ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК A62D1/00 

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошковых составов, которые могут быть использованы для тушения пожаров тлеющих материалов (пожары класса А), легковоспламеняющихся жидкостей (пожаров класса В) и горючих газов (пожаров классов С), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В (класс Е).

В борьбе с огнем используются различные средства пожаротушения. За рубежом, например, широкое применение нашли огнетушащие порошковые составы. Их достоинства - высокая огнетушащая способность, быстродействие и относительная универсальность при тушении материалов различной природы, в том числе таких, горение которых невозможно прекратить водой, пеной, инертными газами или другими средствами. Порошки могут использоваться при низких температурах окружающей среды (до -50°С), что важно для климатических условий России. Они имеют длительные сроки хранения (до 10 лет).

Состав компонентов большинства используемых в мире огнетушащих порошков принципиально не изменялся в течение последних трех десятилетий. Это привело к тому, что серийно выпускаемые порошки не отвечают современным требованиям, прежде всего по эффективности тушения и надежности срабатывания в течение всего срока эксплуатации.

Известен порошковый огнетушащий состав, описанный в А.с. СССР N 829119, кл. А62D 1/00, 1979 г.), содержащий компонентов, мас.%:

Модифицированная двуокись кремния - 0,5-0,1,

Кремнийорганическая полиорганилгидроксилоксановая жидкость - 0,1-2,0,

Аммофос - Остальное.

Несмотря на достаточно низкий показатель способности к влагопоглощению, к недостаткам известного состава следует отнести невысокую огнетушащую способность, обусловленную низкой текучестью, в виду отсутствия целевой добавки. Истинная плотность аммофоса относительно низкая и составляет 1,6-1,8 г/см³. При введении в состав порошка более тяжелых компонентов происходит увеличение его кажущейся насыпной плотности, что приводит к пропорциональному увеличению текучести, а следовательно, и повышению огнетушащей способности.

Известен огнетушащий порошковый состав, описанный в А.с. СССР N 1797923 A1, A62D 1/00, 1993 г., содержащий компонентов, мас.%:

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость - 0,2-1,0,

Белая сажа в качестве высокодисперсной антислеживающей добавки - 1,0-4,0,

Алюмосиликат в качестве целевой добавки - 4,0-16,0,

Основной компонент (сильвинит, аммофос) - остальное.

Недостатком состава является низкая текучесть и малая дальность выброса порошка из огнетушителя, обусловленные большим содержанием мелких частиц. Кроме того, из-за высокой гидрофильности состав обладает достаточно высокой склонностью к водопоглощению и слеживаемости, что значительно сокращает срок сохраняемости.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является огнетушащий порошковый состав, защищенный Патентом РФ № 2143297 С1, А 62 D 1/00, 1997 г.

Состав порошка содержит, мас.%:

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость - 0,008-0,28,

Высокодисперсная добавка - 0,8-3,5,

Целевая добавка - 8,0-35,0,

Основной компонент - остальное.

Известный огнетушащий состав обладает достаточной тушащей способностью и текучестью, но ограниченной дальностью выброса порошка из огнетушителя (3-4 м). Так как при тушении крупных очагов пожара не представляется возможным подойти с огнетушителем ближе чем на 5-6 м (особенно при тушении очагов в закрытых объемах), то дальность выброса существующих составов недостаточна. Указанная причина делает невозможным применение данного порошка в модулях автоматического пожаротушения, для которых наиболее применимы порошковые составы с повышенной инерционной способностью (кинетической энергии струи) и высоким содержанием основного вещества.

В основу изобретения поставлена задача создания огнетушащего порошкового состава для применения в модулях автоматического пожаротушения и других средствах пожаротушения.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении огнетушащей способности за счет повышения текучести, увеличения дальности выброса порошка из технических средств пожаротушения, понижения влагопоглощения и слеживаемости.

Указанный результат достигается тем, что огнетушащий порошковый состав, содержащий основной компонент, высокодисперсную добавку, гидрофобизирующую жидкость, целевую добавку для текучести, дополнительно содержит адсорбент остаточной и конденсирующейся влаги - технический силикагель, а в качестве целевой добавки для текучести баритовый концентрат с размером частиц менее 125 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокодисперсная добавка - 0,1-10,0,

Гидрофобизирующая жидкость - 0,1-0,5,

Адсорбент остаточной и конденсирующейся

влаги - технический силикагель - 0,5-5,0,

Баритовый концентрат с размером

частиц менее 125 мкм - 10,0-30,0,

Основной компонент - остальное.

