ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШОК МНОГОЦЕЛЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
MULTIPURPOSE DRY CHEMICAL POWDER

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:
3
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) дм 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.
А
2
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) при тушении модельного очага класса А в кг/м вычисляют по формуле:
,
1
где m - масса снаряженного огнетушителя до тушения, кг;
2
m - масса снаряженного огнетушителя после тушения, кг;
2
6,7 - максимально возможная суммарная площадь поверхности горения модельного очага, м.
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/м<sup>2</sup>
Огнетушащая способность по классу В, кг/м<sup>2</sup>
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
Гидрозодикарбонамид 22,0
Алюмосиликат до 100,0
Продолжение табл.1
Содержание компонентов, мас.%
Огнетушащая способность по классу А, кг/м<sup>2</sup>
Огнетушащая способность по классу В, кг/м<sup>2</sup>
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/м<sup>2</sup>
Огнетушащая способность по классу В, кг/м<sup>2</sup>
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/м<sup>2</sup>
Огнетушащая способность по классу В, кг/м<sup>2</sup>
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/м<sup>2</sup>
Огнетушащая способность по классу В, кг/м<sup>2</sup>
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.