一种abc干粉灭火剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种ABC干粉灭火剂的制备方法,将磷酸一铵、硫酸铵、纳米二氧化硅、膨润土、云母、三聚氰胺、碳纳米管、石墨、聚磷酸铵和偶联剂按照重量比混合,对混合物升温到70~90℃,喷入硅油于上述混合物中,加入次磷酸锰、磷钼酸、二磷酸吡啶核苷酸和硝酸二羟铋,60~90℃下搅拌30~50min,得产物D;用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米,60℃以300~1000rpm搅拌20~40min,90~100℃烘干所得产物2~4h,降温至30℃,冷却10~20min,即得ABC干粉灭火剂,所得干粉灭火剂效率高,灭火时烟雾释放量小。
【专利说明】-种ABC干粉灭火剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种灭火剂的制备方法,特别涉及到一种ABC干粉灭火剂的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 灭火剂是指能够有效地破坏燃烧条件,终止燃烧的物质。按其状态特征分为液体 灭火剂、固体灭火剂和气体灭火剂三大类。固体灭火剂主要包括:气溶胶灭火剂,干粉灭火 剂如碳酸氢钠干粉、氯化钠干粉、氯化钾干粉、磷酸铵盐干粉等; 1982年上海消防研究所研制出ABC干粉灭火剂,并在上海消防药剂厂投产。该灭火剂 主要以磷酸二氢铵和硫酸铵为基料添加抗振实剂、防潮剂等,经硅化处理而成。该产品由于 价格较贵,所以在国内应用不是很普遍。近年来随着哈龙灭火剂的逐步淘汰,作为替代技术 之一的ABC干粉发展呈上升趋势。目前有生产厂35家,年产量约20万吨,其中部分出口。
[0003] 现有的ABC干粉灭火剂主要是以磷酸铵盐和硫酸铵为灭火基料的配方。磷酸铵盐 ABC干粉灭火剂喷入火场后可以在固体物质表面形成阻燃膜,从而将可燃物质和空气中的 氧气隔离开来以实现灭火的目的。根据灭火剂中磷酸铵盐含量的不同,灭火效能有所不同。 然而,这种灭火原理扑灭火焰的效率较低,通常需要使用较多的灭火剂才能灭火。因此,现 有的ABC干粉灭火剂普遍存在灭火效能低、污染严重问题、释放烟雾大的缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种ABC干粉灭火剂的制备方法,选择硅油和偶联剂作为磷酸一 铵、硫酸铵的分散剂,采用三聚氰胺作气源、碳纳米管和石墨作炭源,磷酸一铵和聚磷酸铵 作酸源,在可燃物表面形成致密炭层,阻止火焰的蔓延,同时选择次磷酸锰、磷钥酸、二磷酸 吡啶核苷酸和硝酸二羟铋抑制燃烧的烟雾,达到阻止燃烧时,烟雾也大幅降低。
[0005] 本发明采用以下技术方案: 一种ABC干粉灭火剂的制备方法,包括以下步骤: (1) 将磷酸一铵、硫酸铵、纳米二氧化硅、膨润土、云母、三聚氰胺、碳纳米管、石墨、聚磷 酸铵和偶联剂按照重量比混合,对混合物升温到7(T90°C,喷入硅油于上述混合物中,加入 次磷酸锰、磷钥酸、二磷酸吡啶核苷酸和硝酸二羟铋,6(T90°C下搅拌3(T50min,得产物D ; (2) 用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以30(Tl000rpm搅拌20?40min,9(ri00°C烘干所得产物2?4h,降温至30°C,冷却 l(T20min,即得ABC干粉灭火剂; 所述ABC干粉灭火剂中各组分重量百分比为:磷酸一铵5(Γ75%,硫酸铵9?12%,纳米二 氧化硅4?10%,膨润土 2?3%,云母1?3%,硅油1?2%,三聚氰胺1?1. 5%,碳纳米管0. 1?0. 3%,石 墨:Γ5%,聚磷酸铵1?7%,偶联剂0. 2?0. 3%,次磷酸锰0. 3?0. 5%,磷钥酸0. 4?0. 7%,二磷酸吡 啶核苷酸〇. 2?0. 7%,和硝酸二羟铋0. f〇. 2%,总重量百分比为100%。
