Автономний засіб пожежогасіння

Реферат: Винахід належить до автономного засобу пожежогасіння (10), виконаного з матеріалу, що має вогнегасні властивості. Останній містить мікрокапсули з вогнегасним складом, що мають розміри від 2 до 100 мкм і являють собою галогенвуглець, замкнений у полімерну оболонку з полісечовини і/або поліуретану і зв'язуючого. Згідно з винаходом, зв'язуюче містить композиційний матеріал, що включає в себе полімерну складову та мінеральні волокна і/або частинки. Також винахід стосується: - способу виготовлення автономного засобу пожежогасіння (10), - пристрою, що використовує автономний засіб пожежогасіння (10) для гасіння вогню протягом 10-20 секунд після займання. UA 110361 C2 (12) UA 110361 C2 UA 110361 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Патентна заявка стосується засобів пожежогасіння, зокрема автономних засобів пожежогасіння та може бути використана для придушення займання на ранніх етапах його розвитку. Зокрема, відповідно першої із своїх сторін, винахід стосується автономного засобу пожежогасіння. Відомий автономний засіб пожежогасіння, виконаний з матеріалів з вогнегасними властивостями на основі мікрокапсул вогнегасного складу розподілених у полімерному зв'язуючому. Мікрокапсули являють собою мікросфери, що складаються з сферичних желатинових оболонок і укладеного всередині кожної оболонки рідкого пожежогасного агента, в якості якого використовуються речовини класу галогеноорганічних сполук, що мають формулу C3F7I, або CnF2n+2 або (C2F5)2N(CmF2m+1), де n=5-7, m=1-2, які автоматично виділяються при -4 -4 нагріванні. Мікрокапсули виконані розміром 100-400 мкм (тобто від 10 м до 410 м) і розкриваються в інтервалах температур від 130-149 °C і 166-190 °C [Патент РФ 2161520, 1998]. Недоліком відомого засобу є те, що виготовлення желатинових оболонок мікрокапсул, що використовуються в ньому для мікрокапсулювання вогнегасного складу, є технологічно складним та дорогим процесом, що, у свою чергу, значно підвищує вартість виробів, які виготовляються з використанням даного матеріалу. Окрім того, відомий засіб має занадто високий нижній поріг спрацьовування (при температурі 130 °C), що не завжди прийнятно. Найбільш близьким до рішення, що заявляється, є автономний засіб пожежогасіння, виконаний з матеріалу з вогнегасними властивостями, що містить мікрокапсули з вогнегасним -6 -4 складом, що мають розміри від 2 до 100 мкм (тобто від 2×10 м до 10 м) і являють собою галогенвуглець, замкнений у полімерну оболонку з полісечовини і/або поліуретану, і зв'язуюче, в якості якого використовується полімерна смола. У відомому засобі масовий вміст галогенвуглецю складає 70-90 %. Матеріал з вогнегасними властивостями нанесений на твердофазний носій, наприклад, на металеву підкладку [Патент РФ № 90994, 2009 p.]. Даний засіб забезпечує спрацьовування мікрокапсул у діапазоні температур 110-165 °C при підвищенні технологічності та здешевлення процесу його отримання. Водночас, даний засіб має низку недоліків. Так, наприклад, з часом і/або при коливанні температури та вологості зовнішнього середовища вогнегасний шар може розтріскуватися і розкришитися з поверхні підкладки. Таким чином, вогнегасні властивості засобу погіршуються і у випадку виникнення займання він може не спрацювати. Крім того, для міцного кріплення матеріалу підкладки, наприклад, металу з вогнегасним складом до стінок об'єкта, що захищається, поверхня, на яку закріплюється засіб, повинна відповідати визначеним вимогам, наприклад, бути рівною та гладкою, що на практиці не завжди досяжне. Практика також довела, що свої найкращі властивості матеріал з вогнегасними властивостями виявляє при вмісті в ньому галогенвуглецю, відмінному від 70-90 %. Задачею, на вирішення якої направлена заявлена патентна заявка, є створення автономного засобу пожежогасіння з композиційного матеріалу з вогнегасними властивостями на основі мікрокапсульованого вогнегасного складу, що має стабільність у часі, міцність, гнучкістю, достатніми для його практичного застосування без використання твердофазної підкладки. Технічний результат досягається тим, що в автономному засобі пожежогасіння, виготовленому з матеріалу з вогнегасними властивостями, що містить капсули з вогнегасним -6 -4 складом, які мають розміри від 2 до 100 мкм (тобто від 2×10 м до 10 м) та являють собою галогенвуглець, замкнений у полімерну оболонку з полісечовини і/або поліуретану і зв'язуюче, яке являє собою композиційний матеріал, що містить у собі полімерну складову та мінеральні волокна і/або частинки, при цьому галогенвуглець замкнений у полімерну оболонку з полісечовини і/або поліуретану на основі преполімеру поліізоціанату, а галогенвуглецем може бути 1,1,2,2-тетрафтордиброметан, і/або 1,1,2-трифтортрихлоретан, і/або 2-йод-1,1,1,2,3,3,3гептафторпропан, і/або їх суміш з іншими галогенвуглецями. Переважно інші галогенвуглеці із суміші містять одну з наступних других речовин: (а) 1,1,2,2Тетрафторетан; (б) 1,1-Дифтор-2,2,2-трихлоретан; (в) 1,2-Дифтортрихлоретан; (г) 1,1-Дифтор1,2-дихлоретан; (д) 1,2-Дифтор-1,1-дихлоретан; (є) 1,1-Дифтор-1-хлоретан; (ж) 1-Фтор-1,1дихлоретан; (з) 1-Фтор-2-хлоретан; (і) Пентафторхлоретан; (к) 1,1,2,2-Тетрафтордихлоретан; (л) 1,1,1-Трифтортрихлоетан; (м) 1,1,2-Трифтортрихлоретан; (н) 1,1-Дифтортетрахлоретан; (о) 1,2Дифтортетрахлоретан. Переважно мінеральні волокна містять щонайменше один з наступних матеріалів: (а) скловолокно; (б) базальтове волокно; (в) волокно з природніх матеріалів; (г) волокно з штучних мінералів. 1 UA 110361 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Переважно мінеральні частинки містять щонайменше один з наступних матеріалів: (а) кальцит; (б) мармур; (в) крейду; (г) природні мінерали; (д) штучні мінерали. Переважно полімерна складова містить щонайменше одну з наступних речовин: (а) акрилову смолу; (б) алкідну смолу; (в) гліфталеву смолу; (г) латексну смолу; (д) пентафталієву смолу; (є) епоксидну смолу; (ж) поліуретан; (з) полісечовину; (і) полівініловий спирт; (к) полівінілацетат. Засіб переважно може бути виконаний у вигляді пластини. Виконання мікрокапсул з полісечовини або поліуретану на основі преполімеру забезпечує високу міцність мікрокапсул, необхідну при їх заповненні галогенвуглецями, і, в той же час, забезпечує отримання тонкої оболонки мікрокапсул, що вибухають при потрібній температурі 110-165 °C. При цьому оболонка тривалий час зберігає герметичність, що дозволяє зберігати вогнегасний агент протягом декількох років з втратами не більше 10 %. Використання преполімеру поліізоціанату забезпечує більш "щільний" сітчастий полімер полісечовини з міцнішими хімічними зв'язками і/або поліуретану, оскільки поліізоціанат реагує з декількома тисячами гідроксильних або аміногруп. Використання зв'язуючого, що являє собою композиційний полімерний матеріал, який містить у собі полімерну складову та мінеральні волокна і/або частинки, дозволяє забезпечити засобу міцність, гнучкість і стабільність у часі. Використання властивостей полімерної складової дозволяє здійснити виготовлення виробу: мікрокапсули та інші складові композиційного матеріалу розподіляються у відповідній смолі, після чого отримана рідка маса формується та затвердіває, перетворюючись у запропонований засіб пожежогасіння. Завдяки наявності мінеральної складової, капсули в процесі виготовлення засобу рівномірно розподіляються у наповнювачі, при цьому сам наповнювач при висиханні не розчавлює