ШНУР ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (варианты)
CORD FOR FIRE-EXTINGUISHMENT AND METHOD OF ITS MANUFACTURE (VERSIONS)

Изобретение относится к композиционным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул.
Из RU 144062 U1, опубл. 10.08.2014 известно средство пожаротушения - шнур, содержащий микрокапсулированный огнетушащий агент, который работает при возникновении возгорания в защищаемом объекте, в месте наибольшей температуры происходит инициация (запуск) предлагаемого средства. В результате низкотемпературного горения огнетушащего шнура происходит заполнение защищаемого объекта огнетушащими газами и аэрозолями, причем заполнение начинается непосредственно от места возгорания, что особенно эффективно для тушения длинных кабельных каналов, коллекторов и фальшполов. В результате выделения огнетушащих газов и аэрозолей происходит тушение очага возгорания.
Из RU 145590 20.09.2014 U1 известно устройство автономного пожаротушения, содержащее нанесенный на его поверхность слой огнетушащего состава, которое выполнено на основе огнепроводного шнура произвольной формы сечения или огнепроводной ленты, причем шнур или лента покрыты несгораемой или частично сгораемой непроводящей ток газопроницаемой оболочкой, поверх которой нанесен слой смеси микрокапсул огнетушащего состава с полимерным связующим.
Из RU 152765 U1, опубл. 20.06.2015 известно автономное средство пожаротушения с термоактивирующимся микрокапсулированным огнегасящим веществом, содержащим в качестве полимерного связующего отвержденную пластифицированную дибутилфталатом поливинилацетатную смолу и смесь микрокапсул, содержащих в качестве огнегасящего вещества галогенсодержащие алифатические насыщенные углеводороды из класса хладонов (фреонов).
Из US 20130313466 А1, опубл. 28.11.2013 известно автономное средство пожаротушения, включающее огнетушащий агент, содержащий микрокапсулы с огнетушащей композицией, в качестве ядра и оболочкой из полиуретана.
Также, из RU 2469761 С1, опубл. 20.12.2012 известно получение микрокапсулированного огнегасящего агента, содержащего микрокапсулы, имеющие размещенное внутри сферической полимерной оболочки, выполненной из отвержденного пространственно сшитого полимера, ядро из огнегасящей жидкости, в которых полимерная оболочка содержит наночастицы минерального наполнителя в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм, и обладает способностью взрывоподобного разрушения в диапазоне температур 90-270°C.
Из уровня техники известно решение - RU 2559480 С2, опубл. 10.08.2015, в котором в кабеле, выполненном в качестве шнура для пожаротушения, используют композиционные средства пожаротушения, в частности порошкообразные микрокапсулированные огнегасящие средства, содержащие огнегасящий агент в форме микрокапсул, предназначенный для тушения без участия человека пожаров в труднодоступных пожароопасных местах. Микрокапсулированный огнегасящий агент содержит микрокапсулу, состоящую из сферической полимерной оболочки и ядра из огнетушащей жидкости, при этом оболочка содержит дополнительный наружный слой, который обладает максимальным коэффициентом поглощения лучистой энергии для данного вида покрытия. Дополнительное покрытие наносится на окончательной стадии формирования микрокапсулы путем окраски оболочки в черный цвет.
Недостатком известных решений можно считать недостаточную эффективность тушения и количество компонентов, входящих в состав огнетушащей композиции и образующих токсичные отходы.
Наиболее близким является изобретение, известное из патента ЕР 869303, которое описывает пожаростойкий кабель, выполненный в виде шнура, содержащий корпус в виде рамы из П-образного профиля, между бортиками которого расположена минераловатная или стекловолоконная изоляция и слой вспучивающегося состава.
Недостатком аналога в являются низкая прочность при эксплуатации, крупные габариты, а также гигроскопичность материала, входящего в состав шнура.
Наиболее близким является шнур, известный из RU 2014145602 А, опубл. 10.06.2016. В данном документе описан шнур из огнегасящего композиционного материала методом формования в виде шнура путем продавливания на подложку, имеющую Г-образную форму.
Технический результат изобретения заключается в изготовлении шнура, обладающего высокой надежностью при эксплуатации, который содержит огнегасящий композиционный материал, обладающий высокой эффективностью при пожаротушении.
