ES2318025T3

ES2318025T3 - Agente supresor de llama, sistema y usos.

Info

Publication number: ES2318025T3
Application number: ES02747852T
Authority: ES
Inventors: Clyde F. Parrish
Original assignee: USA REPRESENTED BY ADMINIS; National Aeronautics and Space Administration NASA
Current assignee: USA REPRESENTED BY ADMINIS; National Aeronautics and Space Administration NASA
Priority date: 2001-05-25
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2009-05-01
Anticipated expiration: 2022-05-20
Also published as: DE60230264D1; EP1395340B1; US8511396B2; EP1395340A1; WO2002096519A1; US20040129435A1; ATE416823T1

Abstract

Un agente para la supresión de llama que comprende: partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama.

Description

Agente supresor de llama, sistema y usos.

Declaración sobre derechos del gobierno

La invención aquí descrita fue realizada por un empleado del gobierno federal de los Estados Unidos de América y puede ser manufacturada y utilizada por el gobierno de los Estados Unidos de América para propósitos gubernamentales sin que medie el pago de ningún tipo de regalías por derechos de autor.

Solicitud relacionada

Esta solicitud reivindica prioridad sobre la solicitud de patente provisional de los Estados Unidos de América Nº de serie 60/293.918, archivada el 25 de mayo de 2001 y titulada "Non-Toxic Environmentally Safe Halon Replacement" (Sustitución de halón no tóxico que no presenta riesgos para el medio ambiente) que se asigna e incorpora como referencia en la presente.

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a un agente extintor de incendios, o supresor de llama.

Antecedentes de la invención

Es bien conocido que el agua suprime o "apaga" de forma eficaz una llama al bajar la temperatura de la misma y reducir la concentración de oxígeno disponible para el proceso de combustión. Por ejemplo, las nebulizaciones de agua (water mists) han logrado éxito recientemente como agente supresor de fuego. La temperatura de la llama decrece porque el elevado calor latente de vaporización del agua absorbe la energía de la llama a medida que el agua se evapora. La concentración de oxígeno disminuye porque las partículas de agua desplazan al oxígeno conforme se evaporan.

Uno de los inconvenientes al utilizar nebulizaciones de agua es la dificultad de producir tales nebulizaciones en zonas cerradas, y el hecho de que el agua se puede evaporar antes de alcanzar la base de la llama. Se han usado halones para superar este tipo de problemas; pero éstos contribuyen al calentamiento global del planeta y a la destrucción de la capa de ozono. Además, la producción de halones está actualmente prohibida por acuerdo internacional. Los sustitutos convencionales de halones han resultado ineficaces o pueden contribuir al calentamiento global y/o a la destrucción de la capa de ozono.

Actualmente, existe la necesidad de un sistema de gotas hídricas que pueda administrar de forma eficaz partículas de agua a la llama, extraer energía suficiente de la misma mediante la evaporación de las partículas de agua, desplazar el oxígeno con el agua vaporizada e inhibir la reacción de propagación de las llamas.

Cuando se prohibió la producción de halones a comienzos de los años noventa, debido a su fuerte efecto sobre la destrucción de la capa de ozono y el calentamiento global, se intensificaron los esfuerzos para encontrar agentes sustitutos apropiados. Puesto que el agente debía adaptarse al uso en interior, era necesario encontrar agentes que no fueran tóxicos. Además, dada la necesidad de suprimir fuegos que pudieran poner en peligro, e incluso envolver, componentes electrónicos, era necesario que las sustancias fuesen de naturaleza gaseosa o líquida con un grado reducido de residuos.

Después de considerar una variedad de materiales, se llegó a la conclusión de que la nebulización con pequeñas partículas de agua (entre 10 -100 \mu de tamaño) reunía muchos de los requisitos necesarios para crear un agente para la supresión de llama con posibilidades de éxito. Por ejemplo, algunas de las ventajas derivadas de la naturaleza química del agua son:

1.: La evaporación del agua produce vapor de agua que actúa como un gas inerte para reducir la concentración de oxígeno.

2.: El agua no es tóxica.

3.: El agua no contribuye a la destrucción de la capa de ozono.

4.: La vaporización del agua es muy endotérmica debido a la gran entalpía de vaporización, que reduce la temperatura de la llama.

5.: El agua no contribuye al calentamiento global.

