ОСНОВАННАЯ НА ФЕРРОЦЕНЕ ОГНЕТУШИТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
FERROCENE BASED FIRE EXTINGUISHING COMPOSITION

Область техники
Изобретение относится к области противопожарной защиты, и относится к новой и эффективной огнетушительной композиции, и, конкретней, к основанной на ферроцене огнетушительной композиции, использующей ферроцен и его производные в качестве основных огнетушительных материалов.
Предшествующий уровень техники
Поскольку Канадский монреальский протокол (1987) поставил конкретную задачу заменить хладоновый огнетушительный агент, страны всего мира задались целью разработать новую противопожарную технологию. Попытки людей направлены на то, чтобы достичь противопожарной технологии, которая обладала бы высокой противопожарной эффективностью и не приводила бы к загрязнению окружающей среды.
Будучи дружественными для окружающей среды, газовые противопожарные системы, сухие порошковые противопожарные системы и основанные на воде противопожарные системы широко используются как альтернативы для хладонового огнетушительного агента. Противопожарные системы на инертных газах, такие как диоксид углерода, IG541 и т.д. физически гасят огонь ввиду понижения концентрации кислорода в области горения. Этот режим пожаротушения ставит под угрозу личную безопасность. Сухие порошковые противопожарные системы выбрасывают порошок под давлением газа таким образом, что порошок контактирует с пламенем и гасит пламя вследствие физического и химического ингибирующего действия. Распыляющая воду противопожарная система играет тройную роль, охлаждение, прекращение поступления кислорода и изоляция теплового излучения водяным туманом, для контроля над огнем, подавления огня и гашения огня.
Тем не менее все эти противопожарные системы требуют хранения при высоком давлении дополнительно к большому объему, таким образом, что существует риск физического взрыва во время хранения. В документе "Security Analysis of Gas Fire Extinguishing System" (Fire Protection Science and Technology 2002 21 (5)) приведен анализ рисков, существующих в газовой противопожарной системе, и несчастные случаи, вызванные при использовании хранящейся противопожарной системы с газом под давлением.
3
2
3
Данные демонстрируют, что иностранные научно-исследовательские институты провели множество исследований в поисках огнетушительных веществ. Следующее поколение противопожарной технологической проектной группы (NGP) Научно-исследовательского центра строений и пожаров (Building and Fire Research Centre) Американского Национального Института Стандартов и Технологии провело множество экспериментальных исследований по обнаружению новых огнетушительных веществ для замены хладона. В исследовании они обнаружили, что ферроцен представлял собой огнетушительное вещество с очень сильной огнетушительной способностью. Ферроцен нагревали азотом, диоксидом углерода или CFH при высокой температуре в качестве газа-носителя и сублимировали до газообразного состояния. Тест пожаротушения осуществляли с применением газа-носителя вместе с ферроценовым паром на пламени. Обнаружено, что добавление ферроцена может значительно уменьшать необходимую для гашения огня концентрацию газа-носителя, таким образом доказывая, что ферроцен обладает очень сильной способностью к подавлению пламени (Halon Options Technical Working Conference 2-4 May 2000, Flame Inhibition by ferrocene, alone and with CO and CFH; Proceedings of the Combustion Institute, Volume 28, 2000 / pp 965-2972, Flame inhibition by ferrocene and blends of inert and catalytic agents; Flame inhibition by ferrocene, Carbon Dioxide, and Trifluotomethane Blends Synergistic and Antagonistic Effects).
Политехнический университет Хенана также провел исследование подавления огня ферроценом и опубликовал соответствующие статьи, такие как Study of Characteristics of Heat Release Rate of Pool Fire under Action of Ferrocene, Journal of Henan Polytechnic University, 2008, Vol.27, No.6, Study of Characteristics of the Extinguishment of Alcohol Fire, Journal of China University of Mining Technology, 2008, Vol.37, No.2, Analysis of Effectiveness of Gas-phase Ferrocene in Suppressing Pool Fire, Journal of Safety and Environment, 2008, Vol.8, No.2, Experimental Research of Gas-phase Ferrocene in Suppressing Alcohol Pool Fire, Thermal Science and Technology, 2007, Vol.6, No.3, Development  of a Ferrocene Fire extinguishing Experimental Platform and Experimental Study on Fire extinguishing Effectiveness, Fire Science, 2007, Vol.16, No.2. Кроме того, в патенте CN 101327364 A раскрыта ферроценовая противопожарная экспериментальная система.
