Brevet FR2539308A1 — publié le 19840720

a 539305 La présente invention concerne des compositions chi- miques destinées à dégager de l'oxygène pour des mélanges res- pirables. L'invention peut être utilisée le plus avantageuse- ment sous forme de briquette d'amorçage pour l'obtention d'o- xygène au cours de la période initiale de travail d'un appareil respiratoire isolant fonctionnant sur de l'oxygène chimique- ment lié. L'invention peut également trouver une application dans d'autres appareils respiratoires utilisables dans les cas o il faut dégager une quantité suffisante dvoxygène en un bref laps de temps. Le dégagement d'une quantité suffisante d'oxygène est en particulier indispensable dans les appareils respiratoires de sauvetage utilisés en cas d'accidents souterrains tels que l'incendie, les dégagements de méthane et de la houille avec formation d'une atmosphère inapte à la respiration. On connaft actuellement des compositions chimiques analogues dégageant de l'oxygène apte a la respiration Dans le brevet français no 2164988, clo A 62 d 9/00, on décrit une composition chimique sous forme de bloc comprimé dégageant de l'oxygène pour la respiration Ce bloc contient les constituants suivants en parties pondérales chlorate de sodium a 92 mélange de silicium et de magnésium (l/1) a o 3 oxyde de cuivre o a o I oxyde de nickel a 4. La composition chimique obtenue par brassage des constituants indiqués de granulométrie appropriée, après un chauffage à 200 O C, est moulée sous pression Le dégagement de l'oxygène est réalisé par un procédé quelconque provoquent l'é- l vation de température indispensable pour l'amorçage de la réaction dans la composition chimique. Les blocs comprimés peuvent etre utilisés comme sour- ce fournissant de l'oxygène pour la respiration Cette compo- sition présente un inconvénient assez grave consistant en ce que, lors de sa décomposition, se dégage du chlore dont l'absor- ption exige la consommation d'une partie importante de la com- position. Une autre composition chimique connue destinée à un but analogue est celle de T L Tompson-(brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3702305) comprenant, à-titre de base, une subs- tahce contenant de l'oxygène, notamment un chlorate de métal alcalin, le peroxyde de sodium a raison de 1,0-20 % en poids (ou un mélange d'oxydes: oxydes et peroxydes de sodium à rai- son de 0,5-20 5 en poids), un perchlorate de métal alcalin à raison de 15 % en poids ainsi qu'un mélange activateur Ce der- nier contient également du chlorate de sodium et de ltoxyde de sodium (ou un mélange d'oxydes) en qualité de catalyseur. La température de décomposition du chlorate de so- dium est de 350 Co La réaction se déroulant entre l'oxyde et le chlorate de sodium, ainsi que la réaction d'oxydation de l'oxyde de sodium, sont des réactions exothermiques Ces réac- tions provoquent un dégagement de la chaleur indispensable à la décomposition du constituant contenant l'oxygène, à savoir du chlorate de sodium A la suite de la décomposition de la composition chimique, il se produit une formation éventuelle de chlore libre. L'inconvénient de la composition de T L Tompson consiste en ce que, lors de la décomposition, il y a dégage- ment de chlore toxique dans le mélange respirable, ce qui exi- ge l'emploi d'agents efficaces absorbant le chlore En outre, 3 N la composition indiquée ne contient pas de constituant déga- geant l'humidité indispensable à l'activation du produit rége- nératif a base de tétroxyde de potassium au cours de la période initiale de fonctionnement de l'appareil respiratoire L'uti- lisation des blocs de la composition indiquée dans les appareils respiratoires est impossible A des températures inférieures à -5 C. On s'est proposé de créer une composition chimique qui, lors de l'activation, dégage de l'oxygène en quantité suffisante pour l'obtention d'un mélange respiratoire et soit caractérisée par le fait qu'elle ne dégage pas de gaz toxique lors de la d 6 composition, qu'elle engendre de l'humidité en cas d'emploi de la composition sous la forme de briquette d'a- morçage dans un appareil respiratoire isolant