FI78239B - Hoegeffektiva, brandfoerdroejande och eldslaeckande pulver och deras antikatalytiska tillsatsaemnen. - Google Patents

Description

78239

VOIMAKASTEHOISET PALAMISENESTO- JA TULENSAMMUTUSJAUHEET JA NIIDEN ANTIKATALYYTTISET LISÄAINEET

Keksintö koskee voimakastehoisia palamisenesto- ja tulen-sammutusjauheita, niiden antikatalyyttisiä lisäaineita ja niiden valmistusta. Keksinnönmukaiset sammutusjauheet perustuvat happamiin suoloihin ja/tai niiden virtsa-aineen kanssa muodostamiin sekakitelsiln.

Kirjallisuudesta ja käytännöstä tunnetaan aineita Ja aine-seoksia, Jotka estävät tulen syttymisen tai sammuttavat tulen. Tällöin ovat ensi sijassa kyseessä epäorgaaniset happamat suolat ja niiden orgaanisten aineiden kanssa muodostamat sekakiteet.

Laajimmin käytetään happamia alkalimetallisuoloja, happamia ammoniumsuoloja Ja näiden yhdisteitä Ja virtsa-aineen muodostamia sekakiteitä. Näiden aineiden (vaikuttavien aineiden) lisäksi sisältävät sammutusjauheet vielä mpita lisäaineita, Jotka ensi sijassa parantavat varastoinninkestävyyt-tä. Palamisenesto- ja tulensammutusjauheiden palamista estävä tai sammuttava vaikutus riippuu oleelliselta osin kolmesta tekijästä: - Lämmön vaikutuksesta käynnistyy kemiallinen reaktio, joka toisaalta johtaa reaktiotuotteisiin, joilla on sammutusvaiku-tusta, ja toisaalta reaktion endotermlsyys imee lämpöä pala-mlstllasta.

- Palamisprosessi sinänsä koostuu reaktioketJusta, Ja sytyttävien radikaalien vangitseminen katkaisee tämän ketjun.

- Reaktionopeus on sammutusjauheen sisältämän vaikuttavan aineen ominaispinta-alan funktio.

2 78239 Näitä kolmea näkökohtaa silmälläpitäen ovat vetykarbonaatit erittäin sopivia. Laajimmin käytettyjä ovat KHCO3, NaHCOj, NH4HCO3 ja myös Na2HP04 ja (ΝΗ4)ΗΡθ4·

On tunnettua, että sammutusjauheen sammuttava vaikutus riippuu valmistustavasta, esimerkiksi siitä, mistä raaka-aineista ja millä tekniikalla suola on valmistettu. Erityisesti kidekoko ja hiukkaskoon jakautuma riippuvat tästä. Hiukkas-kokoa pienentämällä kasvaa ominaispinta-ala ja samalla sammu-tusvaikutus voimistuu. Tämä on kuitenkin mahdollista vain tiettyyn rajaan asti, sillä tietyn hiukkaskoon alapuolella jauheen ballistiset ominaisuudet huononevat, ja se voidaan torkretoida vain yhdessä kantaja-aineiden kanssa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on parantaa sellaisten sammutus jauhe iden tehoa, jotka perustuvat happamiin suoloihin ja/tai niiden karbamidisekakiteisiin.

Tätä silmällä pitäen kohdistettiin tarkempi huomio ensin sammutusjauheen toimintatapaan. Liekein palavaa tulta voidaan oleellisesti tarkastella kaasupalona. Happamat suolat joutuvat liekkeihin, hajoavat kuumuuden vaikutuksesta ja vapautuneet happoradikaalit toimivat "radikaalien kiinniottajina” sytyttävien radiaalien suhteen ja katkaisevat näin ketjun. Tunnetusti voimakkaat hapot syrjäyttävät heikommat hapot suoloistaan. Happamien suolojen hajoamista ja samalla niiden vaikutuksen nopeutta voidaan parantaa siten, että voimakkaan hapon annetaan vaikuttaa niihin liekissä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on näin ollen löytää aineita, jotka ovat jauhemaisia, sekoittuvat hyvin sammutusjauheisiin, eivät reagoi niiden kanssa, eivät aiheuta syöpymistä joutuessaan kosketukseen metallien kanssa, esimerkiksi varastoinnin aikana, ja lämpötilan kohotessa käyttäytyvät yht*äkkiä kuin vahvat hapot.

3 78239

Nyt on havaittu, että tietyt aineet täyttävät nämä vaatimukset. Niinpä esimerkiksi happamia suoloja Ja/tai niiden virtsa-aineen kanssa muodostamia sekakiteitä sisältävien sammutus jauheiden sammutusvaikutus kohoaa huomattavasti, monissa tapauksissa Jopa kaksinkertaistuu, Jos niihin lisätään 2 - 20 % a) halogeenivetyjen syklodekstriinin kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja ja/tai b) orgaanisten halogenldien syklodekstriinin kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja ja/tai c) syklodekstriinien orgaanisia happokomplekseja.

