FR2971427A1 - Moyen d'extinction autonome - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un moyen d'extinction autonome (10) réalisé à partir d'un matériau avec les facultés d'éteindre le feu. Ce dernier comporte des microcapsules (2) avec une composition éteignant le feu, ayant les dimensions de 2 à 100 pm et se présentant comme un halocarbure enfermé dans une gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne, et une liaison. Selon l'invention, la liaison comporte un matériau composite comprenant un constituant polymérique et des fibres et/ou particules minérales. Aussi, l'invention concerne : - un procédé de fabrication du moyen d'extinction autonome (10), - un objet utilisant le moyen d'extinction autonome (10) pour éteindre le feu au cours de 10-20 s après l'inflammation.

Description

Moyen d'extinction autonome La demande de brevet concerne les moyens d'extinction, en particulier les moyens d'extinction autonomes et peut être utilisé pour étouffer l'incendie à des stades précoces de son développement.
En particulier, selon un premier de ses aspects, l'invention concerne un moyen d'extinction autonome. On connaît un moyen d'extinction autonome réalisé à partir d'un matériau avec les facultés d'éteindre le feu, sur la base des microcapsules d'une composition éteignant le feu qui sont réparties dans une liaison io polymérique. Les microcapsules se présentent comme des microsphères composées des gaines sphériques gélatineuses et d'un agent liquide d'extinction enfermée à l'intérieur de chaque gaine, les substances utilisées comme ledit agent appartenant à la classe des combinaisons halogène-organiques décrites par la formule C3F71, ou CnF2n+2 ou (C2F5)2N(Cn,F2n,+I), 15 où n=5-7, m=1-2, qui se dégagent automatiquement au cours d'une chauffe. Les microcapsules sont dimensionnées 100-400 pm (c'est-à-dire, de 10-4 m à 4*10-4 m) et s'ouvrent dans des intervalles de température 130-149°C et 166-190°C. (Brevet de la Fédération Russe 2161520, 1998). L'inconvénient du moyen connu est que la fabrication des gaines 20 gélatineuses de microcapsules utilisées en lui pour microencapsuler la composition éteignant le feu, apparaît comme un procédé technologiquement complexe et coûteux ce qui augmente considérablement le coût des articles fabriqués en utilisant ledit matériau. En outre, le moyen connu présente une limite basse de déclenchement trop élevée (à température de 130°C) ce qui 25 n'est pas toujours admissible. Le moyen d'extinction autonome le plus proche de la solution déclarée est réalisé à partir d'un matériau avec les facultés d'éteindre le feu et comportant des microcapsules avec une composition éteignant le feu, ayant les dimensions de 2 à 100 pm (c'est-à-dire, de 2*10-6 m à 10-4 m) et se 30 présentant comme un halocarbure enfermé dans une gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne, et une liaison pour laquelle on utilise une résine polymérique. Dans le moyen connu la teneur en masse du halocarbure s'établie à 70-90%. Le matériau avec les facultés d'éteindre le feu est déposé sur un support en phase solide, par exemple, sur un substrat métallique (Brevet de la Fédération Russe n°90994, 2009). Ce moyen assure un déclenchement des microcapsules dans une gamme de température 110-165°C, le procédé de sa fabrication présentant une technicité améliorée et un coût amoindri. D'autre part, ce moyen possède bien des défauts. Ainsi, par ro exemple, avec le temps et/ou avec une variation de la température et de l'humidité du milieu ambiant, la couche éteignant le feu peut se fissurer et s'émietter de la surface du substrat. De cette façon les facultés du moyen d'éteindre le feu se détériorent et, en cas de déclenchement de l'incendie, il peut ne pas fonctionner. En outre, pour une fixation durable du matériau du 15 substrat, par exemple, du métal, avec la composition éteignant le feu, contre les murs d'un objet à protéger, la surface sur laquelle le moyen est fixé doit répondre à des exigences précises, par exemple, être plane et lisse, ce qui n'est pas toujours réalisable en pratique. La pratique est aussi démontrée que le matériau avec les facultés d'éteindre le feu révèle ses meilleures 20 facultés lorsque sa teneur en halocarbure diffère de 70-90%. Le problème dont la solution est visée par la demande de brevet déclarée, est d'obtenir un moyen d'extinction autonome à partir d'un matériau composite avec les facultés d'éteindre le feu sur la base d'une composition microencapsulée