огнетушащий порошок многоцелевого назначения

Формула изобретения

1. Огнетушащий порошок многоцелевого назначения, содержащий аммофос, сульфат аммония, высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния в виде осажденного кремнезема, обработанного кремнийорганическими соединениями и не растворимый в воде минерал или смесь минералов, отличающийся тем, что он содержит производные азодикарбоновой кислоты при оптимальном соотношении компонентов, мас.%:

Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния из ряда
осажденный кремнезем, обработанный
кремнийорганическими соединениями, пирогенная
двуокись кремния	0,3-3,0
Аммофос	0,5-35
Сульфат аммония	0,1-25
Производные азодикарбоновой кислоты	10-35
Не растворимый в воде минерал или смесь минералов	До 100

2. Огнетушащий порошок по п.1, отличающийся тем, что в качестве не растворимых в воде минералов или смеси минералов используют любое соединение из ряда карбонатов, силикатов, алюмосиликатов или их смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области создания огнетушащих порошков, которые используются в пожаротушении, а именно - для тушения пожаров классов А (тлеющие материалы), В (легковоспламеняющиеся жидкости), С (горючие газы), а также электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В.

Известен огнетушащий порошок многоцелевого назначения /патент RU № 2155088. A62D 1/00, опубл. 27.08.2000/, включающий компоненты при следующем соотношении:

Аммофос	40-65;
Каолино-шамот	0,5-10,0;
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния	0,5-5,0;
Нерастворимый в воде минерал или смесь
минералов	до 100.

Причем в качестве нерастворимого в воде минерала содержится доломит, тальк, талько-магнезит, апатит, магнезит.

Известный порошок имеет ряд существенных недостатков. Например, он обладает низкой способностью к водоотталкиванию, невысокой текучестью.

Наиболее близким по составу и назначению является огнетушащий порошок многоцелевого назначения /патент RU № 2230588, A62D 1/00, опубл. 20.06.2004/, содержащий:

Аммофос	1-35;
Сульфат аммония	0,001-50,0;
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния из ряда: осажденный кремнезем, обработанный кремнийорганическими соединениями, или пирогенная двуокись кремния	0,5-5,0;
Нерастворимый в воде минерал или смесь минералов	до 100.

Причем в качестве нерастворимого в воде минерала содержится доломит, тальк, талько-магнезит, апатит, магнезит, кальцит, флогопит, мусковит.

Недостатком порошка является повышенная слеживаемость в процессе хранения и недостаточно эффективная огнетушащая способность при тушении пожара классов А и В.

Задачей изобретения является создание огнетушащего порошка многоцелевого назначения с оптимальным содержанием компонентов, причем представленные в составе компоненты улучшают эксплуатационные характеристики порошка - способность к водоотталкиванию, текучесть порошка, огнетушащую способность порошка при тушении пожара классов А и В.

Поставленная задача изобретения достигается тем, что огнетушащий порошок многоцелевого назначения содержит следующие компоненты при оптимальном соотношении, % мас.:

Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния в виде осажденного кремнезема, обработанного кремнийорганическими соединениями	0,3-3,0
Аммофос	0,5-35
Сульфат аммония	0,1-25
Производные азодикарбоновой кислоты	10-35
Нерастворимый в воде минерал или смесь минералов	до 100.

В качестве нерастворимых в воде минералов или смеси минералов используют любое соединение из ряда: карбонатов, силикатов, алюмосиликатов или их смеси.

С целью экспериментальной проверки были приготовлены несколько образцов огнетушащего порошка с различным содержанием компонентов согласно заявляемому составу, одновременно приготовлены составы порошка по известным патентам. Проведены испытания образцов по определению огнетушащей способности при тушении пожара класса А и В, способности к водоотталкиванию, текучести.

Огнетушащая способность при тушении пожара класса А определяется по рекомендуемой методике:

Модельный очаг класса А представляет собой кубический деревянный штабель, состоящий из 78 брусков древесины хвойных пород. 13 слоев по 6 брусков в каждом слое расположены параллельно и на одинаковом расстоянии, таким образом, чтобы образовался квадрат со стороной (650±5) мм. Бруски каждого последующего слоя перпендикулярны брускам нижележащего слоя. Штабель крепится на двух металлических уголках и устанавливается на бетонных блоках на расстоянии от земли (400±10) мм. Испытания проводят на открытом воздухе при условии безветренной погоды или наличия экранов и скорости ветра не более 1 м/с. Под штабель симметрично модельному очагу помещают металлический противень размером 530×530×100 мм. В противень наливают (2,0±0,1) дм³ бензина А-76. Горючее поджигают, общее время горения штабеля составляет 8 мин. После выгорания горючего противень извлекают из-под штабеля и по истечении указанного времени начинают тушение заряженным порошковым огнетушителем марки ОП-5.

