Аэрозольобразующий огнетушащий состав

Изобретение относится к разработке огнетушащик составов нового типа. предназначенных для средств объемного тушения, пожаров в аамкнутык и полн/замкнутых. объемах. например. для двигательных и багажнык отсеков автотранспорт И ЗВИЗТВХ ники. гаражей. складов. трюмов МОРСЛ судов. телевизоров И Т.дСреди газовых огнетушащик средств широко распространены кла оны с эффективностью порядка 250 г/см защищаемого объема. которые согласно Монреальской международной конвенции запрещены к использованию в связи с разрушающим действием фтора и его производных на озоновый слой атмосферы.Известны также различные огнетушащио порошки многоцелевого назначения на основе фосфатно-аммонийнык солей. бикарбонатов калия или натрия. хлорида натрия, оксида бора. смесей аммоФОса с хлоридами калия или натрия. гидроксида алюминия. сульфата аммония-и др.порошкообразные смеси обладают значительной склонностью к елагопоглощениъо. слеживаемости. а также недостаточно высокой огнетушащей способностью и относительно длительным периодом подачи огнетушащего порошка в очаг пожара.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав для огнетушения по патенту США Мг 3972820. 1976. состоящий из следующих компонентов. мас.Галоидное соедине ние (гексахлорбензол.Данный огнетушащии состав выбран в качестве прототипа.Состав-прототип представляет собой твердую смесь. полученную отверждением связующего. Композиция в присутствии клТалнзатора отверждается при 70 С в течение 17 ч.Принцип действия такого состава закточается в испарении и подаче в очаг пожара галоидного соединения. обладающего способностью гасить ОГОНЬ В результате горения твердой композиции, Недостатком указанного состава являЕТСЯ НЗПИЧИЕ галогенпроизводнык В продук тах разложения огнстушащего состава. что делает их токсьтчннми и химически агрессивными во отношению к обортоаанию.4 которое можеТ находиться в защитит-томом объеме.Ущерб. наносимый пожарами народному хозяйству. имеет громадные масштабы и оценивается сотнями миллионов рублей ежегодно.Поэтому к огнетушагцим средствам предъявляются высокие требования, Прежде всего необходимо обеспечить малое время тушения огня. мгновенное введение огнетушащего агента в очаг пожара. ысокую огнетушащую эффективность. которая для новых Современных сре ств должна составлять не более 50 г на 1 м защищаемого объема.целью изобретения является разработка аэрозольобрааутощего огнетушащего состава (ОТС) с эффективностью не более 50 г/мз. предназначенного для объемного тушения пожаров в замкнутых и полузамкнутык объемахЭто достигается за счет использования в качестве окислителя нитрата калия. в КЗЧЕСТЕЕ ЗКТИЙЗТОРЗ ПЗЗПОЖЕНИЯ НИТВЭТЗ калия углерода. Горючим-связующим для данной композиции является пластифицированная нитроцеллъолоза. Реологические и технологические свойства состава обеспечиваются технологической добавкой. состоящей из индустриального масла и солей жирных кислот. Комплекс требуемых свойств обеспечивается оптимальным подбором всех компонентов и ик соотношением.Принцип действия предлагаемого ОТС заключается з том. что он при горении образует газообразн ыеи высокодисперсные конденсированные продукты. представляющие собой аэрозоль с ингибирующими свойствами. который. попадая в очаг пожара. подавляет цепные реакции горения и гасит пламя.Наличие ионов калия в продуктах сгорания азрозольобразующего состава делает его огнетушащим.