磷酸铵盐干粉灭火剂

磷酸铵盐干粉灭火剂

摘要：本文概述了磷酸铵盐干粉灭火剂的灭火原理、原料组分、配方设计、生产工艺及过程要点，并探讨了相关质量问题产生的原因及相应解决方法。

关键词：磷酸铵盐；干粉灭火剂；斥水性；吸湿性；灭火性能；结块；粒径

前言

磷酸铵盐干粉灭火剂简称ABC干粉灭火剂，其中磷酸二氢铵(NH

4H

2

PO

4

)起主要灭火

作用，其余辅料起防结块、添加剂等功能。磷酸铵盐干粉灭火剂主要分三类：1)以磷酸铵盐或焦磷酸铵盐为基料的干粉；2)以磷酸铵盐或硫酸铵盐为基料的混合干粉；3)以聚磷酸铵盐为基料的干粉。磷酸铵盐干粉灭火剂较之BC类干粉灭火剂用途更广泛，除具有BC灭火剂灭火功能外，还可灭A类固体火灾；不但能扑灭平面火灾，还能灭三维立体空间火灾。此外，磷酸铵盐干粉灭火剂因灭火效率高，速度快，原料来源广泛，对环境、人畜无毒害，不需要特殊动力及使用温度宽广等特点，已经获得很广泛应用。因磷酸铵盐灭火剂的多功能用途，为使用单一灭火剂替换各种各样高度专门化灭火剂提供了更大方便。另外，目前世界范围内掀起了淘汰"哈龙"灭火剂的环保运动，我国计划在2005年全面淘汰"哈龙"121l，2010年淘汰"哈龙"1301。因此，寻找开发新型环保灭火剂替代"哈龙"灭火剂势在必行，磷酸铵盐干粉灭火剂有望成为替代"哈龙"灭火剂的一类理想产品。

2 灭火原理

窒息、冷却、辐射及对有焰燃烧的化学抑制作用是磷酸铵盐干粉灭火效能的集中体现。其中化学抑制作用是灭火的基本原理，起主要灭火作用。磷酸二氢铵在燃烧火焰

中吸热分解出氨和磷酸，随后生成P

20

5

。每一步反应均是吸热反应，故有较好的冷却作用；

分解产生的游离氨能与火焰燃烧反应中产生的OH自由基反应，减少并终止燃烧反应产生的自由基，降低了燃烧反应速率，当火焰中游离氨浓度足够高，与火焰接触面积足够大，自由基中止速率大于燃烧反应生成的速率，链式燃烧反应被终止，导致火焰熄灭。此外，高温下磷酸二氢铵分解，在固体物质表面生成一层玻璃状薄膜残留覆盖物覆盖于燃烧物表面，冷却后形成脆性覆盖物使燃烧表面与空气隔绝，当覆盖物达到一定厚度时能够阻止复燃，阻止燃烧进行。

3 磷酸铵盐干粉灭火剂组分及配方设计

磷酸铵盐干粉灭火剂主要由活性灭火组分、疏水成分、惰性填料及其它成分组成。疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑；惰性填料种类繁多，主要起防振实、块，改善于粉运动性能、电性能，催化线型硅油聚合以及改善与泡沫灭火剂的共容等作用。

3.1 灭火组分

磷酸铵盐干粉灭火剂中主要灭火组分是磷酸铵盐，硫酸铵与氯化钠经常作为辅助灭火组分加入，它们主要弥补、增强磷酸二氢铵扑灭B、C类火灾的灭火效能。

3.1.1 磷酸二氢铵

磷酸铵盐是磷酸铵盐干粉灭火剂的核心，配方设计总是围绕磷酸铵盐来进行的。磷酸二氢铵盐的物理和化学性质对磷酸铵盐干粉灭火剂性能有重要影响。因此，首先要了解磷酸铵盐的物理和化学性能，清楚磷酸铵盐干粉灭火剂性能与磷酸二氢铵盐密切关系对于干粉灭火剂配方设计和生产工艺过程控制是很关键的。

3.1.1.1 物化性能

磷酸二氢铵：五色透明四方晶体，比重：1.803 g/cm3(19℃)，熔点190℃，在空气中稳定，在100℃时小部分分解，溶于水，呈酸性。工业上将磷酸与氨按照一定比例进

行中和反应生成。工业级NH

4H

2

PO

4

含量≥98.0%，水不溶物≤0.1%，价格较高；化肥级

NH

4H

2

PO

4

国外含量约90%，国内精制级含量为88%，普通级70%左右。国内厂家由于生产规

模小及受技术、设备等因素影响不同厂家生产的NH

4H

2

P0

4

质量参差不齐，所含杂质也不同，

故磷酸二氢铵的吸湿率也各不相同。

3.1.1.2 化肥级磷酸铵盐

生产磷酸铵盐干粉灭火剂的磷酸铵盐有工业级和化肥级之分，化肥级中磷酸二氢铵含量较低，价格也较低。但需注意的是只有磷酸二氢铵化肥才能用来制造干粉灭火剂，别的磷酸铵盐化肥均不能用来生产干粉灭火剂。工业上采用如下方式制备磷酸二氢铵：NH3+H3PO4 NH4H2PO4。磷矿石中含有MgO、A1203、Fe203，等杂质，用湿法制磷酸时，它们与磷酸和氨反应。例如，与MgO反应生成磷酸铵镁。这些杂质存在会增加磷酸铵盐化肥粘结性与吸湿性，当然也影响到磷酸铵盐干粉灭火剂的抗结块性和吸湿性。因此，使用不同厂家化肥级磷酸铵盐时应慎重考虑其杂质种类和含量。

3.1.1.3 生产中磷酸铵盐用量计算

国标中对磷酸铵盐干粉灭火剂中的磷酸二氢铵含量有规定，而实际上国内磷酸铵盐

纯度是用P

2O

5

或N的百分含量来表示的，因此不能直接用P

2

5

。或N的百分含量替代NH

4

H

2

PO

4

的含量来计算磷酸铵盐的用量。首先需要将P

20

5

或N的百分含量转化成磷酸二氢铵的含

量，然后计算磷酸二氢铵盐的用量。尽管磷酸铵盐的纯度可以分别用P

20

5

、N的百分含量

表示，但实际上应用P

2O

5

含量来计算所得结果更接近真实值。NH

4

H

2

PO

4

中P

2

5

理论含量为

61.7%将某NH

4H

2

PO

4

中P

2

5

。含量与理论含量61.7%相除，即得NH

4

H

2

PO

4

百分含量。这样，

磷酸铵盐干粉灭火剂中NH

4H

2

PO

4

百分含量可表示为：(磷酸铵盐投入量×P

2

O

5

%/61.7%) ×