Коллоидная галогенсодержащая композиция для пожаротушения

Изобретение относится к способу получения огнегасящих материалов на основе галогенуглеродов, предназначенных для объемного подавления зарождающихся очагов пожара при хранении и транспортировке пожароопасных конструкций, приборов и других объектов. Сущность изобретения: коллоидная галогенсодержащая композиция для пожаротушения на основе галогенуглеродов содержит в качестве пожаротушащего агента хлорпроизводные метана и этана, фтор- и хлорсодержащие фреоны, фтор- и иодсодержащие фреоны, фтор- и бромсодержащие фреоны в виде геля, помещенного в полиэтиленовую или полипропиленовую оболочку, в качестве агента гелеобразования - оксим бетулина с формулой С₃₀Н₄₇O₃N, а в качестве наполнителя - интеркалированный графит при следующем соотношении компонентов (мас.%):

Пожаротушащий агент 67,0-98,0 Оксим бетулина с формулой С₃₀Н₄₇O₃N 1,0-10,0 Интеркалированный графит 1,0-23,0

Технический результат: создание простой в изготовлении коллоидной галогенсодержащей композиции для пожаротушения на основе оксима бетулина с формулой С₃₀Н₄₇О₃N, пригодного для структурирования галогенуглеродов. 1 ил.

 

Изобретение относится к способу получения огнегасящих материалов на основе галогенуглеродов. Материал предназначен для объемного подавления зарождающихся очагов пожара при хранении и транспортировке пожароопасных конструкций, приборов и других объектов.

Известно применение вспучивающихся огнезащитных материалов для предотвращения распространения пламени, состоящих из полимерного связующего, неорганических наполнителей и газообразующих веществ (RU 2028348, RU 2336283, RU 2229497).

Известно применение галогенуглеродов в качестве огнетушащих веществ использующихся в виде жидкостей, хранимых до момента применения в резервуарах и выделяемых из них при нагревании (RU 2310488, RU 2286821, RU 2005100354).

Применение новых технологий и материалов позволяет расширить ассортимент композиций для пожаротушения на основе галогенуглеродов.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является огнегасящий полимерный композиционный материал по патенту RU 2161520. Согласно изобретению предлагается композиция, которая состоит из полимерного связующего холодного отверждения на основе эпоксидных или полиуретановых смол и пожаротушащего агента, в качестве которого используют галогенуглероды в виде микрокапсул диаметром 100-400 мкм, вскрывающихся при температуре с взрывоподобным выбросом паров.

Компоненты входят в состав композиции в следующем соотношении (мас.%).

Микрокапсулированный пожаротушащий агент 40-60.

Полимерное связующее - остальное.

Процесс изготовления материала включает следующие операции.

1. Микрокапсулирование пожаротушащего агента методом жидкофазного разделения в водном растворе полимера.

2. Дозирование ингредиентов в обогреваемый реактор с мешалкой.

3. Перемешивание композиции.

4. Заполнение литьевых форм жидкой композицией.

5. Отверждение материала.

Недостатком известной композиции является то, что примерно половина ее массы представляет собой горючий органический материал, а сам процесс изготовления состоит из 5 стадий, при этом авторы не указывают, что 1 этап состоит тоже из пяти стадий.

1. Растворение при нагревании и перемешивании желатина в реакторе.

2. Введение в реактор галогенуглерода.

3. Формирование оболочки (коацервация).

4. Выделение микрокапсул из объема реактора.

5. Высушивание микрокапсул для придания им сыпучести.

Видно, что создание данной пожаротушащей композиции является трудоемким и дорогостоящим процессом.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в создании простых в изготовлении пожаротушащих коллоидных композиций на основе производных бетулина, пригодных для структурирования (перевода в гелеобразное состояние) галогенуглеродов.

Известно, что с помощью гидроколлоидов (желатин, каррагинан, агар-агар, казеин и др.) с концентрациями 0,5-2% можно структурировать воду до нетекучего состояния (гель). Для большинства органических растворителей требуется высокое содержание полимеров (до 10%), чтобы получить аналогичный эффект. Среди органических растворителей только для загущения бензина известно применение низкомолекулярных продуктов в виде солей пальмитиновой и нафтеновой кислот при концентрациях 7-15%. Такая композиция называется напалм (US 2684339).

