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1、(10)授权公告号 CN 102614617 B (45)授权公告日 2014.10.29 CN 102614617 B (21)申请号 201210059271.5 (22)申请日 2012.03.08 A62D 1/06(2006.01) (73)专利权人 中国农业大学 地址 100193 北京市海淀区圆明园西路 2 号 (72)发明人 王顺喜 韩培 (74)专利代理机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 关畅 CN 101239228 A,2008.08.13, CN 1196269 A,1998.10.21, CN 102247684 A,2011.11.23, (5。
2、4) 发明名称 一种超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种超细磷酸铵盐干粉灭火剂 及其制备方法。该所述灭火剂的组成与配方如 下， 均按重量计 ： 磷酸二氢铵 50.6 73 ； 白炭黑 1.5 2.2 ； 活性白土 2.9 4.5 ； 云母粉 3.6 4.5 ； 碳酸钙 1.5 5.6 ； 滑石粉 2.2 5.1 ； ND1 8.5 15.7 ； ND2 6.1 12.5。本发明提供的上 述灭火剂的制备方法包括如下步骤 ： (1) 将磷酸 二氢铵和白炭黑进行混合后经超微粉碎得到混合 物 a ； (2) 将所述混合物 a 与所述活性白土、 云母 粉、 碳酸钙、 滑石。
3、粉、 ND1和ND2混合再经所述超微 粉碎即得。由于磷酸铵盐超细干粉灭火剂粒径变 小、 比表面比普通型灭火剂颗粒成倍提高， 灭火时 的化学反应速度急剧升高， 灭火效率特别高。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 赵铁 权利要求书 1 页 说明书 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书4页 (10)授权公告号 CN 102614617 B CN 102614617 B 1/1 页 2 1. 一种超细磷酸铵盐干粉灭火剂， 其特征在于 ： 所述灭火剂的组成与配方如下， 均按 重量计 ： 磷酸二氢铵 50.673 ； 白炭黑 1.52.2 。
4、； 活性白土 2.94.5 ； 云母粉 3.64.5 ； 碳酸钙 1.55.6 ； 滑石粉 2.25.1 ； ND1 8.515.7 ； ND2 6.112.5 ； 所述ND1为由碳酸钙、 碳酸铝和碳酸钾中的一种或多种组成的复配混合物 ； 所述ND2为 由硅酸钙与三氧化二铝、 氧化镁、 三氧化二铁和氧化钙中的一种或多种组成的复配混合物。 2. 根据权利要求 1 所述的灭火剂， 其特征在于 ： 所述灭火剂的粒径为 15m。 3. 权利要求 1 或 2 所述灭火剂的制备方法， 包括如下步骤 ： （1） 将磷酸二氢铵和白炭黑进行混合后经超微粉碎得到混合物 a ； （2） 将所述混合物 a 与所述活性。
5、白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1 和 ND2 混合再经所 述超微粉碎即得 ； 所述超微粉碎采用球磨粉碎 ； 所述球磨粉碎在球磨机中进行。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于 ： 所述混合物 a 的粒径为 210m。 权 利 要 求 书 CN 102614617 B 2 1/4 页 3 一种超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法， 属于干粉灭火剂及其制 备技术领域。 背景技术 0002 中国是一个草原火灾比较严重的国家， 根据农业部草原防火指挥部办公室统计， 在我国的 4 亿 hm2草原中火灾易发区占 1。
