DE1938762A1 - Feuerbekaempfungspulver - Google Patents

Description

• Priorität: 5. August 1968 - Großbritannien Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren nur, Feuerbekämpfung und insbesondere auf neue feste Zusammensetzungen zum Auslöschen von Flammen.
• Der Zusatz von Lithiumcarbonat zu Natriumbicarbonat als M:L-schung zum Löschen von Erdölfeuern ist bekannt. Auch wurden Lithiumverbindungen in Konzentrationen von weniger als 1% mit Phosphatestern als feuerhemmende Materialien in Polymersystemen, wie z.B. Polyurethanschäume und synthetische Fasern, verwendet.
• Diese Verwendungen erfolgten in kleineren Konzentrationen und gemeinsam mit anderen Materialien, deren Feuerhemm- oder Feuerlöscheigenschaften erwieeen sind. So wurden also die Lithiumverbindungen in diesen Fällen nicht das primäre Mittel verwendet. Nunmehr wurden aber andere Lithiumverblndungen gefunden, die, insbesondere wenn eie auf eine besondere Weise hergestellt werden, aelbst als Feuerbekämpfungsmittel brauchbar sind. Es wurde gefunden, daß gewisse Lithiumverbindungen beim Löschen von Flammen wirksamer sind als Lithiumoarbonat, und daß die Wirkung von Lithiumcarbonat durch eine geeignete Behandlung beträchtlich verbessert werden kann.
• So betrifft die Erfindung also ein Verfahren zum Bekämpfen von Feuern, welches dadurch aungeftihrt wird, daß man auf ein Feuer als primäres Feuerbekämpfungsmittel eine Lithiumverbindung in fester Teilohenform aufbringt. Gemäß der Erfindung werZ den auch Zusammensetzungen vorgeschlagen, die als feste Feuerbekämpfungsmaterialien verwendet werden sollen und die ein oder mehrere Lithiumverbindungen als primäre Feuerbekämpfungsmittel enthalten.
• Die Wirksamkeit des Verfahrens zur Feuerbekämpfung oder der hier beschriebenen Zusammensetzungen beruht vermutlich auf der Wirkung des Lithiums.
• Damit die Lithiumverbindung als primäres Feuerbekämpfungsmittel wirken kann, muß die Lithiumverbindung in einer gräßeren Menge vorhanden sein als irgendeines oder alle anderen filaterialien, die mit der Lithiumverbindung auf das Feuer geschleudert werden. Die Lithiumverbindung kann in reiner Form und ungemischt mit anderen Verbindungen anwesend sein oder sie kann mit anderen Materialien gemischt sein, die keine bedeutenden Feuerbekämpfungseigenschaften besitzen. Unter all diesen Bedingungen ist die Lithiumverbindung klar das Hauptmittel.
• Wenn die Lithiumverbindung in Kombination mit anderen Feuerbekämpfungsmitteln verwendet wird, dann kennen die einzelnen Stärken der Feuerbekämpfungseffekte der Lithiumverbindung und der anderen. Mittel bestimmt werden, und zwar mit Hilfe des Wirksamkeitsverhältnisses fur jede der verwendeten Verbindungen oder Mittel. Das Wirksamkeitsverhältnis kann definiert werden als das Verhältnis der anwesenden Verbindung oder des anwesenden Mittels zum minimalen Gewicht desselben, das erforderlich ist, eine Standardflamme in einem in der Folge besohriebenen und als "Siliciumdioxydrohrtest" bezeichneten Versuch auszulöschen. Dieser Test gibt Werte fur das minimale Gewicht irgendeines Materials, das erforderlich ist, um die Flamme zu schen, und diese Werte können verwendet werden, eine Reihe der oben erwähnten Wirksamkeitsverhältnisse zu vergleichen, durch welohe irgendein in der Feuerbekämpfungszusammensetzung anwesendes Material alleine geprüft werden kann.
