Огнестойкая композиция
Группа изобретений предназначена для нанесения на продукты для защиты от огня. Огнестойкая композиция представляет собой водную композицию, содержащую по меньшей мере один сахар и хлорид магния (MgCl2). Концентрация хлорида магния в композиции составляет от 50 г/л до 580 г/л. Получают по меньшей мере один сахар и хлорид магния. Растворяют компоненты в воде. Регулируют рН полученного раствора до значения от 6,0 до 7,5. Применяют композицию для тушения лесных пожаров с использованием самолетов, гидросамолетов или вертолетов, или для тушения бытовых и/или промышленных пожаров путем нанесения посредством установок, имеющих трубы, и пожарных машин или мотопомп. Обеспечивается композиция, не требующая присутствия токсичных компонентов, основанная на компонентах, которые подходят для употребления в пищу, являются биоразлагаемыми и не загрязняют окружающую среду, действующая как ингибитор огня. Безвредность композиции для животных и людей обеспечивает возможность как нанесения указанной композиции на людей и животных, так и приема внутрь указанной композиции. 4 н. и 10 з.п. ф-лы.
Настоящее изобретение относится к области огнестойких композиций и, более конкретно, к композиции для защиты от огня, которая образует карбоксильный слой при вступлении в контакт с огнем, к способу получения этой композиции и к различным ее применениям.
В последние годы количество и интенсивность лесных пожаров, бытовых пожаров и пожаров на промышленных предприятиях и на животноводческих комплексах увеличились. Соответственно, в последние годы было разработано большое количество разнообразных огнезащитных композиций.
Повышение безопасности продуктов, используемых против пожаров, означает, что разрабатывают новые композиции с огнезащитными свойствами. Однако известно, что многие химические огнестойкие продукты содержат компоненты, которые могут быть токсичными для человека и наносить ущерб окружающей среде.
Известно использование композиций, содержащих сахара в качестве антипиренов и средств защиты от пожара (см., например, публикации РСТ WO2008058324 A1, европейский патент ЕР1853358 В1 и южнокорейский патент KR20080001702 A). Так, публикация корейского патента KR20080001702 A раскрывает антипирен, который образует карбоксильный слой, содержащий сахар или графит, и антипирен, выбранный из моноаммонийфосфата, диаммонийфосфата, полифосфата аммония и меламинфосфата. Однако указанные огнестойкие композиции также содержат сахара, поверхностно-активные вещества, фосфаты и другие агенты, которые токсичны для человека и наносят ущерб окружающей среде. Более того, приготовление и использование указанных композиций в некоторых установках обычно проблематично из-за их ядовитости и коррозионной активности. Кроме того, присутствие фосфатов означает, что указанные композиции обладают сильной коррозионной активностью, что создает проблемы хранения и вызывает повреждение объектов из-за их применения.
Кроме того, в публикации британского патента GB190023890A в 1901 году описан кислотоупорный цемент, предназначенный для защиты объектов из картона, дерева или металла, в частности, для применения в электрооборудовании, который состоит из композиционного цемента, содержащего оксихлорид магния, портландцемент и мелассу. Указанный оксихлорид магния образуют путем смешивания оксида магния и раствора хлорида магния, при этом мелассу используют для разбавления цемента. Этот цемент нельзя наносить на людей или животных из-за токсичности и коррозионной активности оксихлорида магния, а также он не образует карбоксильный защитный слой. Кроме того, затвердевание из-за наличия цемента делает его использование для тушения пожаров нецелесообразным и не допускает длительного хранения перед использованием. Более того, его нельзя использовать в установках с текучей средой и/или наносить на объекты без причинения непоправимого ущерба.
При борьбе с лесными пожарами используют самолеты, особенно самолеты-заправщики, которые во многих случаях являются адаптированными гидросамолетами. Химические продукты, используемые для борьбы с указанными пожарами, могут включать воду, водные усиливающие агенты, такие как пены и гели, и в частности, специально разработанные антипирены. Однако высокая плотность этих огнезащитных композиция ограничивает загрузку самолетов.
Дополнительная проблема со всеми вышеуказанными композициями заключается в том, что их температура замерзания равна или выше 0°С, что приводит к проблемам при хранении зимой.
Таким образом, известные в настоящее время композиции имеют следующие недостатки:
- они обладают высокой коррозионной активностью,
- со временем они производят солевые осадки.
Это означает, что указанные композиции нельзя хранить в течение длительного периода времени или использовать в установках с текучей средой для тушения пожаров, поскольку указанные композиции могут вызывать коррозию установки и/или засорения из-за образующихся осадков.
Более того, в некоторых случаях известные композиции стабильны только в очень специфических и регулируемых условиях окружающей среды. Например, они не выдерживают экстремальных условий холода или жары, которые случаются летом и/или зимой.