Эффективность ОТС зависит от качества образующегося аэрозоля. для получения высокодисперсного аэрозоля калия е продуктах сгорания ОТС необходимо. чтобы нитрат калия полностью разлагвпсяв процессе его горения. Это обеспечивается использованием углерода с большой разлитой поверхностью. который выполняет роль сорбента. способного увеличивать вязкость горящего слоя и удерживать нитрат калия на поверхности горения ОТС. облегчая его термораспад. Одновременно углерод является также активатором разложения нитрата калияКонкретные примеры композиций предлагаемого ОТС приведены л табл. 1, основные свойства ОТС представлены а табл, 2Основной характеристикой ОТС является его огнетушаплгая эффективность (ОТЗ)это минимальная масса ОТС. которая обеспечивает гашение огня в объеме 1 на раздут ха.Чем выше в ОТС содержание нитрата калия. тем выше его ОТЭ. Однако более 70Ъ нитрата калия вводить в предлагаемыйОТС нецелесообразно. т.к. при зтом потре буется вводить и большое количество углерода (чтобы обеспечить полное разложениенитрата калия при горении ОТС). Общее высокое содержание в составе дисперсных до бавок (свыше 70 Ъ 10403 и 15 Ъ углеродаотрицательно влияет на механические и технологические свойства композиции. При со- держании ннтратакалия менее 40 Х. и углерода менее 5 1, ухудшаются воспламе няемость и стабильность горения ОТС иуменьшается ОТЭ. Рассматриваемые композиции предлагаемого азрозольобразующего ОТС являют СИ ВЫСОКО НБПОЛНЕНННМИ КОНПОЗИЦИПМИ. П. КОТОПНХКЭЧВСТВВ СВЯЗУЮЩВГО ИСПОЛЬЗУЕТся плестифицированная нидроцеллюлоэа. Соотношение между нитроцеплюлозсгя и пластификатором и их количество определяют комплекс физико-механических и тех нологических свойств ОТС иУСТЗНЗЕПИВЗЮТСЯ конкретно ЗЭВИСИМОСТИОТ НВЗНЗЧЕНИЯ И УСЛОВИЙ ИСПОЛЬЗОВЭНИПОТС. т.е. с учетом требовании по механической прочности. реологическнм и др. свойствам.В качестве пластификатора нитроцелтолозы могут быть использован ыдиэтиленгликольдинитрат. тризтилонгликопьдннитрат. их смеси или триацетин.Для каждого вида пластификатора в соответствии с-его пластифицирующеи способностью подбирается оптимальное егоКОЛИЧВСТВО ПО ОТНОШЕНИЮ К НИТРОЦЕЛЛЮЛОДизтиленгликольдинитрат и тризтилвигликольдинитрат по комплексу физико-химических. химических свойств и пластифицирующей способности по отно ШЕНИЮ К НИТПОЦЗЛЛЮЛОЗН ЯВЛЯЮТСЯ ИДЕН тичными и поэтому в составе ОТС могут быть взаимозаменяемыми или использо ваться совместно в любом массовом соотно- ШЕНИИ.Для пластификаторов дизтиленгликольдинитрата. триэтиленгликольдинитрвта и их смесей технологически приемлемым являются соотношения между нитроцеплгопозой и пластификатором от 50150 до 40/60. Выше соотношения 50150 растет вязкостьция становится очень эластичной. В том и другом случае ухудшаются реологические характеристики ОТС. что приводит к техно логическим затруднениям при переработкеаэрозольобразующих составов. Для трнацетина по этим же соображениям оптимальными являются соотношенияМеЖдУ нитроцоллэолозой и пластификато ром от 68/32 до 45/55. При практическом выборе количестве исоотношения между нитроцвллюлозои ипластификатором необходимо также учиты вать содержание в ОТС высокоднсперсныхПри высоком наполнении композиции ОТС углеродом и нитратом калия свыше 5533 КМОЗ) для таовышения вязкости системы с целью обеспечения удовлетворительных.реологических характеристик в ОТС целесо-образно вводить в качестве дополнительно го связующего поливнннлвцетат (ПВА) в.количестве от 1 до 10 Ъ в зависимости от содержания в композиции дисперсных ком понентов и требовании к ОТС по мехениче-дским и эксплуатационным свойствам. Предпочтительным содержанием ПВА явля ется до 5 Ъ.