。制备中，以碳酸氢钾为基料，通过控制添加时间向其中加入尿素，并且通过超细化和改性，提高产品效能。本发明的干粉灭火剂对火场具有长保护时间，而且具有优良的抗复燃能力和全淹没特性。

Description

一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物及其制备方法
技术领域
本发明属于灭火剂领域，具体涉及到一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物及其制备方法。
背景技术
由于对哈龙灭火剂的限制，超细干粉灭火剂凭借其无毒或毒性低，对人刺激性小，臭氧消耗值(ODP)为0，温室效应值(GWP)为0，大气存留时间(ALT)短，环保性能好，且不会引发二次伤害的特性，成为哈龙灭火剂的良好替代物之一。
其中以碳酸盐为基材的BC类干粉灭火剂广泛应用于扑灭液体和气体火灾，而传统的碳酸盐干粉灭火剂因不具备优良的全淹没灭火特性和类气体的流动性能，因而在进行全淹没灭火时，释放漂浮在流场中的干粉微粒布朗运动能力弱，越过障碍的能力较弱，在火场空间流场中的沉降速度快，悬浮时间短，导致超细干粉对火场的保护时间短，防复燃的能力较弱，全淹没灭火保护能力较差。美国专利USPatent4107053A.中，其主要组成是钾或钠的氢氧化物和碳酸盐与尿素，该方案是通过将钾或钠的氢氧化物和碳酸盐与尿素预混合后加入含有MC2N2H3O3基料的加热混合机，并在加热混合过程中维持5-30％水蒸气的空气气氛，来实现产物MC2N2H3O3具有较高含量。由于实际灭火剂中并不是追求MC2N2H3O3的含量，而是作为一种添加剂的形式存在，该技术使用MC2N2H3O3作为基料生产成本高、通入水蒸气工况存在风险的局限。
因此，研发一种对火场的保护时间长、抗复燃能力更强、全淹没特性更优良干粉灭火剂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物及其制备方法。该灭火组合物组成中改变了碳酸氢钾和尿素的比例，并在制备方法中，不将碳酸氢钾和尿素预混合，而是以碳酸氢钾为基料，通过控制加热混合的温度和尿素的进料速度，利用反应生成的MC2N2H3O3与反应剩余的碳酸氢钾和其它配方组分进行混合改性，制得灭火剂。本发明不采用水蒸气氛围，得到的干粉灭火剂对火场具有长保护时间，而且具有优良的抗复燃能力和全淹没特性。
本发明的技术方案为：
一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：碳酸氢钾190-250份，尿素70-130份，滑石粉14-21份，白炭黑13-18份，云母粉3-5份，活性白土2-4份，硬脂酸镁2-4份，硅油7-11份。
所述的基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、粗品制备
将碳酸氢钾置于加热混合机中，升温至110-140℃，10-15min后，保持温度，通过1-2小时均速添加尿素，添加尿素完毕10-15分钟后，得到粗品固体混合物；
整个过程均为搅拌下进行，转速为250-300r/min；
步骤2、机械粉碎
将得到的粗品固体混合物放入球磨罐中，以800-1200r/min研磨50-60分钟，过筛滤除磨介，60-80℃烘干所得产物14-16h，磨碎，过筛，得到粉碎料；
步骤3、改性处理
将粉碎料中加入滑石粉、白炭黑、云母粉、活性白土和硬脂酸镁，混匀，放入球磨罐中，以800-1200r/min研磨50-60分钟，过筛滤除磨介，60-80℃烘干所得产物14-16h，磨碎，过筛后加入硅油，在250-300r/min的转速下搅拌30-40min，60-80℃烘干所得产物22-26h，研磨，过筛，即得到最终基于碳酸氢钾干粉的灭火剂。
步骤3中所述的硅油为甲基含氢硅油。
本发明的实质性特点为：
当前技术中，是在水蒸气气氛下，以MC2N2H3O3为基料，将碳酸氢钾和尿素混合加入反应器中反应生成较高纯度的MC2N2H3O3；本发明则以碳酸氢钾为基料，通过控制添加速率(添加时间)向其中加入尿素，不需要水蒸气气氛；并且通过超细化和改性，提高产品效能。
本发明的有益效果为：
本发明通过碳酸氢钾、尿素、滑石粉、白炭黑、云母粉、活性白土、硬脂酸镁以及硅油的复配改性，加强了灭火剂的全淹没特性，有效的抑制了火焰的复燃；具有优异的捕获自由基能力，快速猝灭火焰链式反应，实现了优良的控制和灭火速度，对火场具有长保护时间。本发明配方得到的灭火剂灭火浓度平均32g/m3，明显优于GA578-2005中要求的≤150g/m3标准。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明做更进一步地解释，下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
实施例1
上述干粉灭火剂的制备方法是：
步骤1、粗品制备
将碳酸氢钾190份置于加热混合机中，在300r/min的转速下搅拌升温至140℃，恒定该条件持续搅拌15min后，通过2小时均速添加尿素130份，添加过程中保持在140℃的温度和300r/min的转速下继续搅拌，添加完毕后保持温度继续搅拌10分钟，待容器内粉体混合反应均匀后取出，得到粗品固体混合物；
步骤2、机械粉碎
将得到的粗品固体混合物放入球磨罐中，以1200r/min研磨60分钟，过筛滤除磨介，70℃烘干所得产物16h，磨碎，过筛，得到粉碎料；
步骤3、改性处理
将粉碎料中加入滑石粉18份、白炭黑16份、云母粉4份、活性白土3份和硬脂酸镁3份，混匀，放入球磨罐中，以1200r/min研磨60分钟，过筛滤除磨介，70℃烘干所得产物16h，磨碎，过筛后加入甲基含氢硅油9份，在300r/min的转速下搅拌40min，70℃烘干所得产物26h，研磨，过筛，即得到最终基于碳酸氢钾干粉的灭火剂。
经过燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为53g/m3(扑灭丙烷火)，具备了全淹没特性，具有良好的抗复燃能力。
实施例2-5
实施例2-5其他步骤同实施例1，不同之处为对碳酸氢钾干粉的组分及份数加以调整，具体调整情况参见下表一。
表一 实施例1-5的碳酸氢钾干粉的组分配比表
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
碳酸氢钾 190 200 210 230 250
尿素 130 120 110 90 70
滑石粉 18 18 18 18 21
白炭黑 16 16 18 16 16
云母粉 4 4 5 4 4
活性白土 3 3 3 3 3
硬脂酸镁 3 3 3 3 3
甲基含氢硅油 9 9 10 10 9
实施例6
实施例6其他步骤同实施例1，不同之处为将步骤1中的搅拌升温至140℃改成搅拌升温至130℃。
实施例7
实施例7其他步骤同实施例1，不同之处为将步骤1中的搅拌升温至140℃改成搅拌升温至115℃。
实施例8
实施例8其他步骤同实施例1，不同之处为去除步骤2和3。
实施例9
实施例9其他步骤同实施例1，不同之处为去除步骤3，杯式燃烧器内粉体沉降速度较快且分散不均匀。
经过实施例2燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为69g/m3(扑灭丙烷火)。
经过实施例3燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为51g/m3(扑灭丙烷火)。
经过实施例4燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为32g/m3(扑灭丙烷火)。
经过实施例5燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为48g/m3(扑灭丙烷火)。
经过实施例6燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为42g/m3(扑灭丙烷火)。
经过实施例7燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，测试平均灭火浓度为49g/m3(扑灭丙烷火)。
经过实施例8燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，杯式燃烧器发生堵塞未能灭火。
经过实施例9燃烧杯(全称：杯式燃烧器)灭火实验，灭火浓度远大于GA578-2005中要求的≤150g/m3标准且多次未能扑灭火焰。
本发明未尽事宜为公知技术。

