Состав для тушения пожаров Советский патент 1991 года по МПК A62D1/00 

Изобретение относится к составам для тушения пожаров различных горючих материалов - легковоспламеняющихся жидкостей, нефтепродуктов, горючих газов и твердых материалов.

Цель изобретения - повышение стабильности и огнетушащей способности.

Пример1.В высокооборотную мешалку (450 об/мин) засыпают гидрофильный оксид кремния (кремнезем) марки А-300 в количестве 10 мас.%, добавляют 35%- ный раствор солей отходов производства каустической соды и хлора в количестве 70 мас.%, затем добавляют гидрофобный кремнезем марки АМЗ-200 в количестве 20,0 мае. %, после чего смесь перемешивают в течение 30 мин.

Пример 2. В емкость с высокообррот- ной мешалкой (450 об/мин) засыпают гидро- фильный кремнезем марки А-300 в

количестве 8,6% и добавляют 25%-ный водный раствор солей-отходов производства каустической соды и хлора в количестве 74,2 мас.%, затем добавляют при перемешивании гидрофобный кремнезем марки АМС-200 в количестве 17,2%, после чего смесь гомогенизируют перемешиванием в течение 30 мин.

Пример 3. В емкость с высокооборотной мешалкой (450 об/мин) засыпают гидро- фильный кремнезем марки А-300 в количестве 5 мас.% и добавляют 35%-ный водный раствор солей-отходов производства каустической соды и хлора в количестве 85 мас.%, затем добавляют при перемешивании гидрофобный кремнезем марки АМС- 200 в количестве 10 мас.%, после чего смесь гомогенизируют перемешиванием в течение 22 мин.

Пример 4 В аысокооборотную мешалку (450 об/мин) засыпают гидрофильный кремнезем марки А-300 в котичестве 3 0 мас.%, добавляют 30%-ный водный раствор солей отходов производства каустиче ской соды и хлора в количестве 91 мае % затем добавляют гидрофобный кремнезем марки АМС-200 в количестве 6,0 мае %, после чего смесь перемешивают в течение 24 мин,

П р и м е р 5. В емкость с высокооборотной мешалкой (450 об/мин) засыпают гидрофильный кремнезем марки А-300 з количестве 8,3 мас.% и добавляют 20% ный водный раствор солей-отходов производства каустической соды и хлора в количестве 75 мас.%, затем добавляют при перемешивании гидрофобный кремнезем марки АМС- 200 в количестве 16,7 мас.%, после чего смесь гомогенизируют перемешиванием в течение 25 мин.

Пример 6 В высокооборотную мешалку (450 об/мин) засыпают гидрофильный кремнезем марки А-300 в количестве 2,0 мае %, добавляют 18%-ный водный раствор солей отходов производства каустической соды и хлора в количестве 95 мас.°{. затем добавляют гидрофо5.- ои крем, езем марки АМС-200 в количестве 3 мае %, после чего смесь перемешивают г, течение 25 ми н Пример В емкость г высокооборотной мешалкой (450 сб/мин) засылают гидрофильный кремнезем маокм А 300 в количестве 12 мас.% и добавляют 40%-Нь й водный раствор солей отходов проьзко,и,С| ва каустической соды и /гора в количеств 63 мзс.%, затем добавляют при перемешивании гидрофобный кремнезем марки AiViC- 200 в количестве 25 мас.%, после чего смесь гомогенизируют перемешиванием в течение 25 мин.

Водный 20-35%-ный раствор солей представляет соЬсЛ шламовые отходы производства каустической соды и хлора, , ри- мерно следующего состава, мас.%:

Карбонат кальция4-11

Хлористый калийУ.5

Хлористый катрий0,5-1

Гидроокись магния2-7

Бикарбонат натрия0,1-1

Глина минеральная10-15

ВодаОстальное

В качестве высокодисперсного гидрофильного кремнезема используют пироген- ную двуокись кремния марок А-300, А-380 или А-175 по ГССДу 14922-77, получаемую путем высокотемперагурного гидролиза е- тыреххлористого кремния в воздушно-водородном горелки, В качестве гидрофобного кремнезема используют выш указанные марки гидрофильного кремне- чема модифицированное полиметилсилок- санами -очигомером диметил лорсилана или октс метилтетрасилоксаном (Д-4) В результате этого получаю гидрофобные поо- дукты - высокоциспсрсные кремнеземы марок АМС- или AM Ц по ТУ 39 888-33 и ГУ 88 УССР 251-9-87

