专利名称：一种气-固复合粉基灭火剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于粉基灭火剂技术领域，特别涉及气-固复合型灭火剂及其制备方法。
背景技术：
在众多类型的灭火剂中，粉体由于其灭火效率较高、对环境危害小，毒性较低、易 于存储、价格低廉等优点， 一直被广泛应用于扑救固体、液体、可燃性气体等多种类型 的火灾，在当今的灭火剂领域占有重要地位。但传统的粉体灭火剂由于尺寸较大，沉降 速度较快，受热分解速度较慢等因素导致其捕获自由基或活性基团的效率不高，灭火能
力有限；某些灭火剂(如碳酸氢钠)的分解产物还具有一定的腐蚀性。此外，普通干粉粒 子的表面硅油疏水膜具有很强的亲油性，在扑救油类火灾时，容易沉入油中，抗复燃性 差。这些不足都在一定程度上制约了粉体灭火剂的实际应用范围。因此，着力提高粉体 灭火剂的综合性能，发展灭火效率高、腐蚀性低、抗复燃性好的新型粉体灭火剂是目前 火灾安全科学领域的研究热点之一。
为提高粉体灭火剂的灭火效能，目前主要有采用超细化处理、多组分混合以及与高效 的气体灭火剂联用的方法增强粉体的灭火效率。据美国《燃烧与火焰》杂志(Combustion and Flame, 2000年第129巻第453-470页)报道，碳酸氢钾的粒径从40 ^im降低到5^im后，灭 火效能可提高6倍以上。但是对粉体进行超细化处理需要特殊的设备，且粒径降低的程度 有限。据中国《消防科学与技术》杂志(2000年第7巻第8 13页)报道，在碳酸氢钠灭火剂 中添加适量的氯化钠和氯化钾后灭火能力明显提高，所需的干粉用量可降低一半。但这 仅是不同粉体之间的简单混合，对灭火效率的提升空间有限，且其腐蚀性和抗复燃性较 差的问题也没有很好地解决。2002年第十二届哈龙替代技术工作会议文集(/^/朋 0_p"ora recAm'ca/恥rfo'wg Co"/ere"ce,"仇/VoceWwg& April 30-May 2， 2002， pl-ll)报道 了利用七氟丙垸作为驱动气体将碳酸氢钠干粉喷射到火场时可显著提高粉体的灭火效率， 灭火时间和灭火剂用量都较使用单一灭火剂大为减少。但该方法需要对干粉粒子进行改 性以适应不同卤代烷气体的性质，同时考虑到卤代烷不同于氮气的性质特点，对现有以 氮气作为驱动气体的干粉灭火器也需要重新设计改造，这给其实际应用造成不便。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好灭火效果、腐蚀性低、抗复燃性好的气-固复合型 粉基灭火剂及其制备方法。
本发明的气-固复合型粉基灭火剂，其特征在于按所占体系的质量百分比含有沸石 74 89% ，
2-溴-3,3,3-三氟丙烯(BTP) 8.0 20% ，
氢氧化鈣 0.5 1.0。/o ，
滑石粉 2,5~5.0% 。
本发明的气-固复合型粉基灭火剂的制备方法，其特征在于按占体系的质量百分比 将73~89 %的平均粒径在10,以下的超细沸石放入耐压容器中抽真空，然后注入占体系 质量百分比5.0-20.0%的2-溴-3，3,3-三氟丙烯(BTP)液体，在35~50°C放置12-24小时；冷 却至室温后，再将占体系质量百分比0.5-2.0%的氢氧化钙和占体系质量百分比2.5-5.0% 的滑石粉加入容器中，将粉体混合均匀，即得本发明的气-固复合型粉基灭火剂。 所述沸石可以选用NaY型、13X型或丝光沸石。
与现有干粉灭火剂相比，本发明利用了沸石天然的多孔结构和良好的吸附性能，将 洁净高效的含溴烯烃BTP气体灭火剂负载在沸石基体中，形成在常温下稳定存在的气-固复合型灭火介质。BTP具有比哈龙灭火灭火剂更高的灭火效率，其灭火体积浓度仅为 2.6%,低于七氟丙垸及其他的哈龙1301及1211等灭火剂。复合粉体在遇到火焰受热后， 所负载的BTP分子可自发逸出，发挥灭火作用；同时，沸石基体本身也可发挥其灭火功 能，沸石中含有较多的钠离子，是高效的自由基捕捉剂，且由于沸石大的比表面积，对自 由基的俘获能力更强，从而显示气体和粉体两种灭火介质的灭火效应，灭火效果将显著增 强。少量氢氧化钙和滑石粉的加入，可以改善粉体的流动性能。
这种复合粉体还具有以下优点
(1) 复合粉体遇火受热后，逸出的BTP气体笼罩在火焰上方，可以有效阻止复燃；
