СОСТАВ ДЛЯ ОБЪЕМНОГО ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ Российский патент 1997 года по МПК A62D1/00 

Предлагаемое техническое решение относится к средствам объемного тушения пожаров.

Задачей изобретения является разработка состава для объемного тушения пожаров с высокой огнетушающей эффективностью.

Сущность изобретения состоит в том, что состав содержит нитрат калия, идитол, дивинил-стирольный термоэластопласт (ДСТ) или бутадиен-нитрильный каучук (СКН), или смесь бутадиенового (СКБ) и натурального (НК) каучуков и вазелиновое (ВМ) или индустриальное (ИМ), или трансформаторное (ТМ) масло при следующем соотношении компонентов (мас.):
нитрат калия 66 81
идитол 10 15
дивинил-стирольный термоэластопласт или бутадиен-нитрильный каучук, или смесь бутадиенового и натурального каучуков 8 15
вазелиновое или индустриальное, или трансформаторное масло 0,1 4
Введение ДСТ или СКН, или смеси СКБ и КН в состав, содержащий идитол, вместе с нитратом калия и вазелиновым или индустриальным, или трансформаторным маслом приводит к экстремальному повышению огнетушащей эффективности (см. таблицу). При этом экспериментальное повышение огнетушащей эффективности происходит при сочетании идитола, нитрата калия и вазелинового или индустриального, или трансформаторного масла, но не со всеми существующими каучуками (например, с карбоксилатными или с кремнийорганическими), а именно с указанными в формуле изобретения /ДСТ, СКН, смеси СКБ и НК/.

Возможно, это связано с наличием у ДСТ, СКН, СКБ и НК значительного количества непредельных связей, отсутствием в макромолекулах атомов фтора, кремния, что положительно влияет на интенсификацию (уменьшается сопротивляемость горению) горения составов, что, в свою очередь, обеспечивает больший вынос конденсированной фазы в защищаемый объем и, соответственно, повышает огнетушащую эффективность составов.

Нижний предел введения или ДСТ, или СКН, или смеси СКБ и НК 8% определяется технологическими соображениями. При содержании или ДСТ, или СКН, или смеси СКБ и НК меньше 8% составы практически не вальцуются на горизонтальных вальцах. Кроме того, резко снижаются деформационно-прочностные характеристики, особенно ярко выражено это у составов с ДСТ или с СКН.

Верхний предел введения или ДСТ, или СКН, или смеси СКБ и НК 15% определяется снижением огнетушащей эффективности составов при превышении данного предела по содержанию или ДСТ, или СКН, или смеси СКБ и НК в составах. Соотношение каучуков СКБ и НК в их смеси целесообразно изменять в пределах /2-4/:1, однако оптимальным является соотношение 3:1.

Введение вазелинового, или индустриального, или трансформаторного масла в состав, содержащий нитрат калия, идитол и ДСТ или СКН, или смесь СКБ и НК позволило дополнительно улучшить технологические характеристики состава, а именно снизить внешнее трение при прессовании и в результате уменьшить усилия прессования при изготовлении изделий из состава.

Нижний предел введения или вазелинового, или индустриального, или трансформаторного масла 0,1% определяется возможностью переработки состава с минимальным добавлением масла, при этом усилия прессования снижаются с 70 МПа до 50 МПа, что допустимо с точки зрения безопасных условий изготовления.

Верхний предел введения вазелинового, или индустриального, или трансформаторного масла 4% определяется снижением усилий прессования до 30 МПа при сохранении высокой огнетушащей эффективности. При увеличении содержания масел >4% огнетушащая эффективность падает.

Предлагаемый состав обладает дополнительно следующими ценными качествами:
во-первых, очень высокими прочностными характеристиками (физико-механическими) (см. данные таблицы), что позволяет использовать состав в качестве огнетушащих средств на объектах, которые могут претерпевать большие ударные, вибрационные нагрузки или ускорения, и когда прочностные характеристики составов становятся определяющими в работе всей пожаротушащей системы в целом;
во-вторых, состав устойчиво горит при атмосферном давлении, что повышает эффективность всей системы объемного пожаротушения, т.к. уменьшаются массогабаритные характеристики газогенерирующих устройств, в которых сжигаются специальные тушащие композиции (СТК).