капсули. Мінеральні волокна оберігають отриманий матеріал від розтріскування, а мінеральні частинки сприяють створенню у матеріалі повітряних пор, які, у випадку займання, забезпечують спрацьовування усіх капсул, що знаходяться у матеріалі. Тим самим для гасіння пожежі використовується увесь газ, що міститься в капсулах, а не тільки його частина. Надання засобу геометричної форми у вигляді пластини забезпечує йому максимальну ефективність при використанні. При цьому, окрім пластини, засіб може мати будь-яку іншу форму, найбільш зручну для захисту конкретного об'єкта. Згідно з другою з своїх сторін, винахід стосується способу виготовлення автономного засобу пожежогасіння за винаходом. Цей способ виготовлення містить етапи, що полягають в тому, щоб: - приготувати першу суміш вогнегасного агента з поліізоціанатом; - отримати емульсію першої суміші у водному розчині полівінілового спирту; - додати отриману емульсію до водного розчину поліетиленполіаміну; - отримати суспензію мікрокапсул у воді; - приготувати другу суміш суспензії із зв'язуючим; - сформувати з другої суміші пластини; - висушити пластини; - нанести клейовий шар на одну з сторін пластини; - закрити клейовий шар знімною захисною плівкою; - вирізати з пластин виріб попередньо визначеного розміру. Такий спосіб виготовлення дозволяє отримати високоефективний вогнегасний засіб, що забезпечує інтенсивне виділення вогнегасного агента та має гнучкість, міцність, стабільність у часі, надійність і легкість у використанні. Згідно з третьою з своїх сторін, винахід стосується об'єкта, який використовує автономний засіб пожежогасіння за винаходом для гасіння вогню протягом 10-20 секунд після займання. Це дозволяє ефективно захистити від руйнування вогнем такі об'єкти, як, наприклад, розподільні електрощити та коробки (зокрема, електричні підрозетники), моторні відсіки транспортних засобів, трансформаторні станції, серверні станції та інші електрокомутаційні і силові агрегати. Інші відмітні ознаки та переваги винаходу ясно витікають з опису, що наведений нижче для ілюстрації і не є обмежувальним, з посиланнями на додані фігури 1-4. Патентна заявка пояснюється графічно, де: - на фігурі 1 зображений (схематично на вигляді збоку) загальний вигляд автономного засобу пожежогасіння; - на фігурі 2 зображена мікрофотографія будови композиційного вогнегасного матеріалу; 2 UA 110361 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 -на фігурах 3 та 4 наведені конкретні приклади встановлення запропонованого засобу на об'єкт, що підлягає захисту, а саме: - на фігурі 3 зображений засіб, встановлений в електричний підрозетник, а - на фігурі 4 наведена схема встановлення засобу в електричний розподільний щит; - на фігурі 5 схематично зображений приклад послідовності етапів способу виготовлення автономного засобу пожежогасіння за винаходом. Згідно з першою з своїх сторін, винахід стосується автономного засобу пожежогасіння 10. Останній виконаний з листа композиційного матеріалу 1, що має вогнегасні властивості, шляхом його нарізання. Матеріал виконаний на основі мікрокапсул 2 вогнегасного складу, що мають -6 -4 розміри від 2 до 100 мкм (тобто від 210 м до 10 м), які являють собою галогенвуглець 1,1,1,2,3,3,3-тетрафтордиброметан, і/або 1,1,2-трифтортрихлоретан, і/або2-йод-1,1,1,2,3,3,3гептафторпропан, і/або їх суміш з іншими галогенвуглецями, замкненими у полімерну оболонку з полісечовини, і/або поліуретану на основі преполімера поліізоціанату. Перераховані вище галогенвуглеці можуть бути використані у сумішах з наступними галогенвуглецями: 1,1,2,2-Тетрафторетан; 1,1-Дифтор-2,2,2-трихлоретан; 1,2-Дифтор-1хлоретан; 1-фтор-1,1-дихлоретан; 1-Фтор-2-хлоретан; Пентафторхлоретан; 1,1,2,2Тетрафтордихлоретан; 