6、/3， 频繁发生火灾区占 1/6 ； 目前扑救草原火灾的 主要方法有强风灭火、 喷 ( 洒 ) 水灭火、 开设隔离带等物理灭火方法， 以及喷洒化学灭火剂 的方法。草原用化学灭火剂一般可分为短效和长效两大类。短效灭火剂主要是依靠水起灭 火作用， 在水中加入少量化学物质， 喷洒在可燃物上， 发挥相当于数倍水的灭火作用， 化学 药剂的水溶液当水分完全蒸发掉后它的阻火和灭火能力随之消失。 短效灭火剂包括 ： 纯水， 湿润水， 增稠水， 泡沫灭火剂等。 长效 ： 是在水中加入抑制火焰的化学药剂， 依靠化学药剂起 灭火作用， 灭火效果比水灭火效果高 5-10 倍。化学药剂的水溶液， 当水分完全蒸发掉后， 。
7、它 仍具有阻火和灭火能力， 称长效灭火剂。它是通过化学药剂和可燃物或它的燃烧产物间发 生化学反应而抑制火焰蔓延。草原防火剂中含有大量的 N 和 P 元素， 而含磷化合物和含氮 化合物可以组成磷氮 (P-N) 阻燃增效体系。其阻燃机理主要有覆盖作用、 成炭、 磷氮协同效 应、 气体稀释作用等机理。目前干粉灭火剂也开始应用于草原灭火中。 0003 磷酸铵盐灭火剂因其灭火效能高， 对环境友好成为哈龙灭火剂的最理想替代品之 一。国内外为了进一步提高灭火效能进行了大量研究， 其方向是优化磷酸铵盐干粉灭火剂 的配方和磷酸铵盐干粉超细化， 而超细化对提高灭火效能贡献相对较大。超细化磷酸铵盐 干粉和普通干粉相。
8、比， 粒径变小、 比表面成倍提高， 所以其灭火消能比普通磷酸盐灭火剂高 出数倍。因此， 有必要研究一种低成本、 高灭火消能的磷酸铵盐超细干粉灭火剂。 发明内容 0004 本发明的目的是超细磷酸铵盐干粉灭火剂及其制备方法。 0005 本发明提供了一种超细磷酸铵盐干粉灭火剂， 其组成与配方如下， 均按重量份 计 ： 0006 磷酸二氢铵 50.6 73 ； 白炭黑 1.5 2.2 ； 0007 活性白土 2.9 4.5 ； 云母粉 3.6 4.5 ； 0008 碳酸钙 1.5 5.6 ； 滑石粉 2.2 5.1 ； 0009 ND1 8.5 15.7 ； ND2 6.1 12.5 ； 0010 N。
9、D1 为主要含碳酸盐的复配混合物， ND2 为主要含硅酸盐的复配混合物。 0011 上述干粉灭火剂中， 磷酸二氢铵、 白炭黑、 活性白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1 和 ND2 的质量份数比具体可为 50.6 1.5 2.9 3.6 1.5 2.2 8.5 6.1 或 73 1.5 4.5 4.5 5.6 5.1 15.7 12.5。 0012 上述干粉灭火剂的粒径范围可为 1 5m， 如 2.51m 或 2.68m。 说 明 书 CN 102614617 B 3 2/4 页 4 0013 上述干粉灭火剂中， 所述 ND1 可为含碳酸钙、 碳酸铝和碳酸钾中的一种或多种的 复配混合物。
10、 ； 所述 ND2 可为硅酸钙与三氧化二铝、 氧化镁、 三氧化二铁和氧化钙中的一种或 多种的复配混合物。 0014 上述干粉灭火剂中， 所述 ND1 具体可为由碳酸钙、 碳酸铝和碳酸钾中的一种或多 种组成的复配混合物 ； 所述 ND2 具体可为由硅酸钙与三氧化二铝、 氧化镁、 三氧化二铁和氧 化钙中的一种或多种组成的复配混合物。 0015 本发明还提供了上述灭火剂的制备方法， 包括如下步骤 ： 0016 (1) 将磷酸二氢铵和白炭黑混合后经超微粉碎得到混合物 a ； 0017 (2) 将所述混合物 a 与所述活性白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1 和 ND2 混合再 经所述超微粉碎即。
