NO129501B - - Google Patents

Description

IIdslukkende produkter.

Foreliggende oppfinnelse vedrører nye materialer som har

evne til å slukke flammer som oppstår ved forbrenning av væske- og gassformede brennstoffer, som f.eks. flytende hydrokarboner, metan og faste brennstoffer som'f.eks tre, papir og tekstilmaterialer. Oppfinnelsen vedrører særlig produkter inneholdende nye forbindelser som dan-nes ved reaksjoner mellom urinstoff og bikarbonater, karbonater og hydroksyder av natrium og kalium.

I søkerens norske patent 121 875 er beskrevet et materiale

for anvendelse ved slukning av brann og en fremgangsmåte til fremstil-.. ' ling av dette, bestående i at ét salt eller et hydroksyd av natrium eller av kalium blandes med smeltet urinstoff, hvoretter smeiten gis anledning til å avkjøles og stivne, og deretter males det faste stoff.

Vi har nå funnet at: under Visse" forhold finner det sted reaksjoner mellom urinstoff og bikarbonater!, karbonater eller hydroksyder av natrium eller kalium så at det fåes nye faser, som er" ^"besittelse av kraftige ild-slukkende egenskaper. Disse forbindelser kan fremstilles ved oppvarming av en blanding av urinstoff og minst ett alkali utvalgt fra bikarbonater, karbonater, seskvikarbonater og hydroksyder av natrium og kalium ved temperaturer under 150°C.

Den foretrukne temperatur ved hvilken blandingen av urinstoff og alkali oppvarmes, er fra 100 til 125 C, og innenfor dette om-råde reagerer urinstoff og alkali i fast!tilstand og gir et produkt som inneholder 75 vekt% eller mer av hye;forbindelser. Særlig høye utbytter av de nye forbindelser fåes når temperaturen er 110-120°C og når alkaliet er kaliumbikarbonat eller nåtriumbikarbonat.

Resultatene av kvantitive analyser av de nye forbindelser er

1 overensstemmelse med den empiriske molékylformel for disse: MC2N2H.j03, hvor M betyr et kalium- eller natriumatom, men nøyaktig hvordan atomene i molekylet er bundet er ennå ikke klargjort, og det er derfor nødvendig i denne beskrivelse å definere de nye forbindelser ved deres empiriske molekyl formler, K^^H^O^ og Na^N^^<Og><Qg>ved de infrarøde absorpsjonsspektra, som; skal omtales nedenfor.

Produktet ifølge oppfinnelsen i sin generelle form inneholder minst 25 vekt%, fortrinnsvis minst 75 vekt% av forbindelser med den empiriske formel MC2N2H.j0.j, hvor M .betyr; et atom av kalium eller natrium, og produktet oppviser de nedenfor! beskrevne karakteristiske infrarøde absorpsjonsspektra . Produktet ifølge oppfinnelsen er fortrinnsvis fritt for urinstoff, dvs. det inneholder mindre enn ca. 2 vekt% urinstoff. Tilstedeværelsen av mer enn denne mengde urinstoff i produktene kan under, visse omstendigheter nedsette deres fritt-strømmende egenskaper. Produktet jifølge oppfinnelsen omfatter de nevnte forbindelser MC2N2H303i blanding med alkalier utvalgt fra bikarbonater, seskvikarbonater, og karbonater av kalium og natrium.

Andre i og for seg kjente materialer kan, om det ønskes, innføres i produktene i henhold til oppyinnelsen, f.eks. anti-bake-midler og midler tii å gjøre produktene I frittstrømmende, som f.eks. findelt kiselsyre eller kiselsyreholdigé Imaterialer, kalsiumhydroksyfosfat, fettsyrer og salter herav, som f.eks. stearinsyre og kalsiumstearat, overflateaktive midler, hvorunder skumningsmidler, vannfrastøtende substanser, så som silikoner, og tilsetningsstoffer til å gi forlikelighet med i ldr-s lukkende skum. Andre materialer som i seg selv er i besittelse av ild-slukkende- eller ild-hemmende egenskaper eller anti-smuLdrende egenskaper eller lignende nyttige egenskaper ved brannbekjempelse kan også innføres i produktene ifølge oppfinnelsen, f.eks. ammoniumsulfat, sinksulfat, fosfater og borater av ammonium, alkalimetaller, sink, aluminium og, kalsium, og i pulver-form ikke-brennbare urinstoff/formaldehyd- og fenol/formaldehyd-kon-denseringsprodukter, og ikke-brennbare halogeninneholdende forbin-deleser, f .eks., klorert gummi pg klorert eller bromert paraf f invoks.

