摘要：本文概述了磷酸銨鹽干粉滅火劑的滅火原理、原料組分、配方設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝及過(guò)程要點(diǎn)，并探討了相關(guān)質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因及相應(yīng)解決方法。
關(guān)鍵詞：磷酸銨鹽；干粉滅火劑；斥水性；吸濕性；滅火性能；結(jié)塊；粒徑
前言
磷酸銨鹽干粉滅火劑簡(jiǎn)稱ABC干粉滅火劑，其中磷酸二氫銨(NH4H2PO4)起主要滅火作用，其余輔料起防結(jié)塊、添加劑等功能。磷酸銨鹽干粉滅火劑主要分三類：1)以磷酸銨鹽或焦磷酸銨鹽為基料的干粉；2)以磷酸銨鹽或硫酸銨鹽為基料的混合干粉；3)以聚磷酸銨鹽為基料的干粉。磷酸銨鹽干粉滅火劑較之BC類干粉滅火劑用途更廣泛，除具有BC滅火劑滅火功能外，還可滅A類固體火災(zāi)；不但能撲滅平面火災(zāi)，還能滅三維立體空間火災(zāi)。此外，磷酸銨鹽干粉滅火劑因滅火效率高，速度快，原料來(lái)源廣泛，對(duì)環(huán)境、人畜無(wú)毒害，不需要特殊動(dòng)力及使用溫度寬廣等特點(diǎn)，已經(jīng)獲得很廣泛應(yīng)用。因磷酸銨鹽滅火劑的多功能用途，為使用單一滅火劑替換各種各樣高度專門化滅火劑提供了更大方便。另外，目前世界范圍內(nèi)掀起了淘汰"哈龍"滅火劑的環(huán)保運(yùn)動(dòng)，我國(guó)計(jì)劃在2005年全面淘汰"哈龍"121l，2010年淘汰"哈龍"1301。因此，尋找開發(fā)新型環(huán)保滅火劑替代"哈龍"滅火劑勢(shì)在必行，磷酸銨鹽干粉滅火劑有望成為替代"哈龍"滅火劑的一類理想產(chǎn)品(1)。
2 滅火原理
窒息、冷卻、輻射及對(duì)有焰燃燒的化學(xué)抑制作用是磷酸銨鹽干粉滅火效能的集中體現(xiàn)。其中化學(xué)抑制作用是滅火的基本原理，起主要滅火作用。磷酸二氫銨在燃燒火焰中吸熱分解出氨和磷酸，隨后生成P205。每一步反應(yīng)均是吸熱反應(yīng)，故有較好的冷卻作用；分解產(chǎn)生的游離氨能與火焰燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的OH自由基反應(yīng)，減少并終止燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，降低了燃燒反應(yīng)速率(2)當(dāng)火焰中游離氨濃度足夠高，與火焰接觸面積足夠大，自由基中止速率大于燃燒反應(yīng)生成的速率，鏈?zhǔn)饺紵磻?yīng)被終止，導(dǎo)致火焰熄滅。此外，高溫下磷酸二氫銨分解，在固體物質(zhì)表面生成一層玻璃狀薄膜殘留覆蓋物覆蓋于燃燒物表面，冷卻后形成脆性覆蓋物使燃燒表面與空氣隔絕，當(dāng)覆蓋物達(dá)到一定厚度時(shí)能夠阻止復(fù)燃，阻止燃燒進(jìn)行。
3 磷酸銨鹽干粉滅火劑組分及配方設(shè)計(jì)
磷酸銨鹽干粉滅火劑主要由活性滅火組分、疏水成分、惰性填料及其它成分組成。疏水成分主要有硅油和疏水白炭黑；惰性填料種類繁多，主要起防振實(shí)、塊，改善于粉運(yùn)動(dòng)性能、電性能，催化線型硅油聚合以及改善與泡沫滅火劑的共容等作用。
3．1 滅火組分
磷酸銨鹽干粉滅火劑中主要滅火組分是磷酸銨鹽，硫酸銨與氯化鈉經(jīng)常作為輔助滅火組分加入，它們主要彌補(bǔ)、增強(qiáng)磷酸二氫銨撲滅B、C類火災(zāi)的滅火效能。
3．1．1 磷酸二氫銨
磷酸銨鹽是磷酸銨鹽干粉滅火劑的核心，配方設(shè)計(jì)總是圍繞磷酸銨鹽來(lái)進(jìn)行的。磷酸二氫銨鹽的物理和化學(xué)性質(zhì)對(duì)磷酸銨鹽干粉滅火劑性能有重要影響。因此，首先要了解磷酸銨鹽的物理和化學(xué)性能，清楚磷酸銨鹽干粉滅火劑性能與磷酸二氫銨鹽密切關(guān)系對(duì)于干粉滅火劑配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝過(guò)程控制是很關(guān)鍵的。
3．1．1．1 物化性能
