一种扑灭酒精火灾的灭火剂及其制备方法与流程

一种扑灭酒精火灾的灭火剂及其制备方法，本发明属于消防技术领域，具体涉及灭火剂技术领域。

背景技术：

酒精属于易燃的水溶性的极性液体，具有易蒸发、易受热膨胀、易流动扩散、易燃烧和易爆炸等特点，并且其燃烧温度高，还容易形成流淌火，在白天燃烧时火焰不易察觉，给救援人员灭火也造成很大的难度，会造成人员伤亡和财产的损失。

国内目前大多数消防产品普遍存在品种单一、技术含量较低，外观、功能等方面同质化严重等问题，尤其是对待b类火灾时，产品成熟度普遍较低。目前常用的扑灭酒精火灾的灭火剂中，如干粉灭火剂，泡沫灭火剂很难扑灭酒精所引发的火灾，抗溶性水成膜泡沫灭火剂扑灭酒精火灾的效率仍然偏低，不足以对付大规模和流淌性的酒精火灾，而且这些产品在扑灭火灾的过程中，容易生成有毒的化合物。

炭黑是在天然气裂解过程中产生的，传统处理方式采用水洗炭黑混合烟气的工艺，炭黑经水洗后形成黑色悬浮状液，即炭黑水。一般的处理做法是将其部分脱水后直接填埋，但是该废弃物产量大，就地填埋会极大地污染环境，同时这种处理方式也是对炭黑资源的一种浪费。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种扑灭酒精火灾的灭火剂及其制备方法，以解决现有的灭火剂扑灭酒精火灾的效率低下，不足以对付大规模和流淌性酒精火灾的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种扑灭酒精火灾的灭火剂，按重量份数计，所述灭火剂包括以下组分：原料粉体10-25份，分散剂2-3份，分散剂助剂0.1-0.3份，防腐剂0.03-0.05份，乳化剂0.2-0.4份，助悬剂0.1-0.2份，去离子水71-82份，原料粉体包括非金属矿物微粒及处理后的炭黑。

本申请的技术方案中：将天然气裂解过程中产生的副产物炭黑进行去杂，处理后的炭黑化学性质稳定，沸点和燃点都很高，抗燃能力强，可以用来做防燃涂料层，而且遇到燃烧液体，会漂浮在表面，起到隔离火焰和空气的作用。部分炭黑即使发生燃烧，立即会生成co2，在燃烧点周边，由co2形成很好的燃烧隔离层，阻止燃烧的继续进行，具有防燃和阻燃的双重作用；非金属矿物微粒分子结构稳定，分子热稳定性高，不能燃烧，也不支持燃烧，同样能隔离空气，淬灭自由基，中断燃烧反应链，使得燃烧火焰快速熄灭，再者，非金属矿物微粒具有耐高温、耐强酸碱的特性，在溶剂中分散悬浮性好，有粘性，受热后可以很好的漂浮在燃烧的酒精表面，再次起到隔离火焰与空气的作用，灭火效率高。

此外，本申请的灭火剂为固液混合体系，具有很强的渗透性能，能更远距离输送，使得消防人员有更好的灭火安全距离。炭黑干燥处理后与非金属矿物微粒配伍，非金属矿物微粒不燃烧，也不支持燃烧，不仅可以作为防燃涂层，遇到燃烧液体，处理后的炭黑和非金属矿物微粒均会漂浮在表面，起到隔离火焰与空气的作用，部分处理后的炭黑即便燃烧，会立即生成co2，在燃烧点周边，由co2形成很好的燃烧隔离层，总体上中断燃烧反应链，使得燃烧火焰快速熄灭，不仅灭火效率高，而且适用于大规模和流淌性酒精火灾。

优选的，按重量份数计，所述灭火剂包括以下组分：原料粉体17份，分散剂2.5份，分散剂助剂0.2份，防腐剂0.04份，乳化剂0.3份，助悬剂0.15份，去离子水76份，原料粉体包括非金属矿物微粒及处理后的炭黑。

