Способ получения огнетушащего порошка

 

Изобретение относится к области получения огнетушащих порошков, используемых для тушения пожаров классов В, С и Е. Способ включает в себя гидрофобизацию высокодисперсного диоксида кремния гидрофобизирующей силиконовой жидкостью, смешение его с основными компонентами состава и измельчение готового продукта в мельнице ударного типа до гранулометрического состава, при этом массовая доля порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 составляет не менее 40%. Смешение компонентов состава проводят при следующем соотношении, мас.%: бикарбонат натрия 40-70, высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,5-5, нерастворимый в воде минерал или смесь минералов - остальное. Способ позволяет снизить энергозатраты и время получения огнетушащего порошка, обладающего повышенной огнетушащей способностью, низкой склонностью к влагопоглощению, высокой способностью к водоотталкиванию, а также повышенной текучестью. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области получения огнетушащих порошков, которые могут быть использованы для тушения пожаров горючих жидкостей (пожары класса В) и горючих газов (пожары класса С), а также электроустановок, находящихся под напряжением.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются огнетушащий порошоковый состав и способ его получения, включающий высокодисперсную добавку, целевую добавку для текучести, гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость и основной компонент, отличающийся тем, что он содержит компоненты состава при следующем соотношении, мас.%:

Высокодисперсная добавка 2-4

Целевая добавка для текучести 3-11

Основной компонент Остальное

причем в качестве высокодисперсной добавки он содержит белую сажу, гидрофобизированную кремнийорганической жидкостью, полимеризованной на поверхности ее частиц, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Белая сажа 95-97

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость Остальное

Огнетушащий состав, отличающийся тем, что он в качестве целевой добавки для текучести содержит корундовый порошок или алюмосиликат, в качестве основного компонента он содержит аммофос и сульфат аммония при следующем соотношении компонентов, маc.%:

Аммофос 5-100

Сульфат аммония Остальное

Способ получения огнетушащего порошкового состава, включающий раздельную сушку, измельчение, гидрофобизацию кремнийорганической жидкостью и совместное смешивание компонентов состава, при этом гидрофобизации подвергают белую сажу, которую предварительно сушат до содержания влаги не более 0,25 мас.%, затем проводят ее измельчение, смешивают с кремнийорганической жидкостью при соотношении, мас.%:

Белая сажа 95-97

Гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость Остальное

и выдерживают при температуре 150-200°С до достижения полимеризации кремнийорганической жидкости на поверхности частиц белой сажи. [1] (патент РФ № 2194555, С1 А 62 D 1/00, 2002).

К недостаткам данного огнетушащего порошкового состава следует отнести сложность способа его получения, высокие энергозатраты и время для гидрофобизации кремнийорганической жидкости, относительно невысокую огнетушащую способность (при низкой текучести) при тушении пожаров класса В и значительную склонность к влагопоглощению.

Задачей данного изобретения является способ получения огнетушащего порошка с низкими энергозатратами и временем получения, обладающего повышенной огнетушащей способностью при тушении пожаров класса В, низкой склонностью к влагопоглощению, высокой способностью к водоотталкиванию и повышенной текучестью порошка.

Поставленная задача достигается гидрофобизацией высокодисперсного диоксида кремния гидрофобизирующей силиконовой жидкостью, представляющей собой полимер этилгидросилоксана, последующее смешение его с основными компонентами состава и измельчение готового продукта в мельнице ударного типа до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 не менее 40%, при этом смешение компонентов состава проводят при следующем соотношении, мас.%: бикарбонат натрия 40-70, высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,5-5, нерастворимый в воде минерал или смесь минералов – остальное.

В качестве нерастворимого в воде минерала или смеси минералов используют тальк, оксид магния, талькомагнезит, карбонаты кальция, магния и их смеси, включая природные минералы - доломит, кальцит, мел, магнезит, природные фосфориты - апатит, фосфоритная мука.

В качестве гидрофобизирующей силиконовой жидкости используют полимер этилгидросилоксана, представляющий собой бесцветную или слабожелтую жидкость без механических примесей с массовой долей активного водорода 1,30-1,42%, реакцией среды - рН водной вытяжки 6-8, гидрофобизирующей способностью не менее 3-х часов.