Claims (1)

1.一种基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物，其特征在于，包括以下重量份的组分：碳酸氢钾190-250份，尿素70-130份，滑石粉14-21份，白炭黑13-18份，云母粉3-5份，活性白土2-4份，硬脂酸镁2-4份，硅油7-11份；
所述的硅油为甲基含氢硅油；
所述的基于碳酸氢钾干粉的灭火组合物的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤1、粗品制备
将碳酸氢钾置于加热混合机中，升温至110-140℃，10-15min后，保持温度，通过1-2小时均速添加尿素，添加尿素完毕10-15分钟后，得到粗品固体混合物；
整个过程均为搅拌下进行，转速为250-300r/min；
步骤2、机械粉碎
将得到的粗品固体混合物放入球磨罐中，以800-1200r/min研磨50-60分钟，过筛滤除磨介，60-80℃烘干所得产物14-16h，磨碎，过筛，得到粉碎料；
步骤3、改性处理
将粉碎料中加入滑石粉、白炭黑、云母粉、活性白土和硬脂酸镁，混匀，放入球磨罐中，以800-1200r/min研磨50-60分钟，过筛滤除磨介，60-80℃烘干所得产物14-16h，磨碎，过筛后加入硅油，在250-300r/min的转速下搅拌30-40min，60-80℃烘干所得产物22-26h，研磨，过筛，即得到最终基于碳酸氢钾干粉的灭火剂。
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