В качестве основного компонента состав содержит аммофос, сильвинит, бикарбонат натрия и другие смеси солей неорганических кислот; в качестве высокодисперсной добавки - гидрофобный аэросил, гидрофобную белую сажу, микротальк, преимущественно гидрофобную белую сажу; в качестве гидрофобизирующей жидкости - полиметилгидроксилоксановую жидкость, алкилгалоидсиланы, органосиликонат натрия, преимущественно полиметилгидроксилоксановую жидкость; в качестве целевой добавки для текучести - баритовый концентрат, кварцевый песок, тальк, доломит, апатит, магнезит, преимущественно баритовый концентрат. Технический силикагель используют, например, по ГОСТ 3956-76. Баритовый концентрат может быть использован, например, по ГОСТ 4682-84 марки КБ-3 по ТУ 1769-006-00136716-2002.

При одном и том же гранулометрическом составе целевой добавки для текучести (при одинаковых размерах частиц) масса частиц баритового концентрата на 40% выше, чем у доломита и апатита. Присутствие в составе более тяжелых частиц способствует увеличению текучести и сохранению кинетической энергии струи и увеличению ее дальности. Кроме того, учитывая, что размеры частиц основного тушащего компонента и целевой добавки для текучести близки, то данное обстоятельство способствует уменьшению расслоения состава, что в свою очередь содействует улучшению показателя однородности состава. Так как при высоком содержании основного вещества падает кажущаяся насыпная плотность, то применение минерала с истинной плотностью не менее 4,0 г/см³ в качестве целевой добавки для текучести позволяет увеличить кажущуюся насыпную плотность огнетушащего состава и тем самым улучшить его технические характеристики - текучесть и дальность выброса - при повышенном содержании основного вещества.

Технический силикагель представляет собой высушенный гель кремниевой кислоты пористого строения с сильно развитой внутренней поверхностью.

Технический силикагель в данном случае проявляет консервирующее действие, обусловленное его способностью связывать и удерживать остаточную, либо конденсируемую при перепаде температур влагу, что позволяет снизить слеживаемость и влагопоглощение и, как следствие, увеличить срок сохраняемости.

Огнетушащий порошковый состав готовят следующим образом.

Совместно измельчают до необходимых размеров частиц основной огнетушащий компонент и технический силикагель. Затем отсеивают фракцию менее 125 мкм баритового концентрата с удельной плотностью не менее 4,0 г/см³. Все вышеуказанные фракции тщательно смешивают с высокодисперсной добавкой и гидрофобизирующей жидкостью в заявленных соотношениях друг с другом.

Огнетушащий порошок известного состава (прототип) готовили согласно описанию к патенту № 2143297.

Основной компонент огнетушащего состава - аммофос высушивали до влажности не более 0,35 мас.% в сушильном шкафу, затем измельчали в шаровой мельнице совместно с высокодисперсной добавкой до состояния материала, имеющего удельную поверхность от 4000÷4500 см²/г.

Раздельно осуществляли подготовку целевой добавки для текучести: сушку до содержания влаги не более 0,2 мас.%, измельчение и отбор фракции с удельной поверхностью не менее 4000 см²/г (для нефелинового концентрата до 8000 см²/г), при этом при измельчении целевой добавки в нее добавляли для гидрофобизации кремнийорганическую жидкость в количестве не более 1% от массы целевой добавки. Размол и гидрофобизацию проводили в лабораторной шаровой мельнице.

Подготовленные компоненты состава направляли в аппарат для смешения, например в смеситель ЦЛ-100, где проводили совместное смешивание указанных компонентов с высокодисперсной антислеживающей добавкой. После смешивания проводили выгрузку и фасовку готового продукта.

Показатели качества этого порошка приведены в таблице.

Для экспериментальной проверки заявляемого объекта были приготовлены порошки из смеси компонентов. Тушащую способность порошков и их эксплуатационные свойства определяли в соответствии с НПБ 170-98 (Нормы пожарной безопасности "Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний"), в соответствии с которыми в России проводятся приемочные и обязательные сертификационные испытания огнетушащих порошков. Эти нормы учитывают требования международного стандарта ISO 7202, в соответствии с ними ужесточены требования к качеству огнетушащих порошков, поступающих на рынок России.

Дополнительно при оценке тушащей способности определялся удельный расход порошка, пошедшего на тушение модельного очага.

