一种用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂及其制备方法与流程

本发明涉及消防灭火技术领域，尤其涉及一种用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂及其制备方法的。

背景技术：

大体上来说，火灾主要分为a、b、c、d、e、f类，每一类型的火灾，都对应有阻止其燃烧的灭火剂。

现阶段中，市面上针对上述各类型火灾的干粉灭火剂，有：如，a类火灾，主要是指固体物质火灾，这种物质通常具有有机物质性质，一般在燃烧时能产生灼热的余烬，如木材、煤、棉、毛、麻、纸张等火灾；b类火灾，主要是指液体或可熔化的固体物质火灾；如煤油、柴油、原油，甲醇、乙醇、沥青、石蜡等火灾；c类火灾是指气体火灾；如煤气、天然气、甲烷、乙烷、丙烷、氢气等火灾；d类火灾的灭火剂主要针对易燃金属或金属烷基物质的灭火剂。

针对三乙基铝发生的火灾阻燃灭火剂，市面主要采用烷基铝d类灭火剂，组分主要包括硼砂、氯化钠、氯化钾、氯化钡、碳酸钠和石墨等，这类灭火剂组要是采用粉体覆盖三乙基铝的火焰，实现与空气中的氧气相隔绝，使其不再复燃。但是，这种灭火剂，通过粉体覆盖火焰实现对隔离空气中的氧气，往往出会出现部分火星未被灭火剂粉体覆盖而出现复燃的问题。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明所要解决的问题之一在于提供一种用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

本发明所要解决的问题之二在于提供用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的一种用于阻燃三乙基铝火灾的灾干粉灭火剂，按照质量百分比，包括如下组分：

sio2：50～70％，

nahco3：7～20％，

khco3：2～7％，

cao：1～4％，

al(oh)3：1～3％。

在一个实施例中，按照质量百分比，还包括如下组分：

淀粉：1～4％，和/或十二烷基硫酸钠：7～20％。

在一实施例中，所述用于阻燃三乙基铝火灾的灾干粉灭火剂，按照质量百分比，包括如下组分：

sio2：60％，

nahco3：16％，

khco3：3％，

cao：3％，

al(oh)3：2％，

淀粉：2％，

十二烷基硫酸钠：14％。

在一个实施例中，，按照质量百分比，还包括如下组分：

淀粉：2％，和/或十二烷基硫酸钠：14％。

本发明还提供上述种用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂的制备方法，包括以下步骤：

按照质量百分比，将7～20％的nahco3粉体及2～7％的khco3粉体加入另一个混料机中，于室温下搅拌研磨5～10分钟，得到混合粉体b，备用；

按照质量百分比，将50～70％的sio2粉体、1～4％的cao粉体及1～3％的al(oh)3粉体加入混料机中，于室温下搅拌研磨7～20分钟；得到混合粉体c；备用；

将混合粉体b加入混合粉体c中，混合20～40分钟，获得所述的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

在一个实施例中，所述制备方法中，在将混合粉体b加入混合粉体c之前，还包括以下步骤：

按照质量百分比，将1～4％的淀粉和7～20％的十二烷基硫酸钠混合后，于室温下搅拌搅拌7～20分钟，得到混合粉体a；然后将混合物a和b依次加入混合物c中，混合20～40分钟，获得所述的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

在一个实施例中，所述制备方法，包括以下步骤：

按照质量百分比，将16％的nahco3粉体及3％的khco3粉体加入另一个混料机中，于室温下搅研磨5～10分钟，得到混合粉体b，备用；

将60％的sio2粉体、3％的cao粉体及2％的al(oh)3粉体加入混料机中，于室温下搅拌研磨7～20分钟；得到混合粉体c；备用；

将所述混合粉体b加入混合粉体c中，混合20～40分钟，获得所述的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

在一个实施例中，所述制备方法中，在将混合粉体b加入混合粉体c之前，还包括以下步骤：

按照质量百分比，将2％的淀粉和14％的十二烷基硫酸钠混合后，于室温下搅拌搅拌7～20分钟，得到混合粉体a；然后将混合物a和b依次加入混合物c中，混合20～40分钟，获得所述的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