travaillant avec de l'oxygène chimiquement lié, à base de tétroxyde de potas- sium, qu'elle se décompose à une vitesse suffisante à des tem- pératures allant jusqu'à -10 C. L'invention consiste en-ce que, dans une composition chimique dégageant au cours de son activation de i'oxygéne pour un mélange respirable, renfermant des substances contenant de l'oxygène et des additifs d'activation, les substances indi- quées contiennent du tétroxyde de potassium et du peroxyde de sodium et les additifs d'activation contiennent de l'hydroxyde d'aluminium, du dioxyde de manganèse et de l'aluminium pulvé- rulent, les proportions des constituants étant les suivantes en poids: - peroxyde de sodium, Na 202 10-20 hydroxyde d'aluminium, Al(OH)3 1525 A'(O)3 152 dioxyde de manganèse, Mn O 2 5-7 23 aluminium pulvérulent, A 1 2,5-3,5 têtroxyde de potassium, KO 2 complément à 100 Cette composition permet d'obtenir de l'oxygène pour la respiration et d'engendrer de l'humidité dans le mélange respirable ce qui est très important en cas d'emploi comme bri- quette d'amorçage, et est capable de fonctionner à des tempéra- tures négatives jusqu'à -10 C. L'invention sera ci-après expliquée à l'aide d'exem- ples concrets de réalisation. La composition suivant l'invention pour engendrer de 2539308, l'oxygdne est dans une -aes versions de son utilisation em- ployee terur l'obtention de briquettes d'amorcage dans des ap- pareils res'?iratîires isolants fonctionnant avec de l'oxygène chimiquement liée, à base de tetrnxyde de potassium. -5 On impose généralement à une briquette d'amorçage de dégager de l'oxygène durant un laps de temps trècs bref en quantité suffisante pour la respiration et de ne pas contenir d'impuretés toxiques En outre la composition doit être stable à l'action des températures élevées et basses Il est avanta- geux que cette briquette soit capable de-dgaager de l'humidité pour activer la génération de l'oxygène au cours de la période initiale du fonctionnement de l'appareil respiratoire. Les briquettes réalisées à partir de la composition suivant l'invention répondent aux prescriptions requises et 13 renferment, à titre de substances contenant de l'oxyg Ane, du tétroxyde de potassium et du Deroxyde de sodium et, à titre d'additifs d'activation, de dioxyde de manganèse et de l'aluminium pulvérulent dans les proportions suivantes des constituants, en % en poids: peroxyde de sodium, Na 202 10-20 hydroxyde d'aluminium, Al(OH)3 15-25 dioxyde de manganèse, Mn O 2 5-7 aluminium pulvérulent, A 1 2,5-3,5 tétroxyde de potassium, 2 complément à 100. L'utilisation, en qualité de substances contenant de l'oxygène de tétroxyde de potassium et de peroxyde de so- dium élimine le dégagement de gaz toxiques et ces composés sont plus réactifs que les chlorates de métaux alcalins. 3 N L'introduction des additifs d'activation dans la composition suivant l'invention est dictée par ce qui suit. L'hydroxyde d'aluminium dégage l'humidité indispensable à la génération de l'oxygène dans la briquette et à l'activation du produit régénératif à base de tétroxyde de potassium dans l'appareil respiratoire au cours de la période initiale de son fonctionnement Le dioxyde de manlganèse joue le r 8 le de catalyseur de la décomposition du peroxyde de sodium, étant donné que ce dernier a l'état solide ne donne pas complètement de l'oxygène. Le procédé de préparation de la composition suivant l'invention consiste à mélanger les constituants initiaux ayant une granulomêtrie déterminée et le procéde de prépara- tion de la briquette d'amorçage consiste a mouler sous une pression déterminée des tablettes de forme et de dimensions requises. Exemple I. Des briquettes de 44-45 9 sont préparées à partir de la composition de l'invention, les proportions des constituants étant les suivantes (% en poids): têtroxyde de potassium 50,0 peroxyde de sodium 16,5 hydroxyde d'aluminium 25,0 dioxyde de manganèse 5,0 aluminium pulvérulent À 3,5 L'oxygène dégagé à la suite de la décomposition des briquettes ne contient pas d'impuretés toxiques. Dans le gaz prélevé 10 à 12 heures après le début de la décomposition, en dehors de la vapeur d'eau, on