专利名称：抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于磷铵干粉灭火剂领域，特别涉及抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法。
背景技术：
以磷酸铵盐为主体制备的干粉灭火剂对环境友好，灭火范围宽，灭火速率快，灭火效能高，是Halon灭火剂的最佳替代品之一。将磷酸铵盐进行超微细化后制备的干粉灭火剂比表面积大，表面活性高，灭火效能远远高于普通型，是国内外磷铵干粉灭火剂发展的方向。
张巍等人曾采用水相合成法来制备超微磷酸铵盐干粉灭火剂(见“超微磷酸铵盐干粉灭火剂的制备”，张巍、肖春红、景晓燕、徐宏斌、张密林，《消防科学与技术》，2001年7月第4期，P39-40)，但该法需要二次粉碎，其粒子的超微细度不能保证；同时在水相中其超微粒子的表面处理不好，存在易吸潮结块，流动性差，喷射性能不好等问题；而且该法流程复杂，干燥、粉碎的成本高，难于工业化。
唐聪明、徐卡秋等人在“超细磷酸铵盐干粉灭火剂研究”(见《精细化工》第21卷第5期，2004年5月，P398-400)中公开了一种固相合成法制备超细磷酸铵盐干粉灭火剂的方法，该方法以磷酸二氢铵(NH4H2PO4)、硫酸铵((NH4)2SO4)、滑石粉、硅油为原料，工艺流程为将磷酸二氢铵(NH4H2PO4)和硫酸铵((NH4)2SO4)混合好，采用超音速气流粉碎设备对上述混合物料进行干法超细化粉碎，然后，取出被超细化粉碎的混合物料添加流动促进剂并在搅拌下滴加硅油，升温至硅油聚合成膜温度，使硅油在干粉颗粒表面交联聚合成膜，恒温搅拌反应40min后停止反应，制得超细磷酸铵盐干粉灭火剂。该方法虽然工艺流程简单，易于工业化，但却存在以下不足1、干粉灭火剂经硅化处理后可具有很好的防潮、防腐性能，但在扑灭油类火灾时，一旦干粉粒子喷射到油面上，由于粒子表面的疏水膜具有很强的亲油性，干粉粒子很快沉入油中，不能对油面形成保护作用，又由于干粉灭火剂的冷却作用甚微，局部残存的小火苗又会引燃整个油面，因而在扑灭油类火灾中存在着“复燃”问题。2、由于表面硅油包膜温度低，反应时间短，不利于粉料中水分的充分挥发，影响产品的斥水性、流动性、储存性和喷射性。3、磷酸二氢铵(NH4H2PO4)的超细粒径已是该工艺条件下所能达到的极限值，单纯靠机械粉碎已不可能使粉体粒度更细，采用此法进一步降低干粉粒度已不可能。
公安部天津消防科研所吴颐伦在“干粉灭火剂配方一般原理”(见《消防技术与产品信息》，2000(2)P23-24)一文中介绍了干粉灭火过程中的防复燃途径和防复燃干粉的制备，其途径之一是在干粉中添加氟碳化物，使干粉具有斥油性，但所公开的干粉处理过程中用的具体氟碳表面活性剂配制工艺复杂，且制备工艺是在干粉表面先包覆氟碳物膜，然后再包覆硅油膜，这样处理所获得的干粉灭火剂其抗复燃性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法，所制得的磷酸铵盐干粉灭火剂具有粒度小，比表面积大，灭火效能高，且既疏水又疏油，不易吸潮结块，流动性好、可均匀分散飘浮于着火空间和油面，隔绝空气，阻止油品复燃的性能。
本发明所述的抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂，是在超细磷酸铵盐干粉基料表面依次包覆上硅油膜和氟碳物膜而成，其平均粒度≤10μm。磷酸铵盐干粉基料的配方有以下组分，各组分按重量计，配方为磷酸铵盐50～90份硫酸铵2～20份滑石粉 2～10份 云母粉1～5份白碳黑 1～10份 碳酸钙1～10份上述组分中，磷酸铵盐、硫酸铵的平均粒度≤5μm，磷酸铵盐可以是磷酸二氢铵(NH4H2PO4)或磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)或磷酸三铵((NH4)3PO4)或焦磷酸铵或聚磷酸铵。
制备上述抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂的工艺流程如下1、配料、气流粉碎与混合将磷酸铵盐和硫酸铵按上述配方配料并混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再按上述磷酸铵盐干粉基料的配方配备其他基料并混合均匀；2、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料 100份硅油 0.5～2份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至100～150℃反应1～3小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料。
3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料 100份氟碳表面活性剂 0.05～0.2份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-或C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料中并充分混合，搅拌升温至50～150℃反应1～3小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
为了打破粉碎平衡，使平衡向更细化方向移动，进一步降低磷酸铵盐和硫酸铵粉体的粒径，在磷酸铵盐和硫酸铵的气流粉碎过程中加入了粉碎助剂碳酸钠或氯化钠或碳酸氢钠。粉碎助剂按以下重量比加入磷酸铵盐和硫酸铵∶粉碎助剂＝100∶(0.5～2)对于普通粒度的磷酸铵盐干粉灭火剂和其它BC干粉灭火剂，也可采用本发明所述方法包覆硅油膜和氟碳物膜，使其既疏水又疏油。
本发明具有以下有益效果1、本发明所述抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂既疏水又疏油，能扑救A、B、C类火灾，尤其适用于扑救油类火灾；干粉粒度超细，比表面积大，灭火效能高，其灭火效能约为普通型磷酸铵盐干粉灭火剂的5倍；其斥水性、含水率、吸湿率、流动性、抗结块性等性能指标均超过了磷酸铵盐干粉灭火剂的国家标准GB 15060-1994、GB15060-2002，主要技术、性能指标如下磷酸铵盐 50～90％平均粒径 ≤10μm疏水率 95～99％疏油率 95～99％抗结块性(以针入度表示) ≥30mm，吸湿率 ≤2％含水率 ≤0.20斥水性 不吸水，不结块流动性 6.2s喷射性 ≥95％
电绝缘性5.00kv2、原料易得，制备工艺简单，无污染，便于工业化生产。
