Склад для гасіння пожежі

1. Состав для тушения пожара, содержащий термически рассеиваемый компонент, окислитель и горючее связующее, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит пластификатор, технологические добавки и модификатор горения, а в качестве термически рассеиваемого компонента - неорганическое соединение, выбранное из группы, содержащей хлорид, сульфат, сульфид, фосфат щелочных, щелочноземельных металлов или их смесь, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Термически рассеиваемый компонент 1,0-35,0 Окислитель 50,0-94,0 Горючее связующее 3,0-25,0 Пластификатор , 1,0-20,0 Технологические добавки и модификатор горения 0,1-15,0 2. Состав по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит технологические добавки в количестве 0,012,00 мас.%. 3. Состав по п. 1 или 2, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве окислителя он содержит перхлорат калия, перхлорат натрия или нитрат калия, или нитрат натрия, или их смесь. 4. Состав по п. 1 или 2 или 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве горючего связующего он содержит эфир целлюлозы - этилцеллюлозу, нитроцеллюлозу с содержанием азота 12-13% или каучук - бутадиеннитрильный, уретановый, натуральный, дивинилстирольный, или полимер - хлорированный поливинилхлорид, поливинилхлорид, поливинилбутираль, поливинилацетат, или смолу-эпоксидную, полиэфирную, или их смеси. 5. Состав по п. 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит каучук или полимер в виде латекса или раствора 20-70%-ной концентрации. 6. Состав по п. 1 или 2, или 3, или 4, или 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве пластификатора он содержит диэфир, фосфорсодержащее соединение - дибутилфталат, дибутилсебацинат, органический нитрат - нитроглицерин, динитратди этилен гликоль, динитраттриэтиленгликоль,органический азид S-триазинового ряда - 2,4-диазидо-6-амино-5-триазин, 2,4-диазидо-6-азидоэтокси-5-триазин, 2-азидо-4,6-диазидоэтокси-5-триазин или их смесь; или их смесь. С > К) о. ON о 26659 Изобретение относится к средствам тушения пожаров В настоящее время в мире широко применяются как средства тушений пожаров классов А,В,С, порошки типа ПСБ-3, хладоны 13В, и 114В2, углекислый газ. Норма расхода хладонов - 0,2-0,25 кг • М'3. Несколько больший расход углекислоты. Расход порошка ПСБ-3 составляет до 0,5 к г ' М 3 . Токсичность продуктов тушения (хладоны, углекислота), низкая огнетушащая эффективность, воздействие на атмосферу (особенно хладонов) - разрушение озонного слоя - озонные "дыры". Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав, содержащий в качестве окислителя - нитрат калия, а в качестве горючего - фенолформальдегидную смолу Состав использован для вытеснения порошков. Однако по назначению и характеру действия в качестве прототипа предлагаемого изобретения нами взят состав, содержащий термически рассеиваемый компонент, окислитель 15-45% и горючее связующее 3-50%. Недостатком прототипа является его низкая огнетушащая эффективность; токсичность исходного сырья и продуктов термолиза (горения), которая обусловлена летучестью термически рассеиваемых компонентов типа гексахлорбензола, гексабромбензола, дибромтолуола, гексахлорэтана и подобных соединений; плохая работоспособность при повышенных давлениях. Задачей предлагаемого изобретения является повышение огнетушащей эффективности состава, исключение из продуктов его горения токсичных галогенсодержащих органических продуктов и обеспечение работоспособности состава при повышенных давлениях (2-29 атм.). Данная задача достигается дополнительным введением в состав пластификатора, технологических добавок и модификатора горения; использованием в качестве термически рассеиваемого компонента неорганического соединения, выбранного из группы, содержащей хлорид, сульфат, сульфид, фосфат щелочных и/или щелочноземельных металлов и их смесь; увеличением доли окислителя до 95 мас.