ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШОК МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК A62D1/00 

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошков, которые используются в пожаротушении, а именно - для тушения пожаров классов А (тлеющие материалы), В (легковоспламеняющиеся жидкости), С (горючие газы), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.

Известен огнетушащий порошок многоцелевого назначения /патент RU №2155088. A62D 1/00, опубл. 27.08.2000/, включающий компоненты при следующем соотношении:

Аммофос 40-65; Каолино-шамот 0,5-10,0; Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,5-5,0; Нерастворимый в воде минерал или смесь   минералов до 100.

Причем в качестве нерастворимого в воде минерала содержится доломит, тальк, талько-магнезит, апатит, магнезит.

Известный порошок имеет ряд существенных недостатков. Например, он обладает низкой способностью к водоотталкиванию, невысокой текучестью.

Наиболее близким по составу и назначению является огнетушащий порошок многоцелевого назначения /патент RU №2230588, A62D 1/00, опубл. 20.06.2004/, содержащий:

Аммофос 1-35; Сульфат аммония 0,001-50,0; Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния из ряда: осажденный кремнезем, обработанный кремнийорганическими соединениями, или пирогенная двуокись кремния 0,5-5,0; Нерастворимый в воде минерал или смесь минералов до 100.

Причем в качестве нерастворимого в воде минерала содержится доломит, тальк, талько-магнезит, апатит, магнезит, кальцит, флогопит, мусковит.

Недостатком порошка является повышенная слеживаемость в процессе хранения и недостаточно эффективная огнетушащая способность при тушении пожара классов А и В.

Задачей изобретения является создание огнетушащего порошка многоцелевого назначения с оптимальным содержанием компонентов, причем представленные в составе компоненты улучшают эксплуатационные характеристики порошка - способность к водоотталкиванию, текучесть порошка, огнетушащую способность порошка при тушении пожара классов А и В.

Поставленная задача изобретения достигается тем, что огнетушащий порошок многоцелевого назначения содержит следующие компоненты при оптимальном соотношении, % мас.:

Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния в виде осажденного кремнезема, обработанного кремнийорганическими соединениями 0,3-3,0 Аммофос 0,5-35 Сульфат аммония 0,1-25 Производные азодикарбоновой кислоты 10-35 Нерастворимый в воде минерал или смесь минералов до 100.

В качестве нерастворимых в воде минералов или смеси минералов используют любое соединение из ряда: карбонатов, силикатов, алюмосиликатов или их смеси.

С целью экспериментальной проверки были приготовлены несколько образцов огнетушащего порошка с различным содержанием компонентов согласно заявляемому составу, одновременно приготовлены составы порошка по известным патентам. Проведены испытания образцов по определению огнетушащей способности при тушении пожара класса А и В, способности к водоотталкиванию, текучести.

Огнетушащая способность при тушении пожара класса А определяется по рекомендуемой методике:

Модельный очаг класса А представляет собой кубический деревянный штабель, состоящий из 78 брусков древесины хвойных пород. 13 слоев по 6 брусков в каждом слое расположены параллельно и на одинаковом расстоянии, таким образом, чтобы образовался квадрат со стороной (650±5) мм. Бруски каждого последующего слоя перпендикулярны брускам нижележащего слоя. Штабель крепится на двух металлических уголках и устанавливается на бетонных блоках на расстоянии от земли (400±10) мм. Испытания проводят на открытом воздухе при условии безветренной погоды или наличия экранов и скорости ветра не более 1 м/с. Под штабель симметрично модельному очагу помещают металлический противень размером 530×530×100 мм. В противень наливают (2,0±0,1) дм³ бензина А-76. Горючее поджигают, общее время горения штабеля составляет 8 мин. После выгорания горючего противень извлекают из-под штабеля и по истечении указанного времени начинают тушение заряженным порошковым огнетушителем марки ОП-5.

После приведения в действие огнетушителя оператор направляет струю огнетушащего порошка на штабель. Тушение проводят с трех боковых сторон, снизу и сверху штабеля. Допускается прерывать подачу порошка в ходе тушения. Проводят три опыта по тушению. Если в первых двух опытах тушение достигнуто, то третий опыт не проводится. Взвешивают огнетушитель с порошком до и после тушения. Очаг считается потушенным, если отсутствуют очаги горения и в течение 5 мин не произошло повторного воспламенения. Огнетушащую способность порошка (Е_А) при тушении модельного очага класса А в кг/м² вычисляют по формуле:

,

где m₁ - масса снаряженного огнетушителя до тушения, кг;

m₂ - масса снаряженного огнетушителя после тушения, кг;

6,7 - максимально возможная суммарная площадь поверхности горения модельного очага, м².

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух определений серии основных испытаний. Разность двух последовательных результатов, полученных одним оператором при постоянных условиях испытаний с доверительной вероятностью 0,95, должна быть в пределах ±20%.

Остальные качественные показатели образцов огнетушащего порошка, в том числе - огнетушащую способность при тушении пожара класса В, способность к водоотталкиванию, текучесть, определяют в соответствии с ГОСТ Р 53280.4-2009 «Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 4: Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования и методы испытаний».

Совокупность оптимального соотношения компонентов заявляемого состава огнетушащего порошка и присутствие производных азодикарбоновой кислоты положительно влияют на эксплуатационные характеристики порошка, о чем свидетельствуют результаты эксперимента, представленные в таблице 1.

Таблица 1 Содержание компонентов, мас.% Огнетушащая способность по классу А, кг/м² Огнетушащая способность по классу В, кг/м² Способность к водоотталкиванию, мин Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с Рекомендуемое значение Не более 0,42 - - - Требования ГОСТ Р 53280.4-2009 - Не более 1,0 Не менее 120 не менее 0,28 Пример №1         Состав по патенту RU №2230588         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 2,5 0,42 0,99 123 0,28 Аммофос 18,0         Сульфат аммония 25,0         Апатит до 100,0         Пример №2         Состав по патенту RU №2155088         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 3,0 0,41 1,0 122 0,29 Аммофос 45,0         Каолино-шамот 5,0         Доломит до 100,0         Пример №3         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5         Аммофос 18,0 0,32 0,85 210 0,45 Сульфат аммония 12,0         Гидрозодикарбона
мид 22,0         Алюмосиликат до 100,0        

Продолжение табл.1 Содержание компонентов, мас.% Огнетушащая способность по классу А, кг/м² Огнетушащая способность по классу В, кг/м² Способность к водоотталкиванию, мин Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с Пример №4         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,3         Аммофос 18,0 0,38 0,95 150 0,36 Сульфат аммония 12,0 Азодикарбоксигидрозид 22,0         Силикат магния до 100,0         Пример №5         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,2         Аммофос 22,0 0,41 0,98 124 0,28 Сульфат аммония 15,0 Азодикарбонгидрозид 20,0         Силикат магния до 100,0         Пример №6         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 3,1         Аммофос 22,0 0,35 0,90 129 0,34 Сульфат аммония 15,0 Гидрозодикарбонамид 20,0         Силикат магния до 100,0         Пример №7         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 3,0         Аммофос 22,0 0,34 0,89 180 0,40 Сульфат аммония 15,0 Азодикарбоксигидрозид 20,0         Карбонат магния до 100,0         Пример №8         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5         Аммофос 0,5 0,39 0,97 200 0,35 Сульфат аммония 16,0 Азодикарбонгидрозид 21,0         Карбонат натрия до 100,0        

Продолжение табл.1 Содержание компонентов, мас.% Огнетушащая способность по классу А, кг/м² Огнетушащая способность по классу В, кг/м² Способность к водоотталкиванию, мин Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с. Пример №9         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,6         Аммофос 0,4 0,40 0,98 140 0,31 Сульфат аммония 14,0 Гидрозодикарбонамид 14,0         Силикат алюминия до 100,0         Пример №10         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5         Аммофос 36,0 0,33 0,88 124 0,29 Сульфат аммония 15,0         Азодикарбоксигидрозид 20,0         Алюмосиликат до 100,0         Пример №11         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,8         Аммофос 35,0 0,32 0,85 135 0,40 Сульфат аммония 25,0         Азодикарбонгидрозид 16,0         Силикат магния до 100,0         Пример №12         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,7         Аммофос 18,0 0,37 0,97 175 0,38 Сульфат аммония 0,1 Гидрозодикарбонамид 18,0         Карбонат натрия до 100,0         Пример №13         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,4         Аммофос 14,0 0,40 0,98 122 0,29 Сульфат аммония 0         Азодикарбоксигидрозид 16,0         Алюмосиликат до 100,0        

Продолжение табл.1 Содержание компонентов, мас.% Огнетушащая способность по классу А, кг/м² Огнетушащая способность по классу В, кг/м² Способность к водоотталкиванию, мин Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с Пример №14         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,6         Аммофос 14,0 0,41 0,97 123 0,30 Сульфат аммония 26,0         Азодикарбонгидрозид 15,0         Алюмосиликат до 100,0         Пример №15         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5         Аммофос 16,0 0,40 0,96 165 0,40 Сульфат аммония 25,0 Гидрозодикарбонамид 14,0         Карбонат натрия до 100,0         Пример №16         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,8         Аммофос 18,0 0,40 0,90 150 0,35 Сульфат аммония 15,0         Азодикарбоксигидрозид 10,0         Алюмосиликат до 100,0         Пример №17         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5         Аммофос 14,0 0,41 0,96 123 0,30 Сульфат аммония 26,0         Азодикарбонгидрозид 9,0         Алюмосиликат до 100,0         Пример №18         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5         Аммофос 14,0 0,41 0,96 123 0,30 Сульфат аммония 26,0         Гидрозодикарбонамид 36,0         Алюмосиликат до 100,0        

