一种磷酸铵盐ABC类超细干粉灭火剂及制备方法与流程

本发明属于防火器材，具体涉及一种磷酸铵盐abc类超细干粉灭火剂及其制备方法。

背景技术：

1、无论地面火灾还是矿井火灾不仅造成了大量的人员伤亡，还造成了财产和自然资源的重大损失。据统计，2021-2022年间，每年发生火灾总数约为88000起，每年因火灾死亡人数约为2300人，每年因火灾引起的财产损失多达60亿元，因此，开发制备高效低价的灭火剂以快速有效地扑灭火灾，减少损失，具有重要意义。

2、长期以来，国内外普遍使用的灭火剂主要由泡沫灭火剂、干粉灭火剂、惰性气体灭火剂、清水灭火剂和哈龙灭火剂等。就其总体灭火性能而言，哈龙系列灭火剂以其灭火效能高、成本低廉、低毒无残留、腐蚀性小、易储存、适用性广等特点而被广泛使用，但是20世纪80年代的研究表明：大量地哈龙物质泄放到大气中将对地球大气层的臭氧层产生破坏作用，使臭氧层形成巨大的空洞，给地球和人类的健康带来巨大的危害。为了保护人类的生存环境，我国从1991年加入“关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书”的国际公约，并制定了中国消减耗损臭氧物质方案，决定每年对哈龙灭火剂的产生和哈龙灭火系统、灭火器的消费进行逐步消减，直至2010年全部淘汰。哈龙灭火剂淘汰后，要保证我国的消防能力不至降低，必须要有合适的代替品。作为哈龙灭火剂替代品，须具备高的灭火效能和低的生产成本，又要考虑环保因素，而磷酸铵盐干粉灭火剂以其对环境友好，灭火效能高，灭火范围宽，可以灭a类(可燃固体)、b类(可燃液体)、c类(可燃气体)火灾，而成为哈龙灭火剂的最理想替代品之一。而且我国磷矿资源丰富，生产成本低。

3、目前，国内外干粉灭火剂的发展趋势是向着优化配方和超微细化方向发展。因为干粉经过超微细化处理后，粒径变小，比表面积显著增加，表面活性高等特点，可稳定、均匀地悬浮于空气中，而且能在空气中悬浮数分钟，形成相对稳定的气溶胶，加热后能够迅速分解捕获火焰中的活性自由基，所以，不仅灭火效能很高，且使用方法也完全不同于一般传统干粉灭火剂，它类似卤代烷式灭火。超细干粉灭火剂结合化学和物理的复合灭火作用，能有效抑制火焰燃烧，并能借助覆盖、冷却、窒息等作用熄灭火焰，阻隔热辐射，具有良好的灭火性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种磷酸铵盐abc类超细干粉灭火剂及制备方法。该灭火剂有较高的灭火效能以及高纯度灭火主要成分(主要灭火成分在80-90％)，弥散性能好，能够长时间悬浮在空气中形成类似于气溶胶。

2、为实现本发明的目的，提供如下实施方案。

3、在一实施方案中，本发明的一种磷酸铵盐abc类超细干粉灭火剂，包含重量百分比的原料组分：①聚磷酸铵40-50％、②工业级磷酸一铵15-30％、③消防级磷酸一铵15-20％、④白炭黑1-3％、⑤催化剂1-3％、⑥惰性填料3-6％、⑦表面改性剂0.5-1％和⑧疏水性白炭黑3-5％。

4、在上述实施方案中，优选的，本发明的超细干粉灭火剂，包含重量百分比的原料组分：①聚磷酸铵40-50％、②工业级磷酸一铵20-30％、③消防级磷酸一铵15-20％，④白炭黑1-2％、⑤催化剂2-3％、⑥惰性填料5-6％、⑦表面改性剂0.8-1％和⑧疏水性白炭黑3-4％，其中，所述灭火剂的水分在0.12％以下(包含0.12％)。

