ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ Российский патент 2009 года по МПК A62D1/00 

Изобретение относится к огнетушащим порошковым составам, которые могут быть использованы для тушения пожаров классов А2, В, С, Д, а также электроустановок, находящихся под напряжением выше 1000 В.

Известен огнетушащий состав, содержащий, мас.%:

сульфат аммония 5-50; высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1-3; дисперсная алюмосиликатная добавка 2-10; графит 1-5; аммофос - остальное. В качестве алюмосиликатной добавки используют одну из ряда: флогопит, мусковит, клиноптилотит, промышленные пыли. Порошок используют для тушения пожаров классов А, В, С и для электроустановок, находящихся под напряжением свыше 1000 В патент РФ №2159138 С2 А62D 1/00, 1998.

Однако данный состав не может быть применен для тушения пожаров класса Д (металлы и их сплавы), в связи с отсутствием в качестве основного компонента хлоридов щелочных металлов.

Огнетушащий порошковый состав, в котором основным компонентом является хлорид калия (79%) и в качестве целевой добавки для текучести используется мусковит (20%), высокодисперсная добавка (0,8%) и гидрофобизирующая жидкость Петросил-2М (0,2%) патент RU 2143297, обладает способностью для тушения пожаров класса Д, но не эффективен при тушении пожаров класса А.

Известно, что при тушении пожаров класса Д используются специальные порошки огнетушащих составов ПГС-3 и ПГС-М ТУ 6-46-016-92 и ТУ 6-18-42-86 соответственно, в которых в качестве основного компонента используется сильвинит (смесь хлорида калия и хлорида натрия) в количестве 72,0-90,6% и 87,5%-98,5% соответственно.

Поэтому составы с хлоридом калия (28,72 и 30,74) по патенту RU 2143297 будут не эффективны при тушении пожаров класса Д.

Наиболее близким по составу и назначению является огнетушащий порошок, содержащий, мас.%: белая сажа 3,5-5,0; алкилгалоидсилановая жидкость - метилтрихлорсилан 0,5-1,2; хлорид калия 93,8-96,0. Порошок используют для тушения пожаров классов А2, В, С, Д, Е патент РФ №2128538, МПК А62D 1/00, з. 02.07.1997 г. взят авторами за прототип.

Недостатками последнего аналога являются использование белой сажи по ТУ 6-18-184-87 или ГОСТ 18307-78, влажность которой может достигать 6,5%, что требует дополнительной сушки, хотя и после сушки влажность белой сажи составляет 4%. Белая сажа быстро набирает влагу, что может сказаться на слеживаемости порошка в процессе хранения, а в дальнейшем - на его текучести.

Задачей предлагаемого изобретения является создание огнетушащего порошкового состава для эффективного тушения электроустановок, находящихся под напряжением до 5000 В, а также обладающего пониженной склонностью к влагопоглощению и слеживанию (хорошей рассыпаемостью и сыпучестью).

Технический результат достигается тем, что огнетушащий порошковый состав содержит хлорид калия 93,8-96,0 мас.%, алкилгалоидсилановую жидкость-метилтрихлорсилан 0,07 мас.%, мусковит 3,5-5 мас.% с размером частиц не более 10 мкм. Компоненты смешивают и одновременно обрабатывают гидрофобизатором - алкилгалоидсилановой жидкостью-метилтрихлорсиланом в паровой фазе для защиты от действия влаги.

Сущность изобретения заключается в том, что в качестве технологической добавки используют мусковит с размером частиц не более 10 мкм (для обеспечения удельной поверхности порошкового состава не менее 3000 см²/г). Мусковит является разновидностью природного минерала слюды и известен как один из лучших электроизоляционных материалов. Пробивное напряжение мусковита при толщине слоя 20 мкм составляет 4,0 кВ, при толщине 50 мкм - 5,0 кВ. Удельное объемное сопротивление мусковита при 20°С составляет 10¹⁴-10¹⁶ Ом·см. Также мусковит обладает высокой влагостойкостью. Его влажность не превышает 1%, в связи с чем отпадает необходимость его сушки. Содержание мусковита должно составлять не менее 3,5% для обеспечения требуемой текучести и не более 5% для обеспечения требуемой насыпной плотности порошкового состава. Приемлемая текучесть обеспечивается хорошей сыпучестью порошка. При сравнении качественных показателей огнетушащего порошка, взятого за прототип (патент РФ №2128538, 1997) и предлагаемого состава, а также технологических добавок видно, что сам мусковит по качеству не уступает белой саже (БС), а порошковый состав с мусковитом по некоторым показателям даже лучше, чем аналогичный состав с белой сажей (табл.1).