éteignant le feu, possédant une stabilité dans le temps, une 25 robustesse, une souplesse suffisantes pour sa mise en application en pratique sans l'usage d'un substrat en phase solide. Le résultat technique est atteint par le fait que dans le moyen d'extinction autonome réalisé à partir d'un matériau avec les facultés d'éteindre le feu, comportant des microcapsules avec une composition 30 éteignant le feu, ayant les dimensions de 2 à 100 pm (c'est-à-dire, de 2*10-6 m à 104 m) et se présentant comme un halocarbure enfermé dans une gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne, et une liaison, la liaison elle-même se présente comme un matériau composite comprenant un constituant polymérique et des fibres et/ou particules minérales, ce faisant le s halocarbure est enfermé dans la gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne à base de prépolymère poly-isocyanate, et le halocarbure peut être 1,1,2,2-tétrafluorodibromoéthane, et/ou 1,1,2-trifluorotrichloroéthane, et/ou 2-iode-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane, et/ou leur mélange avec des autres halocarbures. io Avantageusement, les autres halocarbures du mélange comportent l'une des deuxièmes substances suivantes: (a) 1,1,2,2-tétrafluoroéthane; (b) 1,1-difluoro-2,2,2-trichloroéthane; (c) 1,2-difluorotrichloroéthane; (d) 1,1-difluoro-1,2-dichloroéthane; (e) 1,2-difluoro-1,1-dichloroéthane; (f) 1,1-difluoro-1-chloroéthane; (g) 1-fluoro-1,1-dichloroéthane; (h) 1-fluoro-2- 15 chloroéthane; (i) pentafluorochloroéthane; (k) 1,1,2,2- tétrafluorodichloroéthane; (1) 1,1,1-trifluorotrichloroéthane; (m) 1,1,2- trifluorotrichloroéthane; (n) 1,1-difluorotétrachloroéthane, (o) 1,2- difluorotétrachloroéthane. Avantageusement, les fibres minérales comportent l'un au moins 20 parmi les matériaux suivants: (a) fibre de verre; (b) fibre de basalte; (c) fibre de minéraux naturels; (d) fibre de minéraux artificiels. Avantageusement, les particules minérales comportent l'un au moins parmi les matériaux suivants: (a) calcite; (b) marbre; (c) craie; (d) minéraux naturels; (e) minéraux artificiels. 25 Avantageusement, le constituant polymérique comporte au moins l'une des substances chimiques : (a) résine acrylique ; (b) résine alkyde ; (c) résine glyptal ; (d) résine de latex ; (e) résine pentaphtalique ; (f) résine époxy ; (g) polyuréthanne ; (h) polyrésine ; (i) alcool polyvinylique ; (k) acétate de polyvinyle. 30 De préférence, le moyen peut être réalisé en forme d'une plaque.
La réalisation des microcapsules en polyrésine ou en polyuréthanne à base de prépolymère poly-isocyanate assure une robustesse élevée des microcapsules nécessaire lors de leur remplissage par les halocarbures, et, en même temps, permet d'obtenir une fine gaine des microcapsules qui explosent à la température requise de 110-165°C. Ce faisant, la gaine préserve longtemps l'étanchéité ce qui permet de conserver l'agent éteignant le feu pendant plusieurs années avec des pertes ne dépassant pas 10%. L'usage du prépolymère poly-isocyanate fournit le polymère réticulaire de polyrésine plus « dense » avec des liaisons chimiques plus to résistantes et/ou de polyurethanne car le poly-isocyanate réagit avec plusieurs milliers de groupes hydroxyle ou amino. L'usage de la liaison se présentant comme un matériau composite polymérique comprenant un constituant polymérique et des fibres et/ou particules minérales permet d'assurer au moyen la robustesse, la souplesse 15 et la stabilité dans le temps. L'usage des propriétés du constituant polymérique permet de réaliser la fabrication de l'article : les microcapsules et les autres composantes du matériau composite se répartissent dans la résine correspondante, après quoi la masse liquide ainsi obtenue se forme et s'endurcit en se transformant 20 en moyen d'extinction proposé. Grâce à l'existence du constituant minéral, au cours du procédé de fabrication du moyen, les capsules se répartissent de manière homogène dans la matière de remplissage, dans ces conditions la matière de remplissage n'écrase pas, au cours du séchage, les capsules. Les fibres 25 minérales préservent le matériau obtenu de la fissuration et les particules minérales contribuent à la formation dans le matériau des pores d'air qui, en cas d'incendie, assurent le déclenchement de toutes les capsules se trouvant dans le matériau. Ainsi, c'est la totalité du gaz enfermé dans les capsules, et pas seulement sa partie, qui est utilisée pour étouffer l'incendie.