• So sollte für eine Lithiumverbindung in einer Mischung, die als primäres Feuerbekämpfungsmittel verwendet werden soll, das oben definierte Wirksamkeitsverhältnis für die Lithiumverbindung größer sein als die Summe der Wirksamkeitsverhältnisse aller anderen Substanzen der Zusammensetzung. Deshalb können die hier beschriebenen Lithiumverbindungen- in kleineren Gewichtsanteilen anwesend sein, wenn sie mit weniger wirksamen Flammlöschmaterialien gemischt sind. Wenn umgekehrt die Lithiumverbindungen mit anderen Materialien gemischt sind, von denen einige wirksne Flàmmlöschmittel sind, dann müssen die Lithiumverbindung oder die Lithiumverbindungen in einem überwiegenden Gewichtsanteil vorhanden sein, und das Wirksamkeitsverhältnis muß ebenfalls größer sein als die Summe der Wirksaiolceitsverhältnisse aller der wirksameren und aller der weniger wirksamen Materialien zusammengenommen0 Deshalb können die Lithiumverbindungen in jedem Anteil in der Zusammensetzung vorhanden sein, vorausgesetzt, daß die obenerwähnten Erfordernisse erfüllt werden, damit die Lithiwirverbindungen die primären Feuerbekämpfungsmittel, wie oben definiert, darstellen.
• Die beim Verfahren zum Bekämpfen von Feuer varwendeten Lithiumverbindungen und die.hier beschriebenen Zusammensetzungen hierfür, können die versohiedensten Lithiumverbindungen in fester Form enthalten. So können die Lithiumverbindungen das Oxyd, Hydroxyd oder Salze von anorganischen Säuren, Salse von organisohen Säuren, Verbindungen, in denen organische und anorganische Liganden mit dem Metallkern koordiniert blind Hydrate oder andere feste Verbindungen, in denen einfache organische oder anorganische Moleküle physikalisch unter Bildung eines Komplexe£; verbunden sind, sein.
• Stark verbesserte Feuerbekämpfungseigenschaften können dadurch erhalten werden, daß man gewisse Lithiumverbindungen in einer festen Form herstellt, die ein oder mehrere Wassermoleküle enthalten, wie z.Bo das Hydroxyd, das Carbonat und die Salze von anorganischen oder organischen Säuren; besonders werden die Oxalate, Glycinate, Citrate oder Borate günstigerweise in hydratieierter Form erzeugte So sind die Lithiumverbindungen, die in geeigneter Weise die primären Feuerbekämpfungsmittel bilden: Lithiumhydropyd, vorzugsweise Lithiumhydroxydmonohydrat, Lithiumcarbonat (vorzugsweise kristallisiert aus wäßriger Lösung, die Uberschüssige Kohlensäure enthält), Lithiumbicarbonat; Produkte, die durch Umsetzung von Lithiumhydroxyd mbt organischen Säuren erhalten werden1 wie z.B. Glycol-, Zitronen-, Oxal-, Salioyl-, Bernstein-, Wein-, Malein- oder Fumarsäure oder Glycin; Produkte, die durch Umsetzung von Lithiumhydroxyd mit anorganischen Säuren erhalten werden, wie z.B. Oxysäuren von Bor, Aluminium, Zinn, Silicium oder Schwefel. Die obenerwähnten Lithiumverbindungen können in fester hydratisierter Form oder in fester Form, welche andere associierte Molektile al.s Wasser enthält, wie z.B.
• Ammoniak, anwesend sein0 Es ist auch möglich, gewisse organische stickstoffhaltige Verbindungen mit vielen der obenerwähnten Lithiumverbindungen umzusetzen, wobei in einigen Fällen verbesserte Feuerbekämpfungeeigenschaften erhalten werden0 Die organischeh Verbindungen, die in geeigneter Weise umgesetzt werden können, sind z.B.
