BR112013006242B1 - Composição extintora de fogo que gera substância extintora de fogo por sublimação por alta temperatura - Google Patents

Composição extintora de fogo que gera substância extintora de fogo por sublimação por alta temperatura Download PDF

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Abstract

composição extintora de fogo que gera substância extintora de fogo por sublimação por alta temperatura a presente invenção refere-se a uma composição extintora de fogo que gera substância extintora de fogo através de sublimação por alta temperatura; a composição extintora de fogo compreendendo um material extintor de fogo que, em um processo de aquecimento pode sublimar e liberar uma substância extintora de fogo com propriedades extintoras de fogo; o teor do material extintor de fogo é de pelo menos 80% em peso. quando a composição extintora de fogo está em uso, um agente pirotécnico como uma fonte de calor e uma fonte de energia; e o propósito de extinção de fogo é atingido através de: inflamação do agente pirotécnico, geração de uma grande quantidade de substância de fogo a partir da composição extintora de fogo no uso de alta temperatura produzida pela queima do agente pirotécnico, e a substância de fogo asperge-se juntamente com o agente pirotécnico. em comparação com os sistemas de extinção de fogo aerossóis tradicionais, os sistemas de extinção de fogo a gás e os sistemas de extinção do tipo com água, a presente invenção pode prover uma composição extintora de fogo mais eficiente e mais segura.