Тем не менее эти исследования по эффективности ферроцена в отношении тушения построены только на основе лабораторного исследования, но не были переведены в сферу практического применения. Хотя в патенте CN, 1238226 A раскрыт новый аэрозольный огнетушительный агент, в котором ферроцен используется в композиции аэрозольного огнетушительного агента, ферроцен используется в качестве катализатора, и его ингибирующее пламя свойство не используется.
Существующие аэрозольные огнетушительные агенты главным образом включают огнетушительные агенты типа S и типа K. В свете всестороннего анализа характеристик эффективности аэрозольных огнетушительных агентов, главным образом, обнаружены следующие недостатки: склонность к прохождению окислительно-восстановительной реакции огнетушительного агента, образуется значительное количество газа и активные частицы, и, таким образом, аэрозольные огнетушительные агенты достигают задачи тушения огня посредством комбинации химических и физических методов посредством реакции разрыва цепи активных частиц и путем окутывания и нарушения поступления кислорода за счет большого количества газа. Аэрозольный огнетушительный агент претерпевает реакцию горения и выделяет значительное количество тепла при высвобождении аэрозоля. Таким образом, необходимо добавить систему охлаждения для эффективного уменьшения температуры устройства и аэрозоля и для того, чтобы избежать вторичных возгораний. В результате структура устройства сложна и громоздка, и процесс является сложным и дорогостоящим. Кроме того, много активных частиц теряет активность из-за присутствия системы охлаждения, приводящей к весьма уменьшенной противопожарной эффективности.
Краткое описание изобретения
Учитывая состояние существующих огнетушительных устройств, в особенности присущий огнетушительным агентам дефект, задача изобретения заключается в том, чтобы предложить основанную на ферроцене огнетушительную композицию, которой не требуется хранение под давлением и которая является более безопасной и в большей степени благоприятна для окружающей среды и эффективна.
Основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению содержит ферроцен, производные ферроцена или их комбинацию в количестве 25 мас.% или больше.
Дополнительно к ферроцену или производным ферроцена в качестве основного огнетушительного материала могут быть подходящим образом добавлены различные замедлители горения, добавки и т.д, обычно используемые в области техники, к основанной на ферроцене огнетушительной композиции по изобретению.
Основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению может одновременно достигать следующих эффектов. Во-первых, основанная на ферроцене огнетушительная композиция при нагревании немедленно высвобождает значительное количество эффективного огнетушительного вещества, которое в основном представлено в форме жидкости или твердых частиц. Благодаря синергетическому действию различных микрочастиц время для пожаротушения значительно уменьшается. Во-вторых, замедляющий горение эффект продукта разложения дополнительно усиливает огнетушительную эффективность огнетушительного агента при уменьшении возможности повторного разгорания источника горения. В-третьих, основанная на ферроцене огнетушительная композиция при нагревании до высокой температуры может быстро претерпеть эндотермическое разложение, таким образом, эффективно и быстро уменьшая выделение тепла в результате горения пиротехнического вещества и значительно уменьшая температуру форсунки огнетушителя и распыляемого вещества. Таким образом, устраняется необходимость в сложной охлаждающей системе огнетушительного устройства и также устраняется риск возникновения вторичных пожаров. В-четвертых, огнетушительная композиция может легче обрабатываться и формоваться и может быть использована сама по себе или использована в комбинации с физическим охладителем. В-пятых, она обладает стабильной эффективностью и ее легко хранить в течение длительного времени. В-шестых, она обладает низкой токсичностью или является не токсичной, дружелюбна для окружающей среды и обладает хорошей эффективностью.
Далее подробнее описана основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению.
Основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению содержит ферроцен, производные ферроцена или их комбинацию в количестве 25 мас.% или больше.
В предшествующем уровне техники раскрыто добавление ферроцена в огнетушительную композицию. Тем не менее его добавляют в качестве добавки, и добавляемое количество является очень малым, приблизительно 5 мас.% или меньше. После большого количества экспериментов авторы изобретения обнаружили, что, когда ферроцен или производные ферроцена используются в качестве основного огнетушительного материала (в количестве 25 мас.% или больше), тогда может быть достигнуто превосходное огнетушительное действие, и он является благоприятным для окружающей среды.
