Рецептура для формирования самодегазирующего покрытия
Владельцы патента RU 2443446:
Федеральное Государственное учреждение 33 Центральный научно-исследовательский испытательный институт МО РФ (RU)
Изобретение относится к области безопасной эксплуатации объектов по уничтожению химического оружия (ОУХО), а именно к созданию дегазирующих рецептур для нанесения на внешние и внутренние поверхности ОУХО и формирования на них самодегазирующего покрытия, обеспечивающего безопасную эксплуатацию объектов при многократном заражении физиологически-активными веществами (ФАВ). Рецептура включает водно-дисперсионную краску, механическую смесь сухих сорбентов биополимеров, поверхностно-активных веществ и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: компонент №1: водно-дисперсионная краска - 25,0-35,0; компонент №2: механическая смесь алюмосиликатного катализатора, лигнина и сульфонола - 25,0-35,0; вода - остальное. Компонент №2 представляет собой механическую смесь алюмосиликатного катализатора, лигнина и сульфонола при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюмосиликатный катализатор - 90,0-95,0; лигнин - 4,0-9,0; сульфонол - 1,0-5,0. Технический результат заключается в обеспечении безопасной эксплуатации объектов при заражении основными типами ФАВ общетоксического принципа действия в случае возникновения аварийных ситуаций. Достигаемый положительный эффект обеспечивается компонентным составом и сбалансированным их соотношением в рецептуре. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области безопасной эксплуатации объектов по уничтожению химического оружия (ОУХО), а именно к созданию дегазирующих рецептур для нанесения на внешние и внутренние поверхности ОУХО и формирования на них самодегазирующего покрытия, обеспечивающего безопасную эксплуатацию объектов при многократном заражении физиологически-активными веществами (ФАВ) общетоксического принципа действия в случае возникновения аварийных ситуаций.
Известна дегазирующая рецептура для уничтожения отравляющих веществ и вязких рецептур на их основе (заявка №2005119426/15 от 2005.06.22). Рецептура содержит алкоголят щелочного металла, N-метилпирролидон и капролактам. Данная рецептура может применяться для разложения основных типов ФАВ, обладает пониженной пожароопасностью, малой коррозионной активностью и хорошо смывается водой.
Также известны дегазирующий раствор №1 на основе хлорамина ДТ-2 (ДТХ-2) и дихлорэтана, используемый для обработки объектов ВВТ, зараженных V-газами и ипритом, и раствор №2бщ (№2ащ) на основе едкого натра, моноэтаноламина и воды (аммиачной воды), применяемый для дегазации объектов при заражении их зарином и зоманом.
При всех несомненных достоинствах данных дегазирующих растворов и рецептур использование их для превентивного применения в качестве самодегазирующего покрытия не представляется возможным из-за отсутствия в составе связывающего вещества.
Наиболее близким по назначению и составу к заявленному изобретению по совокупности признаков является состав хемосорбирующего покрытия внутренней поверхности контейнера для аварийных емкостей с токсичными фосфорорганическими веществами (заявка №98114744/25 от 1998.07.28). Состав хемосорбирующего покрытия содержит водорастворимую соль алюминия, едкую щелочь и силикат натрия при следующем соотношении компонентов: водорастворимая соль алюминия 10-15%, едкая щелочь 4-7%, силикат натрия 4-6%, вода - остальное. Состав получают непосредственно перед нанесением на поверхность путем добавления при перемешивании водного раствора соли алюминия к смеси водных растворов едкой щелочи и силиката натрия. Хемосорбирующее покрытие позволяет снизить до малоопасных уровней зараженность воздуха в контейнерах с аварийными емкостями, заполненными фосфорорганическими веществами.
Основной причиной, исключающей возможность применения данного состава для формирования самодегазирующего покрытия на внешних и внутренних поверхностях технологических помещений ОУХО является следующее. Состав хемосорбирующего покрытия на основе водорастворимой соли алюминия обеспечивает снижение зараженности воздуха до малоопасных уровней исключительно при однократном заражении поверхности токсичными фосфорорганическими соединениями (ФОС). Использование покрытия при заражении другими типами ФАВ малоэффективно.
Задачей настоящего изобретения является разработка рецептуры самодегазирующего покрытия (РСДП), предназначенной для нанесения и формирования защитного слоя на внешних и внутренних поверхностях технологических помещений объектов по уничтожению химического оружия с целью обеспечения безопасной эксплуатации объектов при заражении основными типами токсичных фосфорорганических веществ.
Поставленная задача решается разработкой рецептуры самодегазирующего покрытия, в состав которой входят следующие компоненты (мас.%):
1) компонент №1 - водно-дисперсионная винилацетатная краска 25,0-35,0%;
2) компонент №2 - механическая смесь алюмосиликатного катализатора, лигнина и сульфонола 25,0-35,0;
3) вода - остальное.
Компонент №2 представляет собой механическую смесь алюмосиликатного катализатора, лигнина и сульфонола при следующем соотношении компонентов (мас.%):
| Алюмосиликатный катализатор | 90,0…95,0 |
| Лигнин | 4,0…9,0 |
| Сульфонол | 1,0…5,0 |
Для подтверждения возможности осуществления изобретения проведены исследования эффективности рецептуры самодегазирующего покрытия вышеприведенного состава при заражении токсичными фосфорорганическими соединениями (ФОС). Оценку дегазирующей эффективности рецептуры, нанесенной на металлические поверхности, проводили в соответствии с утвержденными методиками. Результаты исследований представлены в таблицах 1-2.
