CN115192953A - 一种有机无机复合的微罐灭火剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有机无机复合的微罐灭火剂及其制备方法，由如下重量份的组分组成：全氟己酮5‑10份、七氟丙烷20‑26份、甲基硅烷8‑12份、聚磷酸铵16‑20份、尿素18‑26份、氯化钾8‑12份、硅酸钠10‑16份、脂肪酸镁4‑6份、氢氧化铝4‑6份、磷酸一铵2‑4份、硫酸铵30‑40份、表面活性剂2‑4份、水60‑80份。本发明具有很好的抗吸湿性、流动性、抗结块性，同时具有电绝缘性，可用于10KV电压变压器火灾灭火。采用有机无机复合配方，形成一种具有强有力的渗透性和结膜效应，从而使灭火剂能在金属表面上形成一层惰性阻燃物质覆盖层，具有优越的灭火效果，同时节能环保、能高效且宽范围灭火，生产成本低廉，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及化学技术领域，特别是涉及一种有机无机复合的微罐灭火剂及其制备方法。
背景技术
火灾是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害，新的标准中，将火灾定义为在时间或空间上失去控制的燃烧，在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。物质燃烧必须具备三个条件：可燃物质、助燃物质、火源，如果缺少其中一项，就可使火熄灭，由于火灾发生的类型不同，所以扑救的方法也不相同，火灾扑救有多种基本方法，包括冷却灭火法、窒息灭火法、隔离灭火法、抑制灭火法。
冷却灭火法：任何物质的燃烧必须达到一定的温度，这个极限称之为燃点。冷却灭火法，就是控制可燃物质的温度，使其降低到燃点以下，以达到灭火的目的，用水进行冷却灭火的就是扑救火灾的常用方法，也是简单的方法。
窒息灭火法：顾名思义通过隔绝空气的方法，使燃烧区内的可燃物质，得不到足够的氧气，而使燃烧停止，这也是常用的一种灭火方法，对于扑救初期火灾作用很大，此种灭火法可用于房间、容器等较封闭性的火灾，比如我们常见的炒菜时油锅着火，可及时将锅盖盖上，使燃烧的油与锅外的空气隔绝以达到灭火的目的。
隔离灭火法：这是一种“丢卒保车”的灭火法、将燃烧物体与其附近的可燃物隔离或疏散开，消除燃烧必备的三个条件之一——可燃物，以达到灭火的目的，隔离灭火法，适应于扑救爆炸物品、流体、固体和气体的各种火灾，也是常用的一种灭火方法。
抑制灭火法：这是一种用灭火剂与燃烧物产生物理和化学抑制作用的灭火方法，如干粉灭火剂，在灭火时由于高压气体(二氧化碳或氮气)冲出储存的容器，形成一股加压的雾状粉流，复盖到燃烧物上，粉粒与火焰中产生的活性基因接触时，活动基因被瞬时吸附在粉粒表面，形成不活泼的水，从而中断燃烧连锁反应的进行，使火焰迅速熄灭，火场上采用哪种灭火方法，应根据燃烧物质的性质、燃烧特点和火场的具体情况而定。
现有技术中公开的复合微胶囊灭火剂，多存在制备过程复杂，生产成本高的问题，并该灭火剂在扑灭较大面积的火灾时，灭火持久性差，需大量喷洒灭火剂以达到完全灭火的效果，同时诸多灭火剂在灭火的同时未考虑绝缘性的问题，尤其是对变压器的设备进行灭火时，无法对设备也会造成伤害，灭火的性能还可进一步提高。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种有机无机复合的微罐灭火剂及其制备方法，实现灭火剂能在金属表面上形成一层惰性阻燃物质覆盖层，具有优越的灭火效果，能高效且宽范围灭火，生产成本低廉，具有电绝缘性，可用于10KV电压变压器火灾灭火。
一方面，提供一种有机无机复合的微罐灭火剂，由如下重量份的组分组成：
全氟己酮5-10份、七氟丙烷20-26份、甲基硅烷8-12份、聚磷酸铵16-20 份、尿素18-26份、氯化钾8-12份、硅酸钠10-16份、脂肪酸镁4-6份、氢氧化铝4-6份、磷酸一铵2-4份、硫酸铵30-40份、表面活性剂2-4份、水60-80份。
优选地，由如下重量份的组分组成：
全氟己酮8份、七氟丙烷23份、甲基硅烷10份、聚磷酸铵18份、尿素22 份、氯化钾10份、硅酸钠13份、脂肪酸镁5份、氢氧化铝5份、磷酸一铵3 份、硫酸铵35份、表面活性剂3份、水70份。
优选地，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物。
优选地，所述表面活性剂内的十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物的配比为二比一。
优选地，所述磷酸一铵为粒径小于50μm的粉末状。
优选地，所述硫酸铵和所述尿素为粒径小于90μm的粉末状。
优选地，所述氯化钾和所述脂肪酸镁为粒径小于200μm的粉末状。
另一方面，还提供一种所述的有机无机复合的微罐灭火剂的制备方法，包括以下步骤：
将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热的条件下，混合搅拌均匀，经静置、过滤，制得溶液B；