После приведения в действие огнетушителя оператор направляет струю огнетушащего порошка на штабель. Тушение проводят с трех боковых сторон, снизу и сверху штабеля. Допускается прерывать подачу порошка в ходе тушения. Проводят три опыта по тушению. Если в первых двух опытах тушение достигнуто, то третий опыт не проводится. Взвешивают огнетушитель с порошком до и после тушения. Очаг считается потушенным, если отсутствуют очаги горения и в течение 5 мин не произошло повторного воспламенения. Огнетушащую способность порошка (Е _А) при тушении модельного очага класса А в кг/м² вычисляют по формуле:

,

где m₁ - масса снаряженного огнетушителя до тушения, кг;

m₂ - масса снаряженного огнетушителя после тушения, кг;

6,7 - максимально возможная суммарная площадь поверхности горения модельного очага, м².

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух определений серии основных испытаний. Разность двух последовательных результатов, полученных одним оператором при постоянных условиях испытаний с доверительной вероятностью 0,95, должна быть в пределах ±20%.

Остальные качественные показатели образцов огнетушащего порошка, в том числе - огнетушащую способность при тушении пожара класса В, способность к водоотталкиванию, текучесть, определяют в соответствии с ГОСТ Р 53280.4-2009 «Установки пожаротушения автоматические. Огнетушащие вещества. Часть 4: Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования и методы испытаний».

Совокупность оптимального соотношения компонентов заявляемого состава огнетушащего порошка и присутствие производных азодикарбоновой кислоты положительно влияют на эксплуатационные характеристики порошка, о чем свидетельствуют результаты эксперимента, представленные в таблице 1.

Таблица 1
Содержание компонентов, мас.%	Огнетушащая способность по классу А, кг/м2	Огнетушащая способность по классу В, кг/м2	Способность к водоотталкиванию, мин	Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с
Рекомендуемое значение	Не более 0,42	-	-	-
Требования ГОСТ Р 53280.4-2009	-	Не более 1,0	Не менее 120	не менее 0,28
Пример № 1
Состав по патенту RU № 2230588
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 2,5	0,42	0,99	123	0,28
Аммофос 18,0
Сульфат аммония 25,0
Апатит до 100,0
Пример № 2
Состав по патенту RU № 2155088
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 3,0	0,41	1,0	122	0,29
Аммофос 45,0
Каолино-шамот 5,0
Доломит до 100,0
Пример № 3
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5
Аммофос 18,0	0,32	0,85	210	0,45
Сульфат аммония 12,0
Гидрозодикарбона мид 22,0
Алюмосиликат до 100,0

Продолжение табл.1
Содержание компонентов, мас.%	Огнетушащая способность по классу А, кг/м2	Огнетушащая способность по классу В, кг/м2	Способность к водоотталкиванию, мин	Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с
Пример № 4
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,3
Аммофос 18,0	0,38	0,95	150	0,36
Сульфат аммония 12,0
Азодикарбоксигидрозид 22,0
Силикат магния до 100,0
Пример № 5
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,2
Аммофос 22,0	0,41	0,98	124	0,28
Сульфат аммония 15,0
Азодикарбонгидрозид 20,0
Силикат магния до 100,0
Пример № 6
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 3,1
Аммофос 22,0	0,35	0,90	129	0,34
Сульфат аммония 15,0
Гидрозодикарбонамид 20,0
Силикат магния до 100,0
Пример № 7
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 3,0
Аммофос 22,0	0,34	0,89	180	0,40
Сульфат аммония 15,0
Азодикарбоксигидрозид 20,0
Карбонат магния до 100,0
Пример № 8
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5
Аммофос 0,5	0,39	0,97	200	0,35
Сульфат аммония 16,0
Азодикарбонгидрозид 21,0
Карбонат натрия до 100,0