При содержании в композиции ПВА ме- нее 1 Ъ его действие как связующего проявляется в незначительное степени. в при- содержании пышет К, вязкость компози ЦИИ УВЛИЧИВЭВТСП НЗСТОЛЬКО. ЧТО ВНЗЫВВВТ ТЕХ НОЛОГИЧВСКИВ затруднения.Необходимые показатели реологнче- ских и технологических свойств ОТС обеспе чиваются использованием сочетанияиндустриального (приборного) масла и сопеи жирных кислот. например стеаратов на трия ибцннка. Стеврвты натрия и цинка являются идентичнммгг соединениями какпо химическому строению. таки по комплексу Дэизико-химических свойств. поэтому в композициях ОТС могутзаимозамвняться или использоваться совместно в любых соотношениях безизменения всех их. характеристик. По этим экв взаимозаменяемыми являются индустриальное и приборное масла.Количество индустриального приборного) масле менее 0.5 1. и солея жирных кислот менее 0.023. является недостаточч ным для снижения удельного внешнего трения - одной из основных характеристик. определяющих реологические свойства композиции. в количество более 2.5 3, индустриального (приборного) масла и более 0.5 Ъ солей жирных кислот ухудшает когезию и адгезию компонентов и механические свои причинам -.ства ОТС. Поэтом) содержания в азрозопьобразуюшьтк составах индустриального масла вДля обеспечения равномерности распредоления в композициях ОТС всех компонентов и сокраъцения времени их смешения допускается использование поверхностноактивных веществ. таких как сульфорицинат и желатин а количествак 03-053 К, и 0.010.03 соответственно.В качестве антиссарителей в ОТС вводятся центрапит и дифениламин. действие которыхосновано на связывании окислов БЗОТЗ. ЕСЛИ ВЫДЕЛЕНИЕ ТЭКПВЫХ ПО ТЕМ ИЛИ иным причинам возникает в процессе изготовления и эксплуатации ОТС при повышенных температурах. В зависимости отусловий эксплуатации ОТС подбирается со СТЭВ И КОПИЧЕСТВОЭНТИСТЭПИТЕЛЯ. Как ППЗВИантистарителя от 0.5 до 2.0 является достаточным для обеспечения необходимого запаса кимической стойкости ОТС.В практике пожаротушения ОТС используется в виде прессованных монолитнык изделий в огнетушащем средстве аэрозольном генераторе 3у Изготовление ОТСосуществляетсясмешениемвсех компонентов в определенных пропорциях с последующим формировани емна шнек-прессе изделий необходимых размерое и конфигураций.- Прессованный образец ОТС необходи мой массы помещается в аэрозольный гене ратор. устанавливаемый в защищаемыйобъем. Генератор работает в автоматиче ском режиме. От воспламенителя. который представляет собой электрозапал или другой источник энергии. воспламеняется образец ОТС в генераторе. Горение ОТС сопровождается образованием большого количества газообразных и высокодисперслак конденсированных продуктов - аэрозоля. истекающих из генератора с большой скоростью. Аэрозоль заполняет защищаемый объем и. достигая пламя. гасит огонь. Масса ОТС и количество генераторов рассчитываются в зависимости от объема Зад-Цищаемого объекта. исходя из огнетуша 111851 Эффективности ОТС. конструкции генератора и коэффициента запаса 1.22.0. АЗРОЗОПЪ-образующие ОТС в виде пресСОВЭННЮ изделий просты и удобны в обраЩЕНИИ. отличаются постояннойСТ 0 М Е атбооке огнетушацтего генератора. Выспдодаффекгивностыо. Гашение пожара Опщедделлетсн за время сгорания образцаОТС. и ргзснтросгоансния образующегося аэрозоля в защищаемом объемеОТЭ азрозольобрязуюгцего состава шьтроКО проверена В лабораторных условияд при гашении горящих растворителей ацетона. бензина.зтиловогоиизопропилового спиртов.