Таблица 1 Состав Прототип Пример Содержание, мас.% 1 2 3 Хлорид калия 93,8-96,0 93,8 95 96,0 Метилтрихлорсилан 0,5-1,2 0,05 0,06 0,07 Белая сажа 3,5-5,0 - - - Мусковит - 3,5 4,5 5,0 Наименование показателей Результаты анализов БС гидрофобизированная Мусковит гидрофобизированный KCl+3% БС KCl+3% муск. KCl+5% БС KCl+5% муск. Насыпная плотность, г/см³ 0,159 0,411 0,860 0,870 0,723 0,836 Угол откоса, град. 23°21′ 0 12°16′ 14°39′ 0 0 Рассыпаемость - сыпучесть, мм 140 220 220 200 200 200 Массовая доля влаги, % 3,50 0,40 - - 0,27 0,06 Гигроскопичность, % через 1 сутки при относительной влажности 90% 6,3 1,7 - - 2,0 2,5

Поскольку сыпучесть порошкового состава с мусковитом осталась на том же уровне, то его текучесть (способность порошка обеспечивать массовый расход через данное сечение в единицу времени под воздействием давлением выталкивающего газа) должна быть не хуже, чем у состава с белой сажей. При проверке истечения порошка через воронку (диаметр выхода 10 мм) образец с мусковитом показал лучшие результаты: состав KCl+5% БС - 2,5 г/с, состав KCl+5% мусковита - 3,1 г/с.

Приготовление заявленного состава осуществляют следующим образом. Хлорид калия измельчают с предварительной обработкой парами алкилгалоидсилановой жидкостью-метилтрихлорсиланом (МТХС) CH₃SiCl₃ до удельной поверхности не менее 3000 см²/г. Далее измельченный хлорид калия поступает в аппарат, куда подается мусковит и происходит смешивание порошкообразных компонентов с одновременным покрытием их МТХС в паровой фазе. МТХС взаимодействует с водой, сорбированной на поверхности частиц хлорида калия и мусковита. При этом происходит довольно быстрый процесс гидролиза и конденсации

При гидрофобизации алкилгалоидсилановой жидкостью-метилтрихлорсиланом выделяется хлористый водород, который приводит к замедлению реакции, коррозии оборудования, увеличению кислотности получаемого продукта, загрязнению окружающей среды.

Хлорид калия используют по ТУ 2152-013-00203944 или ГОСТ 4568.

Мусковит используют по ТУ 5725-001-31894276-02 марки СМСП-5 с размером частиц не более 10 мкм 90,0%.

МТХС используют по ТУ6-02-924-79.

Для лучшей гидрофобности необходимо обеспечить монослой кремнийорганической пленки на поверхности частиц. Расчет делается, исходя из предположения, что поверхность частиц хлорида калия (с удельной поверхностью S_уд.=3000 см²/г) и мусковита покрыта монослоем влаги, которая, взаимодействуя с МТХС, образует монослой кремнийорганической пленки. Удельную поверхность мусковита марки СМСП-5 находим по формуле

,

где ρ - удельный вес, г/см³;

µ - размер частиц, мкм.

С целью предварительной проверки характеристик были приготовлены два образца: гидрофобизированный хлорид калия с 5% белой сажи и гидрофобизированный хлорид калия с 5% мусковита.

Мусковит, белую сажу и оба образца исследовали на гигроскопичность при разных относительных влажностях воздуха. Данные приведены на фиг.1, 2, 3.

Из графиков на фиг.1 следует, что мусковит примерно в 5 раз менее гигроскопичен, чем белая сажа.

Из графиков на фиг.2 следует, что гигроскопичность образца хлорида калия с 5% мусковита в 5 раз меньше, чем у образца с белой сажей при относительных влажностях воздуха 40, 50 и 65%.

Из графиков на фиг.3 следует, что гигроскопичность у образца с мусковитом в 1,2-1,6 раз меньше, чем у образца с белой сажей при относительных влажностях воздуха 80 и 90%.

Определено пробивное напряжение у образца с 5% мусковита - 10500 В.

Таким образом, предлагаемый состав обладает хорошими эксплуатационными свойствами высокой влагостойкостью и пониженной слеживаемостью при длительном хранении. Кроме того, порошковый состав может применяться для тушения электроустановок, находящихся под напряжением свыше 5000 В (с коэффициентом безопасности 2).

Изобретение относится к огнетушащим составам, которые могут быть использованы при тушении пожаров классов А2, В, С, Д. Огнетушащий порошковый состав содержит хлорид калия, гидрофобизированный метилтрихлорсиланом и мусковит с размером частиц не более 10 мкм в следующем соотношении, мас.%: хлорид калия - 93,8-96,0; мусковит - 3,5-5,0; метилтрихлорсилан - 0,07. Благодаря использованию в качестве добавки мусковита, обладающего высокой влагостойкостью и являющегося одним из лучших электроизоляционных материалов, огнетушащий порошок имеет низкую слеживаемость и эффективен при тушении электроустановок, находящихся под напряжением до 5000 В и выше (с коэффициентом безопасности 2). 1 табл., 3 ил.

Огнетушащий порошковый состав, содержащий хлорид калия, гидрофобизированный метилтрихлорсиланом, отличающийся тем, что он дополнительно содержит мусковит с размером частиц не более 10 мкм в следующем соотношении, мас.%:
хлорид калия 93,8-96,0 мусковит 3,5-5,0 метилтрихлорсилан 0,07