使用蒸发器将所述溶液B蒸发，制得浓缩液C；
在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，混合搅拌均匀，制得有机无机复合的微罐灭火剂。
优选地，所述混合搅拌均匀，得混合液A，具体包括：
通过温度范围为30-50摄氏度的温度进行加热，并搅拌1-2小时；
静置30-50分钟后，通过筛网的目数为120-150目的过滤网进行过滤，得到混合液A。
优选地，所述混合搅拌均匀，制得灭火剂，具体包括：
使用分散机搅拌1-2小时，得到有机无机复合的微罐灭火剂。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的有机无机复合的微罐灭火剂及其制备方法，通过对原料的粒径进行合理控制，使得该产品中磷的稳定化处理具有很好的抗吸湿性、流动性、抗结块性，同时具有电绝缘性，可用于10KV电压变压器火灾灭火。采用有机无机复合配方，增加了氯化钾及硅酸钠与脂肪酸镁，无机和有机的复合形成一种具有强有力的渗透性和结膜效应，从而使灭火剂能在金属表面上形成一层惰性阻燃物质覆盖层，具有优越的灭火效果，同时节能环保、能高效且宽范围灭火，生产成本低廉，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例一
本发明提供的一种有机无机复合的微罐灭火剂的一个实施例。在该实施例中，包括：
由如下重量份的组分组成：全氟己酮5-10份、七氟丙烷20-26份、甲基硅烷8-12份、聚磷酸铵16-20份、尿素18-26份、氯化钾8-12份、硅酸钠10-16 份、脂肪酸镁4-6份、氢氧化铝4-6份、磷酸一铵2-4份、硫酸铵30-40份、表面活性剂2-4份、水60-80份。也就是，全氟己酮在常温下是液体，由于其蒸发热仅仅是水的1/25，而蒸汽压是水的25倍，全氟己酮的灭火浓度为4-6％，安全余量比较高，在使用时对人体更安全，全氟己酮常温下是液体，又不属于危险物品，可以在常压状态下安全地使用普通容器在较宽的温度范围内储存和运输(包括空运)。七氟丙烷作为灭火剂，具有良好得清洁性，在大气中完全汽化不留残渣、良好得气相电绝缘性，适用于以全淹没灭火方式扑救电气火灾、液体火灾或可熔固体火灾、固体表面火灾、灭火前能切断气源的气体火灾。聚磷酸铵为磷系阻燃剂的主要品种，应用在灭火剂、阻燃涂料、阻燃高分子材料，由于它燃烧时不产生有毒物质，热稳定性好且无烟无毒，是卤系阻燃剂的升级换代产品。其中，增加了氯化钾及硅酸钠与脂肪酸镁，无机和有机的复合形成一种具有强有力的渗透性和结膜效应，从而使得灭火剂能在金属表面上形成一层惰性阻燃物质覆盖层，具有优越的灭火效果。
本实施例中，优选地，按重量组分计，包括以下组分：全氟己酮7-9份、七氟丙烷22-24份、甲基硅烷9-11份、聚磷酸铵17-19份、尿素20-24份、氯化钾 9-11份、硅酸钠12-14份、脂肪酸镁4.5-5.5份、氢氧化铝4.5-5.5份、磷酸一铵2.5-3.5份、硫酸铵32-38份、表面活性剂2.5-3.5份、水65-75份。
再优选地，按重量组分计，包括以下组分：全氟己酮8份、七氟丙烷23份、甲基硅烷10份、聚磷酸铵18份、尿素22份、氯化钾10份、硅酸钠13份、脂肪酸镁5份、氢氧化铝5份、磷酸一铵3份、硫酸铵35份、表面活性剂3份、水70份。
本实施例中，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物，具体地，所述表面活性剂内的十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物的配比为二比一。需要说明的，表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。
本实施例中，所述磷酸一铵为粒径小于50μm的粉末状，所述硫酸铵和所述尿素为粒径小于90μm的粉末状，所述氯化钾和所述脂肪酸镁为粒径小于200 μm的粉末状。也就是，所述磷酸一铵采用粒径小于50μm的粉末状原料；所述硫酸铵、所述尿素均采用粒径小于90μm的粉末状原料；所述氯化钾、所述脂肪酸镁均采用粒径小于200μm的粉末状原料。即组成的成分中，颗粒大小不相同，较大的颗粒离子，对细小微粒起到携带作用，带动细小微粒进入火焰燃烧区，增强了灭火效果。通过对原料的粒径进行合理控制，使得该产品中磷的稳定化处理具有很好的抗吸湿性、流动性、抗结块性，同时具有电绝缘性，可用于10KV电压变压器火灾灭火。
本发明还提供的一种有机无机复合的微罐灭火剂的制备方法。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热的条件下，混合搅拌均匀，经静置、过滤，制得溶液B；
使用蒸发器将所述溶液B蒸发，制得浓缩液C；
在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，混合搅拌均匀，制得有机无机复合的微罐灭火剂。