Tämä keksintö koskee lisäksi ennestään tunnettujen sammutus-jauheiden vaikutuksen tehostamista antikatalyyttisten lisäaineiden avulla. Antikatalyyttisille lisäaineille on ominaista se, että ne yhdessä adsorbenttien, kuten aktivoitujen oksidien ja seoliltin, kanssa sisältävät 25 - 75 % a) halogeenivetyjen syklodekstriinin kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja Ja/tai b) orgaanisten halogenldien syklodekstriinin kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja ja/tai c) syklodekstriinien orgaanisia happokomplekseja, joiden keskimääräinen hiukkaskoko on alle 3 0 yum.

Syklodekstriinit ovat syklisiä oligosakkarideja. Rengas-systeemeistä, Jotka sisältävät 6, 7 Ja 8 glukopyranoosiyksik-köä, käytetään nimitystä tai ^-syklodekstriinit.

Renkaan muodostaman onton tilan halkaisija on noin 0,6, 0,8 tai 1 nm. Kooltaan ja polaarisuudeltaan sopivien molekyylien kanssa syklodekstriinit muodostavat kiteisiä sulkeumakomplekseja. Esimerkiksi eräiden mineraalihappojen sulkeumakomp-leksit ovat tunnettuja (J. Szejtli ja Zs. Budai: Acta Chim. Hung. 21 383 - 390 (1977)). Erittäin edullisia ovat suolahapon ja bromivetyhapon syklodekstriinin kanssa muodostamat sulkeumakompleksit.

4 78239

Vaikka keksinnönmukaiset sammutusJauheet sisältävätkin suhteellisen voimakkaita happoja, ne eivät aiheuta minkäänlaista syöpymistä. Niiden vaikutus on kaksinkertainen verrattuna sellaisiin sammutusJauheisiin, jotka eivät sisällä minkäänlaisia antikatalyyttisiä aineita. Ne eivät rajoitu vain yksittäisiin palavien aineiden luokkiin, vaan niitä voidaan käyttää kaikkiin paloluokkiin (A, B, C, D, E) kuuluvien palojen sammutukseen. Jauheet ovat täysin varastointivarmoja alle 100 °C:ssa.

Keksintöä valaistaan seuraavilla esimerkeillä:

Esimerkit 1-7

SammutusJauheita valmistavassa tehtaassa määritettiin parametrit laatukokeessa. Tutkittu perussammutusjauhe kuului luokkaan BCE Ja sisälsi 42,5 paino-? NaHC03 (hiukkaskoko alle 20^um), 54,5 paino-? böömiittiä AIO(OH) (hiukkaskoko 30-60 ^um) Ja 3 paino-? kalsiumstearaattia. Tästä Jauheesta (Antipiro-100) otettiin näytteet, Joihin lisättiin tämän keksinnön mukaisia antikatalyyttisiä aineita. Homogenointi suoritettiin tähän tarkoitukseen tavallisesti käytetyillä koneilla (kuulamyllyt, kieräsekoittimet).

Näin saaduille keksinnönmukaisille sammutusJauheille tehtiin samat laatukokeet kuin tehdasmaisesti valmistetuille. Laatuna kg/m^.s mitattu sammutusvaikutus muunnettiin prosenteiksi ja on esitetty seuraavassa taulukossa. Lisäaineita sisältämättömän sammutusjauheen sammutusvaikutus määriteltiin 100 ?:ksi.

5 78239

Esimerkki Antipiro Lisäaine- sammutusvaiku- nro 100-määrä määrä (%) tukeen kohoami __(%j_ja laatu__nen (%)_ 1 95 5 BCD-HBr 100-150 2 90 10 BCD-HBr 180-200 3 85 15 BCD-HBr 200-230 4 95 5 BCD-HC1 70-100 5 90 10 BCD-HC1 100-150 6 85 15 BCD-HC1 150-180 7 80 20 BCD-HCl 180-200 BCD = β-syklodekstriini

Esimerkki 8

Luokkaan ABC kuuluvaan perussammutusjauheeseen 40 paino-% NaHC03 30 paino-% (NH4)2HP04 20 paino-% Ai(OH)3 10 paino-% ^ -AI2O3 sekoitettiin 5-20 paino-% halogeenivetyjen muodostamaa β-syklodekstriinikomplekeia, jolloin sammutusvaikutus nousi 50-200 % halogeenivetyjen muodostaman β-syklodekstriinin määrän kohotessa. Vastaavilla mineraalihappojen ^ -syklo-dekstriinikomplekseilla saatiin vielä suurempi sammutusvaikutus, vastaavilla mineraalihappojen ^ -syklodekstriineillä sitävastoin pienempi sammutusvaikutus.