Ввиду вышеизложенного все еще существует потребность в эффективных огнестойких композициях для уменьшения и/или исключения использования композиций, наносящих ущерб человеку или окружающей среде, где указанные композиции стабильны в широком диапазоне температур, не осаждаются значительно с течением времени и не вызывают коррозии.
Целью настоящего изобретения является предоставление композиций, которые позволяют решить вышеупомянутые проблемы. Соответственно, разработана огнестойкая композиция, не требующая присутствия токсичных компонентов. Настоящее изобретение основано на компонентах, которые подходят для употребления в пищу, являются биоразлагаемыми и не загрязняют окружающую среду. Новая композиция действует как ингибитор огня.
В настоящем изобретении предложена огнестойкая композиция для нанесения на продукты для защиты от огня, которая представляет собой водную композицию, содержащую по меньшей мере один сахар и хлорид магния. Предпочтительные воплощения изобретения можно наносить на животных и людей без риска для их здоровья.
В настоящем изобретении термин «сахар» относится к соединению, образованному из углерода, водорода и кислорода, где к его составу применима формула Cn(H2O). Сахара обычно подразделяют на моносахариды, дисахариды или трисахариды.
Композиция по настоящему изобретению на водной основе позволяет хлориду магния и сахару, контактирующим с пламенем, образовывать карбоксильный слой, размер которого увеличивается и защищает объект, на который наносят композицию. Следовательно, она представляет собой ингибитор огня.
Композиция по настоящему изобретению имеет много преимуществ. Кроме того, композиция не вызывает коррозии и не осаждается. Композиция согласно настоящему изобретению имеет низкую температуру замерзания и стабильна от -30 до 70°С. Это облегчает хранение композиции в резервуарах, трубах и т.д. без необходимости использования механизмов для предотвращения замерзания (отопление, рециркуляционные насосы), что приводит к экономии энергии. Кроме того, она обладает высокой изоляционной способностью, что позволяет наносить ее на латекс, пенополиуретан, физических лиц и многие объекты. Кроме того, это композиция, которая очень хорошо прилипает к поверхностям. Кроме того, она не является загрязняющим продуктом, поскольку ни один из ее компонентов не является токсичным. Продукт можно удалять обильным промыванием водой.
Хлорид магния является гигроскопичным соединением, и поэтому поглощает влагу и предотвращает обезвоживание композиции. Таким образом, срок службы вещества увеличивается после нанесения на защищаемый объект, человека или животное. Композиция остается на объекте, на который она нанесена, защищая указанный объект от возможного возгорания, пока указанная композиция не будет удалена.
Кроме того, стабильность в широком диапазоне температур, отсутствие коррозионной активности и отсутствие осадков указанного вещества также делают указанное вещество очень подходящим для хранения в ожидании использования для тушения пожаров. Его вязкость аналогична вязкости воды. В частности, композиция может храниться без повреждения труб, резервуаров и/или лопастных насосов для текучих сред.
В настоящем изобретении сахар предпочтительно выбран из группы, состоящей из фруктозы, декстрозы, глюкозы, сахарозы, мальтозы и изомальтозы, а также сахаров, содержащихся в мелассе. Сахароза широко известна как «столовый сахар» или «обычный сахар».
В настоящем изобретении термин «меласса» относится к конечному субпродукту производства или рафинирования сахара. Это густая вязкая жидкость, которую отделяют от утфеля низкой чистоты центрифугированием.
Предпочтительно концентрация указанного сахара в композиции составляет от 150 г/л до 1000 г/л. Более предпочтительно концентрация указанного сахара в композиции составляет от 200 г/л до 400 г/л.
Предпочтительно концентрация указанного хлорида магния в композиции составляет от 50 г/л до 580 г/л. Более предпочтительно концентрация указанного хлорида магния в композиции составляет от 150 г/л до 400 г/л. Более предпочтительно концентрация указанного хлорида магния в композиции составляет от 200 г/л до 300 г/л.
Предпочтительно указанная композиция также содержит ингибитор коррозии. Указанный ингибитор коррозии позволяет наносить композицию на любой тип объекта. Примером ингибитора коррозии может быть этаноламин. Также возможно использование любого другого ингибитора коррозии, предпочтительно выбранного из натуральных или экологичных ингибиторов коррозии (также известных как экологически чистые ингибиторы). В особенно предпочтительном воплощении ингибитор коррозии представляет собой деоксигенатор.
Предпочтительно указанная композиция имеет конечный рН от 6,0 до 7,5. Соответственно, композиция также может содержать регулятор рН. В некоторых применениях ингибитор коррозии как таковой может быть подходящим для регулирования рН до требуемого диапазона.