Description

Campo técnico da invenção
A presente invenção refere-se ao campo da extinção de fogo, relativo a um uso de uma composição extintora de fogo e uma substância química extintora de fogo, e, em particular, a uma composição extintora de fogo que pode gerar substância extintora de fogo através de sublimação por alta temperatura.
Fundamentos da invenção
Uma vez que os objetivos específicos de substituição do agente extintor de fogo de Halon foram propostos a países membros pela Convenção de Montreal no Canadá em 1987, todos os países do mundo se dedicaram a pesquisar uma nova tecnologia de extinção de fogo; as pessoas fazem grandes esforços para pesquisar uma tecnologia de extinção de fogo que tenha alta eficácia na extinção de fogo e nenhuma poluição ambiental.
Os sistemas de extinção de fogo a gás, os sistemas de extinção de fogo por pó, os sistemas de extinção de fogo do tipo com água e similares, que são ecologicamente amigáveis, são amplamente utilizados como substitutos do agente extintor de fogo de Halon. O mecanismo de extinção de fogo de um sistema de extinção de fogo por gás inerte, tal como dióxido de carbono, IG541 e similares, é principalmente extintor físico, nomeadamente, uma extinção por abafamento através da redução da concentração de oxigênio de uma área de fogo Tal método de extinção de fogo ameaçaria a segurança pessoal dos trabalhadores. O sistema de extinção de fogo por pó implementa a extinção de fogo através do processo em que a aspersão por pó sob o efeito de gás pressurizado entra em contato com a chama para gerar o efeito de inibição física e química. O sistema de extinção de fogo por aspersão de água atinge o propósito de controle do fogo, inibição do fogo e extinção do fogo sob papéis triplos de arrefecimento, abafamento e isolamento de radiação térmica da névoa de água.
No entanto, esses sistemas de extinção de fogo necessitam ser armazenados sob alta pressão, não apenas o volume desses sistemas é maior, como também os riscos de explosão física durante o processo de armazenamento são maiores; o documento “The Security Analysis of Gas Fire extinguishing System” (Fire Science and Technology 2002 21(5)) analisa os riscos do sistema de extinção de fogo por gás, e enumera os acidentes de segurança pelo sistema de extinção de fogo por gás de armazenamento de pressão.
De acordo com os dados da pesquisa, muitos pesquisadores estrangeiros executaram um grande número de pesquisas de substâncias extintoras de fogo, o Next Generation Fire Extinguishing Technology Project Group (NGP) do Building and Fire Research Centre of the U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) publica muitos artigos sobre esse campo. O grupo pesquisou a capacidade de extinção de fogo das substâncias de teste fazendo com que as substâncias de teste agissem sobre a chama com gás de transporte. O gás nitrogênio, dióxido de carbonoouCF3H foram usados como gás de transporte e as substâncias de teste foram aquecidas pelos gases de transporte com alta temperatura. Em que, algumas substâncias (tais como o ferroceno) podem sublimar sob o efeito de gás em alta temperatura, e, então, podem gerar substâncias extintoras de fogo que podem obviamente melhorar a eficácia de extinção de fogo do gás de transporte (Proceeding of the Combustion Institute, Volume 28, 2000/pp. 2965-2972, Flame inhibition by ferrocene and blends of inert and catalytic agents, Halon Options Technical Working Conference 2-4 de maio de 2000, Flame inhibition by ferrocene, alone and with CO2 and CF3H).
Além disso, a Henan Polytechnic University local publicou um artigo sobre a sublimação e extinção de fogo de ferroceno e uma patente CN101327364A, nomeadamente, um sistema de teste de extinção de fogo por ferroceno.
No entanto, as pesquisas acima são todas baseadas na pesquisa teórica de laboratório apenas, sem serem aplicadas na prática em extintores de fogo, enquanto isso, o resultado da pesquisa atual mostra que apenas 0 ferroceno pode gerar as substâncias extintoras de fogo quando ele sublima em alta temperatura, e outras substâncias não são mencionadas.
O agente extintor de fogo aerossol existente inclui principalmente agentes extintores de fogo do tipo K e do tipo S, ao analisar compreensivamente as características de desempenho do agente extintor de fogo aerossol existente, as desvantagens são principalmente conforme segue: todos os agentes extintores de fogo aerossóis existentes liberam uma grande quantidade de gás e partículas ativas durante a reação de oxidação-redução e atingem o propósito de extinção de fogo sinergética químico-física através da reação de cisão em cadeia das partículas ativas e 0 abafamento por cobertura da grande quantidade de gás. O agente extintor de fogo aerossol pode liberar uma grande quantidade de calor enquanto libera o aerossol durante a reação de combustão. A fim de reduzir efetivamente a temperatura do dispositivo e do aerossol, e evitar o fogo secundário, um sistema de arrefecimento precisa ser montado, o que causa defeitos de uma estrutura de dispositivo pesada e complicada, processo técnico complicado e alto custo. Caso contrário um grande número de partículas ativas é desativado pela existência do sistema de arrefecimento, e o desempenho de extinção de fogo é grandemente reduzido.
Resumo da invenção
Visando as situações atuais dos dispositivos extintores de fogo existentes, e, em particular, os defeitos inerentes aos sistemas de extinção de fogo aeross0is, o -propósito-da_presenteinvençãoé prover uma composição extintora de fogo que é sem armazenamento em alta pressão, mais segura e mãis ecologicamente amigável, e tem eficácia de extinção de fogo eficiente.
A composição extintora de fogo da presente invenção compreende um material extintor de fogo que pode gerar uma substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura, em que o teor da mesma é maior que 80% em peso.
Exceto pelo fato de compreender o material extintor de fogo que é usado como o principal material extintor de fogo e poder gerar uma substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura, a composição extintora de fogo da presente invenção também pode apropriadamente adicionar vários aditivos que são comumente usados no campo.
