Результат интеллектуальной деятельности: ОГНЕТУШАЩИЙ ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ

Изобретение относится к области пожаротушения, а именно к огнетушащим порошковым составам, которые могут быть использованы для тушения пожаров класса А, В, С и электроустановок.

Известен порошок для тушения пожаров, содержащий хлориды натрия, калия и бария при следующем соотношении компонентов, вес. %: хлорид натрия - 15-25, хлорид калия - 20-25, хлорид бария - 50-55 (патент Англии №884946, 1960 г.).

Недостатком известного порошка является высокая концентрация оксида бора, который является токсичным веществом.

Известен состав порошка для пожаротушения, содержащий смесь хлоридов натрия и калия, буру, гидрофобизирующие и улучшающие текучесть добавки, в качестве которых используют двуокись кремния (или тальк) и силиконовое масло (патент Англии №1218383, 1971 г.).

Недостатком известного состава является низкая температура плавления и выгорания компонентов, это снижает эффективность порошка при тушении горючих жидкостей.

Известен огнетушащий порошковый состав, содержащий отходы производства пищевой поваренной соли с размером частиц менее 0,2 мм в количестве 90,0-95,0 мас. % и гидрофобизированный пористый силикат в количестве 5,0-10,0 мас. %. В качестве пористого силиката используют диоксид кремния, вспученный перлит, бентонит, вермикулит, отходы силикатной промышленности, гидрофобизированный 3-8% раствором метилтрихлорсилана в толуоле или другом инертном органическом растворителе (патент RU №2259220 от 27.08.2005 г.).

Недостатком известного порошка является то, что он содержит ингредиенты техногенного происхождения, а именно отходы пищевой поваренной соли и отходы силикатной промышленности, обладающие неравномерными свойствами. Неравномерность состава ингредиентов (компонентов) приводит к общей неравномерности свойств самого порошка, что, как следствие, снижает его текучесть. Кроме того, используемый гидрофобизирующий состав повышает токсичность порошка.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является порошок для тушения пожаров, включающий сильвинит и нефелиновый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. %: сильвинит - 90-98%, нефелиновый концентрат 2-10 (авторское свидетельство СССР №558677 от 25.05.77). Данный состав принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, - сильвинит, целевая добавка.

Недостатком известного состава, принятого за прототип, является то, что нефелиновый концентрат является природным минеральным образованием, востребованным в других сферах техники, и поэтому его использование в качестве добавки не отвечает ресурсосберегающим принципам. Кроме того, будучи природным веществом, он обладает неравномерностью, которая негативно сказывается на равномерности свойств самого порошка и приводит к снижению текучести. Из-за естественной пористости, свойственной природному соединению, нефелиновый концентрат в определенной степени склонен к водопоглощению.

Задачей изобретения является повышение эффективности при тушении пожаров.

Техническим результатом является повышение огнетушащей способности, текучести, снижение водопоглащения, равномерность состава и свойств порошка, снижение токсичности и соблюдение принципов ресурсосбережения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что известный огнетушащий порошковый состав, содержащий сильвинит и целевую добавку, в качестве целевой добавки содержит синтетический минеральный сплав фракционного состава, мас. %: 100-150 мкм - 20-30, 40-50 мкм - 50-60, менее 40 мкм - 10-30 при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Отличительные признаки заявляемого состава от состава по прототипу - в качестве целевой добавки содержит синтетический минеральный сплав фракционного состава, мас. %: 100-150 мкм - 20-30, 40-50 мкм - 50-60, менее 40 мкм - 10-30; иное количественное соотношение используемых ингредиентов мас. %: сильвинит - 90,0-95,0; синтетический минеральный сплав - 5,0-10,0.

Использование синтетического минерального сплава (симинала) позволяет производить физическое ингибирование возгорания. Физическое ингибирование подразумевает в данном случае, что оплавляющийся на поверхности сильвинит растворяет в себе частицы симинала, который обладает высокой теплоемкостью (0,67 кДж/(кг⋅К)). В результате на поверхности формируется вязкий высокотеплоемкий слой, который поглощает тепловую энергию на собственное расплавление и одновременно блокирует доступ кислорода к возгоранию.