[0006] 膨润土为钠基膨润土、钙基膨润土、氢基膨润土和有机膨润土;云母为白云母、金 云母中的任意一种;碳纳米管为化学气相沉积法生产的单壁、双壁、多壁碳纳米管或者三 者当中的混合物,直径1?lOOnm,管长0. 5?500μπι,纯度99. 5wt%,比表面积10(T800m2/g;石 墨为致密结晶状石墨,含碳量为80?90%;聚磷酸铵的氮重量含量/%为13. 0,平均聚合度 3020,粒径50微米,聚磷酸铵中五氧化二磷的重量百分比为68%;偶联剂为乙烯基三乙氧基 娃烧、乙稀基二甲氧基娃烧中的任意一种;娃油为甲基苯基娃油、-甲基娃油中的任意一 种。
[0007] 本发明的有益效果在于: (1) 设备投入少,节能,制作过程简单; (2) 比传统方法制作的灭火剂灭火效能要提高I. 2~1. 6倍,效率高; (3) 不会改变磷酸一铵(磷酸二氢铵)的物理、化学性能,防潮防结块性能高; (4) 采用三聚氰胺作气源、碳纳米管和石墨作炭源,磷酸一铵和聚磷酸铵作酸源,在可 燃物表面形成致密炭层,阻止火焰的蔓延,同时选择次磷酸锰、磷钥酸、二磷酸吡啶核苷酸 和硝酸二羟铋抑制燃烧的烟雾,达到阻止燃烧时,烟雾也大幅降低; (5) 选择二磷酸吡啶核苷酸和硝酸二羟铋作为次磷酸锰、磷钥酸抑制烟雾协效剂,使在 灭火的同时,材料表面的释放烟雾大幅度降低,改变传统以烟雾来灭火的缺陷; (6) 膨润土使三聚氰胺作气源、碳纳米管和石墨作炭源,磷酸一铵和聚磷酸铵作酸源所 形成的炭层致密; (7) 所用的化工材料均为工业级,市场中各厂家的产品均适合本发明,对所制备的ABC 干粉灭火剂的性能影响不大; (8) 各厂家的硅油泵和连续改性覆膜机均适合本发明。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合具体实施例对本发明一种ABC干粉灭火剂的制备方法作进一步的详细 说明。
[0009] 实例 1 (1) 将磷酸一铵50g、硫酸铵9g、纳米二氧化娃4g、钠基膨润土 2g、白云母lg、三聚氰 胺lg、碳纳米管〇. lg、石墨3g、聚磷酸铵Ig和乙烯基三乙氧基硅烷0. 2g按照重量比混合 于250ml三口烧瓶中,对混合物升温到70°C,用硅油泵喷入甲基苯基硅油于上述混合物中, 加入次磷酸锰〇. 3g、磷钥酸0. 4g、二磷酸吡啶核苷酸0. 2g和硝酸二羟铋0. lg,60°C下搅拌 30min,得产物D ; (2) 用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以300rpm搅拌20min,90°C烘干所得产物2h,降温至30°C,冷却lOmin,即得ABC干粉 灭火剂; 碳纳米管为化学气相沉积法生产的单壁碳纳米管,直径lnm,管长0.5 μ m,纯度 99. 5wt%,比表面积800m2/g;石墨为致密结晶状石墨,含碳量为80%;聚磷酸铵的氮重量 含量/%为13. 0,平均聚合度3020,粒径50微米,聚磷酸铵中五氧化二磷的重量百分比为 68%。
[0010] 实例 2 (1)将磷酸一铵75g、硫酸铵12g、纳米二氧化娃lOg、^基膨润土 3g、金云母3g、三聚 氰胺I. 5g、碳纳米管0. 3g、石墨5g、聚磷酸铵7g和乙烯基三甲氧基硅烷0. 3g按照重量比 混合于250ml三口烧瓶中,对混合物升温到90°C,喷入二甲基硅油于上述混合物中,加入次 磷酸锰0. 5g、磷钥酸0. 7g、二磷酸吡啶核苷酸0. 7g和硝酸二羟铋0. 2g,90°C下搅拌反应 50min,得产物D ; (2)用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以IOOOrpm搅拌40min,100°C烘干所得产物4h,降温至30°C,冷却20min,即得ABC干 粉灭火剂; 碳纳米管为化学气相沉积法生产的双壁碳纳米管,直径lOOnm,管长500 μ m,纯度 99. 5wt%,比表面积IOOmVg;石墨为致密结晶状石墨,含碳量为90%;聚磷酸铵的氮重量 含量/%为13. 0,平均聚合度3020,粒径50微米,聚磷酸铵中五氧化二磷的重量百分比为 68%。
