抗复燃干粉的制备及性能研究

抗复燃干粉的制备及性能研究

磷酸铵盐干燥剂具有高度火灾易发、适用范围大等特点。这是一个重要的灭火剂。为了便于储存和使用,普通磷酸铵盐干粉灭火剂一般都经过疏水性表面处理,但其疏油性往往较差,用于灭油类火时,喷射到着火油面上的干粉粒子会很快沉入油中。因此,油面上的局部残留火极易引起整个油面的复燃。目前,解决干粉灭火剂扑救油类火灾复燃问题的途径之一就是利用氟碳表面活性剂对普通磷酸铵盐干粉粒子进行改性,使干粉粒子既具有疏水性又具有疏油性,防止干粉粒子用于灭油类火时被油浸润,以达到抗复燃的目的。笔者将自行设计合成的新型氟碳表面活性剂(FC-1)与全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)复配后用于磷酸铵盐干粉粉体的表面改性处理,制备了疏水疏油性较好的干粉灭火剂,并对其灭火效能和抗复燃性能进行了测试。1试验部分1.1磺酸钠obs氟碳表面活性剂FC-1,自制;全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS),实验室自行合成;含氢硅油,1.6%~1.8%;磷酸二氢铵,工业级;疏水白炭黑;滑石粉,工业级;无水碳酸钠,分析纯。1.2fc-1-obs法将一定量的磷酸二氢铵、少量粉碎助剂碳酸钠及辅料加入到HC-280Y2型高速多功能粉碎机中,再加入硅油的丙酮溶液,高速粉碎5min。然后,将混合物转入到带可温控电热套的三口烧瓶中,升温至硅油的包覆温度,恒温搅拌一定时间后,再次转移到粉碎机中,获得包覆有硅油膜的磷酸铵盐干粉基料。将FC-1和OBS按照1∶3质量比复配后,加适量去离子水分散。将分散后的氟碳表面活性剂溶液滴加到高速粉碎机中,粉碎搅拌3min。经真空干燥后,过400目标准分样筛,即得到抗复燃干粉灭火剂。1.3性能试验1.3.1抗复燃干法试剂wg面的制备按照文献[2]的方法测试:称取10g制备好的抗复燃干粉灭火剂试样,撒入去离子水(柴油)中,搅拌10min后,将浮于水(油)面的干粉灭火剂捞起,再经干燥、冷却至室温后称重,得到浮于水(油)面的抗复燃干粉灭火剂质量w(g)。则抗复燃干粉灭火剂的疏水(油)率,按式(1)计算。由此初步判断所制备的干粉灭火剂的抗复燃性能。1.3.2疏水疏油型干法试剂的撒向将柴油倒入培养皿中,深度为培养皿高度的一半,称取10g疏水疏油型干粉灭火剂,将其撒向柴油表面。观察粉体是否沉入油中,记录粉体撒向油面至粉体全部下沉的时间。1.3.3主要性能抗复燃干粉灭火剂的主要性能按照GB4066.2-2004《干粉灭火剂第2部分:ABC干粉灭火剂》规定的方法进行测试。1.3.4抗复燃干法试剂将普通磷酸铵盐干粉灭火剂罐装在MFZ/ABC2型手提式干粉灭火器中,自制抗复燃干粉灭火剂罐装在MFZ/ABC1型手提式干粉灭火器中,进行灭火效能对比试验。灭火器充压均为1.2MPa。将面积为0.29m1.3.5抗复发性能灭火成功后,将火源再次靠近油面,观察是否出现复燃现象。2结果与讨论2.1fc-1obs比例对疏油率的影响在提高抗复燃性能的同时,应尽量降低氟碳表面活性剂的用量,故将FC-1和OBS进行复配后用于干粉改性。表1为FC-1和OBS两种氟碳表面活性剂按不同的比例复配后(均为质量比),添加量变化对干粉疏水疏油性的影响。由表1可以看出,当氟碳表面活性剂的总添加量分别为干粉基料的0.6%、0.8%、1%时,随着FC-1比例的增加,干粉的疏水率逐渐提高;随着OBS比例的增加,干粉疏油率逐渐提高。其中,当氟碳表面活性剂的总添加量为0.8%,且FC-1∶OBS为1∶3时,改性后干粉的疏油率和疏水率分别达到96%和95%,疏油时间达132min。而当氟碳表面活性剂的总添加量为1%,而且FC-1∶OBS为1∶4时,改性后干粉的疏油率和疏水率为96%和95%,疏油时间略有增加,达到134min。本着减少氟碳表面活性剂用量的原则,以FC-1∶OBS为1∶3、氟碳表面活性剂的总添加量为干粉基料的0.8%较好。2.2燃干法剂的检测结果根据GB4066.2-2004,对自制的抗复燃干粉部分主要性能进行了检测,检测结果如表2所示。从表2可以看出,自制的抗复燃干粉的主要性能完全符合GB4066.2-2004的相关技术要求。2.3抗复燃干法本品剂与普通磷酸铵盐干法试剂的配合性能指标比较表3为普通干粉灭火剂和自制抗复燃干粉灭火剂在相同条件下的灭火效能对比试验结果。由表3可知,所制备的抗复燃干粉灭火剂的灭火时间为6s,明显短于普通磷酸铵盐干粉灭火剂的14s,而且抗复燃干粉灭火剂的灭火成功次数(3次)也比普通磷酸铵盐干粉灭火剂(2次)多。显然,自制抗复燃干粉灭火剂对油品的灭火效率更高。灭火试验结束后,抗复燃干粉灭火剂的剩余率为1.7%,少于普通磷酸铵盐干粉灭火剂的5.1%,说明通过氟碳表面活性改性处理后,干粉的流动性、喷射性能得到改善。2.4抗复燃干法药剂的抗复燃性能灭火试验结束后观察油面,发现普通型磷酸铵盐干粉灭火剂完全沉入油中,而自制抗复燃超细磷酸铵盐干粉灭火剂粉体则漂浮在油面,没有下沉,粉体能将空气与油面隔离开,达到抗复燃的目的。普通磷酸铵盐干粉灭火剂和自制抗复燃干粉灭火剂的抗复燃性对比试验结果,如图1、图2所示。由图1、图2可以看出,使用普通磷酸铵盐干粉灭火剂灭火后,将火源靠近油面1s时油面即出现复燃;1.5s时油面火焰开始蔓延,2s时油面被火焰全覆盖且火势进一步增大,10s时的油面已经燃烧很猛烈。而使用自制抗复燃干粉灭火剂灭火后,火源靠近油面60s时,油面依然无复燃现象。这表明自制抗复燃干粉灭火剂的抗复燃性良好。3抗复燃干法的主要性能(1)利用氟碳表面活性剂FC-1和全氟壬烯氧基苯磺酸钠(OBS)复配后对磷酸铵盐干粉进行了改性,制备了抗复燃干粉灭火剂。当FC-1/OBS(质量比)为1/3,且氟碳表面活性剂的总添加量为干粉基料的0.8%时,改性后干粉的疏油率和疏水率分别达到96%和95%,疏油时