3、包覆硅油膜过程中提高了包膜温度并延长了包膜反应时间，因而提高了超细磷酸铵盐干粉灭火剂的斥水性、流动性、储存性、喷射性、抗振实性和抗结块性。
4、在磷酸铵盐和硫酸铵的气流粉碎过程中加入了粉碎助剂，进一步降低了磷酸铵盐和硫酸铵粉体的粒径。
5、粉碎助剂为无机盐碳酸钠或氯化钠或碳酸氢钠，不仅价廉，且具有灭火效能。
具体实施例方式
实施例一1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计磷酸二氢铵50份硫酸铵 17份滑石粉10份云母粉 5份白碳黑8份 碳酸钙 10份将上述干粉基料中的磷酸二氢铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂碳酸钠，碳酸钠按以下重量比加入磷酸二氢铵和硫酸铵∶碳酸钠＝100∶0.52、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料 100份硅油 0.5份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至100℃反应3小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料微粒100份氟碳表面活性剂0.05份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料中并充分混合，在50℃反应3小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
实施例二1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计磷酸二氢铵75份硫酸铵10份滑石粉4份 云母粉3份白碳黑3份 碳酸钙5份将上述干粉基料中的磷酸二氢铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂氯化钠，氯化钠按以下重量比加入磷酸二氢铵和硫酸铵∶氯化钠＝100∶12、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料100份硅油1份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至120℃反应2小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳化物膜包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料100份氟碳表面活性剂0.1份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料中并充分混合，搅拌升温至100℃反应2小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
实施例三1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计磷酸二氢铵90份硫酸铵5份滑石粉2份 云母粉1份白碳黑1份 碳酸钙1份将上述干粉基料中的磷酸二氢铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂碳酸氢钠，碳酸氢钠按以下重量比加入磷酸二氢铵和硫酸铵∶碳酸氢钠＝100∶22、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料 100份硅油 2份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至150℃反应1小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷铵盐干粉基料 100份氟碳表面活性剂 0.2份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷铵盐干粉基料中并充分混合，搅拌升温至150℃反应1小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
实施例四1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计磷酸氢二铵75份硫酸铵8份滑石粉6份 云母粉3份白碳黑3份 碳酸钙5份将上述干粉基料中的磷酸氢二铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂氯化钠，氯化钠按以下重量比加入磷酸氢二铵和硫酸铵∶氯化钠＝100∶1.22、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料100份硅油 1.2份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至130℃反应1.5小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳化物膜包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料 100份氟碳表面活性剂 0.15份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料中并充分混合，搅拌升温至100℃反应1.5小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
实施例五1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计磷酸三铵90份硫酸铵2份滑石粉 3份 云母粉1份白碳黑 2份 碳酸钙2份将上述干粉基料中的磷酸三铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂碳酸氢钠，碳酸氢钠按以下重量比加入磷酸三铵和硫酸铵∶碳酸氢钠＝100∶1.52、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料100份硅油 1.8份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至140℃反应1小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷铵盐干粉基料 100份氟碳表面活性剂 0.18份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷铵盐干粉基料中并充分混合，搅拌升温至120℃反应2小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