Продолжение табл.1
Содержание компонентов, мас.%	Огнетушащая способность по классу А, кг/м2	Огнетушащая способность по классу В, кг/м2	Способность к водоотталкиванию, мин	Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с.
Пример № 9
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,6
Аммофос 0,4	0,40	0,98	140	0,31
Сульфат аммония 14,0
Гидрозодикарбонамид 14,0
Силикат алюминия до 100,0
Пример № 10
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5
Аммофос 36,0	0,33	0,88	124	0,29
Сульфат аммония 15,0
Азодикарбоксигидрозид 20,0
Алюмосиликат до 100,0
Пример № 11
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,8
Аммофос 35,0	0,32	0,85	135	0,40
Сульфат аммония 25,0
Азодикарбонгидрозид 16,0
Силикат магния до 100,0
Пример № 12
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,7
Аммофос 18,0	0,37	0,97	175	0,38
Сульфат аммония 0,1
Гидрозодикарбонамид 18,0
Карбонат натрия до 100,0
Пример № 13
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,4
Аммофос 14,0	0,40	0,98	122	0,29
Сульфат аммония 0
Азодикарбоксигидрозид 16,0
Алюмосиликат до 100,0

Продолжение табл.1
Содержание компонентов, мас.%	Огнетушащая способность по классу А, кг/м2	Огнетушащая способность по классу В, кг/м2	Способность к водоотталкиванию, мин	Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с
Пример № 14
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,6
Аммофос 14,0	0,41	0,97	123	0,30
Сульфат аммония 26,0
Азодикарбонгидрозид 15,0
Алюмосиликат до 100,0
Пример № 15
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5
Аммофос 16,0	0,40	0,96	165	0,40
Сульфат аммония 25,0
Гидрозодикарбонамид 14,0
Карбонат натрия до 100,0
Пример № 16
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,8
Аммофос 18,0	0,40	0,90	150	0,35
Сульфат аммония 15,0
Азодикарбоксигидрозид 10,0
Алюмосиликат до 100,0
Пример № 17
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5
Аммофос 14,0	0,41	0,96	123	0,30
Сульфат аммония 26,0
Азодикарбонгидрозид 9,0
Алюмосиликат до 100,0
Пример № 18
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 1,5
Аммофос 14,0	0,41	0,96	123	0,30
Сульфат аммония 26,0
Гидрозодикарбонамид 36,0
Алюмосиликат до 100,0

Содержание компонентов, мас.%	Огнетушащая способность по классу А, кг/м2	Огнетушащая способность по классу В, кг/м2	Способность к водоотталкиванию, мин	Текучесть при массовой доле остатка порошка в огнетушителе не более 10%, кг/с
Пример № 19
Высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 2,0
Аммофос 19,0	0,37	0,90	190	0,38
Сульфат аммония 17,0
Азодикарбоксигидрозид 35,0
Силикат магния до 100,0

Составы порошка в пределах заявляемого соотношения (примеры 3, 4, 7, 8, 11, 12, 15, 16, 19) характеризуются эффективными значениями огнетушащей способности и способности к водоотталкиванию, стабильной текучестью, причем состав огнетушащего порошка (пример 3) является самым оптимальным.

При содержании высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния менее 0,3 мас.% (пример 5) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности, текучести и способности к водоотталкиванию. Содержание высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния более 3,0 мас.% (пример 6) является экономически нецелесообразным, так как данный состав порошка характеризуется аналогичными значениями огнетушащей способности, текучести и способности к водоотталкиванию (примеры 3, 7).

При содержании аммофоса менее 0,5 мас.% (пример 9) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности. При содержании аммофоса более 35 мас.% (пример 10) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями способности к водоотталкиванию.

При содержании сульфата аммония менее 0,1 мас.% (пример 13) и более 26 мас.% (пример 14) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности и текучести.

При содержании производных азодикарбоновой кислоты менее 10 мас.% (пример 17) и более 35 мас.% (пример 18) огнетушащий порошок характеризуется низкими значениями огнетушащей способности, текучести и способности к водоотталкиванию.

Таким образом, поставленная цель изобретения достигается совокупностью всех признаков: компонентов состава и их оптимального соотношения, заявляемых в решении.

Способ получения огнетушащего порошка является нетрудоемким, он осуществим на линии технологического оборудования по производству огнетушащих порошковых средств, включающей стадии измельчения и смешивания компонентов. В составе порошка используется доступное отечественное сырье.

Дополнительным преимуществом заявленного огнетушащего порошка является его возможное использование на морских судах благодаря отличным показателям устойчивости к вибровоздействиям и тряске, а также другим эксплуатационным характеристикам, наиболее необходимым для использования огнетушащих средств на данном виде транспорта.