• Harnstoff, Biuret, Hexamin, Semicarbazid, Guanidin, Dicyandiamid und Thicharnstoff. Sie können mit den Lithiumverbindungen bei den verschiedensten Temperaturen von Raumtemperatur bie 200°C umgesetzt werden; die neuen Produkte sind Stoffzusammensetzungen, die Lithium enthalten, aber es ist nicht bekannt, ob die neuen Produkte einheitliche Verbindungen oder Addukte sind, Die hier beschriebenen Lithiumverbindungen werden in zweckmäßiger Weise für die Bekämpfung als Feuerlöschmittel in Form von festen Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße zwischen 10 und 200 µ , vorzugsweise zwischen 30 und 70 µ , hergestellt0 Gewöhnlich wird die geeignete Teilchengröße durch Mahlen des festen Produkts in einer KugelmUble und Sieben des gemahlenen Materials bie zur gewünschten Größe hergestellte Andere Materialien können ggfO den durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Produkten zugesetzt werden, lind zwar entweder vor oder naoh dem Mahlen auf eine geeignete Teilchengröße. Belspielsweise können Mittel, die das Zusammenbacken verhindern und die eine Rieselfähigkeit ergeben, wie z.B. feinzerteiltes Silioiumdioxyd und andere feinzerteilte siliciumhaltige Materialien, Calciumhydroxyphosphat, Fettsäuren und deren Salze, wie zOBO Stearinsäure, zugesetzt werden. Es kann auch erwünscht sein, oberflächenaktive Mittel, wie z.B. Schäummittel, Wasserabweisungsmittel wie Silicone, und Zusätze, die eine Verträglichkeit mit Feuerbekämpfunge schäumen ergeben, zuzugebenO Andere Materialien, die von Haus aus Feuerlöscheigenschaften, und zwar entweder flammlöschende oder Antiglimmeigenschaften, oder andere brauchbare Eigenschaften ur Bekämpfung von Bränden besitzen, können in die Zusammensetzungen, welche die erfindungsgemäßen Produkte enthalten, eingearbeitet werden0 Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte gegen Foatstoffeuer ist es besonders vorteilhaft, einen Anteil eines Materials einzuarbeiten, der beim Erhitzen eine nicht-brennbsre Schicht ergibt, die die Oberfläche des heißen Feststoffs vom Sauerstoff abdichtet. Beispiele illr diese Materialien sind Metallborate, Tartrate, Citrate, Doppelsulfate von Aluminium und Alkalimetall Phosphate von organischen Basen, insbesondere Harnstoff- und Formaldehydharzphosphate.
• Die Feuerlöscheigenschaften der erfindungsgemäßen Produkte wurden in einer Vorrichtung bestimmt, die zum Testen eines Pulvers auf das Feuerlöschvermögen bei einer Flamme eines brennbaren Gases, wie z.B. Wasserstoff- oder Kohlengas, konstruiert ist, Dieser Test wird in dieser Beschreibung als "Siliciumdioxydrohrtest" bezeichnet0 Die. Vorrichtung besteht aus einem vertikalen Siliciumdioxydrohr, von annähernd 75 cm Länge und 2,3 cm Innendurchmesser, welches am oberen Ende offen ist und an seinem unteren Ende mit einem geeigneten Reduzierstück mit einem engeren Rohr verbunden ist, das an eine Luftzuführung angeschlossen ist. Durch die Seitenwandung des Siliciumdioxydrohre geht an einem Punkt ungefähr 68 cm vom oberen Ende des Rohrs entfernt, ein Rohr mit 1,4 cm Innendurchmesser hindurch, welches mit einer Zuführung für Kohlengas oder Wasserstoff oder einem anderen brennbaren Gas verbunden ist0 Der Teil des gasführenden Rohre ist innerhalb des Silioiumdioxydrohre in einer solchen Weise gebogen, daß 3,0 cm seiner Länge auf der vertikalen Achse des Siliciumdioxydrohre angeordnet sind, wobei das offene Ende nach oben weiet, so daß eine Flamme am offenen Ende innerhalb des Siliciumdioxydrohrs zentral und vertikal brennt.
