DE1542350B1

DE1542350B1 - Verfahren zur Herstellung von lagerfaehigem Trockenfeuerloeschpulver

Info

Publication number: DE1542350B1
Application number: DE19661542350
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat A Jordy
Original assignee: NU SWIFT INTERNAT Ltd
Current assignee: NU SWIFT INTERNAT Ltd
Priority date: 1966-04-01
Filing date: 1966-09-30
Publication date: 1970-09-03
Also published as: NL6704527A; IL27703A; NO123923B; SE328263B; CH495771A; GR33080B; FR1524398A; BE696362A; AT288871B; GB1095104A

Description

J 542 350

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung Die Erfindung hat sich in Kenntnis dieses Standes

von Trockenfeuerlöschpulvern, die vor Gebrauch ge- der Technik die Aufgabe gestellt, auf Substanzen, die lagert werden und die in zerteilter Form bleiben nicht zerrieben werden können, Silikonüberzüge zu müssen, wenn sie bei Gebrauch noch wirksam sein erzeugen, die auch bei längerem und intensiverem Versollen. Um mit Erfolg als Trockenfeuerlöschpulver 5 mischen mit den löschwirksamen Bestandteilen eine verwendet werden zu können, muß sich das Pulver gute Hydrophobierung zeigen.

leicht und schnell in Form einer Staubwolke auspressen Nur auf diese Weise lassen sich Trockenf euerlösch-

lassen. pulver herstellen, die längere Zeit gelagert werden

Es ist bekannt, daß viele Pulver, insbesondere Salze, können und die auch nach langer Lagerung noch in die für Trockenlöschpulver verwendet werden, leicht io zerteilter Form vorliegen.

zum Zusammenbacken neigen, wenn sie längere Zeit Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vergelagert werden. Bei diesen Pulvern, die nachstehend fahren zur Herstellung von lagerfähigen Trockenais aktive Pulverbestandteile bezeichnet werden, han- feuerlöschpulvern mit Zusätzen an inertem anorgadelt es sich beispielsweise um Bicarbonate, Nitrate, nischen feinverteiltem, durch Reaktion mit einer or-Sulfate, Phosphate, Metaphosphate und ähnliche Salze. 15 ganischem Siliciumverbindung hydrophobiertem Ma-AHe diese Salze sind hygroskopisch und nehmen terial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein nichtFeuchtigkeit aus der Atmosphäre, durch chemische elastisches inertes Mineral mit freien reaktions-Zersetzung (beim Erwärmen) oder durch Verdichtung fähigen OH-Gruppen in Mengen von 1 bis 25 °/₀ (bevon Gasen mit einem verhältnismäßig hohen Taupunkt zogen auf das Trockenlöschpulver) bis auf einen (z. B. in einem Feuerlöscher) auf. Die absorbierte zo Feuchtigkeitsgehalt von gleich oder weniger als Feuchtigkeit bildet auf der Oberfläche der Pulver- 0,05 Gewichtsprozent getrocknet, bei Temperaturen teilchen eine Grenzschicht aus einer Salzlösung, und von 90 bis 12O⁰C mit einem Silikonöl, das an Silicium beim Trocknen bilden sich Salzbrücken aus, die die gebundenen Wasserstoff enthält, überzogen und in an Teilchen miteinander verbinden und ein Zusammen- sich bekannter Weise mit den löschwirksamen Pulverbacken verursachen. Diese Schwierigkeiten treten be- 25 bestandteilen vermischt wird.