优选的，所述非金属矿物微粒与所述处理后的炭黑的质量比为1-3:1。

优选的，所述非金属矿物微粒为凹凸棒石、膨润土及云母中的一种或多种。

优选的，所述非金属矿物微粒为凹凸棒石和膨润土，所述凹凸棒石、膨润土和处理后的炭黑之间的质量比为1:0.8:1。

所述处理后的炭黑的制备方法包括如下步骤：

步骤1、将炭黑进行水洗形成炭黑水，之后加入浓硫酸，使混合溶液中硫酸的浓度为

2-4mm，对混合溶液进行2.5ghz高频电场，0.5-1kw的电场处理以及80-120khz，0.1-0.4kw超声波，去除杂质，得到初步处理液；

步骤2、初步处理液静止2个小时后，将漂浮在表层的炭黑收集起来，进行真空抽滤0.5-1h，得到含水量30-40％的炭黑湿粉；

步骤3、将炭黑湿粉加热初干燥，加热时间为1-2h，加热温度为200-300℃，加热过程中适当搅拌，得到炭黑粗干粉；

步骤4、将炭黑粗干粉微波干燥，加热时间为15-20min，加热温度90-95℃，得到炭黑粉体即处理后的炭黑干粉(微波干燥后的炭黑粉体中水分含量小于15％)。

优选的，所述分散剂为巴斯夫分散剂，如巴斯夫埃夫卡4009(改性聚氨酯)，所述分散剂助剂为巴斯夫分散助剂，如巴斯夫湿润剂cf10(烷基酚乙氧化物烷基苯磺酸钠)。

优选的，所述防腐剂为苯甲酸钠、脱氢乙酸钠和山梨酸钾中的至少一种。

优选的，所述非金属矿物微粒粒径为50-80μm。

优选的，所述乳化剂为op-10。

优选的，所述助悬剂为天然高分子助悬剂，为黄原胶和/或阿拉伯胶。

一种扑灭酒精火灾的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：按上述重量份，取去离子水，加入原料粉体，搅拌15-20min，加入分散剂、分散助剂及助悬剂，继续搅拌10-15min，再加入乳化剂，防腐剂，搅拌10-15min，即得。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，干燥处理后与非金属矿物微粒配伍，不仅可以作为防燃涂层，遇到燃烧液体，均会漂浮在表面，起到隔离火焰与空气的作用，部分处理后的炭黑即使燃烧，立即会生成co2，在燃烧点周边，由co2形成很好的燃烧隔离层，非金属矿物微粒分子结构稳定，分子热稳定性高，不能燃烧，也不支持燃烧，中断燃烧反应链，使得燃烧火焰快速熄灭，不仅灭火效率高，而且适用于大规模和流淌性酒精火灾；

2、本发明中，在制备炭黑水中，在水洗的炭黑液中，加入了硫酸，在酸性条件下，对炭黑液进行2.5ghz高频电场，0.5-1kw的电场处理以及80-120khz，0.1-0.4kw超声波处理，这样可以将炭黑液中的大部分空隙水分子带出来，形成游离水，炭黑会缓慢上升，漂浮在液面；

3、本发明中，利用非金属矿物微粒如凹凸棒石等成分分子结构稳定，分子热稳定性高，不能燃烧，也不支持燃烧，能隔离空气，造成燃烧窒息；另一方面云母以及膨润土分子结构稳定，具有耐高温、耐强酸碱的特性，在溶剂中分散悬浮性好，有粘性，受热后可以很好的漂浮在燃烧的酒精的表面，再次起到隔离火焰与空气的作用；利用天然气裂解后的副产炭黑，其化学性质稳定，耐热耐高温，能很好地附着在燃烧液体表面，隔绝空气与火焰；

4、本发明中，利用微米级粉粒(凹凸棒石、膨润土、云母、炭黑)在本悬浮液体系中能够能长期地稳定的悬浮，实现了在扑灭火焰时使悬浮液体系中的微米级颗粒能够隔离空气，并且还能够快速隔离可燃物和火焰，降温，以迅速消除火灾。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种扑灭酒精火灾的灭火剂，按重量份数计，所述灭火剂包括以下组分：原料粉体10份，分散剂2份，分散剂助剂0.1份，防腐剂0.03份，乳化剂0.2份，助悬剂0.1份，去离子水71份，原料粉体包括非金属矿物微粒及处理后的炭黑，非金属矿物微粒粒径为50-80μm，非金属矿物微粒为凹凸棒石和膨润土，凹凸棒石、膨润土和处理后的炭黑之间的质量比为1:0.8:1，所述分散剂为巴斯夫分散剂，所述分散剂助剂为巴斯夫分散助剂，防腐剂为苯甲酸钠，乳化剂为op-10，助悬剂为质量比为1:1的阿拉伯胶和海藻酸钠。

处理后的炭黑的制备方法包括如下步骤：

步骤1、步骤1、将炭黑进行水洗形成炭黑水，之后加入浓硫酸，使混合溶液中硫酸的浓度为2mm，对混合溶液进行2.5ghz高频电场，0.5kw的电场处理以及80khz，0.1kw超声波，去除杂质，得到初步处理液；

步骤2、初步处理液静止2个小时后，将漂浮在表层的炭黑收集起来，进行真空抽滤0.5h，得到含水量40％的炭黑湿粉；

步骤3、将炭黑湿粉加热初干燥，加热时间为1h，加热温度为300℃，加热过程中适当搅拌，得到炭黑粗干粉；

步骤4、将炭黑粗干粉微波干燥，加热时间为15min，加热温度95℃，得到炭黑粉体即处理后的炭黑干粉，微波干燥后的炭黑粉体中水分含量小于13％。

一种扑灭酒精火灾的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：按上述重量份，取去离子水，加入凹凸棒石、膨润土和处理后的炭黑，搅拌15min，加入分散剂、分散助剂及助悬剂，继续搅拌10min，再加入乳化剂，防腐剂，搅拌10min，即得。

