ES2942651T3 - Aerosol-generating composition for fire extinguishing - Google Patents
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
- A62D1/06—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components
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Abstract
Una composición formadora de aerosol para la extinción de incendios contiene nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenol formaldehído de tipo novolaca y una resina epoxídica como combustible/aglomerante, una mezcla de carbonato de sodio y al menos una sal de metal alcalino y ácido carbónico como combustible adicional que cumple simultáneamente la función de refrigerante, componente tampón formador de gas y componente regulador de vapor, una mezcla de hexacianoferrato de magnesio (II) (Mg2[Fe(CN)6]) con nitrato de cobalto (II) (Co (NO3)2) y con aditivos promotores de óxido de aluminio y óxido de cobre como modificador de la combustión. La composición propuesta permite reducir la concentración de sustancias tóxicas en sus productos de combustión, y también proporciona una alta estabilidad termodinámica y, en consecuencia, resistencia al calor, resistencia al impacto, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)An aerosol-forming composition for fire extinguishing contains alkali metal nitrate as an oxidant, a novolac-type phenol formaldehyde resin and an epoxy resin as a fuel/binder, a mixture of sodium carbonate and at least one alkali metal salt and carbonic acid as an additional fuel that simultaneously fulfills the function of coolant, gas-forming buffer component and vapor regulator component, a mixture of magnesium (II) hexacyanoferrate (Mg2[Fe(CN)6]) with cobalt (II) nitrate (Co (NO3)2) and with aluminum oxide and copper oxide promoter additives as a combustion modifier. The proposed composition makes it possible to reduce the concentration of toxic substances in its combustion products, and also provides high thermodynamic stability and, consequently, heat resistance, impact resistance, (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Composición generadora de aerosoles para la extinción de incendiosAerosol-generating composition for fire extinguishing
Campo técnicotechnical field
La invención se refiere a composiciones generadoras de aerosoles para la extinción de incendios de gran tamaño, que pueden utilizarse para extinguir incendios en su lugar de origen en espacios cerrados o parcialmente cerrados, así como para prevenir la combustión y explosión de líquidos altamente inflamables, sustancias combustibles y vapores de materiales y suspensión de aire. Las composiciones generadoras de aerosoles se utilizan ampliamente debido a su alta eficacia en la extinción de incendios en concentraciones mínimas de extinción de incendios. Los equipos para la extinción de incendios basados en aerosoles, tales como los generadores de extinción de incendios, no requieren de un mantenimiento continuo, pueden ser móviles o fijos, están fácilmente disponibles para su uso y conservan sus propiedades durante mucho tiempo.The invention relates to aerosol-generating compositions for extinguishing large fires, which can be used to extinguish fires at their source in enclosed or partially enclosed spaces, as well as to prevent the combustion and explosion of highly flammable liquids, substances fuels and vapors from materials and air suspension. Aerosol generating compositions are widely used due to their high fire extinguishing efficacy at minimum fire extinguishing concentrations. Aerosol-based fire extinguishing equipment, such as fire extinguishing generators, does not require continuous maintenance, can be mobile or stationary, is readily available for use, and retains its properties for a long time.
AntecedentesBackground
Todos los tipos de composiciones generadoras de aerosoles para extinción de incendios tienen en común los siguientes componentes: un oxidante, un combustible/aglutinante, un combustible adicional, un refrigerante, catalizadores, modificadores de combustión y varios aditivos de proceso. La combustión de mezclas pirotécnicas produce inhibidores en estado gaseoso y una fase condensada sólida dispersa que contiene sales, óxidos, como los de metales alcalinos y alcalinotérreos. Cuando se encuentra en un área de incendio, la relajación heterogénea de la superficie de los átomos y moléculas de la llama excitados en la superficie de las partículas de estos componentes hace que estos componentes actúen como inhibidores de la combustión, lo que interrumpe la reacción en cadena de la formación de radicales reactivos en el área de propagación de la llama.All types of fire extinguishing aerosol generating compositions have the following components in common: an oxidizer, a fuel/binder, an additional fuel, a coolant, catalysts, burn modifiers, and various process additives. Combustion of pyrotechnic mixtures produces inhibitors in a gaseous state and a dispersed solid condensed phase containing salts, oxides, such as those of alkali and alkaline earth metals. When in a fire area, the surface heterogeneous relaxation of the excited flame atoms and molecules on the surface of the particles of these components causes these components to act as combustion inhibitors, stopping the reaction in chain of formation of reactive radicals in the area of flame propagation.
El principal problema con los sistemas de extinción de incendios basados en aerosoles es que los productos de combustión de la composición generadora de aerosoles contienen gases tóxicos, como óxido de carbono CO y amoníaco NH3, así como altas temperaturas en los productos aerosoles de la mezcla pirotécnica tanto en el interior como en el exterior del generador. Esencialmente, se requiere que las composiciones proporcionen características de rendimiento tales como resistencia térmica y a la humedad, fuerza de carga, etc.The main problem with aerosol-based fire extinguishing systems is that the products of combustion of the aerosol-generating composition contain toxic gases, such as carbon dioxide CO and ammonia NH3, as well as high temperatures in the aerosol products of the pyrotechnic mixture. both inside and outside the generator. Essentially, the compositions are required to provide performance characteristics such as moisture and heat resistance, load strength, etc.
Se conocen composiciones generadoras de aerosoles para la extinción de incendios. Por ejemplo, la patente US-B-7832493 (publicada el 16.11.2010) describe una composición extintora generadora de aerosoles que comprende del 62 al 72 % en peso de nitrato de potasio como oxidante, del 8 al 12 % en peso de resina de fenolformaldehído como combustible/aglutinante, diciandiamida como combustible adicional y refrigerante para enfriar una mezcla de gas/aerosol durante la quema de la AFC [por siglas del inglés de "aerosol-forming composition"]. Aerosol generating compositions for fire extinguishing are known. For example, patent US-B-7832493 (published on 11.16.2010) describes an aerosol-generating extinguishing composition comprising 62 to 72% by weight of potassium nitrate as oxidant, 8 to 12% by weight of resin phenol formaldehyde as a fuel/binder, dicyandiamide as an additional fuel, and a coolant to cool a gas/aerosol mixture during the AFC [ aerosol-forming composition] burn.
Sin embargo, el alto nivel de toxicidad de los productos de combustión de la composición descrita en la patente US-B-7832493 los hace inadecuados para la extinción de incendios en espacios cerrados cuando hay personas.However, the high level of toxicity of the combustion products of the composition described in patent US-B-7832493 makes them unsuitable for extinguishing fires in closed spaces when people are present.