sonders in Ländern mit starken Klimaänderungen Das verwendete Silikonöl hat vorzugsweise die

oder hoher Luftfeuchtigkeit auf. Sollen die Pulver in Eigenschaft, daß sich der größere Teil der an das Feuerlöschgeräten verwendet werden, so ist es un- Silicium gebundenen Wasserstoffatome während der bedingt erforderlich, ein Zusammenbacken zu ver- ersten 30 bis 40 Minuten nach dem Aufbringen mit den hindern, da das zusammengebackene Pulver nicht mehr 30 freien OH-Gruppen des Minerals vereinigt, einwandfrei aus dem Feuerlöscher herausgepreßt Als inertes Mineral verwendet man vorzugsweise

werden kann. Dieses Problem ist so alt wie die Trocken- ein Silikat, Phosphat, Carbonat, Sulfat, ein synthefeuerlöschgeräte selbst und ist seit langem Gegenstand tisches Halbmineral (Thomasmehl), Flugasche oder vieler Untersuchungen und Versuche. So hat man be- ein ähnliches inertes Material oder ein Gemisch dieser reits versucht, das Zusammenbacken von Feuerlösch- 35 Stoffe, während als aktive oder löschwirksame Pulverpulvern durch Silikonisieren der inerten, d. h. lösch- bestandteile z. B. Bicarbonate, Sulfate, Phosphate, unwirksamen Zusätze zu verhindern. Beispielsweise Metaphosphate oder ähnliche Salze bzw. deren Gewird nach der deutschen Auslegeschrift 1156 655 ein mische verwendet werden können. Gemisch aus Tricalciumphosphat und feinverteilter Die Pulver aus dem inerten Mineral werden vorzugs-

Kieselsäure (inerte Zusätze) mit Dimethylpolysiloxan 40 weise so fein vermählen, daß sie praktisch keine versetzt, worauf das Gemisch bei 200⁰C gerührt wird. elastischen Eigenschaften mehr besitzen und daß ihre Das abgekühlte Gemisch wird dann mit den lösch- spezifische Oberfläche mindestens doppelt so groß ist wirksamen Bestandteilen vermischt. Es wurde jedoch wie die der aktiven Bestandteile. Vorzugsweise werden gefunden, daß eine derartige Silikonisierung nicht aus- die Pulver des inerten Minerals auf eine Feinheit von reicht, da der Silikonüberzug auf dem inerten Zusatz 45 nicht mehr als 10 Mikron vermählen, bei der anschließenden Vermischung leicht wieder Das Silikonöl, das an Silicium gebundenen Wasserabgerieben wird. stoff enthält, liegt vorzugsweise in Mengen von min-

Weiterhin sind aus der deutschen Auslegeschrift destens 0,6 Gewichtsprozent aller anderen Stoffe vor. 1161146 Feuerlöschpulver bekannt, die als Zusatz- Beim Aufbringen der Silikonöle verbinden sich die

komponente geringe Mengen feinverteiltes Silicium- 50 an Silicium gebundenen Wasserstoffatome dieser Verdioxyd enthalten, das durch Umsetzen mit einem bindungen mit den freien OH-Gruppen des inerten hydroxylgruppenblockierenden Stoff (Dimethyldichlor- Mineralpulvers unter Austritt von Wasserstoff, wosilan) hydrophobiert wurde. Das feinverteilte Silicium- durch sich diese Verbindungen direkt mit den Moledioxyd ist jedoch ein elastisches Material mit einer külen des inerten Minerals verbinden, ohne daß eine wolligen Struktur. Wird ein derartiges Material mit 55 Grenzschicht aus Wasser vorhanden ist. den aktiven Pulverbestandteilen vermählen, so zer- Aus diesem Grund ist eine Trocknung des Minerals

bricht es in kleinere Bruchstücke, wodurch neue, nicht bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als hydrophobierte Oberflächen entstehen, die den Hydro- 0,05 Gewichtsprozent erforderlich. Ist das Korn von phobierungseffekt weitgehend zunichte machen. Weiter- einer Feuchtigkeitshülle umgeben, so reagiert das hin tritt bei Verwendung von Dimethyldichlorsilan 60 Silikonöl auch mit dieser, und es bildet sich ein Silikoneine HCl-Abspaltung auf, die zu einer Korrosion der Ölfilm, der gewissermaßen auf dem Feuchtigkeitsfilm verwendeten Apparaturen führt. Schließlich wird die »schwimmt« und leicht abgerieben werden kann. Hydrophobierung des Siliciums bei verhältnismäßig Vorzugsweise verwendet man Mineralien, mit denen