实施例2

在实施例1的基础上，一种扑灭酒精火灾的灭火剂，所述灭火剂包括以下组分：原料粉体17份，分散剂2.5份，分散剂助剂0.2份，防腐剂0.04份，乳化剂0.3份，助悬剂0.15份，去离子水76份，原料粉体包括非金属矿物微粒及处理后的炭黑，非金属矿物微粒粒径为50-80μm，非金属矿物微粒为凹凸棒石和云母，凹凸棒石、云母和处理后的炭黑之间的质量比为1:1:1，所述分散剂为巴斯夫分散剂，所述分散剂助剂为巴斯夫分散助剂，防腐剂为脱氢乙酸钠，乳化剂为op-10，助悬剂阿拉伯胶。

处理后的炭黑的制备方法包括如下步骤：

步骤1、将炭黑进行水洗形成炭黑水，之后加入浓硫酸，使混合溶液中硫酸的浓度为3mm，对混合溶液进行2.5ghz高频电场，0.75kw的电场处理以及100khz，0.25kw超声波，去除杂质，得到初步处理液；

步骤2、初步处理液静止2个小时后，将漂浮在表层的炭黑收集起来，进行真空抽滤0.7h，得到含水量35％的炭黑湿粉；

步骤3、将炭黑湿粉加热初干燥，加热时间为1.5h，加热温度为250℃，加热过程中适当搅拌，得到炭黑粗干粉；

步骤4、将炭黑粗干粉微波干燥，加热时间为18min，加热温度93℃，得到炭黑粉体即处理后的炭黑干粉，微波干燥后的炭黑粉体中水分含量小于13％。

一种扑灭酒精火灾的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：按上述重量份，取去离子水，加入凹凸棒石、云母和处理后的炭黑，搅拌17min，加入分散剂、分散助剂及助悬剂，继续搅拌12min，再加入乳化剂，防腐剂，搅拌13min，即得。

实施例3

在实施例1的基础上，一种扑灭酒精火灾的灭火剂，按重量份数计，所述灭火剂包括以下组分：原料粉体10-25份，分散剂2-3份，分散剂助剂0.1-0.3份，防腐剂0.03-0.05份，乳化剂0.2-0.4份，助悬剂0.1-0.2份，去离子水71-82份，原料粉体包括非金属矿物微粒及处理后的炭黑，非金属矿物微粒粒径为50-80μm，非金属矿物微粒为膨润土和云母，膨润土，云母和处理后的炭黑之间的质量比为1:2:1，所述分散剂为巴斯夫分散剂，所述分散剂助剂为巴斯夫分散助剂，防腐剂为山梨酸钾，乳化剂为op-10，助悬剂为质量比为1:1的黄原胶和阿拉伯胶。

处理后的炭黑的制备方法包括如下步骤：

步骤1、将炭黑进行水洗形成炭黑水，之后加入浓硫酸，使混合溶液中硫酸的浓度为4mm，对混合溶液进行2.5ghz高频电场，1kw的电场处理以及120khz，0.4kw超声波，去除杂质，得到初步处理液；

步骤2、初步处理液静止2个小时后，将漂浮在表层的炭黑收集起来，进行真空抽滤1h，得到含水量40％的炭黑湿粉；

步骤3、将炭黑湿粉加热初干燥，加热时间为2h，加热温度为200℃，加热过程中适当搅拌，得到炭黑粗干粉；

步骤4、将炭黑粗干粉微波干燥，加热时间为20min，加热温度90℃，得到炭黑粉体即处理后的炭黑干粉，微波干燥后的炭黑粉体中水分含量小于13％。

一种扑灭酒精火灾的灭火剂的制备方法，包括如下步骤：按上述重量份，取去离子水，加入膨润土，云母和处理后的炭黑，搅拌20min，加入分散剂、分散助剂及助悬剂，继续搅拌15min，再加入乳化剂，防腐剂，搅拌15min，即得。

上述实施例中，所述分散剂为巴斯夫分散剂，如巴斯夫埃夫卡4009(改性聚氨酯)，所述分散剂助剂为巴斯夫分散助剂，如巴斯夫湿润剂cf10(烷基酚乙氧化物烷基苯磺酸钠)。

实验例1

使用6升的消防器及标配的喷头和喷管，将本申请实施例1-3制备的灭火剂按照《手提式水基型灭火器通用技术条件》(gb4351-1997)进行罐装，用氮气冲压1.2mpa后备用在直径为1.2m的圓盘中加入17l的99％酒精进行灭火试验。点燃酒精进行灭火，在离盘中心3.5m的距离进行灭火，多次测定其灭火时间，结果如表1。

表1.重复测试所制备灭火剂扑灭酒精火的性能。

实验例2

使用6升的消防器及标配的喷头和喷管，将本申请实施例1-3制备的灭火剂按照《手提式水基型灭火器通用技术条件》(gb4351-1997)进行罐装备用。再将准备好的30kg99％工业酒精倒入安全区域的地面，覆盖面积约20㎡；2名工作人员手持消防管站在安全位置做好灭火准备；用点火棒点燃酒精，预燃20秒钟。用灌装好的灭火器进行灭火，多次测定其灭火时间，结果如表2。

表2.重复测试所制备灭火剂扑灭流动酒精火的性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。