Способ получения огнетушащего порошкового состава Советский патент 1993 года по МПК A62D1/00 

zt

Ј

Использование: для получения огнету- шащего порошкового состава, применяемого при тушении, например пропилового спирта, мазута. Сущность изобретения: порошок готовят смешением основного огне- тушащего компонента с дисперсной добавкой. В качестве основного огнетуша- щего компонента, содержащего мочевину, используют компонент, получаемый кристаллизацией мочевины в присутствии галогенпроизводных неразветвленных предельных углеводородов, начиная с октилга- логенидов, например дибромдекана. Кристаллизацию осуществляют из раствора метанола или этанояа. После получения основного компонента осуществляют смешение с та ль ком. в количестве 2%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к пожарному делу, а именно к технологии получения ог- нетушащих порошковых составов. 0 Цель изобретения - повышение огнету- шащей эффективности порошкового состава..

Предлагаемый способ получения огне- тушащего порошкового состава включает смешение основного огнетушащего компонента, содержащего мочевину (карбамид), с дисперсной добавкой.

Поставленная цель достигается тем. что основной компонент получают кристаллизацией мочевины в присутствии галогенпроизводных неразветвленных предельных углеводородов, начиная с октилгалогени- дов. При этом кристаллизацию мочевины осуществляют из растворов метанола илИ этанолг.

Галоидированные углеводороды, как известно, представляют собой весьма лучшие органические жидкости, что затрудняет как их хранение, так и использование. Соединяясь с мочевиной, они полностью теряют свойство летучести. Однако при повышенных температурах (или при растворении кристаллов мочевины в жидкостях) гадоидированные углеводороды переходят в свободное состояние и активно ингибиру- ют горение. Важно подчеркнуть при этом, что, поскольку удельный вес мочевины (1,335 г/см3) превышает удельный вес многих горючих жидкостей, галоидированные углеводороды вместе с мочевиной могут проникать вглубь слоя горючей жидкости, хотя сами они значительно легче воды и многих-горючих жидкостей.

Нелетучесть, галоидированных углеводородов в соединении с мочевиной является

00

ю

(

Јь

важным фактором экологическбй безопасности.

Молекулярные соединения мочевины с углеводородами и их производными относятся к канальным соединениям включения. Структуры, пронизанные каналами, возникают в присутствии цепочечных молекул-гостей подходящего размера, вокруг которых молекулы вещества-хозяина могут располагаться с достаточной плотностью, соединя- ясь друг с другом водородными связями.

При кристаллизации чистой мочевина CO(NH2)2 атом кислорода каждой ее молекулы соединяется водородными связями О...Н - с атомами азота четырех других мо- лекул -мочевины, причем последние в свою очередь связываются с двумя атомами кислорода, что обеспечивает получе- ние сравнительно плотной тетрагональной структуры. Кристаллизация мочевины в присутствии достаточно длинных молекул нормальных парафинов приводит к совершенно иному результату: молекулы парафинов включаются в структуру, раздвигая мочевины, и образуется менее плотная гек- сагональная структура, пронизанная каналами, диаметр которых задается размером поперечного сечения плоских неразветвленных цепей предельных углеводородов, связанных с составом мочевины только си- лэми Ван-дер-Ваальса. Чем длиннее эти цепи, тем сильнее удерживаются включенные молекулы- н-парафинов и их производных, тем прочнее соединения включения.

Так. аддукт мочевины с н-гептаисм раз- лагается при 25°С; структуры же, образованные мочевиной с высокими н-пзрафинами, начиная с н-гексадекана, настолько устойчивы, что не разрушаются при нагревании до 130°Ci т.е. вблизи температуры плавле- нил мочевины (132,7°С). .

В аспекте решаемой технической задачи важно подчеркнуть, что соединения включения с мочевиной образуют галоген- ироизводные, начиная с октнлгалогени- дое. ; ,. :. /

. Плотность соединений включения мочевины 1,20-1,-30.г/см3, что указывает на постоянство их состава, в котором на долю молекул-гостей приходится около 23% от общей массы.

Поглощение органических соединений улучшается, если кристаллы мочевины предварительно смочить метиловым или этиловым спиртом.