hohen Tenperaturen durchgeführt, bei denen die er- sich die Silikonmoleküle innerhalb der ersten 30 bis findungsgemäß verwendeten Materialien, die nach- 65 40 Minuten verbinden, so daß das Mineralpulver nicht stehend noch näher erläutert sind, Umwandlungen er- mehr als etwa 40 Minuten den erhöhten Temperaturen leiden, die sie für eine Hydrophobierung unbrauchbar von etwa 90 bis 120⁰C ausgesetzt zu werden braucht, machen. Die Temperatur sollte nicht viel über 120° C ansteigen,

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da bei höheren Temperaturen eine Calcinierung des Aus praktischen Gründen eignen sich nur Silikonöle, inerten Minerals unter Abspaltung von OH-Gruppen die in der Lage sind, bei den angewendeten höheren erfolgt. In dem verwendeten Silikonöl ist der Wasser- Temperaturen einen Großteil ihrer locker gebundenen stoff locker am Silicium gebunden, wodurch die Um- Wasserstoffatome innerhalb der ersten 30 bis 40 Mi-

setzung mit den OH-Gruppen des inerten Minerals 5 nuten der Behandlung abzugeben. Zur Messung der

verhältnismäßig schnell unter Abspaltung von mole- Wasserstoffabspaltung wird ein 100-ml-Erlenmeyer-

kularem Wasserstoff erfolgt. kolben verwendet, der an eine Gasbürette angeschlossen

Neben der Eigenschaft, daß freie OH-Gruppen vor- ist. In dem mit einem Magnetrührer versehenen und in handen sind, ist die wesentlichste Eigenschaft des ein Wasserbad von 50⁰C eingetauchten Kolben werden Pulvers aus dem inerten Mineral seine Festigkeit im io 1 g Silikonöl und 1 g Butanöl eingewogen und 20 ml feinverteilten Zustand. Die Pulvereinzelteilchen dürfen N/10 KOH zugegeben. Unter ständigem Rühren wird nicht zu Sekundärteilchen agglomeriert sein, da diese in Abhängigkeit von der Zeit die Menge an abgespal-Sekundärteilchen nicht fest sind und, wie z. B. im Fall tenem Wasserstoff gemessen. Auch wenn die vorder aus der Gasphase ausgeschiedenen Kieselsäure stehend angegebene theoretische Erklärung nicht ganz (vgl. zum Beispiel deutsche Auslegeschriften 1156 655 15 richtig wäre, so sind doch die so behandelten Pulver und 1161146) elastischen Eigenschaften besitzen. aus dem inerten Mineral tatsächlich wasserabstoßend Beim Vermischen mit den löschwirksamen Pulver- und absorbieren kein Wasser, auch wenn das Wasser bestandteilen wird ein solches elastisches Material zer- mit einem Netzmittel versetzt wurde,
rieben; wodurch Stellen gebildet werden, an denen Bevor das behandelte Pulver aus dem interten Mineral sich kein Silikonüberzug befindet. Geeignete Mineral- 20 den aktiven Pulverbestandteilen zugesetzt wird, sollen pulver sind Silikate, Glimmer, Phosphate, Carbonate, diese auf einen Feuchtigkeitsgehalt von gewöhnlich Sulfate (z. B. Baryte, in die auf Grund von Kontakt- nicht mehr als 0,3 Gewichtsprozent gebracht werden, metamorphose OH-Gruppen eingebaut wurden) syn- Es ist kein Katalysator erforderlich, und es ist tatthetische Halbmineralien, Flugasche oder andere sächlich vorteilhaft, daß die aktiven Bestandteile ihren poröse oder nichtporöse inerte Substanzen. 25 normalen Feuchtigkeitsgehalt haben, anstatt daß sie

Es werden nur die pulverförmigen inerten Minera- bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als

lien silikonisiert und dann den aktiven Bestandteilen 0,05 % getrocknet werden.