%; использованием в качестве окислителя перхлората калия или перхлората натрия, или нитрата калия, или нитрата натрия, или их смеси; использованием в качестве горючего связующего эфиров целлюлозы (этилцеллюлоза, нитроцеллюлоза с содержанием азота 12-13%) или каучуков (бутадиеннитрильный, натуральный, дивинилс 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тирольный, уретановый), или полимеров (хлорированный поливинилхлорид, полиаинилхлорид, поливинилбутираль, поливинила цетат), или смол (эпоксидная, полиэфирная), или их смесь; использованием технологических добавок в количестве до 2 мас.%; использованием каучуков или полимеров в виде латексов или растворов 20-70%-ной концентрации; использованием в качестве пластификатора диэфирное или фосфорсодержащее соединение (дибутилфталат, дибутилсебацинат, триацетат глицерина, трикрезилфосфат), органический нитрат (нитроглицерин, дин итратди этилен гликоль, дин итраттриэтиленгликоль), органический азид S-триазинового ряда (2,4-диазидо-6-амино-5-триазин, 2,4-диазидо-6-азидоэтокси-3-триазин, 2-азидо-4,6-диазидоэтокси-5-триазин или их смесь) или их смесь. Использование в качестве термически рассеиваемого компонента или хлоридов металлов (особенно NaCI, KCI, CaCI2, MgCI2), или их сульфатов и сульфидов (экспериментально показана эффективность Na>SO4, CaSO4, FeS, FeSO4-7H.,O, К ^ - б ^ О , МаН5),или их фосфатов (экспериментально проверены NajHPOj- 12H2O, K.HPOJ позволило придать аэрозольгенерирующему составу дополнительное, новое свойство - состав стал аэрозольпорошковым. Такой состав при сгорании генерирует (выделяет) аэрозоль, которая одновременно с образованием рассеивает (разбрасывает) вновь введенный компонент. Компонент, как и порошковые составы, опускается на поверхности горения, покрывая ее пленкой, резко усиливает эффект тушения (тушение происходит не только в объеме, но и на поверхность горения - за счет экранирования и ее охлаждения). При содержании менее 1% такого термически рассеиваемого компонента состав теряет свойства покрывать горящую поверхность пленкой, при содержании более 35% - составы горят неустойчиво и качество рассеивания резко падает, так что предел введения таких компонентов составляет 1-35 мас.%. Введение в состав, например, нитратов натрия, калия с одновременным увеличением доли окислителя позволило получить новые соединения типа Na2O, КЭО, КОН, KjCO,, Na2CO3, которые в сочетании с KCI из КСЮ4 существенно увеличили эффективность аэрозольной составляющей продуктов сгорания составов по тушащей эффективности и исключить в них продукты, содержащие органические галогенпроизводные и продукты их распада 26659 Экспериментально показано, что соотношение окислителей может быть различным, соотношение отражается только на направлении применения составов. Так, с ростом в аэрозоле доли хлоридов состав лучше тушит пожар класса А и при большем их содержании может быть использован для пожаров класса Д , Рассматривая возможность массового непрерывного производства изделий из таких состааов, экспериментально подтверждено использование связующих по прототипу и одновррменно расширена номенклатура каучуков, полимеров и смол, используемых