抗復(fù)燃干粉的制備及性能研究

抗復(fù)燃干粉的制備及性能研究

磷酸銨鹽干燥劑具有高度火災(zāi)易發(fā)、適用范圍大等特點(diǎn)。這是一個(gè)重要的滅火劑。為了便于儲(chǔ)存和使用,普通磷酸銨鹽干粉滅火劑一般都經(jīng)過(guò)疏水性表面處理,但其疏油性往往較差,用于滅油類火時(shí),噴射到著火油面上的干粉粒子會(huì)很快沉入油中。因此,油面上的局部殘留火極易引起整個(gè)油面的復(fù)燃。目前,解決干粉滅火劑撲救油類火災(zāi)復(fù)燃問(wèn)題的途徑之一就是利用氟碳表面活性劑對(duì)普通磷酸銨鹽干粉粒子進(jìn)行改性,使干粉粒子既具有疏水性又具有疏油性,防止干粉粒子用于滅油類火時(shí)被油浸潤(rùn),以達(dá)到抗復(fù)燃的目的。筆者將自行設(shè)計(jì)合成的新型氟碳表面活性劑(FC-1)與全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS)復(fù)配后用于磷酸銨鹽干粉粉體的表面改性處理,制備了疏水疏油性較好的干粉滅火劑,并對(duì)其滅火效能和抗復(fù)燃性能進(jìn)行了測(cè)試。1試驗(yàn)部分1.1磺酸鈉obs氟碳表面活性劑FC-1,自制;全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS),實(shí)驗(yàn)室自行合成;含氫硅油,1.6%~1.8%;磷酸二氫銨,工業(yè)級(jí);疏水白炭黑;滑石粉,工業(yè)級(jí);無(wú)水碳酸鈉,分析純。1.2fc-1-obs法將一定量的磷酸二氫銨、少量粉碎助劑碳酸鈉及輔料加入到HC-280Y2型高速多功能粉碎機(jī)中,再加入硅油的丙酮溶液,高速粉碎5min。然后,將混合物轉(zhuǎn)入到帶可溫控電熱套的三口燒瓶中,升溫至硅油的包覆溫度,恒溫?cái)嚢枰欢〞r(shí)間后,再次轉(zhuǎn)移到粉碎機(jī)中,獲得包覆有硅油膜的磷酸銨鹽干粉基料。將FC-1和OBS按照1∶3質(zhì)量比復(fù)配后,加適量去離子水分散。將分散后的氟碳表面活性劑溶液滴加到高速粉碎機(jī)中,粉碎攪拌3min。經(jīng)真空干燥后,過(guò)400目標(biāo)準(zhǔn)分樣篩,即得到抗復(fù)燃干粉滅火劑。1.3性能試驗(yàn)1.3.1抗復(fù)燃干法試劑wg面的制備按照文獻(xiàn)[2]的方法測(cè)試:稱取10g制備好的抗復(fù)燃干粉滅火劑試樣,撒入去離子水(柴油)中,攪拌10min后,將浮于水(油)面的干粉滅火劑撈起,再經(jīng)干燥、冷卻至室溫后稱重,得到浮于水(油)面的抗復(fù)燃干粉滅火劑質(zhì)量w(g)。則抗復(fù)燃干粉滅火劑的疏水(油)率,按式(1)計(jì)算。由此初步判斷所制備的干粉滅火劑的抗復(fù)燃性能。1.3.2疏水疏油型干法試劑的撒向?qū)⒉裼偷谷肱囵B(yǎng)皿中,深度為培養(yǎng)皿高度的一半,稱取10g疏水疏油型干粉滅火劑,將其撒向柴油表面。觀察粉體是否沉入油中,記錄粉體撒向油面至粉體全部下沉的時(shí)間。1.3.3主要性能抗復(fù)燃干粉滅火劑的主要性能按照GB4066.2-2004《干粉滅火劑第2部分:ABC干粉滅火劑》規(guī)定的方法進(jìn)行測(cè)試。1.3.4抗復(fù)燃干法試劑將普通磷酸銨鹽干粉滅火劑罐裝在MFZ/ABC2型手提式干粉滅火器中,自制抗復(fù)燃干粉滅火劑罐裝在MFZ/ABC1型手提式干粉滅火器中,進(jìn)行滅火效能對(duì)比試驗(yàn)。滅火器充壓均為1.2MPa。將面積為0.29m1.3.5抗復(fù)發(fā)性能滅火成功后,將火源再次靠近油面,觀察是否出現(xiàn)復(fù)燃現(xiàn)象。2結(jié)果與討論2.1fc-1obs比例對(duì)疏油率的影響在提高抗復(fù)燃性能的同時(shí),應(yīng)盡量降低氟碳表面活性劑的用量,故將FC-1和OBS進(jìn)行復(fù)配后用于干粉改性。