Гидрофобизацию диоксида кремния проводят следующим образом.

Готовят 8-12% раствор гидрофобизирующей силиконовой жидкости, представляющей собой полимер этилгидросилоксана. Затем 3-6% приготовленного раствора добавляют к 100 граммам диоксида кремния. Полученная смесь перемешивается в течение 30-40 мин до получения однородной массы, которая сушится при t 80-100°С до влажности 2,5-4,5%.

Определение влажности производят по ГОСТ 14922-77.

Получение огнетушащего порошка проводят в шнековом смесителе. Для этого в шнековый смеситель, при работающем перемешивающем устройстве, загружают компоненты состава в следующем порядке: нерастворимый в воде минерал или смесь минералов, высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния, бикарбонат натрия. Компоненты состава перемешивают в течение 50-60 минут, затем выгружают в приемный бункер, откуда шнеком подают на мельницу ударного типа, где проводят измельчение до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 не менее 40%.

Для экспериментальной проверки заявляемого объекта была приготовлена серия порошков. Тушащая способность порошков и их эксплуатационные свойства определяли в соответствии с НПБ 170-98 (нормы пожарной безопасности “Порошки огнетушащие общего назначения. Общие технические требования. Методы испытаний”), в соответствии с которыми в России проводятся приемочные испытания огнетушащих порошков. Эти нормы учитывают требования международного стандарта ISO 7202, в соответствии с ними ужесточены требования к качеству огнетушащих порошков, поступающих на рынок России. У данных огнетушащих порошков были определены следующие показатели: способность к водоотталкиванию, текучесть, огнетушащая способность, склонность к влагопоглощению. Огнетушащий порошок известного состава (прототип) готовили согласно описанию [1].

Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Гидрофобизация диоксида кремния проводилась следующим образом.

Готовили 8% раствор гидрофобизирующей силиконовой жидкости, представляющей собой полимер этилгидросилоксана, затем 3% данного раствора добавляли к 100 г диоксида кремния, полученную смесь перемешивали 30 мин, сушили при t 80°C до влажности 2,5%.

Далее готовили огнетушащий порошок путем смешения в шнековом смесителе: при работающем перемешивающем устройстве в смеситель загружали 59,5 мас.% нерастворимого в воде минерала или смеси минеральных солей, 0,5 мас.% высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния и 40 мас.% бикарбоната натрия, перемешивали 50 минут, выгружали смесь в приемный бункер, откуда шнеком подавали на мельницу ударного типа, где проводили измельчение продукта до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 45%.

Далее отбирали пробу на анализ и определяли:

Склонность к влагопоглощению, % 0,25

Способность к водоотталкиванию, мин (W) 240

Текучесть, кг/с (остаток, %) 0,4

Тушащая способность по классу В, кг/м² (тушение очага 55В) 0,71

Пример 2.

Гидрофобизация диоксида кремния проводилась следующим образом.

Готовили 12% раствор гидрофобизирующей силиконовой жидкости, представляющей собой полимер этилгидросилоксана, затем 6% данного раствора добавляли к 100 граммам диоксида кремния, полученную смесь перемешивали 40 мин и сушили при t 100°С до влажности 4,5%. Далее готовили огнетушащий порошок путем смешения в шнековом смесителе: при работающем перемешивающем устройстве в смеситель загружали 25 мас.% нерастворимого в воде минерала или смеси минеральных солей, 5 мас.% высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния и 70 мас.% бикарбоната натрия, перемешивали 60 минут, выгружали смесь в приемный бункер, откуда шнеком подавали на мельницу ударного типа, где проводили измельчение продукта до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 50%. Далее отбирали пробу на анализ и определяли:

Склонность к влагопоглощению, % 1

Способность к водоотталкиванию, мин, (W) 360

Текучесть, кг/с (остаток, %) 0,44

Тушащая способность по классу В, кг/м² (тушение очага 55В) 0,74

Пример 3.

Гидрофобизация диоксида кремния проводилась следующим образом.