La solicitud [de patente] internacional WO2012/112037 A1 (publicada el 23.08.2012) describe una composición de extinción de incendios que comprende un oxidante, un combustible adicional y resinas de fenol formaldehído, en la que la molécula de resina de fenol formaldehído contiene 3 o más estructuras de anillos aromáticos. Como tal, los solicitantes afirman que, para lograr un nivel de toxicidad bajo, la resina de fenol formaldehído debe contener más de 3 estructuras de anillos aromáticos. Sin embargo, en la descripción de la invención no se proporciona ninguna prueba experimental al respecto. No se midió la composición de la fase gaseosa ni en una cámara de combustión ni a su salida. Los bajos niveles de toxicidad en la fase condensada del Ejemplo 3 en esta solicitud internacional WO2012/112037 que se indican en la descripción se obtuvieron mediante un experimento realizado con la composición colocada en un generador de extinción de incendios que no contenía elementos de refrigeración; los productos de la combustión se quemaron finalmente en condiciones atmosféricas con una temperatura de 1100 °C y con exceso de oxígeno. Las altas temperaturas aguas abajo desde el orificio o boquilla de salida para la descarga del generador de extinción de incendios restringen las áreas de aplicación del generador. Al usar un combustible polimérico de alto nivel de aromaticidad, se incrementa el contenido de carbono en la composición, se incrementa la resistencia térmica y la temperatura de la resina, se incrementa la formación de coque, aumentando así el contenido de óxido de carbono en los productos de descomposición térmica (V. V. Korshak, Khimicheskoye stroenie i temperaturnye kharakteristiki polimerov (Constitución química y comportamiento térmico de los polímeros), M. Nauka, 1970, páginas 295-308). International [patent] application WO2012/112037 A1 (published on 08.23.2012) describes a fire extinguishing composition comprising an oxidizer, an additional fuel and phenol formaldehyde resins, wherein the phenol formaldehyde resin molecule contains 3 or more aromatic ring structures. As such, Applicants state that to achieve a low level of toxicity, the phenol formaldehyde resin must contain more than 3 aromatic ring structures. However, in the description of the invention no experimental evidence is provided in this regard. The composition of the gas phase was not measured neither in a combustion chamber nor at its outlet. The low levels of toxicity in the condensed phase of Example 3 in this international application WO2012/112037 that are indicated in the description were obtained by means of an experiment carried out with the composition placed in a fire extinguishing generator that did not contain cooling elements; Combustion products were finally burned under atmospheric conditions with a temperature of 1100 °C and excess oxygen. High temperatures downstream from the outlet orifice or nozzle for the discharge of the fire suppression generator restrict the areas of application of the generator. By using a polymeric fuel with a high level of aromaticity, the carbon content in the composition is increased, the thermal resistance and the temperature of the resin are increased, the formation of coke is increased, thus increasing the carbon oxide content in the fuels. thermal decomposition products ( VV Korshak, Khimicheskoye stroenie i temperaturnye kharakteristiki polymerov ( Chemical constitution and thermal behavior of polymers), M. Nauka, 1970, pages 295-308).
La patente RU2091106 (publicada en 27.09.1997) describe un compuesto extintor de incendios que genera de aerosoles que comprende (% en peso): de 45 a 75 de nitrato de potasio, de 4 a 11 de carbono, de 0,5 a 2,0 de centralita y/o difenilamina, de 0,5 a 2,5 de aceite industrial o para instrumentos, estearato de zinc y/o estearato de sodio, o de 0,02 a 0,5 de sales mezcladas con aceite de ricino sulfonado y gelatina, de 0,5 a 20,0 de un catalizador y/o un inhibidor de combustión, y un derivado de celulosa plastificada o una mezcla de los mismos con un aglutinante suplementario que completa [equilibra] el resto. Siendo que el ingrediente principal de la composición es un derivado de celulosa plastificada, que incluye nitrato de celulosa, la seguridad explosiva de la composición se ve sustancialmente comprometida. Además, los inhibidores de la combustión hacen que aumenten los residuos de coquización de los productos de la combustión, reduciendo así la eficacia de extinción de incendios.Patent RU2091106 (published on 09.27.1997) describes a fire extinguishing compound that generates aerosols comprising (% by weight): from 45 to 75 potassium nitrate, from 4 to 11 carbon, from 0.5 to 2 0.0 of switchboard and/or diphenylamine, 0.5 to 2.5 of industrial or instrument oil, zinc stearate and/or sodium stearate, or 0.02 to 0.5 of salts mixed with castor oil sulfonated and gelatin, from 0.5 to 20.0 of a catalyst and/or a combustion inhibitor, and a plasticized cellulose derivative or a mixture thereof with a supplemental binder making up [balancing] the remainder. Being that the main ingredient of the composition is a derivative of plasticized cellulose, which includes cellulose nitrate, the explosive safety of the composition is seen substantially compromised. In addition, combustion inhibitors cause coking residues of combustion products to increase, thus reducing fire extinguishing effectiveness.
La patente RU2477163 (publicada el 10.03.2013) describe una composición generadora de aerosoles que comprende (% en peso): de 1,5 a 18 de iditol como combustible/aglutinante, de 3 a 25 de diciandiamida (DCD) como combustible secundario, de 5,5 a 25 de agentes de oxidación completos (óxido de hierro y óxido de cobre), y nitrato de potasio como oxidante que completa el resto. Se afirma que se obtuvieron características de baja toxicidad tras la combustión de una carga sin casquillo de 1 g en forma de gránulos en condiciones atmosféricas. Las reacciones redox secundarias con el oxígeno atmosférico provocan postcombustión de óxido de carbono y aumentan la temperatura de la llama: 2CO O2 = 2CO2 Q. Sin embargo, los ensayos muestran que la composición de la patente RU2477163 no cumple con los requisitos de rendimiento reglamentarios rusos o internacionales, tales como la resistencia térmica y a la humedad, debido a la ausencia de composiciones termorresistentes o repelentes de la humedad en la formulación.Patent RU2477163 (published on 03.10.2013) describes an aerosol-generating composition comprising (% by weight): 1.5 to 18 iditol as fuel/binder, 3 to 25 dicyandiamide (DCD) as secondary fuel, from 5.5 to 25 complete oxidizing agents (iron oxide and copper oxide), and potassium nitrate as the oxidizing agent that completes the rest. It is claimed that low toxicity characteristics were obtained upon combustion of a 1 g capless charge in pellet form under atmospheric conditions. Secondary redox reactions with atmospheric oxygen cause post-combustion of carbon oxide and increase the flame temperature: 2CO O2 = 2CO2 Q. However, tests show that the composition of patent RU2477163 does not meet the Russian regulatory performance requirements or international, such as thermal and humidity resistance, due to the absence of heat resistant or humidity repellent compositions in the formulation.
La patente RU2193429 (publicada el 27.11.2002) describe una composición que comprende un refrigerante finamente disperso seleccionado de la siguiente gama: hidróxido de aluminio y/o alúmina activada y/o aluminosilicato activado y/o una mezcla de los mismos y/o una mezcla de los mismos con arcilla u otros aglutinantes inorgánicos. Relación de mezcla (% en peso): 1,5 a 18,0 de combustible/aglutinante, 3,0 a 25,0 de combustible secundario, 1,5 a 60,0 de refrigerante, 0,5 a 10,0 de aditivos y un oxidante que completa el resto. El combustible secundario se selecciona de la siguiente gama: guanidina, urea, diciandiamida, melón, melem, melamina, urotropina, azobisformamida, semicarbazida, dihidroglioxima, tetrazol, ditetrazol, derivados o sales de los mismos. Oxidante: nitratos o percloratos metálicos o amónicos, o sus mezclas. Combustible/aglutinante: polímeros, resinas, cauchos y/o mezclas de los mismos. Aditivos: metales, tales como aluminio y/o magnesio, como componentes individuales, o mezclas de los mismos, o aleaciones de los mismos. Se incluye en el refrigerante un catalizador redox en una cantidad de 0,05 a 5,00 % en peso. Las composiciones a las que se hace referencia en la patente RU2193429 se fabrican según especificaciones relevantes no descritas en la patente. Sin embargo, la preparación de la composición incluye la mezcla de sus componentes constituyentes.Patent RU2193429 (published on 11.27.2002) describes a composition comprising a finely dispersed refrigerant selected from the following range: aluminum hydroxide and/or activated alumina and/or activated aluminosilicate and/or a mixture thereof and/or a mixing them with clay or other inorganic binders. Mixing ratio (wt%): 1.5 to 18.0 fuel/binder, 3.0 to 25.0 secondary fuel, 1.5 to 60.0 coolant, 0.5 to 10.0 additives and an oxidizer that completes the rest. The secondary fuel is selected from the following range: guanidine, urea, dicyandiamide, melon, melem, melamine, urotropin, azobisformamide, semicarbazide, dihydroglyoxime, tetrazole, ditetrazole, derivatives or salts thereof. Oxidizing agent: metallic or ammonium nitrates or perchlorates, or their mixtures. Fuel/binder: polymers, resins, rubbers and/or mixtures thereof. Additives: metals, such as aluminum and/or magnesium, as individual components, or mixtures thereof, or alloys thereof. A redox catalyst is included in the coolant in an amount of 0.05 to 5.00% by weight. The compositions referred to in the patent RU2193429 are manufactured according to relevant specifications not disclosed in the patent. However, the preparation of the composition includes the mixing of its constituent components.