В зоне горения под воздействием температуры соединения включения мочевины - разлагаются. Высвободившиеся галогенп- роизводные углеводороды ингибируют горение.

Сама же мочевина сначала плавится, затем происходит ее разложение с выделением газообразного аммиака, и, наконец, жидкий плав снова затвердевает.

При разложении мочевины идут реакции двоякого типа. В первом случае из двух молекул мочевины выделяется одна молекула аммиака и получается биурет:

H2N-C-Nf H-V-H2N4C-NH7-

они

НН3+;Н2Ы-С-Ы-С- Н2.

О О

Во втором случае из одной молекулы мочевины выделяется одна молекула аммиака и образуется изоциановая кислота: - NH3+H-N :C 0.

МН,

и

В зоне горения аммиак окисляется, образуя пары воды и азот:

4 МНз + 302 6Н20 + 2N2.

.Изоциановая кислота переходит в циановую

Гн -ы с о- м с-о-н.

Циановая кислота полимеризуется, причем три молекулы циановой кислоты образуют циклическое соединение - диануровую кислоту (МСгН)з:

ЗМсон Л-°н

VN

он

Полимерная пленка при затвердевании обволакивает горящую поверхность, затрудняя доступ к ней кислорода и тем самым прекращая горение. ( Пример получения состава.

20 г мочевины растворяют в 100 г метилового спирта. Полученный раствор смешивают с жидким талоидзамещенными парафинами, например дибромдеканом (в соотношении 30:1). Затем раствор выпаривают до полной кристаллизации мочевины. Полученный аддукт мочевины с дибромдеканом измельчают на шаровой мельнице до размера зерен не менее 0,1 мм и смешивают с порошком талька в соотношении 9&:2. Такой огнетушащий порошковый состав содержит примерно 80% мочевины, 18% галоидалкана и 2% талька (по массе).

Так как получение индивидуальных галоидалканов в чибтом виде связано с определенными материальными и технологическими трудностями, кристаллизацию, мочевины можно осуществлять из спиртового раствора .смеси галоидалканов. Кристаллизующаяся мочевина сама будет разделять эти смеси, причем разветвленные молекулы не смогут включаться в структуру кристаллов, а избирательно поглощаться будут лишь углеродные цепочки определенной длины. Это резко упрощает и удешевляет технологию получения аддуктов мочевины с галоидалканами.

Проведены лабораторные и полигон- ные испытания порошкового состава, полученного заявленным способом (состав, мас.%: мочевина 80, дибромдекан 18, тальк 2) и порошка Монекс. Испытания проводились на моделях пожара класса Б (горе- ние мазута илропилового спирта).

Результаты испытаний приведены в таблицах 1 и 2.

Из рассмотрения данных, приведенных вэтихтабл. 1 и2,видно,чтосостав,получен- ный заявленным способом, примерно в 1,5 раза (в случае пропилового спирта - 1,76 раза) превышает эффективность тушения пожара порошком Монекс.,

В табл. 3 и 4 приведена коммерческая характеристика порошков.,

Таким образом, использование составов, полученныхзаявленным способом, эко- комически выгодно. При этом, как уже

Время тушения, с, при интенсивности подачи состава 0,1

Порошок Монекс

Примечание. Модельная жидкость - мазут.

Сравнительные данные тушения.пропилового спирта составами, полученными известным и заявленным способами

Время тушения, с, при интенсивности подачи состава 0.1 кг-с 1 м 2,

Порошок Монекс

11,0 Аддукт мочевины с дибромдеканом6.0

отмечалось выше, эти составы характеризуются более высокой огнетушащей эффективностью. Следовательно, именно отличительные признаки способа обеспечивают получение положительного эффекта, указанного в цели.

Заявленная технология экологически безопасна, При полигонных испытаниях проведенными высокоточными хроматогра- фическими определениями не установлены даже следы парообразных галоидалканов в атмосферном воздухе на расстоянии 2-5 м от модельного очага горения. . Формула из обретения

Таблица 1

Огнетушащая концентрация, кг/м2

0,72

0,47

Таблица 2

Огнетушащая концентрация, кг/м2

0,63

Коммерческая-стоимость порошков

не включая эксплуатационных расходов.

ТаблицаЗ

Таблица 4