Предпочтительно огнестойкая композиция содержит исключительно безвредные для человека компоненты. Более предпочтительно указанная композиция не содержит атомов галогена, в частности, атомов фторида или брома, а также, помимо прочего, сульфатных или фосфатных атомов. Таким образом обеспечивают безвредность композиции для животных и людей, что обеспечивает возможность как нанесения указанной композиции на людей и животных, так и приема внутрь указанной композиции.
В одном воплощении настоящего изобретения разработана композиция специально для этого применения, которая, помимо хлорида магния и по меньшей мере одного сахара, содержит легкий карбонат магния. Специалист в данной области поймет, что когда упоминают легкий карбонат магния, это относится к гидромагнезиту (4MgCO3⋅Mg(OH)2⋅4Н2О). Указанный легкий карбонат магния снижает плотность огнестойкой композиции, и следовательно, делает особенно выгодной транспортировку в гидросамолетах и вертолетах, используемых для тушения пожаров, таких как лесные пожары. Плотность композиции предпочтительно составляет от 0,8 кг/л до 1,1 кг/л. Плотность ниже, чем у воды, может быть достигнута с помощью легкого карбоната магния. Для авиационных применений особенно предпочтительно плотность композиции составляет от 0,8 кг/л до 0,85 кг/л.
Кроме того, композицию можно наносить на лесной покров и, в частности, на насаждения любого типа, не влияя ни на растение, ни на его съедобность.
В некоторых применениях композиции по настоящему изобретению, особенно тех, где используют мелассу, указанный сахар и указанный хлорид магния находятся в соотношении от 1:0,65 до 1:0,75 соответственно. В других вариантах осуществления указанная пропорция составляет от 1:0,8 до 1:1,1, более предпочтительно 1:1.
В особенно предпочтительном воплощении композиция по настоящему изобретению содержит исключительно воду, сахара (включая имеющиеся в продаже сахара) и хлорид магния и, возможно, ингибитор коррозии, регулятор рН и/или легкий карбонат магния и/или краситель.
Кроме того, в настоящем изобретении предложен способ получения огнезащитной композиции для нанесения на продукты для защиты от пожара, указанной выше, которая представляет собой водную композицию, отличающийся тем, что он включает стадии:
a) получения по меньшей мере одного сахара и хлорида магния (MgCl2);
b) растворения компонентов стадии (а) в воде и
c) регулирования рН раствора, полученного на стадии (b), до значения от 6,0 до 7,5. Предпочтительно в указанном способе также возможно добавлять легкий карбонат магния на стадии (а).
Кроме того, в настоящем изобретении предложено применение указанной выше композиции для предотвращения повреждений, вызываемых пожаром. Соответственно, водную композицию согласно настоящему изобретению предпочтительно наносить на площадь и/или объекты, которые необходимо защитить. Водная композиция согласно настоящему изобретению может быть нанесена на любой тип объекта, такой как электропроводка, картон, дерево или металлические предметы. Указанную композицию можно также наносить на животных, людей и даже на здания.
Композицию согласно настоящему изобретению можно также использовать для тушения пожаров путем нанесения указанной композиции непосредственно на пламя. Однако из-за своей водной природы указанная композиция не подходит для тушения пожаров с жидкостями с более низкой плотностью, чем вода.
Кроме того, в настоящем изобретении предложено применение указанной выше композиции для тушения лесных пожаров с использованием самолетов, гидросамолетов или вертолетов. В этом случае гидросамолет загружают веществом в соответствии с настоящим изобретением, и он высвобождает указанное вещество над зоной, пораженной огнем. Для этого применения предпочтительно композиция имеет низкую плотность, чтобы можно было транспортировать ее больший объем.
В настоящем изобретении также предложено применение композиции согласно настоящему изобретению для тушения любого типа пожара, предпочтительно промышленных и/или бытовых пожаров, путем нанесения композиции с использованием установок с текучей средой, которые имеют трубы и насосы, таких как пожарные машины и мотопомпы. Для этого применения особенно полезно отсутствие коррозионной активности композиции согласно настоящему изобретению, так же как и тот факт, что указанная композиция не осаждается, что позволяет удерживать композицию в установке в течение длительного периода времени, ожидая, пока не потребуется ее использовать.
Настоящее изобретение проиллюстрировано ниже с использованием примеров, которые не ограничивают указанное изобретение.
Примеры
Пример 1. Приготовление огнестойких композиций согласно настоящему изобретению на полиуретановом объекте
Были приготовлены композиции, содержащие следующие агенты:
900-1100 см3 H2O
300-400 г/л MgCl2
900-1100 см3 мелассы тростникового сахара.
Хлорид магния и мелассу смешивали с водой, а затем добавляли небольшое количество (менее 0,1 масс. %) ингибитора коррозии, такого как этаноламин. Полученные растворы наносили на объект, выполненный из полиуретана. Затем использовали пламя от паяльной лампы для имитации горения пламени и тепла, подобного теплу от огня.
