專利名稱：一種復(fù)合粉體滅火劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉體滅火劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及復(fù)合型干粉滅火劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
常見(jiàn)的滅火劑有氣體類、干粉類、水系和泡沫四大類。在這眾多類型的滅火劑中， 干粉滅火劑由于其滅火效率較高、對(duì)環(huán)境和人體安全、易于存儲(chǔ)、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，一直被廣泛應(yīng)用于撲救固體、液體、可燃性氣體等多種類型的火災(zāi)，在當(dāng)今的滅火劑領(lǐng)域占有重要地位。但現(xiàn)有普通干粉滅火劑的主要組分通常是碳酸氫鈉、磷酸二氫銨和氯化鈉等無(wú)機(jī)鹽類，長(zhǎng)久放置容易吸濕結(jié)塊，嚴(yán)重影響其滅火性能；為改善其防潮性能，現(xiàn)在的干粉滅火劑大都采用表面硅化處理，即在其表面包覆一層硅油疏水膜，但由于這種硅油疏水膜具有很強(qiáng)的親油性，在撲救油類火災(zāi)時(shí)，粒子容易沉入油中，抗復(fù)燃性差。此外，傳統(tǒng)的粉體滅火劑由于顆粒尺寸較大(一般在10-75微米)，沉降速度快，受熱分解速度較慢，導(dǎo)致其捕獲自由基或活性基團(tuán)的效率不高，滅火能力有限；這在一定程度上制約了粉體滅火劑的實(shí)際應(yīng)用范圍。因此，發(fā)展防潮性好、抗復(fù)燃性強(qiáng)、滅火效率高的新型粉體滅火劑是目前火災(zāi)安全科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗復(fù)燃性好、粒子表面既疏水又疏油的復(fù)合粉體滅火劑及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑，其特征在于按所占體系的質(zhì)量百分比含有粒徑在10 μ m以下的層狀雙氫氧化物(LDHs) 85 95%，粒徑在10 μ m以下的硬脂酸鎂0. 8 2. 2%，2-溴-3，3，3-三氟丙烯(BTP)余量。本發(fā)明的復(fù)合型粉體滅火劑的制備方法，其特征在于按占體系的質(zhì)量百分比將 85 95%、粒徑在IOym以下的層狀雙氫氧化物放入耐壓容器中抽真空至0. OlMPa以下， 然后注入2-溴-3，3，3-三氟丙烯(BTP)液體將粉體浸沒(méi)，在_5 10°C范圍內(nèi)，以300-600 轉(zhuǎn)/分鐘的速度攪拌12小時(shí)以上；然后將粉體從液體中過(guò)濾分離出來(lái)，在室溫放置6-10小時(shí)，再加入占體系質(zhì)量百分比0. 8 2. 2%的、粒徑為10 μ m以下的硬脂酸鎂粉體，即得本發(fā)明的復(fù)合型粉體滅火劑。所述層狀雙氫氧化物(LDHs)可以選用Mg-A1_0H-C03、Zn-A1_0H-C03、 Mg-Fe-OH-CO3 或 Zn-Fe-OH-CO3 中的一種或多種。與現(xiàn)有的干粉滅火劑相比，本發(fā)明的復(fù)合型粉體滅火劑利用了層狀雙氫氧化物天然的層狀結(jié)構(gòu)和良好的吸附性能，將潔凈高效的2-溴-3，3，3-三氟丙烯氣體滅火劑負(fù)載在層狀雙氫氧化物基體的層隙中，形成在常溫下穩(wěn)定存在的復(fù)合粉體滅火介質(zhì)；由于BTP同時(shí)具有疏水性和疏油性，這種復(fù)合粉體具有自然防潮性能，不需要表面硅油處理，從而減少了現(xiàn)有中普通滅火劑粉體受熱后由于表面硅油融化而難以清理的不足；同時(shí)由于BTP的疏油性能，粉體粒子噴射到油面后也不會(huì)沉入油中，對(duì)油類火具有很好的抗復(fù)燃性能。少量硬脂酸鎂的加入，可以改善粉體的流動(dòng)性能。此外，本發(fā)明的這種復(fù)合粉體還具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)良好的滅火效果本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑中的層狀雙氫氧化物和BTP都是高效的滅火介質(zhì)。