L'arrangement du moyen en forme géométrique du type plaque, lui assure une efficacité maximale à l'usage. Ce faisant, mise à part la forme du type plaque, le moyen peut avoir une toute autre forme la plus commode pour protéger l'objet concret.
Selon un deuxième de ses aspects, l'invention concerne un procédé de fabrication du moyen d'extinction autonome selon l'invention. Ce procédé de fabrication comporte des étapes consistant à : - préparer un premier mélange de l'agent éteignant le feu avec un polyisocyanate, io - obtenir une émulsion du premier mélange dans une solution aqueuse d'alcool polyvinylique, ajouter l'émulsion obtenue dans une solution aqueuse polyéthylènepolyamine, - obtenir une suspension des microcapsules dans l'eau, 15 - préparer un deuxième mélange de la suspension avec une liaison, - former du deuxième mélange des plaques, sécher les plaques, déposer une couche de colle sur l'une des faces de la plaque, - couvrir la couche de colle par un film protecteur détachable, 20 - découper un article de dimension prédéterminée de lesdites plaques. Un tel procédé de fabrication permet d'obtenir le moyen d'extinction hautement efficace, assurant un dégagement intense de l'agent éteignant le feu et possédant une souplesse, une robustesse, une stabilité dans le temps, une fiabilité et une facilité à l'usage. 25 Selon un troisième de ses aspects, l'invention concerne un objet utilisant le moyen d'extinction autonome selon l'invention pour éteindre le feu au cours de 10 secondes à 20 secondes après l'inflammation.
Cela permet de protéger efficacement de la destruction par le feu des objets tels que, par exemple, des tableaux de distribution électrique et des boîtes de distribution (en particulier, des coffrets pour les prises électriques), des compartiments moteurs de véhicules, des stations s transformateurs, des stations serveurs et des autres installations électriques de force et de commutation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins 1-4 annexés. io La demande de brevet est illustrée graphiquement où : - une vue générale du moyen d'extinction autonome est représentée sur la figure 1 (schématiquement sur une vue de côté), une microphotographie de la structure du matériau composite éteignant le feu est représentée sur la figure 2, ls des exemples concrets d'installation du moyen proposé sur un objet à protéger par lui, sont produits sur les figures 3 et 4, à savoir : o le moyen installé dans un coffret pour une prise électrique est représenté sur la figure 3, et o un schéma de l'installation du moyen dans un tableau de distribution 20 électrique est produit sur la figure 4, un exemple d'enchaînement des étapes du procédé de fabrication du moyen d'extinction autonome selon l'invention est représenté schématiquement sur la figure 5. Selon un premier de ses aspects, l'invention concerne un moyen 25 d'extinction autonome 10. Ce dernier est réalisé à partir d'une feuille de matériau composite 1 ayant les facultés d'éteindre le feu, par voie de sa découpe. Le matériau est réalisé sur la base des microcapsulés 2 d'une composition éteignant le feu, ayant les dimensions de 2 à 100 dam (c'est-à-dire, de 2*10"6 m à 10-4 m) et se présentant comme un halocarbure : 1,1,2,2- tétrafluorodibromoéthane, et/ou 1,1,2-trifluorotrichloroéthane, et/ou 2-iode-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane, et/ou leur mélange avec des autres halocarbures, enfermé dans une gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne à base de prépolymère poly-isocyanate.