zugesetzt, um deren Zusammenbacken zu verhindern. Der Grund für diese überraschende Tatsache liegt

Das inerte Mineral soll bis auf eine Größe von nicht wahrscheinlich darin, daß sich die zugesetzten silikoni-

mehr als 10 μ fein vermählen werden. 30 sierten inerten Mineralteilchen bei einem normalen

Bei der Herstellung eines Trockenfeuerlöschpulvers Feuchtigkeitsgehalt an die Salzteilchen anhängen und gemäße der Erfindung werden die aktiven Pulver- diese daran hindern, sich so nahe zu kommen, daß sie bestandteile überhaupt nicht zur Verhinderung des durch aufgelöstes Salz überbrückt werden, wenn Zusammenbackens behandelt. Sie werden natürlich Wasser in das Pulver gelangt. Tatsächlich bewirkt das zu einem Pulver zerkleinert, und wenn sie verhältnis- 35 inerte anorganische Trennmittel, daß das Wasser mäßig feucht sind, kann es nötig sein, sie zu trocknen. zwischen den Salzteilchen hindurchfließen kann, ohne Jedoch wird die Trocknung nicht deshalb durchgeführt, daß eine Brückenbildung auftritt. Auch bei Verwenum das Zusammenbacken zu verhindern, weshalb keine dung von Wasser, das mit einem Netzmittel versetzt Gefahr besteht, daß die Trocknung bis zu einem Punkt wurde, findet kein Zusammenbacken statt,
durchgeführt wird, an dem durch chemische Zer- 40 Die erforderliche Menge an erfindungsgemäß besetzung Feuchtigkeit freigesetzt wird. Da bei vielen der handeltem Pulver aus inertem anorganischem Material bisherigen Vorschläge zur Behandlung von Pulvern hängt von der Feinheit der Salzteilchen und der die aktiven Bestandteile zur Verhinderung des Zu- inerten Teilchen ab. Vorzugsweise soll die spezifische sammenbackens getrocknet werden, so ergibt sich aus Oberfläche des Pulvers aus inertem Mineral mindestens dem vorstehend Gesagten, daß die Nichtanwendung 45 zweimal so groß sein wie die der aktiven Bestandteile, eines solchen speziellen Trockenprozesses ein wesent- Vorzugsweise soll auch die Menge des wasserstoffliches Merkmal der Erfindung ist. haltigen organischen Silikonöls mindestens 0,6 Ge-

Man nimmt an, daß eine wirksame Verbindung des wichtsprozent aller Stoffe im fertigen Pulver betragen. Silikonöls mit dem inerten Mineral nur dann erreicht Die Erfindung ist nachstehend an Hand einiger werden kann, wenn die Feuchtigkeit auf diesem 50 Beispiele erläutert. Selbstverständlich soll der Schutz-Mineral auf eine monomolekulare Wasserschicht redu- umfang der Erfindung durch diese Beispiele nicht einziert ist. In diesem Zustand, d. h. wenn sich die locker geschränkt werden. Weiterhin soll die der beschriebenen gebundenen Wasserstoffatome des Silikonöls mit den Arbeitsweise zugrunde liegende Theorie nicht Teil der OH-Gruppen dieser monomolekularen Wasserschicht Erfindung sein, sondern nur zur Erläuterung dienen, verbinden, die bei der zur Zeit der Verbindungsbildung 55 .
herrschenden hohen Temperatur abgetrieben wird, neispiel
verbinden sich die Moleküle des Silikonöls direkt mit Ein mikronisiertes Gemisch aus 40 kg Talk, 10 kg dem inerten Mineral. Dagegen schwimmen bei An- Glimmer und 50 kg fluorhaltigem mineralischem Wesenheit einer Wasserschicht auf der Oberfläche des Phosphat werden bei einer Temperatur von 90 bis Minerals die Moleküle des Silikonöls sozusagen auf 60 110° C g;trocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt nicht dem Wasser; in diesem Zustand können sie leicht höher als 0,05 Gewichtsprozent liegt. 7 kg wasserstoffdurch Scherkräfte entfernt werden. haltiges Silikonöl (ein Methylhydrogenpolysiloxan, das