BTP是一種潔凈高效的氣體滅火介質(zhì)，具有比哈龍滅火滅火劑更高的滅火效率，其滅火體積濃度僅為2. 6%，低于七氟丙烷及其他的哈龍1301及1211等滅火劑。當(dāng)復(fù)合粉體在遇到火焰受熱后，所負(fù)載的BTP分子可自發(fā)逸出，發(fā)揮滅火作用。同時(shí)，層狀雙氫氧化物基體本身也是一種高效的滅火粉體，層狀雙氫氧化物可受熱分解，降低火焰溫度； 層狀雙氫氧化物中含有的金屬離子是高效的自由基捕捉劑，可中斷燃燒鏈反應(yīng)；此外，層狀雙氫氧化物受熱分解所產(chǎn)生的二氧化碳等氣體可稀釋氧濃度。因此，當(dāng)本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑被噴射到火焰中后，可發(fā)揮氣體和粉體兩種滅火介質(zhì)的滅火功效，將使滅火效果顯著增強(qiáng)。

(2)本發(fā)明的復(fù)合粉體中的層狀雙氫氧化物和BTP對(duì)環(huán)境友好，對(duì)人體安全，兩種物質(zhì)所形成的復(fù)合粉體是清潔環(huán)保的滅火介質(zhì)；(3)本發(fā)明制備復(fù)合型粉體滅火劑的原料層狀雙氫氧化物來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境友好。(4)本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑遇火受熱后，由于BTP氣體可逸散到整個(gè)滅火空間， 故可用于撲救遮擋火；(5)由于本發(fā)明的復(fù)合粉體中的層狀雙氫氧化物的層隙為BTP提供了存儲(chǔ)空間， 可以有效地解決BTP的存儲(chǔ)問(wèn)題。本發(fā)明的以層狀雙氫氧化物作為基體、BTP為客體的復(fù)合粉體滅火劑既可以單獨(dú)作為滅火劑使用，也可以作為普通干粉的添加劑，直接灌裝到現(xiàn)有的滅火器中，不需要對(duì)滅火器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)改造，從而可顯著降低滅火成本，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域；這種雙疏型復(fù)合粉體滅火劑可以有效地克服目前干粉滅火劑所存在的防潮性差、滅火效率不高、抗復(fù)燃性差等不足，極大地提高粉體滅火劑的綜合性能，是一種潔凈高效的新型滅火介質(zhì)，具有廣闊的實(shí)際應(yīng)用前景。本發(fā)明復(fù)合粉體滅火劑所采用的原料價(jià)廉易得，配置工藝簡(jiǎn)單；滅火效率高、防潮性好、抗復(fù)燃性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境友好，可以廣泛應(yīng)用于各種滅火裝置，用以撲救多種場(chǎng)所和類型的火災(zāi)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 以Mg-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物為基體的復(fù)合粉體滅火劑將95g Mg-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物在球磨機(jī)中球磨60min后，在120°C干燥2 小時(shí)；取該細(xì)化后的粉體90g放入可耐壓l.OMPa以上的容積為1. OL的鋼瓶中抽真空至 0. 005MPa,然后注入160ml BTP液體，在0°C的冰水浴中，以300轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌12 小時(shí)；然后抽濾出粉體，室溫放置6小時(shí)，再加入1. 2g粒徑在7 μ m以下的硬脂酸鎂粉體，振蕩鋼瓶30分鐘使之混合均勻，即得本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑。經(jīng)粒度分析儀測(cè)定，所得復(fù)合粉體滅火劑粉體粒子的平均粒徑為8. 2 μ m。經(jīng)X-射線熒光測(cè)試可知，所得復(fù)合粉體滅火劑樣品中Br的質(zhì)量含量為5. 2%，表明其中BTP的質(zhì)量含量為11.4%。