磷酸二氫銨：五色透明四方晶體，比重：1．803 g／cm3(19℃)，熔點(diǎn)190C，在空氣中穩(wěn)定，在100℃時(shí)小部分分解，溶于水，呈酸性。工業(yè)上將磷酸與氨按照一定比例進(jìn)行中和反應(yīng)生成。工業(yè)級(jí)NH4H2PO4含量≥98．o％，水不溶物≤o．1％，價(jià)格較高；化肥級(jí)NH4H~PO+國(guó)外含量約90％，國(guó)內(nèi)精制級(jí)含量為88％，普通級(jí)70％左右。國(guó)內(nèi)廠家由于生產(chǎn)規(guī)模小及受技術(shù)、設(shè)備等因素影響不同廠家生產(chǎn)的NH4H2P04質(zhì)量參差不齊，所含雜質(zhì)也不同，故磷酸二氫銨的吸濕率也各不相同(3)。
3．1．1．2 化肥級(jí)磷酸銨鹽(4)
生產(chǎn)磷酸銨鹽干粉滅火劑的磷酸銨鹽有工業(yè)級(jí)和化肥級(jí)之分，化肥級(jí)中磷酸二氫銨含量較低，價(jià)格也較低。但需注意的是只有磷酸二氫銨化肥才能用來(lái)制造干粉滅火劑，別的磷酸銨鹽化肥均不能用來(lái)生產(chǎn)干粉滅火劑。工業(yè)上采用如下方式制備磷酸二氫銨：NH4H3PO4一NH4H2PO4。磷礦石中含有MgO、A1203、Fe20，等雜質(zhì)，用濕法制磷酸時(shí)，它們與磷酸和氨反應(yīng)。例如，與MgO反應(yīng)生成磷酸鎂銨。這些雜質(zhì)存在會(huì)增加磷酸銨鹽化肥粘結(jié)性與吸濕性，當(dāng)然也影響到磷酸銨鹽干粉滅火劑的抗結(jié)塊性和吸濕性。因此，使用不同廠家化肥級(jí)磷酸銨鹽時(shí)應(yīng)慎重考慮其雜質(zhì)種類和含量。
3．1．1．3 生產(chǎn)中磷酸銨鹽用量計(jì)算(5)
國(guó)標(biāo)中對(duì)磷酸銨鹽干粉滅火劑中的磷酸二氫銨含量有規(guī)定，而實(shí)際上國(guó)內(nèi)磷酸銨鹽純度是用P2O5N的百分含量來(lái)表示的。因此不能直接用P20。或N的百分含量替代NH4H2PO4的含量來(lái)計(jì)算磷酸銨鹽的用量。因?yàn)槭紫刃枰獙205或N的百分含量轉(zhuǎn)化成磷酸二氫銨的含量，然后計(jì)算磷酸二氫銨鹽的用量。盡管磷酸銨鹽的純度可以分別用P205、N的百分含量表示，但實(shí)際上應(yīng)用P2O5含量來(lái)計(jì)算所得結(jié)果更接近真實(shí)值。NH4H2PO4中P205理論含量為61．7%將某NH4H~PO+中P20。含量與理論含量61．7％相除，即得NH4H2PO4百分含量。這樣，磷酸銨鹽干粉滅火劑中NH4H2PO4百分含量可表示為：(磷酸銨鹽投入量XP20，％／61．7％)X100％／(磷酸銨鹽投入量+生產(chǎn)中不揮發(fā)輔助料)。這一點(diǎn)和碳酸氫鈉及氯化鈉干粉滅火劑有很大不同，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該予以重視。
3．1．2 硫酸銨與氯化鈉
硫酸銨鹽作為輔助滅火組分，主要彌補(bǔ)、增強(qiáng)磷酸二氫銨干粉滅火劑撲滅B、C類火災(zāi)的效能。在磷酸銨鹽干粉滅火劑中加入25％一30％硫酸銨鹽，可明顯提高滅火效能。
物化性能：純品為無(wú)色正交結(jié)晶，商品為白色或微帶顏色結(jié)晶，比重1．769 g／cm3，235°C分解，易溶于水，水溶液呈酸性反應(yīng)，不溶于乙醇、丙酮。在潮濕環(huán)境中吸收水分而結(jié)塊，與堿類物質(zhì)作用放出氨氣。
硫酸銨與磷酸銨鹽之間并非簡(jiǎn)單的惰性混合，實(shí)驗(yàn)表明二者之間存在化學(xué)接觸反應(yīng)(6)。磷酸銨鹽吸濕率很高，而硫酸銨吸濕率很低，將二者按照一定比例混合進(jìn)行吸濕實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混合物吸濕率高于混合物加權(quán)平均值，說(shuō)明二者部分發(fā)生反應(yīng)，生成了硫、磷酸銨。硫、磷酸銨吸濕率較高，且吸濕率隨吸濕率時(shí)間和磷酸銨鹽混合比例增加而明顯升高。
3．1．3 氯化鈉
氯化鈉：白色立方晶系結(jié)晶體，呈細(xì)小結(jié)晶分，粉末狀，無(wú)臭、味咸、中性。密度：2.165 g／cm3，熔點(diǎn)810C，沸點(diǎn)1413°C，有雜質(zhì)存在時(shí)易潮解，溶于水、甘油。NaCl百分含量≥98．0％，是食鹽的主要成分。
在磷酸銨鹽干粉滅火劑中加入氯化鈉15％一35％，同樣可明顯提高其滅BC類火災(zāi)的能力，還可滅輕金屬火，是真正的ABCD干粉滅火劑。
3．2 疏水組分