Для приготовления заявляемого состава высушивали и совместно измельчали до необходимых размеров частиц (до состояния материала, имеющего удельную поверхность не менее 5000 см²/г) технический силикагель и основной огнетушащий компонент. Затем отсеивали фракцию менее 125 мкм целевой добавки для текучести (баритовый концентрат с удельной плотностью 4,2 г/см³). Все вышеуказанные фракции тщательно смешивали в требуемых пропорциях друг с другом, с высокодисперсной добавкой и гидрофобизирующей кремнийорганической жидкостью.

Пример 1. 7 кг аммофоса термообрабатывают при температуре 65°С до массовой доли влаги 0,3% в сушильном шкафу, затем смешивают с 500 г технического силикагеля марки ШСКГ ГОСТ 3956-76 в ленточном смесителе и измельчают в мельнице ударного действия до удельной поверхности не менее 5000 см²/г. В качестве целевой добавки для текучести используют баритовый концентрат 2,2 кг, с размером частиц менее 125 мкм и влажностью не более 0,3%. Подготовленные компоненты смешивают в течение 1 часа в центробежном лопастном смесителе с 50 г гидрофобизирующей кремнийорганической жидкостью марки 136-157М и 250 г гидрофобной белой сажи БС - 120, имеющей массовую долю влаги не более 0,5%. Массовое соотношение компонентов: аммофос - 70,0%; баритовый концетрат-22,0%; силикагель - 5,0%; гидрофобная белая сажа - 2,5%; гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость - 0,5%. Полученный продукт подвергают контрольному просеву через сито с сеткой 1 мм и упаковывают.

Другие примеры осуществления способа приготовления и характеристики огнетушащих составов приведены в таблице.

Увеличение содержания баритового концентрата до 30 мас.% обеспечивает высокую текучесть и дальность выброса огнетушащего состава, тогда как наличие в составе баритового концентрата менее 10 мас.% значительно ухудшает данные показатели. Увеличение количества технического силикагеля более 5 мас.% нецелесообразно, а уменьшение менее 0,5% не дает требуемого эффекта.

Анализируя данные таблицы, следует отметить, что предпочтительным является порошок по примеру № 2, в котором содержание баритового концентрата составляет 30% и 5% силикагеля. У этого состава хорошая огнетушащая способность и эксплутационные свойства. Высокоэффективными являются также составы с содержанием компонентов в заявляемых пределах (пример № 3; 4; 7; 9). Составы, приготовленные с запредельным содержанием компонентов, не дают преимущества перед прототипом (пример №1; 8) или не отвечают требованиям НПБ 170-98 (пример № 5; 6).

Большое содержание основного компонента обеспечивает высокоэффективное тушение возгораний; применение предлагаемой целевой добавки для текучести обеспечивает увеличение текучести и повышение дальности выброса порошка из огнетушителя; применение технического силикагеля обеспечивает связывание и удержание излишней влаги (или повышение стойкости к влаге), а следовательно, сохранение важнейших эксплутационных характеристик в течение более длительного времени, то есть увеличение срока сохраняемости порошка.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет получить технический результат, а именно повышение огнетушащей способности за счет повышения текучести, увеличения дальности выброса порошка из технических средств пожаротушения, понижения влагопоглощения и слеживаемости, и может быть использовано в модулях автоматического пожаротушения и других средствах пожаротушения.

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошковых составов, которые могут быть использованы для тушения пожаров тлеющих материалов, легковоспламеняющихся жидкостей и горючих газов, а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В. Огнетушащий порошковый состав содержит основной тушащий компонент, высокодисперсную добавку, гидрофобизирующую жидкость, адсорбент остаточной и конденсирующейся влаги - технический силикагель, а также целевую добавку для текучести в виде баритового концентрата с размером частиц менее 125 мкм. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает повышение огнетушащей способности, увеличение дальности выброса порошка из технических средств пожаротушения, понижение влагопоглощения и слеживаемости. 1 табл.

Огнетушащий порошковый состав многоцелевого назначения, содержащий основной тушащий компонент, высокодисперсную добавку, гидрофобизирующую жидкость и целевую добавку для текучести, отличающийся тем, что он дополнительно содержит адсорбент остаточной и конденсирующейся влаги - технический силикагель, а в качестве целевой добавки для текучести - баритовый концентрат с размером частиц менее 125 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

высокодисперсная добавка 0,1-10,0гидрофобизирующая жидкость 0,1-0,5адсорбент остаточной и конденсирующейся влаги - технический силикагель 0,5-5,0баритовый концентрат с размером частиц менее 125 мкм 10,0-30,0основной компонент остальное