表1為FC-1和OBS兩種氟碳表面活性劑按不同的比例復(fù)配后(均為質(zhì)量比),添加量變化對(duì)干粉疏水疏油性的影響。由表1可以看出,當(dāng)氟碳表面活性劑的總添加量分別為干粉基料的0.6%、0.8%、1%時(shí),隨著FC-1比例的增加,干粉的疏水率逐漸提高;隨著OBS比例的增加,干粉疏油率逐漸提高。其中,當(dāng)氟碳表面活性劑的總添加量為0.8%,且FC-1∶OBS為1∶3時(shí),改性后干粉的疏油率和疏水率分別達(dá)到96%和95%,疏油時(shí)間達(dá)132min。而當(dāng)氟碳表面活性劑的總添加量為1%,而且FC-1∶OBS為1∶4時(shí),改性后干粉的疏油率和疏水率為96%和95%,疏油時(shí)間略有增加,達(dá)到134min。本著減少氟碳表面活性劑用量的原則,以FC-1∶OBS為1∶3、氟碳表面活性劑的總添加量為干粉基料的0.8%較好。2.2燃干法劑的檢測(cè)結(jié)果根據(jù)GB4066.2-2004,對(duì)自制的抗復(fù)燃干粉部分主要性能進(jìn)行了檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果如表2所示。從表2可以看出,自制的抗復(fù)燃干粉的主要性能完全符合GB4066.2-2004的相關(guān)技術(shù)要求。2.3抗復(fù)燃干法本品劑與普通磷酸銨鹽干法試劑的配合性能指標(biāo)比較表3為普通干粉滅火劑和自制抗復(fù)燃干粉滅火劑在相同條件下的滅火效能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果。由表3可知,所制備的抗復(fù)燃干粉滅火劑的滅火時(shí)間為6s,明顯短于普通磷酸銨鹽干粉滅火劑的14s,而且抗復(fù)燃干粉滅火劑的滅火成功次數(shù)(3次)也比普通磷酸銨鹽干粉滅火劑(2次)多。顯然,自制抗復(fù)燃干粉滅火劑對(duì)油品的滅火效率更高。滅火試驗(yàn)結(jié)束后,抗復(fù)燃干粉滅火劑的剩余率為1.7%,少于普通磷酸銨鹽干粉滅火劑的5.1%,說(shuō)明通過(guò)氟碳表面活性改性處理后,干粉的流動(dòng)性、噴射性能得到改善。2.4抗復(fù)燃干法藥劑的抗復(fù)燃性能滅火試驗(yàn)結(jié)束后觀察油面,發(fā)現(xiàn)普通型磷酸銨鹽干粉滅火劑完全沉入油中,而自制抗復(fù)燃超細(xì)磷酸銨鹽干粉滅火劑粉體則漂浮在油面,沒(méi)有下沉,粉體能將空氣與油面隔離開(kāi),達(dá)到抗復(fù)燃的目的。普通磷酸銨鹽干粉滅火劑和自制抗復(fù)燃干粉滅火劑的抗復(fù)燃性對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果,如圖1、圖2所示。由圖1、圖2可以看出,使用普通磷酸銨鹽干粉滅火劑滅火后,將火源靠近油面1s時(shí)油面即出現(xiàn)復(fù)燃;1.5s時(shí)油面火焰開(kāi)始蔓延,2s時(shí)油面被火焰全覆蓋且火勢(shì)進(jìn)一步增大,10s時(shí)的油面已經(jīng)燃燒很猛烈。而使用自制抗復(fù)燃干粉滅火劑滅火后,火源靠近油面60s時(shí),油面依然無(wú)復(fù)燃現(xiàn)象。這表明自制抗復(fù)燃干粉滅火劑的抗復(fù)燃性良好。3抗復(fù)燃干法的主要性能(1)利用氟碳表面活性劑FC-1和全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS)復(fù)配后對(duì)磷酸銨鹽干粉進(jìn)行了改性,制備了抗復(fù)燃干粉滅火劑。當(dāng)FC-1/OBS(質(zhì)量比)為1/3,且氟碳表面活性劑的總添加量為干粉基料的0.8%時(shí),改性后干粉的疏油率和疏水率分別達(dá)到96%和95%,疏油時(shí)