Los inventores lograron resultados beneficiosos al reducir la toxicidad de los gases liberados por la combustión del AFC mediante el uso de un refrigerante finamente disperso seleccionado de la siguiente gama: hidróxido de aluminio y/o alúmina activada y/o aluminosilicato activado y/o una mezcla de los mismos y/o una mezcla de los mismos con arcilla u otros aglutinantes inorgánicos. Sin embargo, el nivel de toxicidad reducido, logrado como resultado, no es suficiente; además, dicho sistema de enfriamiento reduce sustancialmente la eficiencia de extinción de incendios debido a un alto arrastre dinámico de gas de las partículas finamente dispersas del refrigerante y la pérdida de una parte sustancial de aerosol sobre ellas, así como debido a una mayor cantidad de residuos de escoria en la cámara de combustión.The inventors achieved beneficial results by reducing the toxicity of the gases released by the combustion of the AFC by using a finely dispersed coolant selected from the following range: aluminum hydroxide and/or activated alumina and/or activated aluminosilicate and/or a mixture thereof and/or a mixture thereof with clay or other inorganic binders. However, the reduced toxicity level achieved as a result is not enough; in addition, such a cooling system substantially reduces the fire extinguishing efficiency due to a high dynamic gas entrainment of finely dispersed particles of the coolant and the loss of a substantial part of the aerosol on them, as well as due to an increased amount of residues of slag in the combustion chamber.
El estado de la técnica más cercano a la composición de la presente solicitud de patente es una composición generadora de aerosoles (AFC) para la extinción de incendios descrita en la patente RU2648081 (publicada el 22.03.2018). La composición comprende un nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenolformaldehído de tipo novolaca y una resina epoxi como combustible/aglutinante, un carboxilato de metal alcalino como combustible adicional, que también actúa como refrigerante, y un nitrato de cobalto (II) como modificador de la combustión, con un óxido de aluminio y un óxido de cobre como aditivos promotores. La composición se produce mezclando por etapas los componentes individuales: mezclando el oxidante con el combustible-refrigerante adicional para producir una primera mezcla, al mezclar por separado el nitrato de cobalto con el óxido de aluminio para producir una segunda mezcla, y preparar por separado la resina epoxi agregando un solvente a la misma y mezclándola con un agente de curado hasta que se produce una tercera mezcla, luego se mezclan la primera y segunda mezcla, seguido de la adición a la misma de la tercera mezcla; la masa que se produce de esta manera se mezcla con la resina de fenolformaldehído y, simultáneamente, con el óxido de cobre y se seca a una temperatura tal que provoque la polimerización de la resina epoxi y elimine el disolvente. El resultado de la invención es que se pueden reducir las concentraciones de sustancias tóxicas en los productos de combustión de las composiciones pirotécnicas. Sin embargo, debido a los requisitos cada vez más estrictos para los sistemas de extinción de incendios, existe la necesidad de mejorar el rendimiento ambiental y la eficiencia de las composiciones generadoras de aerosoles.The state of the art closest to the composition of the present patent application is an aerosol generating composition (AFC) for fire extinguishing described in patent RU2648081 (published on 03.22.2018). The composition comprises an alkali metal nitrate as an oxidant, a novolac-type phenol-formaldehyde resin and an epoxy resin as a fuel/binder, an alkali metal carboxylate as an additional fuel, which also acts as a coolant, and a cobalt(II) nitrate. as a combustion modifier, with an aluminum oxide and a copper oxide as promoter additives. The composition is produced by mixing the individual components in stages: mixing the oxidizer with the additional fuel-coolant to produce a first mixture, separately mixing the cobalt nitrate with the aluminum oxide to produce a second mixture, and separately preparing the epoxy resin by adding a solvent thereto and mixing with a curing agent until a third mixture is produced, then the first and second mixtures are mixed, followed by adding the third mixture thereto; the mass produced in this way is mixed with the phenol-formaldehyde resin and, simultaneously, with the copper oxide and is dried at such a temperature as to cause polymerization of the epoxy resin and remove the solvent. The result of the invention is that the concentrations of toxic substances in the combustion products of pyrotechnic compositions can be reduced. However, due to the increasingly stringent requirements for fire suppression systems, there is a need to improve the environmental performance and efficiency of aerosol-generating compositions.
SumarioSummary
La formación de sustancias tóxicas, principalmente dióxido de carbono y amoníaco, en los productos de combustión se debe, principalmente, a la combustión incompleta de una composición generadora de aerosoles atribuible a diversos factores asociados tanto a la naturaleza de los componentes de la composición como a las condiciones de combustión, con lo que estas últimas se ven afectadas debido al contenido insuficiente de oxidante en las zonas de reacción, por la breve presencia de combustible en esas zonas, por la formación de una capa carbonizada de combustión deficiente en la superficie de la composición, y por el escape de calor al medio ambiente.The formation of toxic substances, mainly carbon dioxide and ammonia, in the combustion products is mainly due to the incomplete combustion of an aerosol-generating composition attributable to various factors associated both with the nature of the composition components and with the combustion conditions, whereby the latter are affected due to insufficient oxidant content in the reaction zones, due to the brief presence of fuel in these zones, due to the formation of a poor combustion char layer on the surface of the composition, and by the escape of heat to the environment.
La presente invención tiene como objetivo resolver el problema técnico de reducir las sustancias tóxicas en los productos de combustión de una composición generadora de aerosoles (AFC por siglas del inglés de "aerosol- forming composition") para la extinción de incendios en la zona de combustión de la AFC y, por lo tanto, aguas abajo desde la boquilla de salida (orificio de descarga) del generador de aerosoles para la extinción de incendios que comprende una unidad de refrigeración, a un nivel por debajo de las concentraciones que amenazan inmediatamente la vida, mediante la modificación de los procesos de combustión actuando sobre los mecanismos de interacción de fase entre los componentes químicos tanto en la zona de reacción de oxidación del combustible así como en la zona de la unidad del refrigerante del generador de aerosoles para la extinción de incendios donde ocurren las reacciones en fase gaseosa y los procesos catalíticos.The present invention aims to solve the technical problem of reducing toxic substances in the combustion products of an aerosol generating composition (AFC). "aerosol- forming composition") for fire extinguishing in the combustion zone of the AFC and thus downstream from the outlet nozzle (discharge orifice) of the aerosol generator for fire extinguishing comprising a refrigeration unit, at a level below immediately life-threatening concentrations, by modifying combustion processes by acting on phase interaction mechanisms between chemical components both in the fuel oxidation reaction zone as well as in the area of the refrigerant unit of the aerosol generator for fire extinguishing where gas phase reactions and catalytic processes occur.