[0011] 实例 3 (1) 将磷酸一铵62g、硫酸铵10. 5g、纳米二氧化娃7g、氢基膨润土 2. 5g、白云母2g、三 聚氰胺I. 2g、碳纳米管0. 2g、石墨4g、聚磷酸铵4g和乙烯基三乙氧基硅烷0. 25g按照重量 比混合于250ml三口瓶中,对混合物升温到80°C,喷入甲基苯基硅油于上述混合物中,加入 次磷酸锰〇. 4g、磷钥酸0. 5g、二磷酸吡啶核苷酸0. 5g和硝酸二羟铋0. 15g,75°C下搅拌反应 40min,得产物D ; (2) 用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以650rpm搅拌30min,95°C烘干所得产物3h,降温至30°C,冷却15min,即得ABC干粉 灭火剂; 碳纳米管为化学气相沉积法生产的多壁碳纳米管,直径50nm,管长250 μ m,纯度 99. 5wt%,比表面积450m2/g;石墨为致密结晶状石墨,含碳量为85%;聚磷酸铵的氮重量 含量/%为13. 0,平均聚合度3020,粒径50微米,聚磷酸铵中五氧化二磷的重量百分比为 68%。
[0012] 实例 4 (1) 将磷酸一铵50g、硫酸铵9g、纳米二氧化娃4g、有机膨润土 2g、白云母lg、三聚氰胺 lg、碳纳米管〇. lg、石墨3g、聚磷酸铵Ig和乙烯基三乙氧基硅烷0. 2g按照重量比混合于 250ml三口烧瓶中,对混合物升温到70°C,用硅油泵喷入甲基苯基硅油于上述混合物中,力口 入次磷酸锰〇. 3g、磷钥酸0. 4g、二磷酸吡啶核苷酸0. 2g、硝酸二羟铋0. Ig和铬酸钾0. 21g, 60°C下搅拌30min,得产物D ; (2) 用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以300rpm搅拌20min,90°C烘干所得产物2h,降温至30°C,冷却lOmin,即得ABC干粉 灭火剂; 实例5 (1)将磷酸一铵75g、硫酸铵12g、纳米二氧化娃lOg、^基膨润土 3g、金云母3g、三聚 氰胺I. 5g、碳纳米管0. 3g、石墨5g、聚磷酸铵7g和乙烯基三甲氧基硅烷0. 3g按照重量比 混合于250ml三口烧瓶中,对混合物升温到90°C,喷入二甲基硅油于上述混合物中,加入次 磷酸锰0. 5g、磷钥酸0. 7g、二磷酸吡啶核苷酸0. 7g、硝酸二羟铋0. 2g和二巯基丙烷磺酸钠 0· 7g,90°C下搅拌50min,得产物D ; (2)用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以IOOOrpm搅拌40min,100°C烘干所得产物4h,降温至30°C,冷却20min,即得ABC干 粉灭火剂; 碳纳米管为化学气相沉积法生产的多壁碳纳米管,直径lOOnm,管长500 μ m,纯度 99. 5wt%,比表面积IOOmVg;石墨为致密结晶状石墨,含碳量为90%;聚磷酸铵的氮重量 含量/%为13. 0,平均聚合度3020,粒径50微米,聚磷酸铵中五氧化二磷的重量百分比为 68%。
[0013] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
