DE2846727A1

DE2846727A1 - Zusammensetzung zur verwendung in einer streu- bzw. spruehvorrichtung, insbesondere als feuerloeschmittel

Info

Publication number: DE2846727A1
Application number: DE19782846727
Authority: DE
Inventors: Jun William B Tarpley
Original assignee: Energy and Mineral Research Co
Current assignee: Energy and Mineral Research Co
Priority date: 1977-10-26
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1979-05-17
Also published as: US4234432A; GB2006620A; JPS54109077A

Description

Patentanwälte Dipl.-I ng. C u rt Wal lach

—· Dipl.-Ing. Günther Koch

® Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum: . 26. Oktober 1978

Unser Zeichen: 16 421 - H/Ap

Anmelderin: Energy and Minerals Research Co.

Kennett Square, Pennsylvania

Titel: Zusammensetzung zur Verwendung in einer

Streu- bzw. Sprühvorrichtung, insbesondere als Feuerlöschmittel

Die Erfindung betrifft allgemein eine Zusammensetzung zum Verstreuen bzw. Versprühen feiner Pulver. Feinverteilte Pulver haben bedeutsame Anwendungen in Verbindung mit Feuerlöschern, Insektenvertilgungsmitteln, medizinischen und kosmetischen Erzeugnissen u.s.w. gefunden. Die Erfindung eignet sich nach ihrem Grundgedanken für diesen gesamten breitenfereich derartiger Produkte; nachstehend wird sie jedoch speziell unter besonderer Bezugnahme auf Feuerlöschmittel beschrieben.

Ein Hauptproblem in Verbindung mit der Ausbreitung bzw. Streuung oder Sprühung herkömmlicher Streupulverzusammensetzungen besteht in der Zusammenballungs- und -Packungstendenz der Pulver. Vor allem unterliegen die herkömmlichen Streupulverzusammensetzungen einer Absetzung der feinverteilten Pulverteilchen zu Massen. Die abgesetzten Pulvermassen lassen sich nur schwer

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aufbrechen und neigen zur Verstopfung von Zufuhrleitungen, Ventilen, Düsen und anderweitigen Teilen der zum Verstreuen bzw. Versprühen der Teilchen verwendeten Apparaturen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten feinverteilten Streupulverzusammensetzungen besteht in dem verhältnismäßig hohen Volumen, welches die feinverteilten Pulver mit einer unimodalen Teilchengrößenverteilung einnehmen. Die Zwischenräume zwischen den Pulverteilchen nehmen einen großen Anteil des Gesamtvolumens der Gesamtzusammensetzung ein. Dies hat verhältnismäßig niedrige Werte der Gewichtskapazität pro Volumeneinheit für derartige Streupulverzusammensetzungen zur Folge.

Außerdem neigen die Pulverteilchen herkömmlicher Streupulverzusammensetzungen zur Agglomeration oder Sinterung. Dies hat Schwierigkeiten bei der Ausbringung der Pulver zur Folge und macht zusätzliche Vorrichtungen zur Deagglomeration der agglomerierten oder gesinterten Pulver erforderlich. Dies wiederum ist häufig schwierig und manchmal unmöglich. Daher muß häufig überhaupt auf die Verwendung sehr feiner Teilchen, etwa von Teilchen mit Abmessungen im Mikronbereich,/xfesonders wirksam zur Bildung einer Wolke bzw. eines Sprühnebels zur Eindämmung

sind
eines Feuers^ verzichtet werden.

Ein weiteres Problem tritt bei den bekannten Zusammensetzungen auf, wenn die Verwendung von mehr als einer Pulverart in der Zusammensetzung erwünscht wäre, die Vermischung dieser Pulverarten jedoch nicht möglich ist, da sie miteinander reagieren. Dieses Problem würde beispielsweise auftreten, wenn Bicarbonate zusammen mit sauren Phosphaten verwendet werden sollen.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist klar von herkömmlichen Streupulverzusammensetzungen unterschieden und stellt eine Verbesserung gegenüber der aus der US-Patentschrift 3,402,665

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bekannten Zusammensetzung dar, welche als der nächst kommende Stand der Technik angesehen wird. Diese Patentschrift besehreibt eine nicht-pyrotechnische Streuvorrichtung, bei welcher das zu streuende oder zu versprühende Material feinverteilte Pulver, die in einer Gelflüssigkeit suspendiert sind, welche wenigstens zu einem Teil aus einem verflüssigten Gas besteht, aufweisen kann. In dieser Patentschrift findet sich keinerlei Erwähnung irgendeiner besonderen Teilchengrößenverteilung der Pulver. Daher besitzt die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen eindeutigen Vorteil gegenüber dieser Zusammensetzung nach der US-Patentschrift 1,402,665, insofern die erfindungsgemäße Zusammensetzung die Erzielung eines höheren Gewicht/Volumen-Verhältnisses ermöglicht, und zwar durch die erfindungsgemäße Verwendung von Pulvern mit einer wenigstens bimodalen Teilchengrößenverteilung.

In der erfindungsgemäßen Streupulverzusammensetzung ist das Pulver in einem thixotropen Gel enthalten, das die Agglomeration, Sinterung bzw. das Zusammenballen des Pulvermaterials verhindert.

Näherhin weist die erfindungsgemäße, zur Verwendung mit einer Streu- bzw. Sprühvorrichtung vorgesehene Zusammensetzung ein feinverteiltes Pulver mit einer wenigstens bimodalen Teilchengrößenverteilung sowie eine Gelflüssigkeit auf, wobei das Pulver etwa 30 bis etwa 70 Volumenprozent der Zusammensetzung ausmacht und in der Gelflüssigkeit im wesentlichen unlöslich ist. Vorzugsweise besteht wenigstens ein Teil der Gelflüssigkeit aus einem verflüssigten Gas.

Die Pulverteilchen besitzen vorzugsweise eine mittlere oder durchschnittliche ungefähre Maximalabmessung im Bereich zwischen etwa 0,01 und etwa 100 Mikron. Die Fließ- bzw. Streckspannung der Zusammensetzung braucht nur ausreichend hoch zu sein, um

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ein Absetzen und eine Agglomeration der Teilchen zu verhindern.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen von gleichem Wirkungsgrad wie die herkömmlichen Streupulverzusammensetzungen nehmen nur etwa 1/5 bis etwa 1/10 des Volumens der herkömmlichen Zusammensetzungen ein. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen haben eine äquivalente Wirksamkeit wie etwa 2 1/2 bis etwa 4-fache Gewichtsmengen herkömmlicher Zusammensetzungen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besitzen somit aufgrund eines hohen Gewichts-/Volumenverhältnisses eine höhere Wirksamkeit als herkömmliche Zusammensetzungen. Dies ist besonders wichtig und bedeutsam in Fällen, wo die Zusammensetzungen mit Streu- oder Sprühvorrichtungen verhältnismäßig kleinen Volumens verwendet werden, beispielsweise in Feuerlöschern für Haushaltszwecke oder für Fahrzeuge.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden durch Anwendung von Pulvern mit einer wenigstens bimodalen Teilchengrößenverteilung in einer Gelflüssigkeit erzielt, welche teilweise oder ganz aus einem verflüssigten Treibgas besteht. Durch Verwendung eines Pulvers mit einer wenigstens bimodalen Teilchengrößenverteilung sind die kleineren Teilchen bestrebt, die Zwischenräume zwischen den größeren Teilchen auszufüllen. Dies führt zu einer Zusammensetzung höherer Dichte und entsprechend höherer Konzentration an Pulverteliehen als bei den herkömmlichen Zusammensetzungen, die im allgemeinen nur eine unimodale Teilchengrößenverteilung aufweisen.

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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Wenngleich die Erfindung Anwendbarkeit für das gesamte breite Gebiet der Technik der Pulverstreuung besitzt, werden nachfolgend nähere Einzelheiten der Erfindung speziell unter Bezugnahme auf die Verwendung von streufähigen Pulverzusammensetzungen als Feuerlöschmitteln beschrieben. Abwandlungen und Modifizierungen, wie sie zur Anwendung der Erfindung auf andere Gebiete der Streutechnik erforderlich sein können, kann der Fachmann auf dem Gebiete der Pulverstreuung ohne weiteres erkennen und festlegen.

Die Erfindung eignet sich besonders vorteilhaft als Feuerlöschmittel in Form eines Puders bzw. Pulvers, dessen durchschnittliche annähernde Maximalabmessung im Bereich zwischen etwa 0,01 Mikron und etwa 100 Mikron liegt. Die Pulverteilchen können gleichachsig und relativ frei von zackigen Rändern oder Ecken sein. In manchen Fällen können Teilchen in Schuppen- bzw. Flockenform erwünscht sein, wie beispielsweise Glimmerflocken. Weitere erwünschte Teilchenformen sind u.a. Fasern, Nadeln oder spitzen- bzw. bortenartige Kristalle.

Das Pulver soll wenigstens eine bimodale Teilchengrößenverteilung aufweisen. Durch Einlagerung eines Pulvers mit einer multimodalen Teilchengrößenverteilung in die erfindungsgemäße Zusammensetzung läßt sich die Einlagerung einer größtmöglichen Pulvermenge in ein gegebenes Volumen der Zusammensetzung erreichen. Die kleineren Teilchen sollen dabei in solcher Menge und in einem solchen Abmessungsbereich vorliegen, daß sie in die Gitterzwischenräume zwischen den größeren Teilchen bei deren Zusammenpackung bzw. Zusammenballen passen.

Bei Verwendung eines Pulvers mit einer bimodalen Teilchengrößenverteilung weisen die größeren Teilchen von annähernd gleichförmiger Abmessung Zwischenräume zwischen den Stellen, an

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welchen die Teilchen einander berühren, auf. In diese Zwischenräume können kleinere Teilchen hineingepackt werden. Bei Pulvern mit einer trimodalen Teilchengrößenverteilung können die Räume zwischen den größeren Teilchen und den in den Zwischenräumen der größeren Teilchen vorhandenen kleineren Teilchen mit noch kleineren Teilchen ausgefüllt werden. Vorzugsweise sollen die größeren Pulverteilchen eine mittlere annähernde maximale Abmessung besitzen, die etwa 4 bis etwa 10-fach größer als die durchschnittliche angenäherte Maximalabmessung der nächst kleineren Pulverteilchen ist. Beispielsweise sollen in einem bimodalen System, in welchem die größeren Pulverteilchen eine durchschnittliche angenäherte Maximalabmessung von 100 Mikron besitzen, die in den Zwischenräumen zwischen den größeren Teilchen hineinzupackenden kleineren Teilchen eine mittlere ungefähre Maximalabmessung im Bereich von etwa 10 bis etwa 25 Mikron besitzen. Im Beispielsfall eines trimodalen Systems, in welchem die größten Pulverteilchen eine mittlere ungefähre Maximalabmessung von 100 Mikron besitzen, könnten

die nächst kleineren Teilchen eine mittlere ungefähre Maximalzwischen
abmessung im Bereich etwa 10 bis etwa 25 Mikron besitzen und die kleinsten Teilchen eine mittlere ungefähre Maximalabmessung im Bereich von etwa 1 und etwa 6,25 Mikron. Man erkennt daraus, daß die Zahl der Teilchenarten mit unterschiedlichen Abmessungen, welche in einem Pulver mit einer multimodalen Teilchengrößenverteilung vorliegen können, als hauptsächlicher Faktor durch die Kontrollmöglichkeit für die Teilchengröße begrenzt wird.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung weist etwa J>0 bis etwa 70 Volumenprozent an Pulver auf, der Rest wird von der Gelflüssigkeit gebildet. Die Anwendung eines prozentualen Pulveranteils von weniger als etwa J50 Volumenprozent erbringt normalerweise keinen Vorteil, da die gewünschten Eigenschaften der Zusammensetzung zu einem hohen Grad von der in der Zusammen-

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Setzung vorhandenen Pulvermenge abhängen. Allgemein können die Fließ- und Handhabungseigenschaften der Zusammensetzung beeinträchtigt werden, wenn das Pulver in einem Anteil von mehr als etwa 70 Volumenprozent vorliegt. Das Pulver soll in der Gelflüssigkeit im wesentlichen unlöslich sein.

Hinsichtlich ihrer chemischen Natur können die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Pulver je nach dem speziellen Anwendungszweck schwanken. Anders als bei früheren streufähigen Trockenpülverzusammensetzungen brauchen in den feinverteilten Pulvern der erfindungsgemäßen Zusammensetzung keine die Fließfähigkeit verbessernden Zusätze und keine Agglomerationshemmer vorgesehen zu werden. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Erfindung würde durch die Zugabe derartiger Fließzusätze und/oder Agglomerationshemmer kein Nutzen erzielt.

Beispielsweise können bei einer zur Verwendung als Feuerlöschmittel vorgesehenen Zusammensetzung gemäß der Erfindung die folgenden Stoffe als Pulverkomponente verwendet werden: Kaliumbikarbonat, Flocken- und Blähglimmer, Natriumbikarbonat, Borsäure, Ammoniumhydrophosphat, Borax, Kaliumbromi1, Kaliumchlorid, Borax-Borsäure-Gemische, Strontiumbromid, Ammoniumbikarbonat, Ammoniumpentaborat, Ammoniumbromid, Tetrabromphthalanhydrid, Tetrabrombisphenol, Iodoform u.s.w.

Allgemein kommt grundsätzlich jedes beliebige Pulver, das mit wenigstens einer bimodalen Teilchengrößenverteilung herstellbar ist, für die Zwecke der Erfindung in Frage. Im ganzen gesehen bestimmen die Eigenschaften des Pulvers die Eigenschaften der Zusammensetzung.

Im Rahmen der Erfindung können gegebenenfalls auch Gemische von Pulvern Anwendung finden. So können beispielsweise für spezielle Zwecke, wo eine Zusammensetzung für eine spezielle

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• /

Situation mehrere Eigenschaften erhalten soll, die Pulver vermengt werden, beispielsweise durch Trockenmischung vor der Zugabe zu den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen. Ein bedeutsamer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Pulvergemische zusammen als Teil der Zusammensetzung lagerfähig sind. Dies ist ansonsten in Trockenmischungen wegen dem Zusammenpacken, der Agglomeration und Sinterung der Teilchen nicht möglich. Normalerweise miteinander reagierende Pulver wie beispielsweise Bikarbonat und saure Phosphate können stabil miteinander gemischt und als Teil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gelagert werden, da die Gelflüssigkeit die interaktiven Pulverteilchen voneinander trennt.

Bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist die Pulverkomponente mit einer Gelflüssigkeit gemischt. Im vorliegenden Zusammenhang wird unter "Gelflüssigkeit" eine gelierbare, Gel bildende Flüssigkeit mit einem ausreichenden Anteil an einem Gelbildner verstanden, daß eine Zusammensetzung mit einer ge-

gebildet wird, nügend hohen Fließ- bzw. Streckspannung um ein Absetzen und eine Agglomeration der Pulverteilchen zu verhindern. Eine

Fließspannung von etwa 20 Dyn pro cm ist geeignet. Vorzugsweise besteht die Gelflüssigkeit wenigstens zu einem Teil aus einem verflüssigten Gas.

Die Gelflüssigkeit hat die Funktion, eine Aneinanderhaftung der das feinverteilte Pulver bildenden Teilchen, beispielsweise durch Sinterung oder durch Van der Waal^sche Anziehung, und damit an einer Reaktion miteinander zu hindern. Darüber hinaus dient die Gelflüssigkeit auch der Verstärkung und Unterstützung der gewünschten Eigenschaften der feinverteilten Pulverkomponente, beispielsweise durch einen synergistischen Effekt oder durch einen Spreiz- bzw. Ausbreiteffekt oder einen Klebeeffekt. Alternativ kann die Gelflüssigkeit auch als ein Verdünnungsmittel für das verflüssigte Gas dienen, beispielsweise zur

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selektiven Beeinflussung der Treibeigenschaften des Flüssiggases.

Geeignete gelierbare Flüssigkeiten sind beispielsweise: Wasser, Tetrafluordibromäthan, Chlorbrommethan, Kohlenstofftetrachlorid, Tris (2, 3-Dibrompropyl) Phosphat, Äthylenbromid, Diäthylpyrophosphat, Glyzerin u.s.w.

Das verflüssigte Gas kann wenigstens einen Teil der Gelflüssigkeit bilden und in manchen Ausführungsbeispielen kann die Gelflüssigkeit zurGänze aus einem Flüssiggas bestehen. Der jeweilige relative Verhältnisanteil von Flüssiggas zu dem übrigen Teil der Gelflüssigkeit hängt von den physikalischen Eigenschaften des Flüssiggases und der Gelflüssigkeit sowie auch von den Eigenschaften des Pulvers und dem jeweiligen vorgesehenen Anwendungszweck der Zusammensetzung ab. Falls beispielsweise die Zusammensetzung zur Bildung einer Wolke bzw. eines Sprühnebels, wie etwa bei der Löschung der Flammenfront einer Explosion, verwendet werden soll, besteht die Gelflüssigkeit vorzugsweise fast zur Gänze aus dem verflüssigten Gas. In Fällen, wo beispielsweise Feuer in einem Maschinenraum mittels einer durch Leitungen und Ventile zugeführten Zusammensetzung gelöscht werden soll, oder falls ein Hand-Feuerlöscher Anwendung finden soll, kann das Flüssiggas nur einen geringeren Anteil der Zusammensetzung ausmachen.

Falls das verflüssigte Gas verhältnismäßig hoch-flüchtig ist, d.h. einen relativ hohen Dampfdruck besitzt, kann der aus einem Flüssiggas bestehende Anteil der Gelflüssigkeit verhältnismäßig klein gewählt werden, beispielsweise in der Größenordnung von etwa 5 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung,

Zusammensetzungen, in welchen die Gelflüssigkeit zur Gänze aus einem verflüssigten Gas besteht, eignen sich insbesondere in

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Fällen, wo das Flüssiggas eine verhältnismäßig niedrige Flüchtigkeit besitzt, wo für einen speziellen Anwendungszweck eine hohe Treibkraft erforderlich ist, oder wo das Flüssiggas die Eigenschaft besitzt, die funktionelle Wirkung des feinverteilten Pulvers zu erhöhen, wie beispielsweise im Fall der Verwendung von verflüssigten halogenierten Gasen in einem Feuerlöscher.

Beispiele von verflüssigten Gasen, die sich zur Anwendung in der Gelflüssigkeitskomponente der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eignen, sind: Trifluorbrommethan, Perfluorpropan, Perfluorcyclobutan, Dichlordifluormethan, Ammoniak, Tetrafluormethan, Methylbromid, Trifluormethan, Trifluorchlormethan, Hexafluoräthan, Difluorchlormethan u.s.w.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen einen Gelbildner in ausreichender Menge auf, um die Gelierung der gesamten in der Zusammensetzung enthaltenen Flüssigkeit zu bewirken. Der Wirkungsgrad des Gelbildners soll so sein, daß er nicht mehr als etwa 5 Gew.-% der Zusammensetzung auszumachen braucht. In manchen Zusammensetzungen besitzt die Pulverkomponente Gelbildende Eigenschaften, so daß die Menge an erforderlichem Gelbildner in derartigen Zusammensetzungen herabgesetzt werden kann. Allgemein soll wenigstens 1/2 Gew.-% der Zusammensetzung aus dem Gelbildner bestehen, um eine zufriedenstellende Gelierung des Flüssiganteils der Zusammensetzung zu gewährleisten.

Als geeignete Gelbildner kommen beispielsweise in Frage: Aus der Verbrennung von Siliciumtetrachlorid gewonnenes pyrogöies

Siliciumoxid, derartige Stoffe sind kommerziell als Gelbildner unter der Bezeichnung "Cab-O-Sil" verfügbar; Ruß mit einer sauberen Mikrooberfläche und einem hohen Strukturgrad, wobei die Struktur bei Teilchen mit Teilchengrößen von weniger als 25 Millimikron (gemessen mit einem Elektronmikro -

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skop) und mit einem Wert des Verhältnisses der BET-Oberflache (gemessen durch Stickstoffadsorptionsmessung) zur Elektronenmikroskop-Oberfläche im Bereich zwischen 2 1/2 und 6 eine innere Strukturierung sein soll, während es sich bei größeren Teilchen um eine äußere Strukturierung handeln soll, nämlich daß die Teilchen eine beständige spezielle Kettenbildung be-

sie
sitzen sollen, wie im Elektronenmikroskop nach Mischknetung

gemäß dem Verfahren von Ladd, Rubber Age, Vol. 57, June 1945, beobachtbar ist; **-

Seite 299\r*aus der Verbrennung von Aluminiumtrichlorid gewonnenes pyrogen.es Aluminiumoxid; aus der Verbrennung von Titantetrachlorid gewonnenes pyrogenes Titandioxid; Aluminium oder Magnesiumsalze von Fettsäuren wie Stearat, Palmitat, Octoat oder Fett-Säure-Gemische mit Hauptanteil an Oleat (Alumagel); colloidalen Attapulgitton; colloidalen quaternisierten Behtonit; sub-mikronfeines Magnesiumoxid; sub-mikronfeines Kaliumbikarbonat u.s.w.

In bestimmten Situationen kann ein oberflächenaktiver Stoff zur besseren Benetzung der feinverteilten Pulver zugesetzt werden. Ein derartiger oberflächenaktiver Stoff ist zwar nicht generell erforderlich; in Fällen, wo sein Zusatz erwünscht ist, soll er jedoch in einer Konzentration von etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-^, bezogen auf die Menge der Gelflüssigkeit in der Zusammensetzung, vorliegen. Geeignete oberflächenaktive Stoffe sind beispielsweise Sorbitantrioleat, Polyäthylenglycoläther von Hydroabietylalkohol, Polyoxyäthylensorbitanmonooleat, Diäthylenglycollaurat, sulfoniertes Ricinusöl, Triäthanolaminmonooleat u.s.w.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden in Standardbehältern aufbewahrt, die ausreichende Festigkeit besitzen, um den unter Aufbewahrungs- und Anwendungstemperaturen auftretenden Drucken standzuhalten. Allgemein liegen diese Drucke in der

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Größenordnung von I5 bis 250 p.s.i.g. (US Pfund pro Quadratzoll) bei Zimmertemperatur. Geeignete Behälter sind beispielsweise sämtliche herkömmlichen Standard-Druck-Feuerlöschbehälter sowie die Behälter gemäß der US-Patentschrift 5 402 665.

Im folgenden wird die Erfindung nunmehr im einzelnen anhand spezieller Beispiele erläutert, denen keine einschränkende Bedeutung zukommt. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können sämtliche Zutaten in einem unter Druck stehenden Mischer hoher Scherkraft bei Umgebungstemperatur gemischt werden, um eine Verdampfung flüchtiger Flüssigkeit oder des verflüssigten Gases zu vermeiden. Alternativ kann der Gelbildner dem normalerweise flüssigen Bestandteil zugesetzt und sodann der Mischung mit hoher Scherkraft unterworfen werden, mit anschließendem Abschrecken auf die "Verflüssigungstemperatur des verflüssigten Gases. Das verflüssigte Gas wird sodann bei Atmosphärendruck der gelierten Flüssigkeit zugemischt. Sodann können die anderen Bestandteile dem abgekühlten Gemisch zugesetzt werden, zur Herstellung der als Füllung für den Streubehälter verwendeten Zusammensetzung.

In den nachfolgenden Beispielen 1 bis 5 sind erfindungsgemäße Zusammensetzungen erläutert, in welchen die Pulver eine bimodale Teilchengrößenverteilung besitzen und die Pulverkomponente in einem Mengenanteil von etwa 30 bis etwa 70 Volumenprozent vorliegt.

Beispiel 1 Bestandteil

Natriumbicarbonat
Natriumbicarbonat
Trifluortrichloräthan
Trifluorbrommethan
PyrogenPS Silii

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Durchschnittliche ungefähre	η	Gewichts-	40
maximale Abmessung Ou)		teile	15
40	umoxid	35
8	8.5
1.5

Beispiel 2

Bestandteil Durchschnittliche ungefähre Gewichtsmaximale Abmessung ( u.) teile

Kaliumbicarbonat 35 50

Kaliumbicarbonat 5 13

Chlordifluormethan 35

Pyrogenes Aluminiumoxid 2

Beispiel	3	Kaliumbromid	Abmessung	ungefähre	Gewichts-	48	2
Bestandteil Durchschnittliche	Kaliumbromid	30	(#1)	teile	10	6
maximale	Dichlordifluormethan	6		7.	2
Trichlortrifluoräthan			33.
Alumlniumoc t oat			1.

Beispiel 4

Bestandteil Durchschnittliche ungefähre Gewichts-

maximale Abmessung ( /α) teile

Kaliumchlorid 45 35

Kaliumchlorid 12 10.8

Trifluorbrommethan 7.8

Dibromtetrafluoräthan 44.8

"Thixcin" (ein Ricinusöl-Derivat) 1.6

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	Beispiel	5	Abmessung	ungefähre	Gewichts-
Bestandteil	Durchschnittliche	30 6	(M)	teile
	maximale			35 5 58 2
Tetrabrombisphenol Tetrabrombisphenol Perfluorcyclobutan Alumagel	A A

Die Beispiele 6 bis 10 veranschaulichen erfindungsgemäße
Zusammensetzungen, in welchen das Pulver eine trimodale Teilchengrößenverteilung besitzt.

	Beispiel 6	Pyrogenes Siliciumoxid	Beispiel 7	1	Gewichts-
Bestandteil	Durchschnittliche ungefähre		Durchschnittliche ungefähre	Dibromtetrafluoräthan	teile
	maximale Abmessung (M)	Bestandteil	maximale Abmessung (μ)	Pyrogenes Siliciumoxid	40
Kaliumbicarbonat	30		30		15
Kaliumbicarbonat	β	Strontiumbromid	6	5
Kaliumbicarbonat	1	Strontiumbromid	1	39
Bromoform		Str ont iumbr omid	1
Bromtrifluormethar
Gewichts-
teile
45
10
5
4.8
34.3
0.9

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	13	2846727
	- yr -
	Beispiel 8	Gewichts
Bestandteil	Durchschnittliche ungefähre	teile
	maximale Abmessung (μ)	35
Kaliumchlorid	45	8
Kaliumchlorid	9	2
Kaliumchlorid	2	53
Perfluorpropan		2
Acetylen-Ruß

Beispiel 9

Bestandteil Durchschnittliehe ungefähre	Kaliumbromid	Abmessung (jü)	Gewichts
maximale	Kaliumbromid	35	teile
Kaliumbromid	7	30
Chlordifluormethan	2	10
Trichlortrifluoräthan		5.8
Ruß		7.8
	44.8
1.6

Bestandteil

Beispiel 10

Durchschnittliche ungefähre maximale Abmessung (μ)

Ammoniumhydr ophosphat Ammoniumhydr ophosphat Ammoniumhydrophosphat Stickstoffoxid
Pyrogenes Siliciumoxid

40 8 2

Gewichts· teile

43.5 10

5 40

1.5

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Beispiel 11 veranschaulicht eine erfindungsgemäße Zusammensetzung, welche ein Gemisch aus verschiedenen die Pulverkomponente bildenden Pulvern enthält:

Beispiel 11

Bestandteil Durchschnittliche ungefähre	Kaliumbicarbonat	30	Gewichts-
maximale Abmessung (μ)	Kaliumbicarbonat	6	teile
Kaliumbicarbonat	1	20
Amm oni umhydr ο phos phat	40	5
Ammoni umhydr ophos phat	8	1
Ammoniumhydrophosphat	2	20
Tetrafluordibr omäthan		5
Trifluorbromäthan		1
Pyrogenes Siliciumoxid		30
17
1

Das Kaliumbicarbonat in Beispiel 11 erzeugt beim Kontakt mit hohen Temperaturen Kohlenstoffdioxid. Das Ammoniumhydrophosphat bildet beim Kontakt mit einem brennenden Brennstoff eine Haut oder einen haftenden Film. Beide Stoffe bilden sogenannte Kettenbrecher, d.h. Stoffe, welche die Ausbildung einer Kettenreaktion verhindern, was zur Erstickung oder Löschung der Flamme führt. Das Gemisch aus Kaliumbicarbonat und Ammoniumhydrophosphat ist in der die Zusammensetzung bildenden Gelflüssigkeit unbegrenzt lagerfähig.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in beliebiger herkömmlicher Weise versprüht bzw. ausgebreitet oder gestreut werden. Falls es sich bei der Zusammensetzung um ein Feuerlösch-

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mittel handelt, sollten vorzugsweise sämtliche Bestandteile der Zusammensetzung, und zwar entweder einzeln für sich oder zumindest in ihrem zur Bildung der Zusammensetzung vermischten Zustand, Feuerlöschmittel sein, mit Ausnahme des Gelbildners und des oberflächenaktiven Stoffes, falls ein oberflächenaktiver Stoff enthalten ist. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einem umgrenzten, abgeschlossenen Bereich, wie beispielsweise einem Bergwerk, Schiff oder einem anderweitigen Fahrzeug, oder sonst in Fällen, wo die Wahrscheinlichkeit besteht, daß Menschen die Zusammensetzung einatmen oder mit ihr in Berührung kommen, sollen die Zusammensetzungsbestandteile, und zwar einzeln für sich sowie auch zusammen, im allgemeinen physiologisch ungefährlich sein, bei Streuung und Anwendung unter den normalerweise beim Löschen von Feuern auftretenden Bedingungen.

Ein gegenwärtig bevorzugtes Verfahren der Anwendung einer erfindungsgemäßen Feuerlöschzusammensetzung besteht darin, daß man in der Nähe eines zu löschenden Feuers oder einer zu löschenden Explosion eine Wolke bzw. einen Sprühnebel aus der Zusammensetzung bildet. Beispielsweise können Staub- und Gasexplosionen in Bergwerken durch eine geeignete Menge feinverteilter Löschmittel, die zusammen mit einem bromierten verflüssigten Gas unmittelbar vor der Flammenfront in die Luft versprüht werden, gelöscht werden. Vorzugsweise erfolgt die Versprühung der Zusammensetzung automatisch beim Eintreten bzw. Erreichen eines vorgegebenen Zustandes, beispielsweise dem Auftreten von Wärme, Rauch, Stoßwellen einer Explosion u.s.w.

Damit eine wölken- bzw. nebelbildende Zusammensetzung einen möglichst hohen Wirkungsgrad entfaltet, müssen die Teilchen eine große Oberfläche besitzen und genügend lange in dem in Bewegung befindlichen Gasstrom suspendiert verbleiben, daß die Flammenfront die Wolke bzw. den Sprühnebel aus den Teilchen erreicht. Die

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Pulverkomponente der Zusammensetzung sollte eine Teilchengrößenverteilung zwischen etwa 1 bis etwa 5 Mikron besitzen. Eine derartige Zusammensetzung läßt sich praktisch nur unter Verwendung eines eine Teilchenagglomeration verhindernden Verdampfungsgels rasch in eine Wolke bzw. einen Sprühnebel ausreichender Größe und mit vollständiger Dispersion in die einzelnen Teilchen ausstoßen.

Wolken- bzw. Sprühnebel-bildende Zusammensetzungen brauchen keinerlei Fließvermögen zu besitzen, da sie bis zu der Ausbreitung, die gewöhnlich durch Aufreißen des Behälters durch eine Sprengladung erfolgt, einfach in dem Behälter verbleiben.

des
Die Größe der Wolke bzw./Sprühnebels ist durch Variierung der Menge von verflüssigtem Gas in Zusammensetzung kontrollierbar und läßt sich in einfacher Weise durch den Fachmann bestimmen und festlegen.

Für anderweitige Anwendungsarten kann es erwünscht sein, Teilchen mit größeren Abmessungen, in der Größenordnung von etwa 8 bis etwa 40 Mikron, aus einer gewissen Entfernung in die Flammenfront hinein auszustoßen. Teilchen mit derartigen Größenabmessungen sind deshalb erwünscht, weil die kleineren Teilchen mit Abmessungen im Mikronbereich infolge von Hemmkräften rasch ihre Geschwindigkeit in der Luft verlieren und im allgemeinen nicht über größere Entfernungen verschossen bzw. versprüht werden können. Außerdem fallen die größeren Teilchen schneller auf das brennbare Material herab, unter Bildung eines die Entzündung und/oder eine Wiederentzündung verhindernden Schutzüberzugs.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand spezieller Ausführungsformen erläutert, denen jedoch keinerlei einschränkende Bedeutung zukommen soll; die Erfindung eignet sich zur Anwendung

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in anderweitigen Ausführungsformen für spezielle Anwendungszwecke, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Zusammenfassung

Gegenstand der Erfindung ist eine Zusammensetzung zur Verwendung mit einer Streu- bzw. Sprühvorrichtung, wobei die Zusammensetzung ein Pulver mit einer wenigstens bimodalen Teilchengrößenverteilung sowie eine Gelflüssigkeit aufweist und das Pulver in der Gelflüssigkeit im wesentlichen unlöslich ist. Vorzugsweise bildet ein verflüssigtes Gas wenigstens einen Teil der Gelflüssigkeit.

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Claims

Patentansprüche

1. Zusammensetzung zur Verwendung mit einer Streu- bzw. Sprühvorrichtung,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Puder mit einer wenigstens bimodalen Teilchengrößenverteilung sowie eine Gelflüssigkeit aufweist, wobei das Pulver etwa 30 bis etwa 70 Volumenprozent der Zusammensetzung bildet und in der Gelflüssigkeit im wesentlichen unlöslich ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Pulvers mit einer bimodalen Teilchengrößenverteilung die größeren Pulverteilchen eine mittlere oder durchschnittliche ungefähre Maximalabmessung entsprechend dem etwa 5- bis etwa 10-fachen der mittleren ungefähren Maximalabmessung der kleineren Pulverteilchenart besitzen.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Pulvers mit einer trimodalen Teilchengrößenverteilung die größeren Pulverteilchen eine mittlere ungefähre Maximalabmessung entsprechend dem etwa 4- bis etwa 10-fachen der mittleren ungefähren Maximalabmessung der nächst kleineren Pulverteilchenart besitzen.

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ORIGINAL,NSPECTED

4. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die GelflüoSigkeit eine gelierbare Flüssigkeit und ein verflüssigtes Gas aufweist.

5. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gelflüssigkeit ein verflüssigtes Gas sowie einen Gelbildner in einer zur Gelierung des gesamten verflüssigten Gases ausreichenden Menge enthält.

6. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung eine Fließ- bzw. Streckspannung

ρ
von wenigstens 20 Dyn pro cm besitzt.

7. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung unter einem Druck von etwa 15 bis etwa 250 US-Pfund pro Quadratzoll bei Zimmertemperatur steht.

8. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen eine durchschnittliche oder mittlere ungefähre Maximalabmessung von etwa 0,01 bis 100 Mikron besitzen.

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9. Zusammensetzung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung ein Feuerlöschmittel ist.

10. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverkomponente zwei verschiedene Pulverbzw. Pudersubstanzen enthält.

11. Zusammensetzung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennz e i chne t, daß der Gelbildner etwa 1/2 bis etwa 5 Gew.-^ der Zusammensetzung bildet.

12. Zusammensetzung nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gek enn ζ e ic hn e t, daß die Gelflüssigkeit einen oberflächenaktiven Stoff in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 1 Gew.-^ tw Gelflüssigkeit enthält.

15. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteliehen eine Form in Gestalt im wesentlichen gleichachsiger Körner, Flocken, Fasern, Nadeln sowie spitzen- bzw. bortenförmiger Kristalle besitzen.

14. Zusammensetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzungsbestandteile allgemein

90 9820/OS 15 ./.

- ftf -

physiologisch ungefährlich im Zustand der Streuausbreitung bei Verwendung unter normalerweise beim Feuerlöschen und dgl. auftretenden Bedingungen sind.

15. Anwendung einer Zusammensetzung nach einenr oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach den Ansprüchen 9 und 14, zum Feuerlöschen, dadurch gekennzeichnet, daß man im Bereich des Feuers eine Wolke- bzw. einen Sprühnebel der Zusammensetzung erzeugt.

909820/0815