СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОГНЕТУШАЩЕГО ПОРОШКА Российский патент 2009 года по МПК A62D1/00 C01B33/12 

Изобретение относится к области получения огнетушащих порошков, которые могут быть использованы для тушения пожаров класса А, В, С и Е. Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются огнетушащий порошковый состав и способ его получения, включающий высокодисперсную добавку, целевую добавку для текучести, гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость и основной компонент, отличающийся тем, что он содержит компоненты состава при следующем соотношении, мас.%:

Высокодисперсная добавка 2-4 Целевая добавка для текучести 3-11 Основной компонент остальное

причем в качестве высокодисперсной добавки он содержит белую сажу, гидрофобизированную кремнийорганической жидкостью, полимеризованной на поверхности ее частиц, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Белая сажа 95-97 Гидрофобизирующая кремнийорганическая   жидкость Остальное

Огнетушащий состав, отличающийся тем, что он в качестве целевой добавки для текучести содержит корундовый порошок или алюмосиликат, в качестве основного компонента он содержит аммофос и сульфат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Аммофос 5-100 Сульфат аммония Остальное

Способ получения огнетушащего порошкового состава, включающий раздельную сушку, измельчение, гидрофобизацию кремнийорганической жидкостью и совместное смешивание компонентов состава, при этом гидрофобизации подвергают белую сажу, которую предварительно сушат до содержания влаги не более 0,25 мас.%, затем проводят ее измельчение, смешивают с кремнийорганической жидкостью при соотношении, мас.%:

Белая сажа 95-97 Гидрофобизирующая кремнийорганическая   жидкость Остальное

и выдерживают при температуре 150-200°С до достижения полимеризации кремнийорганической жидкости на поверхности частиц белой сажи [1] (патент РФ №2194555, C1 A62Д 1/00, 2002).

К недостаткам данного огнетушащего порошкового состава следует отнести сложность способа его получения, высокие энергозатраты и время для гидрофобизации кремнийорганической жидкости, относительно невысокую огнетушащую способность (при низкой текучести) и значительную склонность к влагопоглощению.

Задачей данного изобретения является способ получения огнетушащего порошка с низкими энергозатратами и временем получения, обладающего повышенной огнетушащей способностью, низкой склонностью к влагопоглощению и слеживанию, высокой способностью к влагоотталкиванию и повышенной текучестью порошка.

Поставленная задача достигается гидрофобизацией смеси белой сажи с размером частиц 20-35 нм и микроталька в соотношении 1:(0,1-2). Гидрофобизацию смеси белой сажи и микроталька проводят следующим образом: гидрофобизирующая жидкость добавляется в соотношении 1:(8-15) к высокодисперсной добавке - смеси белой сажи и микроталька в соотношении 1:(0,1-2); перемешивается при температуре 10-30°С до полного распределения жидкости на поверхности порошковой добавки. Гидрофобная смесь затем смешивается с основным компонентом в соотношении 1:(100-300), высушивается и измельчается в мельнице ударного типа до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой №005 не менее 40%.

В качестве основного компонента используется аммофос, фосфориты природные, бикарбонат натрия, сильвинит, хлористый натрий, хлористый калий, талькомагнезит, магнезит, кремнезем, нефелин, флогопит, сульфат аммония.

В качестве нерастворимого в воде минерала или смеси минералов используют тальк, оксид магния, талькомагнезит, карбонаты кальция, магния и их смеси, включая природные минералы - доломит, кальцит, мел, магнезит, песок кварцевый, природные фосфориты - апатит, фосфоритная мука.

В качестве гидрофобизирующей жидкости используют сополимер силоксана и формальдегида с содержанием:

гидроксильных групп - 0,0-2,5%

сумма циклов от Д3-Д8 - 0,00-2,00%

кинематическая вязкость при 25°С, мм²/c - 50-120

кислотное число, мг КОН/г - 0,000-0,002

Получение огнетушащего порошка проводят в шнековом смесителе. Для этого в шнековый смеситель при работающем перемешивающем устройстве загружают компоненты состава в следующем порядке: нерастворимый в воде минерал или смесь минералов, гидрофобную смесь белой сажи и микроталька, аммофос, или сильвинит, или бикарбонат натрия. Компоненты состава перемешивают в течение 50-60 минут, затем выгружают в приемный бункер, откуда шнеком подают на мельницу ударного типа, где проводят измельчение до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой №005 не менее 40%.

Для экспериментальной проверки заявляемого объекта была приготовлена серия порошков. Тушащая 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 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. У данных огнетушащих порошков были определены следующие показатели: способность к водоотталкиванию, текучесть, огнетушащая способность, склонность к влагопоглощению. Огнетушащий порошок известного состава (прототип) готовили согласно описанию [1].

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1

Гидрофобизация смеси белой сажи и микроталька проводилась следующим образом.

Гидрофобизирующая жидкость добавлялась в соотношении 1:8 к высокодисперсной добавке - смеси белой сажи и микроталька в соотношении 1:0,1; перемешивалась при температуре 10-30°С до полного распределения жидкости на поверхности порошковой добавки. Далее готовили огнетушащий порошок путем смешения в шнековом смесителе: при работающем перемешивающем устройстве в смеситель загружали 52,5 мас.% нерастворимого в воде минерала или смеси минеральных солей, 0,5 мас.% гидрофобизированной смеси белой сажи с размером частиц от 20-25 нм и микроталька с содержанием массовой доли частиц по седиментационному методу менее 5 мкм - не менее 5% и 40 мас.% бикарбоната натрия, перемешивали 50 мин, выгружали смесь в приемный бункер, откуда шнеком подавали на мельницу ударного типа, где производили измельчение продукта до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой №005 - 45%.