硅油和疏水白炭黑構(gòu)成千粉滅火劑疏水組分，共同圍繞在滅火劑粒子周圍形成疊加斥水場(chǎng)，協(xié)同保持干粉的斥水防潮性。
3．2．1 硅油
硅油：線型聚硅氧烷，根據(jù)主鏈硅原子側(cè)基所連接的基團(tuán)劃分，用于干粉滅火劑的硅油分甲基硅油、乙基硅油、甲基含氫硅油、乙基含氫硅油等，其中甲基含氫硅油(202)最常用。含氫硅油中，側(cè)鏈乙基、甲基與硅原子個(gè)數(shù)之比小于2，R／Si＝2時(shí)，由于側(cè)基無(wú)氫原子，線型聚硅氧烷分子間作用力很弱，水解交聯(lián)反應(yīng)慢，硅油固化需要很長(zhǎng)時(shí)間，導(dǎo)致干粉雖經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間聚合，仍有粘手感覺(jué)。當(dāng)2／3<R／Si<2，其中H／R＝0．9／1．0一1．1時(shí)，由于活性氫原子，存在分子間氫鍵作用，分子相互易接近，利于交聯(lián)，聚合物固化后機(jī)械性能好。若H含量過(guò)高，交聯(lián)密集，聚合物性脆，易受機(jī)械攪拌力破壞；若H含量過(guò)低，聚合物固化不好，發(fā)軟，影響干粉運(yùn)動(dòng)性能和斥水性能。
線型硅油交聯(lián)聚合后形成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，交聯(lián)反應(yīng)需要以下條件：有水和催化劑存在。催化劑常用路易斯質(zhì)子酸，如活性白土，它是膨潤(rùn)土經(jīng)硫酸處理而成的多孔高比表面粉料。在催化劑存在下，線型硅油經(jīng)稀釋后，在高速攪拌下，分散到滅火劑粒子表面水解、交聯(lián)，催化反應(yīng)為均相催化。固化完成后，在于粉粒子表面形成了硅油膜，其中疏水基一CH：朝外，因甲基電子云成柱狀分布立體空間較大，故分子間距大，甲基內(nèi)聚能密度小，斥水性強(qiáng)。硅油膜覆蓋在粒子表面，由于它的疏水基一CH3有極強(qiáng)的斥水性，使液膜在形成過(guò)程中無(wú)法形成膜狀，水膜無(wú)法很好地潤(rùn)濕粒子表面，而是縮成球形，減少了粒子與粒子表面間的接觸面積，析出的晶體連接脆弱，結(jié)塊趨勢(shì)顯著減弱，從而賦予干粉斥水性能(7)。
硅油聚合時(shí)最好使用稀釋劑稀釋，這樣可使硅油螺旋型結(jié)構(gòu)變成無(wú)規(guī)則蜷曲狀，顯示出分子極性，有利于在滅火粒子表面展開，進(jìn)行下一步交聯(lián)反應(yīng)。
3．2．2 疏水白炭黑
疏水白炭黑由白炭黑經(jīng)硅油疏水化處理而成，白炭黑表面存在醇羥基，與含氫硅油發(fā)生脫氫反應(yīng)而鍵合起來(lái)。此外，白炭黑毛細(xì)孔中的吸附水也與含氫硅油發(fā)生脫氫反應(yīng)，硅油聚合物在白炭黑表面的物理吸附作用是主要的。
疏水白炭黑加入后，由于粒徑極細(xì)(1000目以上)，充分分散到粒子間，進(jìn)一步補(bǔ)充硅油未能覆蓋的地方。粒子間疏水白炭黑不但起到物理分隔作用，更主要的是對(duì)相臨粒子液膜產(chǎn)生排斥作用，使它們不易連接起來(lái)，降低了結(jié)塊趨勢(shì)。疏水白炭黑和硅油在斥水性上相互彌補(bǔ)，共同形成疊加斥水場(chǎng)。
3．3 惰性填加組分
隋性添加劑多為非水溶性的天然礦物，價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛，是干粉滅火劑必不可少的，大致有以下二類：
3．3．1 防振實(shí)結(jié)塊類
具有鱗片狀結(jié)構(gòu)，富有彈性的填料，如云母、石墨、蛭石等。云母在于粉中最為常用，細(xì)度為250目左右最好，云母具有優(yōu)異的電絕緣性能，加入云母后賦予滅火劑良好的電絕緣性能，還能明顯提高干粉抗振實(shí)性能。
3．3．2 改善干粉運(yùn)動(dòng)性能、催化硅油聚合類
這類填料有助于提高于粉運(yùn)動(dòng)性能，防止干粉自滅火器中噴出時(shí)"氣阻"現(xiàn)象發(fā)生，如多孔類礦物有沸石、珍珠巖、菱鎂礦等，非孑L類礦物有滑石、硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽等，以及硅油聚合催化劑如酸性活性白土(Alz03．4SiO3·nHzO)，活性白土還具有防止干粉生物霉變，利于貯存等特點(diǎn)。堿土金屬碳酸鹽也是良好的催化劑。此外，像氧化鈣、氫氧化鈣、二硫化鉬、氮化硼以及某些工業(yè)廢渣均是干粉的很好填料。