Готовили 10% раствор гидрофобизирующей силиконовой жидкости, представляющей собой полимер этилгидросилоксана, затем 4,5% данного раствора добавляли к 100 граммам диоксида кремния, полученную смесь перемешивали 35 мин и сушили при t 90°С до влажности 3,5%.

Готовили огнетушащий порошок путем смешения в шнековом смесителе: при работающем перемешивающем устройстве в смеситель загружали 42,25 мас.% нерастворимого в воде минерала или смеси минеральных солей, 2,75 мас.% высокодисперсного гидрофобного диоксида кремния и 55 мас.% бикарбоната натрия, перемешивали 55 минут, выгружали смесь в приемный бункер, откуда шнеком подавали на мельницу ударного типа, где проводили измельчение продукта до гранулометрического состава - массовая доля огнетушащего порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 50%.

Далее отбирали пробу на анализ и определяли:

Склонность к влагопоглощению, % 1,5

Способность к водоотталкиванию, мин (W) 480

Текучесть, кг/с (остаток, %) 0,49

Тушащая способность по классу В, кг/м² (тушение очага 55В) 0,79

Пример по прототипу.

Готовят высокодисперсную добавку: белую сажу сушат в сушильном шкафу до содержания влаги не более 0,25 мас.%, затем разрушают в дезинтеграторе образовавшиеся в процессе сушки комочки и полученный таким образом порошок белой сажи тщательно перемешивают в смесителе с кремнийорганической жидкостью, преимущественно с поли-этилгидросилоксановой жидкостью ГКЖ-94 в течение не менее 6 часов, добиваясь равномерного и полного покрытия мелкодисперсных частиц белой сажи вводимой жидкостью. После перемешивания полученную смесь полимеризуют в печи при температуре 150-200°С в течение не менее 8 часов. В результате образуется продукт, представляющий собой мелкодисперсные частицы, покрытые неразрушающейся пленкой отвержденной гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости со степенью гидрофобности, близкой к степени гидрофобности модифицированного аэросила.

Основные компоненты состава аммофос и сульфат аммония раздельно сушат в сушильном шкафу и затем измельчают. Полимеризованную дисперсную добавку, приготовленные основные компоненты и целевую добавку для текучести, например шлифпорошок корунда, который покупают в готовом виде, перемешивают в аппарате для смешения. Полученный порошковый состав содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Высокодисперсная добавка 2-4

Целевая добавка для текучести 3-11

Основной компонент Остальное

причем в качестве высокодисперсной добавки он содержит белую сажу, гидрофобизированную кремнийорганической жидкостью, полимеризованной на поверхности ее частиц, а в качестве целевой добавки для текучести - корундовый порошок или алюмосиликат.

Влажность порошка, мас.%, не более 0,35

Текучесть, кг/с 0,33

Гидрофобность полимеризованной белой сажи, мас.%, не менее 90

Формула изобретения

1. Способ получения огнетушащего порошка, включающий гидрофобизацию высокодисперсного диоксида кремния гидрофобизирующей силиконовой жидкостью, представляющей собой полимер этилгидросилоксана и последующее смешение его с основными компонентами состава, отличающийся тем, что готовый продукт измельчают в мельнице ударного типа до гранулометрического состава - массовая доля порошка под сеткой № 005 по ГОСТ 6613-86 не менее 40% и смешение компонентов проводят при следующем соотношении, маc.%: бикарбонат натрия 40-70, высокодисперсный гидрофобный диоксид кремния 0,5-5, нерастворимый в воде минерал или смесь минералов - остальное.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нерастворимого в воде минерала или смеси минералов используют тальк, оксид магния, талькомагнезит, карбонаты кальция, магния и их смеси, включая природные минералы - доломит, кальцит, мел, магнезит, природные фосфориты - апатит, фосфоритная мука.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве гидрофобизирующей силиконовой жидкости используют полимер этилгидросилоксана, представляющий собой бесцветную или слабожелтую жидкость без механических примесей с массовой долей активного водорода 1,30-1,42%, реакцией среды - рН водной вытяжки 6-8, гидрофобизирующей способностью не менее 3-х ч.