A composição extintora de fogo que pode gerar substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura da presente invenção pode simultaneamente atingir os seguintes efeitos: primeiro, a composição extintora de fogo que é capaz de gerar a substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura pode gerar uma substância de inibição de chama por sublimação no momento de aquecimento; essa substância pode extinguir o fogo pelo efeito de inibição física ou química, ou o efeito de inibição de chama sinérgico físico e químico; segundo, pelo efeito de inibição dos produtos de sublimação, a eficácia de extinção de fogo do agente extintor de fogo é melhorada adicionalmente ao mesmo tempo em que reduz a possibilidade de recombustão da fonte de fogo; terceiro, a composição extintora de fogo pode rapidamente absorver calor e sublimar sob aquecimento em alta temperatura, de modo a reduzir de forma eficaz e rápida o calor liberado pela queima do agente pirotécnico, para reduzir grandemente a temperatura do bocal do dispositivo extintor de fogo e as substâncias aspergidas, para preservar o complicado sistema de arrefecimento do dispositivo extintor de fogo, e também para eliminar os riscos de gerar o fogo secundário; quarto, a composição extintora de fogo é fácil de ser processada emoldada, e também pode ser usada independentemente ou compatibilizada com o arrefecedor físico; quinto, a composição extintora de fogo tem desempenho estável, e é fácil de ser armazenada durante um longo período de tempo; sexto, a composição extintora de fogo tem toxicidade baixa ou nula, e é ecologicamente 5 amigável e tem desempenho excelente.— A composição extintora de fogo que pode gerar substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura da presente invenção é descrita abaixo enrdetalhes. A composição extintora de fogo da presente invenção inclui o material 10 extintor de fogo que pode gerar a substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura, cujo teor é maior que 80% em peso.
O mecanismo inibidor de chama da composição extintora de fogo que gera substância extintora de fogo por sublimação em alta temperatura é conforme segue:
A composição extintora de fogo pode sublimar para ser as substâncias gasosas com efeito de inibição de chama em alta temperatura, as substâncias extintoras de fogo gasosas podem reagir com um ou mais radicais livres de O, OH, H que são necessários para a reação de combustão em cadeia através dos radicais livres, de modo a quebrar a reação de combustão em cadeia; e também 20 pode reduzir a pressão parcial de oxigênio através do efeito físico para inibir as chamas, ou pode implementar simultaneamente o efeito de inibição físico e químico para realizar o efeito de extinção de fogo em conjunto; e, ao mesmo tempo, pode gerar interação sinérgica com o agente pirotécnico para melhorar adicionalmente a eficácia de extinção de fogo do agente extintor de fogo, e para 25 reduzir grandemente o tempo de extinção de fogo efetivo.
A fim de garantir o desempenho estável da composição extintora de fogo sob temperatura normal e para armazenamento a longo prazo, o ponto de fusão do material extintor de fogo capaz de gerar substâncias extintoras de fogo por sublimação em alta temperatura é preferencialmente maior que 100 graus 30 centígrados, e o material pode ser: 2,4,6-tribromofenil glicidil éter, dimetil 4- bromoftalato, brometo de pentabromodifenil benzil, 2,4,6-tribromofenil maleimida, éster de ácido tri(2,3-dibromopropil)isocianúrico, anidrido tetracloroftálico, hexaclorobenzeno, hexacloroetano, melamina, ácido cianúrico, fósforo vermelho, óxido de estanho, brometo de amónio, cobaltoceno.
A composição extintora de fogo da presente invenção também pode incluirvários aditivos conforme requerido, tais como o estearato, grafite, solução de combinação de polímero solúvel em água ou a mistura dos mesmos, em que o teor do aditivo é menor ou igual a 20% em peso.Cada ingrediente da composição extintora de fogo da presente invenção e o teor da mesma são preferencialmente:5 O material extintor de fogo: 80% em peso a 90% em peso,O aditivo: 10% em peso a 20% em peso.
A composição extintora de fogo da presente invenção pode ser moídada para ser de formato esferico, semelhante-a4loco,^serηejhaπte a tira, semelhante a bloco e celular através do uso das técnicas de pelotização, pressionamento^e 10 moldagem, extrusão e similares, e pode ser implementada com tratamento de revestimento de superfície. Hidroximetil celulose ou hidroxietil celulose é preferencialmente adicionada como o agente de revestimento de superfície durante a execução do tratamento de revestimento de superfície. O agente de revestimento de superfície pode melhorar o acabamento de superfície da 15 composição, melhorar a intensidade, resistência à abrasão e resistência a choque da mesma, e prevenir o fenômeno em que a composição extintora de fogos é pulverizada, tem sedimentos derramados, e transborda do dispositivo extintor de fogo, durante o processo de transporte.
A composição extintora de fogos da presente invenção é descrita mais 20 especificamente abaixo através das modalidades.
Descrição detalhada das modalidades
Respectivamente adicionando 30g da composição extintora de fogo preparada pelo material extintor de fogo e os aditivos na tabela a seguir ao dispositivo extintor de fogo que está preenchido com 20g de agente gerador 25 aerossol térmico do tipo K, e respectivamente implementando testes de extinção de fogo para um fogo em distribuição em uma caixa de teste de 1,0m3; respectivamente testando 3 rodadas para cada grupo de amostras, registando a quantidade de extinção de fogo e a quantidade residual, o resultado de teste é conforme mostrado na Tabela 1.
As modalidades em comparação são de que: a implementação de testesde extinção de fogo em distribuição para as amostras de dispositivo extintor de fogo que são apenas respectivamente preenchidas com 20g de agente extintor de fogo aerossol do tipo S ou agente extintor de fogo aerossol do tipo K comercial e normal na mesma caixa de teste de 1,0m3, respectivamente testando 3 rodadas 35 para cada grupo de amostras, registrando a quantidade de extinção de fogo e a quantidade residual, e o resultado de teste experimental é conforme mostrado na Tabela 1. Tabela 1. Comparação de ingrediente e resultado de teste
Figure img0001
Figure img0002
A condição de extinção de fogo na tabela acima é os números de extinçãode fogo mínimos dos três testes que são implementados, a quantidade residual é a quantidade residual média dos três experimentos; a partir dos resultados de teste na tabela acima, pode-se observar que os desempenhos de extinção de 5 fogo das composições extintoras de fogo das modalidades 1-7 da presente invenção são todos superiores às modalidades de comparação 1 e 2 quando da implementação de um teste de extinção de fogo em distribuição na caixa de teste de 1,0m3, e as quantidades residuais são todas menores do que as modalidades de comparação 1 e 2.
O método experimental é baseado no método de teste de distribuição deconcentração de 7,13 em GA 499-2004, o teste de extinção de fogo é implementado na caixa de teste de 1 m3; os cinco tanques de teste feitos de aço são posicionados na caixa de teste; quatro tanques de combustível que são balanceados para cima e para baixo em pares são respectivamente posicionados15 em quatro cantos do espaço experimental; adicionalmente, um tanque de combustível é posto na parte inferior do espaço experimental atrás de uma placa defletora. N-heptano é preenchido no tanque de combustível, e a parte inferior do tanque usa água límpida como uma camada de amortecimento.
As modalidades específicas acima são apenas exemplos; sob as 5 instruções acima da presente invenção, aqueles versados na técnica podem implementar várias melhorias e deformações com base nas modalidades acima; e todas_as melhorias ou deformações devem cair dentro do escopo de proteção da presente invenção. Aqueles vérsadosnatécnica-deyerão saber que, as descrições específicas acima são apenas usadas para explicar os propósitos da presente invenção, sem limitar a presente invenção.

