ГИБКАЯ ПЛАСТИНА, СОДЕРЖАЩАЯ ОГНЕГАСЯЩИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ (варианты)
FLEXIBLE PLATE CONTAINING FIRE-EXTINGUISHING COMPOSITE MATERIAL 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 109668 U1, 27.10.2011 известно автономное средство пожаротушения, выполненное из материала с огнегасящими свойствами, содержащего микрокапсулы с огнегасящим составом, представляющие собой галогенуглерод, заключенный в полимерную оболочку из полимочевины и/или полиуретана, и связующее, отличающееся тем, что связующее представляет собой композиционный материал, включающий в себя полимерную составляющую и минеральные волокна и/или частицы, при этом средство пожаротушения является галогенуглеродом, является 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан и/или 1,1,2-трифтортрихлорэтан, и/или 2-иод-1,1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, и/или их смесь с другими галогенуглеродами, а средство пожаротушения выполнено в виде пластины.
Способ, описанный в RU 2469761 С1, опубликованный 20.12.2012, описывает изготовление пластины, содержащей микрокапсулированный огнегасящий агент и огнегасящие композиционный материал.
Из уровня техники известно RU 2559480 С2, опубл. 10.08.2015, полимерный композиционный материал пожаротушения, содержащий микрокапсулированное огнегасящее средство, включающее огнегасящий агент в форме микрокапсул, предназначенных 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.
Известно из RU 152765 U1, опубл. 20.06.2015, 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).
Недостатком вышеуказанных изобретений является высокий показатель утечки огнетушащего вещества.
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.
Недостатком вышеуказанного изобретения является низкая стойкость материала к воде, маслам и растворителям.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является патент US 4309698, а также известные на современном российском рынке изделия «Пиростикер», автономные установки пожаротушения на основе микрокапсулированных огнетушащих веществ (микроогнетушители), используемые для тушения пожаров в замкнутых пространствах. Микроогнетушитель представляет собой пластину из полимерного композиционного материала, содержащего микрокапсулы, с жидким огнетушащим веществом (ОТВ) относящемуся к классу галогенсодержащих углеводородов, например, фреон 114В2, дибромметан, перфторкетон и т.п. На одну из сторон пластины наносится клеевой слой для монтажа микроогнетушителя на верхней стенке шкафа или непосредственно на защищаемом блоке. Размер пластины определяется объемом пространства, подлежащего защите с помощью такого микроогнетушителя. При возникновении в шкафу возгорания материал микроогнетушителя нагревается, заключенное в микрокапсулах ОТВ переходит в газообразное состояние. Капсулы взрывообразно раскрываются с высвобождением дозированного количества газообразного ОТВ. Подавление возгораний определяется химическим строением ОТВ, которое в очаге возгорания распадается с образованием «тяжелых» свободных радикалов, обрывающих кинетические цепи процесса горения, прекращая его развитие в течение нескольких секунд. Продукты термодеструкции ОТВ, кроме того, обеспечивают изоляцию очага горения от воздуха, создавая газовый «купол» из тяжелых продуктов распада, и надежно препятствуют повторному возгоранию.
Недостаток известного микроогнетушителя заключается в его неоперативном срабатывании, например нагрев материала микроогнетушителя до температуры вскрытия микрокапсул происходит непосредственно при контакте пластины микроогнетушителя с пламенем, т.е. в ситуации, когда очаг возгорания расширится и произойдет существенное выгорание оборудования шкафа радиоэлектронного оборудования. Кроме того, из-за послойного, по мере прогрева, вскрытия микрокапсул количество выделяемого ОТВ может оказаться недостаточным для уверенного блокирования очага возгорания.
Недостатком можно считать высокую трудоемкость изготовления пластины и недостаточную эффективность тушения, а также низкое количество огнетушащего вещества.
Технический результат изобретения заключается в получении гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал, устраняющий недостатки прототипа. При этом новый заявленный материал обладает повышенной эффективностью тушения, низким показателем утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкостью к воде, маслам и растворителям, а также достаточный запас огнетушащего вещества, что обеспечивает тушение пламени до 3-х и более раз эффективнее и высокой теплопроводностью, а также способ изготовления обладает низкой трудоемкостью.