в качестве горючего связующего. Показано, что они могут быть использованы в широких пределах, но для технологии непрерывного прессования в состав с последними необходимо вводить дополнительно и пластификаторы. В качестве пластификаторов оценены нитраты различных спиртов и гликолей, как в чистом виде, так л в виде смесей, органические азиды S-триазинового ряда, также как а чистом виде, так и в виде смесей с нитратами или традиционными пластификаторами типа дибутилфталат, триацетин, трикрезилфосфат. Оценена возможность использования и индивидуальных традиционных пластификаторов. Экспериментально установлены пределы по содержанию горючего саязующего и пластификатора. Широкие пределы регулирования обусловлены как природой самих соединений, так и планируемой технологией формования изделий из них. Для обеспечения требуемого уровня реологических характеристик в состав введены традиционные технологические добавки в количестве до 2%. Состав горит при атмосферном давлении, что эффективно с точки зрения уменьшения массогабаритных характеристик аэрозольгенерирующих устройств. При давлениях 2-20 атмосфер он горит неустойчиво и требует введения модификаторов горения. Уровень вязкостных характеристик исходных масс (см.таблицу) показывает, что составы практически можно формовать по любой из существующих технологий - глухое прессование, непрерывное формование методом экструзии, свободное литье или литье под давлением. Изделия по технологиям глухого прессования и сформированные экструзией отверждаются или не требуют отверждения и после формования практически готовы к применению. Изделия, формуемые методом свободно 5 10 15 20 25 30 35 40 го литья или литья под давлением, требуют еще и отверждения при температуре, необходимой для выбранной системы структурирования. Полученные экспериментальные результаты факультативно приведены в таблице. П р и м е р 1 (метод изготовления одного из образцов). Состав, мас.%: КСЮ. 39,5 KNCX 38,5 ПВА (поливинилацетат) 8,8 Дибутилфталат 3,5 Идитол 5,0 Вазелиновое масло 1,0 KCI 1,0 Углерод 0,2 ,.Фторопласт-4 1,5 Стеарат Na 1.0 В аппарат для смешения вводят поливинилацетат в чистом виде (и тогда в аппарат вводят до 10% воды) или в виде 30-55%-ной водной дисперсии. Затем в два-три приема вводят КСЮ 4 , KNO3 и KCI. Перемешивают 20-30 мин , после чего вводят все добавки. После этого проводят перемешивание под вакуумом в течение 1 ч. Готовый полуфабрикат выгружают и передают на стадию вальцевания. 12-20 вальцовок полуфабриката при температуре 70-90°С позволяют получить готовый полуфабрикат в виде полотна. Свернутое в рулон полотно передается на стадию формования на гидропресс при температуре 60-90°С и давлении не менее 1000 кгс/ см 2 . Получаются круглые заготовки диаметром до 70 мм как с каналом, так и без него. Горячие заготовки режутся на изделия требуемой длины, которые передаются на стадии изучения или применения по назначению. П р и м е р 2. Состав, мас.%: КСЮ Д 34,5 KNO3 20,0 KCI 1,0 Нитроцеллюлоза с N - 12,8% 25,0 Нитроглицерин 18,4 50 ПАВ, технологические добавки {углерод, вазелиновое масло, стеарат Са) 1,1 55 В реакторе в воде при модуле 1:5 смешивают 25,0 г нитроцеллюлозы, после получения устойчивой взвеси при работающей мешалке прикапывают 18,4 г нитроглицерина, через 20 мин после окончания прикапывания добавляют 1,1 г доба 45 8 26659 вок. Перемешивание проводят 1 ч, после чего массу отжимают на фильтре и провяливают на воздухе. Массу с 10-15% влажности смешивают в аппарате смешения с 34 г К 2 СЮ 4 , 1,0 г KCI и 20 г KNO3, которые вводят в два-три приема. После введения в аппарат последней порции окислителей, смесь перемешивают в течение 1 ч. Готовый полуфабрикат поставляют на вальцевание. На вальцах при тем- 10 пературе 70-90°С продукт сушат и после 15-20 вальцовок получают полотно, которое формуют в рулон. Из рулона на гидропрессе при температуре 60-80°С и давлении не менее 1000 кгс/см 2 формуют 15 цилиндрические изделия. П р и м е р 3. Состав, мас.