[0014] 下面通过实验数据进一步说明本发明的有益效果: 灭火实验采用的灭火试验空间为2mX 2mX 2. 5m的IOm3相对密闭空间,环境温度 (T30°C,通风和照明的条件都不影响燃料的自由燃烧。实验中燃烧盘为长宽均为31. 65cm, 高度为15cm的方形油盘,油盘底面积0. lm2,底部用清水作垫底,油盘底部距地面20cm,选 用的燃料为正庚烷,正庚烷的用量为3L。先在油盘底部加入一定量的水,将量筒量好的正庚 烷倒入油盘中,然后点火,开门预燃约30s后,关闭试验空间门,喷入一定量的干粉灭火剂, 记录灭火时间。
[0015] 在上述灭火实验中,与普通的磷酸铵盐ABC干粉灭火剂相比,本发明的ABC干粉灭 火剂均能以更少的灭火剂用量在更短的时间内灭火。试验结果如下表1所示。
[0016] 表1灭火效果对比数据
【权利要求】
1. 一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: (1) 将磷酸一铵、硫酸铵、纳米二氧化硅、膨润土、云母、三聚氰胺、碳纳米管、石墨、聚磷 酸铵和偶联剂按照重量比混合,对混合物升温到7(T90°C,喷入硅油于上述混合物中,加入 次磷酸锰、磷钥酸、二磷酸吡啶核苷酸和硝酸二羟铋,6(T90°C下搅拌3(T50min,得产物D ; (2) 用连续改性覆膜机对产物D进行粉碎处理,至80%以上的颗粒粒径小于30微米, 60°C以30(Tl000rpm搅拌20?40min,9(ri00°C烘干所得产物2?4h,降温至30°C,冷却 l(T20min,即得ABC干粉灭火剂; 所述ABC干粉灭火剂中各组分重量百分比为:磷酸一铵5(T75%,硫酸铵9?12%,纳米二 氧化硅4?10%,膨润土 2?3%,云母1?3%,硅油1?2%,三聚氰胺1?1. 5%,碳纳米管0. 1?0. 3%,石 墨:T5%,聚磷酸铵1?7%,偶联剂0. 2?0. 3%,次磷酸锰0. 3?0. 5%,磷钥酸0. 4?0. 7%,二磷酸吡 啶核苷酸〇. 2?0. 7%,和硝酸二羟铋0. f〇. 2%,总重量百分比为100%。
2. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,膨润土为钠基膨 润土、钙基膨润土、氢基膨润土和有机膨润土。
3. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,云母为白云母、 金云母中的任意一种。
4. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,碳纳米管为化 学气相沉积法生产的单壁、双壁、多壁碳纳米管或者三者当中的混合物,直径l~l〇〇nm,管长 0? 5?500 ii m,纯度 99. 5wt%,比表面积 10(T800m2/g。
5. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,石墨为致密结晶 状石墨,含碳量为80?90%。
6. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,聚磷酸铵的氮重 量含量/%为13. 0,平均聚合度3020,粒径50微米,聚磷酸铵中五氧化二磷的重量百分比为 68%。
7. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,偶联剂为乙烯基 三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种。
8. 如权利要求1所述的一种ABC干粉灭火剂的制备方法,其特征在于,硅油为甲基苯基 硅油、二甲基硅油中的任意一种。
【文档编号】A62D1/06GK104436510SQ201410760329
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】袁福德 申请人:袁福德