Применение в составе для тушения пс0 жаров гидрофильного оемнезема обусловлено двумя причинами стадии приготовления он игоаст осль активатора диспергирования водной фазы в микрокапельное состояние за счет поэ варятельно5 го образования твердой дисперсной фазы - , сг оченныл Е годе «,тиц креичсзЗ Мз Размер час.иц ,cpe. назема лол&бл ггя ог 0 1 - первичных, до 1 мкм для вторичных агломератов При

С по .чдании таких частиц в ,о среду LiHM смачиьяются и равномерно распределяются Р зоднои фазе В дальнейшем поч диспергировании сплошной водной фазы в капли эти частички гидрофильного кремне5 зема являются центрами образования мельчайших капель воды размером от 1 мкм до 10 мкм, что значительно меньше чем в /з ьеотны/ - н-логгч, где рязмер капеп с ис- польз аанмем только ги рофг&ного

0 kpGMHGj . с ПА8 сос асгяс 1 10-103 мки Кроме и-1 о частички гилрофил ного крем- осле пглучзн /я горошхообразчого состояния /нксрг.орирпьаиной воды играюi роль стабилизатора елкодисперги5 оовянного .гплеобргзного состояния води Они, РВЛРЯСЬ центрами ельчапш х /апель, за C4GT своей ci- ньной ацсорг цпснной спо СООРОС1И, могут длительнее врем удьржи- вать воцу з составе лорсш/з - состоянии

1 (ДХОЙ ВОДЫ, ПрУ f , Я О- ПЬНОСТ э СОСТЬВЙ

в завг,;имссг 1 отсодеохгния янкорпооиро- взыой FT-JW почту, ie лс№ г.ри тем- пергтуонь1/ i, .. э-рузках, что

IpUBr ЧЬ Т К ЗНа-, П С .ЬНОМу С 3/ ИЧеНИЮ ДЯИ5 тзяьпОС ./, vpanfj ия пс апотушаидего со- Ci3Gc дэ о мес и более пг. -равнению с несколькими сутками составов, полученных по прототипу i j аналогу

Пред/ я ьемоН диапазон по содержа0 нию в сослав рэс -ворз солей м кремнеземов обусловлен гем, что npi содержании р створа Золее (1% он уже е входит в с стаь посошка , чнчорпор. чом, мел- кидисперсном, капельном виде, а образует

5 сеою собслземную монопольную Фазу Это связано с н ) 9%-пого содержания чремнеземов для обволакивиниг, ,:новь ob разующихся чзпель растзора, изоляции к ,иьа.11я их одна о г flpvr -vl, что прчво- дмг их к слиянию то дестабилизирует пожаротушащий состав, приводит к разделению твердой и жидкой фазы, что, в конечном итоге, уменьшает срок хранения состава и снижает его пожаротушащие способности. В то же время при изли.цнем содержании порошков кремнеземов, болзе 30%, они образуют собственную фазу, что снижает эффективность пожаротушения из-за низкой плотности состава и недостаточного охлаждения очага пламени ввиду недостатка водной фазы (менее 70%).

Концентрация солей в растворе отходов производства каустической соды и хлора (20-35%) обусловлена тем, что при повышении их концентрации они начинают осаждаться из раствора (высаливаться) чго приводит к дестабилизации пожаротуша- щего состава и снижению его огнетушащей способности. Е то же время при снижении концентрации солей ниже 20% происходит значительное ухудшение огнетушащей способности состава из-за недостатка соли для образования защитной пленки, изолирующей поверхность горящего материала и способствующей огнетушечию.