• Über ein Seitenrohr ist mit dem Luftzuführungsrchr ein U-Rohr verbunden, welches eine Beschickung aue pulverförmigem Material aufnehmen kann. Durch die Anwendung eines plötzlichen Luftdrucks an das offene Ende des U-Rohre wird das Pulver in das Luftzuführungsrohr eingeblasen, durch welches es durch den Iuitstrom nach oben getragen wird, so daß es die Flamme des brennenden Gases einhUllt. Somit kann man die Flammlöscheigenschaften von verschiedenen Pulvern messen, indem man das minimale Gewicht eines Pulvers bestimmt, welches erforderlich ist, um die Flamme zu löschen, wobei die anderen Variablen, nämlich die Gasgeschwindigkeit und die Luftströmungsgeschwindigkeit sowie der am U-Rohr angelegte Luftdruck konstant gehalten werdene Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung mit Kohlengas als brennbares Gas, welches mit 1,2 1/min zugeführt wird, wurden die einzelnen minimalen Gewichte verschiedener pulverisierter Materialien mit einer mittleren Teilchengröße unterhalb 70µ bestimmt, die nötig worten, um die Flamme zu löschen. Die dabei erhaltenen Gewichte sind in der Tabelle eingetragen, um die einzelnen Wirksamkeiten gegen Feuer zu demonstrieren0 Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert. Die Beispiele sind nicht in einsohränkendem Sinne aufzufassen. Die Teile sind in Gewicht ausgedrUckt, sofern nichts anderes angegeben ist, Beispiel 1 3 Teile Lithiumcarbonat wurden in 100 Teilen Wasser suspendiert, und Kohlendioxydgas wurde durch die Suspension hindurchgeblasen, welche auf eine Temperatur von 500C gehalten wurde0 Das Lithiumcarbonat ging in Lösung, die Lösung wurde auf 250C abgekühlt und langsam eindampfen gelassen. Es bildeten sioh Kristalle, die abfiltriert und getrocknet wurden. Es wurde beobachtet, deß sie verbesserte Flammenlöscheigensohaften im Verhältnis szum ursprünglichen Lithiumcarbonat aufwiesen, wie dies in der Tabelle gezeigt ist.
• Beispiel 2 37,5 Teile Glycin wurden mit 21 Teilen Lithiumhydroxydmonohydrat zusammengemahlen. Es wurde eine halbflüssige Masse erhalten, die dann auf 13600 erhitzt wurde0 Nach 6 Stunden bei dieser Temperatur wurde beobachtet, daß das Produkt in einen Feststoff getrocknet war, der leicht gemahlen werden konnte und der gesiebt wurde, um ein Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von wenigen als 70µ herzustellen. Es wurde gefunden, daß das Pulver ein hochwirksames Material zum Auslöschen von Flammen war, wie es in der Tabelle zu sehen ist.
• Beispiel 3 21 Teile Diayandiamid wurden mit 10,5 Teilen Lithiumhydroxydmonohydrat gemischt. Das Erhitzen des Gemische auf 130°C ergab eine Bildung eine schaumigen Flüssigkeit, die in einen weißen Feststoff trocknete. Dieser Feststoff ergab, wenn er gemahlen und die Teilchen bis zu einer Gröi3e von 70 ß ausgesiebt wurde ein wirksames Feuerlöschmittel, wie es in der Tabelle gezeigt ist.
• Beispiel 4 8,6 Teile Lithiumhydroxydmonohydrat und 12,6 Teile Oxalsäuredihydrat wurden in 200 Teilen Wasser aufgelöst. Die Lösung wurde zum Siedepunkt erhitzt, auf etwa die Hälfte ihres Volumene eingedampft und auf Raumtemperatur abgekühlt. Es bildeten sich augenblicklich Kristalle, die abfiltriert, getrocknet und auf ihre Wirksamkeit beim Feuerlöschen geprüft wurden. Diese Wirksamkeiten sind. ebenfalls in der Tabelle angegeben TabeUe Resultate des Siliciumdioxydrohrtests - minimales Gewicht.
• das zum Löschen der Flamme erforderlich ist Beispiel 1 85 mg 2 65 mg 3 85 mg 4 165 mg KHCO3 250 mg NaHCO3 500 mg Li2CO3 wasserfrei 160 mg LiOH wasserfrei 100 mg