(2) 由于含卤烯烃BTP的憎水性憎油性，这种复合粉体将具有自然防潮性能，不需 要表面硅油处理，减少普通粉体受热后由于硅油融化而难以清理的不足；而且喷射到油 面后也不会沉入油中，进一歩提高了抗复燃性能；
(3) 多孔粉体的孔穴为BTP提供了存储空间，可以有效地解决BTP的存储问题；
(4) 多孔沸石粉体性质稳定，对电器设备等无腐蚀性，在灭火过程中还可以吸附燃烧 过程中产生的CO等有害气体，具有环保的功能；
(5) 沸石来源广泛，价格低廉，对环境友好。
这种以沸石作为基体的气一固复合型灭火剂既可以单独作为灭火剂使用，也可以作 为普通干粉的添加剂，直接灌装到现有的灭火器中，不需要对灭火器进行重新设计改造， 将显著降低灭火成本，扩大应用领域；因此，这种气一固复合灭火剂可以有效地克服目前粉体灭火剂所存在的灭火效率不高、腐蚀性大和抗复燃性差等不足，极大地提高粉体 灭火剂的综合性能，是一种洁净高效的新型灭火介质，具有广阔的实际应用前景。
本发明气-固复合型灭火剂所采用的原料价廉易得，配置工艺简单；灭火效率高，抗 复燃性好、腐蚀性小、对环境友好，可以广泛应用于各种灭火装置，用以扑救多种场所和 类型的火灾。
具体实施例方式
实施例1:以13X型沸石为基体的气-固复合粉基灭火剂
将95 g 13X型沸石在球磨机中球磨30 min后，120 。C下干燥2 h，其平均粒径达到 10，以下；取该细化后的沸石卯g放入可耐压0.5 MPa以上的容积为2.0 L的钢瓶中抽 至真空，然后注入10 ml BTP液体，在40°C的烘箱中放置12小时；冷却至室温后，再将 1.4 g的氢氧化钙超细粉与5.6 g的滑石粉加入钢瓶中，以搅拌的方式使三种粉体混合均 匀，即得本发明的气-固复合型粉基灭火剂。
经粒度分析仪测定，灭火剂中的粒子平均粒径为4.7 pm。 经X-射线荧光测试，样品中Br的含量为6.4% ,表明BTP的含量为14.0%。 将该复合粉体100 g装在1.0 L的储粉罐中，加压到0.6 MPa，喷射到油盘直径为30 cm, 火焰功率为200 KW的汽油火上，灭火时间为2.6 s,灭火剂用量为30.4 g。在同样的实验 条件下，以普通干粉作为灭火剂时，灭火时间为5.4s，灭火剂用量为61.5g。说明了该复 合灭火剂在扑救B类火时,具有比普通干粉更高的灭火效率。
实施例2:以丝光沸石为基体的气-固复合粉基灭火剂
将100 g丝光沸石在球磨机中球磨20 min后，120 。C下干燥2 h;取该细化后的沸石 90 g放入可耐压0.5 MPa的容积为2.0 L的钢瓶中抽至真空，然后注入8 ml BTP液体，在 35。C的烘箱中放置24小时；冷却至室温后，再将1.0 g的氢氧化钙超细粉与4.2 g的滑石 粉加入钢瓶中，将钢瓶振荡15 min以使三种粉体混合均匀，即得本发明的气-固复合型粉 基灭火剂。
经粒度分析仪测定，灭火剂中的粒子平均粒径为5.0 nm。 经X-射线荧光测试，样品中Br的含量为4.6 % ,表明BTP的含量为10.1%。 将该复合粉体100 g装在1.0 L的储粉罐中，加压到0.6 MPa，喷射到油盘直径为30 cm, 食用油厚度为3cm,火焰功率为70kW的火源上，平均灭火时间为3.0s,灭火剂平均用 量为34.2 g,没有出现复燃现象。在同样的实验条件下，以普通干粉作为灭火剂时，平均 灭火时间为7.2s,灭火剂平均用量为83.5g,说明了该复合灭火剂扑救A类固体火具有比普通干粉更高的灭火效率。
实施例3:以NaY型沸石为基体的气-固复合型灭火剂
将100 gNaY型沸石在球磨机中球磨40 min后，120 °C下干燥2 h;取该细化后的沸 石90 g放入可耐压0.5 MPa的容积为2.0 L的钢瓶中抽至真空，然后注入5 ml BTP液体, 在40°C的烘箱中放置12小时；冷却至室温后，再将2. 0 g的氢氧化钙超细粉与5.0 g的 滑石粉加入钢瓶中，将钢瓶振荡10 min以使三种粉体混合均匀，即得本发明的气-固复合 型粉基灭火剂。
经粒度分析仪测定，灭火剂中的粒子平均粒径为4.5 pm。 经X-射线荧光测试，样品中Br的含量为3.5%,表明BTP的含量为7.6%。 将该复合粉体50 g装在1.0 L的储粉罐中，加压到0.6 MPa，喷射到20cmx20cmx20 cm火焰功率为100 KW的木跺火上，平均灭火时间为2.0 s，灭火剂平均用量为23.3 g。 在同样的实验条件下，以普通干粉作为灭火剂时，灭火时间为4.8,灭火剂用量为55.2 8。 说明了该复合灭火剂在扑救A类固体火时,具有比普通干粉更高的灭火效率。
