一种ABC干粉灭火剂及其制备方法与流程

本发明涉及灭火剂
技术领域：
，特别涉及一种abc干粉灭火剂及其制备方法。
背景技术：
：干粉灭火剂是一类干燥、流动性好的微细固体粉末，主要由一种或多种具有灭火能力的微细无机粉末和各类添加剂构成。abc干粉灭火剂因适用范围广，灭火速率快，灭火面积大，等效单位灭火成本效果好，对环境、人畜无毒无害，使用方便，不需外界动力、水源，无污染、安全等特点，是目前灭火剂中性价比最高的产品，在消防安全领域得到了广泛应用。abc干粉灭火剂的灭火性能受干粉粉体粒径的影响非常大。其起到灭火作用的成分存在一上限粒径，即临界粒径，小于临界粒径的粒子全部起到灭火作用，在临界粒径之上的粒子则灭火性能急剧降低，对阻断燃烧自由基反应贡献很小，其实际作用主要仅在于凭借较大的动量带动粉体扑向火焰中心。例如常用的灭火成分磷酸二氢铵，其临界粒径约为30μm，即粒径小于30μm的磷酸二氢铵粒子均可起到有效的灭火作用。进一步地，在临界粒径之下，随着灭火成分粉体更加微细化形成超细粉体，由于超细粉体的比表面积大、活性高，可以形成均匀分散悬浮的气溶胶，受热分解速度快，捕获自由基能力强，因此灭火效能急剧提高。然而，极为微细的粉体粒径虽然为超细abc干粉灭火剂带来了优异的灭火性能，同时由于粉体粒径小、表面能高，具有较高的吸湿率，其在制备和存储过程中容易发生团聚，导致灭火剂性能的急剧下降，且生产成本高、保存时间短，因而目前还未能广泛推广。因此，研发一种灭活性能优异、生产成本低、保存时间长的abc干粉灭火剂，是目前急需解决的技术难题。技术实现要素：针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种abc干粉灭火剂，其含水率和吸湿率低，具有灭火性能优异、生产成本低且保质期长的特点。本发明的第二个目的在于提供一种abc干粉灭火剂的制备方法，其具有制备工艺简单、操作方便的特点，便于灭火剂的批量生产。为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种abc干粉灭火剂，包括以下重量份的组分：磷酸二氢铵77-82份、石英砂10-15份、活性白土1-3份、疏水白炭黑1-2份、云母粉1-2份、硅油0.5-1份。通过采用上述技术方案，磷酸二氢铵为灭火剂的基材，其能吸收火灾产生的热量并分解为偏磷酸铵和水，其中偏磷酸铵能为植物的生长提供磷肥和氮肥，具有良好的环境友好性，而产生的水还能进一步吸收热量而蒸发，以此达到无污染、安全的灭火目的。其中，石英砂一方面可以与云母粉一同作用，以此致密的覆盖在着火的物件表面，使得物件与空气隔绝而阻止其进一步的燃烧；另一方面石英砂在吸收热量后能将热量均匀的传导给磷酸二氢铵，使得磷酸二氢铵均匀受热而快速分解，促进磷酸二氢铵的热分解效率。由此，磷酸二氢铵和石英砂能够起到协同作用，有效提高了abc干粉灭火剂的灭火性能。活性白土具有极强的吸附性能，能有效脱除火灾现场中产生的有毒气体。但其在空气中容易吸潮，因此当其按照上述重量配比与疏水白炭黑以及硅油同时使用时，能够有效减缓活性白土的吸潮现象，使得abc干粉灭火剂的含水率和吸湿率极低，减低了其发生团聚的可能性，具有生产成本低且保质期长的特点。进一步地，所述磷酸二氢铵与石英砂的重量比为80:15。通过采用上述技术方案，当磷酸二氢铵与石英砂的重量比为80:15时，其制得的abc干粉灭火剂的灭火性能明显优于其他重量配比制得的，因此将其作为优选。进一步地，所述磷酸二氢铵与疏水白炭黑的重量比为80:1.8。通过采用上述技术方案，当磷酸二氢铵与疏水白炭黑的重量比为80:1.8时，其制得的abc干粉灭火剂的含水率和吸湿率明显低于其他重量配比制得的，因此将其作为优选。