El problema anterior se resuelve proporcionando una composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios, que comprende un nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenol formaldehído de tipo novolaca y una resina epoxi como combustible/aglutinante, un combustible adicional y un modificador de la combustión; la composición según la presente invención, que comprende, como combustible adicional, una mezcla de carbonato de sodio y un carboxilato de metal alcalino que también actúa como refrigerante, un componente tampón formador de gas y un componente regulador de vapor, y que comprende, como modificador de la combustión, una mezcla de hexacianoferrato de magnesio(II) (Mg2[Fe(CN)6]) y nitrato de cobalto(II) (Co(N03)2), con un óxido de aluminio y un óxido de cobre como aditivos promotores, en la siguiente relación de mezcla (% en peso):The above problem is solved by providing an aerosol generating composition for fire extinguishing, comprising an alkali metal nitrate as an oxidant, a novolac type phenol formaldehyde resin and an epoxy resin as a fuel/binder, an additional fuel and a modifier. of combustion; the composition according to the present invention, comprising, as additional fuel, a mixture of sodium carbonate and an alkali metal carboxylate which also acts as a refrigerant, a gas-forming buffer component and a vapor regulating component, and comprising, as combustion modifier, a mixture of magnesium(II) hexacyanoferrate (Mg2[Fe(CN) 6 ]) and cobalt(II) nitrate (Co(N0 3 ) 2 ), with an aluminum oxide and a copper oxide as promoter additives, in the following mixing ratio (% by weight):
combustible/aglutinante 4 -11,fuel/binder 4 -11,
combustible/refrigerante adicional 6 -12,additional fuel/coolant 6 -12,
modificador de combustión 6- 16,combustion modifier 6-16,
oxidante para equilibrar.oxidant to balance.
Más específicamente, la relación de mezcla (% en peso) de la presente composición es la siguiente:More specifically, the mixing ratio (% by weight) of the present composition is as follows:
combustible/aglutinante 4 -11,fuel/binder 4 -11,
carboxilato de metal alcalino 5 -11,alkali metal carboxylate 5 -11,
carbonato de sodio 1 - 3sodium carbonate 1 - 3
hexacianoferrato de magnesio 1 - 5magnesium hexacyanoferrate 1 - 5
nitrato de cobalto 1 - 5,cobalt nitrate 1 - 5,
óxido de aluminio 1 - 3,aluminum oxide 1 - 3,
óxido de cobre 1 - 3,copper oxide 1 - 3,
oxidante para equilibrar.oxidant to balance.
Tal y como con el nitrato de metal alcalino, la composición comprende: nitrato de litio, o nitrato de sodio, o nitrato de potasio, preferiblemente nitrato de potasio; tal y como con el carboxilato de metal alcalino, ésta comprende, por ejemplo, fumarato de potasio, ftalato de potasio o benzoato de potasio, o una mezcla de los mismos en cualquier combinación; tal y como con la resina de fenol formaldehído de tipo novolaca dura, está comprende, por ejemplo, un SF-0112, y, tal y como con la resina epoxi, ésta comprende, por ejemplo, ED-20 ó D.E.R.-331.As with the alkali metal nitrate, the composition comprises: lithium nitrate, or sodium nitrate, or potassium nitrate, preferably potassium nitrate; as with the alkali metal carboxylate, this comprises, for example, potassium fumarate, potassium phthalate or potassium benzoate, or a mixture thereof in any combination; as with the hard novolac type phenol formaldehyde resin, it comprises, for example, an SF-0112, and, as with the epoxy resin, it comprises, for example, ED-20 or D.E.R.-331.
El método para producir la composición de la presente invención es similar al método de etapas múltiples para producir la composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios como se describe en la patente RU2648081, excepto que se utiliza una mezcla de carbonato de sodio y un carboxilato de metal alcalino para producir la primera mezcla como un combustible adicional y, para producir la segunda mezcla, el nitrato de cobalto se mezcla con el óxido de aluminio y el hexacianoferrato de magnesio.The method for producing the composition of the present invention is similar to the multi-stage method for producing the fire extinguishing aerosol generating composition as described in RU2648081, except that a mixture of sodium carbonate and a carboxylate is used. alkali metal to produce the first mixture as an additional fuel and, to produce the second mixture, cobalt nitrate is mixed with aluminum oxide and magnesium hexacyanoferrate.
Se usó un disolvente, por ejemplo, etanol, acetona, acetato de etilo o una mezcla de acetona y acetato de etilo, como aditivos del proceso, y la resina epoxi se mezcló con el disolvente en una proporción de aproximadamente 10:1.A solvent, for example, ethanol, acetone, ethyl acetate or a mixture of acetone and ethyl acetate, was used as processing additives, and the epoxy resin was mixed with the solvent in a ratio of about 10:1.
En realizaciones particulares, la resina de fenol formaldehído (PFR) y la resina epoxi (ER) se utilizaron en una proporción entre 1:1 y 1:3.In particular embodiments, phenol formaldehyde resin (PFR) and epoxy resin (ER) were used in a ratio between 1:1 and 1:3.
La esencia de la invención es que se logra un contenido de amoníaco reducido en la combustión AFC al incluir carbonato de sodio en el combustible secundario, a la vez que se logra una concentración de gas tóxico reducida al incluir hexacianoferrato de magnesio en el modificador de combustión, mejorando así, en comparación con la composición de la técnica anterior, el efecto modificador sobre la combustión no solo directamente en la zona de reacción, sino también en la región donde se ubica el refrigerante del generador para la extinción de incendios. Los ensayos demostraron que, con un contenido de hexacianoferrato de magnesio de menos del 1 % en peso en la composición, la concentración de monóxido de carbono aumenta sustancialmente, por ejemplo, en más del 40 %, mientras que con una concentración de más del 5 % en peso, la concentración de amoníaco en los productos de combustión aumenta hasta un 65%. Estos datos se muestran en la tabla 1 como ejemplos 11, 12. Se logra una concentración mínima de amoníaco en los productos de combustión con un contenido de carbonato de sodio en la composición de 1 a 3 % en peso. Los contenidos más altos de carbonato de sodio degradan las características de rendimiento de las composiciones, por ejemplo, aumentan su higroscopicidad, mientras que los contenidos más bajos no permiten que se logre el resultado requerido, es decir, una concentración de amoníaco reducida.The essence of the invention is that a reduced ammonia content in AFC combustion is achieved by including sodium carbonate in the secondary fuel, while a reduced toxic gas concentration is achieved by including magnesium hexacyanoferrate in the combustion modifier. , thus improving, in comparison with the composition of the prior art, the modifying effect on combustion not only directly in the zone of reaction, but also in the region where the refrigerant of the generator for fire extinguishing is located. The tests showed that, with a content of magnesium hexacyanoferrate of less than 1% by weight in the composition, the concentration of carbon monoxide increases substantially, for example, by more than 40%, while with a concentration of more than 5 % by weight, the concentration of ammonia in the combustion products increases up to 65%. These data are shown in Table 1 as Examples 11, 12. A minimum concentration of ammonia in the combustion products is achieved with a sodium carbonate content in the composition of 1 to 3% by weight. Higher sodium carbonate contents degrade the performance characteristics of the compositions, eg increase their hygroscopicity, while lower contents do not allow the required result to be achieved, ie reduced ammonia concentration.
Otro efecto beneficioso sobre las propiedades de la presente composición lo proporciona además el hecho de que la resina epoxi reacciona con la resina de fenol formaldehído de tipo novolaca durante la mezcla para producir un sistema de autocurado homogéneo que contiene un producto de enfriamiento (copolímero de bloque epoxi/novolaca) y confiere a la composición altas propiedades de resistencia térmica y a la humedad.Another beneficial effect on the properties of the present composition is further provided by the fact that the epoxy resin reacts with the novolac-type phenol formaldehyde resin during mixing to produce a homogeneous self-curing system containing a quench product (block copolymer epoxy/novolac) and gives the composition high thermal and humidity resistance properties.
El resultado técnico que aporta la presente invención consiste en una velocidad de combustión más estable, menor concentración de gases tóxicos aguas abajo desde la boquilla de salida del generador de aerosoles para la extinción de incendios, menor temperatura en la zona de combustión activa y, por tanto, del aerosol, mayor resistencia térmica y propiedades de generación de gas de la composición y, por lo tanto, una mayor eficacia en la extinción de incendios y en las características de rendimiento de la composición generadora de aerosoles (AFC).The technical result provided by the present invention consists of a more stable combustion rate, lower concentration of toxic gases downstream from the outlet nozzle of the aerosol generator for fire extinguishing, lower temperature in the active combustion zone and, therefore, therefore, of the aerosol, higher thermal resistance and gas generating properties of the composition and, therefore, higher fire extinguishing efficacy and performance characteristics of the aerosol generating composition (AFC).