11、得。 0018 上述的制备方法中， 所述混合物 a 的粒径可为 2 10m， 如 4.34m 或 4.45m。 0019 上述的制备方法中， 所述超微粉碎可以采用球磨粉碎、 气流粉碎或者辊碾粉碎 ； 所 述球磨粉碎可在球磨机中进行。 0020 本发明提供的超细磷酸铵盐干粉灭火剂投入火场时， 其极细微颗粒在一定时间内 悬浮在火场空间区域， 遇到燃烧火焰后产生吸热分解化学反应， 可以瞬间分解出氨和磷酸， 随后生成聚磷酸， 每一步反应均是吸热反应， 它对火场有较好的冷却作用 ； 遇热分解产生的 PO 自由基能与火焰燃烧反应中产生的 OH 自由基反应， 瞬间可以降低 OH 自由基浓度或终止 燃烧反应产。
12、生新的自由基， 直接降低了草原火场的燃烧反应速率 ； 当火焰中 PO 自由基浓度 较高， 与火焰接触面积足够大， 燃烧赖以维持的自由基终止速率大于燃烧反应的生成速率 时， 产生燃烧自由基的链式燃烧反应被逐步终止， 导致火焰熄灭 ； 稍大一点的灭火剂微小颗 粒在火场高温下也发生分解反应， 在草原可燃物固体物质表面生成一层玻璃状薄膜残留覆 盖于燃烧物表面， 这种残留薄膜覆盖层可以使可燃物的燃烧表面与空气隔绝， 断绝氧气供 应， 迫使燃烧逐步熄灭 ； 当覆盖物达到一定厚度时， 它还能够阻止燃烧进行， 发挥阻燃作用， 大大降低火场燃烧强度， 为控制火势和扑灭火焰创造了良好条件， 同时也显著减少了火场 。
13、复燃概率。 0021 本发明具有以下有益效果 ： 0022 1) 灭火效果好 ： 由于磷酸铵盐超细干粉灭火剂粒径变小、 比表面比普通型灭火剂 颗粒成倍提高， 灭火时的化学反应速度急剧升高， 灭火效率特别高。 0023 2) 流动扩散性能好 ： 超细干粉灭火剂微粒经过表面改性之后， 微粒之间不会聚 团， 流动性好， 大大提高了其喷射和空间扩散性能， 灭火效能比普通干粉灭火剂高数十倍。 0024 3) 灭火范围广 ： 通过试验表明， 本灭火剂不但可以用于扑灭 A 类火灾， 也可以用来 扑灭 B 类液体物质火灾， 对于多种火灾的适应性比较好， 经过草原 A 类火灾模拟灭火试验， 在模拟试验条件下普通。
14、草原可燃物着火扑灭时间不大于 2 秒 ； 在 B 类液体物质火灾模拟试 验条件下柴油等液态可燃物着火扑灭时间不大于 3 秒， 整体灭火效果比较理想。 0025 4) 具有绿色环保特性 ： 该灭火剂属于环境友好、 绿色环保型灭火剂， 它对消耗臭 氧潜能值 (Ozone depleting potential， ODP) 为零， 温室效应潜能值 (Global warming potential， GWP) 为零， 对人畜和草原生态无毒无害， 对火灾需要保护的目标对象无腐蚀无 污染。 0026 5) 成本低廉 ： 草原火灾灭火剂用量大， 成本要求比较苛刻， 本发明灭火剂成本比 说 明 书 CN 1。
15、02614617 B 4 3/4 页 5 市场上超细干粉灭火剂要求低 60 80， 比较适合草原火灾或防灾经费紧张有需要廉价 灭火剂的使用场合。 具体实施方式 0027 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明， 均为常规方法。 0028 下述实施例中所用的材料、 试剂等， 如无特殊说明， 均可从商业途径得到。 0029 实施例 1、 磷酸铵盐超细干粉灭火剂的制备 0030 (1) 取磷酸二氢铵， 并干燥至含水率 0.15以下， 与白炭黑混合后经 QM 行星式球 磨机以 0 0 200 的球磨比， 在 350r/min 下， 经 20min 粉碎后得到混合物 a， 其粒径为 4.45m ； 其。