2
2
2
2
Механизм подавления горения ферроценом или производными ферроцена является следующим: ферроцен или его производные в газообразной фазе при высокой температуре разлагаются с получением атомов железа в газообразной фазе, которые взаимодействуют с кислородом с образованием FeO; FeO может захватывать кислородные радикалы в цепной реакции горения с образованием FeO; FeO, который представляет собой нестабильное активное вещество, входит в каталитический кругооборот рекомбинации атома водорода вместе с Fe(OH) и FeOH; Fe(OH) может захватывать водородные радикалы во время цепной реакции горения с образованием FeOH; FeOH может продолжать потреблять водородные радикалы во время цепной реакции горения с образованием FeO, таким образом, образуя круговую цепь, в которой FeO потребляет водородные радикалы для блокирования цепной реакции горения.
Хотя большое количество радикалов блокируют цепную реакцию горения, частицы железа или другие активные частицы, высвобождаемые во время процесса разложения, обладают синергетическим действием с огнетушительными веществами, высвобождаемыми из пиротехнических агентов и вспомогательных компонентов огнетушительной композиции, таким образом, противопожарная эффективность огнетушительного агента дополнительно улучшается, и эффективное время тушения пожара значительно уменьшается.
Для достижения хорошего огнетушительного действия содержание ферроцена или его производного в основанной на ферроцене огнетушительной композиции по изобретению составляет по меньшей мере 25 мас.%, предпочтительно 40 мас.% или больше. Хотя задача изобретения все же может быть достигнута тогда, когда содержание ферроцена или его производного составляет 100 мас.%, когда его содержание достигает определенного уровня, тогда огнетушительное действие ферроцена или его производного значительно не изменяется по мере увеличения содержания ферроцена. С этой точки зрения предпочтительно, чтобы содержание ферроцена или его производного составляло 80 мас.% или меньше.
Для обеспечения того, чтобы огнетушительная композиция обладала стабильной эффективностью в условиях нормальной температуры и могла для удобства храниться в течение длительного периода времени, производное ферроцена предпочтительно обладает температурой плавления 100°С или выше. Кроме того, дополнительно предпочтительно такое летучее производное ферроцена, что огнетушительная композиция при нагревании может быстро разлагаться, улетучиваться и высвобождать значительное количество огнетушительного вещества и быстро отводить тепло, образуемое при горении огнетушительного агента.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут представлять собой альдегиды или кетоны ферроцена, такие как 1,2-диформил ферроцен, 3-ферроценил акрилальдегид, (4-формилфенил) ферроцен, октаметилформилферроцен, хлорацетил ферроцен, 1-ацетил-1'-цианоферроцен, α-оксо-1,1'-триметилен ферроцен, β-оксо-1,1'-тетраметилен ферроцен, 1,1'-диацетил ферроцен, (1,3-диоксобутил) ферроцен, 1-ацетил-1'-ацетиламино ферроцен, (2-хлорбензоил) ферроцен, бензоил ферроцен, 1,1'-ди(3-циано-пропионил) ферроцен, фенилацетил ферроцен, (2-метоксибензоил) ферроцен, 1,1'-ци(ацетоацетил) ферроцен, 1-ацетил-1'-лара-хлорбензоил ферроцен, 1-ферроценил-3-фенил-2-пропен-1-он, 3-ферроценил-1-фенил-2-'пропен-1-он, (2,4-диметокси бензоил) ферроцен, 1,1'-ди(пропионоацетил) ферроцен, бисферроценил метил кетон, 2-ацетил-биферроцен, 1,1'-ди(пентафторбензоил) ферроцен, 1,2-бисферроценил ацил этан, 1,3-бис(ферроценилметилиден) ацетон, 1'-ацетил-2,2-бисферроценил пропан, 1,1'-ди(бензоилацетил) ферроцен.