專利名稱：抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于磷銨干粉滅火劑領域，特別涉及抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑及其制備方法。
背景技術：
以磷酸銨鹽為主體制備的干粉滅火劑對環境友好，滅火范圍寬，滅火速率快，滅火效能高，是Halon滅火劑的最佳替代品之一。將磷酸銨鹽進行超微細化后制備的干粉滅火劑比表面積大，表面活性高，滅火效能遠遠高于普通型，是國內外磷銨干粉滅火劑發展的方向。
張巍等人曾采用水相合成法來制備超微磷酸銨鹽干粉滅火劑(見“超微磷酸銨鹽干粉滅火劑的制備”，張巍、肖春紅、景曉燕、徐宏斌、張密林，《消防科學與技術》，2001年7月第4期，P39-40)，但該法需要二次粉碎，其粒子的超微細度不能保證；同時在水相中其超微粒子的表面處理不好，存在易吸潮結塊，流動性差，噴射性能不好等問題；而且該法流程復雜，干燥、粉碎的成本高，難于工業化。
唐聰明、徐卡秋等人在“超細磷酸銨鹽干粉滅火劑研究”(見《精細化工》第21卷第5期，2004年5月，P398-400)中公開了一種固相合成法制備超細磷酸銨鹽干粉滅火劑的方法，該方法以磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、硫酸銨((NH4)2SO4)、滑石粉、硅油為原料，工藝流程為將磷酸二氫銨(NH4H2PO4)和硫酸銨((NH4)2SO4)混合好，采用超音速氣流粉碎設備對上述混合物料進行干法超細化粉碎，然后，取出被超細化粉碎的混合物料添加流動促進劑并在攪拌下滴加硅油，升溫至硅油聚合成膜溫度，使硅油在干粉顆粒表面交聯聚合成膜，恒溫攪拌反應40min后停止反應，制得超細磷酸銨鹽干粉滅火劑。該方法雖然工藝流程簡單，易于工業化，但卻存在以下不足1、干粉滅火劑經硅化處理后可具有很好的防潮、防腐性能，但在撲滅油類火災時，一旦干粉粒子噴射到油面上，由于粒子表面的疏水膜具有很強的親油性，干粉粒子很快沉入油中，不能對油面形成保護作用，又由于干粉滅火劑的冷卻作用甚微，局部殘存的小火苗又會引燃整個油面，因而在撲滅油類火災中存在著“復燃”問題。2、由于表面硅油包膜溫度低，反應時間短，不利于粉料中水分的充分揮發，影響產品的斥水性、流動性、儲存性和噴射性。3、磷酸二氫銨(NH4H2PO4)的超細粒徑已是該工藝條件下所能達到的極限值，單純靠機械粉碎已不可能使粉體粒度更細，采用此法進一步降低干粉粒度已不可能。
公安部天津消防科研所吳頤倫在“干粉滅火劑配方一般原理”(見《消防技術與產品信息》，2000(2)P23-24)一文中介紹了干粉滅火過程中的防復燃途徑和防復燃干粉的制備，其途徑之一是在干粉中添加氟碳化物，使干粉具有斥油性，但所公開的干粉處理過程中用的具體氟碳表面活性劑配制工藝復雜，且制備工藝是在干粉表面先包覆氟碳物膜，然后再包覆硅油膜，這樣處理所獲得的干粉滅火劑其抗復燃性較差。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑及其制備方法，所制得的磷酸銨鹽干粉滅火劑具有粒度小，比表面積大，滅火效能高，且既疏水又疏油，不易吸潮結塊，流動性好、可均勻分散飄浮于著火空間和油面，隔絕空氣，阻止油品復燃的性能。
本發明所述的抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑，是在超細磷酸銨鹽干粉基料表面依次包覆上硅油膜和氟碳物膜而成，其平均粒度≤10μm。磷酸銨鹽干粉基料的配方有以下組分，各組分按重量計，配方為磷酸銨鹽50～90份硫酸銨2～20份滑石粉 2～10份 云母粉1～5份白碳黑 1～10份 碳酸鈣1～10份上述組分中，磷酸銨鹽、硫酸銨的平均粒度≤5μm，磷酸銨鹽可以是磷酸二氫銨(NH4H2PO4)或磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)或磷酸三銨((NH4)3PO4)或焦磷酸銨或聚磷酸銨。
制備上述抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑的工藝流程如下1、配料、氣流粉碎與混合將磷酸銨鹽和硫酸銨按上述配方配料并混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再按上述磷酸銨鹽干粉基料的配方配備其他基料并混合均勻；2、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份硅油 0.5～2份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至100～150℃反應1～3小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料。
3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份氟碳表面活性劑 0.05～0.2份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-或C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料中并充分混合，攪拌升溫至50～150℃反應1～3小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
為了打破粉碎平衡，使平衡向更細化方向移動，進一步降低磷酸銨鹽和硫酸銨粉體的粒徑，在磷酸銨鹽和硫酸銨的氣流粉碎過程中加入了粉碎助劑碳酸鈉或氯化鈉或碳酸氫鈉。粉碎助劑按以下重量比加入磷酸銨鹽和硫酸銨∶粉碎助劑＝100∶(0.5～2)對于普通粒度的磷酸銨鹽干粉滅火劑和其它BC干粉滅火劑，也可采用本發明所述方法包覆硅油膜和氟碳物膜，使其既疏水又疏油。
本發明具有以下有益效果1、本發明所述抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑既疏水又疏油，能撲救A、B、C類火災，尤其適用于撲救油類火災；干粉粒度超細，比表面積大，滅火效能高，其滅火效能約為普通型磷酸銨鹽干粉滅火劑的5倍；其斥水性、含水率、吸濕率、流動性、抗結塊性等性能指標均超過了磷酸銨鹽干粉滅火劑的國家標準GB 15060-1994、GB15060-2002，主要技術、性能指標如下磷酸銨鹽 50～90％平均粒徑 ≤10μm疏水率 95～99％疏油率 95～99％抗結塊性(以針入度表示) ≥30mm，吸濕率 ≤2％含水率 ≤0.20斥水性 不吸水，不結塊流動性 6.2s噴射性 ≥95％