將該復(fù)合粉體IOOg裝在1. OL的儲(chǔ)粉罐中，加壓到0. 6MPa,噴射到油盤(pán)直徑為 30cm、火焰功率為200KW的汽油火上，滅火時(shí)間為2. 2s，滅火劑用量為27. 2g。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，以普通干粉作為滅火劑時(shí)，滅火時(shí)間為5. 4s,滅火劑用量為61. 5g。表明該復(fù)合滅火劑在撲救B類火時(shí)，具有比普通干粉更高的滅火效率。實(shí)施例2 以Zn-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物為基體的復(fù)合粉體滅火劑將IOOg Zn-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物在球磨機(jī)中球磨40min后，于120°C干燥2 小時(shí)；取細(xì)化后的雙氫氧化物粉體90g放入可耐壓1. OMPa的容積為1. OL的鋼瓶中抽至真空度為0. 005MPa，然后注入180ml BTP液體，在_5°C的冰鹽水浴中，以400轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌16小時(shí)；然后抽濾出粉體，室溫放置8小時(shí)，再加入2. Og粒徑在8 μ m以下的硬脂酸鎂粉體，攪拌使之混合均勻，即得本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑。經(jīng)粒度分析儀測(cè)定，該復(fù)合粉體滅火劑中粉體粒子的平均粒徑為8. 4 μ m。經(jīng)X-射線熒光測(cè)試表明，該復(fù)合粉體滅火劑樣品中Br的質(zhì)量含量為4. 2%，即其中BTP的質(zhì)量含量為9.2%。將該復(fù)合粉體IOOg裝在1. OL的儲(chǔ)粉罐中，加壓到0. 6MPa,噴射到油盤(pán)直徑為 30cm、食用油層厚度為3cm，火焰功率為70kW的火源上，平均滅火時(shí)間為2. Os，滅火劑平均用量為25. 4g，沒(méi)有出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，以普通干粉作為滅火劑時(shí)，平均滅火時(shí)間為7. 2s，滅火劑平均用量為83. 5g，發(fā)生復(fù)燃兩次，表明該復(fù)合滅火劑撲救食用油具有比普通干粉滅火速度快，抗復(fù)燃性更好。實(shí)施例3 以Mg-Fe-OH-CO3層狀雙氫氧化物為基體的復(fù)合粉體滅火劑將IOOg Mg-Fe-OH-CO3層狀雙氫氧化物粉體在球磨機(jī)中球磨60min后，120°C下干燥2小時(shí)；取該細(xì)化后的粉體90g放入可耐壓1. OMPa的容積為1. OL的鋼瓶中抽真空至 0. 002MPa，然后注入140ml BTP液體，在5°C的水浴中，以400轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌18 小時(shí)；然后抽濾出粉體，室溫放置9小時(shí)，再加入2. Og粒徑在6 μ m以下的硬脂酸鎂粉體上下振蕩鋼瓶20分鐘使之混合均勻，即得本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑。經(jīng)粒度分析儀測(cè)定，該復(fù)合粉體滅火劑中粉體粒子的平均粒徑為6. 2 μ m。經(jīng)X-射線熒光測(cè)試可知，該樣品中Br的質(zhì)量含量為3. 4%，表明其中BTP的質(zhì)量含量為7.4%。將該復(fù)合粉體50g裝在1. OL的儲(chǔ)粉罐中，加壓到0. 6MPa,噴射到木垛尺寸為 20cmX20cmX20cm、火焰功率為100KW的木跺火上，平均滅火時(shí)間為3. 6s，滅火劑平均用量為40. 4g。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，以普通ABC干粉作為滅火劑時(shí)，滅火時(shí)間為4. 8s,滅火劑用量為55. 2g，表明該復(fù)合滅火劑在撲救A類固體火時(shí)，具有比普通ABC干粉更高的滅火效率。