Применение композиции для тушения пожара в качестве ракетного топлива

 

Настоящее изобретение относится к применению композиций для тушения пожара, содержащей в качестве окислителя соли динитрамида, и/или их смеси с нитратами, и/или перхлоратами щелочных и/или щелочноземельных металлов и аммония (по патенту России N 2105581), по новому значению - в качестве ракетных топлив самого различного назначения и направлений применения как в военной, так и гражданской продукции. Изобретение заключается в применении композиции для тушения пожара, содержащей термически рассеиваемый компонент, окислитель, связующее и добавки и характеризующейся тем, что в качестве окислителя она содержит неорганическое соединение, выбранное из группы, содержащей соли динитрамида, например калиевую, натриевую, цезиевую, аммониевую, как в чистом виде, так и их смеси, их смеси с нитратами и/или перхлоратами тех же металлов и катионов, при следующем соотношении компонентов, мас. %: термически рассеиваемый компонент 0,2 - 5,0; окислитель 70,0 - 76,0; связующее 8,0 - 14,0, добавки 10,8 - 20,0 в качестве ракетного топлива.

В настоящее время, в связи с резким увеличением и продолжающимся ростом промышленного потенциала, возрастает пропорционально этому росту и количество пожаров. Особенно страдают от пожаров химическая и газо-нефтеперерабатывающая отрасли промышленности, где возможны аварийные выбросы легковоспламеняющихся жидкостей, горючих газов и т.п., создающих угрозу взрыва, а также лесная и угольная промышленности. Веками пожар остается одной из самых тяжелых аварий на судах. Ежегодно до 30% всех катастроф на флоте связаны с разрушительным воздействием огня. Эффективное тушение возникших пожаров - актуальная проблема обеспечения безопасности судоходства.

Для решения проблем пожаротушения нами запатентованы пожаротушащие композиции (патент 2105581), которые с успехом применяются сегодня в новых средствах и системах пожаротушения, например, по патентам 2081640, 2113873 и т. д.

Комплекс уникальных физико-химических и специальных эксплуатационных свойств запатентованных пожаротушащих композиций на основе солей динитрамида, и/или их смесей с нитратами и/или перхлоратами щелочных и щелочноземельных металлов и аммония позволил нам рассмотреть возможность применения этих композиций по новому назначению: в качестве смесевых ВВ; в качестве порохов самых различных технологий изготовления и формования изделий, плазменных топлив, различных ракетных смесевых и пиротехнических композиций-смесей-зарядов самого различного направления применения как в военной, так и гражданской продукции любого назначения; в качестве термодатчиков, передающих информацию о появлении очага пожара устройству запуска аэрозольных генераторов, и волноводов (термошнуров) - воспринимающих и передающих команду на запуск любого пожаротушащего средства, установленного в системе пожаротушения; в качестве воспламенителей для аэрозольных пожаротушащих генераторов; в качестве составов-генераторов газов или для создания давления для вытеснения, или инжекции жидкостей.

Раскрытие заявленного изобретения.

В основу заявляемого изобретения положены реальные композиции для тушения пожара (по патенту 2105581) - освоенные промышленностью и внедряемые нами в качестве новых, эффективных пожаротушащих составов, имеющих хорошие эксплуатационные качества, широкий диапазон применения при низком удельном расходе, что достигнуто за счет изменения весового содержания и природы основного окислителя, вводимого в чистом виде или в смеси с ранее примененными окислителями и добавками. Запатентованные пожаротушащие композиции на основе окислителей различной химической природы (широко известных и новых по своей химической природе) в сочетании с новыми добавками различного назначения поставляют для тушения экологически чистые, безопасные для человека и сохраняющие экологический слой Земли продукты сгорания. В качестве новых по своей химической природе окислителей, позволивших решить целый ряд проблем пожаротушения, в составе пожаротушащих композиций нами были применены соли динитрамида.

Ниже приводим несколько примеров применения запатентованных по патенту 2105581 пожаротушащих композиций по новому применению, которые наиболее отражают суть заявленного материала.