Варьирование в составах различных типов каучуков позволяет, кроме того, иметь составы с различными уровнями скоростей горения и поэтому проектировать газогенерирующие устройства с различными размерами шашек при обеспечении необходимых требований по интенсивности подачи огнетушащих смесей.

Изобретение поясняется следующими примерами приготовления составов.

Пример 1.

Получение состава, содержащего /мас./:
ДСТ 12
KNO₃ 73
идитол 13
вазелиновое масло 2
Загружают в смеситель 13 г идитола, 73 г KNO₃, 12 г ДСТ, 2 г вазелинового масла и приливают растворитель хлористый метилен /модуль M=1 /5-7//. Время перемешивания 1 ч. Затем полученную пластичную массу выгружают и вальцуют на горизонтальных вальцах при температуре 60 80^oC до получения однородного полотна. Полученное полотно формуют на прессе при температуре 80 90^oC для получения изделий заданной геометрической формы и размеров.

Пример 2.

Получение состава, содержащего /мас./:
СКН 10
KNO₃ 75
идитол 14
вазелиновое масло 1.

Загружают в смеситель 14 г идитола, 75 г KNO₃, 1 г вазелинового масла и 10 г СКН, приливают растворитель хлористый метилен (M=1 /5-7/). Остальные операции аналогичны операциям примера 1.

Пример 3.

Получение состава, содержащего /мас./:
СКБ 9
НК 3
KNO₃ 74
идитол 10
индустриальное масло 4.

Загружают в смеситель 10 г идитола, 74 г KNO₃, 9 г СКБ, 3 г НК и 4 г индустриального масла, приливают растворитель хлористый метилен (M=1 /5 -7/). Остальные операции аналогичны операциям примера 1.

Оценку огнетушащей эффективности и скорости горения предлагаемого состава осуществляли на образцах в виде шнура диаметром 5 мм, изготовленных формованием на прессе полотна, полученного на горизонтальных вальцах.

Экспериментальную проверку по огнетушащей эффективности составов проводили по следующей методике. В замкнутом объеме 0,040 м³ сжигали навеску исследуемого состава. После распределения в течение 60 с аэрозольной смеси по объему в него вносили горящий образец полиметилметакрилата (оргстекло). Проводя серию экспериментов с различными количествами (навесками) исследуемого состава, определяли минимальную его навеску, при сжигании которой самостоятельное горение оргстекла в объеме продолжалось не более 1 с. Разделив полученную величину минимальной навески на объем, находили минимальную огнетушащую концентрацию исследуемого состава.

Изготовление образцов из предлагаемого состава и их испытания на растяжение с целью определения напряжения при максимуме усилия растяжения (σ_max) проводили согласно существующим требованиям на разрывной машине.

Полученные экспериментальные результаты приведены в табл. 1 и 2.

Из приведенных результатов следует, что заявленный состав обладает высокой огнетушащей эффективностью и прочностью.

Использование: объемное тушение пожаров. Сущность изобретения: состав содержит нитрат калия, идитол, дивинил-стирольный термоэластопласт или бутадиен-нитрильный каучук, или смесь бутадиенового и натурального каучуков и вазелиновое или индустриальное, или трансформаторное масло при следующем соотношении компонентов, мас. %: нитрат калия 66 - 81, идитол 10 - 15, дивинил-стирольный термоэластопласт или бутадиен-нитрильный каучук, или смесь бутадиенового и натурального каучуков 8 -15, вазелиновое или индустриальное, или трансформаторное масло 0,1 - 4. 2 табл.

Состав для объемного тушения пожаров, включающий нитрат калия, идитол, дивинилстирольный термоэластопласт, или бутадиен-нитрильный каучук, или смесь бутадиенового и натурального каучуков и вазелиновое, или индустриальное, или трансформаторное масло при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитрат калия 66 81
Идитол 10 15
Дивинил-стирольный термоэластопласт, или бутадиен-нитрильный каучук, или смесь бутадиенового и натурального каучуков 8 15
Вазелиновое, или индустриальное, или трансформаторное масло 0,1 4