Синтетический минеральный сплав является мономинеральным веществом с гарантированным уровнем свойств, обладает водопоглощением до 0,05%, является диэлектриком и сохраняет свои свойства до 800°C, имеет срок хранения свыше 10 лет. Он полностью инертен и безопасен для человека, не склонен к заражению плесенью. Использование в заявляемом составе в качестве целевой добавки синтетического минерального сплава указанного фракционного состава и в соответствующем количестве позволяет улучшить эффективность действия смеси, повысить ее текучесть, огнетушащую способность, снизить слеживаемость, комкообразование, водопоглощение и обеспечить гарантированный уровень свойств порошка, без повышения его токсичности и с соблюдением принципов ресурсосбережения.

Для получения предлагаемого огнетушащего порошкового состава в лабораторных условиях были использованы следующие вещества:

- сильвинит по ГОСТ 4568-95. Состав сильвинита приведен в таблице 1,

- синтетический минеральный сплав по ТУ 14-05773333-01-2008, содержащий, мас. %: оксид кремния SiO₂ 44-60, оксид алюминия Al₂O₃ 10-12, оксид кальция СаО 10-16, оксид железа (II) FeO 1-3, оксид магния MgO 12-14, оксид железа (III) Fe₂O₃ 1-2, оксид титана TiO₂ 1-2, оксид натрия Na₂O 1-2, оксид хрома (III) Cr₂O₃ 4-5 следующего фракционного состава, мас. %: 100-150 мкм - 20-30, 40-50 мкм - 50-60, менее 40 мкм - 10-30.

Приготовление заявляемого состава осуществляют следующим образом. В качестве основы берут порошок сильвинита, полученный методом дробления в шаровой мельнице, фракционного состава, мас. %: 50-100 мкм - 20, менее 50 мкм - 70 и остальное 10, а в качестве целевой добавки берут порошок синтетического минерального сплава, полученный из первичного волокна, фракционного состава, мас. %: 100-150 мкм - 20-30, 40-50 мкм - 50-60, менее 40 мкм - 10-30. Порошки обоих компонентов указанной фракционности совместно перемешивают. Затем смесь прокаливают при температуре 140°C в течение 50 мин.

По описанному способу были изготовлены 3 состава порошка для тушения пожаров с различным соотношением ингредиентов. Приготовленные составы прошли лабораторные испытания. Эксплуатационные и огнетушащие свойства порошков определяли в соответствии с требованиями НПБ 170-98.

У огнетушащих порошков определяли следующие показатели: огнетушащую способность, текучесть, водопоглащение.

Данные о содержании ингредиентов и свойствах известного (прототипа) и предлагаемых огнетушащих порошковых составах приведены в таблице 2.

Как видно из данных таблицы, что предлагаемые огнетушащие порошковые составы характеризуются (составы 1 и 2): высокой текучестью, повышенной огнетушащей способностью и низким водопоглощением, что указывает на то, что он меньше поддается слеживаемости и комкообразованию. Предлагаемые огнетушащие порошковые составы эффективнее на 15% по сравнению с прототипом.

Результаты исследования показывают, что предлагаемая целевая добавка, указанного состава, стабильно улучшает текучесть до 0,37 кг/с. Исследования водопоглощения заявленной смеси в соответствии с НПБ 170-98 указывают на то, что увеличение массы заявленного порошка после проведения испытаний составляет не более 2,5%.

Заявленная порошковая смесь обеспечивает равномерность состава порошка и его свойств, является взрывобезопасной и нетоксичной при различных условиях хранения и отвечает принципам ресурсосбережения благодаря тому, что изготавливается на основе переплавленного некондиционного природного сырья, которое в результате обработки становится более равномерным и не теряет природных свойств.