Пример N 1 (смесевая композиция - плазменное топливо для баллиститной и смесевой-литьевой технологии формования) Состав, мас.%: Калиевая (натриевая) соль динитрамида - 65,0 Аммониевая соль динитрамида - До 20,0 (частично и вместо калиевой соли динитрамида) Связующее на полиуретановом каучуке с нитроглицерином (этиленгликольдинитратом) или полиглицидилнитратэпоксиде с этиленгликольдинитратом (нитроглицерином) - 30,0 Катализаторы, стабилизаторы, технологические добавки, термически рассеиваемые компоненты, модификаторы - 5,0 Пример N 2 (смесевая композиция - плазменное топливо для баллиститной и смесевой технологии формования) Состав мас.%: Кaлиeвая соль динитрамида - 39,5
Калиевая соль азотной кислоты - 38,5
Поливинилацетат - 8,8
Дибутилфталат - 3,5
Идитол (можно аэросил, окись магния) Технологические добавки, катализаторы, термически рассеиваемые компоненты - Остальное
Пример N 3 (смесевая композиция - плазменное топливо для баллиститной и смесевой технологии формования)
Состав, мас.%:
Калиевая соль динитрамида - 34,5
Калиевая соль азотной кислоты - 20,0
Хлорид калия - 1,0
Нитроцеллюлоза (с N=12,8%) - 20,0
Нитроглицерин (динитратэтиленгликоль) ПАВ, технологические добавки, катализаторы - Остальное
Пример N 4 (смесевая композиция - плазменное топливо для смесевой технологии формования)
Состав, мас.%:
Цезиевая соль динитрамида - 8,0
Натриевая соль динитрамида - 20,0
Калиевая соль динитрамида - 50,0
СКН-26 - 4,4
Поливинилбутираль - 4,4
Триацетин - 3,5
Карбонат магния - 5,0
Добавки, катализаторы, модификаторы - 4,7
Пример N 5 (смесевая композиция - плазменное топливо для пиротехнической технологии формования)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 20,0
Калиевая соль динитрамида - 35,0
Калиевая соль азотной кислоты - 30,0
Окись магния - 10,0
Дивинилстирольный термоэластопласт - 4,0
ПАВ, катализаторы - 1,0
Пример N 6 (смесевая композиция - ВВ)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 50,0
Калиевая соль динитрамида - 35,0
Окись магния - 10,0
Полиглицидилнитрат (эпоксид) - 4,0
ПАВ, катализаторы - 1,0
Пример N 7 (смесевая композиция - ВВ)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 60,0
Калиевая соль динитрамида - 35,0
Дивинилстирольный термоэластопласт, или идитол, и/или полиэтилен - 4,0
ПАВ, катализаторы - 1,0
Пример N 8 (смесевая композиция - ВВ)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 70,0
Натриевая соль динитрамида - 25,0
Дивинилстирольный термоэластопласт, или идитол, и/или полиэтилен (полипропилен) - 4,0
ПАВ, катализаторы - 1,0
Пример N 9 (смесевая композиция - ракетное топливо)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 70,0
Калиевая (натривая) соль динитрамида - 5,0
Химически активный металл - 10,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (c пластификатором) и/или связующим по п. 2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.3 того же патента) - 14,0
ПАВ, катализаторы, модификаторы, стабилизаторы - 1,0
Пример N 10 (смесевая композиция - ружейный или минометный порох)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 70,0
Калиевая (натриевая) соль динитрамида - 5,0
Химически активный металл - 10,0
Связующее по п.2 патента 2105581 с (пластификатором по п.3 того же патента) - 14,0
ПАВ, катализаторы - 1,0
Пример N 11 (баллиститная композиция - ружейный или минометный порох для кордитной и смесевой технологии формования)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 70,0
Химически активный металл - 15,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (с пластификатором) и/или связующим по п. 2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.3 того же патента) - 14,0
ПАВ, катализаторы, стабилизаторы - 1,0
Пример N 12 (ружейный или минометный порох или составы для газогенераторов для формования зарядов по кордитной и смесевой технологии)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 56,0
Калиевая соль азотной кислоты - 20,0
Химически активный металл - 15,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (с пластификатором) и/или связующим по п. 2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.3 того же патента) - 8,0
ПАВ, катализаторы по п. 5, 7 2105581, стабилизаторы, модификаторы, (частично вместо KNO₃) - До 8,0
Пример N 13 (ракетное топливо, минометный порох и/или составы для газогенераторов различного назначения для кордитной, смесевой или/и пиротехнической технологий формования зарядов, изделий)
Состав, мас.%:
Аммониевая соль динитрамида - 58,0
Перхлорат (хлорат) аммония - До 17,0
Химически активный металл - До 10,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (с пластификатором) и/или связующим по п. 2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.6 того же патента) - Соответственно до 10,0
ПАВ, катализаторы и/или модификатор, термически рассеиваемый компонент (по п.3 патента 2105581) - До 5,0
Пример N 14 (составы для газогенераторов или волноводов-термошнуров различного назначения для кордитной и/или баллиститной технологий формования зарядов, изделий, волноводов и/или термошнуров)
Состав, мас.%:
Калиевая соль азотной (азотистой) кислоты или калиевая соль динитрамида - 50,0
2,4-Диазидо-6-амино-s-триазин с низкоазотной (11,5%) целлюлозой - До 25,0
Химически активный металл и/или их гидриды - До 5,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (с пластификатором) и/или связующим по п. 2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.6 того же патента) соответственно - До 5,0
ПАВ, катализаторы и/или модификатор, термически рассеиваемый компонент (по п.3 патента 2105581) - До 15,0
Пример N 15 (составы для газогенераторов для формования зарядов по кордитной и смесевой технологии)
Состав, мас.%:
Калиевая соль динитрамида - До 56,0
Калиевая (натриевая) соль азотной кислоты - 20,0
Химически активный металл - До 15,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (с пластификатором) и/или связующим по п. 2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.3 того же патента) - До 8,0
ПАВ, катализаторы по п.5, 7 патента 2105581 (частично, вместо KNO₃) - До 8,0
Пример N 16 (пиротехнический фейерверочный состав желтого цвета пламени и/или составы для газогенераторов различного назначения для кордитной, смесевой и/или пиротехнической технологий формования зарядов, изделий, фейерверков, шутих и т.п.)
Состав, мас.%:
Натриевая соль динитрамида - 65,0
Перхлорат (хлорат) натрия - До 17,0
Химически активный металл - До 3,0
Дивинилстирольный термоэластопласт (с пластификатором) и/или связующим по п.2 патента 2105581 (с или без пластификатора по п.6 того же патента) соответственно - До 10,0
Катализаторы и/или модификатор, термически рассеиваемый компонент (по п. 3 патента 2105581) - До 5,0
Пример N 17 (осветительный состав (пример 5 по патенту 2105581), состав для газогенераторов различного назначения для кордитной или пиротехнической технологий формования зарядов, изделий)
Состав, мас.%:
Натриевая солъ динитрамида - 20,0
Калиевая соль динитрамида - 35,0
Калиевая соль азотной кислоты - 30,0
Химически активный металл (вместо MgO) - 10,0
Дивинилстирольный термоэластопласт - 4,0
ПАВ, катализаторы - 1,0
Поскольку альтернатива направлений применения известной композиции по новому назначению в патентах не допускается, нам представляется разумным ограничиться использованием запатентованных по патенту 2105581 пожаротушащих композиций на основе солей динитрамида в качестве ракетных топлив различного назначения.