5、优选的，上述超细干粉灭火剂，所述①-⑥原料的颗粒粒径d90为6-10um。

6、优选的，上述超细干粉灭火剂，所述疏水性白炭黑粒径d90为1-3um。

7、优选的，上述本发明的超细干粉灭火剂，所述催化剂选自膨润土和有机金属盐中一种或多种。

8、更优选的，上述本发明的超细干粉灭火剂，所述膨润土为活性白土，所述有机金属盐选自醋酸锌。

9、优选的，上述本发明的超细干粉灭火剂，所述填充剂选自滑石粉、沸石粉或云母粉中的一种或多种。更优选的，所述填充剂为滑石粉2％、沸石粉2％和云母粉2％，以灭火剂总重量计。

10、优选的，上述本发明的超细干粉灭火剂，聚磷酸铵，其五氧化二磷含量≥70％，水分含量≤0.5％，粒度d50为10-12um，聚合度为500-800；工业级磷酸一铵中nh4h2po4含量为96-98％，水分含量≤0.5％；消防级磷酸一铵中nh4h2po4含量为96-98％，水分含量≤1.5％。

11、优选的，上述本发明的超细干粉灭火剂，催化剂为有机金属盐或膨润土。

12、更优选的，膨润土为酸化处理后的膨润土(即活性白土)，活性度＞150h+mmol/kg，其表面、例子内部多孔，在粉体表面改性过程中，水与其接触时，催化剂释放出质子于水中，水载质子与表面改性剂水解淳化。

13、更优选的，有机金属盐为醋酸锌，该催化剂可使表面改性剂在粉体表面低温成膜性好。

14、更优选的，惰性填料为滑石粉、云母粉、沸石粉等，其重量百分比(以灭火剂总重量计)：滑石粉1-2％，云母粉1-2％，沸石粉1-2％。惰性填料可调节超细干粉灭火剂的松密度，也可防止结块，增加绝缘性和抗振实性，提高其分散性，也可作为粉碎助剂。

15、更优选的，表面改性剂为甲基含氢硅油，含氢量≥1.5％，粘度25℃)＜20mm/s。

16、更优选的，白炭黑为沉淀法白炭黑，经过气流粉碎至150目-200目，二氧化硅含量≥90％。

17、更优选的，疏水白炭黑为经过疏水改性处理气相法白炭黑，二氧化硅含量≥98％，目数为5000目，增加超细干粉流动性以及疏水性。

18、在另一实施方案中，提供了一种上述本发明的磷酸铵盐abc类超细干粉灭火剂的制备方法，

19、包括以下步骤：

20、a)将表面改性剂在汽油完全溶解，加入水后进行搅拌乳化，得到乳化液；

21、b)将①-⑥原料粉碎至d90为6-10um，将粉碎的原料加入到真空硅化机内，搅拌，加热至50-60℃，加压注入步骤a)的乳化液，并形成雾化，加毕，持续搅拌；

22、c)将温度升至100-105℃，蒸发掉水分，得到超细干粉灭火剂a；

23、d)将温度降至70℃，疏水性白炭黑加入到超细干粉灭火剂a中，持续搅拌，烘干，得到超细干粉灭火剂b；

24、e)将超细干粉灭火剂b过筛得超细干粉灭后剂c，成品即为abc超细干粉灭火剂。

25、优选的，上述本发明的制备方法，所述步骤a)中表面改性剂、汽油与水的质量比为1：2-3：0.5-0.8。

26、优选的，上述的一种磷酸铵盐abc类超细干粉灭火剂的制备方法，步骤a)中，搅拌速率为1000r/min，乳化时间为10-15min。

27、所述步骤b)中真空硅化机体系温度至50-60℃前搅拌的犁刀速度为50-65r/min，飞刀转速为400-600r/min，真空度为-0.01mpa，时间为20-30min；真空硅化机体系温度至50-60℃后，搅拌的犁刀速度为70-80r/min，飞刀转速为1300-1400r/min，真空压力为-0.04mpa时间为20-30min。