Um eine monomolekulare Wasserschicht zu erzeu- z. B. in Deutschland unter der Bezeichnung »Siliconöl

gen, hat es sich als notwendig erwiesen, das Mineral- Bayer MH 15« im Handel ist) werden auf das heiße

pulver unmittelbar vor und während des Aufbringens 65 Gemisch gesprüht und eingemischt, während die hohe

des Silikonöls auf 90 bis 120°C zu erhitzen, um den Temperatur aufrechterhalten wird, bis die Mineralien

Wassergehalt des Minerals auf nicht mehr als 0,05 Ge- ausreichend wasserabstoßend sind. Man hört mit dem

wichtsprozent herabzusetzen. Erhitzen auf, kühlt das Mineralgemisch ab und fügt

930 kg ungetrocknetes Natriumbicarbonat mit dem erforderlichen Feinheitsgrad hinzu und mischt das Ganze durch, bis das trockene Pulvergemisch bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 97 bis 99% und bei erhöhter Temperatur nicht mehr zusammenbackt. Dieses Pulver eignet sich insbesondere zum Löschen von brennenden Flüssigkeiten (Öle, Fette u. dgl.).

Beispiel 2

Ein mikronisiertes Gemisch aus 30 kg Talk, 20 kg Glimmer und 20 kg fluorhaltigem mineralischem Phosphat wird bei einer Temperatur von 90 bis HO⁰C getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt nicht höher als 0,05 Gewichtsprozent liegt. 10 kg eines Silikonöls mit locker gebundenem Wasserstoff (vgl. Beispiel 1) werden in das heiße Gemisch gesprüht und durchgemischt, während die hohe Temperatur aufrechterhalten wird, bis die Mineralien ausreichend wasserabstoßend sind. Dann hört man mit dem Erhitzen auf, setzt dem abgekühlten Mineralstaub 900 kg ungetrocknetes, carbonatfreies Kaliumbicarbonat mit dem erforderlichen Feinheitsgrad zu und mischt das Ganze etwa 40 Minuten durch, bis das trockene Pulver auch bei einer Luftfeuchtigkeit von 95 bis 97°/₀ und bei erhöhter Temperatur nicht mehr zusammenbackt. Dieses trockene Pulver eignet sich insbesondere zum Löschen von brennenden Flüssigkeiten.

Beispiel 3

Ein mikronisiertes Gemisch aus 50 kg Schwerspat, 60 kg fluorhaltigem Phosphatmineral und 30 kg Silikaten (magnesiumreiche Al-Silikate) wird bei einer Temperatur von 90 bis 110° C getrocknet, bis es praktisch frei von Feuchtigkeit ist. 10 kg eines Silikonöls mit locker gebundenen "Wasserstoffatomen (vgl. Beispiel 1) werden in das heiße Gemisch eingedüst, worauf man bei der hohen Temperatur weitermischt, bis die Mineralien ausreichend wasserabstoßend sind. Dies kann beim Mischverfahren leicht kontrolliert werden, indem man eine kleine Probe des so behandelten Minerals mit kaltem Wasser vermischt. Dann unterbricht man das Erhitzen und setzt 300 kg Monoammoniumphosphat, 150 kg Diammoniumphosphat und 400 kg Ammoniumsulfat, alle in Form eines feinen Pulvers, mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,15 ⁰J₀ hinzu. Alle Stoffe werden 30 bis 40 Minuten miteinander vermischt, wodurch ein Gemisch erhalten wird, das nicht mehr zusammenbackt. Das Pulver eignet sich als Feuerlöschpulver für brennende Flüssigkeiten, für Brände kohlenstoffhaltigen Materials und für Glutbrände.