干粉滅火劑的松密度在國(guó)標(biāo)上有嚴(yán)格下限限制，松密度過(guò)小或過(guò)大均影響干粉其它性能，為了使松密度合乎要求，可通過(guò)惰性填料的合理搭配來(lái)調(diào)節(jié)。多孔、非多孔結(jié)構(gòu)填料比表面積大于滅火組分，兩者松密度相差很大，合理搭配可起到抗結(jié)塊和有效調(diào)節(jié)干粉松密度作用。
3．4 磷酸銨鹽干粉滅火劑的配方設(shè)計(jì)
磷酸銨鹽干粉滅火劑外觀由很細(xì)微的粉末組成，使用時(shí)，先與氮?dú)庋杆倩旌?，然后依靠氣壓自噴嘴噴向火源。滅火組分如磷酸銨鹽因吸濕性很強(qiáng)，易于發(fā)生結(jié)塊而無(wú)法長(zhǎng)期保持松散粉末狀態(tài)。同時(shí)因粉體運(yùn)動(dòng)性能不好，很難做到氣、粉迅速均勻混合。因此，配方設(shè)計(jì)中，首先考慮必須對(duì)滅火組分粒子進(jìn)行疏水化表面處理，使易溶于水的粒水變?yōu)殡y溶于水，這樣可以有效降低吸濕率，提高抗結(jié)塊性能，在儲(chǔ)存期內(nèi)保持松散粉末狀態(tài)。其次，添加改善粉體運(yùn)動(dòng)性能的某些惰性填料（7）。
根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定，我國(guó)干粉中NH4H2PO4百分含量有50％和70％之分，因此，磷酸銨鹽干粉滅火劑中磷酸二氫銨用量范圍基本固定。此外，還可添加15％一25％的硫酸銨或氯化鈉進(jìn)行輔助滅火。含氫硅油一般用量4％。左右，疏水白炭黑4％左右，其余皆為惰性填料。如果干粉需要顏色，加入0．15％氧化鐵黃或0．12％一0．15％氧化鐵紅，可將干粉染至淡黃或粉紅顏色。此外，可加入0．0l％的熒光紅或熒光黃也能達(dá)到所需的近似顏色效果。
4 磷酸銨鹽干粉滅火劑的生產(chǎn)工藝
磷酸銨鹽干粉滅火劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)述：首先烘烤含水率較高的磷酸銨鹽、硫酸銨等原材料，然后送人超細(xì)粉碎機(jī)粉碎，在混合器中按照配方加入輔助原材料如碳酸鈣、活性白土、云母粉等攪拌、升溫，加人稱量過(guò)的磷酸銨鹽、硫酸銨粉碎料，快速攪拌混合均勻。加入稀釋好的硅油，10-15分鐘后加人疏水白炭黑，恒定溫度下繼續(xù)烘烤至出料，檢驗(yàn)、稱量、包裝、入庫(kù)。工藝簡(jiǎn)圖如圖1。
磷酰銨鹽干粉滅火劑生產(chǎn)過(guò)程要點(diǎn)
現(xiàn)將磷酸銨鹽干粉滅火劑生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)生產(chǎn)要點(diǎn)簡(jiǎn)述如下。
5．1 磷酸銨鹽粉碎
磷酸銨鹽滅火組分顆粒較粗，使用前必須經(jīng)過(guò)超細(xì)粉碎機(jī)粉碎到國(guó)標(biāo)所要求的粒徑及分布范圍內(nèi)。國(guó)內(nèi)大多采用機(jī)械式氣流粉碎機(jī)及球磨機(jī)等。從微觀機(jī)械化學(xué)理論講，粉碎是個(gè)可逆過(guò)程，一方面物料顆粒變細(xì)，比表面積增大；另一方面，表面自由能促使物料顆粒重新團(tuán)聚，粒徑變大，比表面積減小。正反可逆過(guò)程速度相等時(shí)，粉碎達(dá)到平衡，物料粒子尺寸達(dá)到該平衡狀態(tài)條件下的最小值。要想追求更細(xì)小粒子，必須打破粉碎平衡，使平衡向超細(xì)粉末方向移動(dòng)。因此，簡(jiǎn)單有效的方法是加入<5％用量粉碎助劑，可以明顯提高粉碎細(xì)度，增大底盤粒子比例。粉碎助劑有無(wú)機(jī)和有機(jī)助劑之分，后者效果優(yōu)于前者。
磷酸銨鹽因吸濕率高，粉碎前需烘烤，將含水率降低才有利于粉碎過(guò)程的進(jìn)行。通常和硫酸銨一起粉碎，兩者粉碎性能不同，硫酸銨硬度大，在混合粉碎時(shí)起著相當(dāng)磨介作用。如兩者混合很均勻，則會(huì)使磷酸銨鹽產(chǎn)生更多超細(xì)粉，影響斥水性。硫酸銨鹽的磨介作用與其用量有關(guān)，適量硫酸銨存在時(shí)，能改善磷酸銨鹽粉碎性能，增大粉碎能力而不影響干粉斥水性。硫酸銨所占比例的大小與其含水率有關(guān)，含水率高時(shí)，在混合粉碎過(guò)程中，水份會(huì)傳遞到磷酸銨鹽表面抑制超細(xì)粉產(chǎn)生，故硫酸銨所占比例可以適當(dāng)高些（4.8）引。
