СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРА Российский патент 1998 года по МПК A62D1/00 

Изобретение относится к средствам тушения пожаров, а именно к пламегасящей композиции, и может быть использовано для объемного тушения пожаров классов A, B, C и электроустановок на промышленных объектах, административных зданиях, складских помещениях и объектах социальной культуры.

Пожаротушение обусловлено ингибирующим действием на пламя поверхности конденсированной фазы аэрозоля, образуемого при сгорании пламегасящей композиции.

В основу изобретения положена задача создания композиций для тушения пожара, имеющей улучшенные эксплуатационные характеристики при пониженном удельном расходе композиции, за счет увеличения ее полноты сгорания.

На решение этой задачи направлено изобретение, объектом которого является состав для тушения пожара.

Известен состав для тушения пожара, описанный в патенте РФ N 2005517, кл. A 62 C 3/00, 1994, включающий термически рассеиваемый компонент, окислитель, горючее связующее, пластификатор, модификатор горения и технологические добавки в определенном соотношении компонентов в композиции.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании, относится наличие распыляемого компонента, что приводит к невысокой полноте сгорания и большому удельному расходу композиции.

Известен огнетушащий состав, описанный в способе пожаротушения (патент РФ N 2005516, кл. A 62 C 2/00, 1994). При этом состав включает полимерное связующее на основе каучуков, хлорно-кислый или азотнокислый калий, или их смесь, а также специальные добавки в определенном соотношении.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании данного изобретения, следует отнести недостаточно высокую полноту сгорания композиции и большой ее удельный расход для достижения пламегасящей концентрации композиции, а также недостаточную воспроизводимость характеристик удельного расхода от изделия к изделию. К тому же высокая температура продуктов сгорания (2000-2500K) может являться источником вторичного возгорания.

Наиболее близким техническим решением к заявленному составу для тушения пожара по совокупности существенных признаков является "Способ пожаротушения" патент РФ N 2005516, который и выбран в качестве прототипа.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в улучшении эксплуатационных характеристик при уменьшении расхода состава для тушения пожара за счет увеличения его полноты сгорания, связанного с определенным соотношением в композиции нитрата и перхлората калия и применением модификаторов горения, а также наличие термопластичных полимеров производных винилового спирта с определенной температурой стеклования.

При этом температура продуктов сгорания составляет 1300-1500K.

Использование в составе для тушения пожара указанных в формуле изобретения пластификаторов и других технологических добавок в сочетании с определенным горючим связующим и окислителем приводит к улучшению реологических характеристик композиции, к снижению энергозатрат на приготовление композиции и улучшению качества получаемых изделий, а также к улучшению воспроизводимости характеристик удельного расхода от изделия к изделию.

Указанный технический результат при использовании изобретения достигается тем, что состав для тушения пожара включает горючее связующее, окислитель и специальные добавки, отличающийся тем, что в качестве горючего связующего содержит эпоксидные смолы и/или термопластичные полимеры производных винилового спирта с T_стекл выше 25^oC, а в качестве окислителя содержит смесь нитрата калия и перхлората калия в соотношении 1: (0,9 - 1,2) соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эпоксидные смолы или термопластичные полипроизводные винилового спирта - 10 - 19
Смесь нитрата калия и перхлората калия в указанном соотношении - 70 - 84
Специальные добавки - Остальное
В качестве специальных добавок состав может содержать пластификатор, модификатор горения и технологические добавки.

В качестве пластификатора предпочтительно использовать дибутилфталат, дибутилсебацинат, триацетат глицерина или их смесь.

В качестве модификатора горения предпочтительно использовать двуокись марганца, или окись никеля, или окись железа, или окись меди, или углерод, или их смесь.

Признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного технического результата, т.е. являются существенными.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Наличие отличительных признаков по отношению к выбранному прототипу свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, поясняются примерами конкретного осуществления.

Перечень компонентов, используемых для приготовления предлагаемой композиции.

В качестве окислителя используют перхлорат калия ТУ 6-02-627-78, нитрат калия техн. ГОСТ 19790-74, реак.ГОСТ 4144-79.

В качестве кислородсодержащего связующего - поливинилацетат (ПВА), T_ст = 28^oC, ТУ 6-05-1593-77; поливинилбутираль (ПВБ) T_ст = 57^oC, ТУ 113-03-26-106-91; поливинилформаль (ПВФ), T_ст = 85^oC; эпоксидные смолы ЭД-16, ЭД-20, ГОСТ 10587-84.

Пластификаторы: дибутилфталат ГОСТ 8728-77Е, дибутилсебацинат ГОСТ 8728-77, триацетат глицерина ТУ 6-09-4960-81, трансформаторное масло ГОСТ 928-80.

Модификаторы горения: двуокись марганца техн. ГОСТ 25823-83, двуокись никеля ГОСТ 4343-78, окись железа ГОСТ 8135-74, окись меди ГОСТ 16539-79, углерод.

Технологическими добавками могут быть любые известные поверхностно-активные вещества и отвердители эпоксидных смол.

