Огнетушащий порошковый состав

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявители Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем Белорусского государственного университета Гомельский химический завод(73) Патентообладатели Научно-исследовательский институт физико-химических проблем Белорусского государственного университета Научноисследовательский институт прикладных физических проблем Белорусского государственного университета Гомельский химический завод(57) Огнетушащий порошковый состав, включающий аморфный фосфат алюминия и неорганическую соль щелочного металла, отличающийся тем, что в качестве неорганической соли щелочного металла он содержит силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. аморфный фосфат алюминия в пересчете на оксиды 10-15 А 12 О 3 30-40 Р 2 О 5 силикат натрия остальное.(56) 1. А.с. СССР 1593672, МКИ А 62 1/00, 1990. 2. А.с. СССР 1287899, МКИ А 62 1/00, 1987 (прототип). 3. Справочник по пожарной безопасности и противопожарной защите на предприятиях химической,нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. - М. Химия, 1975. - С. 443-444. Предлагаемое изобретение относится к противопожарным химическим средствам, в частности, порошковым огнетушащим составам, которые используются в пожарном деле для тушения пожаров различных классов, в том числе легковоспламеняемых газообразных, твердых и жидких материалов. Известны огнетушащие порошковые составы, которые получают путем подбора и механического смешения различных огнегасящих компонентов, таких как фосфаты аммония, карбонаты, сульфаты и галогениды аммония и щелочных металлов, мочевины и др. Для улучшения механических свойств порошков (придания текучести,уменьшения гигроскопичности,слеживаемости) к составам добавляют гидрофобизирующие добавки, сажу, мел, аэросил. Компоненты подвергают совместному или раздельному длительному размолу, просеиванию и сочетанию оптимальных количеств просеянных фракций с различным размером частиц. Так, измельченный аммофос с отбором фракции частиц менее 100 мкм, хлорид калия или натрия с отбором фракции в пределах 40-500 мкм и антислеживающую добавку (аэросил, мусковит,ЦИАТМ) смешивают и получают белый текучий порошок, обладающий огнетушащей способностью 1. Получение указанных порошковых огнетушащих составов представляет многостадийный процесс,включающий операции эмпирического подбора различных компонентов для достижения необходимого огнегасящего эффекта. Недостатком этих составов является невозможность получения однородного химического состава при смешении компонентов, что приводит к широкому варьированию их свойств. Получение 1965 1 порошкового состава высокой степени дисперсности и однородности в них достигается длительным размолом порошка, сопровождающимся высокими энергозатратами. Наиболее близким к предлагаемому составу по технической сущности является огнетушащий порошковый состав, содержащий аморфный фосфат алюминия и неорганическую соль щелочного металла (хлорид или сульфат калия) 2. Недостатком указанного состава является его высокая гигроскопичность и слеживаемость. Кроме того, в процессе высушивания выпавших осадков вместе с маточными растворами состав порошка непрерывно изменяется, нарушая его однородность. Химический способ получения порошковых составов, предложенный в прототипе, не исключает усреднения его состава путем длительного размола. Задачей заявляемого технического решения является получение однородного по химическому составу высокодисперсного устойчивого к слеживанию огнетушащего порошкового состава с требуемыми эксплуатационными характеристиками (слеживаемость, гигроскопичность), упрощение процесса его получения. Поставленная задача достигается тем, что огнетушащий порошковый состав, включающий аморфный фосфат алюминия и неорганическую соль щелочного металла, в качестве неорганической соли щелочного металла содержит силикат натрия при следующих соотношениях компонентов, (мас. ) аморфный фосфат алюминия в пересчете на оксиды 10-15 А 2 О 3 30-40 Р 2 О 5 силикат натрия остальное. В качестве силиката натрия может быть использовано жидкое стекло. Полученный состав является индивидуальным химическим соединением. Устойчивый к слеживанию огнетушащий порошковый состав получают следующим образом. Оксид или гидроксид алюминия растворяют в фосфорной кислоте при 100-105 С, затем раствор нейтрализуют водным раствором силиката натрия или жидким стеклом без нагревания при перемешивании смеси до рН 5. Полученный золь в течение часа самоотверждается, его высушивают до постоянной массы в интервале температур 100-120 С при атмосферном давлении. Высушенный состав легко разминается, поэтому отсев порошка по фракциям может быть произведен без использования