La composición generadora de aerosoles de la presente invención, si bien proporciona una toxicidad del producto de combustión sustancialmente reducida y una eficacia de extinción de incendios mejorada, presenta una alta estabilidad termodinámica y, por lo tanto, alta resistencia térmica, resistencia al impacto, resistencia a la humedad y seguridad operativa incluso en condiciones climáticas severas.The aerosol generating composition of the present invention, while providing substantially reduced combustion product toxicity and improved fire extinguishing efficacy, exhibits high thermodynamic stability and therefore high thermal resistance, impact resistance, resistance to moisture and operational safety even in severe weather conditions.
La invención se comprenderá mejor a partir de los siguientes ejemplos específicos de producción de una composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios según la presente invención.The invention will be better understood from the following specific examples of production of an aerosol generating composition for fire extinguishing according to the present invention.
Descripción detallada de ejemplos de realizacionesDetailed description of exemplary embodiments
La composición de la presente invención se produce usando:The composition of the present invention is produced using:
- nitrato de litio (CAS 7790-69-4), nitrato de sodio (CAS 7631-99-4), nitrato de potasio (CAS 7757-79-1) como oxidante;- lithium nitrate (CAS 7790-69-4), sodium nitrate (CAS 7631-99-4), potassium nitrate (CAS 7757-79-1) as oxidant;
- resina de fenol formaldehído (en adelante, el 'PFR' del inglés "phenol formaldehyde resin") SF-0112 (para GOST 18694-80) o CAS 103-16-20 como combustible/aglutinante;- phenol formaldehyde resin (hereinafter referred to as 'PFR' ) SF-0112 (for GOST 18694-80) or CAS 103-16-20 as a fuel/binder;
- resina epoxi diana tipo ED-20 (según GOST 10587-84) o D.E.R.-331 (CAS 25068-38-6) - como combustible/aglutinante;- target epoxy resin type ED-20 (according to GOST 10587-84) or D.E.R.-331 (CAS 25068-38-6) - as a fuel/binder;
- fumarato de potasio (CAS 7704-72-5), o ftalato de potasio (CAS 877-24-7), o benzoato de potasio (KC7 H5O2) (CAS 582-25-2), o una mezcla de los mismos en cualquier combinación, y carbonato de sodio Na2CO3 (CAS 497-19-8), como un componente adicional de combustible/tampón para generar gas e inhibidor reformador de metano de vapor;- potassium fumarate (CAS 7704-72-5), or potassium phthalate (CAS 877-24-7), or potassium benzoate (KC 7 H 5 O 2 ) (CAS 582-25-2), or a mixture thereof in any combination, and sodium carbonate Na 2 CO 3 (CAS 497-19-8), as an additional fuel/buffer component to generate gas and steam methane reformer inhibitor;
- nitrato de cobalto(II) (Co(NO3 )2) (CAS 10026-22-9) y hexacianoferrato(II) de magnesio (CAS 38192-52 8) como modificador;- cobalt(II) nitrate (Co(NO 3 ) 2 ) (CAS 10026-22-9) and magnesium hexacyanoferrate(II) (CAS 38192-52 8) as modifier;
- óxido de aluminio (A^O3 ) (CAS 1344-28-1) como aditivo promotor;- aluminum oxide (A^O 3 ) (CAS 1344-28-1) as promoter additive;
- óxido de cobre (CuO) (CAS 1317-38-0) como aditivo promotor;- copper oxide (CuO) (CAS 1317-38-0) as promoter additive;
- acetato de etilo (CAS 141-78-6) o acetona (CAS 67-64-1), etanol (CAS 64-17-5), o se puede usar una mezcla de acetona y acetato de etilo, como aditivo de proceso, es decir, un solvente de resina epoxi. La composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios según la presente invención se produce de la siguiente manera:- ethyl acetate (CAS 141-78-6) or acetone (CAS 67-64-1), ethanol (CAS 64-17-5), or a mixture of acetone and ethyl acetate can be used, as a process additive , that is, an epoxy resin solvent. The aerosol generating composition for fire extinguishing according to the present invention is produced as follows:
Etapa 1: el nitrato de litio, el nitrato de sodio o el nitrato de potasio se mezclan en seco con carbonato de sodio y luego con benzoato de potasio, fumarato de potasio o ftalato de potasio hasta que se produce una mezcla homogénea (primera mezcla);Stage 1 – Lithium nitrate, sodium nitrate or potassium nitrate is dry blended with sodium carbonate and then potassium benzoate, potassium fumarate or potassium phthalate until a homogeneous mixture is produced (first mix) ;
Etapa 2: por separado, el nitrato de cobalto Co(NO3 )2 se mezcla en seco con óxido de aluminio Ah O3 y con hexacianoferrato de magnesio hasta obtener una mezcla de color uniforme (segunda mezcla);Step 2: Separately, the cobalt nitrate Co(NO 3 ) 2 is mixed dry with aluminum oxide A h O 3 and with magnesium hexacyanoferrate until a mixture of uniform color is obtained (second mixture);
Etapa 3: se mezclan las resinas epoxi y fenol formaldehído y se les agrega un solvente hasta obtener una masa homogénea (tercera mezcla);Stage 3: the epoxy and phenol formaldehyde resins are mixed and a solvent is added until a homogeneous mass is obtained (third mix);
Etapa 4: las masas producidas en las etapas 1, 2, 3 se mezclan entre sí y, simultáneamente, con óxido de cobre;Stage 4: the masses produced in stages 1, 2, 3 are mixed with each other and, simultaneously, with copper oxide;
Etapa 5: la masa producida en la etapa 4 se seca a una temperatura que provoque la copolimerización de la resina epoxi con la resina de fenol formaldehído y la eliminación del solvente residual para producir, tras el autocurado del sistema, un producto de enfriamiento por oligomerización (una resina epoxi /copolímero de bloques de novolaca) que es la composición de la presente invención.Stage 5: the mass produced in stage 4 is dried at a temperature that causes copolymerization of the epoxy resin with the phenol formaldehyde resin and removal of residual solvent to produce, after self-curing of the system, an oligomerization quench product (an epoxy resin/novolac block copolymer) which is the composition of the present invention.
Para usar la composición de la presente invención en generador de aerosoles para la extinción de incendios (un generador para la extinción de incendios), se crean gránulos a partir de la masa así producida, que luego se transforman en gránulos de tal forma, densidad y tamaño que se adapten a la termodinámica, a los parámetros intrabalísticos y dinámicos de gas del generador de aerosoles para la extinción de incendios en el que se cargarán, así como a los requisitos técnicos para el uso de ese generador. Esto último se debe a que la forma del gránulo (por ejemplo, redonda, romboidal, estrellada, etc.) determina el área superficial total de la composición generadora de aerosoles, que junto con su composición química, la densidad del gránulo y el diseño del generador parámetros, determine, de acuerdo con la ley de combustión, la tasa de descomposición térmica de la composición y, por lo tanto, la descarga de gas, la presión del rociado del aerosol, la temperatura y la tasa de salida del rociado de aerosol del generador, lo que influye en las capacidades de extinción de incendios del generador.In order to use the composition of the present invention in a fire extinguishing aerosol generator (a generator for fire extinguishing), pellets are created from the mass thus produced, which are then pelletized in such a shape, density, and sized to suit the thermodynamic, intraballistic and gas dynamic parameters of the firefighting aerosol generator into which they will be loaded, as well as the technical requirements for the use of that generator. The latter is because the shape of the granule (eg round, rhomboid, star, etc.) determines the total surface area of the aerosol-generating composition, which together with its chemical composition, granule density and design of the generator parameters, determine, according to the law of combustion, the rate of thermal decomposition of the composition, and therefore the gas discharge, the pressure of the aerosol spray, the temperature and the output rate of the aerosol spray of the generator, which influences the fire-fighting capabilities of the generator.