%: : KNO3 78 СКН-26 ; •'.-.• , ' 4 , 4 к о .'•' • 20 1.0 Поливинилбутираль 4,4 Триацетин . 3,5 Добавки . . • 8.7 Смешение как в примере 1, но перед введением HNO3 в аппарат смешения вво- 25 дят СКН-26 в виде латекса, после этого поливинилбутираль, добавки и по порциям K N O 3 . " . . • . - . . П р и м е р 4. Состав* мас.%: 59,0 10,0 KCIO, KCI , 5,0 - Полиэфирная смола с отвердителем 23,8 • K N O 3 ••.-.. Добавки 1,2 ДБФ 1.0 Все смешение проводят в одном аппарате при температуре 25-30°С, после загрузки всего окислителя перемешивание ведут 1 ч. Массу выливают под вакуумом в форму, в которой и отверждают до 10 сут при температуре 80-90°С. Готовые изделия отправляют на физико-химические испытания или по прямому назначению. . Анализ факультативных данных, при-, веденных в таблице, показывает, что : — составы превосходят прототип по огнетушащей эффективности, в них полностью отсутствуют токсичные галогенсодержащие органические кислоты и продукты их разложения (горения); - выбранные пределы по всем ингредиентам хорошо воспроизводятся и эффективны; - изменение окислителей и их смеси позволяет получить оптимальную тушащую эффективность; - введение пластификатора в выбранных пределах позволяет получать изделия с оптимальными свойствами, которые можно регулировать за счет их содержания; 30 - введение технологических добавок, модификаторов в количестве 0,1-15 мас.% позволяет изготовлять состав и обеспечивает его горение при повышенных давлениях. 3 5 -• ..;• -. ': ." . •• : • Экспериментальные результаты по исследованию минимальной тушащей эффективности, содержанию токсичных веществ для прототипа и предлагаемого состава Состав (мае %) Прото и характеристика тип 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 (О Окислитель ксю4 NaCIO4 NaNO3 KNO3 Гор юч ее- с вязующее Поливинилацетат Пол иви нил бути рал ь Этил целлюлоза Нитроцеллюлоза Уретановый каучук* Дивини лети рольный к-к* СКН-26, СКН-40* Эпоксидная смола* Полиэфирная смола* Пластификатор Триацетат глицерина Ди бутил фталат Нитроглицерин ЛД-70, ЛД-35** МАДА** 20 50 16 16 25 10 30 50 10 15 35 24 31 30 59 42 5 49 40 19 16 44 53 55 50 2,5 го ф 20 0,5 13 6 7 6 7 12 13 , 1,0 2 3 25 3 2 15,8 8 17 21,9 24 23,5 23 1 3 3 1 1 1 ит.., 10 10 О) (Л Продолжение таблицы Состав (мае. %) Прото и характеристика тип 1 Термически рассеиваемый компонент 50 Гексахлорбензол Гексахлорэтан 10 NaCt 1 KCI Na2S CaSO4 Технологические добавки, модификаторы горения 1 Минимальное значение огнетушащей концентрации на воздухе, г/м 3 120 23 Токсичность - содержание органических хлорпроизводных и продуктов их деструкции Нет Динамическая вязкость, 6хЮ12' 4хЮ 1 0 20°С, П Коэффициент растекаемосги 2 3 4 5 1 16 6 5 7 8 9 10 11 12 10 9 10 15 1 5 20 1 5 5 1 15 12 12 2 1,2 21 30 39 • • 36 20-22 Нет Нет Нет Нет Нет 3x109 4x10э 2хЮ 1 0 3x104 0,6 8хЮ 3 0,5 го 0,1 1 1,5 2 4 24-26 41 50 48 42 Нет Нет Нет Нет Нет Нет 8x106 0,05 2x105 0,8 4x103 0,3 4x104 0,1 8x104 0,15 4x10" О) О5 (Л Q 3 28 . ГО Продолжение таблицы Состав (мае. %) и характеристика Окислитель КСЮ4 NaC!O4 NaNO3 KNO3 Горючее-связующее Поливинилацетат Поливинил бутираль