Beispiel 4

Ein mikronisiertes Gemisch aus 100 kg Talk, 50 kg Phosphatmineral und 50 kg Silikaten (magnesiumreiche Al-Silikate) wird bei Temperaturen von 90 bis 120⁰C getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt weniger als 0,02 Gewichtsprozent beträgt. Dann gibt man 10 kg eines Silikonöls mit locker gebundenem Wasserstoff hinzu und mischt bei der hohen Temperatur durch, bis das Gemisch vollkommen wasserabstoßend ist. Dann unterbricht man das Erhitzen und fügt 500 kg Harnstoff, 200 kg Kaliumchlorid und 90 kg einer Polycarbonsäure (z. B. Makroionabfälle) mit einem Schmelzpunkt von 200 bis 300° C, alle fein vermählen (Feuchtigkeitsgehalt 0,15 %), hinzu und mischt das Ganze 30 bis 40 Minuten durch, bis das Gesamtgemisch bei wechselnden Klimabedingungen nicht mehr zusammenbackt. Dieses Pulver eignet sich als Löschmittel für brennbare Metalle.

Die nach den vorstehend angegebenen Beispielen hergestellten Pulver wurden in tragbare Feuerlöscher eingefüllt, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 97 % und bei einer Temperatur von 3O⁰C aufbewahrt und dann über einen Zeitraum von 3 Wochen Temperaturschwankungen von —20 bis 8O⁰C unterworfen, ohne daß die Pulver zusammenbackten. Die gleichen Pulver wurden in Feuerlöscher eingefüllt, in die ungetrocknete Gase (CO₂ oder N₂) eingepreßt wurden und die über einen Zeitraum von mehreren Monaten Temperaturschwankungen von —20 bis 80° C ausgesetzt wurden. Auch diese Pulver zeigten keine Neigung zum Zusammenbacken und hatten nach dem Ausblasen nur minimale Rückstände.

Ein wichtiger Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die aktiven Bestandteile (Salze) nicht bei hohen Temperaturen getrocknet oder mit stark sauren Silanen behandelt zu werden brauchen. In beiden Fällen werden die Salze leicht zersetzt und backen dann leicht zusammen.

Erfindungsgemäß wird das Erhitzen oder Silikonisieren nur bei den inerten mineralischen Zusätzen oder Trennmitteln angewendet.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von lagerfähigen Trockenlöschpulvern mit Zusätzen an inertem anorganischem feinverteiltem, durch Reaktion mit einer organischen Siliciumverbindung hydrophobiertem Material, dadurchgekennzeichnet, daß ein nichtelastisches inertes Mineral mit freien reaktionsfähigen OH-Gruppen in Mengen von 1 bis 25°/₀ (bezogen auf das Trockenlöschpulver) bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von gleich oder weniger als 0,05 Gewichtsprozent getrocknet, bei Temperaturen von 90 bis 12O⁰C mit einem Silikonöl, das an Silicium gebundenen Wasserstoff enthält, überzogen und in an sich bekannter Weise mit den löschwirksamen Pulverbestandteilen vermischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Überziehen des inerten Minerals ein Silikonöl verwendet wird, bei dem sich der größere Teil der an das Silicium gebundenen Wasserstoffatome während der ersten 30 bis 40 Minuten nach dem Aufbringen mit den freien OH-Gruppen des Minerals vereinigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als inertes Mineral ein Silikat, Phosphat, Carbonat, Sulfat, ein synthetisches Halbmineral (Thomasmehl), Flugasche oder ein ähnliches inertes Material oder ein Gemisch dieser Stoffe und daß als aktive Pulverbestandteile Bicarbonate, Sulfate, Phosphate, Metaphosphate oder ähnliche Salze bzw. deren Gemische verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver des inerten Minerals so fein vermählen werden, daß sie praktisch keine elastischen Eigenschaften mehr besitzen und daß die spezifische Oberfläche des Pulvers mindestens doppelt so groß ist wie die der aktiven Bestandteile.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulver des inerten Minerals auf

eine Feinheit von nicht mehr als 10 Mikron vermählen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikonöl in Mengen von mindestens 0,6 Gewichtsprozent aller anderen Stoffe verwendet wird.