Mens bikarbonater, karbonater og hydroksyder av kalium og natrium alle reagerer med urinstoff, så oppnås de høyeste utbytter av nye forbindelser ved hjelp av bikarbonatene, og av sistnevnte gir kaliumbikarbonat et høyere utbytte av kaliumforbindelsen enn natriumbikarbonat gir av den tilsvarende natriumforbindelse. Mengden av urinstoff og alkali i reaksjonsblandingen er hensiktsmessig 1 mol urinstoff til fra 0,5 til 1,5 mol av alkali, og de. foretrukne mengder av urinstoff og natrium- eller kalium-bikarbonat er l.mol urinstoff til fra 0,75 til 1,0 mol av alkalibikarbonatet.

De foretrukne nye produkter med ild-slukkende egenskaper er slike som inneholder forbindelser fremstilt fra urinstoff og kalium-eller natriumbikarbonater, og de omfatter i alt vesentlig blandinger av de nye forbindelser som er beskrevet foran som MC^^H^O^ og kalium-eller natriumbikarbonater, hvilke blandinger inneholder i det minste 25% og fortrinnsvis minst 75 vekt%' av MC^^^O^. Særlig foretrukket er produkter som inneholder IK^^H^O^og kaliumbikarbbnat. Små mengder av kalium- eller nåtriumkarbonater kan også være tilstede som følge av termisk spaltning av bikarbonatet. Når natrium- eller kalium-karbonater anvendes som alkalier, er produktet en blanding av MC2N2H3^3 og M^Og, hvor M betyr natrium eller .kalium, og når natrium- eller kaliumhydroksyder anvendes som alkali, så blir disse karbonisert av karbondioksyd fra en partiell spaltning av urinstoffet, og sluttpro-duktet er i alt vesentlig en blanding av og M^O^.

De nye forbindelser MC^l^H^O^ kan isoleres ved at man oppvar-mer en blanding av angjeldende alkali med et tilstrekkelig overskudd av urinstoff for å sikre at reaksjonsproduktet innehoider noe urea-gert urinstoff og ikke noe alkali, f.eks. oppvarming av en blanding av 1 mol urinstoff med ikke mer enn 0,5 mol kalium- eller natriumbikarbonat ved 100 til 125°C i 3-4 timer. Etter at produktet er av-kjølt, fjernes det ureagerte urinstoff ved ekstraksjon med et oppløs- ningsmiddel,; f.eks .'med metanol, etanol eller dimetylformamid.Prø-ver av de nye forbindelser MC2N2H2O.Jsom ble utsatt for infrarød ab-sorps jonsanalyse, ble fremstilt på denne måte.

Det er fordelaktig å komprimere blandingen av urinstoff og alkali, særlig når sistnevnte ér et bikarbonat, før oppvarmingen, da dette øker reaksjonshastigheten og følgelig utbyttet av de nye forbindelser i løpet av en bestemt tid. For; eksempel kan blandingen formes til eggform i en innsnittvalsepresse.

Det infrarøde absorpsjonsspektrum av forbindelsen med den empiriske molekylformel KX^^H^O^ ble målt under anvendelse av en 1 vekt%'s dispersjon i en kaliumbromidskive; med tykkelse 0,25 mm. Hovedbåndstillingene er anført i tabell I og vist på figurene 1 og 2

i de hosføyede tegninger.

i

Det infrarøde absorpsjonsspektrum av forbindelsen med den empiriske molekylformel NaC^^H^O^ble målt under anvendelse av en 2 vekt%'s dispersjon i en kaliumbromidskive med en tykkelse på ca.

0,15 mm. Hovedbåndstillingene er anført ji tabell II og vist i figurene 3 og 4 i de hosføyede tegneinger. I

Eksemplene 1 og 2 viser fremstillingen av produkter i henhold til oppfinnelsen fra urinstoff og kaliumbikarbonat, og eksempel 3 viser fremstillingen av det tilsvarende produkt fra urinstoff og natriumbikarbonat. Eksempel 4 sammenligner de ild-slukkénde egenskaper av produktet fra urinstoff og kaliumbikarbonat med egenskapene til et vanlig ild-slukkende pulver basert på natriumbikarbonat.

Eksempel 1

Kaliumbikarbonat og urinstoff ble malt hver for seg til en middelpartikkelstørrelse mindre enn 100 mikron og blandet i forholdet 100 kg bikaibonat til 72 kg urinstoff, hvilket svarer til 1 mol KHC03til 1,2 mol CO (NH2)2. Blandingen ble derpå varmet i lukkede skåler i en ovn ved 115°C i 7 timer, og ved^slutten av denne tid var det i form av et fast sinterprodukt som inneholdt over 95% av forbindelsen med den empiriske molekylformel KC2N2H303, mens resten i alt vesentlig bestod av kaliumbikarbonat. For vurdering som et ild-slukkende middel ble sinterproduktet svakt knust til en størrelse på ca. 1,3 cm, blandet med 2% kalsiumhydroksyfosfat og 1% kalsiumstearat, basert på vekt, og malt til en middelstørrelse på 80 mikron.