Этил целлюлоза Н итроцелл юл оза Уретановый каучук* Дивини лети рольный к-к* СКН-26, СКН-40* Эпоксидная смола* Полиэфирная смола* Пластификатор Триацетат глицерина Дибутилфталат Нитроглицерин ЛД-70, ЛД-35** МАДА** 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 10 62 39,5 39,5 30 54,5 54,5 45 35 39,5 38,5 38,5 20 20 30 8,8 4,4 4,4 23 24 25 45 40 со 40 15 3 20 18 25 25 5 25 3,5 5 5 10 3 9 6 3 10 15 6 50 3 24 3 18,4 11 5 18,4 N3 О) О) СЛ (О 15 3,5 5 9,5 18,4 3 Продолжение таблицы Состав (мае %) и характеристика Термически рассеиваемый компонент Гексахлорбензол Гексахлоретан NaCI ш 13 14 15 16 17 18 19 21 20 22 23 24 25 ел 10 1 Na2S CaSO4 Технологические добавки, модификаторы горения 14 Минимальное значение огнетушащеи концентрации на воздухе, г/м 3 51 Токсичность - содержание органических хлорпроизводных и продуктов их деструкции Нет Динамическая вязкость, 20°С, П 2хЮ 10 Коэффициент растекаемости 1 3 1 5 15 1 6,6 7.4 3 35 2,1 3 7 35 5 5 8,7 8,7 4 1,1 1.1 7 2 9.5 го от О1 10 39 27 35 32 35 37 34 38 39 44 54 Нет 38 Нет Нет • Нет Нет Нет Нет ЗхЮ 1 0 4x10 1 1 1x10'° 1хЮ 11 0,7x1010 0,9х10 10 0,5 4x10" О) * С системой отверждения. ** Смесевой пластификатор 70% динитратдиэтиленгликоля + 30% динитраттриэтиленгликоля л наоборот *** 2,4-Диазидо-6-азидоэтокси-5-триазин LLA(11) 26659 УКРАЇНА „„СІ (5П6 Л 62 С 3/00; А 62 D 1/00 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СКЛАД ДЛЯ ГАСІННЯ ПОЖЕЖІ (21) 93002537 (22) 15 06 93 (24) 12 11 99 {31) 5034846 (32) ЗО 01 92 (33) RU (46) 12 11 99 Бюл № 7 (56) Патент США № 3972820, кл А 62 С 1/00, 1976 (72) Пєрєпєчєнко Борю Петровім (RU), Коробєніна Татьяна Павловна (RU), Шахрай Галіна Грігорьєвна (RU), Анашкін Павел Пєтровіч (RU), Андреева Єлєна Львовна (RU), Дікова Maptfl Зікторовна (RU), Марченко Анатолій Васільєвіч (RU), Пак ЗІНОВІЙ Пєтровіч (RU), Крівошєєв Ніколай Алексеева (RU), Дєружінскій Вячеслав Івановіч (RU), Бєлоконь Вячеслав Владіміровіч (RU), Кузнецов Робєрт Алєксандровіч (RU), беляков Владімір Івановій (RU), Голубев Анатолій Дмітрієвіч (RU), Русін Дмітрій ЛЄОНІДОВІЧ (RU), Вєршинін Владімір Ніколаєвіч (RU) (73) Люберецкое научно-проізводствєнноє об'єдінєніє "Союз" (RU) (57) 1 Состав для тушения пожара, содержащий термически рассеиваемый компонент, окислитель и горючее связующее, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он дополнительно содержит пластификатор, технологические добавки и модификатор горения, а в качестве термически рассеиваемого компонента - неорганическое соединение, выбранное из группы, содержащей хлорид, сульфат, сульфид, фосфат щелочных, щелочноземельных металлов или их смесь, при следующем соотношении компонентов, мае % Термически рассеиваемый компонент 1,0-35,0 Окислитель 50,0-94,0 Горючее связующее 3,0-25,0 Пластификатор 1,0 20,0 Технологические І добавки и модификатор горения 0,1-15,0 2 Состав по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит технологические добавки в количестве 0,012,00 мае %. 3 Состав по п. 1 или 2, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве окислителя он содержит перхлорат калия, перхлорат натрия или нитрат калия, или нитрат натрия, или их смесь. 