Sin embargo, las partículas de agua presentan varios problemas que deben superarse antes de poder utilizarlas en la supresión de llama. Entre estos problemas cabe destacar:

1.: El agua se congela por debajo de los 0ºC.

2.: Es difícil distribuir partículas de agua de tamaño reducido.

3.: Es muy difícil producir partículas monodispersas.

4.: Resulta difícil proyectar nebulización de agua (water mist) hacia un fuego.

5.: Una porción importante de las partículas de agua se evaporan antes de alcanzar la llama.

Como se hará evidente a continuación, la presente invención ofrece un modo de lograr los beneficios derivados del uso de partículas de agua de tamaño reducido, o de partículas que contengan agua, para retardar y suprimir una llama, al tiempo que supera los problemas conocidos y asociados con el uso de tales partículas de agua.

Resumen

Las partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama son útiles para suprimir la combustión. Tras la exposición a una llama o a calor excesivo, las partículas acuosas encapsuladas se rompen y vaporizan, eliminando el calor y desplazando al oxígeno para así retrasar el proceso de combustión. El polímero encapsulante, mediante descomposición, puede agregar más radicales libres al área de combustión, por lo que retrasa aún más el proceso de combustión. Las partículas acuosas encapsuladas pueden usarse como sustituto de los sistemas de supresión de llama basados en halones, nebulización de agua y polvo químico seco.

Según una realización, la invención proporciona un agente para la supresión de llama que comprende:

partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama.

Según una segunda realización se proporciona un método de supresión de llama que comprende:

la aplicación a la llama de partículas acuosas encapsuladas, habiéndose formado dichas partículas acuosas encapsuladas en polímero mediante partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama.

Según una tercera realización de la invención se proporciona un sistema de supresión de llama que comprende:

un recipiente que contiene partículas acuosas encapsuladas; y

un dispensador para dispensar partículas acuosas encapsuladas desde el recipiente, según demanda, y en el que dichas gotas están encapsuladas en polímero retardante a la llama.

La invención además incluye métodos y aparatos de diverso alcance.

Descripción breve de las figuras

Las figuras 1A-1C son representaciones de las etapas del procedimiento de encapsulación de las partículas acuosas mediante secado por in-liquid, o emulsión compleja, técnica para uso con realizaciones de la invención.

La figura 2 es un diagrama de flujo de la encapsulación de partículas acuosas mediante una técnica de solubilidad selectiva del polímero para uso con realizaciones de la invención.

La figura 3 es un diagrama de flujo de una técnica de encapsulación mediante polimeración interfacial para la encapsulación de partículas acuosas para uso con realizaciones de la invención.

La figura 4 es un diagrama simplificado de un sistema de supresión de llama en conformidad con una realización de la invención.

Descripción detallada de la invención

Las siguientes realizaciones de la presente invención se describen en suficiente detalle como para permitir a los expertos en este campo poner en práctica la invención, y se entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que se pueden realizar cambios sin abandonar el ámbito de la presente invención. La siguiente descripción detallada no debe, por consiguiente, tomarse en un sentido restrictivo y el ámbito de la presente invención se define sólo por las reivindicaciones anexas y equivalentes de la misma.

La presente invención se refiere a un sistema de supresión de llama que utiliza partículas acuosas de pequeño tamaño encapsuladas en un polímero retardante a la llama. La microencapsulación sirve para estabilizar las partículas acuosas e impedir su evaporación prematura. Para realizaciones que utilizan un polímero halogenado para la encapsulación, la descomposición de las partículas acuosas encapsuladas dará lugar a radicales libres, cuya función es inhibir aún más la propagación de la llama. El sistema de microencapsulado acuoso para la supresión de llama puede utilizarse para reemplazar a los agentes actuales en extintores de incendios basados en halones, nebulización de agua y polvo químico seco.

EP-A-0775736 describe un agente retardante a la llama, microencapsulado con una resina de melanina-formaldehído. JP48035694B describe una composición de resina, rellenos inorgánicos y microcápsulas que contienen agua. US-A-4612239 describe una composición retardante a la llama que comprende bicarbonato sódico microencapsulada en silicato de sodio. US-A-5629382 describe una composición polimérica autoextinguible que comprende polifosfato de amoniaco microencapsulado.