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой соединения ферроценкарбоновой кислоты и ее производных, такие как ферроценкарбоновая кислота, 2-гидроксиферроценкарбоновая кислота, ферроценуксусная кислота, ферроцентиоуксусная кислота, 3-ферроценилакриловая кислота, ферроценпропионовая кислота, ферроценметилтиоуксусная кислота, 1,1'-ферроцендиуксусная кислота, ферроценмасляная кислота, ферроценвалериановая кислота, 2,2-диметил-3-ферроценилпропионовая кислота, 1,1'-ферроцен дипропионовая кислота, ферроцен капроновая кислота, 1,1-ферроцендимасляная кислота, 4,4'-бисферроценилвалериановая кислота, 1,1-ферроцендиформилхлорид, 1,2-ферроцендикарбоновый ангидрид, 1,1'-ферроцендиуксусный ангидрид, 2-(1'-карбоксиметилферроцен) бензангидрид, ферроценмуравьиный ангидрид, диметилферроцен-1,1'-дикарбоксилат, 3-ферроценилэтил акрилат, 1,1'''-ди(метоксикарбонил)-биферроцен, 4,4'-бисферроценилметилпентаноат, ферроценформамид, ферроценформил гидроксиламин, ферроценформилгидразид, ацетамидоферроцен, ферроценформилазирдин, 1'-винилферроценформамид, N-(2-цианоэтил)ферроценформамид, N-ацетил-2-ферроценилэтиламин, N-бутил ферроценформамид, 1,1'-ферроцендиформилазирдин, N,N,N',N'-тетраметил-1,1'-ферроцендиформамид, N-фенилферроценформилгидроксиламин, N-ферроценилфталимид, N-бензоил-2-ферроценилэтиламин, 4,4-бисферроценил валерамид, цианоферроцен, 1,1'-дицианоферроцен.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой соединения ферроценовых спиртов, фенолов или простых эфиров, такие как α-гидроксиферроценацетонитрил, ферроцендиметанол, 1,2-ферроцендиметанол, 1,1'-ди(1-этоксил)ферроцен, октаметил ферроцен метанол, ферроценил-(2,4,6-триметоксифенил). метанол, бисферроценил метанол, α,α-дифенил ферроцен метанол, 4-(2-ферроценил-2-этоксил)-4'-метил-2,2'-бипиридин, 2-метил-α,α-дифенил ферроцен метанол, 1,4-бисферроценил-1,4-бутандиол, 4,4-бисферроценил-1-пентанол, 4,4'-ди(2-ферроценил-2-этоксил)-2,2'-бипиридин, 1,1'-ди(дифенилгидроксиметил) ферроцен, (4-гидроксифенил) ферроцен, 2-окса-1,1'-триметилен ферроцен, 1,3-диметил-2-окса-1,1'-триметилен ферроцен, бис(ферроценил метиловый) эфир, 1,1-бисферроценил метил трет-бутиловый эфир.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой ферроценовые углеводородные соединения, такие как 1,1'триметилен ферроцен, 1,1'-диэтил ферроцен, 1-винил-1'-хлорферроцен, 1,1'-ди(α-циклопентадиенил этилиден) ферроцен, фенилэтинил ферроцен, бисферроценил ацетилен, 1,1'-ди(фенилэтинил) ферроцен, 1,1'-бис(ферроценил этинил) ферроцен, 1,1',2,2-тетрахлор ферроцен, фторферроцен, биферроцен, 2,2-бисферроценил пропан, 1,1-бисферроценил пентан, 1,1'-ди(трифенил метил) биферроцен.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой азотсодержащие ферроценовые соединения, такие как (2-нитровинил) ферроцен, (4-нитрофенил) ферроцен, 2-гидрокси-2-ферроценил этиламин, N,N'-бисферроценил этилендиамин, N,N'-бисферроценил метил этилендиамин, N,N'-ди(бисферроценил метил) этилендиамин, 2-гидрокси-5-нитробензилимино ферроцен, бензоил ферроцен оксим, ферроцен метил диазометил кетон, 1,1'-дифенил азоферроцен, ферроценил фенил метилимино бензол, 1,6-диферроценил-2,5-диаза-1,5-гексадиен.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой серосодержащие или содержащие фосфор ферроценовые соединения, такие как 1,1'-ферроцен дисульфонил хлорид, 1,1'-ферроцен дисульфонил азид, ферроцен сульфонил хлорид, ферроцен сульфиновая кислота, ферроцен сульфоновая кислота, (диэтил-дитиокарбамат)-ферроцен, 1,1'-ди(диметил-дитиокарбамат)-ферроцен, ферроцен метил фенил сульфон, тиолферроценил-ферроценсульфонат, бисферроценил дисульфид, N,N'-дициклогексил-1,1'-дисульфонамид ферроцен, (дифенилфосфино)-ферроцен; и кремнийсодержащие ферроценовые соединения, такие как 1,1'-дихлор-2-трихлорсиланил-ферроцен,- бис(1,1'-дихлор-2,2'-ферроценилен)-силан, (1,1'-октаметил-ферроценилен)-диметилсилан, (1,1'-дихлор-2,2'-ферроценилен дифенилсилан, 1,1'-ди[α-гидрокси-α-(трисилилпропил)этил]ферроцен, 1,1'-ди(фталимид метилдисилил)ферроцен.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой гетероциклические ферроценовые соединения, такие как 2-ферроценил-1,3-дитиан, 5-ферроценил-метилиден-1-аза-3-окса-4-оксо-2-фенил-1-циклопентен, 1,3-бисферроценил имидазолин, 2,5-бисферроценил тетрагидрофуран.