磷酸銨鹽粒子細(xì)度及分布對(duì)滅火劑滅火能力有著極其重要作用，國(guó)標(biāo)中能檢測(cè)的最小粒徑為40um，實(shí)際滅火臨界粒徑約為20um。臨界粒徑下粒子比例高，滅火效果好。
5．2 物料混合
將各類原料組分加入混合器后，采用高速、高效混合設(shè)備迅速混合均勻。因?yàn)楦黝惙垠w粒子密度、粒徑相差非常懸殊，混合過(guò)程既要求短時(shí)間內(nèi)將各類粒子攪拌均勻，又要求將用量0．4％左右的硅油能分散到粒子表面?；旌蠒r(shí)粒子運(yùn)動(dòng)速率和方向不斷變化，粒子間的相互接觸摩擦利于硅油在粒子間傳遞、分散。因此，最佳混合過(guò)程是要求粒子運(yùn)動(dòng)速率既快，粒子間又緊密接觸。
混合器帶有加熱系統(tǒng)，加熱目的為：烘出原料中加入的水、溶劑，提供促進(jìn)硅油聚合、交聯(lián)固化。干粉中的水分排除很重要，也較為困難。水分的降低與加熱時(shí)間有關(guān)系，水分含量超標(biāo)會(huì)嚴(yán)重影響干粉的電性能，水分的排除與抽風(fēng)除濕設(shè)備的設(shè)計(jì)、工作狀態(tài)有很大關(guān)系。
5．3 硅油分散及聚合固化
硅油最好用有機(jī)溶劑如汽油、三氯乙烯、全氯乙烯、氯仿等稀釋，可使硅油分子顯示出極性來(lái)。稀釋液最好采用霧化設(shè)備將硅油以霧狀分散到高速運(yùn)動(dòng)的粒子中去，這樣可均勻地將硅油分散到滅火劑上。生產(chǎn)實(shí)踐證明：硅油分散方式及效果對(duì)批量干粉滅火劑斥水性能的均一性有一定影響。
在酸性多孔催化劑如活性白土存在下，硅油在室溫下可以發(fā)生聚合。加入的水量應(yīng)根據(jù)使用的硅油類型來(lái)決定。如果使用甲基含氫硅油，最小理論用水量為硅油量15％、通常用水量等同于硅油用量，非含氫硅油用水量相應(yīng)要大些。具體用水量應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定，不能盲目隨意加大用水量，以免導(dǎo)致混合粉體中含水率過(guò)高，有時(shí)即使延長(zhǎng)生產(chǎn)時(shí)間，含水率也超標(biāo)，一則影響電絕緣性能，二則干粉放置后在袋內(nèi)會(huì)出現(xiàn)微小結(jié)塊現(xiàn)象。
待硅油分散完畢后，最好降低攪拌器轉(zhuǎn)速，在較低轉(zhuǎn)速下使硅油進(jìn)一步聚合交聯(lián)。固化完成后，加入疏水白炭黑，在恒溫下繼續(xù)烘干，進(jìn)一步除掉干粉中的殘余水分，使干粉含水率降至o．3％以下。烘干時(shí)間根據(jù)加入水量和設(shè)備烘干除濕能力等因素決定。加入疏水白炭黑后，應(yīng)注意控制抽風(fēng)除濕口的風(fēng)速，盡可能避免抽走過(guò)多疏水白炭黑。
5．4 篩分
力求避免篩網(wǎng)被利器或重物戳穿破壞，造成大顆粒粒子進(jìn)入成品，應(yīng)做到定期檢查震動(dòng)篩。篩分過(guò)程中，若在篩下的細(xì)料里發(fā)現(xiàn)明顯雜物或粗顆粒，應(yīng)及時(shí)檢查并更換篩網(wǎng)，避免影響產(chǎn)品滅火性能。篩分過(guò)程中細(xì)粉下料速度不要過(guò)快，否則會(huì)造成料渣中含有不少本應(yīng)篩下的細(xì)料，減少成品重量，生產(chǎn)效率下降。
5．5 檢驗(yàn)
在包裝入庫(kù)前必須按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：松密度、含水率、粒徑及其分布、斥水性、NH4H4PO4以及噴射性能、滅火性能、針人度、稀釋率等。目前國(guó)內(nèi)不少小干粉廠家五條件配齊上述檢測(cè)設(shè)備，僅測(cè)試前面幾項(xiàng)指標(biāo)，故無(wú)法準(zhǔn)確判定其干粉的真實(shí)狀態(tài)。建議定期送樣檢測(cè)后面幾項(xiàng)指標(biāo)，并在生產(chǎn)過(guò)程中及時(shí)檢測(cè)前面幾項(xiàng)易測(cè)試指標(biāo)，因?yàn)楦煞鄣闹T多指標(biāo)之間是有密切聯(lián)系的。