28、所述步骤c)中真空硅化机体系温度至100-105℃，搅拌的犁刀速度为50-65r/min，飞刀转速为800-1000r/min，真空压力为-0.02mpa，时间为90min。

29、所述步骤d)中真空硅化机体系温度至80℃-90℃，搅拌的犁刀速度为70-80r/min，飞刀转速为1300-1400r/min，真空度为-0.01mpa，时间为30min。

30、在一具体实施方案中，本发明的一种磷酸铵盐abc类超细干粉灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

31、a)将原材料(简称“原料”)聚磷酸铵50-60％，工业级磷酸一铵15-30％，消防级磷酸一铵15-20％，白炭黑1-3％，催化剂1-3％，、惰性填料3-6％，在80-90℃进行混合干燥；

32、b)干燥后的原料自然冷却30min后粉碎，粉碎后d90粒径为6-10um；

33、c)将表面改性剂0.5-1％溶解在汽油中，得溶液，在向溶液加入水后进行搅拌乳化，得到乳化液；

34、d)向真空硅化机内加入粉碎后的原料，搅拌下加热硅化机内体系温度至50-60℃时，搅拌下向硅化机加压注入乳化液，形成雾化效果，注入完毕后持续搅拌；

35、e)在搅拌下真空硅化机体系温度升至100-105℃，持续搅拌，蒸发掉水分，得到超细干粉灭火剂a；

36、f)在搅拌下真空硅化机体系温度降至70℃，在超细干粉灭火剂a中加入疏水性白炭黑3-5％，持续搅拌烘干，得到超细干粉灭火剂b；

37、g)将超细干粉灭火剂b超声过筛得超细干粉灭后剂c，该超细干粉灭火剂c即为成品abc超细干粉灭火剂。

38、作为优选，步骤a中白炭黑因为质轻，在原料混合烘干结束前5-10min加入搅拌，并关闭除尘引凤机以减少白炭黑被吸走，又能混合到物料之中。

39、作为优选，步骤b中调节分级机频率以及二次补风口流量以控制粉碎后粒径大小，以及粒经分布。

40、作为优选，步骤c中，汽油为98#汽油，当表面改性剂与汽油充分混合后再加入水进行高速搅拌，形成乳液。

41、作为优选，步骤d中，雾化喷头工作压力为1.4-1.6mpa，雾化喷头雾化程度对表面改性效果具有很大影响，雾化程度低，导致表面改性剂在粉体分散不均。

42、作为优选，步骤e中，真空压力维持在-0.04mpa,该阶段持续时间为90-120min。

43、作为优选，步骤f中，真空压力维持在-0.01mpa，加入疏水性白炭黑过后，搅拌30min-40min。

44、作为优选，步骤g中，三次元振动筛以及超声装置，筛网目数500目。

45、本发明的超细干粉灭火剂具有如下优势：

46、1、由于聚磷酸铵较细，单独粉碎时间长，但添加了工业级磷酸一铵和消防级磷酸一铵，这两种磷酸一铵较粗，三者混合一起粉碎后，也大大缩短粉碎时长，也很好的平衡了粉体粒径。

47、2、聚磷酸铵主要以遇热膨胀碳化、隔离空气等窒息灭火机理为主，而磷酸一铵主要以受热分解吸热等化学抑制灭火为主，因此本发明结合了两者灭火优势。

48、3、此外由于本发明采用高聚合度的聚磷酸铵，高聚合度的聚磷酸铵低吸湿率较优，加入消防级的磷酸一铵也降低了生产成本。

49、4、加入白炭黑之后使得粉碎后原料流动性增加，使得表面改性剂能在粉体上分散均匀；主要灭火成分高，弥散性好，空中悬浮时间长。