进一步地，所述石英砂的粒径为40-250μm。通过采用上述技术方案，此类石英砂粒度分布有助于提高干粉的运动性能，防止此干粉喷出时有气阻现象产生。进一步地，所述硅油由双端含氢硅油和二甲基硅油按重量比为3:1复配而成。进一步地，所述双端含氢硅油的含氢量h为0.079-0.166wt％、25℃时的粘度为15-40cst，所述二甲基硅油25℃时的粘度为20-50cst。通过采用上述技术方案，双端含氢硅油是利用其两侧端基上的si-h键，通过硅氢化反应，在末链端引入硅氢键的聚硅氧烷。其可在基材表面形成防水膜，具有优良的疏水性，有助于减缓活性白土的受潮。二甲基硅油具有优异的热氧化稳定性、电绝缘性和低泡抗泡性，其能促使石英砂和云母粉形成致密的隔断膜，阻止火灾的进一步扩大。在本申请中，当双端含氢硅油与二甲基硅油按上述配比及参数进行复配时，能够有效降低abc干粉灭火剂的吸湿率，延长灭火剂的保存时间。与此同时，还能在一定程度上提高abc干粉灭火剂的灭火性能。为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：一种abc干粉灭火剂的制备方法，包括以下步骤：①、粉碎将磷酸二氢铵和疏水白炭黑混合，投入粉碎机中粉碎20-30min，得到粉碎料；②、混料抽湿将粉碎料投入至加热混合机中，在搅拌状态下依次加入石英砂、活性白土和云母粉，加热至80-90℃，在250-300r/min的转速下搅拌100-120min，同时进行抽湿，得到抽湿料；③、疏水处理将抽湿料升温至90℃，恒温搅拌120min后加入硅油，继续加热，在100-110℃的温度、250-300r/min的转速下继续搅拌100-120min，同时进行抽湿，冷却至50℃后得到最终的abc干粉灭火剂。通过采用上述技术方案，市面上磷酸二氢铵和疏水白炭黑的颗粒通常较大，在混料前先对其进行磨粉，以此达到灭火剂的标准，随后再将石英砂、活性白土和云母粉加入其中进行搅拌，期间用80-90℃的温度有助于原料中的水分充分挥发，抽湿操作能将挥发的水分加以去除，以此获得低含水量的抽湿料。最后在加入硅油的同时进一步进行抽湿，使得硅油均匀包覆在抽湿料的原料表面，以此有效降低了各原料的吸湿率，使得制得的abc干粉灭火剂具有灭火性能优异、保质期长的特点。其制备方法的工序简单、操作方便，便于abc干粉灭火剂的批量生产。进一步地，步骤①中，所述粉碎料中粒径在45μm以下的含量为60-70％。通过采用上述技术方案，粉碎料中粒径在45μm以下的含量为60-70％时，其制得的abc干粉灭火剂在保证低生产成本的情况下，使得其灭火性能有效提高，因此将其作为优选。进一步地，步骤③中，所述abc干粉灭火剂的含水率≤1.0wt％。通过采用上述技术方案，当abc干粉灭火剂的含水率≤1.0wt％时，活性白土发生潮解的量忽略不计，该abc干粉灭火剂的灭火性能明显优于含水率高于1.0wt％时的灭火性能。综上所述，本发明具有以下有益效果：1、本申请通过同时使用磷酸二氢铵和石英砂，再配合以活性白土、疏水白炭黑、云母粉和硅油，使得制得的abc干粉灭火剂具有灭火性能优异、生产成本低且保质期长的特点；2、本申请的abc干粉灭火剂中，磷酸二氢铵、石英砂和疏水白炭黑选定特定的配比时，能够进一步降低灭火剂的含水率和吸湿率，具有优异的灭火性能；3、本申请的硅油由双端含氢硅油和二甲基硅油按重量比为3:1复配而成，能够有效降低abc干粉灭火剂的吸湿率，延长灭火剂的保存时间，与此同时还能在一定程度上提高abc干粉灭火剂的灭火性能；4、本申请的abc干粉灭火剂在制备时，先对磷酸二氢铵和疏水白炭黑加以粉碎，再加入活性白土、疏水白炭黑、云母粉搅拌抽湿，最后加入硅油进行疏水处理，具有工序简单、操作方便的特点，便于abc干粉灭火剂的批量生产。