ДОБАВКА К ОГНЕГАСИТЕЛЬНЫМ ПОРОШКАМ
ADDITIVE TO FIRE SUPPRESSANT POWDERS

Изобретение относится к области химической промышленности и может быть использовано для получения огнетушительных смесей для тушения пожаров класса А, В, С и электроустановок.
Известна добавка к огнегасительным порошкам - оксид алюминия и волластонит (патент US №4406797 А).
Известна добавка к огнегасительным порошкам - йодиды металлов (патент US №2136963 А).
Общим недостатком известных добавок является их негативное влияние на срок годности смесей из-за их химической активности. Кроме того, известные добавки при контакте смеси с пламенем быстро переходят в высокотемпературное фазовое состояние, что приводит к быстрому снижению электросопротивляемости смеси в процессе тушения электроустановок.
Известна добавка нефелинового концентрата к огнегасительным порошкам на основе бикарбоната натрия или фосфатов аммония для повышения текучести и гидрофобности (авторское свидетельство SU 481290 от 25.08.75).
Известная добавка относится к материалам природного происхождения, а значит, обладает неоднородностью, которая приводит к неравномерности свойств самого порошка. Время перехода нефелинового концентрата в электропроводное состояние составляет менее 10 мин, это приводит к снижению эффективности порошка при тушении работающих электроустановок.
Задачей изобретения является обеспечение равномерности свойств порошковой смеси, повышение эффективности тушения электрооборудования под нагрузкой за счет увеличения периода сохранения диэлектрических свойств добавки к порошку на бикарбонатной или аммонийфосфатной основе, расширение сырьевых ресурсов добавок к огнегасительным порошкам.
Поставленная задача решается применением порошка синтетического минерального сплава фракцией 40 -100 мкм в качестве добавки к огнегасительным порошкам на основе бикарбоната натрия или фосфатов аммония.
2
Синтетический минеральный сплав является неорганическим, неметаллическим материалом, полученным методом плавления и кристаллизации горных пород основного и ультраосновного состава или техногенных образований схожего с ними состава. Основным компонентом является диоксид кремния (SiO). Благодаря плавлению, химический и структурный состав синтетических минеральных сплавов является равномерным. Кроме того, в результате такой обработки повышается теплоемкость материала в сравнении с природными компонентами и аналогами, высокая теплоемкость приводит к увеличенному периоду времени перехода в электропроводное фазовое состояние при контакте с пламенем.
Синтетический минеральный сплав используется в технике как абразивостойкий и кислотостойкий материал для промышленных гидротехнических сооружений, а также применяется в качестве строительного и отделочного материала в качестве альтернативы природному камню.
Новое назначение синтетического минерального сплава стало возможным благодаря обнаруженной авторами наряду с высокой теплоемкостью способности этого материала к диссипации энергии. Ранее не диагностированная способность синтетических минеральных сплавов к поглощению энергии обеспечивает реакцию поглощения тепловой энергии на расплавление порошка при контакте с пламенем, тем самым химически замедляется процесс горения. Расплавляясь, синтетический минеральный сплав формирует покровный слой, который ингибирует пламя механически, создавая инертную оксидную пленку, не позволяющую развиться возгоранию. Особенно важно, что фазовый переход в оксидную пленку занимает время 15-20 мин, в течение этого периода времени синтетический минеральный сплав полностью сохраняет диэлектрические характеристики.
Новое свойство синтетического минерального сплава было обнаружено авторами путем ряда экспериментов и его нельзя было предсказать заранее.
При использовании синтетического минерального сплава проблема обеспечения однородности свойств решается, поскольку сырье, пройдя предварительную переплавку, образует синтетический минеральный сплав, который является монокомпонентным переработанным веществом с гарантированным составом.
Равномерное течение порошковой смеси и гарантированное сохранение диэлектрических свойств в течение 15-20 мин обеспечивается при использовании синтетического минерального сплава фракцией 40-100 мкм.
Использование дробленого порошка синтетического минерального сплава до размера частиц 40-100 мкм обусловлено тем, что использование порошка с размером фракций менее 40 мкм нецелесообразно, вследствие того, что при длительном хранении порошки синтетического минерального сплава такой фракции склонны к слеживаемости, а период перехода в элеткропроводное состояние составит меньше 15 мин, а фракцией более 100 мкм нецелесообразно, вследствие того, что такие частицы обладают массой, которая препятствует течению порошка при подаче из огнегасительного средства.
Синтетический минеральный сплав является гидрофобным и обладает водопоглащением на уровне 0,02-0,05%, данный материал является полным диэлектриком до фазового перехода при температуре 1100°С. В отличие от галогенидных добавок, синтетические минеральные сплавы стабильны химически и не образуют новых соединений при хранении в смеси с другими активными веществами в течение срока свыше 10 лет. Стоимость синтетического минерального сплава (литого) составляет около 20000-25000 руб за тонну.
Помимо вышеизложенного, синтетические минеральные сплавы являются максимально безопасными для человека и окружающей среды.
Предлагаемая добавка вводится в состав огнетушащего порошка в количестве от 4-12%.
В лабораторных условиях были получены порошковые составы на основе бикарбоната натрия или фосфатов аммония. В качестве добавки к огнегасительным порошкам был использован порошок дробленого синтетического минерального сплава фракцией 40-100 мкм. Были подготовлены составы с содержанием синтетических минеральных сплавов 4 и 12%. Приготовленные составы прошли лабораторные испытания. Эксплуатационные и огнетушащие свойства порошков определяли в соответствии с требованиями НПБ 170-98.
Результаты испытаний приведены в таблице, они доказывают, что добавка синтетического минерального сплава не уступает по основным параметрам существующим аналогам.
В соответствие с вышеизложенными сведениями и данными таблицы, установлено, что добавка порошка синтетического минерального сплава фракцией 40-100 мкм к огнегасительным порошкам на основе бикарбоната натрия или фосфатов аммония обеспечивает огнетушащему составу равномерность свойств и повышение эффективности тушения электрооборудования под нагрузкой за счет увеличения периода сохранения диэлектрических свойств добавки. Применение синтетического минерального сплава в качестве добавки к огнетушащим составам способствует расширению сырьевых ресурсов добавок к огнегасительным порошкам за счет более доступного сырья.