實(shí)施例4 以Zn-Fe-OH-CO3層狀雙氫氧化物為基體的復(fù)合粉基滅火劑將95g Zn-Fe-OH-CO3層狀雙氫氧化物粉體在球磨機(jī)中球磨50min后，于120°C干燥2小時(shí)；取該細(xì)化后的粉體95g放入可耐壓1. OMPa的容積為1. OL的鋼瓶中抽真空至 0. 005MPa，然后注入120ml BTP液體，在2°C的水浴中，以600轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌16 小時(shí)；然后抽濾出粉體，室溫放置8小時(shí)，再加入2. Ig粒徑在4μπι以下的硬脂酸鎂粉體，上下振蕩鋼瓶30分鐘使之混合均勻，即得本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑。經(jīng)粒度分析儀測(cè)定，該復(fù)合粉體滅火劑中粉體粒子的平均粒徑為4. 7 μ m。
經(jīng)X-射線熒光測(cè)試可知，該樣品中Br的質(zhì)量含量為4. 8%，表明其中BTP的質(zhì)量含量為10. 5%。取該復(fù)合粉體IOOg裝在1. OL的儲(chǔ)粉罐中，加壓到0. 6MPa,噴射到油盤(pán)直徑為 30cm，火焰功率為200kW汽油火上，平均滅火時(shí)間為2. 4s，滅火劑平均用量為28. 6g。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，以普通碳酸氫鈉干粉作為滅火劑時(shí)，滅火時(shí)間為5. 4s，滅火劑用量為 61. 5g，表明該復(fù)合滅火劑的滅火效率高于普通的碳酸氫鈉 干粉。實(shí)施例5 以Mg-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物為基體的復(fù)合粉基滅火劑作添加劑將IOOg Mg-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物粉體在球磨機(jī)中球磨40min后，于120°C干燥2小時(shí)；取該細(xì)化后的粉體90g放入可耐壓0. 5MPa的容積為1. OL的鋼瓶中抽至真空至 0. 006MPa，然后注入140ml BTP液體，在10°C的水浴中，以500轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌18 小時(shí)；然后抽濾出粉體，室溫放置10小時(shí)，再加入1. 8g粒徑在7μπι以下的硬脂酸鎂粉體， 上下振蕩鋼瓶30分鐘使之混合均勻，即得本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑。經(jīng)粒度分析儀測(cè)定，該復(fù)合粉體滅火劑中粉體粒子的平均粒徑為8. 4 μ m。經(jīng)X-射線熒光測(cè)試，該樣品中Br的質(zhì)量含量為4.4%，表明BTP的質(zhì)量含量為
9.6%。將該復(fù)合粉體50g與普通的碳酸氫鈉干粉50g混合后，裝在1. OL的儲(chǔ)粉罐中，力口壓到0. 6MPa,噴射到油盤(pán)直徑為30cm，火焰功率為200kW汽油火上，平均滅火時(shí)間為2. 8s, 滅火劑平均用量為32. 4g。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，以單一的碳酸氫鈉干粉作為滅火劑時(shí)，滅火時(shí)間為5. 4s,滅火劑用量為61. 5g，表明該復(fù)合滅火劑作為碳酸氫鈉干粉滅火劑的添加齊U，可提高其滅火效率。實(shí)施例6 以Mg-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物和Zn-Fe-OH-CO3層狀雙氫氧化物為基體的復(fù)合粉基滅火劑將60g Mg-Al-OH-CO3層狀雙氫氧化物粉體和40g Zn-Fe-OH-CO3層狀雙氫氧化物混合后，在球磨機(jī)中球磨40min，在120°C干燥2小時(shí)；取該細(xì)化后的粉體90g放入可耐壓
0.5MPa的容積為1. OL的鋼瓶中抽真空至0. 005MPa，然后注入150ml BTP液體，在5°C的水浴中，以400轉(zhuǎn)/分鐘的速度磁力攪拌18小時(shí)；然后抽濾出粉體，室溫放置8小時(shí)，再加入