实施例六1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计焦磷酸铵75份 硫酸铵12份滑石粉 5份 云母粉2份白碳黑 2份 碳酸钙4份将上述干粉基料中的焦磷酸铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂碳酸钠，碳酸钠按以下重量比加入焦磷酸铵和硫酸铵∶碳酸钠＝100∶12、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料100份硅油 1.5份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至110℃反应2.5小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料微粒100份氟碳表面活性剂0.12份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料中并充分混合，在110℃反应2.5小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
实施例七1、配料、气流粉碎与混合磷酸铵盐干粉基料有以下组分，各组分按重量计聚磷酸铵50份硫酸铵20份滑石粉 8份 云母粉3份白碳黑10份 碳酸钙9份将上述干粉基料中的聚磷酸铵和硫酸铵混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再与其他基料混合均匀制得超细磷酸铵盐干粉基料，气流粉碎时加入粉碎助剂碳酸氢钠，碳酸氢钠按以下重量比加入聚磷酸铵和硫酸铵∶碳酸氢钠＝100∶0.82、包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料 100份硅油 0.8份各组分按重量计；在搅拌下将硅油加入超细磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至100℃反应3小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷铵盐干粉基料 100份氟碳表面活性剂0.08份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各组分按重量计；将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷铵盐干粉基料中并充分混合，搅拌升温至90℃反应2小时，即可获得抗复燃超细磷铵干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
权利要求
1.一种抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂，其特征在于此种干粉灭火剂是在超细磷酸铵盐干粉基料表面依次包覆上硅油膜和氟碳物膜而成，超细磷酸铵盐干粉基料的配方有以下组分，各组分按重量计，配方为磷酸铵盐50～90份硫酸铵2～20份滑石粉 2～10份 云母粉1～5份白碳黑 1～10份 碳酸钙1～10份
2.根据权利要求1所述的抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂，其特征在于磷酸铵盐干粉基料配方中的磷酸铵盐、硫酸铵的平均粒度≤5μm，干粉灭火剂的平均粒度≤10μm。
3.根据权利要求1或2所述的抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂，其特征在于磷酸铵盐可以是磷酸二氢铵或磷酸氢二铵或磷酸三铵或焦磷酸铵或聚磷酸铵。
4.一种权利要求1或2或3所述的抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂的制备方法，其特征在于工艺流程为(1)配料、气流粉碎与混合将磷酸铵盐和硫酸铵按权利要求1所述配方配料并混合后在室温下采用超音速气流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超细干粉，再按权利要求1所述的配方配备其他基料并混合均匀，(2)包覆硅油膜混合均匀的超细磷酸铵盐干粉基料 100份硅油 0.5～2份各组分按重量计，在搅拌下将硅油加入磷酸铵盐干粉基料中，混合均匀，升温至100～150℃反应1～3小时，获得表面包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料，(3)包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料100份氟碳表面活性剂0.05～0.2份氟碳表面活性剂为C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-或C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各组分按重量计，将氟碳表面活性剂加入包覆有硅油膜的超细磷酸铵盐干粉基料中，充分混合，搅拌升温至50～150℃反应1～3小时，即可获得权利要求1所述的抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂，将温度降至室温出料。
5.根据权利要求4所述的抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂的制备方法，其特征在于在磷酸铵盐和硫酸铵的气流粉碎过程中加入粉碎助剂碳酸钠或氯化钠或碳酸氢钠，粉碎助剂按以下重量比加入磷酸铵盐和硫酸铵∶粉碎助剂＝100∶(0.5～2)。
全文摘要
一种抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂，在超细磷酸铵盐干粉基料表面依次包覆上硅油膜和氟碳物膜而成，超细磷酸铵盐干粉基料的配方为磷酸铵盐50～90份、硫酸铵2～20份、滑石粉2～10份、云母粉1～5份、白碳黑1～10份、碳酸钙1～10份，上述组分中，磷酸铵盐、硫酸铵的平均粒度≤5μm。制备方法的工艺流程为配料、气流粉碎与混合；包覆硅油膜；包覆氟碳物膜。氟碳表面活性剂为C
文档编号A62D1/00GK1597024SQ20041004069
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月17日 优先权日2004年9月17日
发明者徐卡秋, 张允湘, 赵春霞 申请人:四川大学