En vista de lo anterior, en la etapa 6, los gránulos se forman a partir de la masa producida en la etapa 5, por ejemplo, pasando la masa a través de un tamiz con un tamaño de abertura predeterminado, por ejemplo, de 0,5 a 4,0 mm.In view of the above, in step 6, granules are formed from the mass produced in step 5, for example, by passing the mass through a sieve with a predetermined opening size, for example, 0, 5 to 4.0mm.
En la etapa 7, los productos se forman, por ejemplo, comprimiendo los gránulos en gránulos de forma, densidad y resistencia predeterminadas de las que dependen las características de rendimiento requeridas del generador para la extinción de incendios en cuestión y los parámetros dinámicos térmicos y de gas en su cámara de combustión. Ejemplo 1. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 72 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 2 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 10 g de benzoato de potasio, 3 g de nitrato de cobalto(II), 2 g de óxido de aluminio, 4 g de hexacianoferrato de magnesio, 1 g de óxido de cobre, 0,4 g de acetato de etilo.In step 7, the products are formed, for example, by compressing the granules into granules of a predetermined shape, density and strength, on which the required performance characteristics of the generator for fire extinguishing in question and the thermal and temperature dynamic parameters depend. gas in its combustion chamber. Example 1 An aerosol generating composition of the present invention was produced using 72 g potassium nitrate, 2 g sodium carbonate, 2 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 4 g ED-20 diano resin, 10 g potassium benzoate, 3 g cobalt(II) nitrate, 2 g aluminum oxide, 4 g magnesium hexacyanoferrate, 1 g copper oxide, 0.4 g ethyl acetate.
Estos componentes en las cantidades indicadas se mezclaron por etapas de la siguiente manera: Primero (etapa 1), se mezclaron en seco nitrato de potasio, carbonato de sodio y benzoato de potasio hasta obtener una mezcla homogénea (la primera mezcla). A continuación (etapa 2), se mezcló en seco nitrato de cobalto con óxido de aluminio y hexacianoferrato de magnesio hasta obtener una mezcla homogénea (la segunda mezcla). Posteriormente (etapa 3), las resinas epoxi y fenol formaldehído se mezclaron con un solvente hasta obtener una masa homogénea (la tercera mezcla). Luego (etapa 4), las masas producidas en las etapas 1, 2 y 3 se mezclaron entre sí y, simultáneamente, con óxido de cobre. La masa producida en la etapa 4 se secó (etapa 5) a 70 °C para provocar la copolimerización de la mezcla y eliminar el solvente residual. Como resultado, se produjo una masa con un peso de 100 g. Para mejorar las propiedades del proceso (por ejemplo, fluidez) de la composición, se formaron gránulos (etapa 6) a partir de la masa producida en la etapa 5, por ejemplo, pasando la masa a través de un tamiz con un tamaño de abertura predeterminado, específicamente, 1,0 mm, a partir de los cuales (etapa 7) se formaron gránulos, en concreto, comprimiéndolos mediante una prensa a una presión unitaria de 900 kg/cm2.These components in the indicated amounts were mixed stepwise as follows: First (step 1), potassium nitrate, sodium carbonate and potassium benzoate were dry mixed until a homogeneous mixture was obtained (the first mixture). Next (step 2), cobalt nitrate was dry mixed with aluminum oxide and magnesium hexacyanoferrate until a homogeneous mixture was obtained (the second mixture). Subsequently (stage 3), the epoxy and phenol formaldehyde resins were mixed with a solvent until a homogeneous mass was obtained (the third mixture). Then (step 4), the masses produced in steps 1, 2 and 3 were mixed with each other and, simultaneously, with copper oxide. The mass produced in stage 4 was dried (stage 5) at 70 °C to cause copolymerization of the mixture and remove residual solvent. As a result, a dough with a weight of 100 g was produced. To improve the process properties (eg flowability) of the composition, granules (step 6) were formed from the mass produced in step 5, for example by passing the mass through a sieve with an opening size predetermined, specifically, 1.0 mm, from which (step 7) granules were formed, namely, by compressing them by means of a press at a unit pressure of 900 kg/cm 2 .
Los productos de combustión de la composición generadora de aerosoles de la presente invención se comprobaron para medir el contenido de gases tóxicos, como óxido de carbono CO y amoníaco NH3, en generadores para la extinción de incendios FP-100S (http://www.firepro.hu/en/products/small-to-medium-units/fp-100s, Certificado Ruso de Conformidad Número C-CY nB 04.B.0260). El diseño del generador permite usar un producto generador de aerosoles en una cantidad de aproximadamente 100 g y proporciona una unidad de refrigerante cargada con un refrigerante que comprende elementos en forma de esfera de 5 a 7 mm de diámetro hechos de óxido de aluminio CB-6 (fabricado por Zibo Zhengsen Chemical Co., Ltd) en una cantidad de aproximadamente 125 g.The combustion products of the aerosol-generating composition of the present invention were checked for the content of toxic gases such as carbon oxide CO and ammonia NH3 in FP-100S (http://www. firepro.hu/en/products/small-to-medium-units/fp-100s, Russian Certificate of Conformity Number C-CY nB 04.B.0260). The design of the generator allows to use an aerosol-generating product in an amount of about 100 g and provides a refrigerant unit charged with a refrigerant comprising sphere-shaped elements of 5-7 mm diameter made of aluminum oxide CB-6 ( manufactured by Zibo Zhengsen Chemical Co., Ltd) in an amount of about 125 g.
Las pruebas se realizaron en una instalación de pruebas, en una cámara con un volumen aproximado de 1 m3. Las concentraciones de gas tóxico se midieron usando un detector de gas del sistema de medición de tubos Drager, una bomba Accuro, tubos de detección 0,3% B (CH 29901) para dióxido de carbono y 5/a (CH 20501) para amoníaco. Las concentraciones de dióxido de carbono y amoníaco se analizaron más a fondo utilizando un detector Drager X-am 7000 con sensores CATEX (catalíticos) y sensores EC (electroquímicos).The tests were carried out in a test facility, in a chamber with a volume of approximately 1 m3. Toxic gas concentrations were measured using a Drager tube measurement system gas detector, Accuro pump, detection tubes 0.3% B (CH 29901) for carbon dioxide and 5/a (CH 20501) for ammonia. . Carbon dioxide and ammonia concentrations were further analyzed using a Drager X-am 7000 detector with CATEX (catalytic) sensors and EC (electrochemical) sensors.
Las propiedades físicas y mecánicas de las composiciones fueron analizadas con metodología estándar: resistencia térmica según la norma EN 60068-2, higroscopicidad según la norma MIL-STD-286C (método 503.1.3), dureza según la norma EN ISO 2039-1.The physical and mechanical properties of the compositions were analyzed with standard methodology: resistance thermal according to EN 60068-2, hygroscopicity according to MIL-STD-286C (method 503.1.3), hardness according to EN ISO 2039-1.
Las concentraciones de gas tóxico obtenidas se muestran en la tabla 1 con el número 1. Las propiedades físicas y mecánicas comparativas de la composición según el ejemplo 1 se muestran en la tabla 2.The toxic gas concentrations obtained are shown in Table 1 under the number 1. The comparative physical and mechanical properties of the composition according to Example 1 are shown in Table 2.