операции размола порошка. Получение огнетушащего порошкового состава, результаты испытаний его огнегасящей эффективности и параметров, характеризующих его эксплуатационные свойства (влагоемкость, слеживаемость) могут быть продемонстрированы примерами. Пример . Навеска оксида алюминия в количестве 1,7 г помещалась в 9 мл 55 фосфорной кислоты. Растворение проводили при кипячении и перемешивании в течение 0,5 ч. В раствор вносили при перемешивании 5 мл воды, а затем при интенсивном перемешивании медленно, в течение 30 мин вводили 15,0 мл жидкого стекла(модуль 2,9). После внесения жидкого стекла состав еще перемешивали в течение 5 мин и выпускали из реакционного сосуда в стакан. Через 15 мин наблюдалось отверждение всего состава. Состав помещали в сушильный шкаф при температуре 100 С и сушили в течение 12 ч. Выход состава после сушки 16,5 г. Продукт содержал в пересчете на окислы, мас.А 2 О 3 - 10,0 Р 2 О 5 - 30,0 2-остальное. Пример . Навеску гидроксида алюминия в количестве 4 г растворяли в 8 мл фосфорной кислоты (60) при нагревании до температуры 105 С и выдерживали в течение 30 мин. Затем нагревание прекращали и к раствору добавляли 10 мл воды и при интенсивном перемешивании медленно в течение 20 мин приливали 12 мл жидкого стекла. Состав переливали из реакционной колбы в стакан для отверждения. Через 20 мин наблюдалось отверждение всей массы. Ее разрыхляли и отправляли на сушку. Высушивание состава производили в течение 10 ч при температуре 120 С. Выход полученного состава составил 17,2 г. Состав содержал в пересчете на окислы, мас.А 2 О 3 - 15,0 Р 2 О 5 - 40,0 2-остальное. Пример . Навеска оксида алюминия в количестве 1,7 г помещалась в 9 мл 55 фосфорной кислоты. Растворение проводили при кипячении и перемешивании в течение 0,5 ч. В реакционную смесь вносили при перемешивании водный раствор силиката натрия. После внесения силиката натрия реакционную смесь продолжали перемешивать в течение 10 мин, затем ее переносили в стакан. Через 15-20 мин наблюдалось отверждение состава. Его перегружали в фарфоровые чашки и сушили в сушильном шкафу при температуре 120 С до постоянной массы в течение 10 часов. Выход порошка составил 17,0 г. Продукт содержал в пересчете на окислы, мас.А 2 О 3 - 12 Р 2 О 5 - 34,5 2-остальное. Огнегасящую эффективность порошкового состава определяли на лабораторной установке путем тушения очага горения ацетона или бензина 3. Эффективность оценивали по количеству порошка, необходимого для тушения, при постоянной величине очага горения, равной 25 см 2. Во всех случаях для испытаний использовали фракцию огнетушащих порошков менее 50 мкм. 1965 1 В таблице 1 приведены усредненные данные по огнетушащей способности синтезированных и известных порошков. Таблица 1 Сравнительные результаты огнегасительной эффективности синтезированных и известных порошков Состав порошка По примеру Примечание Образует порошковое облако, хорошо подается в очаг пожара- // - // - // - // Имеет склонность забивать отверстие распылителя Сопоставительное определение влагоемкости испытываемых порошков проводили при 30 С с относительной влажностью воздуха 80 и 100 за 5-7 суток. Показатель слеживаемости огнегасительных порошков определяли по ГОСТ 26952-86. Результаты испытаний по влагоемкости и слеживаемости порошков представлены в таблице 2. Таблица 2 Сопоставительные данные по влагоемкости и слеживаемости огнетушащих порошков Состав порошка Сыпучий Сыпучий Сыпучий Расплылся Слежался Расплылся Как видно из данных таблици , полученный порошковый состав обладает высокой огнегасительной эффективностью и не подвержен слеживаемости и, что весьма существенно, не расплывается на воздухе. Полученный устойчивый к слеживанию огнетушащий порошковый состав представляет собой белый высокодисперсный порошок, образующий облако. Размеры частиц состава составляют от 1 до 100 мкм. Порошковый огнетушащий состав не гигроскопичен, он сохраняет сыпучесть после выдерживания образцов при 80 и 100 влажности в течение года. Таким образом, предлагаемый устойчивый к слеживанию огнетушащий порошковый состав по сравнению с прототипом позволяет получить высокодисперсный порошковый огнетушащий состав с хорошими огнетушащими свойствами и устойчивостью к слеживанию исключить использование дефицитных неорганических солей и агрессивных щелочей. Кроме того, в качестве исходных могут быть использованы технические продукты, в том числе отработанные катализаторы осушки значительно упростить и удешевить технологию получения огнетушащего состава, исключив операции фильтрования и длительного размола. Составитель А.Ф. Фильченкова Редактор В.Н. Позняк Корректор Т.Н. Никитина Заказ 8392 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3