Claims (10)

1. Composição extintora de fogo que gera substância extintora de fogo por sublimação por alta temperatura, caracterizada pelo fato de que a composição extintora de fogo compreende um material extintor de fogo que pode liberar uma substância com propriedades extintoras de fogo por sublimação em um processo de aquecimento; o teor do material extintor de fogo é de pelo menos 80% em peso; um agente pirotécnico é adotado como uma fonte de calor e uma fonte de energia em um processo de extinção de fogo; e o propósito de extinção de fogo é obtido através de:inflamação do agente pirotécnico,geração de uma grande quantidade de substância extintora de fogo a partir da composição extintora de fogo no uso de alta temperatura produzida pela queima do agente pirotécnico, ea substância extintora de fogo asperge-se juntamente com o agente pirotécnico;em que o agente pirotécnico é um agente extintor de fogo aerossol pirotécnico;o material extintor de fogo é um material extintor de fogo à base de bromo, um material extintor de fogo à base de cloro, um material extintor de fogo à base de nitrogênio e à base de fósforo-nitrogénio ou um material extintor de fogo inorgânico; ea composição extintora de fogo também inclui um aditivo, cujo teor é menor que ou igual a 20% em peso.
2. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material extintor de fogo é uma composição que tem um ponto de fusão de mais de 100°C e pode gerar as substâncias extintoras de fogo por sublimação.
3. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material extintor de fogo à base de bromo é 2,4,6- tribromofenil glicidil éter, 4-bromoftalato de dimetila, brometo de pentabromodifenil benzil, 2,4,6-tribromofenil maleimida ou éster de ácido tri(2,3- dibromopropil) isocianúrico.
4. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material extintor de fogo à base de cloro é anidrido tetracloroftálico, hexaclorobenzeno ou hexacloroetano.
5. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material extintor de fogo à base de nitrogênio e à base de fósforo-nitrogênio é melamina ou ácido cianúrico.
6. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material extintor de fogo inorgânico é fósforo vermelho, óxido de estanho ou brometo de amónio.
7. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o material é cobaltoceno.
8. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aditivo é estearato, grafite, uma solução de combinação de polímero solúvel em água ou a mistura dos mesmos.
9. Composição extintora de fogo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os ingredientes da composição extintora de fogo e o teor dos mesmos são:o material extintor de fogo: 80% em peso a 90% em peso,o aditivo: 10% em peso a 20% em peso.
10. Composição extintora de fogo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a composição extintora de fogo é implementada com um tratamento de revestimento de superfície
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