在一个实施例中，所述制备方法，所述混合粉体b的粒径为0.1～0.5毫米。

在一个实施例中，所述制备方法，所述混合粉体c的粒径为0.1～0.5毫米。

在一个实施例中，所述制备方法，所述混合粉体b的粒径为0.25毫米。

在一个实施例中，所述制备方法，所述混合粉体c的粒径为0.25毫米。

本发明提供的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂，主要利用阻燃剂中的二氧化硅粉体进行有效的覆盖三乙基铝的火焰，使其与空气中的氧气隔离，防止进一步燃烧；同时，利用碳酸氢钠和碳酸氢钾两种添加剂在分解后产生的二氧化碳，迅速稀释或驱散三乙基铝燃烧区域范围内空气中的氧气，降低氧气含量，达到进一步阻燃的效果；另外，碳酸氢钠和碳酸氢钾两种添加剂在分解过程中瞬间产生的二氧化碳强气流，也可以对三乙基铝的火星或火焰起到瞬间扑灭的效果。

附图说明

图1为本发明提供的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

本发明中，混合粉体a、b或c，只是一个标识，并不是指代一种物质；是为了论述方便给出的一种混合粉体的标识号。

本发明提供的一种用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂，属于d类火灾灭火剂；其化学通式为：70sio2·20nahco3·5cao·3khco3·2al(oh)3·5十二烷基硫酸钠·5淀粉；按照质量百分比，包括如下组分：

sio2：50～70％，

nahco3：7～20％，

khco3：2～7％，

cao：1～4％，

al(oh)3：1～3％。

在一个较好的实施例中，按照质量百分比，干粉灭火剂还包括组分：淀粉：1～4％；或者干粉灭火剂还包括组分：十二烷基硫酸钠：7～20％；或者干粉灭火剂还包括组分：淀粉：1～4％，及十二烷基硫酸钠：7～20％。

上述用于阻燃三乙基铝火灾的灭火剂的各组分中，sio2作为三乙基铝燃质的阻燃剂。sio2成本低、易于粉碎加工、化学性质稳定且惰性好，一般状态下，不易于发生化学反应，具有良好的阻燃效果。使用时，sio2粉体直接覆盖在三乙基铝燃质上，使其与空气中的氧气隔离，防止进一步燃烧。

nahco3和khco3两种添加剂在在受热分解后产生的co2，可以迅速稀释或驱散三乙基铝燃烧区域范围内空气中的氧气，降低氧气含量，达到进一步阻燃的效果；另外，nahco3和khco3两种添加剂在分解过程中瞬间产生的co2强气流，也可以对三乙基铝的火星起到瞬间扑灭的效果。

cao和al(oh)3，作为碱性粉体物质，也可以进一步起到阻燃三乙基铝燃烧的效果。

淀粉是一种亲水性物质，具有高吸水性；其可以吸食上述火焰中的水分，形成粘稠状的浆液，并在受热过程中产生成膨胀力，形成气泡，不断的在三乙基铝表面扩大覆盖面，进一步阻燃三乙基铝燃烧，提升灭火效果。淀粉可以是绿豆淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、菱角淀粉、莲藕淀粉，荸荠淀粉、玉米淀粉、太白粉、番薯粉、葛粉、木薯粉、西谷椰子淀粉、水晶粉、生粉等中的一种或几种。

十二烷基硫酸钠名称：十二烷基硫酸钠，sodiumdodecylsulfate(sds)别名：椰油醇(或月桂醇)硫酸钠、k12、发泡剂等。化学式：c12h25—oso3na，是一种无毒的阴离子表面活性剂，在灭火剂组分中起到乳化和发泡的作用，使粉体组分粉体表面形成一层乳化层后并发泡分散粉体灭火剂，尽可能形成一个较大区域范围的粉体覆盖、阻燃三乙基铝火焰的效果。

本发明中，三乙基铝为无色液体，化学性质非常活泼，与空气接触时可迅速氧化甚至自然，遇水时与水发生强烈反应，生产氢氧化铝(al(oh)3)和乙烷，并产生大量热量，甚至发生爆炸。本发明的一个创新点就是al(oh)3，其在阻燃三乙基铝时，会产生一定游离的al³⁺离子，而三乙基铝((ch3ch2)3al)在燃烧时也会产生al³⁺离子，而灭火剂中又有al(oh)3产生一定游离的al³⁺离子；此时，其化学反应平衡原理，al(oh)3产生的al³⁺离子将提升三乙基铝产生的al³⁺离子，从而导致三乙基铝产物中的al³⁺离子的浓度增大，进而促使三乙基铝的受热反应向生产三乙基铝方向进行，也就是阻碍三乙基铝的分解，阻止三乙基铝受热发生爆炸反应的可能。也就是说，按照化学反应的热力学平衡机理可知，al(oh)3产生游离的al³⁺离子为生成物，而三乙基铝产生的al³⁺离子也是生成物，反应式如下：