Производные ферроцена, используемые в изобретении, могут также представлять собой, например 1,1'-димеди ферроцен, хлорртути ферроцен, ферроцен борную кислоту, ферроценил карбид меди, бисферроценил титаноцен.
Для специалистов в данной области техники понятно, что изобретение ставит целью найти новый основной огнетушительный материал и подобрать его содержание в огнетушительной композиции, причем указанный материал может быть использован специалистами в данной области техники возможно в комбинации с сопутствующими веществами, обычно используемыми в области техники, такими как замедлители горения, добавки или другие огнутшительные вещества и т.д. при условии того, что огнетушительная композиция не причиняет вред. Добавление этих сопутствующих веществ служит для предупреждения возгорания основного огнетушительного материала до достижения пламени и, таким образом, утраты огнетушительной способности.
Замедлители горения, которые могут быть предпочтительно использованы в изобретении, представляют собой соединения, обладающие температурой разложения 100°С или больше, подвержены к разложению при нагревании и могут высвобождать газ, жидкость или твердые частицы, или соединения, продукты термического разложения которых обладают действием, замедляющим горение. В частности, в качестве замедлителей горения могут быть упомянуты бромированные замедлители горения, такие как тетрабромбисфенол A, простой эфир тетрабромбисфенолас A, 1,2-бис(трибромфенокси) этан, 2,4,6-трибромфенил глицидиловый  эфир, тетрабромфталиевый ангидрид, 1,2-бис(тетрабром фталимид) этан, тетрабром диметил фталат, тетрабром динатрий фталат, декабромдифениловый эфир, тетрадекабромди(феноксил) бензол, 1,2-бис(пентабромфенил) этан, бром-триметил-фенил-гидроинден, пентабромбензил акрилат, пентабромбензил бромид, гексабромбензол, пентабромтолуол, 2,4,6-трибромфенил малеимид, гексабром циклододекан, N,N'-1,2-бис(дибромнорборнил дикарбимид) этан, пентабромхлор-циклогексан, три(2,3-дибромпропил) изоцианурат, бром-стиреновый сополимер, тетрабромбисфенол A-карбонатный олигомер, полипентабромбензил акрилат, полидибромфениленовый эфир; хлорированные замедлители горения, такие как дехлоран плюс, НЕТ ангидрид (хлорэндиктовый ангидрид), перхлор пентациклодекан, тетрахлор бисфенол A, тетрахлорфталиевый ангидрид, гексахлорбензол, хлорированный полипропилен, хлорированный поливинил хлорид, винилхлоридный-винилиден хлоридный сополимер, хлорированный полиэфир, гексахлорэтан; органические фосфорсодержащие замедлители горения, такие как 1-оксо-4-гидроксиметил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2,2,2]октан, 2,2-диметил-1,3-пропандиол-ди(неопентилгликоль)дифосфат, 9,10-дигидро-9-окса-10-фосфафенантрен-10 оксид, бис(4-карбоксифенил)-фенил фосфиновый оксид, бис(4-гидроксифенил)-фенил фосфиновый оксид, фенил (дифенил сульфон) фосфатный олигомер; фосфор-галогенированные замедлители горения, такие как трис(2,2-ди(бромметил)-3-бромпропил) фосфат, трис(дибромфенил) фосфат, 3,9-бис(трибромфенокси)-2,4,8,10-тетраокса-3,9-дифосфаспиро[5,5]-3,9-диоксо-ундекан, 3,9-бис(пентабромфенокси)-2,4,8,10-тетраокса-3,9-дифосфаспиро[5,5]-3,9-диоксо-ундекан, 1-оксо-4-трибромфеноксикарбонил-2,6,7-триокса-1-фосфабицикло[2,2,2]октан, лара-фенилен-тетракис(2,4,6-трибромфенил)-дифосфат, 2,2-ди(хлорметил)-1,3-пропандиол-ди(неопентилгликоль)дифосфат, 