La aplicación comercial de las técnicas de microencapsulación se inició en 1940 con el desarrollo del primer papel de copia sin carbón por Barrett Green (American Chemical Society Symposium on Microencapsulation Processes and Applications, celebrado en Chicago, Agosto 1973, Jan E. Vandegaer, Ed., Plenum Press, NY y Londres, pág. 3.), y para 1959, con el desarrollo de nuevos métodos y aplicaciones comerciales, este campo experimentó un crecimiento explosivo. Las técnicas de microencapsulación son por lo tanto bien conocidas y muchas son adecuadas para la encapsulación de partículas acuosas. Como ejemplo, una revisión de los métodos de microencapsulación realizada por Thies (Microencapsulation, Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, págs. 628-651, Vol. 16, 4th Ed, John Wiley & Sons, New York) revela varias técnicas que son apropiadas para uso con la invención:

1.: Coacervación compleja

2.: Incompatibilidad polimérica

3.: Polimerización interfacial en interfases líquido-líquido

4.: Polimerización in situ

5.: Evaporación de disolvente o secado in-liquid

6.: Solubilidad selectiva del polímero

7.: Extrusión por boquilla sumergida (submerged nozzle)

8.: Atomización

9.: Lecho fluido

10.: Extrusión centrífuga

11.: Extrusión o spray en un baño de desolvación

12.: Separación por suspensión rotacional

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Se ofrecen aquí varios ejemplos para la fabricación de partículas acuosas encapsuladas en conformidad con la invención. Sin embargo, la invención no está limitada a una técnica de microencapsulación específica.

Las figuras 1A -1C son representaciones de las etapas del procedimiento para la encapsulación de partículas acuosas mediante secado in-liquid, o emulsión compleja, técnica para uso con realizaciones de la invención. En general, una fase acuosa 115 se dispersa en una fase orgánica hidrófoba 110, como se muestra en la Figura 1A para producir una emulsión de agua-en-aceite.

Para una realización, la fase acuosa 115 es esencialmente agua. Para otra realización, la fase acuosa 115 contiene un agente de gelificación además de agua. Para otra realización, la fase acuosa 115 contiene además un agente surfactante para ayudar en la formación de las partículas. La fase acuosa 115 puede contener además otros componentes que no afecten materialmente a las propiedades básicas y nuevas de los agentes para la supresión de llama descritos aquí. La fase orgánica 110 contiene el encapsulante en solución.

Los encapsulantes para uso con la invención son polímeros retardantes del fuego. Ejemplos de algunos polímeros retardantes del fuego son los polímeros halogenados y, más específicamente, los polímeros brominados. Para una realización, el polímero brominado es un polímero bromoestireno, como el poli (4-bromoestireno). Sin embargo, se pueden utilizar otros polímeros con propiedades retardantes del fuego. En general, el polímero retardante del fuego debe autoextinguirse tras la eliminación de la fuente de calor. Para una realización, la fase orgánica 110 contiene poli (4-bromoestireno) disuelto en cloruro de metileno.

En la figura 1B, se agrega una segunda fase acuosa 120 a la emulsión, de modo que se genera una emulsión (agua-en-aceite)-en-agua. Para una realización, la segunda fase acuosa 120 contiene básicamente la misma composición que la primera fase acuosa 115. Para otra realización, la segunda fase acuosa 120 contiene agua y un agente de gelificación cuya concentración de agente de gelificación es menor que en la primera fase acuosa. El disolvente 125 se elimina luego de la fase orgánica 110 para dejar partículas de la fase acuosa 115 encapsuladas en el polímero retardante del fuego 130, como se muestra en la figura 1C.

Pueden encontrarse detalles adicionales sobre la técnica de encapsulación descrita en Microencapsulation Processing and Technology, Marcel Dekker, Inc., Pub., 1979, pág. 110, según la descripción de A. Kondo y J. W. van Valkenburg. El principio de este método es dispersar el material central, es decir la fase acuosa, en una solución de material formador de paredes, es decir, el disolvente hidrófobo que contiene el polímero retardante del fuego. La dispersión inicial se dispersa posteriormente en una solución acuosa de un coloide protector (gelatina o un material similar) seguida de la evaporación del disolvente hidrófobo. Una vez evaporado el disolvente, el producto encapsulado puede ser aislado mediante filtración, lavado con agua para extraer el exceso de coloide protector y secado con aire.