16、中， 磷酸二氢铵与白炭黑的质量份数比为 50.6 1.5 ； 0031 (2)将得到的混合物a与活性白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1(为由碳酸钙和碳 酸铝组成的复配混合物 ) 和 ND2( 为硅酸钙与三氧化二铝的复配混合物 ) 混合， 经 QM 行星 式球磨机以 0 280 220 的球磨比， 在 450r/min 下， 经 40min 粉碎后即得磷酸铵盐灭火 剂， 其粒径为 2.68m ； 其中， 混合物 a、 活性白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1 和 ND2 的质 量份数比为 52.1 2.9 3.6 1.5 2.2 8.5 6.1。 0032 上述得到的成品灭火剂。
17、的性能参数如表 1 所示 ： 0033 表 1 实施例 1 制备的灭火剂的性能参数 0034 0035 由表 1 中数据可知， 本实施例制备的磷酸铵盐超细干粉灭火剂的颗粒粒径比常规 干粉灭火剂偏小， 粒度均匀性好， 灭火比表面积大， 从而空气动力学性能更好， 进入火场后 分布形态较好， 喷射距离较远， 冲入火场能力强， 灭火效能较高 ； 它的斥水和防水性能突出， 比常规的干粉灭火剂更易保存。 0036 实施例 2、 磷酸铵盐超细干粉灭火剂的制备 0037 (1) 取磷酸二氢铵， 并干燥至含水率 0.15以下， 与白炭黑混合后经 QM 行星式球 说 明 书 CN 102614617 B 5 4/。
18、4 页 6 磨机以 0 0 200 的球磨比， 在 350r/min 下， 经 20min 粉碎后得到混合物 a， 其粒径为 4.34m ； 其中， 磷酸二氢铵与白炭黑的质量份数比为 73 1.5 ； 0038 (2) 将得到的混合物 a 与活性白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1( 为含碳酸钙、 碳酸铝和碳酸钾中的一种或多种的复配混合物 ) 和 ND2( 为硅酸钙与三氧化二铝、 氧化 镁、 三氧化二铁和氧化钙中的一种或多种的复配混合物 ) 混合， 经 QM 行星式球磨机以 0 280 220 的球磨比， 在 450r/min 下， 经 40min 粉碎后即得磷酸铵盐灭火剂， 其粒径为。
19、 2.51m ； 其中， 混合物 a、 活性白土、 云母粉、 碳酸钙、 滑石粉、 ND1 和 ND2 的质量份数比为 74.5 4.5 4.5 5.6 5.1 15.7 12.5。 0039 上述得到的成品灭火剂的性能参数如表 2 所示 ： 0040 表 2 实施例 2 制备的灭火剂的性能参数 0041 0042 由表 2 中数据可知， 本实施例制备的磷酸铵盐超细干粉灭火剂的颗粒粒径比常规 干粉灭火剂偏小， 粒度均匀性好， 灭火比表面积大， 从而空气动力学性能更好， 进入火场后 分布形态较好， 喷射距离较远， 冲入火场能力强， 灭火效能较高 ； 它的斥水和防水性能突出， 比常规的干粉灭火剂更易。
20、保存。 0043 其余组分和配比不变， 将 ND1 替换成碳酸钙、 碳酸铝、 碳酸钾、 由碳酸钙和碳酸钾 组成的复配混合物、 由碳酸铝和碳酸钾组成的复配混合物或由碳酸钙、 碳酸铝和碳酸钾组 成的复配混合物， 并使其与其余组分的配比不变， 结果得到的灭火剂的性能与上述实施例 得到的灭火剂的性能无显著差异。 0044 其余组分和配比不变， 将 ND2 替换成由硅酸钙与氧化镁、 三氧化二铁和氧化钙中 任一种组成的复配混合物、 由硅酸钙与三氧化二铝、 氧化镁、 三氧化二铁和氧化钙中任两种 组成的复配混合物、 由硅酸钙与三氧化二铝、 氧化镁、 三氧化二铁和氧化钙中任三种组成的 复配混合物或由硅酸钙与三氧化二铝、 氧化镁、 三氧化二铁和氧化钙组成的复配混合物， 并 使其与其余组分的配比不变， 结果得到的灭火剂的性能与上述实施例得到的灭火剂的性能 无显著差异。 说 明 书 CN 102614617 B 6 。