2,9-ди(трибром-неопентилокси)-2,4,8,10-тетраокса-3,9-дифосфаспиро[5,5]-3,9-диоксо-ундекан; азотистые замедлители горения или фосфор-азотистые замедлители горения, такие как меламин, меламин цианурат, меламин ортофосфат, димеламин ортофосфат, меламин полифосфат, меламин борат, меламин октамолибдат, циануровая кислота, трис(гидроксиэтил)изоцианурат, 2,4-диамино-6-(3,3,3-трихлор-пропил)-1,3,5-триазин, 2,4-ди(N-гидроксиметил(амино)6-(3,3,3-трихлор-пропил-1,3,5-триазин), дигуанидин гидрофосфат, гуанидин дигидрофосфат, гуанидин карбонат, гуанидин сульфамат, мочевина, мочевины дигидрофосфат, дициандиамид, меламин бис (2,6,7-триокса-фосфабицикло[2.2.2]октан-1-оксо-4-метил)-гидрокси-фосфат, 3,9-дигидрокси-3,9-диоксо-2,4,8,10-тетраокса-3,9-дифосфаспиро[5.5]ундекан-3,9-димеламин, 1,2-ди(2-оксо-5,5-диметил-1,3-диокса-2-фосфациклогексил-2-амино)этан, N,N'-бис(2-оксо-5,5-диметил-1,3-диокса-2-фосфациклогексил)-2,2'-мета-фенилендиамин, три(2-оксо-5,5-диметил-1,3-диокса-2-фосфациклогексил-2-метил)амин, гексахлорциклотрифосфазен; и неорганические замедлители горения, такие как красный фосфор, аммоний полифосфат, диаммоний гидрофосфат, аммоний дигидрофосфат, фосфат цинка, фосфат алюминия, фосфат бора, триоксид сурьмы, гидроксид алюминия, гидроксид магния, гидромагнезит, щелочной оксалат алюминия, борат цинка, метаборат бария, оксид цинка, сульфид цинка, гептагидрат сульфата цинка, трихит бората алюминия, аммоний октамолибдат, аммоний гептамолибдат, станнат цинка, закись олова, двуокись олова, ферроцен, железистый ацетон, окись железа, ферро-железистый оксид, аммоний бромид, натрий вольфрамат, калий гексафтортитанат, калий гексафторцирконат, диоксид титана, карбонат кальция, сульфат бария.
Замедлители горения, используемые в изобретении, могут также представлять собой другие химические вещества, обладающие температурой разложения 100°С или более высокой, и могут разлагать огнетушительные вещества, например бикарбонат натрия, бикарбонат калия, карбонат кобальта, карбонат цинка, основный карбонат цинка, тяжелый карбонат магния, основный карбонат магния, карбонат марганца, карбонат железа, карбонат стронция, гексагидрат карбоната натрия и калия, карбонат магния, карбонат кальция, доломит, основный карбонат меди, карбонат циркония, карбонат бериллия, полуторакарбонат натрия, карбонат церия, карбонат лантана, карбонат гуанидина, карбонат лития, карбонат скандия, карбонат ванадия, карбонат хрома, карбонат никеля, карбонат иттрия, карбонат серебра, карбонат, празеодимия, карбонат, неодимия, карбонат самария, карбонат европия, карбонат гадолиния, карбонат тербия, карбонат диспрозия, карбонат, гольмия, карбонат, эрбия, карбонат тулия, карбонат иттербия, карбонат лютеция, диацетат, алюминия, ацетат кальция, битартрат натрия, ацетат натрия, ацетат калия, ацетат цинка, ацетат стронция, ацетат никеля, ацетат меди, оксалат натрия, оксалат калия, оксалат аммония, оксалат никеля, дигидрат оксалата марганца, нитрид железа, нитрат натрия, нитрат магния, нитрат калия, нитрат циркония, дигидрофосфат кальция, дигидрофосфат натрия, дигидрат дигидрофосфата натрия, дигидрофосфат калия, дигидрофосфат алюминия, аммоний дигидрофосфат, дигидрофосфат цинка, дигидрофосфат марганца, гидрофосфат магния, динатрий гидрофосфат, диаммоний гидрофосфат, гидрофосфат кальция, гидрофосфат магния, аммоний фосфат, магний аммоний фосфат, аммоний полифосфат, метафосфат