[发明专利]一种核壳结构复合粉体灭火剂及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于粉体灭火剂技术领域，特别涉及核壳结构的复合粉体灭火剂及其制备方法。

【背景技术】

在气体、粉体、水系、泡沫等常用的灭火剂当中，粉体灭火剂由于其灭火效率较高，灭火速度快、对环境友好，对人体无毒害，来源广泛、价格低廉等优点而得到广泛的应用，特别适用于缺水地区的火灾扑救。常用的粉体灭火剂的灭火活性组分主要有碳酸氢钠，碳酸氢钾，磷酸二氢铵等。但是传统的干粉灭火剂存在颗粒尺寸较大，粒子沉降快，分解速度较慢，使得灭火活性组分粒子不能充分与火焰接触，灭火作用不能充分发挥，从而制约了粉体灭火剂的实际应用范围。为提高粉体灭火剂的灭火性能，目前主要采用的措施是对粉体进行超细化处理，但是对粉体进行超细化处理需要特殊的设备，且粒径降低的程度有限；而粒径较小的粒子表面能大，相互之间很容易团聚，流动性下降，又会降低干粉灭火剂的灭火效能。因此，发展粒径适宜、灭火效能高的新型干粉灭火剂是目前火灾安全科学与技术领域的研究热点之一。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种具有良好灭火效果的核壳结构复合粉体灭火剂及其制备方法。

本发明的复合粉体灭火剂，其特征在于按所占体系的质量百分比含有：

沸石                            78～90％，

碳酸氢钠/碳酸氢钾/磷酸二氢铵    8.0～18％，

二氧化硅                        0.5～1.0％，

滑石粉                          1.5～3.0％。

本发明的复合粉体灭火剂的制备方法，其特征在于：按占体系的质量百分比将78～90％的平均粒径在10μm以下的细化沸石放入占体系质量百分比8.0～18.0％、浓度为0.01～0.10mol/L的碳酸氢钠、碳酸氢钾或磷酸二氢铵的水溶液中，以速度为300～600r/min的速度机械搅拌4～8h，然后在温度为-10℃～-30℃和压力为1.3～13Pa的条件下将溶液进行真空冷冻干燥，然后在所得粉体中加入占体系的质量百分比0.5～1.0％的二氧化硅和占体系的质量百分比1.5～3.0％的滑石粉，混合均匀后，即得本发明的核壳结构复合粉体灭火剂。

所述沸石可以选用4A型、13X型或丝光沸石。

与现有干粉灭火剂相比，本发明利用了沸石天然的多孔结构和良好的吸附性能，通过溶液浸泡和冷冻干燥相结合的方法，将碳酸氢钠、碳酸氢钠或磷酸二氢铵负载在超细沸石基体的表面，形成了表面为纳米级的碳酸氢钠、碳酸氢钠或磷酸二氢铵灭火活性组分粒子，内部为多孔沸石的核壳结构型复合粒子。这种结构的粉体在遇到火焰受热后，表面所负载的碳酸氢钠、碳酸氢钠或磷酸二氢铵纳米粒子，可迅速分解，捕捉燃烧自由基，发挥灭火作用；且由于沸石基体的多孔结构，复合粒子密度较小，在空气中悬浮时间长，可以与火焰长时间接触，从而充分发挥灭火作用；此外，沸石基体自身也具有灭火作用，沸石中含有钠等金属离子，且比表面积大，对燃烧自由基的俘获能力强。因此，这种具有核壳结构的复合粉体灭火效果显著增强。少量氢氧化钙和滑石粉的加入，可以改善粉体的流动性能。

这种以沸石作为核，碳酸氢钠、碳酸氢钠或磷酸二氢铵为壳层的的复合干粉灭火剂通过对灭火活性组分的纳米化和表面化，能有效地克服常用的碳酸氢钠、碳酸氢钠或磷酸二氢铵干粉灭火剂粒子粒径大、沉降快、分解速度慢导致的灭火效率不高的不足，极大地提高了干粉灭火剂的灭火效能。

本发明的复合干粉灭火剂可以直接灌装到现有的灭火装置中，不需要对灭火装置进行重新设计改造，将显著降低灭火成本，扩大应用领域，具有广阔的实际应用前景。

本发明的复合干粉灭火剂所采用的原料价廉易得，制备工艺简单；灭火效率高，对环境友好，可以广泛应用于各种灭火装置，用以扑救多种场所和类型的火灾。

【具体实施方式】

以下是本发明的实施例：

实施例1：将140g 13X型沸石在球磨机中球磨30min后，其平均粒径达到10μm以下；取该细化后的沸石120g放入20L碳酸氢钠浓度为0.01mol/L的水溶液中，以速度为400r/min的速度机械搅拌6h，然后在温度为-10℃和压力为5.0Pa的条件下将溶液进行真空冷冻干燥，然后再加入1.0g的二氧化硅和2.0g的滑石粉，混合均匀，即得本发明的复合粉体灭火剂。

经粒度分析仪测定，灭火剂中的粒子平均粒径为8.6μm。