Кроме того, к настоящему времени нам известны публикации запатентованных и патентующихся композиций ракетных топлив на основе солей динитрамида:
- патент US 5498803 с приоритетом от 21.04.93 г. от имени фирмы TIOKOL CORPORATION (US), опубликованный 12.03.1996, "Композиция ракетного топлива на основе солей динитрамида и связующих" - композиция не содержит хлора, ингредиенты взяты в следующем соотношении:
связующее на основе полиглицидилнитрата 10-35%, соли динитрамида 50-70%, химически активный металл 2-25% и многофункциональная добавка;
международная заявка PCT/US94/04270 от имени фирмы TIOKOL CORPORATION (US), опубликованная в PCT-Gazette под номером WO 94/24073 27.10.94, "Состав ракетного топлива на основе солей динитрамида и энергетической связки", с использованием, например, аммониевой соли динитрамида.

Практическая эксплуатация и внедрение пожаротушащих аэрозольных композиций по патенту 2105581 на основе солей динитрамида в реальные объекты, вышеупомянутые публикации утвердили нас в возможности применения запатентованных по патенту России 2105581 пожаротушащих составов по новому назначению, например в качестве ракетного топлива. Такого направления применения пожаротушащих композиций в технике нет.

Исходя из примеров NN 9-13 представленного описания, нами выбраны следующие пределы по содержанию компонентов, мас.%:
Термически рассеиваемый компонент - 0,2 - 5,0
Окислитель - 70,0 - 76,0
Связующее - 8,0 -14,0
Добавки - 10,8 - 20,0.

Формула изобретения

Применение композиции для тушения пожара, содержащей термически рассеиваемый компонент, окислитель, связующее и добавки и характеризующейся тем, что в качестве окислителя она содержит неорганическое соединение, выбранное из группы, содержащей соли динитрамида, например калиевую, натриевую, цезиевую, аммониевую, как в чистом виде, так и их смеси, их смеси с нитратами и/или перхлоратами тех же металлов и катионов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Термически рассеиваемый компонент - 0,2 - 5,0
Окислитель - 70,0 - 76,0
Связующее - 8,0 - 14,0
Добавки - 10,8 - 20,0
в качестве ракетного топлива.