калия, триполифосфат калия, триметафосфат натрия, аммоний гипофосфит, аммоний дигидрофосфит, фосфат марганца, дицинк гидрофосфат, димарганец гидрофосфат, гуанидин фосфат, меламин фосфат, мочевины фосфат, стронций диметабората гидрофосфат, борную кислоту, аммоний пентаборат, калий тетрабората окстагидрат, магний метабората октагидрат, аммоний тетрабората тетрагидрат, стронций метаборат, стронций тетраборат, стронций тетрабората тетрагидрат, натрий тетрабората декагидрат, борат марганца, борат цинка, аммоний фторборат, аммоний сульфат двухвалентного железа, сульфат алюминия, калий алюминий сульфат, аммоний алюминий сульфат, аммоний сульфат, магний гидросульфат, гидроксид алюминия, гидроксид магния, гидроксид железа, гидроксид кобальта, гидроксид висмута, гидроксид стронция, гидроксид церия, гидроксид лантана, гидроксид молибдена, аммоний молибдат, станнат цинка, стрисиликат магния, теллуровую кислоту, тунгстат марганца, манганит, кобальтоцен, 5-аминотетразол, гуанидин нитрат, азобисформамид, нейлоновый порошок, оксамид, биурет, пентаэритритол, декабромдифениловый эфир, тетрабром-фталиевый ангидрид, дибромнеопентил гликоль, цитрат калия, цитрат натрия, цитрат марганца, цитрат магния, цитрат меди, аммоний цитрат, нитрогуанидин.
С точки зрения достаточности оказания огнетушительного действия ферроцена и его производных, которые действуют в качестве основного огнетушительного материала, содержание вышеописанного замедлителя горения не превосходит 75 мас.%, предпочтительно 60 мас.% или меньше и кроме того, предпочтительно 50 мас.% или меньше и 20 мас.% или больше.
Основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению может также быть дополнена при необходимости различными добавками, такими как сложный раствор стеарата, графита и водорастворимого полимера или их смеси. Содержание добавки предпочтительно составляет от 0,5 до 10 мас.%.
Каждый из предпочтительных компонентов основанной на ферроцене огнетушительной композиции по изобретению и его содержание представляют собой:
ферроцен, ферроценовое производное или их комбинация: от 30 мас.% до 80 мас.%
замедлитель горения: от 20 мас.% до 60 мас.%
добавка: от 5 мас.% до 8 мас.%.
Каждый из более предпочтительных компонентов основанной на ферроцене огнетушительной композиции по изобретению и его содержание представляют собой:
ферроцен, ферроценовое производное или их комбинация: от 40 мас.% до 70 мас.%
замедлитель горения: от 30 мас.% до 50 мас.%
добавка: от 5 мас.% до 8 мас.%.
Основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению может быть отлита при помощи способов, таких как гранулирование, плавление, экструзия в объем, лист, сферу, полоску и соты, и может быть подвергнута обработке поверхности покрытия. При осуществлении обработки поверхности покрытия гидроксипропилметилцеллюлозу или гидроксиэтилцеллюлозу предпочтительно добавляют в качестве агента поверхностного покрытия. Агент поверхностного покрытия может улучшать поверхность системы композиции и дает возможность для дополнительного улучшения прочности, устойчивости к истиранию и виброустойчивости, таким образом, предотвращая мелование, слеживание и высыпание охладителя из огнетушителя во время транспортировки.
Описание предпочтительных воплощений
Основанная на ферроцене огнетушительная композиция по изобретению более подробно описана при помощи следующих примеров.