Содержание компонентов, мас.% Огнетушащая способность по классу А, кг/м² Огнетушащая способность по классу В, кг/м² Способность к водоотталкиванию, мин Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с Пример №19         Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 2,0         Аммофос 19,0 0,37 0,90 190 0,38 Сульфат аммония 17,0 Азодикарбоксигидрозид 35,0         Силикат магния до 100,0        

Составы порошка в пределах заявляемого соотношения (примеры 3, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19) характеризуются эффективными значениями огнетушащей способности и способности к водоотталкиванию, стабильной текучестью, причем состав огнетушащего порошка (пример 3) является самым оптимальным.

При содержании высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния менее 0,3 мас.% (пример 5) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности, текучести и способности к водоотталкиванию. Содержание высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния более 3,0 мас.% (пример 6) является экономически нецелесообразным, так как данный состав порошка характеризуется аналогичными значениями огнетушащей способности, текучести и способности к водоотталкиванию (примеры 3, 7).

При содержании аммофоса менее 0,5 мас.% (пример 9) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности. При содержании аммофоса более 35 мас.% (пример 10) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями способности к водоотталкиванию.

При содержании сульфата аммония менее 0,1 мас.% (пример 13) и более 26 мас.% (пример 14) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности и текучести.

При содержании производных азодикарбоновой кислоты менее 10 мас.% (пример 17) и более 35 мас.% (пример 18) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности, текучести и способности к водоотталкиванию.

Таким образом, поставленная цель изобретения достигается совокупностью всех признаков: компонентов состава и их оптимального соотношения, заявляемых в решении.

Способ получения огнетушащего порошка является нетрудоемким, он осуществим на линии технологического оборудования по производству огнетушащих порошковых средств, включающей стадии измельчения и смешивания компонентов. В составе порошка используется доступное отечественное сырье.

Дополнительным преимуществом заявленного огнетушащего порошка является его возможное использование на морских судах благодаря отличным показателям устойчивости к вибровоздействиям и тряске, а также другим эксплуатационным характеристикам, наиболее необходимым для использования огнетушащих средств на данном виде транспорта.

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошков, которые используются в пожаротушении, а именно - для тушения пожаров классов А (тлеющие материалы), В (легковоспламеняющиеся жидкости), С (горючие газы), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В. Огнетушащий порошок многоцелевого назначения содержит следующие компоненты при оптимальном соотношении, % мас.: высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния в виде осажденного кремнезема, обработанного кремнийорганическими соединениями - 0,3-3,0, аммофос - 0,5-35, сульфат аммония - 0,1-25, производные азодикарбоновой кислоты - 10-35, нерастворимый в воде минерал или смесь минералов до 100. В качестве нерастворимых в воде минералов или смеси минералов используют любое соединение из ряда: карбонатов, силикатов, алюмосиликатов или их смеси. Задачей изобретения является создание огнетушащего порошка многоцелевого назначения с оптимальным содержанием компонентов, причем представленные в составе компоненты улучшают эксплуатационные характеристики порошка - способность к водоотталкиванию, текучесть порошка, огнетушащую способность порошка при тушении пожара классов А и В. 1 табл.

1. Огнетушащий порошок многоцелевого назначения, содержащий аммофос, сульфат аммония, высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния в виде осажденного кремнезема, обработанного кремнийорганическими соединениями и не растворимый в воде минерал или смесь минералов, отличающийся тем, что он содержит производные азодикарбоновой кислоты при оптимальном соотношении компонентов, мас.%:
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния из ряда   осажденный кремнезем, обработанный   кремнийорганическими соединениями, пирогенная   двуокись кремния 0,3-3,0 Аммофос 0,5-35 Сульфат аммония 0,1-25 Производные азодикарбоновой кислоты 10-35 Не растворимый в воде минерал или смесь минералов До 100

2. Огнетушащий порошок по п.1, отличающийся тем, что в качестве не растворимых в воде минералов или смеси минералов используют любое соединение из ряда карбонатов, силикатов, алюмосиликатов или их смеси.