一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂及其制备方法，其由以下成份按质量百分比组成：膨胀石墨：60.0~85.0%；粘结剂：1.0~8.0%；包覆剂：15.0~35.0%。将本发明专利技术制备的灭火剂粉体粒子喷洒到金属钠火上，膨胀石墨由于其良好的导热作用，可以快速降低金属钠的温度；同时，其中的包覆剂可以在燃烧的金属钠表面形成致密的薄膜，使之与周围的空气隔绝，起到窒息灭火的作用。故其灭火效率比单一的石墨粉体有很大的提高，可以达到快速彻底灭火的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂及其制备方法
本专利技术涉及危险化学品火灾消防领域，特别涉及一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂及其制备方法。
技术介绍
金属钠是一种常见的化学品，广泛应用于锆、铌、钽的卤化物还原，钠灯电光源，以及合金制造、核反应堆的冷却剂和热交换剂等领域。金属钠具有很强的还原性，在空气中受热或遇水反应容易发生燃烧，因而具有很高的火灾风险。另外，由于金属钠遇水会发生强烈的化学反应，所以金属钠火不能用水系灭火剂进行灭火。目前常用的金属钠灭火剂主要有氯化钠干粉、碳酸钠干粉、膨胀石墨粉和液氮等。其中，膨胀石墨粉灭火剂由于其无毒、无腐蚀性，且灭火效率较高而被广泛应用。石墨作为灭火剂，其主要原理是利用石墨良好的导热性将钠的温度降低，但在灭火时必须覆盖一定厚度的石墨粉，否则会有空气透过疏松覆盖的石墨粉体，使得窒息性不强而导致灭火不彻底，钠火易复燃。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种灭火效率高、灭火彻底且环境友好的用于金属钠火的核壳结构灭火剂。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂，所述灭火剂由以下成分按质量百分比组成：膨胀石墨：60.0~85.0%；粘结剂：1.0~8.0%；包覆剂：15.0~35.0%进一步方案，所述粘结剂选自羟基三聚氰胺、酚醛树脂、羟甲基纤维素和聚乙烯醇中的一种。进一步方案，所述包覆剂选自硬脂酸钠、硬脂酸镁、滑石粉、云母粉、氯化钠中的至少一种。进一步方案，所述膨胀石墨的膨胀倍数为100-300倍。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述灭火剂的制备方法，先将粘结剂溶于水中制成质量百分比浓度为1.0～5.0%的粘结剂水溶液，再加入膨胀石墨进行搅拌混合，然后加入包覆剂继续搅拌混合均匀，最后干燥即得灰白色粉状核壳结构灭火剂。进一步方案，所述搅拌的转速为1000～5000转/分；所述干燥是在105～120℃下真空干燥2～4小时。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：1、本专利技术的金属钠火灭火剂是以膨胀石墨和包覆剂为主要成分的复合型粉体灭火剂，利用粘结剂的粘结作用，将具备受热结膜效果的包覆剂负载到膨胀石墨的表面，形成以膨胀石墨为核、包覆剂为壳层的核壳结构的粉体粒子。2、将本专利技术制备的灭火剂粉体粒子释放到金属钠火上，膨胀石墨由于其良好的导热作用，可以快速降低金属钠的温度；同时，包覆剂可以在燃烧的金属钠表面形成致密的薄膜，使之与周围的空气隔绝，起到窒息灭火的作用。所以本专利技术制备的灭火剂由于两种灭火机制同时发挥作用，灭火效率比单一的石墨粉体有很大的提高，可以达到快速彻底灭火的效果。3、本专利技术的灭火剂所采用的原料价廉易得，无毒无害；且灭火产物无毒腐蚀性，对环境友好；另外，本专利技术的灭火剂制备工艺简单。4、本灭火剂以膨胀石墨为主要基料，仍保持了石墨粉体的基本特性，其流动性好，易喷出，适用于各种粉体喷射装置。具体实施方式实施例1：称取4.0g（2.0%）羟基三聚氰胺溶解于100ml水中形成溶液，再称取146.0g（73%）膨胀石墨（膨胀倍数为300），将两者在搅拌器中以每分钟3000转的速度搅拌5分钟，再加入硬脂酸钠50.0g（25%），在搅拌器中以每分钟3000转的速度继续搅拌3分钟，取出后在120℃下真空干燥2小时，即可得到灰白色粉状核壳结构的金属钠火灭火剂。将本实施例制备的灭火剂150g装入1000ml的干粉灭火器罐中，加压至0.2MPa，喷嘴距离油盘中心为0.5m，喷嘴孔径为10mm。在直径为40cm的圆形油盘中，加入金属钠100g，加热至融化全面起火燃烧后，撤去加热装置；将干粉喷嘴对准金属钠火进行喷射，至明火熄灭时停止喷粉，消耗干粉78g。