Анализ представленных в таблице 1 экспериментальных данных показывает, что СДП, имеющие развитую капиллярно-пористую структуру, обеспечивают быстрое впитывание жидкой фазы ФОС. Уже через 5…10 с после заражения количество переходящего на бязь ФОС при кратковременном контакте с зараженной поверхностью составляет сотые доли процента от первоначально нанесенного, то есть можно считать, что жидкая фаза вещества на поверхности практически отсутствует. Из данных таблицы 1 также следует, что количество переходящего на бязь ФОС при 5-6 контактах по сравнению с одним контактом возрастает незначительно (в 1,5…2,0 раза).
| Таблица 1 | ||||||
| Коэффициенты перехода токсичного ФОС на бязь при кратковременном контакте с поверхностью СДП пои различных экспозициях заражения | ||||||
| Состав РСДП | Количество контактов | Величина коэффициента перехода через … мин после заражения | ||||
| 0,1 | 1 | 5 | 15 | 60 | ||
| Краска ВД-ВА-224, катализатор АСК, лигнин, сульфонол | 1 | (5,0±0,9)·10-4 | (4,2±0,7)·10-4 | (3,4±0,6)·10-4 | (1,7±0,3)·10-4 | (5,8±2,1)·10-5 |
| 5-6 | - | (4,8±0,8)·10-4 | (4,2±0,8)·10-4 | (2,9±0,4)·10-4 | (1,2±0,1)·10-4 |
Представленные в таблице 1 данные свидетельствуют, уже через одну минуту после контакта капель ФОС с поверхностью СДП последние не представляют кожно-резорбтивной опасности для условий кратковременного контакта с ними личного состава. Это наглядно и убедительно показывает преимущество самодегазирующих покрытий перед впитывающими лакокрасочными покрытиями типа ХВ-518.
Самодегазирующие покрытия, как и любые другие средства дегазации, должны обеспечивать безопасность не только кратковременного, но и длительного контакта с зараженными ФАВ поверхностями объектов. Результаты статистической обработки большого массива экспериментальных данных, полученных как в лабораторных, так и в полевых экспериментах (всего около 100 опытов), показали, что при экспозиции заражения 30…60 минут самодегазирующие покрытия сорбционного типа с вероятностью не ниже 0,9 обеспечивают снижение диффузионного потока ФОС до допустимых норм. Средние значения диффузионного потока ФОС с поверхности СДП с учетом верхней доверительной границы при начальной плотности заражения 1,0 г/м2 составляют (2,7…4,5)·10-4 мг/см2 и не превышают допустимых норм.
В таблице 2 приведены экспериментальные данные, характеризующие изменение диффузионной подвижности ФОС в СДП при различных экспозициях заражения.
Приведенные в таблице 2 экспериментальные данные показывают, что самодегазирующие покрытия в отличие от ЛКП объектов обеспечивают более быстрое снижение диффузионной подвижности ФАВ. Уже через пять минут после заражения величина диффузионного потока ФОС с поверхности СДП близка к существующим допустимым нормам. Увеличение экспозиции заражения приводит к уменьшению подвижности ФОС в покрытии за счет диффузионных процессов, протекающих в объеме СДП.
| Таблица 2 | ||||
| Величина диффузионного потока ФОС с поверхности РСДП при различных экспозициях заражения | ||||
| Состав РСДП | Экспозиция заражения, час | Диффузионный поток ФОС, определяемый сорбционной подложкой, мг/см2, при температуре … °С | Значение температурного коэффициента | |
| 20±2 | 38 | |||
| Краска ВД-ВА-224, катализатор АСК, лигнин, сульфонол | 0,08 | (6,7±2,1)·10-4 | (1,6±0,4)·10-4 | 2,4 |
| 1 | (4,4±1,4)·10-4 | (9,7±3,4)·10-4 | 2,2 | |
| 4 | (3,8±1,1)·10-4 | (8,1±2,8)·10-4 | 2,1 | |
| 24 | (1,9±0,7)·10-4 | (5,2±1,6)·10-4 | 2,7 |
Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют, что заявляемая рецептура имеет явные преимущества перед прототипом и позволяет создать защитный слой на внутренних и внешних поверхностях коммуникаций и помещений объектов по уничтожению химического оружия с целью обеспечения безопасной эксплуатации объектов при заражении физиологически-активными веществами общетоксического принципа действия в случае возникновения аварийных ситуаций. Достигаемый положительный эффект обеспечивается компонентным составом и сбалансированным их соотношением в рецептуре.
1. Рецептура самодегазирующего покрытия для нанесения и формирования защитного слоя на внутренних и внешних поверхностях технологических помещений объектов по уничтожению химического оружия, включающая водно-дисперсионную краску, механическую смесь сухих сорбентов, биополимеров, поверхностно-активных веществ и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| компонент №1: водно-дисперсионная краска | 25,0-35,0 |
| компонент №2: механическая смесь алюмосиликатного | |
| катализатора, лигнина и сульфонола | 25,0-35,0 |
| вода | остальное |
2. Рецептура по п.1, отличающаяся тем, что компонент №2 представляет собой механическую смесь алюмосиликатного катализатора, лигнина и сульфонола при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| алюмосиликатный катализатор | 90,0-95,0 |
| лигнин | 4,0-9,0 |
| сульфонол | 1,0-5,0 |