Eksempel 2

Kaliumbikarbonat og urinstoff ble malt hver for seg til en middelpartikkelstørrelse mindre enn 100 mikron, blandet i forholdet 1 mol KHC03til 1,2 mol CO(NH2)2>og blandingen ble derpå komprimert til eggform som veiet ca. 10 g hver og som oppviste en tetthet ikke mindre enn 1,5 g/ml, ved hjelp av en innsnittvals.epresse som arbeidet med en valsehastighet på 3 omdreininger pr. minutt, og ved et trykk mellom valsene på.3 tonn pr. 2,5 cm bredde av valsen. De eggformede stykker ble derpå knust til stykker av.ca. 0,6 mm og oppvarmet ved 115°C i 1 time. Produktet inneholdt over 80. vekt% av forbindelsen med den empiriske molekylformel KC2N2H303#mens resten i alt vesentlig bestod av kaliumbikarbonat.

Eksempel 3

Natriumbikarbonat med en middelpartikkelstørrelse pa 80 mikron ble bl'andet med urinstoff som på forhånd var malt til " en middel - partikkelstørrelse mindre enn 100 mikron i forholdet 1 mol NaHC03til 1,2 mol CO(NH2)2. Blandingen ble opphetet ved 115°C i 36 timer, hvoretter,den forelå i form av et sintret produkt som inneholdt ca.

50 vekt% av forbindelsen med :den empiriske molekylformel NaC^^^Q^y mens resten i alt vesentlig bestod a<y>natriumbikarbonat., Ved en an-

nen fremstillingsmåte hvor blandingen først ble. komprimert _på .den måte som er beskrevet i eksempel 2, og deretter opphetet fikk man et produkt som inneholdt ca. 60 vekt%. av forbindelsen etter en noe kor-:

tere opphetningsperiode.

Eksempel 4

For ethvert ild-slukkende middel ér det en kritisk tilfø-

ringsmengde under hvilken middelet ikke kan slukke en ild. Bestem-

melse av den kritiske mengde er således én hensiktsmessig måte til å sammenligne ild-slukkende egenskaper. Bénsinbrann ble antendt i skå-

ler med dimensjonene 1,2 m x 0,75 m og en i overflate på o 0,37 m 2 og0,46 m , og det ild-slukkende middel ble påført fra et brannsluknings-apparat av tørrpulvertypen og utstyrt méd forskjellige munnstykker med diametere ned til ca. 1,6 mm for å gi forskjellige påføringsmengder.Resultatene av over 200 forsøk viste at for et vanlig ildsluknings-

pulver, basert på natriumbikarbonat, som inneholdt anti-bakende mid-

ler var den kritiske tilføringsmengden 1,2 g pr. 10 cm 2 pr. sekund,

og for produktet fra urinstoff og kaliumbikarbonat fremstilt for sam-menligning som beskrevet i eksempel 1, var mengden 0,12 g. Partikkel-diameterene bestemt ved luft-gjennomtrengelighets-fremgangsmåter var 8 yu for natriumbikarbonatet og 9^u for urinstoff/kaliumbikarbonat-produktet. j

I norsk patent nr. 121 875 er det beskrevet og beskyttet pro-

dukter som fås ved blanding av forskjellige ild-slukkende midler,

bl.a. bikarbonater, karbon±.er, og hydroksyder av natrium og kalium,

med smeltet urinstoff, hvoretter smeiten får anledning til å avkjø-

les og stivne. Ved foreliggende patent kreves det ikke beskyttelse for noe preparat eller produkt som kommer inn under beskyttelsesom-

rådet for norsk patent nr. 121 875.

Claims (1)

1. Ildslukkende produkter,karakterisert vedat

   de inneholder (a) i det minste 25, fortrinnsvis minst 75, vekt% av forbindelser med den empiriske formel MC2N2H3P3, hvor M er natrium

   eller kalium, og som når M er kalium, oppviser et karakteristisk infrarødt absorpsjonsspektrum som vist på figurene 1 og 2 på tegnin-gen, og som når M er natrium, oppviser et karakteristisk infrarødt absorpsjonsspektrum som vist på tegningens fig. 3 og 4, idet resten av produktet hovedsakelig består av (b) i det minste et alkali utvalgt fra bikarbonater, seskvikarbonater og karbonater av kalium og natrium, bortsett fra et eventuelt innhold av et eller flere av de i slike produkter i og for seg kjente materialer: sulfater av ammonium og sink, og fosfater og borater av ammonium, alkalimetaller, sink, aluminium og kalsium.