静置15min之内未发生复燃，拨开试样后，喷水有起火现象出现，证明仍有金属钠剩余。实施例2：称取16.0g（8.0%）羟甲基纤维素溶于100ml水中形成溶液，再称取122.0g（61.0%）膨胀石墨（膨胀倍数为200），两者在搅拌器中以每分钟2000转的速度搅拌5分钟，再加入硬脂酸镁62.0g（31.0%），在搅拌器中以每分钟2000转的速度继续搅拌3分钟，取出后在105℃下真空干燥4小时，即可得到灰白色粉状核壳结构的金属钠火灭火剂。将150g金属钠火灭火剂干粉装入1000ml的干粉灭火器罐中，加压至0.2MPa，喷嘴距离油盘中心为0.5m，喷嘴孔径为10mm。在直径为40cm的圆形油盘中，加入100g金属钠，加热至融化全面起火燃烧后，撤去加热装置；将干粉喷嘴对准金属钠火进行喷射，至明火熄灭时停止喷粉，消耗干粉94g。静置15min之内未发生复燃，拨开试样后，喷水有起火现象出现，证明仍有金属钠剩余。实施例3：称取2.0g（1.0%）酚醛树脂溶于100ml水中形成溶液，再称取160.0g（80%）膨胀石墨（膨胀倍数为300），将两者在搅拌器中以每分钟3000转的速度搅拌5分钟，再加入滑石粉38.0g（19%）在搅拌器中以每分钟3000转的速度继续搅拌2分钟，取出后在120℃下真空干燥2小时，即可得到灰白色粉状核壳结构的金属钠火灭火剂。将150g金属钠火灭火剂干粉装入1000ml的干粉灭火器罐中，加压至0.2MPa，喷嘴距离油盘中心为0.5m，喷嘴孔径为10mm。在直径为40cm的圆形油盘中，加入100g金属钠，加热至融化全面起火燃烧后，撤去加热装置；将干粉喷嘴对准金属钠火进行喷射，至明火熄灭时停止喷粉，消耗干粉91g。静置15min之内未发生复燃，拨开试样后，喷水有起火现象出现，证明仍有金属钠剩余。实施例4：称取6.0g(3.0%)聚乙烯醇溶于100ml水中形成溶液，再称取152.0（76%）膨胀石墨（膨胀倍数为100），将两者在搅拌器中以每分钟4000转的速度搅拌5分钟，再加入氯化钠粉42.0g（21%），在搅拌器中以每分钟4000转的速度继续搅拌2分钟，取出后在120℃下真空干燥2小时，即可得到灰白色粉状核壳结构的金属钠火灭火剂。将150g金属钠火灭火剂干粉装入1000ml的干粉灭火器罐中，加压至0.2MPa，喷嘴距离油盘中心为0.5m，喷嘴孔径为10mm。在直径为40cm的圆形油盘中，加入100g金属钠，加热至融化全面起火燃烧后，撤去加热装置；将干粉喷嘴对准金属钠火进行喷射，至明火熄灭时停止喷粉，消耗干粉124g。静置15min之内未发生复燃，拨开试样后，喷水有起火现象出现，证明仍有金属钠剩余。对比例1：将150.0g未进行表面包覆处理的膨胀石墨（膨胀倍数为300）装入1000ml的干粉灭火器罐中，加压至0.2MPa，喷嘴距离油盘中心为0.5m，喷嘴孔径为10mm。在直径为40cm的圆形油盘中，加入100g金属钠，加热至融化全面起火燃烧后，撤去加热装置；将干粉喷嘴对准金属钠火进行喷射，至明火熄灭时停止喷粉，消耗干粉116.1g。钢盘中无明火，静置15min后拨开试样，仍可看到红热的钠，表明未彻底灭火。对比例2：将150.0g未进行表面包覆处理的膨胀石墨（膨胀倍数为200）装入1000ml的干粉灭火器罐中，加压至0.2MPa，喷嘴距离油盘中心为0.5m，喷嘴孔径为10mm。在直径为40cm的圆形油盘中，加入100g金属钠，加热至融化全面起火燃烧后，撤去加热装置；将干粉喷嘴对准金属钠火进行喷射，至明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂，其特征在于：所述灭火剂由以下成份按质量百分比组成：膨胀石墨：60.0~85.0 %；粘结剂：1.0~8.0 %；包覆剂：15.0~35.0%。

【技术特征摘要】
1.一种用于金属钠火的核壳结构灭火剂，其特征在于：所述灭火剂由以下成份按质量百分比组成：膨胀石墨：60.0~85.0%；粘结剂：1.0~8.0%；包覆剂：15.0~35.0%。2.根据权利要求1所述的灭火剂，其特征在于：所述粘结剂选自羟基三聚氰胺、酚醛树脂、羟甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种。3.根据权利要求1所述的灭火剂，其特征在于：所述包覆剂选自硬脂酸钠、硬脂酸镁、滑石粉、云母粉、氯化钠中的至少一种。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪小敏，邓志华，王浩波，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34