電絕緣性5.00kv2、原料易得，制備工藝簡單，無污染，便于工業化生產。
3、包覆硅油膜過程中提高了包膜溫度并延長了包膜反應時間，因而提高了超細磷酸銨鹽干粉滅火劑的斥水性、流動性、儲存性、噴射性、抗振實性和抗結塊性。
4、在磷酸銨鹽和硫酸銨的氣流粉碎過程中加入了粉碎助劑，進一步降低了磷酸銨鹽和硫酸銨粉體的粒徑。
5、粉碎助劑為無機鹽碳酸鈉或氯化鈉或碳酸氫鈉，不僅價廉，且具有滅火效能。
具體實施例方式
實施例一1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計磷酸二氫銨50份硫酸銨 17份滑石粉10份云母粉 5份白碳黑8份 碳酸鈣 10份將上述干粉基料中的磷酸二氫銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑碳酸鈉，碳酸鈉按以下重量比加入磷酸二氫銨和硫酸銨∶碳酸鈉＝100∶0.52、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份硅油 0.5份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至100℃反應3小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料微粒100份氟碳表面活性劑0.05份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料中并充分混合，在50℃反應3小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
實施例二1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計磷酸二氫銨75份硫酸銨10份滑石粉4份 云母粉3份白碳黑3份 碳酸鈣5份將上述干粉基料中的磷酸二氫銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑氯化鈉，氯化鈉按以下重量比加入磷酸二氫銨和硫酸銨∶氯化鈉＝100∶12、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料100份硅油1份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至120℃反應2小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳化物膜包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料100份氟碳表面活性劑0.1份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料中并充分混合，攪拌升溫至100℃反應2小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
實施例三1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計磷酸二氫銨90份硫酸銨5份滑石粉2份 云母粉1份白碳黑1份 碳酸鈣1份將上述干粉基料中的磷酸二氫銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑碳酸氫鈉，碳酸氫鈉按以下重量比加入磷酸二氫銨和硫酸銨∶碳酸氫鈉＝100∶22、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份硅油 2份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至150℃反應1小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷銨鹽干粉基料 100份氟碳表面活性劑 0.2份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷銨鹽干粉基料中并充分混合，攪拌升溫至150℃反應1小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
實施例四1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計磷酸氫二銨75份硫酸銨8份滑石粉6份 云母粉3份白碳黑3份 碳酸鈣5份將上述干粉基料中的磷酸氫二銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑氯化鈉，氯化鈉按以下重量比加入磷酸氫二銨和硫酸銨∶氯化鈉＝100∶1.22、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料100份硅油 1.2份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至130℃反應1.5小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳化物膜包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份氟碳表面活性劑 0.15份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料中并充分混合，攪拌升溫至100℃反應1.5小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
實施例五1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計磷酸三銨90份硫酸銨2份滑石粉 3份 云母粉1份白碳黑 2份 碳酸鈣2份將上述干粉基料中的磷酸三銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑碳酸氫鈉，碳酸氫鈉按以下重量比加入磷酸三銨和硫酸銨∶碳酸氫鈉＝100∶1.52、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料100份硅油 1.8份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至140℃反應1小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷銨鹽干粉基料 100份氟碳表面活性劑 0.18份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷銨鹽干粉基料中并充分混合，攪拌升溫至120℃反應2小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