4. Состав по п. 1 или 2 или 3, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве горючего связующего он содержит эфир целлюлозы - этилцеллюлозу, нитроцеллюлозу с содержанием азота 12-13% или каучук - бутадиеннитрильный, уретановый, натуральный, дивинилстирольный, или полимер - хлорированный поливинилхлорид, поливинилхлорид, поливинилбутираль, поливинилацетат, или смолу-эпоксидную, полиэфирную, или их смеси 5. Состав п о п 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он содержит каучук или полимер в виде латекса или раствора 20-70%-ной концентрации 6 Состав по п. 1 или 2, или 3, или 4, или 5, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве пластификатора он содержит диэфир, фосфорсодержащее соединение - дибутилфталат, дибутилсебацинат, органический нитрат - нитроглицерин, динитратди этилен гликоль, динитраттриэтиленгликоль,органический азид S-триазинового ряда - 2,4-диазидо-6-амино-5-триазин, 2,4-диазидо-6-азидоэт-окси-5-триазин, 2-азидо-4,6-диазидоэтокси-5-триазин или их смесь; или их смесь KJ ON о 26659 Изобретение относится к средствам тушения пожаров, В настоящее время в мире широко применяются как средства тушения пожаров классов А,В,С, порошки типа ПСБ-3, хладоны 13В, и 114В2, углекислый газ. Норма расхода хладонов - 0,2-0,25 кг• м э . Несколько больший расход углекислоты. Расход порошка ПСБ-3 составляет до 0,5 к г - м 3 . Токсичность продуктов тушения (хладоны, углекислота), низкая огнетушащая эффективность, воздействие на атмосферу (особенно хладонов) - разрушение озонного слоя - озонные "дыры". Наиболее близким к предлагаемому изобретению является состав, содержащий в качестве окислителя - нитрат калия, а в качестве горючего - фенолформальдегидную смолу. Состав использован для вытеснения порошков. Однако по назначению и характеру действия в качестве прототипа предлагаемого изобретения нами взят состав, содержащий термически рассеиваемый компонент, окислитель 15-45% и горючее связующее 3-50%. Недостатком прототипа является его низкая огнетушащая эффективность; токсичность исходного сырья и продуктов термолиза (горения), которая обусловлена летучестью термически рассеиваемых компонентов типа гексахлорбензола, гексабромбензола, дибромтолуола, гексахлорэтана и подобных соединений; плохая работоспособность при повышенных давлениях. Задачей предлагаемого изобретения является повышение огнетушащей эффективности состава, исключение из продуктов его горения токсичных галогенсодержащих органических продуктов и обеспечение работоспособности состава при повышенных давлениях (2-29 атм.). Данная задача достигается дополнительным введением в состав пластификатора, технологических добавок и модификатора горения; использованием в качестве термически рассеиваемого компонента неорганического соединения, выбранного из группы, содержащей хлорид, сульфат, сульфид, фосфат щелочных и/или щелочноземельных металлов и их смесь; увеличением доли окислителя до 95 мас.%; использованием в качестве окислителя перхлората калия или перхлората натрия, или нитрата калия, или нитрата натрия, или их смеси; использованием в качестве горючего связующего эфиров целлюлозы (эти л целлюлоза, нитроцеллюлоза с содержанием азота 12-13%) или каучуков (бутадиеннитрильный, натуральный, дивинилс 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тирольный, уретановый), или полимеров (хлорированный поливинилхлорид, поливинилхлорид, поливинилбутираль, поливинилацетат), или смол (эпоксидная, полиэфирная), или их смесь; использованием технологических добавок в количестве до 2 мас.%; использованием каучуков или полимеров в виде латексов или растворов 20-70%-ной концентрации; использованием в качестве пластификатора диэфирное или фосфорсодержащее соединение (дибугилфталат, дибугилсебацинат, триацетат глицерина, трикрезилфосфат), органический нитрат (нитроглицерин, дин итратдиэти лен гликоль, дин итраттриэтиленгликоль), органический азид S-триазинового ряда