Готовят композицию следующим образом. В аппарат смешения вводят вязкое кислородсодержащее связующее, пластификатор, поверхностно-активное вещество, модификатор горения и технологическую добавку, затем перемешивают введенные компоненты в течение 10-15 мин при температуре 25^oC. В полученную смесь вводят окислители и перемешивают все компоненты в течение 90 мин с одновременным вакуумированием полученной массы. Затем полученную массу под вакуумом заполняют в формы определенного размера, которые далее термостатируют при температуре 40-50^oC в течение 1-2 сут для отверждения. Затем из формы извлекают изделия, которые при необходимости могут быть подвергнуты механической обработке для придания необходимых массогабаритных параметров.

В качестве композиции по прототипу выбран пример, который наиболее корректно отвечает формуле изобретения, представленный в описании к патенту РФ N 2005516 (пример 2 из описания).

Количественные соотношения компонентов и качественный состав композиций представлены в таблице.

Также в таблице представлены результаты испытаний всех композиций предлагаемого состава и прототипа. Испытания проводились по единым правилам НПБ 21-94 "Системы аэрозольного тушения пожаров. Временные нормы и правила. Проектирование и эксплуатация", утвержденным ГУ Государственной противопожарной службы МВД России, где приведена методика расчета систем аэрозольного тушения пожаров (САТ) и вычисляется масса огнетушащего состава, необходимая для эффективной защиты заданного объема, удельный расход, г/м³.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ результатов показывает, что использование предлагаемого состава для тушения пожара обеспечивает эффективную защиту заданного объема при удельном расходе массы огнетушащего состава в пределах 20 - 46 г/м², в то время как при аналогичных условиях композиция по прототипу имеет удельный расход в пределах 50 - 70 г/м³.

Предлагаемые количественные соотношения состава для тушения пожара объясняются следующим.

Необходимо, чтобы в качестве окислителя состав содержал нитрат и перхлорат калия в определенном соотношении между собой, что обеспечивает максимальную полноту превращения композиции, а в сочетании с указанными горючими связующими повышает кислородный баланс композиции, что приводит к снижению CO в продуктах сгорания.

Введение в композицию более 84% окислителя приводит к ухудшению реологических характеристик конечного продукта и невозможности изготовления качественных изделий.

Содержание в составе окислителя менее 70% приводит к увеличению удельного расхода состава для тушения пожара. При содержании горючего связующего менее 10% его будет недостаточно, чтобы связать все части окислителя и в конечном итоге трудно будет изготовить из такой композиции изделия с равномерными по объему свойствами. При содержании в композиции связующего более 19% приведет к увеличению удельного расхода пламегасящей композиции, снижению ее кислородного баланса и повышению CO в продуктах сгорания, что приведет к снижению экологической чистоты пожаротушащей аэрозоли.

Применение данных термопластичных полимеров позволяет перерабатывать композиции методом экструзии, что приводит к улучшению воспроизводимости от изделия к изделию и снижению удельных энергозатрат. Использование полимера с температурой стеклования выше 25^oC обеспечивает в условиях эксплуатации сохранение габаритных размеров изделия, т.е. повышается температура механического стеклования композиции. Композиции согласно изобретению могут быть использованы в виде зарядов весом от 10 г до 100 кг и более в зависимости от конструкции генераторов и конкретных защищаемых объемов объектов.

При реализации предлагаемой композиции обеспечивается эффективное гашение силовых кабелей, пожаров газов, жидкостей и твердых веществ в любых помещениях и практически любого объема, в том числе туннелях метро, железнодорожных и т.п. Обеспечивается блокирование распространения огня в производственных помещениях.

Из вышеизложенного следует, что заявленное техническое решение направлено на решение поставленной задачи и при этом соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к средствам тушения пожаров с помощью аэрозолей. Состав включает эпоксидные смолы и/или термопластичные полимеры производных винилового спирта с температурой стеклования выше 25^oС в количестве 10 - 19 мас.%, смесь нитрата и перхлората калия в соотношении 1 : (0,9 - 1,2) соответственно, в количестве 70 - 84 мас.% и специальные добавки - пластификатор, модификатор горения и технологические добавки - остальное. Пластификатором могут быть дибутилфталат, дибутилсебацинат, триацетат глицерина или их смесь. В качестве модификатора горения используют двуокись марганца, окись никеля, окись железа, окись меди, углерод или их смесь. Результат изобретения - улучшение эксплуатационных характеристик состава при пониженном удельном расходе за счет увеличения полноты сгорания. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Состав для тушения пожара, включающий в качестве горючего связующего эпоксидную смолу и полимер, в качестве окислителя - смесь нитрата калия и перхлората калия и специальные добавки, отличающийся тем, что в качестве полимера он содержит термопластичные полимеры производных винилового спирта с температурой стеклования выше 25^oC, смесь нитрата калия и перхлората калия в соотношении 1 : 0,9 : 1,2 соответственно, а в качестве специальных добавок - пластификатор, модификатор горения и технологические добавки при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Эпоксидные смолы и/или термопластичные полимеры производных винилового спирта - 10 - 19
Смесь нитрата калия и перхлората калия в указанном соотношении - 70 - 84
Специальные добавки - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве пластификатора содержит дибутилфталат, дибутилсебацинат, триацетат глицерина или их смесь. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве модификатора горения содержит двуокись марганца, двуокись никеля, окись железа, окись меди или углерод, или их смесь.