1.8g粒徑在9 μ m以下的硬脂酸鎂粉體，上下振蕩鋼瓶30分鐘使之混合均勻，即得本發(fā)明的復(fù)合粉體滅火劑。經(jīng)粒度分析儀測(cè)定，該復(fù)合粉體滅火劑中粉體粒子的平均粒徑為9. 2 μ m。經(jīng)X-射線熒光測(cè)試，該樣品中Br的質(zhì)量含量為4.8%，表明BTP的質(zhì)量含量為
10.5%。將該復(fù)合粉體100g，裝在1.0L的儲(chǔ)粉罐中，加壓到0.6MPa，噴射到油盤(pán)直徑為 30cm、火焰功率為200kW汽油火上，平均滅火時(shí)間為2. 6s，滅火劑平均用量為33. 2g。在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，以碳酸氫鈉干粉作為滅火劑時(shí)，滅火時(shí)間為5. 4s,滅火劑用量為61. 5g， 表明該復(fù)合滅火劑的滅火效率高于普通的碳酸氫鈉干粉。由于本發(fā)明中所選用的層狀雙氫氧化物Mg-A1_0H-C03、Zn-Al-0H-C03> Mg-Fe-OH-CO3和Zn-Fe-OH-CO3屬于同類物質(zhì)，當(dāng)采取多種相互搭配混合一起使用時(shí)，相互之間不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，可選擇Mg-A1_0H-C03、Zn-A1_0H-C03、Mg-Fe-OH-CO3或 Zn-Fe-OH-CO3中的一種，或同時(shí)選用多種混合相互搭配一起使用。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合粉體滅火劑，其特征在于按所占體系的質(zhì)量百分比含有粒徑在10 μ m以下的層狀雙氫氧化物85 95%，粒徑在IOym以下的硬脂酸鎂0.8 2.2%，2-溴-3，3，3-三氟丙烯余量。
2.權(quán)利要求1所述復(fù)合型粉體滅火劑的制備方法，其特征在于按占體系的質(zhì)量百分比將85 95%、粒徑在10 μ m以下的層狀雙氫氧化物放入耐壓容器中抽真空至0. OlMPa以下，然后注入2-溴-3，3，3-三氟丙烯液體將粉體浸沒(méi)，在-5 10°C范圍內(nèi)，以300-600轉(zhuǎn)/ 分鐘的速度攪拌12小時(shí)以上；然后將粉體從液體中過(guò)濾分離出來(lái)，在室溫放置6-10小時(shí)， 再加入占體系質(zhì)量百分比0. 8 2. 2%的、粒徑為10 μ m以下的硬脂酸鎂粉體，即得復(fù)合型粉體滅火劑。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合粉基滅火劑或權(quán)利要求2所述的制備方法，特征在于所述層狀雙氫氧化物選用 Mg-A1_0H-C03、Zn-A1_0H-C03、Mg-Fe-OH-CO3 或 Zn-Fe-OH-CO3 中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)合型超細(xì)粉基滅火劑及其制備方法，特征是按占體系的質(zhì)量百分比將85～95％粒徑在10μm以下的層狀雙氫氧化物在耐壓容器中抽真空至0.01MPa以下，注入2-溴-3，3，3-三氟丙烯液體將粉體浸沒(méi)，在-5～10℃以300-600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌12小時(shí)以上；然后將粉體抽濾分離出來(lái)，在室溫放置6-10小時(shí)，再加入占體系質(zhì)量百分比0.8～2.2％的粒徑在10μm以下的硬脂酸鎂，混合均勻；所得復(fù)合粉體滅火劑同時(shí)具有疏水和疏油性，防潮性強(qiáng)，抗復(fù)燃性好，滅火效率高；既可作為滅火劑，又可作為干粉滅火劑的添加劑；原料價(jià)廉易得，配置工藝簡(jiǎn)單；適用于各種滅火器撲救多種類型的火災(zāi)。
文檔編號(hào)A62D1/00GK102319498SQ201110139868
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者倪小敏, 鄭化桂, 陶常法 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)