附图说明图1为制备abc干粉灭火剂的工艺流程图。具体实施方式以下结合附图对本发明作进一步详细说明。1、原料磷酸二氢铵：购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，cas号为7722-76-1，纯度为ar，99％；石英砂：购自百灵威科技有限公司，cas号为112945-52-5，具体选用粒径规格为40-250μm、2-30μm和270-400μm的石英砂。活性白土：购自上海源叶生物科技有限公司，cas号为70131-50-9，活性物质纯度＞180mol/kg；疏水白炭黑：购自广州信诺新材料科技有限公司，cas号为1333-86-4，型号为cab-o-silts720，目数为6000目；云母粉：购自江阴市欧森纳化工有限公司，含量为99.0％，目数为1250目；硅油：双端含氢硅油购自建德市聚合新材料有限公司，具体以牌号为jh-104(h＝0.299wt％，25℃粘度＝9cst)、jh-108(h＝0.166wt％，25℃粘度＝15cst)、jh-112(h＝0.115wt％，25℃粘度＝24cst)、jh-118(h＝0.079wt％，25℃粘度＝40cst)的含氢硅油为例；二甲基硅油购自青岛兴业有机硅新材料有限公司，具体以25℃粘度＝20cst、25℃粘度＝30cst、25℃粘度＝50cst、25℃粘度＝100cst的二甲基硅油为例。2、实施例2.1、实施例1一种abc干粉灭火剂，包括以下重量份的组分：磷酸二氢铵80份、石英砂15份、活性白土1.5份、疏水白炭黑1.8份、云母粉1份、硅油0.7份。其中，选用粒径为30-40μm的石英砂，硅油由双端含氢硅油和二甲基硅油按重量比为3:1复配而成，双端含氢硅油选用jh-112(h＝0.115wt％，25℃粘度＝24cst)，二甲基硅油25℃时的粘度为30cst。上述abc干粉灭火剂，参见图1，包括以下制备方法：①、粉碎将磷酸二氢铵和疏水白炭黑混合，投入粉碎机中，粉碎25min，得到粉碎料，其中粉碎料中粒径在45μm以下的含量为65％；②、混料加热抽湿将粉碎料投入至加热混合机中，在搅拌状态下依次加入石英砂、活性白土和云母粉，加热至88℃，在280r/min的转速下搅拌110min，同时进行抽湿，得到抽湿料；③、疏水处理将抽湿料升温至90℃，恒温搅拌120min后加入硅油，继续加热，在100℃的温度、270r/min的转速下继续搅拌110min，同时进行抽湿，冷却至50℃后得到最终的abc干粉灭火剂。2.2、实施例2-4实施例2-4均在实施例1的方法基础上，对abc干粉灭火剂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1-4的abc干粉灭火剂的组分配比表实施例1实施例2实施例3实施例4磷酸二氢铵80778280石英砂(40-250μm)15121015活性白土1.53.01.01.5疏水白炭黑1.81.81.03.0云母粉1.02.02.01.0硅油0.71.00.50.52.3、实施例5实施例5在实施例1的方法基础上，将40-250μm的石英砂改成2-30μm的石英砂。2.4、实施例6实施例6在实施例1的方法基础上，将40-250μm的石英砂改成270-400μm的石英砂。2.5、实施例7-11实施例7-11在实施例1的方法基础上，对硅油的成分加以调整，具体调整情况参见下表二。表二实施例1以及实施例6-11的硅油成分配比表2.4、实施例12-14实施例12-14在实施例1组分配比的基础上，对制备参数加以调整，具体调整情况参见下表三。