Далее отбирали пробу на анализ и определяли:

Склонность к влагопоглощению, % 0,25 Способность к водоотталкиванию, мин (W) 240 Текучесть, кг/с 0,4 Тушащая способность по классу В,   кг/м² (тушение очага 55В) 0,71

Пример 2

Гидрофобизация смеси белой сажи и микроталька проводилась следующим образом.

Гидрофобизирующая жидкость добавлялась в соотношении 1:12 к высокодисперсной добавке - смеси белой сажи и микроталька в соотношении 1:2; перемешивалась при температуре 10-30°С до полного распределения жидкости на поверхности порошковой добавки. Далее готовили огнетушащий порошок путем смешения в шнековом смесителе: при работающем перемешивающем устройстве в смеситель загружали 32 мас.% нерастворимого в воде минерала или смеси минеральных солей, 3,5 мас.% гидрофобизированной смеси белой сажи с размером частиц от 25-30 нм и микроталька с содержанием массовой доли частиц по седиментационному методу менее 10 мкм - не менее 82% и 50 мас.% аммофоса, перемешивали 60 мин, выгружали смесь в приемный бункер, откуда шнеком подавали на мельницу ударного типа, где производили измельчение продукта до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой №005 - 42%.

Далее отбирали пробу на анализ и определяли:

Склонность к влагопоглощению, % 0,85 Способность к водоотталкиванию, мин (W) 280 Текучесть, кг/с 0,35 Тушащая способность по классу В,   кг/м² (тушение очага 55 В) 0,7 Тушащая способность по классу А,   кг/м² (тушение очага 1А) 0,41

Пример 3

Гидрофобизация смеси белой сажи и микроталька проводилась следующим образом.

Гидрофобизирующая жидкость добавлялась в соотношении 1:15 к высокодисперсной добавке - смеси белой сажи и микроталька в соотношении 1:1,5; перемешивалась при температуре 10-30°С до полного распределения жидкости на поверхности порошковой добавки. Далее готовили огнетушащий порошок путем смешения в шнековом смесителе: при работающем перемешивающем устройстве в смеситель загружали 45 мас.% нерастворимого в воде минерала или смеси минеральных солей, 2,0 мас.% гидрофобизированной смеси белой сажи с размером частиц от 30-35 нм и микроталька с содержанием массовой доли частиц по седиментационному методу менее 20 мкм - не менее 97% и 53 мас.% аммофоса, перемешивали 60 мин, выгружали смесь в приемный бункер, откуда шнеком подавали на мельницу ударного типа, где производили измельчение продукта до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой №005 - 50%.

Далее отбирали пробу на анализ и определяли:

Склонность к влагопоглощению, % 1 Способность к водоотталкиванию, мин (W) 360 Текучесть, кг/с 0,44 Тушащая способность по классу В,   кг/м² (тушение очага 55 В) 0,74 Тушащая способность по классу А,   кг/м² (тушение очага 1А) 0,45

Способ получения огнетушащего порошка с использованием гидрофобизированной белой сажи с размером частиц от 20-35 нм и микроталька именно с таким гранулометрическим составом, с содержанием массовой доли частиц по седиментационному методу:

менее 20 мкм - не менее 97%;

менее 10 мкм - не менее 82%;

менее 5 мкм - не менее 5%,

обеспечивает повышенную огнетушащую способность, низкую склонность к влагопоглощению и слеживанию, высокую способность к водоотталкиванию и повышенную текучесть, а также позволяет снизить энергозатраты и время получения огнетушащего порошка.

Изобретение может быть использовано при тушении пожаров. Огнетушащий порошок многоцелевого назначения получают смешением, сушкой и измельчением высокодисперсной добавки, гидрофобизирующей жидкости и основного компонента. В качестве высокодисперсной добавки используют гидрофобизированную смесь белой сажи с размером частиц 20-35 нм и микроталька в соотношении 1:(0,1-2), причем берут микротальк со следующим содержанием массовой доли частиц по седиментационному методу, %: менее 20 мкм - не менее 97; менее 10 мкм - не менее 82; менее 5 мкм - не менее 5. В качестве гидрофобизирующей жидкости используют сополимер силоксана и формальдегида. В качестве основного компонента используют аммофос, фосфориты природные, бикарбонат натрия, сильвинит, хлористый натрий, хлористый калий, талькомагнезит, магнезит, кремнезем, нефелин, флогопит, сульфат аммония. Изобретение позволяет уменьшить энергозатраты, повысить огнетушащую способность, влагооталкивание, текучесть и снизить склонность к влагопоглощению и слеживанию.

Способ получения огнетушащего порошка многоцелевого назначения, включающий смешение, сушку и измельчение высокодисперной добавки, гидрофобизирующей жидкости и основного компонента, отличающийся тем, что в качестве высокодисперсной добавки используют гидрофобизированную смесь белой сажи с размером частиц 20-35 нм и микроталька в соотношении 1:(0,1-2), причем берут микротальк со следующим содержанием массовой доли частиц по седиментационному методу:
менее 20 мкм - не менее 97%;
менее 10 мкм - не менее 82%;
менее 5 мкм - не менее 5%.