Пример 1
2
Добавляют 50 г образца приготовленной композиции ферроцена, аммоний дигидрофосфата и аммоний сульфата двухвалентного железа в огнетушительное устройство, которое заполнено 50 г термического аэрозольгенерирующего агента типа K. Затем осуществляют тестирование по тушению горящего бензина в маслоотстойнике площадью 0,1 м. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 2
Приготовленную композицию ферроцена и полифосфата аммония тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 3
Приготовленную композицию ферроцена и карбоната цинка тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 4
Приготовленную композицию ферроцена, хлорида калия, оксида цинка, оксида железа и основного карбоната магния тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 5
Приготовленную композицию ферроцена, хлорида калия, оксида цинка, карбоната марганца и силиката натрия тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 6
Приготовленную композицию ферроцена, меламина и гидроксида магния тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 7
Приготовленную композицию ферроцена и аммоний оксалата тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 8
Приготовленную композицию стирил к ферроцена; дигидрофосфата аммония и сульфата аммония двухвалентного  железа тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 9
Приготовленную композицию биферроцена и полифосфата аммония тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример 10
Приготовленную композицию ферроценсульфонил хлорида, хлорида калия, оксида цинка, карбоната марганца и силиката натрия тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Пример для сравнения 1
2
Осуществляют тестирование по тушению горящего бензина в маслоотстойнике площадью 0,1 м с использованием огнетушительного устройства, заполненного исключительно 100 г термического аэрозольного огнетушительного агента типа S. Результаты теста представлены в таблице.
Пример для сравнения 2
2
Осуществляют тестирование по тушению горящего бензина в маслоотстойнике площадью 0,1 м с использованием огнетушительного устройства, заполненного исключительно 100 г термического аэрозольного огнетушительного агента типа K. Результаты теста представлены в таблице.
Пример для сравнения 3
Готовят огнетушительную композицию путем добавления только карбоната марганца, представляющего собой охладитель и вспомогательный огнетушительный материал, и стеарата магния и гидроксипропил метилцеллюлозы в качестве вспомогательных агентов для обработки, без добавления ферроцена в качестве основного огнетушительного вещества. Приготовленную композицию тестируют в соответствии с примером 1. Результаты теста представлены в таблице.
Таблица 1
Сравнение ингредиентов различных компонентов и сопоставление результатов тестов
Компоненты
Содержание (мас. %) компонентов в примерах
Примеры для
сравнения
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
Основной огнетушительный материал
Огнетушительный агент тип S
√
Огнетушительный агент тип K
√
Ферроцен
63
37
47,5
40
30
35
70
Стирил ферроцен
63
Биферроцен
37
Ферроценсульфонилхлорид
30
Замедлитель горения
Дигидрофосфат аммония
20
20
Полифосфат аммония
57
57
Карбонат цинка
47,5
Сульфат аммония двухваленого железа
15
15
Карбонат марганца
6
6
97
Меламин
30
Оксалат аммония
25
Гидроксид магния
31
Хлорид калия
40
50
50
Основный карбонат магния
5
Оксид цинка
5
8
8
Оксид железа
5
Добавки
Стеарат магния
1
1,5
0,5
0,5
1
1,5
Стеарат цинка
0,5
Графит
0,5
0,5
0,5
Гидроксипропилметилцеллюлоза
1
4,5
4,5
4,5
1
4,5
2
Силикат натрия
2,5
2,5
2,5
Поливиниловый спирт
1
1
1
1
Агент поверхностного покрытия
Гидроксиэтилцеллюлоза
1
2
2,5
2
1
Сопоставление результатов тестов
Температура у форсунки, генератора (°C)
315
208
178
182
230
226
301
231
192
203
576
469
536
∗Состояние тушения
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
Время, потраченное на тушение (c)
3,7
2,9
4,1
4,6
4,3
5,2
4,7
4,3
3,8
4,2
∗Обозначение: Y обозначает, что огонь потушен.
N означает, что огонь не потушен.
Огнетушительные агенты типа S и K, использованные в примерах для сравнения 1 и 2 в вышеприведенной таблице, имеются в продаже. Из таблицы очевидно, что основанная на ферроцене огнетушительная композиция в примерах 1-10 по изобретению не только демонстрирует огнетушительную эффективность, намного превосходящую примеры для сравнения 1-3, но также очевидно превосходящую примеры для сравнения 1-3 по времени, необходимом для тушения, и температуре у форсунки генератора. Кроме того, основанные на ферроцене огнетушительные композиции, используемые в примерах 4, 5, 6 и 10, в которые добавлен агент поверхностного покрытия, демонстрируют значимое улучшение прочности, устойчивости к истиранию и виброустойчивости по сравнению с другими огнетушительными композициями.
Вышеприведенные конкретные примеры приведены исключительно для иллюстрации, и различные модификации и изменения, произведенные специалистами в данной области техники, на основе концепции примеров по изобретению, находятся в объеме изобретения. Специалистам в данной области техники понятно, что вышеприведенное конкретное описание включено только для задачи объяснения изобретения, и не предполагается, что оно ограничивает объем изобретения.