Esimerkit 9-18 Käytettiin perussammutusainetta ^Antipiro loojt jonka koostumus oli 60 paino-% natriumbikarbonaattia 20 paino-% ^-alumiinioksidia 15 paino-% alumiinihydroksidia |a1(0H)3| ja 5 paino-% kalsiumstearaattia.

i

J

4 ' 6 78239 ί Tätä sekoitettiin erilaisten keksinnönmukaisten antikatalyyt- { tisten lisäaineiden kanssa ja testattiin sitten esimerkissä 1 esitetyllä tavalla. Näiden kokeiden tulokset on esitetty seu-raavassa taulukossa 2:

Esimerkki Antipiro Lisäaineen Sammutusvaikutuk- nro 100-määrä määrä (%) sen kohoaminen _(%J_ja laatu_U)_ 9 90 10 BCD-CCI4 150-200 10 90 10 BCD-CHCI3 150-180 H 90 10 ACD-CH3Br 150-200 12 90 10 BCD-CCI3COOH 150-200 13 90 10 ACD-HCOOH 150-170 U 90 10 ACD-HBr 200-250 15 90 10 GCD-HBr 150-200 16 85 15 BCD-CCI4 200-250 17 85 15 ACD-HBr 250-300 18 85 15 BCD-CCI3COOH 200-250 BCD = fc-syklodekstriini ACD »o^-syklodekstriini GCD = ^-syklodekstriini yertailuesimerkit

Koostumukseltaan seuraavaan perussammutusjauheeseen 90 paino-% NaHC03 (keskimääräinen hiukkaskoko 45 yum) 7.5 paino-% aktiivista J^-alumiinioksidijauhetta (lO^um) ja 2.5 paino-% kalsiumstearaattia (hydrofobisointiaine) sekoitettiin erilaisia antikatalyyttisiä lisäaineita, joiden hiukkaskoko on alle 10 yum, ja sen jälkeen suoritettiin testaus edellä olevan esimerkin mukaisesti. Näiden kokeiden tulokset on esitetty eeuraavassa taulukossa 3: 7 78239

Vertailu- Antipiro Lisäaine- sammutusvaiku-

Esimerkki 100-määrä määrä (%) tuksen kohoami nro_(%)_ja laatu_nen (%)_ 1 90 10 BCD-H3PO4 100-150 2 95 5 BCD-H3PO4 50-70 3 85 15 BCD-H3PO4 150-200 4 80 20 BCD-H3PO4 180-200 5 95 5 Betacid 60-80 6 90 10 Betacid 100-150 7 85 15 Betacid 200-250 8 95 5 BCD-H3PO4 100-120 9 90 10 BCD-H3PO4 170-200 10 85 15 BCD-H3PO4 200-220 11 90 10 H3P04-zeoliitti*150-170 12 90 10 CCI3COOH-AI2O3 150-180 13 90 10 betaiini-H3PC>4- suola 100-150 14 90 10 ACD-H3PO4 200-250 15 90 10 GCD-H3PO4 150-200 16 85 15 H3P04-zeoliitti*200-250 BCD = β-syklodekstriini *) Natrium/alumiinizeoliitti tyyppiä 4-a, jonka huokosläpi-mitta on noin 1 nm ja osamäärä piiatomi-%/alumiiniatomi-% on noin 1.

Vertailuesimarkki 17

Valmistettiin palamisenestoaine 25 paino-% NaHC03 15 paino-S CO(NH2)2 20 paino-% NH4H2PO4 15 paino-% Ai(OH)3 10 paino-% Al(H2p°4^3 3a 15 paino-% |3-syklodekstriini-H3P04

Claims (2)

1. Palamisenesto- Ja tulensammutusJauheita, Jotka perustuvat suoloihin, ennen kaikkea happamiin alkali- Ja maa-alkali-metallisuoloihin Ja/tai näiden karbamidin kanssa muodostamiin sekakiteisiin tunnettu siitä, että ne sisältävät antikatalyyttisenä lisäaineena 2-20 % a) halogeenivetyjen syklodekstriinien kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja Ja/tai b) orgaanisten halogenidien syklodekstriinien kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja Ja/tai c) syklodekstriinien orgaanisia happokomplekseja.

2. Palamisenesto- Ja tulensammutusJauheiden tehokkuuden parantamisessa käytettäviä antikatalyyttisiä lisäaineita, tunnettu siitä, että ne yhdessä adsorbenttlen, kuten aktivoitujen oksidien Ja seoliitin, kanssa sisältävät 25 - 75 % a) halogeenivetyjen syklodekstriinien kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja Ja/tai b) orgaanisten halogenidien syklodekstriinien kanssa muodostamia sulkeumakomplekseja Ja/tai c) syklodekstriinien orgaanisia happokomplekseja, Joiden keskimääräinen hiukkaskoko on alle 10 yum.