Ejemplo 2. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 70 g de nitrato de potasio, 3 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 5 g de resina de diano ED-20, 8 g de fumarato de potasio (CAS 582-25-2), 2 g de nitrato de cobalto(II), 3 g de óxido de aluminio, 1 g de óxido de cobre, 5 g de hexacianoferrato de magnesio, 0,5 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y fumarato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. Las concentraciones de gas tóxico tras la combustión de la composición reivindicada se examinaron tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 2. Example 2 An aerosol generating composition of the present invention was produced using 70 g potassium nitrate, 3 g sodium carbonate, 3 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 5 g ED-20 diano resin, 8 g potassium fumarate (CAS 582-25-2), 2 g cobalt(II) nitrate, 3 g aluminum oxide, 1 g copper oxide, 5 g magnesium hexacyanoferrate, 0.5 g of ethyl acetate. The composition was prepared as described in example 1, except in step 1, in which potassium nitrate was mixed with sodium carbonate and potassium fumarate. Finally, a dough with a weight of 100 g was produced. The toxic gas concentrations after combustion of the claimed composition were examined as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under number 2.
Ejemplo 3. Se produjo un producto generador de aerosoles compuesto de acuerdo con la presente invención utilizando 73 g de nitrato de potasio, 3 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 5 g de resina de diano ED-20, 8 g de ftalato de potasio, 1 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 3 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de óxido de cobre, 0,5 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y ftalato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. Las concentraciones de gas tóxico tras la combustión de la composición reivindicada se examinaron tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 3. Example 3 A composite aerosol generating product according to the present invention was produced using 73 g potassium nitrate, 3 g sodium carbonate, 3 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 5 g diano ED resin -20.8 g of potassium phthalate, 1 g of cobalt(II) nitrate, 2 g of aluminum oxide, 3 g of magnesium hexacyanoferrate, 2 g of copper oxide, 0.5 g of ethyl acetate. The composition was prepared as described in example 1, except in step 1, in which potassium nitrate was mixed with sodium carbonate and potassium phthalate. Finally, a dough with a weight of 100 g was produced. The toxic gas concentrations after combustion of the claimed composition were examined as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under the number 3.
Ejemplo 4. Se produjo un producto generador de aerosoles compuesto de acuerdo con la presente invención usando 68 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 4 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 7 g de resina de diano ED-20, 10 g de benzoato de potasio, 4 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 1 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de óxido de cobre, 0,7 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y benzoato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición producida se analizó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 4. Example 4 A composite aerosol generating product according to the present invention was produced using 68 g potassium nitrate, 2 g sodium carbonate, 4 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 7 g diano ED resin -20.10 g of potassium benzoate, 4 g of cobalt(II) nitrate, 2 g of aluminum oxide, 1 g of magnesium hexacyanoferrate, 2 g of copper oxide, 0.7 g of ethyl acetate. The composition was prepared as described in example 1, except in step 1, in which potassium nitrate was mixed with sodium carbonate and potassium benzoate. Finally, a dough with a weight of 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the produced composition was analyzed as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under number 4.
Ejemplo 5. Se produjo un producto generador de aerosoles compuesto de acuerdo con la presente invención utilizando 75 g de nitrato de potasio, 1 g de carbonato de sodio, 4 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 8 g de benzoato de potasio, 3 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 2 g de hexacianoferrato de magnesio, 1 g de óxido de cobre, 0,4 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y benzoato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se analizó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 5. Example 5 A composite aerosol generating product according to the present invention was produced using 75 g potassium nitrate, 1 g sodium carbonate, 4 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 4 g diano ED resin -20.8 g of potassium benzoate, 3 g of cobalt(II) nitrate, 2 g of aluminum oxide, 2 g of magnesium hexacyanoferrate, 1 g of copper oxide, 0.4 g of ethyl acetate. The composition was prepared as described in example 1, except in step 1, in which potassium nitrate was mixed with sodium carbonate and potassium benzoate. Finally, a dough with a weight of 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition was analyzed as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under number 5.
Ejemplo 6. Para probar las propiedades físicas y mecánicas de una composición de la técnica anterior, se produjo una composición de acuerdo con lo descrito en el ejemplo 1 según la invención de la patente RF 2468081 (la "composición según del estado de la técnica anterior"), que comprendía 72 g de nitrato de potasio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 12 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio y 2 g de óxido de cobre. Example 6. To test the physical and mechanical properties of a prior art composition, a composition was produced as described in Example 1 according to the invention of RF patent 2468081 (the "prior art composition "), comprising 72 g potassium nitrate, 3 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 4 g ED-20 diano resin, 12 g potassium benzoate, 5 g cobalt(II) nitrate, 2 g of aluminum oxide and 2 g of copper oxide.
Esta se produjo utilizando 72 g de nitrato de potasio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano e D-20, 12 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 2 g de óxido de cobre; 4 g de acetato de etilo y 0,4 g de trietilentetramina (TETA).This was produced using 72 g potassium nitrate, 3 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 4 g diano e D-20 resin, 12 g potassium benzoate, 5 g cobalt(II) nitrate, 2 g of aluminum oxide, 2 g of copper oxide; 4 g of ethyl acetate and 0.4 g of triethylenetetramine (TETA).
Los componentes en tales cantidades se mezclaron por etapas íntegramente de acuerdo con la técnica descrita en el ejemplo 1 de la patente RU 2468081 según la descripción de la patente de invención.The components in such amounts were mixed in stages entirely according to the technique described in example 1 of RU 2468081 according to the disclosure of the invention patent.
Las propiedades físicas y mecánicas de la composición anterior, al igual que las de la composición reivindicada del ejemplo 1, se analizaron según la metodología estandarizada: resistencia térmica según EN 60068-2, higroscopicidad según la norma MIL-STD-286C (Método 503.1.3), dureza según la norma EN ISO 2039-1The physical and mechanical properties of the previous composition, like those of the claimed composition of example 1, were analyzed according to the standardized methodology: thermal resistance according to EN 60068-2, hygroscopicity according to the MIL-STD-286C standard (Method 503.1. 3), hardness according to EN ISO 2039-1
Las propiedades físicas y mecánicas comparativas de la composición según el ejemplo 6 se muestran en la tabla 2. Además, la tabla 1 proporciona, con el número 6, los resultados relacionados con la composición de la técnica anterior (patente RU2468081) en términos del contenido de gas tóxico tras la combustión del AFC de la técnica anterior, tal y como se indica con el número 71 en una de las tablas de la patente RU2468081, y los correspondientes a la composición descrita en el ejemplo 1 de la invención de dicha patente (composición del estado de la técnica anterior) y que contienen 72 g de nitrato de potasio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 12 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio y 2 g de óxido de cobre.The comparative physical and mechanical properties of the composition according to example 6 are shown in table 2. Furthermore, table 1 provides, under number 6, the results related to the composition of the prior art (patent RU2468081) in terms of the content of toxic gas after the combustion of the AFC of the prior art, as indicated with the number 71 in one of the tables of the patent RU2468081, and those corresponding to the composition described in example 1 of the invention of said patent ( composition of the prior art) and containing 72 g of potassium nitrate, 3 g of phenol formaldehyde resin SF-0112, 4 g of ED-20 diano resin, 12 g of potassium benzoate, 5 g of cobalt(II) nitrate, 2 g of aluminum oxide and 2 g of copper oxide.
Ejemplo 7. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención utilizando 74 g de nitrato de potasio, 1 g de carbonato de sodio, 2 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, Example 7 An aerosol generating composition of the present invention was produced using 74 g potassium nitrate, 1 g sodium carbonate, 2 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 4 g ED-20 diano resin,
11 g de benzoato de potasio, 2,5 g de nitrato de cobalto(II), 1 g de óxido de aluminio, 1,5 g de óxido de cobre, 3 g de hexacianoferrato de magnesio, 0,4 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla11 g potassium benzoate, 2.5 g cobalt(II) nitrate, 1 g aluminum oxide, 1.5 g copper oxide, 3 g magnesium hexacyanoferrate, 0.4 g ethyl acetate . The composition was prepared as described in Example 1. Finally, a dough weighing 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition was examined as described in Example 1. The results obtained are shown in the table
1 con el número 7.1 with number 7.