al(oh)3——al³⁺；

(ch3ch2)3al——al³⁺。

由上述两个化学反应式以及化学反应平衡机理可知，三乙基铝的正向，即向生成al³⁺离子方向的反应，由于受到al(oh)3产生的al³⁺离子缘故，是的生成物中的al³⁺离子浓度增大，使得三乙基铝受热分解反应向有利于逆方向(即向合成三乙基铝化合物的方向)进行，从而阻止了三乙基铝受热分解反应，避免或消除三乙基铝受热或燃烧爆炸的发生。

另外，nahco3和khco3受热分解后产生二氧化碳其他，能够迅速的将三乙基铝与空气中的氧气隔离开，阻止其进一步燃烧；sio2粉体则分散覆盖在三乙基铝表面，使其与空气中的氧气隔开。cao可以吸收空气中的水分，使得本发明的灭火剂具有较强的防潮性，可以防止灭火剂受潮、结块。因此，本发明使用sio2、nahco3、khco3、al(oh)3等作为灭火剂粉体成分，成本低，易于加工、储存和运输。

因此，本发明的干粉灭火剂，主要利用阻燃剂中的二氧化硅粉体进行有效的覆盖三乙基铝的火焰，使其与空气中的氧气隔离，防止进一步燃烧；同时，利用碳酸氢钠和碳酸氢钾两种添加剂在分解后产生的二氧化碳，迅速稀释或驱散三乙基铝燃烧区域范围内空气中的氧气，降低空气中氧气含量或隔绝空气，达到进一步阻燃的效果；另外，碳酸氢钠和碳酸氢钾两种添加剂在分解过程中瞬间产生的二氧化碳强气流，也可以对三乙基铝的火星起到瞬间扑灭的效果；al(oh)3也可以对三乙基铝的受热反应起到受热爆炸的效果。

在一实施例中，所述用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂，按照质量百分比，包括如下组分：

sio2：60％，

nahco3：16％，

khco3：3％，

cao：3％，

al(oh)3：2％。

在一个较好的实施例中，按照质量百分比，干粉灭火剂还包括组分：淀粉：2％；或者干粉灭火剂还包括组分：十二烷基硫酸钠：14％；或者干粉灭火剂还包括组分：淀粉：2％，及十二烷基硫酸钠：14％。

如图1所示，上述用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂的制备工艺流程，包括以下步骤：

s1、按照质量百分比，将1～4％的淀粉和7～20％的十二烷基硫酸钠混合后，于室温下搅拌搅拌7～20分钟，得到混合粉体a；备用。

s2、按照质量百分比，将7～20％的nahco3粉体及2～7％的khco3粉体加入另一个混料机中，于室温下搅拌研磨5～10分钟，直到混合粉体的粒径为0.1～0.5毫米为止，得到混合粉体b，备用；

s3、按照质量百分比，将50～70％的sio2粉体、1～4％的cao粉体及1～3％的al(oh)3粉体加入混料机中，于室温下搅拌研磨7～20分钟，直到混合粉体的粒径为0.1～0.5毫米为止，得到混合粉体c；备用；

s4、将混合粉体a和混合粉体b依次加入混合粉体c，混合20～40分钟，获得所述的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

本发明的灭火剂中，干粉粒子的粒径大于等于0.1毫米、小于或等于0.5毫米。这种粒径的粒子，分散性好、不易团聚，在灭火喷洒阻燃燃烧物质时，能够分散开来，覆盖在燃烧的三乙基铝表面，阻燃三乙基铝进一步燃烧，提升了灭火剂的灭火效果。

在一个实施例中，所述制备方法，包括以下步骤：

s11、按照质量百分比，将2％的淀粉和14％的十二烷基硫酸钠混合后，于室温下搅拌研磨7～20分钟，得到混合粉体a；

s22、按照质量百分比，将16％的nahco3粉体及3％的khco3粉体加入另一个混料机中，于室温下搅研磨5～10分钟，直到混合粉体的粒径为0.25毫米为止，得到混合粉体b，备用；

s33、将60％的sio2粉体、3％的cao粉体及2％的al(oh)3粉体加入混料机中，于室温下搅拌研磨7～20分钟，直到混合粉体的粒径为0.25毫米为止，得到混合粉体c；备用；

s44、将所述混合粉体a和混合粉体b依次加入混合粉体c，混合20～40分钟，获得所述的用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