Para una realización, la microencapsulación por solubilidad selectiva del polímero se usa para formar las partículas acuosas encapsuladas. Dicha encapsulación se puede lograr mediante el control de la solubilidad de un polímero disuelto en una fase continua de una emulsión. El control de la solubilidad se logra mediante el ajuste de la razón entre los dos disolventes hidrófobos miscibles, uno de los cuales actúa como disolvente del polímero y el otro no. En general, una fase acuosa se dispersa en una primera fase de disolvente hidrófobo para producir una emulsión de agua-en-aceite. La fase acuosa puede contener un agente surfactante y/o agente de gelificación para ayudar a la formación de las partículas deseadas. La primera fase de disolvente hidrófobo contiene un encapsulante disuelto en un primer disolvente hidrófobo.

La figura 2 es un diagrama de flujo de la encapsulación de partículas acuosas mediante una técnica de solubilidad selectiva del polímero para uso con realizaciones de la invención. Se preparan una fase acuosa y una fase hidrófoba en 205 y 210, respectivamente. La fase acuosa contiene al menos agua. La fase acuosa puede además contener al menos un agente surfactante o un agente de gelificación. La fase hidrófoba contiene el polímero encapsulante retardante del fuego solubilizado en un primer disolvente hidrófobo. Como ejemplo, la fase hidrófoba contiene poli (4-bromoestireno) en cloruro de metileno.

En 215, la fase acuosa se dispersa en la fase hidrófoba para formar una emulsión de la fase acuosa como la fase dispersa y la fase hidrófoba como la fase continua. En 220, se agrega lentamente un segundo disolvente hidrófobo a la fase continua. El primer disolvente hidrófobo es soluble y preferentemente miscible, en el segundo disolvente hidrófobo. Además, el polímero retardante del fuego es sustancialmente insoluble en el segundo disolvente hidrófobo. Esto reduce la solubilidad del polímero retardante del fuego en el primer disolvente hidrófobo, causando así que el polímero se deposite en la superficie de las partículas dispersas de la fase acuosa. En 225, las partículas encapsuladas se aislan o separan de la mezcla. Esto puede incluir una variedad de técnicas de separación, entre ellas la eliminación de los disolventes mediante evaporación, la filtración de las partículas encapsuladas en la mezcla, la separación centrífuga, etc.

Para otra realización, se encapsulan partículas acuosas usando la polimerización interfacial. Básicamente, la microencapsulación por reacciones de polimerización interfacial ocurre mediante reacciones de polimerización por condensación, donde alguna molécula pequeña se elimina en el proceso. Por ejemplo, se puede preparar un poliéster o una poliamida mediante la reacción de cloruro de ácido con un alcohol o una amina y la eliminación de una molécula de HCl, como se indica en las ecuaciones 1 y 2.

RCOCl + HOR' {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm RCOOR'+ HCl: Ec.1

RCOCl + H_{2}NR' {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm RCONHR'+ HCl: Ec.2

Las reacciones por condensación en las ecuaciones 1 ó 2 tienen lugar entre dos grupos funcionales diferentes. Para las reacciones de polimerización, es preciso que cada unidad de molécula de monómero posea dos grupos funcionales. Esto significa que o bien un monómero-molécula tiene los dos grupos distintos o dos moléculas diferentes tienen dos grupos funcionales del mismo tipo. La polimerización de cada tipo de sistema de monómero se ilustra en las ecuaciones 3 y 4.

n H_{2}NRCOCl {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm H(NHRCO)_{n}Cl + (n-1)HCl: Ec. 3

n C1OCRCOC1 + n H_{2}NR'NH_{2} {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm Cl(OCRCONHR'NH)_{n}H + (n-1) HCl: Ec. 4

Existen por lo general cuatro alternativas básicas para los procedimientos de microencapsulación que utilizan reacciones de polimerización interfacial para formar la envoltura encapsulante. Estas alternativas generalmente empiezan con la introducción de una fase dispersa en la fase continua por emulsificación bajo agitación o dispersando partículas individuales de la fase dispersa en la fase continua con un atomizador o boquilla. Posteriormente, se produce la reacción de polimerización interfacial mediante uno de los siguientes mecanismos:

1.: La reacción ilustrada en la ecuación 3 donde el monómero está en la fase dispersa. De esta manera, el material de envoltura se deposita entre los lados de la microcápsula.

2.: La reacción ilustrada en la ecuación 3 donde el monómero está en la fase continua. En este caso, la reacción ocurre en la interfase y deposita el recubrimiento de polímero en la fase dispersa.