Исследование ОТЭ аэроэопьобразующмх составов п роводилось по следующим методам.1 МЕТОД. В вытяжном шкафу помещали горящую спиртовку. поджигали образец ОТС определенной массы и одновременнонакрывали ИХ СТЕКЛЯННЫМ КОППЗКОМ ЕМКО. стью 10 л. Через прозрачное стекло колпаканаблюдали за процессом тушения пламени спиртовки. За положительный результат принималось гашение пламени спиртовхи за время не более 5 с после сгорания образца ОТС. Для сравнения проводили контрольный опыт по горению спиртовки под закрытым колпаком. Естественное затухание пламениспиртовхи за счет расходования кислорода воздуха, заключенного под колпаком. происходило за 75 с. П метод. В шкаф емкостью 85 л помещали чашу с 40 мл (5 63 см) бензина или другой ЛВЖи образец ОТС определенной массы. поджигали ЛВЖ в чаше. воспламеНЯЛИ Образец ОТС и закрывали дверцу шкафа. 3.а положительный результат принималось гашение пламени ЛВЖ за время не более бс после сгорания образца ОТС. для сравнения проводился контрольный опыт по горению ЛВЖв закрытом шкафу. Время. в течение которого происходило затухание пламени ЛВЖ. составляло 35 с, ОТЭ аэрозольобразующего состава определялась минимальной массой образца. обеспечивающего полное гашение пламени.Результаты испытаний ОТС по 1 и Н методу дают идентичные результаты по ОТЭ.Результаты испытаний ОТЭ композиций азрозольобразующего состава приведены в табл. 1. из которой следует-по отэ предлагаемого ОТС составляет 20-46 г/мз, Высокая ОТЭ азрозольобразующего соСТЗВЗ ЙСЪШВВРЖДЕНВ ИСПЫТЭНИЯМИ ПО ТУШВ ниго горящего двигателя грузового автомобиля 3 ИЛ-130.Смесь диэтиленгли кол ьдинитрата сИндустриальное мас ло 1.5 Стеарат натрия 0.1 Сульфорицинат 0,2 Желатин - 0.03ОТС в виде отпрессованных изделий диаметром 418 мм и массой 50 г помещался вотсеке грузового автомобиля ЗИЛ-ПО. Двигатель обливался бензином. Дополнительно по обе стороны двигателя устанавливались две чащи диаметром 200 мм с бензином. Общее количество бензина составляло 400Бензин поджигался. После чего разгорания через 10 с закрывалсякапот и от электроаапала поджигался ОТС. После закрытия капота через жалюзи капота наблюдали отсаст и языки пламени. При поджигании ОТС отсек под капотом наполнялся больШИМ КОЛИЧЕСТВОМ ПЛОТНОГО БЕЛОГО дыма аэрозоля. который выходил через жалюзи. Горение ОТС сопровождалось втечение В с. но огонь в двигательном отсеке был погашен до полного сгорания ОТС. После открытия капота и осмотра двигательного отсека наблюдали несгоревший бензин в обеих ча шах. П р и м е р 2. Рецептура ОТС. моейУсловия опыта такие же. как в примере т. Результат эксперимента тот же - огонь в двигательном отсеке ЗИЛ-130 погашен до полного сгорания ОТС. В чашах остался несгоревший бенаин.П р и м е р 3. Рецептура ОТС такая же. как в примере 1.ОТС в виде отпрессовенных изделия диаметром 48 мм и массой 50 г помещался в аэрозольный генератор.3 генератора размещались в моторном отсеке грузового автомобиля ЗИЛ-ПО. По обе стороны от двигателя устанавливалисьдве чаши диаметром 200 мл с бензином. .Общее количесто бензина составляло800 мл. Для имитации движения автомобиля через радиатор подавался сжатый воздух под давлением примерно 015 МПа. Бензин поджигался. После его разгорания в течение 10 с закрывался капот. и от электрозапала поджигался ОТС. Так же. как в примерах 1 и 2, огонь в двигательном отсеке был погашен до полного сгорания ОТС (время горения ОТС составляло 8 с). В обеих чашах остался несгоревшии бензин, Уровень основных характеристик аэрозольобразующих ОТС (табл. 2) свидетельст ВУЕТ О ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ИЗГОТОЛВНИЯ Ииспользования. Продукты сгорания ОТС на воздухе не содержат токсичных компонентов.