Технический результат обеспечивается тем, что материал выполнен в виде гибкой пластины, которая содержит в качестве компонентов систему из двух отдельных составляющих - отвердителя и ускорителя холодного отверждения и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисилан, а повышение теплопроводности обусловлено добавлением алюминиевой пудры марки ПАП.
Технический результат достигается тем, что получена гибкая пластина, содержащая огнегасящий композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, в качестве отвердителя силоксанового каучука - этилсиликат-32, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, в качестве окрашивающей добавки - органический пигмент, в качестве добавки, увеличивающей теплопроводность, - алюминиевая пудра, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, и адгезионная добавка - гамма-аминопропилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1-1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60, этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1-0,3, органический пигмент - 0-1, пудра алюминиевая ПАП - 4-5.
Также, другим аспектом изобретения является гибкая пластина, содержащая огнегасящий композиционный материал, в котором полимерная оболочка микрокапсул с ядром из огнегасящего материала выполнена из полимера полимочевины.
Другим аспектом изобретения является гибкая пластина, содержащая огнегасящий композиционный материал, в котором в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения.
Кроме того, описана гибкая пластина, содержащая 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.
Другим аспектом является гибкая пластина, содержащая 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.
Другим аспектом является гибкая пластина, содержащая огнегасящий композиционный материал, в котором микрокапсулы в качестве огнегасящего агента 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, 1,1,2,3,3,3-гептафторпропан, октофторциклобутан.
Другим аспектом является гибкая пластина, которая дополнительно содержит монтажный слой, выполненный из двусторонней монтажной ленты.
Кроме того, описана гибкая пластина, которая может иметь произвольную толщину и цвет.
Кроме того, гибкая пластина содержит материал, который может быть усилен стеклотканью.
Аспектом изобретения является способ изготовления гибкой пластины, включающий стадии формовки из отверждаемой композитной массы композиционного материала в виде пластины путем заливки и разравниванием шпателем на поддоне, имеющем бортики, по высоте, соответствующей толщине получаемого листа.
Другим аспектом изобретения является способ изготовления гибкой пластины, в котором отверждение композиционного материала осуществляют при комнатной температуре в течение регулируемого времени от 15 мин до 24 часов с получением легко извлекаемых гибких пластин, имеющих монтажный слой.
Другим аспектом изобретения является способ изготовления гибкой пластины, в котором композитную массу заливают непосредственно на одну из сторон липкого слоя монтажной двухсторонней ленты, которая предварительно помещена в поддон.
Другим аспектом изобретения является способ изготовления гибкой пластины, в котором композитную массу заливают на тефлоновую подложку с получением легко извлекаемых гибких пластин и дальше наносят на одну из сторон листа монтажного слоя путем ламинирования, при этом производят резку на нужные размеры вручную ножом или на высеченном станке.
Аспектом изобретения является способ изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом экструдирования, содержащий стадии загрузки отверждаемой композиции в изложницу плунжерного или червячного пресса, подпрессовки и выдержки в таком виде определенное время - 10-40 мин при повышенной температуре 40-70°С, затем выпрессовки композиции в длинномерные пластины через фильеру, помещении в ламинатор для нанесения монтажного слоя и нарезки.
Другим аспектом изобретения является способ, согласно которому нанесение монтажного слоя может быть усилено стеклотканью.
Таким образом, была получена гибкая пластина, содержащая огнегасящий композиционный материал, особенными характеристиками которой являлись повышенная эффективность тушения, низкий показатель утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкость к воде, маслам и растворителям, а также достаточный запас огнетушащего вещества, что обеспечивает тушение пламени до 3-х и более раз эффективнее и высокая теплопроводность.
Вышеуказанные характеристики обусловлены содержанием в качестве компонентов системы из двух отдельных составляющих - отвердителя и ускорителя холодного отверждения и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисилан, а повышение теплопроводности обусловлено добавлением алюминиевой пудры марки ПАП.
Пример 1.