下面以几个具体实施例进行说明

实施例1

按照质量百分比，称取1％的淀粉10g、20％的十二烷基硫酸钠粉体200g，加入搅拌器中，于室温下搅拌搅拌20分钟，得到混合粉体a，备用。

按照质量百分比，称取将20％的nahco3粉体200g、2％的khco3粉体20g加入另一个混料机中，于室温下搅拌研磨10分钟，直到混合粉体的粒径为0.1毫米为止，得到混合粉体b，备用；

按照质量百分比，称取50％的sio2粉体500g、4％的cao粉体、3％的al(oh)3粉体30g加入混料机中，于室温下搅拌研磨20分钟，直到混合粉体的粒径为0.1毫米为止，得到混合粉体c；备用；

将上述制得的混合粉体a和混合粉体b依次加入混合粉体c中，于拌料机中混合20分钟，获得用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

实施例2

按照质量百分比，称取4％的淀粉40g、7％的十二烷基硫酸钠粉体70g，加入搅拌器中，于室温下搅拌搅拌7分钟，得到混合粉体a，备用。

按照质量百分比，称取将10％的nahco3粉体100g、7％的khco3粉体70g加入另一个混料机中，于室温下搅拌研磨20分钟，直到混合粉体的粒径为0.3毫米为止，得到混合粉体b，备用；

按照质量百分比，称取70％的sio2粉体700g、1％的cao粉体10g、1％的al(oh)3粉体10g加入混料机中，于室温下搅拌研磨7分钟，直到混合粉体的粒径为0.5毫米为止，得到混合粉体c；备用；

将上述制得的混合粉体a和混合粉体b依次加入混合粉体c中，于拌料机中混合40分钟，获得用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

实施例3

按照质量百分比，称取2％的淀粉20g、14％的十二烷基硫酸钠粉体140g，加入搅拌器中，于室温下搅拌搅拌15分钟，得到混合粉体a，备用。

按照质量百分比，称取将16％的nahco3粉体160g、3％的khco3粉体30g加入另一个混料机中，于室温下搅拌研磨8分钟，直到混合粉体的粒径为0.25毫米为止，得到混合粉体b，备用；

按照质量百分比，称取60％的sio2粉体600g、3％的cao粉体30g、2％的al(oh)3粉体20g加入混料机中，于室温下搅拌研磨15分钟，直到混合粉体的粒径为0.25毫米为止，得到混合粉体c；备用；

将上述制得的混合粉体a和混合粉体b依次加入混合粉体c中，于拌料机中混合30分钟，获得用于阻燃三乙基铝火灾的干粉灭火剂。

对比例1

按照重量，称取二氧化硅2kg、高聚磷酸铵5kg、改性氯化钠2kg、k12(阴离子表面活性剂)0.5kg、硬脂酸0.4kg及淀粉0.1kg等原料物质，加入犁刀式混合机中进行混合均匀，在70～90℃的烘干炉中进行烘干、交联、固化，制得所需的d类d类火灾干粉灭火剂。

对比例2

市购10kg武汉雨神消防有限公司生产的“雨神”牌烷基铝类火灾灭火剂，与实施例1～3的灭火剂进行技术参数比对，检测结果表2。

将上述实施例1～3、对比例1～2干粉灭火剂，分别装入五个灭火罐中，按照d类灭火剂的《中华人民共和国公共安全行业标注》(ga979-2012)要求，分别制成四个灭火器；以石油燃烧为例，按照《石油化工企业设计防火规范》gb50160-2008的要求，在相同条件下进行灭火试验测试，技术参数测试结果如表1。

表1灭火剂技术参数测试结果

由上述试验测试结果可知：1、本发明灭火剂配方在松密度上优于对比例，松密度维持在1.0±0.2时，灭火剂的疏松度大、灭火时覆盖范围广；2、灭火剂的流动性而言，流动性低于8.0s，则表明灭火剂具有流动覆盖效果，可以增大灭火覆盖面积，实施例1～3的灭火剂流动性强于对比例灭火剂的流动性；3、灭火效能，实施例1～3中，灭火剂的灭火效能普遍高于对比例，尤其是实施例3的灭火效果最佳。总之，本发明提供的用于阻燃三乙基铝火灾的灭火剂，具有较好的灭火效果。

应当理解的是，上述针对本发明较佳实施例的表述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

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