5．6 包裝、搬運(yùn)、入庫(kù)
流態(tài)化干粉從出料口進(jìn)入包裝袋，稱量完畢后，放置待濕熱空氣進(jìn)一步釋放，干粉粒子進(jìn)一步沉降后即可扎封內(nèi)外袋口。扎內(nèi)袋口時(shí)注意排除完袋內(nèi)空氣，以防內(nèi)部空氣受壓擠破內(nèi)袋，濕氣進(jìn)人，影響干粉質(zhì)量。搬運(yùn)過(guò)程中應(yīng)做到輕搬輕放，防止搬運(yùn)過(guò)程中人為或別的原因損壞包裝內(nèi)袋，影響干粉質(zhì)量。庫(kù)房?jī)?chǔ)存時(shí)應(yīng)注意通風(fēng)，避免潮濕、雨淋等不利因素。
6 常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題原因分析與相應(yīng)措施
下面將磷酸銨鹽干粉滅火劑實(shí)際生產(chǎn)中常見(jiàn)的一些質(zhì)量問(wèn)題的原因分析及相應(yīng)解決方法簡(jiǎn)述如下。
6．1 斥水性
斥水性是一項(xiàng)重要指標(biāo)，磷酸銨鹽干粉滅火劑的斥水性經(jīng)常很容易出問(wèn)題，影響因素較多。磷酸銨鹽粉碎過(guò)細(xì)，雖然滅火效能顯著提高，但斥水性卻明顯下降。隨著粒子粒徑減小，比表面積急劇增加，需要更多硅油才能滿足超細(xì)粒子的表面硅化處理，而定量硅油自然無(wú)法滿足超細(xì)粒子的表面硅化處理，于是斥水性下降。此外，當(dāng)粒子粒徑過(guò)細(xì)，小于或接近疏水白炭黑粒徑時(shí)，會(huì)導(dǎo)致磷酸銨鹽吸附圍繞在疏水白炭黑粒子周圍，起不到疏水功能(4).作為起主要斥水性功能的疏水白炭黑，使用時(shí)要注意驗(yàn)證其疏水效果，檢驗(yàn)其質(zhì)量，同時(shí)加入量要適當(dāng)，粒子粒徑要細(xì)，否則難以吸附在粉體周圍；但粒徑不能過(guò)細(xì)，否則自身疏水性能欠佳。硅油要有足夠加入量，水和催化劑用量和分散情況及溫度都會(huì)對(duì)硅油的聚合、固化有影響，繼而影響斥水性。加入白炭黑后抽濕口風(fēng)速不能太大，否則會(huì)損失部分疏水白炭黑而影響斥水性。此外，混合攪拌器出粉口一定要密閉，防止滅火劑在硅化完成前滲露出去，最終進(jìn)入成品中，局部影響成品斥水性。
6．2 吸濕率
磷酸銨鹽干粉滅火劑吸濕率是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，吸濕是干粉結(jié)塊的直接原因。吸濕率超標(biāo)則導(dǎo)致干粉在貯藏期內(nèi)發(fā)生結(jié)塊影響使用。磷酸銨鹽干粉滅火劑吸濕特性主要由磷酸二氫銨的吸濕性決定。有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，磷酸二氫銨在室溫下能自發(fā)分解成磷酸和氨：NH4H2PO4一NH3+H3PO4。磷酸是吸濕性很強(qiáng)的化合物，因磷酸覆蓋于磷酸二氫銨表面且不斷從大氣環(huán)境中強(qiáng)烈吸濕，導(dǎo)致磷酸二氫銨吸濕率升高，所以，倘若能及時(shí)使磷酸與別的物質(zhì)反應(yīng)以減少、除掉磷酸，則磷酸二氫銨吸濕率會(huì)明顯得到抑制。例如，用磷酸鈣與磷酸反應(yīng)。此外，磷酸二氫銨吸濕率還明顯受到粒徑大小及放置時(shí)間的影響，粒徑愈細(xì)，放置時(shí)間愈長(zhǎng)，分解出的磷酸愈多，則吸濕率愈高。同時(shí)外界環(huán)境濕度對(duì)磷酸二氫銨吸濕率有非常明顯影響，隨著濕度增加，吸濕率增加極快(5)。從以上分析可看出，應(yīng)力求使磷酸銨鹽干粉滅火劑盡量少暴露在相對(duì)濕度高的環(huán)境中，尤其是相對(duì)濕度高于60％的環(huán)境中，這樣有利于降低滅火劑吸濕率。此外，磷酸二氫銨中少量磷酸二銨因?yàn)槲鼭衤矢?，容易造成滅火劑吸濕性大。硅油硅化過(guò)程中硅油種類、質(zhì)量、用量和聚合時(shí)溫度及干粉細(xì)度均會(huì)影響吸濕率?；旌掀?、管路以及別的系統(tǒng)中殘留的某些雜質(zhì)如碳酸氫鈉塊進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)，和磷酸二氫銨發(fā)生接觸起化學(xué)反應(yīng)，生成吸濕率高的物質(zhì)，影響產(chǎn)品吸濕率.