3.: La reacción ilustrada en la ecuación 4 donde un monómero se encuentra en la fase dispersa y el otro monómero en la fase continua. La reacción de polimerización tiene lugar en la interfase.

4.: La reacción ilustrada en la ecuación 4 donde ambos monómeros están en la fase continua. El recubrimiento de polímero se deposita en la fase dispersa.

La figura 3 es un diagrama de flujo de una técnica de encapsulación por polimerización interfacial para la encapsulación de partículas acuosas para uso con realizaciones de la invención. Mientras el ejemplo de la figura 3 es representativo de una polimerización interfacial que contiene un monómero en la fase dispersa y un monómero en la fase continua, se pueden utilizar otras técnicas de polimerización interfacial para la formación de partículas acuosas encapsuladas en conformidad con la invención.

En 305, se prepara una fase acuosa como una fase dispersa que contiene un primer monómero. La fase acuosa es posteriormente emulsionada en una fase continua hidrófoba en 310. Se añade un segundo monómero a la fase continua en 315. El primer y el segundo monómero reaccionan en 320 para formar el polímero encapsulante alrededor de las partículas dispersas de la fase acuosa.

Con el aislamiento de las partículas acuosas encapsuladas, las partículas encapsuladas pueden utilizarse en una variedad de sistemas de supresión de llama o pueden de otro modo aplicarse a una llama para suprimirla. Por ejemplo, en un típico extintor, o sistema de supresión de incendios, de polvo seco, las partículas acuosas encapsuladas pueden utilizarse como el polvo químico seco. Al aplicar partículas acuosas encapsuladas a una llama, la vaporización del agua que contiene y otros mecanismos descritos anteriormente pueden usarse para suprimir la llama.

La figura 4 es un diagrama simplificado de un sistema de supresión de fuego 405 en conformidad con una realización de la invención. El sistema de supresión de fuego 405 se ilustra como un típico extintor de incendios de polvo seco de mano. Sin embargo, se pueden utilizar otros sistemas de supresión de llama portátiles o fijos que contengan partículas acuosas encapsuladas 410 en conformidad con realizaciones de la invención. Las partículas encapsuladas 410 se aplican a una llama 415 para extinguirla, o al menos suprimir, la llama 415. En general, el sistema de supresión del fuego 405 es un sistema capaz de almacenar las partículas encapsuladas 410 y luego dispensar las partículas encapsuladas 410 según las necesidades. Por ejemplo, el sistema 405 incluye un cilindro presurizado 420 u otro recipiente para el almacenamiento de las partículas encapsuladas 410. El sistema 405 además incluye un dispensador para dispensar las partículas encapsuladas 410. Para el ejemplo ilustrado en la figura 4, el dispensador incluye en el conjunto una boquilla 425 y un mecanismo de válvula 430. Tras la activación del mecanismo de válvula 430, se pueden dispensar las partículas encapsuladas contenidas en el cilindro presurizado 420 a través de la boquilla 425. Otros mecanismos de dispensación son bien conocidos; como por ejemplo los dispensadores neumáticos, de bomba, de centrifugación, basculantes (dump dispensers), etc.

Los siguientes ejemplos, que no son limitantes, ilustran ejemplos específicos para la fabricación de agentes de supresión de llama en conformidad con realizaciones de la invención.

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Ejemplo I Microencapsulación de agua en Poli (4-bromoestireno) mediante secado in-liquid