Контакт с композициями при горении, вызываемом паяльной лампой, приводил к образованию карбоксильного слоя. Указанный карбоксильный слой увеличивался в размере, и следовательно, объект, выполненный из полиуретана, не подвергался значительному нагреву, и не подвергался какому-либо значительному воздействию.
Пример 2. Приготовление огнезащитных композиций по настоящему изобретению на установках
Были приготовлены композиции, содержащие следующие агенты:
900-1100 см3 H2O
200-300 г/л MgCl2
250-350 см3 сахара.
Хлорид магния и сахар растворяли в воде, затем карбонат магния (MgCO3) использовали в качестве регулятора рН для доведения рН до значения от 6,0 до 7,5. Полученные растворы хранили для будущего использования. Использование указанных композиций в установках приводит к формированию карбоксильного слоя на объектах, на которые наносят композиции. Прозрачный цвет сахара означает, что установка не загрязнена указанными композициями. Композицию наносили на объект, который оставался открытым для элементов. Слой композиции держался три месяца, пока не был смыт выпадением осадков более 30 л/м2.
Пример 3. Приготовление огнезащитных композиций по настоящему изобретению на деревянных ящиках
Были приготовлены композиции, содержащие следующие агенты:
900-1100 см3 H2O
200-300 г/л MgCl2
250-350 см3 фруктозы.
Хлорид магния и фруктозу смешивали с водой до полного растворения. Затем рН доводили до значения от 6,0 до 7,5. Полученные растворы применяли для противопожарной защиты складированных деревянных ящиков. Фруктоза, как и сахар, прозрачна, и поэтому после того, как продукт был нанесен на ящики, указанные установки не были загрязнены композициями. Более того, использование композиций не вызывает никакого вредного и/или токсического действия для предметов и людей внутри указанного промышленного склада. Ящики хранились шесть месяцев. Затем была проведена проверка, чтобы убедиться, что композиция все еще присутствует и активируется наличием пламени, в результате чего образуется карбоксильный слой. Наблюдали, что композиция, нанесенная на наружный слой, удерживается в пористости древесины, что защищает ящики.
Пример 4. Приготовление огнезащитных композиций по настоящему изобретению для лесных пожаров
Были приготовлены композиции, содержащие следующие агенты:
450-550 см3 H2O
200-300 г/л MgCl2
900-1100 см3 мелассы
50-150 г/л MgCO3.
Хлорид магния, легкий карбонат магния и мелассу растворяли в воде. Затем добавляли экологичный ингибитор коррозии нового поколения. Полученные растворы хранили до применения на лесном пожаре. В самолетах и вертолетах состав хранят в контейнерах. Темно-коричневый цвет мелассы указывает профессионалам, где указанные композиции использовали в лесу или на месте, где предполагалось тушить пожар.
1. Огнестойкая композиция для нанесения на продукты для защиты от огня, отличающаяся тем, что она представляет собой водную композицию, содержащую по меньшей мере один сахар и хлорид магния (MgCl2), причем концентрация указанного хлорида магния в композиции составляет от 50 г/л до 580 г/л.
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанный сахар выбран из группы, состоящей из фруктозы, декстрозы, глюкозы, сахарозы, мальтозы и изомальтозы и сахаров, содержащихся в мелассе.
3. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что концентрация указанного сахара в композиции составляет от 150 г/л до 1000 г/л.
4. Композиция по п. 3, отличающаяся тем, что концентрация указанного сахара в композиции составляет от 200 г/л до 400 г/л.
5. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что концентрация указанного хлорида магния в композиции составляет от 200 г/л до 300 г/л.
6. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она также включает ингибитор коррозии.
7. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она имеет конечный рН от 6,0 до 7,5.
8. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она не содержит атомов галогена, в частности атомов фтора или брома, и не содержит сульфатных или фосфатных атомов.
9. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она также содержит легкий карбонат магния.
10. Композиция по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она имеет плотность от 0,8 кг/л до 1,1 кг/л.
11. Способ получения огнестойкой композиции для нанесения на продукты для защиты от огня, которая составлена как водная композиция по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что он включает стадии:
a) получения по меньшей мере одного сахара и хлорида магния (MgCl2);
b) растворения компонентов стадии (а) в воде и
c) регулирования рН раствора, полученного на стадии (b), до значения от 6,0 до 7,5.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что он также включает добавление легкого карбоната магния на стадии (а).
13. Применение композиции по любому из пп. 1-10 для предотвращения повреждений, вызываемых огнем.
14. Применение композиции по любому из пп. 1-10 для тушения лесных пожаров с использованием самолетов, гидросамолетов или вертолетов, или для тушения бытовых и/или промышленных пожаров путем нанесения посредством установок, имеющих трубы, и пожарных машин или мотопомп.