实施例4:以13X型沸石为基体的气-固复合粉基灭火剂作添加剂
将95 g 13X型沸石在球磨机中球磨30 min后，120 °C下干燥2 h;取该细化后的沸 石90 g放入可耐压0.5 MPa的容积为2.0 L的钢瓶中抽至真空，然后注入12 ml BTP液体, 在40。C的烘箱中放置12小时；冷却至室温后，再将2.2g的氢氧化钙超细粉与5.6g的滑 石粉加入钢瓶中，将钢瓶振荡10 min以使三种粉体混合均匀，即得本发明的气-固复合型 粉基灭火剂。
经粒度分析仪测定，灭火剂中的粒子平均粒径为4.7 pm。 经X-射线荧光测试，样品中Br的含量为7.6%，表明BTP的含量为16.7%。 将该复合粉体50 g与商用普通碳酸氢钠干粉混合后，装在1.0 L的储粉罐中，加压到 0.6 MPa，喷射到直径为30cm,火焰功率为200 kW汽油火上，平均灭火时间为2.9s,灭 火剂平均用量为32.4g。在同样的实验条件下，以普通碳酸氢钠干粉作为灭火剂时，灭火 时间为5.4 s,灭火剂用量为61.2 g。说明了该复合灭火剂可作为普通干粉的添加剂，以 提高普通干粉的灭火效率。
实施例5:以NaY型沸石为基体的气-固复合粉基灭火剂作添加剂 将100 g NaY型沸石在球磨机中球磨30 min后，120 °C下干燥2 h;取该细化后的沸 石90 g放入可耐压0.5 MPa的容积为2.0 L的钢瓶中抽至真空，然后注入6 ml BTP液体, 在40。C的烘箱中放置12小时；冷却至室温后，再将1.2g的氢氧化钙超细粉与3.2g的滑石粉加入钢瓶中，将钢瓶振荡10min以使三种粉体混合均匀，即得本发明的气-固复合型 粉基灭火剂。
经粒度分析仪测定，灭火剂中的粒子平均粒径为5.2 pm。 经X-射线荧光测试，样品中Br的含量为4.2 % ,表明BTP的含量为9.2%。 将该复合粉体40 g与商用磷酸铵盐干粉灭火剂60g混合后，装在1.0 L的储粉罐中， 加压到0.6 MPa，喷射到直径为30 cm，火焰功率为200 kW汽油火上，平均灭火时间为 3.2 s,灭火剂平均用量为36.2 g。在同样的实验条件下，以单一商用磷酸氨盐干粉作为灭 火剂时，灭火时间为4.8 s,灭火剂用量为55.3 g。说明了该复合灭火剂可作为磷酸氨盐 干粉灭火剂的添加剂，以提高其灭火效率。
权利要求
1、一种气-固复合型粉基灭火剂，其特征在于按所占体系的质量百分比含有沸石 74～89％，2-溴-3，3，3-三氟丙烯 8.0～20％，氢氧化钙 0.5～1.0％，滑石粉2.5～5.0％。
2、 权利要求1所述气-固复合型粉基灭火剂的制备方法，其特征在于按占体系的 质量百分比将73~89%的平均粒径在10，以下的超细沸石放入耐压容器中抽真空，然后 注入占体系质量百分比5.0-20.0%的2-溴-3,3,3-三氟丙烯液体，在35 50°C放置12~24小 时；冷却至室温后，再将占体系质量百分比0.5-2.0%的氢氧化钙和占体系质量百分比 2.5-5.0%的滑石粉加入容器中，将粉体混合均匀，即得本发明的气-固复合型粉基灭火剂。
3、 如权利要求1所述的复合粉基灭火剂或权利要求2所述的制备方法，特征在于所 述沸石选用NaY型、13X型或丝光沸石。
全文摘要
本发明公开了一种气-固复合型超细粉基灭火剂及其制备方法，特征是按占体系的质量百分比将73～89％的平均粒径在10μm以下的超细沸石放入耐压容器中抽真空，然后注入5.0-20.0％的2-溴-3，3，3-三氟丙烯液体，在35～50℃放置12～24小时；冷却至室温后，再将0.5-2.0％的氢氧化钙和2.5-5.0％的滑石粉加入容器中，将粉体混合均匀；所得到的气-固复合型超细粉基灭火剂灭火效率高、腐蚀性低、抗复燃性好；原料价廉易得，配置工艺简单；既可作为灭火剂，又可作为添加剂加入到各种商用的干粉灭火剂中；适用于各种灭火器扑救固体火、可燃气体火、液体火等多种类型的火灾。
文档编号A62D1/00GK101417166SQ20081023529
公开日2009年4月29日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者倪小敏, 廖光煊, 郑化桂 申请人:中国科学技术大学