Ejemplo 8. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 75 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 5 g de resina de diano ED-20, 9 g de benzoato de potasio, 2 g de nitrato de cobalto(II), 1 g de óxido de aluminio, 1 g de óxido de cobre, 2 hexacianoferrato de magnesio, 0,4 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe e ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición de acuerdo con este ejemplo se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 8 Example 8 An aerosol generating composition of the present invention was produced using 75 g potassium nitrate, 2 g sodium carbonate, 3 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 5 g ED-20 diano resin, 9 g potassium benzoate, 2 g cobalt(II) nitrate, 1 g aluminum oxide, 1 g copper oxide, magnesium 2-hexacyanoferrate, 0.4 g ethyl acetate. The composition was prepared as described in Example 1. Finally, a dough weighing 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition according to this example was examined as described in example 1. The results obtained are shown in table 1 under the number 8
Ejemplo 9. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 70 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 2 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 2 g de resina de diano ED-20, 8 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 5 g hexacianoferrato de magnesio, 0,2 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe e ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición según el ejemplo 9 se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 9. Example 9 An aerosol-generating composition of the present invention was produced using 70 g potassium nitrate, 2 g sodium carbonate, 2 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 2 g ED-20 diano resin, 8 g potassium benzoate, 5 g cobalt(II) nitrate, 3 g aluminum oxide, 3 g copper oxide, 5 g magnesium hexacyanoferrate, 0.2 g ethyl acetate. The composition was prepared as described in Example 1. Finally, a dough weighing 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition according to Example 9 was examined as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under the number 9.
La tabla 2 proporciona ciertas propiedades físicas y mecánicas de la composición producida de acuerdo con el ejemplo 9, que son habituales en la composición reivindicada. A modo de comparación, también se proporcionan las propiedades físicas y mecánicas de la composición de la técnica anterior (ejemplo 6). Los métodos de medición se muestran en el ejemplo 1.Table 2 provides certain physical and mechanical properties of the composition produced according to Example 9, which are typical of the claimed composition. For comparison, the physical and mechanical properties of the prior art composition (Example 6) are also given. The measurement methods are shown in example 1.
Ejemplo 10. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención utilizando 73 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 4 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 7 g de resina de diano Example 10 An aerosol generating composition of the present invention was produced using 73 g potassium nitrate, 2 g sodium carbonate, 4 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 7 g diano resin
ED-20, 5 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 4 g de hexacianoferrato de magnesio, 0,7 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tablaED-20, 5 g potassium benzoate, 5 g cobalt(II) nitrate, 3 g aluminum oxide, 3 g copper oxide, 4 g magnesium hexacyanoferrate, 0.7 g ethyl acetate . The composition was prepared as described in Example 1. Finally, a dough weighing 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition was examined as described in Example 1. The results obtained are shown in the table
1 con el número 10.1 with the number 10.
Ejemplo 11. Se produjo una composición generadora de aerosoles utilizando 75 g de nitrato de potasio, 8 g de benzoato de potasio, 0,5 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 1 g de resina de diano ED- 20, 4,5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 0,1 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1. Example 11 An aerosol-generating composition was produced using 75 g potassium nitrate, 8 g potassium benzoate, 0.5 g magnesium hexacyanoferrate, 2 g sodium carbonate, 3 g SF- phenol formaldehyde resin. 0112, ED-20 diano resin 1 g, cobalt(II) nitrate 4.5 g, aluminum oxide 3 g, copper oxide 3 g, ethyl acetate 0.1 g. The composition was prepared as described in Example 1.
Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 11.Finally, a dough with a weight of 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition was examined as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under the number 11.
Ejemplo 12. Se produjo una composición generadora de aerosoles usando 70 g de nitrato de potasio, 7 g de benzoato de potasio, 6 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 1 g de resina de diano ED- 20, 5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 0,1 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1. Example 12 An aerosol-generating composition was produced using 70 g potassium nitrate, 7 g potassium benzoate, 6 g magnesium hexacyanoferrate, 2 g sodium carbonate, 3 g SF-0112 phenol formaldehyde resin, 1 g ED-20 target resin, 5 g cobalt(II) nitrate, 3 g aluminum oxide, 3 g copper oxide, 0.1 g ethyl acetate. The composition was prepared as described in example 1.
Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 12.Finally, a dough with a weight of 100 g was produced. The toxic gas content after combustion of the composition was examined as described in Example 1. The results obtained are shown in Table 1 under the number 12.
Aplicación industrialindustry application
Las realizaciones de ejemplo específicas proporcionadas demuestran que la presente invención puede llevarse a cabo y puede proporcionar el resultado indicado, es decir, reducir, en más de dos veces en comparación con la composición de la técnica anterior, el contenido de amoníaco y óxido de carbono en los productos de combustión de la composición generadora de aerosoles. en el ambiente aguas abajo desde la boquilla de salida (orificio de descarga) del generador para la extinción de incendios.The specific exemplary embodiments provided demonstrate that the present invention can be carried out and can provide the indicated result, i.e., reduce, by more than two times compared to the prior art composition, the ammonia and carbon dioxide content. in the products of combustion of the aerosol-generating composition. into the environment downstream from the outlet nozzle (discharge hole) of the generator for fire extinguishing.
De acuerdo con la presente invención, los inventores logran la reducción eficiente de la concentración de gases tóxicos combinando nitrato de cobalto (II) con hexacianoferrato de magnesio y aditivos promotores, es decir, óxido According to the present invention, the inventors achieve the efficient reduction of toxic gas concentration by combining cobalt(II) nitrate with magnesium hexacyanoferrate and promoter additives, i.e., oxide
de aluminio y óxido de cobre, mejorando así su efecto modificador en los procesos de combustión no solo directamente en la zona de reacción, sino también en la región donde se ubica el refrigerante del generador de aerosoles para la extinción de incendios y, como resultado, promover los procesos de oxidación directa y conversión de óxido de carbono a dióxido.of aluminum and copper oxide, thus enhancing its modifying effect on combustion processes not only directly in the reaction zone, but also in the region where the coolant of the aerosol generator for fire extinguishing is located and, as a result, promote the processes of direct oxidation and conversion of carbon oxide to dioxide.
La composición de la presente invención que comprende una nueva composición modificadora de la combustión, una nueva composición de combustible secundario que también actúa como refrigerante y un componente generador de gas tampón, un combustible/aglutinante modificado con características de un copolímero en bloque, al tiempo que proporciona una toxicidad del producto de combustión reducida y mayor eficiencia de extinción de incendios, presenta una alta estabilidad termodinámica y, por lo tanto, alta resistencia térmica, resistencia al impacto, resistencia a la humedad y seguridad operativa incluso en condiciones climáticas severas.The composition of the present invention comprising a novel burn modifier composition, a novel secondary fuel composition that also acts as a coolant, and a buffer gas generating component, a modified fuel/binder with characteristics of a block copolymer, while which provides reduced combustion product toxicity and increased fire extinguishing efficiency, features high thermodynamic stability and therefore high thermal resistance, impact resistance, moisture resistance and operational safety even in severe weather conditions.
Tabla 1. Resultados de las mediciones de concentración de gases tóxicos en productos de combustión de composición generadora de aerosoles Table 1. Results of the concentration measurements of toxic gases in combustion products of aerosol-generating composition
Tabla 2. Propiedades físicas y mecánicas comparativas de composiciones generadoras de aerosoles Table 2. Comparative physical and mechanical properties of aerosol-generating compositions
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