En este ejemplo, el poli (4-bromoestireno), el polímero encapsulante, se disolvió en cloruro de metileno y se utilizó gelatina alimentaria sin sabor para gelificar el agua y servir de coloide protector. Se disolvió una solución de 1,023 g de poli (4-bromoestireno) en 10 mL de cloruro de metileno como la fase orgánica continua. Una segunda solución, que se utilizó como la fase dispersa, contenía 0,412 g de gelatina disuelta en 9,607 g de agua desionizada (DI). Estas soluciones se mezclaron en un tubo de cultivo de fondo plano de 39 mL a 10.000 rpm con un homogeneizador Fisher modelo 700 con generador con diente de sierra (10 mm x l95 mm) durante 30 segundos. La emulsión resultante se vertió en una solución de 502 g de agua DI que contenía 5,007 g de gelatina de calidad alimentaria sin sabor que se agitó a aproximadamente 2100 rpm con el homogeneizador modelo 700 con un generador de fondo plano (35 mm x 95 mm). La solución se agitó durante 5 minutos a temperatura ambiente y luego se aumentó la temperatura a 40ºC y se mantuvo así hasta que el cloruro de metileno se evaporó (aproximadamente 1 h). La filtración de la mezcla a través de un filtro de microfibra de vidrio de 2,7 micrones aisló el microencapsulado agua/gel resultante. El producto crudo se lavó 3 veces con 200 mL de agua DI, 1 vez con 100 mL de una solución de gelatina al 0,1%, y 1 vez con 100 mL de una solución de alcohol isopropílico 50:50 (vol:vol). Este proceso produjo 0,639 g de partículas microencapsuladas cuyo tamaño oscilaba entre los 5 y los 40 micrones. Cuando la velocidad del generador para la segunda etapa se redujo de 2100 rpm aproximadamente a 1400 rpm aproximadamente, el tamaño del material encapsulado final aumentó, de un intervalo de 5-40 micrones, a 60-70 micrones; sin embargo, algún material alcanzó los 250 micrones. Además, el rendimiento de las partículas microencapsuladas aumentó cuando se utilizó agua DI en la segunda etapa y el lavado posterior se saturó con cloruro de metileno. El contenido de bromo en el residuo de polímero/gelatina, medido mediante análisis SEM/EDS, fue el mismo que en el polímero, poli (4-bromoestireno), 44 por ciento, lo que implica que el contenido de gelatina en el producto final era bajo. La cantidad de agua microencapsulada basada en pérdida de peso a 105ºC fue aproximadamente del 21 por ciento.

Ejemplo 2 Microencapsulación de agua en poli (4-bromoestireno) mediante solubilidad selectiva del polímero

En este ejemplo, la solubilidad de un polímero se controla mediante la razón entre dos disolventes miscibles, por ejemplo, hexano y cloruro de metileno. El polímero retardante a la llama, por ejemplo, el poli (4-bromoestireno), es soluble en cloruro de metileno, pero por lo general es insoluble en hexano. En una primera etapa, se preparó una solución de 0,28 g de poli (4-bromoestireno) en 5,6 g de cloruro de metileno. En la segunda etapa, se preparó un gel acuoso mediante la mezcla de 0,002 g de celulosa de metilo y 0,001 g de sorbitan sesquioleato (un emulsificante) en 0,5 g de agua DI. El gel acuoso se dispersó en la solución de polímero preparada en la primera etapa mediante un homogeneizador, por ejemplo, un Fisher modelo 700. La velocidad se controló a 1800 rpm para producir el tamaño de partícula deseado. Se agregaron lentamente 10 g de hexano a la dispersión, por lo que se redujo la solubilidad del poli (4-bromoestireno) en el cloruro de metileno y se causó que el polímero se depositase en la superficie de las partículas dispersas de la fase acuosa. El grosor resultante de polímero encapsulante se controló mediante la razón entre polímero y fase acuosa dispersa. Las partículas microencapsuladas finales presentaban un tamaño que oscilaba entre los 20 y 40 micrones.

Ejemplo 3 Microencapsulación de agua en Poli (1,6 hexametileno tetrabromotereftalato) mediante polimerización interfacial

En una primera etapa, se preparó una solución acuosa mediante la disolución de 0,0073 g de 1,6-hexametileno diamina en 0,25 g de agua seguida de la adición de 0,0029 g de sorbitan sesquioleato, 0,0041 g de hidróxido de sodio y 0,0013 g de celulosa de metilo. En una segunda etapa, se preparó una solución de 0,025 g de cloruro de tetrabromotereftaloilo en 2,5 g de cloruro de metileno. Se añadieron 3,5 g de disolvente orgánico en una vasija de mezcla adecuada, seguidos de la adición de la solución acuosa preparada en la primera etapa. A continuación, la solución preparada en la segunda etapa se agregó lentamente a la vasija de mezcla. Esta mezcla se emulsionó con un homogeneizador Fisher modelo 700 a 2800 rpm aproximadamente durante 2-5 segundos. La velocidad deseada depende del tamaño deseado de las partículas, pero, en general, una mayor agitación da lugar a partículas más pequeñas. La mezcla de reacción se filtró a través de un filtro de microfibra de vidrio de 2,7 micrones para aislar las microcápsulas cuyo tamaño oscilaba entre los 5 y los 20 micrones. Cuando el tolueno sustituyó a los disolventes orgánicos y se mezcló de la misma manera, las partículas aisladas oscilaban entre los 15 y los 60 micrones. Una tercera variación de este procedimiento, que utilizó las mismas soluciones preparadas en las etapas primera y segunda, comenzaba con la mezcla de 7 g de disolventes orgánicos y la solución preparada en la segunda etapa en una vasija de mezcla apropiada. Posteriormente, la solución preparada en la primera etapa se agregó lentamente a la mezcla en la vasija de mezcla a través de un tubo capilar fino, que produjo gotas muy pequeñas de la solución de la primera etapa en la solución de la etapa de disolvente orgánico / segunda etapa. Estas pequeñas gotas de solución de la primera etapa se microencapsularon mediante la solución de la segunda etapa para producir partículas que oscilaban entre los 10 y los 50 micrones.