1,1,1-Трифтортрихлоретан; 1,1,2-Трифтортрихлоретан; 1,1Дифтортетрахлоретан; 1,2-Дифтортетрахлоретан та інші. Мікрокапсули 2 розподілені у зв'язуючому 3 - композиційному полімерному матеріалі, що містить у собі полімерну складову та мінеральну складову 4, у вигляді волокон 5 і/або частинок. Як мінеральна складова 4 у наповнювачі можуть використовуватись, як природні, так і штучні мінерали. Як мінеральні волокна 5 може бути використане скловолокно, базальтове волокно та інші волокна. Як мінеральні частинки можуть бути використані кальцит, мармур, крейда та інші частинки. Як полімерна складова можуть бути використані акрилова, і/або алкідна, і/або гліфталева, і/або латексна, і/або пентафталева, і/або епоксидна смола, і/або поліуретан, і/або полісечовина, і/або полівініловий спирт, і/або полівінілацетат. На вже сформований композиційний матеріал 1 з однієї сторони для його кріплення на поверхню об'єкту, що захищається, нанесений клейовий шар 6, закритий захисною плівкою 7 (фігура 1). Згідно з другою з своїх сторін, винахід стосується способу виготовлення 100 автономного засобу пожежогасіння 10. Мікрокапсульовані галогенвуглеці отримують методом полімеризації на поверхні розділу фаз. Для цього готують 101 першу суміш вогнегасного агента з поліізоціанатом. Отриману першу суміш доливають до водного розчину полівінілового спирту й отримують 102 емульсію. До останньої додають 1020 водний розчин поліетиленполіаміну, щоб отримати 103 суспензію для формування оболонки мікрокапсул 2. Цю суспензію мікрокапсул 2 з вогнегасним агентом змішують із зв'язуючим 3; таким чином готова 104 друга суміш. Отриману масу другої суміші викладають 1040 у спеціальний піддон для її затвердівання та висушування 105. Затверділий та висушений композиційний матеріал 1 розрізають 106 на вироби бажаної форми, які використовують як засіб 10, що має вогнегні властивості. Для кріплення засобу 10 до поверхні виробів, що захищаються, на одну сторону наноситься 107 клейовий шар 6, який закритий 108 легкознімною захисною плівкою 7. Фігура 5 схематично зображує приклад можливої послідовності вищевказаних етапів способу виготовлення 100 автономного засобу пожежогасіння за винаходом, які полягають у тому, щоб: - приготувати 101 першу суміш вогнегасного агента з поліізоціанатом, -отримати 102 емульсію першої суміші у водному розчині полівінілового спирту, - додати 1020 отриману емульсію до водного розчину поліетиленполіаміну, - отримати 103 суспензію мікрокапсул у воді, - приготувати 104 другу суміш суспензії із зв'язуючим, - сформувати 1040 з другої суміші пластини необхідної товщини, - висушити 105 пластини, - нанести 107 клейовий шар 6 на одну з сторін пластини, - накрити 108 клейовий шар знімною захисною плівкою 7, - вирізати 106 з пластин виріб попередньо визначеного розміру. Згідно з третьою з своїх сторін, винахід стосується об'єкту 11,12, що використовує автономний засіб пожежогасіння 10 за винаходом для гасіння вогню протягом від 10 секунд до 20 секунд після займання. Дійсно, автономний засіб пожежогасіння 10 встановлюється у потенційно пожежонебезпечному місці та при виникненні займання гасить його на ранній стадії. 3 UA 110361 C2 5 Це відбувається за рахунок активного виділення парів галогенвуглецю при нагріванні засобу вище 110 °C, внаслідок руйнування оболонки мікрокапсул. Гасіння вогню відбувається протягом 10-20 секунд після займання, що зберігає об'єкти, що захищаються, від руйнування вогнем. Засіб ефективний при захисті від займання розподільних електрощитів 11 (фігура 4) та коробок 12 (фігура 3), моторних відсіків транспортних засобів, трансформаторних і серверних станцій, інших електрокомутаційних та силових агрегатів. Патентна заявка дозволяє отримати високоефективний вогнегасний засіб 10, який забезпечує інтенсивне виділення вогнегасного агента, і має гнучкість, міцність, стабільність у часі, надійність і легкість у використанні. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Автономний засіб пожежогасіння (10), виготовлений з матеріалу з вогнегасними властивостями, що містить мікрокапсули (2) з вогнегасним складом, які мають розміри від 2 до 100 мкм і являють собою галогенвуглець, замкнений у полімерну оболонку з полісечовини і/або поліуретану, і зв'язуюче (3), який відрізняється тим, що зв'язуюче (3) являє собою композиційний матеріал, що включає в себе полімерну складову та мінеральні волокна (5) і/або частинки. 2. Автономний засіб пожежогасіння (10) за п. 1, який відрізняється тим, що галогенвуглець замкнений у полімерну оболонку з полісечовини і/або поліуретану на основі преполімеру поліізоціанату. 3. Автономний засіб пожежогасіння (10) за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що галогенвуглецем є одна з наступних речовин: (а) 1,1,2,2-тетрафтордиброметан; (б) 1,1,2трифтортрихлоретан; (в) 2-йод-1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан і/або їх суміш з іншими галогенвуглецями. 4. Автономний засіб пожежогасіння (10) за п. 3, який відрізняється тим, що інші галогенвуглеці із суміші містять одну з наступних речовин: (а) 1,1,2,2-тетрафторетан; (б) 1,1-дифтор-2,2,2трихлоретан; (в) 1,2-дифтортрихлоретан; (г) 1,1-дифтор-1,2-дихлоретан; (д) 1,2-дифтор-1,1дихлоретан; (e) 1,1-дифтор-1-хлоретан; (ж) 1-фтор-1,1-дихлоретан; (з) 1-фтор-2-хлоретан; (і) пентафторхлоретан; (к) 1,1,2,2 тетрафтордихлоретан; (л) 1,1,1-трифтортрихлоетан; (м) 1,1,2трифтортрихлоретан; (н) 1,1-дифтортетрахлоретан; (о) 1,2-дифтортетрахлоретан. 5. Автономний засіб пожежогасіння (10) за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що мінеральні волокна (5) містять щонайменше один з наступних матеріалів: (а) скловолокно; (б) базальтове волокно; (в) волокно з природних мінералів; (г) волокно з штучних мінералів. 6. Автономний засіб пожежогасіння (10) за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що мінеральні частинки містять щонайменше один з наступних матеріалів: (а) кальцит; (б) мармур; (в) крейду; (г) природні мінерали; (д) штучні мінерали. 7. Автономний засіб пожежогасіння (10) за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що полімерна складова містить щонайменше одну з наступних речовин: (а) акрилову смолу; (б) алкідну смолу; (в) гліфталеву смолу; (г) латексну смолу; (д) пентафталеву смолу; (е) епоксидну смолу; (ж) поліуретан; (з) полісечовину; (і) полівініловий спирт; (к) полівінілацетат. 8. Автономний засіб пожежогасіння (10) за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді пластини. 9. Спосіб виготовлення (100) автономного засобу пожежогасіння (10) за п. 8, в поєднанні з пунктом 2, який відрізняється тим, що він включає такі етапи: - приготування (100) першої суміші вогнегасного агента з поліізоціанатом, - отримання (102) емульсії першої суміші у водному розчині полівінілового спирту, - додавання (1020) отриманої емульсії до водного розчину поліетиленполіаміну, - отримання (103) суспензії мікрокапсул у воді, - приготування (104) другої суміші суспензії із зв'язуючим, - формування (1040) пластини з другої суміші, - висушування (105) пластини, - нанесення (107) клейового шару (6) на одну з сторін пластини, - закриття (108) клейового шару знімною захисною плівкою (7), - вирізання (106) з пластин виробу попередньо визначеного розміру. 10. Пристрій (11), (12), що включає автономний засіб пожежогасіння (10) за будь-яким з пп. 1-8. 4 UA 110361 C2 5 UA 110361 C2 6 UA 110361 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7