6．3 電絕緣性能(9.10)
電絕緣性能是指干粉在一定容器中振實(shí)情況下的擊穿電壓。磷酸銨鹽干粉滅火劑經(jīng)常用來(lái)滅電氣類火災(zāi)，其耐擊穿電壓性能必須滿足要求，否則無(wú)法保證滅火人員的安全。含水率和云母粉是影響電絕緣性能的兩個(gè)主要因素。含水率大小直接影響電絕緣性能的高低，含水率越高，擊穿電壓越低，電絕緣性能越差。因此，降低含水率可以有效提高擊穿電壓，顯著改善電絕緣性能。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，含水率低于0．2％時(shí)，電絕緣性在5 kV以上，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；當(dāng)含水率降至l％以下時(shí)，電絕緣性不再隨含水率降低而升高。云母由于自身絕緣性常被用在電力行業(yè)絕緣部件上，云母粉本身絕緣性能好壞、用量、粒徑及分布對(duì)磷酸銨鹽干粉滅火劑電絕緣性影響很大。
6．4 含水率
新版干粉滅火劑檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有含水率檢測(cè)一項(xiàng)，雖然其它檢測(cè)項(xiàng)目間接限制了干粉含水率，但由于不少生產(chǎn)廠家受檢測(cè)設(shè)備及時(shí)間限制，在檢驗(yàn)干粉時(shí)僅僅測(cè)試斥水性等幾個(gè)易測(cè)試的指標(biāo)。雖然斥水性指標(biāo)鑒定合格，但干粉經(jīng)過(guò)放置后在包裝袋內(nèi)發(fā)生微小結(jié)塊現(xiàn)象，究其原因是干粉含水率超標(biāo)所致，故應(yīng)及時(shí)測(cè)定干粉含水率，在生產(chǎn)過(guò)程中控制干粉含水率。
6．5 粒徑及分布與滅火效能
每種滅火粒子都存在上限臨界粒徑，小于臨界粒徑的粒子全部起滅火作用。大于臨界粒徑的粒子其動(dòng)量大，通過(guò)空氣對(duì)小粒子產(chǎn)生空氣動(dòng)力學(xué)拉力，迫使小粒子緊隨其后，撲向火焰中心，而不是未到火焰就被熱氣流吹走，降低滅火效率。故當(dāng)大小粒子存在最佳比例時(shí)，所有大粒子帶著全部小粒子沖向火焰，滅火效能最佳，滅火劑用量最少。干粉粒徑分布廣，臨界粒徑下粒子比例高，滅火效果好；滅火組分臨界粒徑大，滅火效果好。在磷酸銨鹽干粉滅火劑中起主要滅火作用的是磷酸二氫銨，因此，磷酸二氫銨含量升高有利于提高滅火效能。然而，滅火效能還決定于滅火粒子，只有粒徑≤20um的磷酸二氫銨粒子全部起滅火作用，>20um的粒子滅火效能銳減。所以，磷酸銨鹽干粉滅火劑滅火效能同時(shí)決定于磷酸二氫銨純度與底盤粒子的比例，二者的乘積是一個(gè)重要表征滅火效能的參數(shù)。
干粉滅火劑滅火效能是小粒子與大粒子滅火效能之和。按滅火效能定義，有如下關(guān)系式：
如果知道sa就可求出，在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)Xk控制干粉大、小粒子的級(jí)配，可獲得具有最佳滅火效果的干粉。
國(guó)內(nèi)有的廠家生產(chǎn)的磷酸銨鹽干粉滅火劑滅火能力差甚至無(wú)法滅火，究其原因是其滅火組分粒徑粗以及底盤中細(xì)粉含量、尤其是粒徑≤20 pm的磷酸銨鹽粒子過(guò)少造成的。
6．6 松密度
磷酸銨鹽類干粉滅火劑松密度有下限規(guī)定，若松密度太小，則無(wú)法保證鋼瓶干粉充裝量。因此，應(yīng)該檢查粉碎系統(tǒng)并調(diào)整粉碎機(jī)，調(diào)整配方中不同物料，配比來(lái)達(dá)到松密度要求。
6．7 抗振實(shí)性
有的干粉在充裝鋼瓶靜置一段時(shí)間后，插入吸管很費(fèi)力?？赏ㄟ^(guò)如下方法解決：提高云母粉、活性白土及其它防振實(shí)填料的用量比例，調(diào)節(jié)相互間搭配。滅火原料應(yīng)一次性全部粉碎且注意粉碎工藝的穩(wěn)定性。
6．4 磷酸銨鹽干粉滅火劑生產(chǎn)中的結(jié)快現(xiàn)象(5)