Les halocarbures mentionnés ci-dessus peuvent être utilisés dans le mélange avec les halocarbures suivants : 1,1,2,2-tétrafluoroéthane; 1,1-difluoro-2,2,2-trichloroéthane; 1,2-difluorotrichloroéthane; 1,1-difluoro-1,2-dichloroéthane; 1,2-difluoro-1,1-dichloroéthane; 1,1-difluoro-1-chloroéthane; 1-fluoro-1,1-dichloroéthane; 1-fluoro-2-chloroéthane; pentafluorochloroéthane; 1,1,2,2-tétrafluorodichloroéthane; 1,1,1- trifluorotrichloroéthane; 1,1,2-trifluorotrichloroéthane; 1,1- difluorotétrachloroéthane, 1,2-difluorotétrachloroéthane et autres. Les microcapsules 2 sont réparties dans une liaison 3 - un matériau composite polymérique, comprenant un constituant polymérique et un constituant minéral 4 en forme des fibres 5 et/ou des particules. Comme le constituant minéral 4 dans la matière de remplissage peuvent être utilisés des minéraux naturels tout comme artificiels. Comme les fibres minérales 5 peuvent être utilisées une fibre de verre, une fibre de basalte et des autres fibres. Comme les particules minérales peuvent être utilisées une calcite, un marbre, une craie et des autres particules. Comme le constituant polymérique peuvent être utilisés une résine acrylique, et/ou alkyde, et/ou glyptal, et/ou latex, et/ou pentaphtalique, et/ou époxy, et/ou un polyuréthanne, et/ou une polyrésine, et/ou alcool polyvinylique, et/ou un acétate de polyvinyle.
Une couche de colle 6 recouverte par un film protecteur détachable 7, est déposée sur une face du matériau composite 1 déjà formé pour le fixer sur un objet à protéger (figure 1). Selon un deuxième de ses aspects, l'invention concerne un procédé de fabrication 100 du moyen d'extinction autonome 10.
On obtient les halocarbures microencapsulés par un procédé de polymérisation sur une interface de séparation des phases. Pour cela on prépare 101 un premier mélange d'un agent éteignant le feu avec un polyisocyanate. On verse le premier mélange obtenu dans une solution aqueuse s d'alcool polyvinylique et on obtient 102 une émulsion. A cette dernière on ajoute 1020 une solution aqueuse de polyéthylènepolyamine pour obtenir 103 une suspension en vue de former des gaines de microcapsules 2. Cette suspension des microcapsules 2 avec l'agent éteignant le feu est mélangée avec la liaison 3 : le deuxième mélange est ainsi formé 104. io La masse obtenue du deuxième mélange est déposée 1040, pour s'endurcir et sécher 105, dans une cuvette spéciale. Une fois endurci et séché, le matériau composite 1 est découpé 106 en articles de forme requise qui sont utilisés comme le moyen 10 possédant les facultés d'éteindre le feu. Pour fixer le moyen 10 sur une surface des objets à protéger, on dépose 107 ls sur une face une couche de colle 6 qui est recouverte 108 par un film protecteur 7 facilement détachable. La figure 5 représente schématiquement un exemple d'enchaînement des étapes mentionnées ci-dessus du procédé de fabrication 100 du moyen d'extinction autonome selon l'invention consistant 20 à : préparer 101 un premier mélange de l'agent éteignant le feu avec un poly-isocyanate, - obtenir 102 une émulsion du premier mélange dans une solution aqueuse d'alcool polyvinylique, 25 ajouter 1020 l'émulsion obtenue dans une solution aqueuse de polyéthylènepolyamine, obtenir 103 une suspension des microcapsules dans l'eau, préparer 104 un deuxième mélange de la suspension avec une liaison, former 1040 du deuxième mélange des plaques d'une épaisseur requise, - sécher 105 les plaques, - déposer 107 une couche de colle 6 sur l'une des faces de la plaque, - couvrir 108 la couche de colle par un film protecteur détachable 7, - découper 106 un article de dimension prédéterminée de lesdites plaques.