n'a pas identifié d'autres impureteés. La concentration en poids de la vapeur d'eau dans le gaz à la température de 20 C et à la pression de 101,3 k Pa ( 760 mm de Hg) est de 100 mg/l. La quantité d'oxygène dégagé est de 5,6 à 5,7 1 (ici et dans les exemples suivants le volume est ramené aux condi- tions physiques normales), la durée du dégagement de l'oxygène A une température de 20 à 25 C est de 30 à 32 s, à une tempe- rature de -10 C elle est de 43 à 45 s Lors des essais de ltac- tion d'une température élevée la briquette a manifesté une sta- bilité thermique à une température de 98 à 102 C. 2539308, La masse de briquette ne s'étale pas et ne gonfle pas lors de la décomposition. Exemple 2. On prépare des briquettes de 44 a -45 g à partir de la composition de l'invention, les proportions de constituants étant les suivantes (C en poids): tétroxyde de potassium 56,0 peroxyde de sodium 20,0 hydroxyde d'aluminium 15,0 dioxyde de manganèse 6,0 aluminium pulvérulent e o 320. La quantité d'oxygène dégage est de 5,3 à 5,5 1;la durée du dégagement de l'oxygène à une température de 20 à 25 C est de 52 à 55 s, et à la température de -10 C elle est de 67 à 70 s La briquette est stable à une température de g 8 à 102 C La masse de briquette ne s'étale pas et ne gonfle pas lors de la décomposition. Exemple 3. On prépare des briquettes de 44 à 45 g A partir de la composition de l'invention, les proportions des constituants étant les suivantes (% en poids) têtroxyde de potassium 60,0 peroxyde de sodium 10,0. hydroxyde d'aluminium 20,5 dioxyde de manganèse e 7,0 aluminium pulvérulent 2,5. La quantité d'oxygène dégage est de 6,1 à 3,1; la durée du dégagement de l'oxygène à une température de 20 à 25 C est de 63 à 65 S et à la température de -10 C, elle est de 73 à 75 s La briquette est stable à une temp 6 rature de 98 à 102 C La masse de briquette ne s'étale pas et ne gonfle pas lors de la décomposition. Exemple 4. On prépare des briquettes de 44 à 45 a à partir de la composition de l'invention, les proportions des rconstituants étant les suivantes (' en poids): tétroxn,vde de Potassium 67,5 peroxyde de sodium 10,0 hydroxyde d'aluminium 15,0 dioxvde de manganèse 5,0 aluminiunm pulvérulent 2,5. La quantité d'oxygène dégagé est de 5,9 à 6,1 1; la durée du dégagement de l'oxygène est de 190 à 210 S à une température de 20 à 25 OC La briquette est stable à une tem- perature de 98 à 102 C La masse de briquette ne s'étale pas et ne gonfle pas lors de la décomposition. Exen Dle 5 On prépare des briquettes de 44 à 45 g à partir de la composition de l'invention, les proportions des constituants étant les suivantes (% en poids): tétroxyde de potassium 44,5 peroxyde de sodium 20, 0 hydroxyde d'aluminium 25,0 dioxyde de manganèse 7,0 aluminium pulvérulent 3,5. La quantité d'oxygène dégagé est de 5,4 à 5,6 1; la durée du dégagement de l'oxygène à une température de 20 à C est de 28 à 30 S; a la température de -10 C elle est de 45 a 48 s La briquette est stable à une température de 98 a 102 C La masse de briquette ne s'étale pas et ne gonfle pas lors de la décomposition. Ainsi, les briquettes d'amorçage préparées à partir de la composition de ltinvention et décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs, répondent aux prescriptions impo- ses pour la mise au point d'appareils respiratoires isolants contenant de l'oxygène chimiquement lié, à base de tetroxyde de potassium. 2539308. i 7 V E 1) i C A T I O: Composition chimique qui, lors de son I activation, cégage de l'oxyg ne pour des mélmanges respirables, comprenant des substances contenant de l'oxyg O ne et aes additifs id'act vation, caractérisée en ce qu'elle renferme, à titre cde subs- tances contenant de loxygène, du tétroxyde de potassium et du peroxyde de sodium et, a titre d'adeitifs d'activation, de l'hydroxyde d'aluminium, du dioxvde de mlanaanèse et de l'a- luminium pulvérulent,l es proportions des constituants étant les suivantes (% en poids): peroxyde de sodium, Na 202 10-20 hydroxyde d'aluminium, Al(OH)3 1-2 dioxyde de manganèse, Mn O 2 5- aluminium pulvérulent, A 1 2,5-3,3 13 têtroxyde de potassium, K'2 crmplèment à 100.