磷酸銨鹽類干粉滅火劑生產(chǎn)廠家會(huì)遇到這樣情況：在生產(chǎn)過(guò)程中加完硅油／水后，遭遇一段時(shí)間停電，結(jié)果發(fā)現(xiàn)混合器中磷酸銨鹽已經(jīng)結(jié)塊，有時(shí)結(jié)塊很大且很堅(jiān)硬，很難從混合器里清理出來(lái)。結(jié)塊嚴(yán)重情況下，電機(jī)無(wú)法帶動(dòng)攪拌器，甚至燒壞電機(jī)。有時(shí)即使不停電，也會(huì)發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象。究其原因，主要是由于磷酸二氫銨溶解度增大造成的。磷酸二氫銨溶解度大，且隨溫度升高明顯增大。實(shí)驗(yàn)證明，溫度從60℃到100~C，磷酸二氫銨溶解度增大110％?；旌衔镌诨旌霞訜徇^(guò)程中，物料中水分不斷向外遷移，粒子表面氣相中水蒸汽分壓逐漸增大。當(dāng)體系中水蒸氣不能及時(shí)排出時(shí)，飽和水蒸汽開始在粒子表面發(fā)生冷凝，溶解部分磷酸二氫銨粒子表層，形成磷酸二氫銨飽和溶液。隨著溫度升高，溶解度增大，溶解飽和液粘度增加，粉體變?yōu)檎硿后w，體系阻力增大，加重電機(jī)負(fù)荷，直至停止運(yùn)轉(zhuǎn)。溶解持續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致體系溫度下降，飽和磷酸二氫銨溶液開始析出結(jié)晶，隨溫度不斷降低，大量磷酸二氫銨晶體持續(xù)析出，析出后的相臨粒子連結(jié)在一起，逐步形成硬塊。
因此，要防止磷酸銨鹽干粉滅火劑在混合器內(nèi)結(jié)塊，首先要保持抽風(fēng)除濕設(shè)備正常工作，及時(shí)抽走混合器內(nèi)蒸發(fā)的水分，降低水蒸汽分壓；其次是控制混合料中的水分含量盡可能低。
7 磷酸銨鹽干粉滅火劑現(xiàn)狀與前景
與水、泡沫、二氧化碳等滅火劑相比，干粉滅火劑在滅火速率、滅火面積、等效單位滅火成本效果三個(gè)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于前者。因其滅火速率快，制作工藝過(guò)程不復(fù)雜，使用溫度(一50-80℃)范圍寬廣，對(duì)環(huán)境無(wú)特殊要求，以及使用方便，不需外界動(dòng)力、水源，無(wú)毒、無(wú)污染、安全等特點(diǎn)，目前在手提式滅火器和固定式滅火系統(tǒng)上得到了廣泛應(yīng)用。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化規(guī)模和城市現(xiàn)代化不斷發(fā)展，建筑日趨密集和高層化，人口急劇增加，財(cái)富高度集中，各種起火因素不斷增加，城市火災(zāi)日趨嚴(yán)重?；馂?zāi)頻繁發(fā)生，使人類積累的巨大物資財(cái)富瞬間毀于一旦，對(duì)人類生命、財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了極大威脅，因此，加強(qiáng)不同場(chǎng)合消防安全設(shè)施很重要。然而目前在許多公共場(chǎng)合配置的主要是BC干粉滅火器，當(dāng)然這主要是考慮價(jià)格的原因?？墒?，BC干粉滅火器難于撲滅A類固體火災(zāi)，很多火源往往是A類火。如果僅僅因?yàn)楣?jié)約錢財(cái)造成滅火器配置錯(cuò)誤而釀成重大火災(zāi)則得不償失。所以必須加強(qiáng)推廣和宣傳磷酸銨鹽類干粉滅火劑，在適當(dāng)場(chǎng)所用ABC干粉滅火器替代BC干粉滅火器，這是一項(xiàng)刻不容緩的消防工作(1)。
目前，我國(guó)磷酸銨鹽類干粉滅火劑質(zhì)量普通還存在不少缺陷，有的廠家因技術(shù)工藝不過(guò)關(guān)，設(shè)備陳舊而無(wú)法制造出合格的滅火劑；有的廠家為了眼前利益，偷工減料甚至粗制濫造，根本無(wú)法保證產(chǎn)品質(zhì)量。這些行為都嚴(yán)重危害了磷酸銨鹽類干粉滅火劑的推廣和使用，甚至為重大火災(zāi)埋下了隱患，置人民生命和財(cái)產(chǎn)安全于不顧。所以，首先嚴(yán)格保證磷酸銨鹽干粉滅火劑質(zhì)量顯得尤為重要。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外磷酸銨鹽干粉滅火劑的使用愈來(lái)愈普及，市場(chǎng)需求量逐年不斷上升，磷酸銨鹽干粉滅火劑將獲得更大的發(fā)展空間和更廣泛的應(yīng)用。