Selon un troisième de ses aspects, l'invention concerne un objet 11, 12 utilisant le moyen d'extinction autonome 10 selon l'invention pour éteindre le feu au cours de 10 secondes à 20 secondes après l'inflammation. En effet, le moyen d'extinction autonome 10 est installé dans un endroit potentiellement à risque d'incendie et, lors d'un déclenchement de l'incendie, lo l'étouffe à un stade précoce. Cela se passe grâce à un dégagement des vapeurs d'halocarbure lors d'une chauffe de moyen au-delà de 110°C suite à une destruction de la gaine des microcapsules. L'extinction du feu s'opère au cours de 10-20 s après l'inflammation ce qui préserve les objets protégés de la destruction par le feu. Le moyen est efficace pour protéger contre les 15 incendies des tableaux de distribution électrique 11 (figure 4) et des boîtes 12 (figure 3), des compartiments moteurs de véhicules, des stations transformateurs et serveurs, des autres installations électriques de force et de commutation. La demande de brevet permet d'obtenir le moyen d'extinction 10 20 hautement efficace, assurant un dégagement intense de l'agent éteignant le feu et possédant une souplesse, une robustesse, une stabilité dans le temps, une fiabilité et une facilité à l'usage.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Moyen d'extinction autonome (10) réalisé à partir d'un matériau avec les facultés d'éteindre le feu et comportant des microcapsules (2) avec une composition éteignant le feu, ayant les dimensions de 2 à 100 pm et se présentant comme un halocarbure enfermé dans une gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne, et une liaison (3), caractérisé en ce que la liaison (3) se présente comme un matériau composite comprenant un constituant polymérique et des fibres (5) et/ou particules minérales.
  2. 2. Moyen d'extinction autonome (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le halocarbure est enfermé dans la gaine polymérique en polyrésine et/ou en polyuréthanne à base de prépolymère poly-isocyanate.
  3. 3. Moyen d'extinction autonome (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le halocarbure est l'une des premières substances suivantes: (a) 1,1,2,2-tétrafluorodibromoéthane; (b) 1,1,2-trifluorotrichloroéthane ; (c) 2-iode-1,1,1,2,3,3,3-heptafluoropropane ; et/ou leur mélange avec des autres halocarbures.
  4. 4. Moyen d'extinction autonome (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les autres halocarbures du mélange comportent l'une des deuxièmes substances suivantes: (a) 1,1,2,2-tétrafluoroéthane; (b) 1,1-difluoro-2,2,2-trichloroéthane; (c) 1,2-difluorotrichloroéthane; (d) 1,1-difluoro-1,2-dichloroéthane; (e) 1,2-difluoro-1,1-dichloroéthane; (f) 1,1-difluoro-1-chloroéthane; (g) 1-fluoro-1,1-dichloroéthane; (h) 1-fluoro-2-chloroéthane; (i) difluorotétrachloroéthane, (o) 1,2-difluorotétrachloroéthane.
  5. 5. Moyen d'extinction autonome (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les fibres minérales (5) comportent l'un au moins parmi les matériaux suivants: (a) fibre de verre; (b) pentafluorochloroéthane; (k) 1,1,2,2-tétrafluorodichlooéthane; (1) 1,1,1- trifluorotrichloroéthane; (m) 1,1,2-trifluorotrichloroéthane; (n) 1,1- 6 fibre de basalte; (c) fibre de minéraux naturels; (d) fibre de minéraux artificiels.
  6. 6. Moyen d'extinction autonome (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les particules minérales comportent l'un au moins parmi les matériaux suivants: (a) calcite; (b) marbre; (c) craie; (d) minéraux naturels; (e) minéraux artificiels.
  7. 7. Moyen d'extinction autonome (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le constituant polymérique comporte au moins l'une des substances chimiques : (a) résine acrylique ; io (b) résine alkyde ; (c) résine glyptal ; (d) résine de latex ; (e) résine pentaphtalique ; (f) résine époxy ; (g) polyuréthanne ; (h) polyrésine ; (i) alcool polyvinylique ; (k) acétate de polyvinyle.
  8. 8. Moyen d'extinction autonome (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé en forme d'une 15 plaque.
  9. 9. Procédé de fabrication (100) du moyen d'extinction autonome (10) selon la revendication 8 combinée avec la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes consistant à : - préparer (101) un premier mélange de l'agent éteignant le feu avec un 20 poly-isocyanate, - obtenir (102) une émulsion du premier mélange dans une solution aqueuse d'alcool polyvinylique, ajouter (1020) l'émulsion obtenue dans une solution aqueuse de polyéthylènepolyamine, 25 obtenir (103) une suspension des microcapsules dans l'eau, préparer (104) un deuxième mélange de la suspension avec une liaison, - former (1040) des plaques à partir du deuxième mélange, sécher (105) les plaques,déposer (107) une couche de colle (6) sur l'une des faces de la plaque, - couvrir (108) la couche de colle par un film protecteur détachable (7), - découper (106) un article de dimension prédéterminée de lesdites plaques. s
  10. 10. Objet (11), (12) utilisant le moyen d'extinction autonome (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour éteindre le feu.
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