Изготавливают гибкую пластину способом, включающим стадии формовки из отверждаемой композитной массы композиционного материала в виде пластины путем заливки и разравниванием шпателем на поддоне, имеющем бортики, по высоте, соответствующей толщине получаемого листа. При этом отверждение композиционного материала осуществляют при комнатной температуре в течение регулируемого времени, например 15 мин, с получением легко извлекаемых гибких пластин, имеющих монтажный слой. Композитную массу заливают непосредственно на одну из сторон липкого слоя монтажной двухсторонней ленты, которая предварительно помещена в поддон. Также, вероятно, что композитную массу заливают на тефлоновую подложку с получением легко извлекаемых гибких пластин и дальше наносят на одну из сторон листа монтажного слоя путем ламинирования, при этом производят резку на нужные размеры вручную ножом или на высеченном станке. При этом состав композиции следующий, мас. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60 (в других примерах, добавляли 10, 15, 45), этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1, пудру алюминиевую ПАП - 4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан. Процесс проводят под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.
Во всех случаях использования исходных газов фреонов процесс проводили под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.
Пример 2.
Изготавливают гибкую пластину согласно Примеру 1, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,15, органический пигмент - 0,2, пудру алюминиевую ПАП - 4,2. При этом отверждение композиционного материала осуществляют при комнатной температуре в течение 24 часов. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан.
Пример 3.
Изготавливают гибкую пластину согласно Примеру 1, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 3, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. При этом отверждение композиционного материала осуществляют при комнатной температуре в течение 60 мин. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - перфтор(этил-изопропилкетон).
Пример 4.
Изготавливают гибкую пластину согласно Примеру 1, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,4, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-дибромгексафторпропан.
Пример 5.
Изготавливают гибкую пластину согласно Примеру 1, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,5, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП -4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,4-дибромоктафторбутан. При этом отверждение композиционного материала осуществляют при комнатной температуре в течение 10 часов.
Пример 6.
Изготавливают гибкую пластину согласно Примеру 1, при этом используют
вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. 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 гибкую пластину, содержащую огнегасящий композиционный материал методом экструдирования, включающим стадии загрузки отверждаемой композиции в изложницу плунжерного пресса, подпрессовки и выдержки в таком виде определенное время - в 10 мин при повышенной температуре 40°С, затем выпрессовки композиции в длинномерные пластины через фильеру, помещении в ламинатор для нанесения монтажного слоя и нарезки. Нанесение монтажного слоя может быть усилено стеклотканью. Отверждаемая композиция, при этом, имеет следующий состав, мас. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60, этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1, пудру алюминиевую ПАП - 4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан.
Пример 8.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом экструдирования, включающим стадии загрузки отверждаемой композиции в изложницу червячного пресса, подпрессовки и выдержки в таком виде определенное время - 40 мин при повышенной температуре 70°C, затем выпрессовки композиции в длинномерные пластины через фильеру, помещении в ламинатор для нанесения монтажного слоя и нарезки. Нанесение монтажного слоя может быть усилено стеклотканью. Отверждаемая композиция, при этом, имеет следующий состав, мас. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,1, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60, этилсиликат-32 - 1,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,1, пудру алюминиевую ПАП - 4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом -2-йодгептафторпропан.
Пример 9.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом экструдирования, включающим стадии загрузки отверждаемой композиции в изложницу червячного пресса, подпрессовки и выдержки в таком виде определенное время - 50 мин при повышенной температуре 60°С, затем выпрессовки композиции в длинномерные пластины через фильеру, помещении в ламинатор для нанесения монтажного слоя и нарезки. Нанесение монтажного слоя может быть усилено стеклотканью. Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом, согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 15, органический пигмент - 0,2, пудру алюминиевую ПАП - 4,2. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,1,2,2-тетрафтордибромэтан.
Пример 10.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом, согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 3, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - перфтор(этил-изопропилкетон).
Пример 11.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,4, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-дибромгексафторпропан.
Пример 12.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,7 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 5, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,4-дибромоктафторбутан
Пример 13.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. 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 14.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы, на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - октафторциклобутан.
Пример 15.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. 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 16.
Изготовления гибкой пластины, содержащей огнегасящий композиционный материал методом согласно Примерам 7 или 8, при этом используют вышеописанные компоненты в указанном количестве и добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисилан - 0,5 (мас.ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1,2-трифтортрихлорэтан.