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Veriahren sur Bekämpfung von Feuer, dadurch g e k e e X n z e i o h n e t , daß man auf das Feuer als primäres Feuerbekämpfungsmittel eine Lithiumverbindung in fester Teilchenform aufbringt.

   2. Zusammensetzung für die Verwendung als Feuerbekämpfungs-Pulver, dadurch g e k e n n s e i o h n e t , daß sie ein oder mehrere Lithiumverbindungen als primäres Feuerbakämpfungamittel aufweist.

   3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gesamtgewicht der Lithiumverbindungen größer ist als das Gewicht der anderen, in der Zusammensetzung anwesenden Feuerbekämpfungsmittel.

   4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t daß die Lithiumverbindung das einzige in der Zusammensetzung anwesende Feuerbekämpfungamittel ist.

   5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lithiumverbindurng das Oxyd oder das Hydroxyd ist.

   6. Zusammensetzung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lithiumverbindung ein Salz einer anorganischen Säure ist.

   7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die anorganische Säure Kohlemsäure iatO 8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Kohlensäuresalz durch Kristallisation aus Wasser bei einer Temperatur nicht mehr als 25 0C erhalten worden ist.

   90 Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch g e k e nn -z e i c h n e t , daß die anorganische Säure Borsäure ist, 10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i a h n e t , daß die Lithiumverbindung ein Salz einer organieehen Säure ist, 11o Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die organische Säure aus Oxalsäure, Zitronensäure, Glycolsäure, Salicylsäure, Bernsteinsäure, Weinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure oder Glycin ausgewählt ist.

   12c Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch g e k en n z e i c h n e t , daß die Lithiumverbindung eine Verbindung ist, in der organische oder anorganische Gruppen oder Moleküle mit dem Litbiumkern koordiniert sind oder mit einer Lithiumverbindung durch physikalische Verhnüpfung einen Komplex bilden.

   13. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lithiumverbindung in fester Form mit ein oder mehreren Molekülen Wasser vorbunden ist, 14. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch g e k e n n Z e i c h n e t , daß die Lithiumverbindung das Produkt der Umsetzung zwischen Lithiumhydroxydmonohydrat und einer stickstoffhaltigen organischen Verbindung ist.

   150 Zusammensetzung naoii Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z c i o h n e t , daß die organische tickstoffverbindung aus Harnstoff, Biuret, Hexamin, Semicarbazid, Guanidin, Dicyandiamid und Thioharnstoff ausgewäh t ist, 16. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilchen der Lithiumverbindung eine durchschnittliche: Teilchengröße von 10-200 µ aufweisen.

   17. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Teilchen der Lithlumverbindung eine durchschnittliche Teilchengröße von 30 - 70 µ aufweisen.

   18. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch g e k e n n z e i o h n e t , daß sie auch weiterhin ein oder mehrere das Zusammenbacken verhindernde oder eine Rieselfähigkeit erzeugende Mittel enthält.

   19. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bP8 18, dadurch g e k e n n z e i o h n e t , daß sie auch ein weiteren Feuerbekämpfungsmittel mit flammlöschenden oder Antiglimmeigenschaften oder irgendein anderes Mittel zur Bekämpfung von Bränden enthält.

   20Q Zusammensetzung nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das andere Feuerbekämpfungemittel ein Material ist, welches beim Erhitzen in einem Feuer eine nicht-brennbare Dichtungsschicht auf der brennenden Oberfläche erzeugt.

   21. Zusammensetzung nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Material, welches die brennende Oberfläche abdichtet, aus einem Doppelsulfat von Aluminium und einem Al limetall, aus Borat-, Gartrat- und Citratsalzen oder einem Phosphat von Harnstoff oder einem Harnstoff/Formaldehyd-Harz ausgewählt ist.