表三实施例1以及实施例12-14的制备参数表实施例1实施例12实施例13实施例14粉碎时间/min2520302545μm以下的含量/％65607050第一次搅拌温度/℃88908088第一次搅拌速度/r/min280300250280第一次搅拌时间/min110100120100第二次搅拌温度/℃100105110100第二次搅拌速度/r/min270250300280第二次搅拌时间/min1101001201103、对比例3.1、对比例1对比例1在实施例1的方法基础上，未添加石英砂。3.2、对比例2对比例2在实施例1的方法基础上，未添加云母粉。3.3、对比例3对比例3为市售的abc干粉灭火剂，购自海天消防科技股份有限公司。4、性能检测将上述实施例1-14以及对比例1-3的abc干粉灭火剂按照gb4066-2017的标准进行含水率、吸湿率、灭火性能以及保质期的检测，检测结果参见下表四，其中灭火性能中数字越大则说明灭火性能越强，a/b/c分别代表能够扑救的火灾类别。表四实施例1-14以及对比例1-3的abc干粉灭火剂的检测结果含水率/wt％吸湿率/wt％灭火性能保质期/月实施例10.230.95a5b5c136实施例20.361.33a3b3c130实施例30.361.33a3b3c130实施例40.351.33a3b3c130实施例50.361.02a2b2c136实施例60.361.22a2b2c130实施例70.221.05a5b5c135实施例80.230.95a5b5c136实施例90.491.93a3b3c125实施例100.481.72a2b2c128实施例110.482.22a2b2c120实施例120.230.95a5b5c136实施例130.230.95a5b5c136实施例140.580.93a3b3c136对比例11.202.21a1b1c101对比例21.152.01a1b1c114对比例31.203.35a5b5c96参见表四，由实施例1和对比例1-3的检测结果进行对比，可以得到，本申请通过同时使用磷酸二氢铵和石英砂，再配合以活性白土、疏水白炭黑、云母粉和硅油，使得制得的abc干粉灭火剂具有灭火性能优异、生产成本低且保质期长的特点。其中，磷酸二氢铵和石英砂、石英砂与云母粉之间能够相互协同作用，进一步提高abc干粉灭火剂的灭火性能。将实施例1与实施例2-4的检测结果进行对比，可以得到，当磷酸二氢铵与石英砂的重量比为80:15、磷酸二氢铵与疏水白炭黑的重量比为80:1.8时，进一步降低abc干粉灭火剂的含水率和吸湿率，同时在一定程度上能提高abc干粉灭火剂的灭火性能。将实施例1与实施例5-6的检测结果进行对比，可以得到，石英砂的粒径为30-40μm时，其制得的abc干粉灭火剂在保证低生产成本的前提下，具有优异的灭火性能，因此将其作为优选。将实施例1与实施例7-11的检测结果进行对比，可以得到，当“硅油由双端含氢硅油和二甲基硅油按重量比为3:1复配而成，且双端含氢硅油的含氢量h为0.079-0.166wt％、25℃时的粘度为15-40cst，二甲基硅油25℃时的粘度为20-50cst”时，能够有效降低abc干粉灭火剂的吸湿率，延长灭火剂的保存时间，与此同时还能在一定程度上提高abc干粉灭火剂的灭火性能。将实施例1与实施例12-14的检测结果进行对比，可以得到，按照本申请的制备方法能够快速的制备出本申请的abc干粉灭火剂。其中，当粉碎料中粒径在45μm以下的含量为60-70％时，其制得的abc干粉灭火剂的灭火性能更为优异。本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。当前第1页12