實施例六1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計焦磷酸銨75份 硫酸銨12份滑石粉 5份 云母粉2份白碳黑 2份 碳酸鈣4份將上述干粉基料中的焦磷酸銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑碳酸鈉，碳酸鈉按以下重量比加入焦磷酸銨和硫酸銨∶碳酸鈉＝100∶12、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料100份硅油 1.5份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至110℃反應2.5小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料微粒100份氟碳表面活性劑0.12份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料中并充分混合，在110℃反應2.5小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
實施例七1、配料、氣流粉碎與混合磷酸銨鹽干粉基料有以下組分，各組分按重量計聚磷酸銨50份硫酸銨20份滑石粉 8份 云母粉3份白碳黑10份 碳酸鈣9份將上述干粉基料中的聚磷酸銨和硫酸銨混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再與其他基料混合均勻制得超細磷酸銨鹽干粉基料，氣流粉碎時加入粉碎助劑碳酸氫鈉，碳酸氫鈉按以下重量比加入聚磷酸銨和硫酸銨∶碳酸氫鈉＝100∶0.82、包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份硅油 0.8份各組分按重量計；在攪拌下將硅油加入超細磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至100℃反應3小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料；3、包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷銨鹽干粉基料 100份氟碳表面活性劑0.08份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各組分按重量計；將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷銨鹽干粉基料中并充分混合，攪拌升溫至90℃反應2小時，即可獲得抗復燃超細磷銨干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
權利要求
1.一種抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑，其特征在于此種干粉滅火劑是在超細磷酸銨鹽干粉基料表面依次包覆上硅油膜和氟碳物膜而成，超細磷酸銨鹽干粉基料的配方有以下組分，各組分按重量計，配方為磷酸銨鹽50～90份硫酸銨2～20份滑石粉 2～10份 云母粉1～5份白碳黑 1～10份 碳酸鈣1～10份
2.根據權利要求1所述的抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑，其特征在于磷酸銨鹽干粉基料配方中的磷酸銨鹽、硫酸銨的平均粒度≤5μm，干粉滅火劑的平均粒度≤10μm。
3.根據權利要求1或2所述的抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑，其特征在于磷酸銨鹽可以是磷酸二氫銨或磷酸氫二銨或磷酸三銨或焦磷酸銨或聚磷酸銨。
4.一種權利要求1或2或3所述的抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑的制備方法，其特征在于工藝流程為(1)配料、氣流粉碎與混合將磷酸銨鹽和硫酸銨按權利要求1所述配方配料并混合后在室溫下采用超音速氣流干法粉碎的方式粉碎成平均粒度≤5μm的超細干粉，再按權利要求1所述的配方配備其他基料并混合均勻，(2)包覆硅油膜混合均勻的超細磷酸銨鹽干粉基料 100份硅油 0.5～2份各組分按重量計，在攪拌下將硅油加入磷酸銨鹽干粉基料中，混合均勻，升溫至100～150℃反應1～3小時，獲得表面包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料，(3)包覆氟碳物膜包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料100份氟碳表面活性劑0.05～0.2份氟碳表面活性劑為C8F17SO2NH(CH2)3N+(CH3)2I-或C8F17SO2NH(CH2)3N(CH3)2·O，各組分按重量計，將氟碳表面活性劑加入包覆有硅油膜的超細磷酸銨鹽干粉基料中，充分混合，攪拌升溫至50～150℃反應1～3小時，即可獲得權利要求1所述的抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑，將溫度降至室溫出料。
5.根據權利要求4所述的抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑的制備方法，其特征在于在磷酸銨鹽和硫酸銨的氣流粉碎過程中加入粉碎助劑碳酸鈉或氯化鈉或碳酸氫鈉，粉碎助劑按以下重量比加入磷酸銨鹽和硫酸銨∶粉碎助劑＝100∶(0.5～2)。
全文摘要
一種抗復燃超細磷酸銨鹽干粉滅火劑，在超細磷酸銨鹽干粉基料表面依次包覆上硅油膜和氟碳物膜而成，超細磷酸銨鹽干粉基料的配方為磷酸銨鹽50～90份、硫酸銨2～20份、滑石粉2～10份、云母粉1～5份、白碳黑1～10份、碳酸鈣1～10份，上述組分中，磷酸銨鹽、硫酸銨的平均粒度≤5μm。制備方法的工藝流程為配料、氣流粉碎與混合；包覆硅油膜；包覆氟碳物膜。氟碳表面活性劑為C
文檔編號A62D1/00GK1597024SQ20041004069
公開日2005年3月23日 申請日期2004年9月17日 優先權日2004年9月17日
發明者徐卡秋, 張允湘, 趙春霞 申請人:四川大學