Технический результат изобретения заключается в получении огнегасящего композиционного материала, устраняющего недостатки прототипа. При этом новый заявленный материал обладает высокой надежностью и повышенной эффективностью тушения, которая обусловлена тем, что используют при изготовлении шнура П-образный профиль формовочной подложки, при этом шнур содержит оплетку из стеклянной нити, а в составе композиции применяют пониженное (по сравнению с известными аналогами) количество перхлората аммония, которое в свою очередь обеспечивает пониженное количество токсичного хлористого водорода в продуктах сгорания композита. Для скорости, стабильности горения и полноты сгорания в композиции введено оригинальное вещество ферроцен, обеспечивающее неожиданный технический результат, а для регулировки физико-механических свойств, времени отверждения в широких пределах применяют систему из двух отдельных составляющих - отвердителя и ускорителя холодного отверждения.
Технический результат достигается тем, что заявленный шнур для пожаротушения включает отверждаемую при комнатной температуре композицию, включающую в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, окислитель перхлорат аммония, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку и катализатор горения ферроцен при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН
17
перхлорат аммония
18
микрокапсулы с огнегасящим агентом
65
отвердитель этилсиликат-32
0,1-1
катализатор холодного отверждения силоксанового каучука
- дибутилоловадилауринат
0,05-0,5
катализатор горения ферроцен
0,05-2
В другом аспекте изобретения предложен шнур для пожаротушения, содержащий огнегасящий композиционный материал, в котором полимерная оболочка микрокапсул с ядром из огнегасящего агента выполнена из полимера полимочевины.
Также предложен шнур, содержащий композиционный материал, в котором в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения.
В других аспектах изобретения предложен шнур, который содержит огнегасящий композиционный материал, в котором полимерная оболочка микрокапсул с ядром из огнегасящего агента выполнена из полимера полимочевины,
либо композиционный материал, в котором в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения,
или огнегасящий композиционный материал, в котором огнегасящий агент микрокапсулы в качестве жидких или газообразных галогенсодержащих углеводородных соединений содержит частично или полностью галогенированные предельные углеводороды, включая линейные, циклические и разветвленные соединения.
Возможно также, что шнур для пожаротушения содержит огнегасящий композиционный материал, в котором микрокапсулы в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат частично или полностью фторированные предельные углеводороды линейного и/или циклического строения, включая разветвленные соединения.
Возможно также, что шнур для пожаротушения содержит огнегасящий композиционный материал, в котором микрокапсулы в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей 2-йодгептафторпропан, 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан, перфтор(этил-изопропилкетон), 1,2-дибромгексафторпропан, 1,4-дибромоктафторбутан, 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, октофторциклобутан.
Другой аспект изобретения описывает способ изготовления шнура для пожаротушения такой, как описано выше, включающий стадии формования отверждаемой композиции путем продавливания на подложку, имеющей П-образный профиль и отверждения композиционного материала при комнатной температуре в течение заданного времени с получением шнура фигурного сечения и пропусканием через оплетку.
В одном из вариантов оплетка шнура выполнена из стеклянной нити марки ВМПС8.
В одном из вариантов заявлен способ изготовления шнура для пожаротушения методом экструдирования, содержащий стадии загрузки отверждаемой композиции в изложницу плунжерного или червячного пресса, подпрессовки и выдержки в таком виде 10-40 мин при повышенной температуре 40-70°С, затем выпрессовки композиции в длинномерные шнуры П-образного поперечного сечения через соответствующую фильеру и далее подачи на оплетку.
Описываемый способ имеет непрерывный цикл.
Таким образом, применение стеклянной нити ВМПС8 обеспечило решение проблемы периодического разрыва при работе плетельного станка, а также улучшило внешний вид шнура и его прочность.
Применение П-образного профиля формовочной подложки позволило решить проблему появления раковин и пустот при намазывании.
Кроме того, шнур проще наматывать, он не скручивается, а оплетка ложится более плотно.
Также в новом шнуре больше удельное содержание капсул на метр длины, что увеличивает эффективность использования одного метра при тушении.