本实施例中，所述混合搅拌均匀，得混合液A，具体包括：通过温度范围为30-50摄氏度的温度进行加热，并搅拌1-2小时；静置30-50分钟后，通过筛网的目数为120-150目的过滤网进行过滤，得到混合液A。
具体地，所述混合搅拌均匀，制得灭火剂，具体包括：使用分散机搅拌1-2 小时，得到有机无机复合的微罐灭火剂。也就是，使用分散机搅拌1-2小时，分散机广义上是搅拌机的一种，由于采用高速搅拌器(如圆盘锯齿型搅拌器)可以在局部形成很强的紊流，通常对物料有很强的分散乳化效果。
需要说明的是，制得浓缩液C时，使用单程型膜式蒸发器进行蒸发浓缩，在膜式蒸发器内,溶液只通过加热室一次即可得到需要的组成，停留时间仅为数秒或10余秒钟，操作过程中溶液沿加热管壁呈传热效果最佳的膜状流动。
实施例二
本实施例公开了一种有机无机复合微罐灭火剂，采用的技术方案是，按重量组分计，包括以下组分：全氟己酮5份、七氟丙烷20份、甲基硅烷8份、聚磷酸铵16份、尿素18份、氯化钾8份、硅酸钠10份、脂肪酸镁4份、氢氧化铝4份、磷酸一铵2份、硫酸铵30份、表面活性剂2份、水60份。
本实施例中，所述磷酸一铵采用粒径40μm的粉末状原料；所述硫酸铵、所述尿素均采用粒径80μm的粉末状原料；所述氯化钾、所述脂肪酸镁均采用粒径180μm的粉末状原料。
本实施例中，所述表面活性剂为二比一配比的十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物。
本实施例中，还公开了一种有机无机复合微罐灭火剂的制备方法，采用的技术方案是，包括如下步骤：
将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热30摄氏度的条件下，混合搅拌1小时，搅拌均匀后，静置30分钟，以120目的筛网锅里过滤，制得溶液B；
使用单程型膜式蒸发器将所述溶液B蒸发浓缩，制得浓缩液C；
在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，分散机搅拌1小时，混合搅拌均匀，制得灭火剂。
实施例三
本实施例公开了一种有机无机复合微罐灭火剂，采用的技术方案是，按重量组分计，包括以下组分：全氟己酮7份、七氟丙烷23份、甲基硅烷10份、聚磷酸铵18份、尿素22份、氯化钾10份、硅酸钠13份、脂肪酸镁5份、氢氧化铝5份、磷酸一铵3份、硫酸铵35份、表面活性剂3份、水70份。
本实施例中，所述磷酸一铵采用粒径45μm的粉末状原料；所述硫酸铵、所述尿素均采用粒径85μm的粉末状原料；所述氯化钾、所述脂肪酸镁均采用粒径190μm的粉末状原料。
本实施例中，所述表面活性剂为二比一配比的十二烷基磺酸钠与季铵化物。
本实施例还公开了一种有机无机复合微罐灭火剂的制备方法，采用的技术方案是，包括如下步骤：
S1、将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
S2、将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热40摄氏度的条件下，混合搅拌1.5小时，搅拌均匀后，静置40分钟，以135目的筛网锅里过滤，制得溶液B；
S3、使用单程型膜式蒸发器将所述溶液B蒸发浓缩，制得浓缩液C；
S4、在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，分散机搅拌1.5小时，混合搅拌均匀，制得灭火剂。
实施例四
本实施例公开了一种有机无机复合微罐灭火剂，采用的技术方案是，按重量组分计，包括以下组分：全氟己酮10份、七氟丙烷26份、甲基硅烷12份、聚磷酸铵20份、尿素26份、氯化钾12份、硅酸钠16份、脂肪酸镁6份、氢氧化铝6份、磷酸一铵4份、硫酸铵40份、表面活性剂4份、水80份。
本实施例中，所述磷酸一铵采用粒径48μm的粉末状原料；所述硫酸铵、所述尿素均采用粒径88μm的粉末状原料；所述氯化钾、所述脂肪酸镁均采用粒径196μm的粉末状原料。
本实施例中，所述表面活性剂为二比一配比的十二烷基磺酸钠与季铵化物。
本实施例还公开了一种有机无机复合微罐灭火剂的制备方法，采用的技术方案是，包括如下步骤：
S1、将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
S2、将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热50摄氏度的条件下，混合搅拌2小时，搅拌均匀后，静置50分钟，以150目的筛网锅里过滤，制得溶液B；
S3、使用单程型膜式蒸发器将所述溶液B蒸发浓缩，制得浓缩液C；
S4、在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，分散机搅拌2小时，混合搅拌均匀，制得灭火剂。
实施例五
本实施例公开了一种有机无机复合微罐灭火剂，采用的技术方案是，按重量组分计，包括以下组分：全氟己酮8份、七氟丙烷24份、甲基硅烷11份、聚磷酸铵19份、尿素24份、氯化钾11份、硅酸钠14份、脂肪酸镁5.5份、氢氧化铝5.5份、磷酸一铵3.5份、硫酸铵38份、表面活性剂3.5份、水75份。
本实施例中，所述磷酸一铵采用粒径48μm的粉末状原料；所述硫酸铵、所述尿素均采用粒径85μm的粉末状原料；所述氯化钾、所述脂肪酸镁均采用粒径195μm的粉末状原料。
本实施例中，所述表面活性剂为二比一配比的十二烷基磺酸钠与季铵化物。
本实施例还公开了一种有机无机复合微罐灭火剂的制备方法，采用的技术方案是，包括如下步骤：
S1、将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
S2、将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热45摄氏度的条件下，混合搅拌1.6小时，搅拌均匀后，静置45分钟，以140目的筛网锅里过滤，制得溶液B；
S3、使用单程型膜式蒸发器将所述溶液B蒸发浓缩，制得浓缩液C；
S4、在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，分散机搅拌1.7小时，混合搅拌均匀，制得灭火剂。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的有机无机复合的微罐灭火剂及其制备方法，通过对原料的粒径进行合理控制，使得该产品中磷的稳定化处理具有很好的抗吸湿性、流动性、抗结块性，同时具有电绝缘性，可用于10KV电压变压器火灾灭火。采用有机无机复合配方，增加了氯化钾及硅酸钠与脂肪酸镁，无机和有机的复合形成一种具有强有力的渗透性和结膜效应，从而使灭火剂能在金属表面上形成一层惰性阻燃物质覆盖层，具有优越的灭火效果，同时节能环保、能高效且宽范围灭火，生产成本低廉，具有良好的经济效益和社会效益。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
全氟己酮5-10份、七氟丙烷20-26份、甲基硅烷8-12份、聚磷酸铵16-20份、尿素18-26份、氯化钾8-12份、硅酸钠10-16份、脂肪酸镁4-6份、氢氧化铝4-6份、磷酸一铵2-4份、硫酸铵30-40份、表面活性剂2-4份、水60-80份。
2.如权利要求1所述的有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，由如下重量份的组分组成：
全氟己酮8份、七氟丙烷23份、甲基硅烷10份、聚磷酸铵18份、尿素22份、氯化钾10份、硅酸钠13份、脂肪酸镁5份、氢氧化铝5份、磷酸一铵3份、硫酸铵35份、表面活性剂3份、水70份。
3.如权利要求1或2所述的有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物。
4.如权利要求3所述的有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，所述表面活性剂内的十二烷基磺酸钠与季铵化物的混合物的配比为二比一。
5.如权利要求1所述的有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，所述磷酸一铵为粒径小于50μm的粉末状。
6.如权利要求1所述的有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，所述硫酸铵和所述尿素为粒径小于90μm的粉末状。
7.如权利要求1所述的有机无机复合的微罐灭火剂，其特征在于，所述氯化钾和所述脂肪酸镁为粒径小于200μm的粉末状。
8.权利要求1-7任意一项所述的有机无机复合的微罐灭火剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将表面活性剂加入水中，混合搅拌均匀，得混合液A；
将聚磷酸铵、尿素、氯化钾、硅酸钠、磷酸一铵、硫酸铵按重量组分放入容器中，加入所述混合液A，在加热的条件下，混合搅拌均匀，经静置、过滤，制得溶液B；
使用蒸发器将所述溶液B蒸发，制得浓缩液C；
在所述溶液C中添加全氟己酮、七氟丙烷、甲基硅烷、脂肪酸镁、氢氧化铝，混合搅拌均匀，制得有机无机复合的微罐灭火剂。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合搅拌均匀，得混合液A，具体包括：
通过温度范围为30-50摄氏度的温度进行加热，并搅拌1-2小时；
静置30-50分钟后，通过筛网的目数为120-150目的过滤网进行过滤，得到混合液A。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合搅拌均匀，制得灭火剂，具体包括：
使用分散机搅拌1-2小时，得到有机无机复合的微罐灭火剂。
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