Обнаружено, что низкомолекулярный (мол. масса 470) продукт оксим бетулина с формулой C₃₀H₄₇O₃N обладает неожиданным эффектом структурировать до гелеобразного состояния галогенуглероды при его концентрациях начиная от 1,0%. Причем этот эффект не наблюдается при применении полярных растворителей (спирты, сложные эфиры) для этого продукта. Наблюдаемый эффект связан с образованием коллоидной структуры за счет сильных водородных связей между молекулами оксима бетулина в неполярном растворителе. Причем сам бетулин и его другие производные таким эффектом в этих растворителях не обладают. Наличие коллоидной структуры подтверждается наличием рассеивания света при прохождении тонкого луча света через массу геля. Механическая прочность образующегося 1% геля зависит от степени замещения в углеводородах атомов водорода на галоген. Задача решается тем, что коллоидная галогенсодержащая композиция для пожаротушения готовится путем растворения при перемешивании порошка оксима бетулина с формулой С₃₀Н₄₇О₃N при концентрациях от 1,0 до 10,0 мас.% в соответствующем галогенуглероде (хлор производные метана и этана, фтор- и хлорсодержащие фреоны, фтор- и иодсодержащие фреоны, фтор- и бромсодержащие фреоны) при комнатной температуре. Затем раствор заливается в полиэтиленовые или полипропиленовые формы в виде пакета или обрезка заваренной трубы, второй конец пакета или трубы заваривается. Указанный технический результат усиливается, если в качестве наполнителя в композицию дополнительно вводится интеркалированный графит в количестве от 1,0 до 23,0 мас.%.

Сформированное изделие заданного размера и формы помещается в соответствующий контейнер для перевозки или хранения продукции.

Испытания композиций по примерам проводились в 1 л фарфоровом стакане. На дно стакана помещалась фарфоровая чашка, объемом 50 мл, которая заполнялась бензином. Рядом с чашкой помещался пакет с композицией в соответствии с примерами. Бензин поджигался. Время срабатывания (выброс ингредиентов и гашение огня) пакета (трубки) с химикатами составляет от 15 до 30 с.

Для увеличения времени срабатывания пожаротушащих агентов в виде пакета или трубки они дополнительно могут быть завернуты в стекло- или асбестовую ткань.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. В емкость с мешалкой наливают 98,0 мас.% четыреххлористого углерода, присыпают 1,0 мас.% оксима бетулина. После растворения в течение 0,5 часа в композицию добавляют 1 мас.% интеркалированного графита и композицию разливают в формы.

Пример 2. В емкость с мешалкой наливают 97,0 мас.% хлороформа, присыпают 2,0 мас.% оксима бетулина. После растворения в течение 0,5 часа в композицию добавляют 1 мас.% интеркалированного графита и разливают в формы.

Пример 3. В емкость с мешалкой наливают 94,0 мас.% дихлорэтана, присыпают 5,0 мас.% оксима бетулина. После растворения в течение 0,5 часа в композицию добавляют 1 мас.% интеркалированного графита и разливают в формы.

Пример 4. В емкость с мешалкой наливают 70,0 мас.% тетрафтордибромэтана, присыпают 10,0 мас.% оксима бетулина. После растворения в течение 0,5 часа в композицию добавляют 20 мас.% интеркалированного графита и заполняют формы.

Пример 5. В емкость с мешалкой наливают 67,0 мас.% 2-иод гептафторпропана, присыпают 10,0 мас.% оксима бетулина. После растворения в течение 0,5 часа в композицию добавляют 23 мас.% интеркалированного графита и заполняют формы.

Пример 6. В емкость с мешалкой наливают 85,0 мас.% дихлордифторэтана, присыпают 5,0 мас.% оксима бетулина. После растворения в течение 0,5 часа в композицию добавляют 10 мас.% интеркалированного графита и заполняют формы.

Коллоидная галогенсодержащая композиция для пожаротушения на основе галогенуглеродов, отличающаяся тем, что в качестве пожаротушащего агента используют хлорпроизводные метана и этана, фтор- и хлорсодержащие фреоны, фтор- и иодсодержащие фреоны, фтор- и бромсодержащие фреоны в виде геля, помещенного в полиэтиленовую или полипропиленовую оболочку, в качестве агента гелеобразования используют оксим бетулина с формулой С₃₀Н₄₇O₃N, а в качестве наполнителя - интеркалированный графит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пожаротушащий агент	67,0-98,0
Оксим бетулина с формулой С30Н47O3N	1,0-10,0
Интеркалированный графит	1,0-23,0