Входящая в состав шнура для пожаротушения предложенная композиция содержит пониженное количество перхлората аммония, которое обеспечивает пониженное количество токсичного хлористого водорода в продуктах сгорания композита.
Для регулировки скорости, полноты и стабильности горения в композиции применен ферроцен.
Для получения нужных физико-механических свойств и времени отверждения в широких пределах вместо готового катализатора холодного отверждения была применена система из двух отдельных составляющих - отвердителя (этилсиликат-32), ускорителя холодного отверждения (дибутилоловадилауринат).
С целью повышения эффективности тушения и создания условий для беспламенной работы использовали огнегасящего агента в количестве 65 мас.ч.
Примеры
Пример 1
Изготавливают шнур для пожаротушения формованием отверждаемой композиции путем продавливания на подложку, имеющий П-образный профиль, и отверждения композиционного материала при комнатной температуре в течение заданного времени с получением шнура фигурного сечения, который помещают в оплетку из стеклянной нити марки ВМПС 8. Отверждаемая композиция при этом имеет следующий состав, мас.ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 17, этилсиликат-32 - 0,1, дибутилоловадилауринат - 0,05, перхлорат аммония - 18, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку - 65, ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан.
Во всех случаях использования исходных газов фреонов процесс проводили под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.
Пример 2
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве в присутствии антислеживающей добавки - нитрат аммония с мочевиной и добавляют этилсиликат-32 - 0,5 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,2 мас.ч., ферроцен - 0,1. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан.
Пример 3
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - перфтор(этил-изопропилкетон).
Пример 4
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-дибромгексафторпропан.
Пример 5
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,4-дибромоктафторбутан.
Пример 6
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан.
Пример 7
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом – трифторйодметан. Процесс проводят под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.
Пример 8
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - октафторциклобутан.
Пример 9
Изготавливают шнур для пожаротушения согласно методике по Примеру 1, используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-трифтортрихлорэтан.
Пример 10
Изготавливают шнур для пожаротушения методом экструдирования, в котором отверждаемую композицию, загружают в изложницу плунжерного пресса, подпрессовывают и выдерживают в таком виде определенное время - 10 мин при повышенной температуре 40°C, затем композицию выпрессовывают в длинномерные шнуры П-образного поперечного сечения через соответствующую фильеру и далее подают на оплетку. Описываемый способ имеет непрерывный цикл. Отверждаемая композиция при этом имеет следующий состав, мас.ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 17, этилсиликат-32 - 0,1, дибутилоловадилауринат - 0,05, перхлорат аммония - 18, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку - 65, ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан.
Пример 11
Согласно методике по Примеру 7 изготавливают шнур для пожаротушения методом экструдирования, в котором отверждаемую композицию загружают в изложницу червячного пресса, подпрессовывают и выдерживают в таком виде определенное время - 15 мин при повышенной температуре 50°C, затем композицию выпрессовывают в длинномерные шнуры П-образного поперечного сечения через соответствующую фильеру и далее подают на оплетку. Описываемый способ имеет непрерывный цикл. Отверждаемая композиция при этом имеет следующий состав, мас.ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 17, этилсиликат-32 - 0,1, дибутилоловадилауринат - 0,05, перхлорат аммония - 18, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку - 65, ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан.
Пример 12
Согласно методике по Примеру 7 или 8 при выдержке 20 мин и температуре 55°C используют вышеописанные компоненты в указанном количестве в присутствии антислеживающей добавки - нитрат аммония с мочевиной, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,5 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,2 мас.ч., ферроцен - 0,1. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан.
Пример 13
Согласно методике по Примеру 7 при выдержке 30 мин и температуре 60°C используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - перфтор(этил-изопропилкетон).
Пример 14
Согласно методике по Примеру 7 или 8 при выдержке 35 мин и температуре 65°C используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-дибромгексафторпропан.
Пример 15
Согласно методике по Примеру 7 или 8 при выдержке 35 мин и температуре 65°C используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом -1,4-дибромоктафторбутан.
Пример 16
Согласно методике по Примеру 7 или 8 при выдержке 40 мин и температуре 70°C используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют этилсиликат-32 - 0,6 мас.ч., а дибутилоловадилауринат - 0,3 мас.ч., ферроцен - 0,05. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан.