DE3830122C2

DE3830122C2 - Brandbekämpfungsmaterial

Info

Publication number: DE3830122C2
Application number: DE3830122A
Authority: DE
Inventors: Alain Halter; Paul Arker; Joel Hussenet; Francois Toussaint
Original assignee: Glaverbel Belgium SA
Current assignee: AGC Glass Europe SA
Priority date: 1987-09-07
Filing date: 1988-09-05
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2008-09-06
Also published as: ATA218588A; NO883944L; IT8867786A0; US4968441A; GR1000401B; FR2620035B1; JPS6470081A; PT88424A; SE8803123D0; GB8720996D0; JP2724727B2; SE8803123L; CH675361A5; ES2012114A6; FR2620035A1; NO883944D0; DK498188D0; IT1223795B; BE1002380A3; GR880100569A

Description

Die Erfindung betrifft Materialien, die zur Brandbekämpfung, z. B. zum Löschen von Feuersbrünsten, verwendbar sind.

Die Erfindung würde im Zusammenhang mit Forschungsarbeiten auf dem Gebiete zur Bekämpfung sogenannter "Klasse D"-Brände und zur Bekämpfung von Bränden, die z. B. aus dem Entweichen von aufgeschmolzenem Metall aus einem Einschließbehälter resultieren, gemacht. Klasse D-Brände umfassen solche, die auf brennende oder glühende Metalle zurückzuführen sind.

Jedes brennende Material kann natürlich die Ursache für einen Sekundärbrand sein, doch sind die Risiken eines Sekundärbrandes besonders akut im Falle des Brennens von aufgeschmolzenen Metallen wegen der hohen Temperaturen, die mit derartigen Materialien verbunden sind und wegen der Schwierigkeiten, ein brennendes Metall auszulöschen und/oder die Temperatur an der Stelle des Brandherdes zu vermindern.

Frühzeitige Anstrengungen zur Bekämpfung von Klasse D-Bränden wurden wegen des Einsatzes von Magnesium-Brandmitteln während des Zweiten Weltkriegs unternommen, und die Forschungsarbeiten wurden fortgesetzt wegen der zunehmenden industriellen Verwendung von entzündlichen Metallen wie Magnesium, Aluminium, Zirkonium und Titan. Parallel hierzu erwachsen Brandrisiken in der Nuklearindustrie, wo von Uranium, Thorium und Plutonium, die durchwegs brennbar sind, Gebrauch gemacht wird, sowie in Kernreaktoren und anderen Anlagen, wo von Flüssigmetall-Wärmeaustauschsystemen, die z. B. Natrium oder eine Legierung aus Natrium und Kalium enthalten, Gebrauch gemacht wird. Natrium- und Natrium-Kalium-Brände sind bekanntermaßen besonders schwierig zu bekämpfen und deren Verbrennungsprodukte sind recht schädlich.

Zu den Materialien, die früher zur Bekämpfung von Klasse D-Bränden verwendet wurden, gehörten Sand und natürlich vorkommende Silikate. Diese Materialien sind jedoch, insbesondere in ihrer weniger reinen Form, nicht sehr wirksam gegen Metallbrände, insbesondere Alkalimetallbrände. Außerdem neigen sie in der Regel dazu, ziemlich feucht zu sein, und dies kann zu einem Zusammenbacken führen und ein sachgemäßes Aufbringen auf den Brandherd schwierig machen.

Die Verwendung von Kohlenstoff wurde ebenfalls vorgeschlagen. Kürzliche Studien haben ergeben, daß ein geeignetes Löschmittel für Alkalimetallbrände expandierter Graphit oder Graphitmikrokügelchen sind, doch sind dies sehr teure Materialien. Ferner ist die Verwendung von Kohlenstoff in der Regel wirklich ein Verzweiflungsplan: Die Idee ist in der Tat die, den Kohlenstoff zu verbrennen, um dem Alkalimetall Sauerstoff zu entziehen. Dies trägt wenig dazu bei, die Möglichkeit des Auslösens eines Sekundärfeuers zu vermindern. Andere Pulverlöschmittel für Alkalimetallbrände, die sich als wirksam erwiesen haben, umfassen Metallsalze, z. B. ein Gemisch aus 20% NaCl, 29% KCl und 51% BaCl₂, bezogen auf das Gewicht. Diese Materialien sind ziemlich teuer, doch kann deren Einsatz gegen Alkalimetallbrände, die auf andere Weise nicht leicht bekämpft werden können, gerechtfertigt sein. Ihr Einsatz zur Bekämpfung von Erdalkalimetallbränden ist jedoch weniger leicht zu rechtfertigen, obwohl sie für diesen Zweck recht wirksam sein können. Zum Einsatz bei der Bekämpfung von Erdalkalimetallbränden, z. B. zur Bekämpfung von Magnesiumbränden, wurde die Verwendung von Kalium- oder Ammoniumsalzen, z. B. Kaliumchlorid (KCl) und saures Ammoniumphosphat (NH₄H₂PO₄), vorgeschlagen. Es wurde ferner vorgeschlagen, z. B. für die Bekämpfung von Zirkoniumbränden, ein Trockenpulver zu verwenden, das vermahlenen nicht-expandierten oder partiell-expandierten Perlit aufweist, da dieses Material etwa 4 bis 6% gebundenes Wasser enthält, das beim Erhitzen als Dampf freigesetzt wird und als ein Blähmittel wirkt, so daß der Perlit eine Schaumsperrschicht über dem brennenden Material bilden kann. Es ist unerwünscht, Wasser-freisetzende Materialien zur Bekämpfung von Bränden, die auf Alkalimetalle zurückzuführen sind, einzusetzen.

US-A 2,294,532 beschreibt ein pulverförmiges Material zum Löschen von brennendem, geschmolzenem Magnesium, insbesondere von durch Magnesium bomben entstandenen Feuern, wobei ein "verglasendes" Material auf den bren nenden Stoff gesprüht wird, das in der Lage ist, eine Decke auszubilden, die dem Feuer die Luft entzieht und die Verbrennungsreaktion erstickt. Dieses Material muß eine Viskosität von mindestens mehreren Millionen Poise bei der Tempera tur brennenden Magnesiums, d. h. bei 1000° bis 1500°C, besitzen. Diese Anforderung ist jedoch mit gewöhnlichem Kalk-Soda-Glas nicht vereinbar. Das in der vorgenannten Patentschrift verwendete Material ist vorzugsweise ein natürlich vorkommendes Material wie Feldspat, Granat oder Pyroxen. DE-AS 15 42 350 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von lagerfähigem Trockenlöschpulver mit Zusätzen an inertem anorganischem feinverteiltem, durch Reaktion mit einer organischen Siliciumverbindung hydro phobiertem Material, wobei ein inertes Mineral, wie Silikat, Phosphat, Carbonat, Sulfat, ein synthetisches Halbmineral (Thomasmehl) oder Flugasche, mit einem spezifischen Silikonöl überzogen wird und mit den bekannten löschwirksamen Pulverbestandteilen, wie Bicarbonate, Sulfate, Phosphate oder Metaphosphate, gemischt wird. Solche Pulver sind zum Löschen von Feuern brennender Flüssig keiten, d. h. Öl, Fette und dgl., wirksam. DE-OS 21 07 082 beschreibt ein oberflächenbehandeltes, pulverisiertes Siliciumdioxid, wobei ein solches, teil weise hydrophobes Siliciumoxid als Zusatz zur Verhinderung der Verklumpung von Pulvern wie Feuerlöschpulvern verwendet werden kann. Dieses spezielle Siliciumdioxid führt nicht zum Zusammenbruch von Schaum, der von bestimmten Feuerlöschpulvern erzeugt wird, und ist deshalb mit schaumbildenden Feuer löschpulvern zusammen einsetzbar. US-A 2,730,841 beschreibt die Herstellung von silikonbeschichteten Glaskügelchen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wirksames und billiges Material zur Feuerbekämpfung anzugeben, und insbesondere ein solches Material, das zur Bekämpfung von Klasse D-Bränden geeignet ist und das leicht so ausgestaltet werden kann, daß es gegen einen weiten Bereich von brennenden Metallen wirksam ist.

Erfindungsgemäß wird ein Brandbekämpfungsmaterial bereitgestellt, das ganz oder hauptsächlich aus Glasteilchen besteht, wobei die Glasteilchen aus einem Gemisch aus zerkleinertem, scharf kantigem Glasmaterial und kugelförmigem Glasmaterial bestehen, wobei jedes Glasteilchen des Gemisches einen hydrophoben Überzug trägt.

Es zeigte sich, daß ein derartiges Material besonders wirksam beim Einsatz zur Bekämpfung von Klasse D- und anderen Bränden ist und daß es gegenüber einem weiten Bereich von brennenden Materialien wirken kann. Die Verwendung von Partikeln aus zerkleinertem Glasmaterial, das einen hydrophoben Überzug trägt, wirkt der Adsorption von atmosphärischem Wasser durch die Glaspartikel entgegen und fordert so die Fließfähigkeit und die Partikel können daher leicht in bekannten Apparaturen, z. B. Trockenpulver- Feuerlöschern und sogar Sprinklersystemen, angewandt werden.

In der Tat kann das erfindungsgemäß geschaffene Brandbekämpfungsmaterial gegen fast jeden Typ von Feuer eingesetzt werden. In der Brandbekämpfung ungeübte Personen nehmen, wenn sie mit einem Feuersausbruch konfrontiert sind, oftmals die nächstgreifbare Feuerbekämpfungsvorrichtung und setzen sie ein beim Versuch der Feuerbekämpfung, ohne an die Auswirkung zu denken, die die Verwendung dieses speziellen Typs von Vorrichtung auf den speziellen Typ von Feuer hat. Die Gefahren der Verwendung eines Löschmittels auf Wasserbasis auf einen Alkalimetallbrand sind dokumentarisch gut belegt, können jedoch im momentanen Streß oft vergessen werden. Der Einsatz von nicht-geschäumten Löschmitteln auf Wasserbasis tendiert auch dazu, Brände von Kohlenwasserstoffen auszubreiten, z. B. im Falle von brennendem Heizöl, so daß die Feuersgefahr erhöht wird. Das erfindungsgemäße Brandbekämpfungsmaterial kann, zumindest in erster Linie, zur Bekämpfung von Kohlenwasserstoff- und Holz- oder Papierbränden sowie Metallbränden eingesetzt werden. Es kann sein, daß eine bestimmte Formulierung nicht das Optimum zur Bekämpfung aller dieser Klassen von Bränden darstellt, doch wird dabei irgendein positives Ergebnis erzielt und die bestehende Gefahr nicht vergrößert.

Die optimale Auswahl von Material hängt in der Regel von der Natur der Brandgefahr ab. Trotzdem ist es üblicherweise möglich, ein solches Brandbekämpfungsmaterial zu formulieren, das zur Bekämpfung aller Klasse D-Brände, die an irgendeinem bestimmten Platz auftreten können, besonders wirksam ist. Bei den Temperaturen, die bei Erdalkalimetallbränden üblicherweise auftreten, erweichen oder schmelzen die Glaspartikel und, wenn eine genügende Menge angewandt wird, sintern sie zusammen unter Bildung einer Glasdeckschicht, die dem Feuer Sauerstoff entzieht und es dadurch erstickt. Obwohl etwas niedrigere Temperaturen in der Regel im Falle von Alkalimetallbränden auftreten, sind die Temperaturen beim Brennen von Alkalimetallen oftmals genügend hoch, um zumindest das Glasmaterial zu erweichen und eine das Feuer erstickende Decke aus Glasmaterial kann wiederum gebildet werden. Diese mindert die unmittelbare Feuergefahr und nimmt gefährliche Produkte, die noch nicht entwichen sind, in sich auf. Das Material kann abkühlen gelassen und die Brandstelle kann geräumt werden, wenn eine für die mit der Feuerbekämpfung befaßten Personen weniger unangenehme Temperatur erreicht ist. Der Einsatz eines solchen Feuerbekämpfungsmaterials hat ferner den Vorteil relativ niedriger Kosten im Vergleich mit der Verwendung von expandiertem Graphit und vielen anderen zur Zeit im Gebrauch befindlichen Pulverlöschmitteln. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß Glaspartikel nicht von sich aus ätzend sind, wie dies bei vielen zur Bekämpfung von Klasse D-Bränden eingesetzten Metallsalzen und Salzmischungen der Fall ist.

Ein weiterer Vorteil tritt dann zutage, wenn eine Gefahr besteht, daß der Herd eines Klasse D-Brandes Wasser ausgesetzt wird. Eine solche Gefahr ist durchaus üblich, weil die bei einem Metallbrand erzeugte Hitze dazu neigt, irgendein brennbares Material in der Nachbarschaft zu entzünden und dadurch einen Sekundärbrand auszulösen; ein solcher Sekundärbrand wird oft mit einem Löschmittel auf Wasserbasis bekämpft. Es wurde festgestellt, daß Pulver, die zur Zeit zur Bekämpfung von Klasse D-Bränden Verwendung finden, dazu tendieren, durch Wasser von dem Metall weggewaschen zu werden, so daß ein Kontakt zwischen dem Wasser und dem Metall ermöglicht wird. Dies hat keine besonders große Bedeutung im Falle mancher Metalle, vorausgesetzt, daß sie die Möglichkeit hatten, genügend abzukühlen, es führt jedoch fast unvermeidbar zur Wiederentzündung eines Alkalimetallbrandes. Diese Gefahr wird durch die Bildung einer zusammenhängenden wasserfesten Decke aus Glasmaterial über dem gefährdeten Metall vermieden.

Es besteht auch noch eine weitere Feuersgefahr, die in der industriellen Praxis auftreten kann, nämlich die folgende. In metallurgischen und anderen Industriezweigen geschieht es bisweilen, daß ein Gefäß, das schmelzflüssiges Metall enthält, springt und ein Leck bildet, was dazu führt, daß ein Strom aus aufgeschmolzenem Metall daraus ausfließt. Die tatsächliche Art der daraus resultiernden Feuersgefahr hängt natürlich von der Natur und der Temperatur des schmelzflüssigen Metalls ab. So werden z. B. einige Natrium-Kalium-Legierungen bei gewöhnlicher Raumtemperatur aufgeschmolzen, sie reagieren jedoch sehr heftig mit Beton und entzünden sich spontan. Ganz abgesehen von der Neigung des Metalls, selbst zu brennen, schmelzen weniger aktive Metalle, z. B. Kupfer oder Stahl, bei hohen Temperaturen und aufgrund der Temperatur neigen sie in der Regel dazu, irgendein brennbares Material, mit dem sie in Kontakt gelangen, zu entzünden. Eine Lache von schmelzflüssigem Metall, die sich in einer unkontrollierten Weise über den Boden ausbreitet, verhindert auch eine enge Annäherung an das Leck durch das Noteinsatzpersonal, und es ist extrem schwierig, das ausgelaufene Metall wegzuräumen, nachdem es abgekühlt und verfestigt ist.

Um diesen Typ von Feuersgefahr zu vermindern, kann das erfindungsgemäß geschaffene Brandbekämpfungsmaterial in geeigneter Weise so aufgebracht werden, daß es einen Damm auf der Oberfläche bildet, gegen die das schmelzflüssige Metall tropft. Je nach Schwere des Lecks kann es möglich sein, das aufgeschmolzene Metall zurückzuhalten, oder es kann möglich sein, nur dessen Fließrichtung zu steuern, z. B. gegen einen Ort, an dem es den geringsten erkennbaren Schaden anrichtet. Selbst im Falle eines extrem schweren Lecks bei einem Metall, das heiß genug ist, um das Glasmaterial zu schmelzen, tendieren die Partikel dazu, eine schmelzflüssige Umrandung für das entwichene aufgeschmolzene Metall zu bilden, die eine sehr viel höhere Viskosität als das aufgeschmolzene Metall selbst hat, und auf diese Weise wird der Fluß des Metalls in einer oder mehreren ausgewählten Richtungen festgelegt, so daß es zu einem gewünschten Ort geleitet werden kann. Dies schafft mehr Zeit für andere durchzuführende Maßnahmen und für die Flucht von nicht benötigtem Personal. Außerdem absorbiert das Glas Strahlung von dem schmelzflüssigen Metall, was es dem Noteinsatzpersonal erleichtert, an den Gefahrenherd näher heranzukommen.

Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthält das Brandbekämpfungsmaterial einen Salz-Hilfsstoff. Die Verwendung eines solchen Salz-Hilfsstoffs erhöht offensichtlich die Wirksamkeit des Materials zur Bekämpfung von Bränden, und in einigen Anwendungsgebieten erfolgt dies in solchem Ausmaß, daß dadurch die erhöhten Kosten des Materials aufgrund des Vorliegens des Salzes und irgendeine Tendenz des Salzes, korrodierend zu wirken, kompensiert werden.

In vorteilhafter Weise werden die Oberflächen der Salzpartikel mit einem Stearat oder Silicon beschichtet. Stearate und Silicone bilden wirksame hydrophobe Überzüge auf Teilchen von Salzen.

Unter Salzen, die sich als besonders wirksam erwiesen haben, finden sich Salze, die ausgewählt sind aus Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen und Erdalkalimetallsalzen, und deren Verwendung wird demzufolge bevorzugt. Aus ähnlichen Gründen wird es bevorzugt, ein Salz, das ausgewählt ist aus Chloriden, Carbonaten, Bicarbonaten und Phosphaten, einzusetzen. Ein möglicher Grund für die Wirksamkeit solcher Salze ist der, daß sie dazu neigen, bei niedrigeren Temperaturen als die meisten Glasmaterialien zu schmelzen, was zur Folge hat, daß bei der Aufbringung des Materials auf die Stelle eines Brandherdes das Salz schmelzen kann, so daß es leicht in die Zwischenräume zwischen den Partikeln aus zerkleinertem Glasmaterial fließt und auf diese Weise rascher eine undurchlässige Sperrschicht bildet.

Bei Verwendung eines Salz-Hilfsstoffs in Verbindung mit dem Glasteilchengemisch wird gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen, daß ein solcher Hilfsstoff außerdem Graphitteilchen aufweist. Obwohl Graphit teuer ist und obwohl er nicht sehr wirksam zur Verhütung von Sekundärbränden ist, kann er sich im Falle bestimmter Klasse D-Brände als ein vorteilhafter Hilfsstoff erweisen.

Erfindungsgemäß enthält das Gemisch der Glasteilchen ein kugelförmiges Glasmaterial. Die Verwendung des kugelförmigen Glasmaterials erhöht ebenfalls die Wirksamkeit des Materials bei der Brandbekämpfung. Der Einsatz des Gemisches aus zerkleinertem Glasmaterial und kugelförmigem Glasmaterial ist besonders wirksam, weil die abgerundeten Kügelchen gute Fließeigenschaften des Gemisches fördern, während die scharfen Kanten der zerkleinerten Partikel rasch erweichen, wenn sie genügend Hitze ausgesetzt sind, so daß eine Glasdeckschicht schnell gebildet werden kann. Vorzugsweise besteht ein derartiges kugelförmiges Glasmaterial praktisch aus massiven Glaskügelchen.

Die Granulometrie der kugelförmigen Glasteilchen kann einen wichtigen Einfluß auf die Wirksamkeit eines Brandbekämpfungsmaterials, in das sie eingearbeitet sind, haben. In vorteilhafter Weise haben mindestens 50%, bezogen auf Zahl, der vorliegenden kugelförmigen Glaspartikel eine Korngröße von unter 50 µm, und vorzugsweise von unter 30 µm. Eine mögliche Erklärung für die gesteigerte Wirksamkeit solcher kleiner kugelförmiger Glaspartikel ist die, daß sie leicht schmelzbar sind unter Ausfüllung der Zwischenräume zwischen den zerkleinerten Glaspartikeln und auf diese Weise die Bildung einer undurchlässigen Sperrschicht über der Stelle eines Brandherdes fördern. Die Verwendung solch kleiner kugelförmiger Glaspartikel hat den zusätzlichen Vorteil, daß die gebildete Glasmasse nicht dazu neigt, in Wasser, das zur Bekämpfung eines Sekundärbrandes an der gleichen Brandstelle aufgebracht wird, in Lösung zu gehen.

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen enthält das erfindungsgemäße Brandbekämpfungsmaterial einen oder mehrere solcher Hilfsstoffe in einer Gesamtmenge an Hilfsstoff, die 80%, bezogen auf Masse, der zerkleinerten Glaspartikel nicht übersteigt. Diese obere Grenze an Hilfsstoffmenge trägt dazu bei, die Kosten niedrig zu halten und andererseits zu ermöglichen, daß genügend Hilfsstoff zur Erzielung guter Ergebnisse verwendet wird.

Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung enthält das Material eine oder mehrere der angegebenen Hilfsstoffe in einer Gesamtmenge an Hilfsstoff zwischen 50 und 80 Gew.-%, bezogen auf die zerkleinerten Glaspartikel. Brandbekämpfungsmaterialien mit diesem bevorzugten erfindungsgemäßen Merkmal sind besonders wirksam beim Einsatz gegen Brände von Kohlenwasserstoffen.

Gemäß anderer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung enthält dieses Material einen oder mehrere der angegebenen Hilfsstoffe in einer Gesamtmenge an Hilfsstoff zwischen 5 und 50 Gew.-%, bezogen auf die zerkleinerten Glaskügelchen. Brandbekämpfungsmaterialien mit diesem bevorzugten erfindungsgemäßen Merkmal sind besonders wirksam beim Einsatz gegen Klasse D-Brände.

Auf alle Fälle wurde gefunden, daß die Verwendung großer Mengen an Hilfsstoff unverhältnismäßig teuer in Bezug auf die erzielten Vorteile ist, und es wird daher bevorzugt, daß die zerkleinerten Glaspartikel mindestens 65 Gew.-% des Brandbekämpfungsmaterials ausmachen. In vorteilhafter Weise machen die zerkleinerten Glaspartikel mindestens 75 Gew.-% und optimalerweise mindestens 90 Gew.-% des Brandbekämpfungsmaterials aus.

Es wurde ferner gefunden, daß die Größe der Glaspartikel wichtig ist für deren Wirksamkeit als erfindungsgemäße Brandbekämpfungsmaterialien. Ursprünglich wurde angenommen, daß es nötig sein würde, Glaspartikel mit einer mittleren Korngröße (bezogen auf Zahlenmittel statt auf Gewichtsmittel) von etwas über 300 µm zu verwenden, so daß die Partikel genug Masse besitzen, um durch das hochgradig turbulente Gas oberhalb eines Klasse D-Brandes leicht geschleudert werden zu können und auf der Oberfläche des Metalls zur Ruhelage zu kommen, ohne weggeblasen zu werden. Überraschenderweise wurde festgestellt, daß dies nicht der Fall ist und daß die Wirksamkeit stark gefördert wird, wenn, wie bevorzugt, mindestens 50 Gew.-% der zerkleinerten Glaspartikel eine Korngröße unter 200 µm aufweisen. Es wurde gefunden, daß dies einen zusätzlichen Vorteil insofern hat, als es die Fließfähigkeit der Partikel fördert, und es hat auch einen vorteilhaften Einfluß auf die Art und Weise, wie sich die Partikel an der Stelle eines Brandherdes benehmen. Es wurde gefunden, daß derartig kleine Partikel nicht notwendigerweise einsinken, selbst nicht in schmelzflüssiges Natrium und in Natrium-Kalium-Legierungen, wobei die Glaspartikel dichter sein können als das schmelzflüssige Metall, vorausgesetzt, daß eine ausreichende Menge aufgebracht wird zur raschen Auslöschung des Feuers. Es ist nicht völlig klar, warum dies so ist. Es ist möglich, daß die Partikel oben gehalten werden durch Oberflächenspannungseffekte oder aber daß dies aus irgendwelchen anderen Gründen der Fall ist. Falls die Partikel einsinken, kann die Löschung des Feuers durch eine weitere Aufbringung von Brandbekämpfungsmaterial erzielt werden. Ein weiterer Vorteil der Verwendung solche kleiner Partikel ist der, daß sie leichter zusammensintern unter Bildung einer zusammenhängen Decke über dem brennenden Metall und auf diese Weise zu einem rascheren und wirksameren Ersticken des Feuers führen.

Es wurde gefunden, daß diese Vorteile gefördert werden, wenn mindestens 50 Gew.-% der vorliegenden zerkleinerten Glaspartikel eine Korngröße von unter 120 µm haben, wie dies bevorzugt ist. In der Tat liegt gemäß den am meisten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die mittlere Korngröße der zerkleinerten Glaspartikel unter 60 µm, z. B. im Bereich von 25 bis 35 µm.

Die Glaspartikel des erfindungsgemäßen Materials tragen einen hydrophoben Überzug, um der Adsorption von atmosphärischer Feuchtigkeit durch die Glaspartikel entgegenzuwirken und dadurch die Fließfähigkeit zu fördern. Verschiedene hydrophobe Substanzen sind verwendbar, doch gehören zu den wirksamsten Organosilane und Silicone. Silicon DC 1107 ist ein sehr geeignetes Silicon. Derartige Substanzen können fest haftende Überzüge auf Glasmaterial bilden und verlängern dadurch die Zeitspanne der Wirkungsdauer, und es wird daher bevorzugt, daß die Oberflächen der Glaspartikel Silicon- und/oder Organosilangruppen aufweisen. Fluorkohlenstoffe sind als hydrophobe Substanz ebenfalls verwendbar.

Um die Fließfähigkeit des Brandbekämpfungsmaterials weiter zu verbessern, wird es bevorzugt, daß die Glaspartikel mit einem Anti-Zusammenbackmittel beschichtet oder vermischt werden. Dies fördert den Fluß durch eine Düse eines Feuerlöschers und hat außerdem einen günstigen Einfluß auf die Art und Weise, in der sich das Brandbekämpfungsmaterial selbst an der Stelle des Brandherdes verteilt.

Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weist das Anti-Zusammenbackmittel eine feinteilige Substanz auf, die hydrophob, anorganisch und praktisch chemisch inert in Bezug auf die Glaspartikel ist und eine spezifische Oberfläche von mindestens 50 m²/g hat. Als Folge des Effekts auf die Verbesserung des Fließvermögens der Glaspartikel führt die Zugabe einer derartigen feinteiligen Substanz auch dazu, daß eine Erhöhung des Schüttgewichts des Brandbekämpfungsmaterials eintritt, was es ermöglicht, daß eine größere Menge dieses Brandbekämpfungsmaterials von einem Feuerlöscher einer gegebenen Größe aufgenommen werden kann.

Die Wirkung dieser feinteiligen Substanz wird erhöht, wenn sie eine spezifische Oberfläche von mindestens 100 m²/g hat, was bevorzugt wird.

Verschiedene feinteilige Substanzen sind verwendbar, doch wird es besonders bevorzugt, daß diese feinteilige Substanz praktisch vollständig aus Siliziumdioxid besteht.

Feinteiliges Siliziumdioxid mit den erforderlichen Eigenschaften ist im Handel verfügbar unter den Handelsnamen AEROSIL® und CAB-O-SIL®. Ein feinteiliges Siliziumdioxid aus Diatomeenerde, das unter dem Handelsnamen CELLITE verfügbar ist, kann ebenfalls verwendet werden.

Eine solche feinteilige Substanz liegt in der Masse vorzugsweise in einer Menge von mindestens 0,02 Gew.-%, bezogen auf das zerkleinerte Glasmaterial, vor. Es ist in der Regel nicht notwendig, mehr als 0,5% feinteilige Substanz, bezogen auf das Gewicht der Glaspartikel, zu verwenden und aus wirtschaftlichen Erwägungen wird es bevorzugt, daß diese feinteiligen Substanz in einer Menge von nicht mehr als 0,2 Gew.-% der zerkleinerten Glaspartikel vorliegt.

Gemäß einigen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung weisen die Glasteilchen Partikel aus Glasmaterial mit einem Fließpunkt unter 600°C auf. Der Fließpunkt eines Glasmaterials wird definiert als die Temperatur, bei der das Glasmaterial eine Viskosität von 10 kPa . s (10⁵ poise) aufweist. Derartige Glaspartikel koaleszieren rasch unter Bildung einer praktisch undurchlässigen Decke über einer Masse aus brennendem Metall. Es verdient hervorgehoben zu werden, daß viele derartige Glasmaterialien reich an Alkalimetallionen sind. Als Folge davon sind sie sehr empfindlich gegen Feuchtigkeit und es erweist sich als besonders vorteilhaft, Partikel aus solchen Materialien mit einer hydrophoben Substanz in der erforderlichen Weise zu behandeln.

Wahlweise oder zusätzlich hierzu wird es bevorzugt, daß die Glasteilchen Partikel aus einem Glasmaterial mit einem hohen Gehalt an Blei aufweisen. Zahlreiche bleireiche Glasmaterialien haben einen relativ niedrigen Fließpunkt und sie können einen ziemlich niedrigen Gehalt an Alkalimetallionen aufweisen, so daß sie vergleichsweise unempfindlich gegen Feuchtigkeit sind. Die Verwendung eines bleireichen Glasmaterials ist auch dort von Vorteil, wo eine Gefahr besteht, daß das brennende Metall Radioaktivität entfaltet. So kann z. B. ein brennendes Metallkühlmittel aus einem Kernreaktor zwar nicht wesentlich durch radioaktives Material verunreinigt sein, doch ist es vernünftig, als Vorsichtsmaßnahme ein bleireiches Löschmittel zu verwenden, um etwas zur Abschirmung gegen Nuklearstrahlung zu unternehmen. Zahlreiche geeignete Zusammensetzungen von bleireichem Glasmaterial sind an sich bekannt als Glas-Emaillemassen.

Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Glasteilchen Partikel aus einem Glasmaterial mit einer hohen Infrarotenergie-Absorption aufweisen. Es ist wohlbekannt, daß das Vorliegen von Eisenoxid in Glasmaterial die Absorption von Infrarotstrahlung fördert, insbesondere, wenn das Glasmaterial unter reduzierenden Bedingungen erzeugt wurde. Die Verwendung eines derartigen Glasmaterials ermöglicht eine größere Annäherung durch das Notdienstpersonal nach Aufbringung einer anfänglichen Materialschicht auf ein Klasse D-Feuer, oder die Steuerung des Flusses von heißem aufgeschmolzenem Metall.

Die Verwendung von Partikeln aus Glasmaterial mit unterschiedlichen Zusammensetzungen kann unter gewissen Umständen ebenfalls Vorteile haben. Zieht man z. B. ein Natriumfeuer in Betracht, so kann ein Glasmaterial mit einem niedrigen Fließpunkt recht schnell eine schmelzflüssige Schicht auf der Oberseite des Metalls bilden, was dazu beiträgt, daß das Feuer erstickt wird. Hat jedoch das aufgeschmolzene Glasmaterial eine höhere Dichte als das schmelzflüssige Natrium, so werden wahrscheinlich Teile dieser Schicht einsinken, wodurch sie frische Natriumoberfläche freilegen können, die sich sodann wiederentzünden kann. Wenn jedoch Partikel aus einem Glasmaterial mit einem höheren Fließpunkt in Kombination mit dem leichter schmelzbaren Glasmaterial verwendet werden, dann werden erstgenannte Partikel nicht schmelzen. Diese Partikel, vorausgesetzt, daß sie keine zu große Dichte haben, können zusammen mit irgendwelchem Gas, das zwischen ihnen eingeschlossen ist, eine Isoliersperrschicht bilden, die auf der Oberfläche des Metalls verbleibt und eine verminderte Temperatur und somit höhere Viskosität hat wegen der Absorption von Wärme von dem Metall als latente Schmelzwärme durch die Partikel des leichter schmelzbaren Glases. Dies kann dazu führen, daß das Feuer schneller unter Kontrolle gebracht wird unter Verwendung einer geringeren Menge an Löschmittel als dies bei Anwendung jedes der Glasmaterialien für sich allein möglich wäre.

Im folgenden wird eine Brandbekämpfungseinrichtung beschrieben, die das erfindungsgemäße Brandbekämpfungsmaterial umfaßt.

Eine derartige Einrichtung kann sehr wirksam sein für den Einsatz gegen Klasse D-Brände und andere Feuersbrünste. Die Einrichtung kann z. B. in Form eines Trockenpulver-Feuerlöschers vorliegen. Pulverfeuerlöscher als solche sind wohlbekannt und es erübrigt sich, eine detaillierte Beschreibung ihrer Konstruktion und Wirkungsweise zu geben. Ein solcher Feuerlöscher wird in der Regel mit Kohlendioxid oder Stickstoff gefüllt. Es ist jedoch bekannt, daß unter bestimmten Umständen Kohlendioxid zur Dissoziation gebracht werden kann und daß Stickstoff die Bildung von Ammoniak bewirken kann, wobei beide Phänomene unerwünscht sind. Wenn daher die erhöhten Kosten wegen solcher Risiken oder anderweitig gerechtfertigt sind, kann Helium oder Argon zum Füllen des Feuerlöschers verwendet werden. Es erweist sich als besonders wünschenswert, daß ein derartiger Feuerlöscher mit einem kegelförmige verlaufenden Mundstück ausgestattet wird, um eine Expansion des Ladegases nach dem Verlassen des Behälters zu ermöglichen, so daß der Gasstrom verlangsamt wird. Dies ermöglicht es, die Masse auf den Feuerherd zu richten ohne das Risiko, daß zu viele dort bereits befindliche Glaspartikel weggeblasen werden. Dadurch wird auch das Risiko vermindert, daß ein starker Luftstrom mit dem Feuerlöscher-Ladegas mitgerissen wird und dadurch das Feuer vielleicht veranlaßt, noch ungestümer zu brennen.

Im allgemeinen wird das erfindungsgemäße Brandbekämpfungsmaterial auf den Brandherd aufgebracht. Dies stellt ein sehr wirksames Verfahren zur Bekämpfung eines Brandes dar und erweist sich als besonders geeignet zur Bekämpfung eines Klasse D-Brandes.

Zur wirksamsten Bekämpfung eines Brandes wird es bevorzugt, das Brandbekämpfungsmaterial so aufzubringen, daß eine undurchlässige Deckschicht über der Stelle des Brandherdes gebildet wird.

Verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele erläutert.

Die nachstehend aufgeführten Dezile-Korngrößen bedeuten wie folgt: Die untere Dezile-Korngröße ist die Größe, die in solcher Weise gewählt ist, daß, jeweils bezogen auf Zahl, 10% der Partikel eine geringere Korngröße und 90% eine höhere Korngröße haben. Die obere Dezile-Korngröße ist die in solcher Weise gewählte Größe, daß, jeweils bezogen auf Zahl, 90% der Partikel eine geringere Korngröße und 10% eine höhere Korngröße aufweisen. Die mittlere oder mediane Korngröße ist die in solcher Weise gewählte Große, daß, jeweils bezogen auf Zahl, 50% der Partikel eine geringere Korngröße und 50% eine höhere Korngröße aufweisen.

BEISPIELE

Massive Glaspartikel wurden hergestellt durch Zerkleinern von Glasscherben. Die Scherben wurden in solcher Weise gebrochen, daß Glaspartikel mit einer mittleren Korngröße (G₅₀) zwischen 25 und 35 µm anfielen.

Die Glaspartikel wurden hydrophob gemacht, indem sie mit Silicon DC 1107® beschichtet wurden.

Gemäß einer Abwandlung wurden die Glaspartikel mit einem anderen hydrophoben Mittel, nämlich Fluorkohlenstoff FC 129, in einer Menge von 0,5 g pro kg Glaspartikel beschichtet.

Gemäß einer zweiten Abwandlung wurden die Glaspartikel innig vermischt mit 0,4 Gew.-% eines feinteiligen Anti-Zusammenbackmittels, bei dem es sich um ein hydrophobes Siliziumdioxid mit einer spezifischen Oberfläche von 120 m²/g handelt, das im Handel verfügbar ist als AEROSIL® R 972.

Gemäß einer dritten Abwandlung wurden die Glaspartikel innig vermischt mit feinteiligem hydrophoben Siliziumdioxid, das im Handel verfügbar ist als CAB-O-SIL® N70-TS in einer Menge von 0,15 Gew.-% der Kügelchen. Das Siliziumdioxid hatte eine spezifische Oberfläche von 70 m²/g.

Gemäß einer vierten Abwandlung wurden die Glaspartikel innig vermischt mit 0,2 Gew.-% feinteiligem Siliziumdioxid, das im Handel verfügbar ist als CELLITE®.

Gemäß weiteren Abwandlungen wurden die Glaspartikel zuerst mit dem einen oder anderen der angegebenen feinteiligen Siliziumdioxid-Produkte vermischt und anschließend mit Silicon beschichtet.

Es wurde gefunden, daß dies zu einer gleichförmigeren Schicht auf den Glaspartikeln führt als das Beschichten vor dem Vermischen mit dem feinteiligen Siliziumdioxid.

Es wurden verschiedene Tests durchgeführt zur Bestimmung der Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Löschmittel.

Referenzbeispiel 1

Eine Reihe von Tests wurde durchgeführt an Magnesiumbränden. Eine Druckschrift International Standard (ISO/TC 21/SC2) vom 5. März 1987 schlägt für diesen Zweck vor, 40 Pfund (18,12 kg) geschnittenes Magnesiumband in eine Stahlpfanne von 2 Quadratfuß (610 × 610 mm) und 4 1/2 Inches (115 mm) Tiefe einzubringen. Das Metall wird mit einem Oxy-acetylengasbrenner entzündet und es wird versucht, das Feuer zu löschen, wenn die Flamme die Hälfte der exponierten Oberfläche des Magnesium bedeckt.

In einem ersten Testvergleich wurde ein Trockenpulver-Feuerlöscher bekannten Typs mit 9 kg zerkleinerten Glaspartikeln gefüllt, welche die folgende Granulometrie aufwiesen: untere Dezile-Korngröße (G₁₀) 6,5 µm, mittlere Korngröße (G₅₀) 26 µm und obere Dezile-Korngröße (G₉₀) 81,6 µm.

Die folgenden Anti-Zusammenbackmittel wurden verwendet: AEROSIL® R 972 feinteiliges Siliziumdioxid und Silicon DC 1107® hydrophobes Beschichtungsmaterial. Der Feuerlöscher wurde unter Druck gesetzt unter Verwendung einer Kohlendioxidküvette. Die Konstruktion der Feuerlöscherdüse war so ausgestaltet, daß die zerkleinerten Glaspartikel in einem Gasstrom abgegeben wurden, der eine genügend geringe Geschwindigkeit hatte, um keine Ausbreitung des Feuers zu bewirken. Derartige Konstruktionen sind als solche für klassische Trockenpulver-Feuerlöscher wohlbekannt.

Es wurde gefunden, daß ein vollständiges Löschen des Feuers mit diesem einzigen Feuerlöscher erzielt werden konnte. Nachdem die Pfanne 24 h lang abkühlen gelassen worden war, konnten 5,82 kg Glaspulver von der Oberfläche der Masse weggeblasen werden und das isolierbare verbleibende metallische Magnesium wog etwa 15 kg. Zu Vergleichszwecken wurden zwei Feuerlöscher ähnlichen Typs jeweils mit einem zur Löschung von Klasse D-Bränden bestimmten, zur Zeit unter dem Handelsnamen Sicli HPJ10 auf dem Markt befindlichen Pulver gefüllt. Obwohl ein scheinbares Löschen des Feuers insofern erfolgte, daß keine Flammen sichtbar waren, wurde gefunden, daß die Temperatur der Testpfanne ständig anstieg. Es lag kein unverbranntes Magnesium nach 24 h vor.

BEISPIEL 1

Wenn das gleiche Gewicht von Magnesium, das dieselbe Querschnittsfläche bedeckte, jedoch auf einer Platte ohne Seitenwände aufgebracht war, entzündet wurde, war es möglich, ein scheinbares Löschen des Feuers für eine Zeitspanne von etwa 30 min zu erzielen unter Verwendung des 9 kg Glaspartikel-Feuerlöschers, doch entzündete sich das Feuer sodann wieder. Dies gibt jedoch Zeit für andere zu ergreifende Maßnahmen während der Zeitspanne, wo das Feuer ruht. Dieser Test wurde wiederholt, und es war möglich, ein vollständiges Löschen des Feuers zu erzielen unter Verwendung von zwei Feuerlöschern, von denen jeder mit 9 kg erfindungsgemäßem Pulver gefüllt war. Das verwendete Pulver war das gleiche wie oben beschrieben, jedoch mit der Ausnahme, daß 10 Gew.-% der zerkleinerten Glaspartikel durch mit Silicon beschichteten Glaskügelchen ersetzt war, welche die folgende Granulometriecharakteristika aufwiesen: untere Dezile-Korngröße (G₁₀) 25 µm, mittlere Korngröße (G₅₀) 65 µm und obere Dezile-Korngröße (G₉₀) 125 µm. Nach Abkühlen der Brandstelle konnten 14 kg Pulverlöschmittel von der Brandstelle weggeblasen werden und die Menge an isolierbarem verbleibendem metallischem Magnesium betrug 13,6 kg.

BEISPIEL 2

In einem weiteren Test wurden 1,77 kg Natrium entzündet. Ein mit Argon beschickter Feuerlöscher, der 9 kg Pulver enthielt, wurde zum Löschen des Feuers verwendet.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Leichtigkeit, mit der erfindungsgemäße Pulver ausgestoßen werden können und deren relative Wirksamkeit beim Löschen von Feuer von Aluminium oder Magnesium einerseits und von Natrium andererseits. Das zur Beurteilung der Wirksamkeit der Pulver herangezogene Kriterium war die Menge an wiedergewinnbarem Metall, das am Brandherd nach der Abkühlung zurückblieb. Es wurden ähnliche Mengen an Materialien für die verschiedenen Aluminium- und Magnesiumtests und für die verschiedenen Natriumtests eingesetzt.

Tabelle 1

Das zerkleinerte Glas G hatte die Granulometrie und war mit Silicon beschichtet.

Dezile-Korngröße (G₁₀) 6,5 µm, mittlere Korngröße untere (G₅₀) 26 µm und obere Dezile-Korngröße (G₉₀) 81,6 µm,

Die Glaskügelchen waren ebenfalls mit Silicon beschichtet. Die großen Kügelchen AH hatten eine mittlere Korngröße von 65 µm und die kleinen Kügelchen AQ hatten die folgende Granulometrie: untere Dezile-Korngröße (G₁₀) 11 µm, mittlere Korngröße (G₅₀) 26 µm und obere Dezile-Korngröße (G₉₀) 58 µm.

Das Kaliumchlorid KCl war mit Stearat beschichtet.

In allen Fällen wurde eine kleine Menge von AEROSIL® in das Pulver eingemischt.

Die Ergebnisse für die Pulver "G + AH" und "G + AQ" treffen für Pulver zu, die zwischen 90 und 95 Gew.-% zerkleinerte Glaspartikel und zwischen 10 und 5% Glaskügelchen enthalten.

Die Ergebnisse für das Pulver "G + AQ + KCl" treffen auf Pulver zu, die zwischen 80 und 90 Gew.-% zerkleinerte Glaspartikel, zwischen 10 und 5% Kaliumchlorid und zwischen 10 und 5% kleine Glaskügelchen enthalten.

Claims

1. Brandbekämpfungsmaterial, das ganz oder hauptsächlich aus Glasteilchen besteht, wobei die Glasteilchen aus einem Gemisch aus zerkleinertem, scharfkantigem Glasmaterial und kugelförmigem Glasmaterial bestehen, wobei jedes Glasteilchen des Gemisches einen hydrophoben Überzug trägt.

2. Brandbekämpfungsmaterial nach Anspruch 1, worin das kugelförmige Glasmaterial aus massiven Glaskügelchen besteht.

3. Brandbekämpfungsmaterial nach Anspruch 1 oder 2, worin mindestens 50% der Anzahl des kugelförmigen Glasmaterials eine Korngröße von unter 50 µm aufweist.

4. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens 50% der Anzahl des kugelförmigen Glasmaterials eine Korngröße von unter 30 µm aufweist.

5. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Partikel aus zerkleinertem Glasmaterial mindestens 65 Gew.-% des Brandbekämpfungsmaterials ausmachen.

6. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Partikel aus zerkleinertem Glasmaterial mindestens 75 Gew.-% des Brandbekämpfungsmaterials ausmachen.

7. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Partikel aus zerkleinertem Glasmaterial mindestens 90 Gew.-% des Brandbekämpfungsmaterials ausmachen.

8. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens 50% der Anzahl der Partikel aus zerkleinertem Glasmate rial eine Korngröße von unter 200 µm aufweisen.

9. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin mindestens 50% der Anzahl der Partikel aus zerkleinertem Glasmate rial eine Korngröße von unter 120 µm aufweisen.

10. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasteilchen-Gemisch Salz-Hilfsstoffe enthält.

11. Brandbekämpfungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Salz-Hilfsstoffe Chloride, Carbonate, Bicarbonate und Phosphate zugesetzt sind.

12. Brandbekämpfungsmaterial nach Anspruch 10 oder 11, worin die Ober flächen der Salzpartikel mit einem Stearat oder einem Silicon beschichtet sind.

13. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 10 bis 12, worin das Salz aus Alkalimetallsalzen, Ammoniumsalzen und Erdalkalimetallsalzen ausgewählt ist.

14. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 10 bis 13, worin der Hilfsstoff ferner Graphitteilchen aufweist.

15. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Oberflächen der Glasteilchen Silicon- und/oder Organosilan-Grup pen, welche den hydrophoben Überzug bilden, aufweisen.

16. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Glasteilchen mit einem Anti-Zusammenbackmittel vermischt sind.

17. Brandbekämpfungsmaterial nach Anspruch 16, worin das Anti-Zusam menbackmittel eine feinteilige Substanz aufweist, die hydrophob, anorga nisch und in Bezug auf die Glasteilchen chemisch inert ist und eine spezi fische Oberfläche von mindestens 50 m²/g aufweist.

18. Brandbekämpfungsmaterial nach Anspruch 17, worin die feinteilige Sub stanz eine spezifische Oberfläche von mindestens 100 m²/g aufweist.

19. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 16 bis 18, worin die Anti-Zusammenbackmittel-Substanz vollständig aus feinteiligem Silizium dioxid besteht.

20. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 17 bis 19, worin die feinteilige Substanz in einer Menge von mindestens 0,02 Gew.-%, bezogen auf das zerkleinerte Glasmaterial, vorliegt.

21. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Glasteilchen Partikel aus einem Glasmaterial mit einem Fließpunkt von unter 600°C aufweisen.

22. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Glasteilchen Partikel aus einem bleihaltigen Glasmaterial auf weisen.

23. Brandbekämpfungsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, worin die Glasteilchen Partikel aus einem Glasmaterial mit einer Infrarot energie-Absorption von 50% aufweisen.