Аэрозольобразующий твердотопливный состав для пожаротушения

 

Аэрозольобразующий твердотопливный состав для пожаротушения, представляющий собой смесь полимерного связующего на основе каучука или полиэфиров, окислителя нитрата калия или твердого горючего с катализатором горения, окисью железа при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимерное связующее на основе каучуков или полиэфиров 15 - 20, окислитель нитрат калия 60 - 70, твердое горючее с катализатором горения окисью железа 10 - 25. 1 табл.

Изобретение относится к созданию средств для подавления и локализации пожаров, их тушения и сдерживания огня. До последнего времени наиболее универсальными средствами пожаротушения являлись огнетушащие порошки, главными недостатками которых являются высокий расход и слеживаемость при хранении, что снижает эффективность их применения.

В последние годы появился новый класс средств пожаротушения - аэрозольобразующие твердотопливные составы (АОТС). Они предназначены для использования в различного типа устройствах, установках и системах объемного пожаротушения. Их действие основано на генерации в процессе горения огнетушащего аэрозоля, состоящего из смеси инертных газов и высокодисперсных частиц ингибиторов горения.

Известны АОТС класса СТК (1, с. 33) и ГАС (а. с. N 1741816, СССР) пиротехнического типа, которые изготавливаются и перерабатываются в изделия методом глухого прессования и применение которых ограничено в условиях с большим препаратом температур, с высокой влажностью и интенсивных знакопеременных нагрузок.

Известны также АОТС типа СБК (1, с. 33), лишенные большинства перечисленных недостатков. Однако их переработка и формование из них изделий допускается только методом проходного прессования, который накладывает ограничения на форму и размеры изделий и не позволяет изготавливать изделия сложных геометрических форм, часто необходимых для повышения эффективности пожаротушения. Ограничение на применение этих составов накладывает на их малая деформативность.

Известны АОТС из класса порохов аэрозольных смесевых (НАС)-(2, с. 18), изготавливаемые по смесевой технологии и перерабатываемые методами свободного литья и литья под давлением, позволяющими изготавливать изделия любых форм и размеров. Эти составы характеризуются температурой горения 910 1495 К, огнетушащей эффективностью 20 60 г/м₃, относительным удлинением при разрыве 1 3% содержанием твердых ингибиторов горения в составе аэрозоля 13 39% Наиболее близким к заявляемому является состав ПАС-11 (1, с. 26) последнего из рассматриваемых классов АОТС. Его компонентный состав, Окислитель 75 (нитрат калия 65 и перхлорат калия 10) Связующее 25 (эпоксидное) Огнетушащая концентрация 30 50 г/м₃.

Недостатками этого состава является высокая температура горения 1597 К, поскольку не рекомендуется к применению в пожаротушении составы с температурой горения более 1500^oC (1227 К) (1, с. 14), а также недостаточно высокое содержание твердого ингибитора (36%) в генерируемом аэрозоле, что ведет к снижению эффективности применяемого способа, и низкие деформационные показатели (относительное удлинение при разрыве 1 3%).

Задачей изобретения является разработка АОТС с низкой температурой горения, с повышенным содержанием твердого ингибитора в генерируемом аэрозоле, обладающего улучшенными деформационными свойствами и перерабатываемого по литьевой технологии.

Для решения поставленной задачи предлагается состав, представляющий собой композицию, включающую следующие компоненты, мас.

Неактивное полимерное связующее на основе каучуков или полиэфиров 15 - 20 Окислитель, нитрат калия 60 70 Твердое горючее со специальными добавками 10 25 Данный состав отличается наличием в нем твердого горючего (например идитола или γ-ПОМ и сажи) и специальных добавок (например окиси железа) для регулирования технологических и потребительских свойств.

Варианты компоновки состава и его характеристики приведены в таблице. Состав изготавливается по смесевой технологии и перерабатывается методами свободного литья и литья под давлением.

Как следует из таблицы, температура горения состава 998 1158 К, что более, чем на 400^o ниже, чем у прототипа и, в среднем на 10% ниже, чем в целом у составов класса ПАС.

Содержание ингибитора (в основном карбоната калия) в генерируемом аэрозоле 41 47% что на 14 33% выше, чем у прототипа. Анализ состава газовой фазы аэрозоля показывает, что в ней содержатся те же компоненты, что и у прототипа. По экологической чистоте заявляемый состав, таким образом, не уступает прототипу.

Как следует из таблицы, по максимальным деформациям заявляемый состав почти на порядок превосходит прототип. Это расширяет диапазон его применения, особенно в устройствах, подверженных интенсивным знакопеременным нагрузкам и большим колебаниям температур.

Проведенные испытания огнетушащей эффективности состава показали, что его минимальная огнетушащая концентрация составляет, кг/м³: При тушении ЛВЖ 0,02 0,03 При тушении древесины 0,02 0,04
что в среднем на 30% ниже, чем у прототипа.

Таким образом, положительный эффект заявляемого технического решения в снижении температуры горения, увеличении количества огнетушащего ингибитора в генерируемом аэрозоле, улучшении механических характеристик, повышении огнетушащей эффективности. Заявляемое техническое решение использовано в аэрозольных огнетушащих генераторах, находящихся в стадии производственного внедрения.

Формула изобретения

Аэрозольобразующий твердотопливный состав для пожаротушения, представляющий собой смесь неактивного полимерного связующего на основе каучуков или полиэфиров и окислителя, отличающийся тем, что смесь дополнительно содержит твердое горючее с катализатором горения окисью железа при следующем соотношении компонентов, мас.

Полимерное связующее на основе каучуков или полиэфиров 15 20
Окислитель нитрат калия 60 70
Твердое горючее с катализатором горения окисью железа 10 25

РИСУНКИ

Рисунок 1