Использование в качестве целевой добавки гидрофильного кремнезема всоотно шении 1:2 к гидрофобному кремнезему обусловлено возможностью получения стабильных при длительном хранении составов (влияние гидрофильного кремнезема на стабильность указано выше) с повышенным до 91 % содержанием водной фазы, снижением затрат на приготовление составов за счет инициирующего влияния на процесс диспергирования и инкорпорирования добавки гидрофильного кремнезема, а также обусловлено снижением расхода и стоимости состава за счет частичной замены дорогостоящего гидрофобного кремнезема более дешевым гидрофильным кремнеземом

Соотношение гидрофильного кремнезема к гидрофобному 1:2 определено экспериментально таким образом, чтобы сохранить стабильное состояние пожаротушащего состава, которое может переходит1, в псевдоэмульсию при повышении содержания гидрофобного кремнезема более 2:1 по отношению к гидрофильному кремнезёму. Одновременно при повышении содержания гидрофильного кремнезема более 1:2 по отношению к гидрофобному происходит переход стабильного состояния состава в жидкое - гелеобразное состояние, что также недопустимо.

Кроме того, при таком соотношении повышается стабильность состава к температурным колебаниям, особенно при низких температурах. Так, известно, что состав, полученный по прототипу, при охлаждении

ниже темперэтуры замерзания воды (0°С) превращается в твердый агломерат, непригодный Y использованию в качестве огнету- шащего средства, так как он теряет

текучесть. В то же время при охлаждении предлагаемого состава до температуры - 10°С он совсем не замерзает, чему способствуют соли, содержащиеся в водной фазе состава. При дальнейшем охлажде0 нии вплоть до температуры жидкого азота (-17б°С) образуется снегоподобная рассыпчатая масса, которая сохраняет дисперсность. Это дает возможность еще более эффективно использовать такой состав для

5 тушения пожаров с высокой температурой горения, снижая ее за счет отбора тепла, необходимого для плавпения снегоподобной массы сг нетушащего состава.

Сущность эффективного тушения оча0 гов огня класса А (твердые горючие вещества), класса В (жидкие горючие вещества) и класса С (газообразные горючие вещества) заключается в следующем. Во-первых, при распылении состава из огнетушителя под

5 давлением происходит переход его из одного состояния в другое - порошковое состояние переходит в капельно-аэрозольное, а затем в водяное облако -туман, изолирующий очаг горен ля от внешней среды, вытес0 няя или частично уменьшая концентрацию кислорода в воздухе. Во вторых, при попадании состава содержащего инкорпорированную мелкодисперсную водную фазу, на поверхность горения происходит быстрое

5 охлаждение очао горения и понижение его температуры за счет испарения водной фазы из слоя состава, покрывающего поверхность очага горения. В-третьих, при попадании состава, содержащего двуокись

0 кремния, алюминия, железа и различные соли-хлориды и карбонаты,происходит ин- гибирование окислительно-восстановительных реакций горения за счет взаимодействия этих компонентов состава

5 с продуктами реакций горения. В четвертых, при попадании состава, содержащего соли, после испарения воды происходит образование солевой пленки, покрывающей очаг горения и предупреждающей повторное

0 возгорание материала.

Физико-химические и пожарно-техни- ческие характеристики составов приведены в таблице.

Таким образом, за счет снижения сле5 живаемости в 2-3 раза значительно улучшается текучесть состава даже после длительного хранения, что обусловлено повышением стабильности состава в 6-10 раз, повышается огнетушащая и огнепрегради- тельная способность состава со снижением

расхода его на единицу поверхности, пожаротушения в 2-3 раза, что связано с содержанием солей в составе, снижается в 1,5-5,0 раз стоимость получаемого состава за счет использования в нем более дешевых ингредиентов и отходов производства.

Формула изобретения Состав для тушения пожаров, представляющий собой мелкодисперсную инкорпи- рованную водную фазу, включающую гидрофобную двуокись кремния и целевую добавку, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и огнету- шащей способности, в качестве водной фа

5

зы он содержит 20-35%-ный водный раствор солей-отходов производства каустической соды и хлора, а в качестве целевой добавки - гидрофильную высокодисперную двуокись кремния в соотношении с гидрофобной, равном 1:2, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 20-35%-ный водный раствор солей отходов производства каустической соды и хлора70-91

Гидрофобная двуокись кремния6-20

Гидрофильная высокодисперсная двуокись кремния3-10

0

и.

wJ

о

КЗ

ю

Изобретение относится к составам для тушения пожаров и позволяет повысить стабильность и огнетушэщую способность состава. Состав, представляющий собой мелкодисперсную инкорпорированную водную фазу, содержит в качестве водной фазы 20-35%-ный водный раствор солей отходов производства каустической соды и хлора