Conclusiones

Se han descrito partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama para uso en la supresión de la combustión. Con la exposición a una llama, las partículas acuosas encapsuladas se rompen y vaporizan, eliminando el calor y desplazando al oxígeno para retrasar el proceso de combustión. El polímero encapsulante, mediante descomposición, puede además agregar radicales libres a la atmósfera de combustión, por lo que retrasa aún más el proceso de combustión. Las partículas acuosas encapsuladas pueden utilizarse como sustituto de los sistemas de supresión del fuego basados en halones, nebulización del agua y polvo químico seco.

Claims

1. Un agente para la supresión de llama que comprende:

partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama.

2. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en la reivindicación 1, en el que las partículas acuosas tienen un tamaño aproximado de 5-250 micrones.

3. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en la reivindicación 1, en el que las partículas acuosas constan esencialmente de agua.

4. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en la reivindicación 1, en el que las partículas acuosas comprenden agua y un agente de gelificación.

5. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en la reivindicación 4, en el que el agente gelificante se selecciona a partir de un grupo que consta de gelatina y celulosa de metileno.

6. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en las reivindicaciones 1, 3 y 4, en el que el polímero retardante a la llama es un polímero brominado.

7. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en la reivindicación 6, en el que el polímero brominado es poli (4-bromoestireno).

8. Un agente para la supresión de llama según se reivindica en la reivindicación 6, en el que el polímero brominado es poli (1,6 - hexametileno tetrabromotereftalamida).

9. Un método para la supresión de llama que comprende:

la aplicación a la llama de partículas acuosas encapsuladas con polímero, y dichas partículas acuosas encapsuladas con polímero se han formado a partir de partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama.

10. Un método según se reivindica en la reivindicación 9, en el que las partículas acuosas contienen esencialmente agua.

11. Un método según se reivindica en la reivindicación 9, en el que las partículas acuosas contienen agua y un agente gelificante.

12. Un método según se reivindica en la reivindicación 9, 10 ó 11 en el que las partículas acuosas se encapsulan en un polímero halogenado.

13. Un método según se reivindica en la reivindicación 12, en el que el polímero halogenado es un polímero brominado.

14. Un método según se reivindica en la reivindicación 13, en el que el polímero brominado se selecciona a partir de un grupo que consta de poli (4-bromoestireno) y poli (1, 6 - hexametileno tetrabromotereftalamida).

15. Un sistema de supresión de fuego, que comprende:

un recipiente que contiene partículas acuosas encapsuladas; y

un dispensador para dispensar las partículas acuosas encapsuladas desde el recipiente según demanda, y dichas partículas están encapsuladas en polímero retardante a la llama.

16. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 15, en el que las partículas acuosas contienen esencialmente agua.

17. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 15, en el que las partículas acuosas contienen agua y un agente gelificante.

18. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 15, en el que el recipiente es un recipiente presurizado.

19. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 15, en el que el sistema de supresión de fuego es un extintor de incendios de polvo seco.

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20. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 15, 16 ó 17, en el que las partículas acuosas se encapsulan en un polímero halogenado.

21. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 20, en el que el polímero halogenado es un polímero brominado.

22. Un sistema de supresión de fuego según se reivindica en la reivindicación 21, en el que el polímero brominado se selecciona a partir de un grupo que consta de poli (4-bromoestireno) y poli (1, 6 - hexametileno tetrabromotereftalamida).