close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13270

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
A 62D 1/00
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕТУШАЩЕГО
СОСТАВА ДЛЯ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОЧАГА ГОРЕНИЯ И
ЛИКВИДАЦИИ ТЛЕНИЯ ТОРФА
(21) Номер заявки: a 20081159
(22) 2008.09.09
(43) 2010.04.30
(71) Заявитель: Учреждение Белорусского государственного университета
"Научно-исследовательский институт физико-химических проблем"
(BY)
(72) Авторы: Богданова Валентина Владимировна; Кобец Ольга Игоревна
(BY)
BY 13270 C1 2010.06.30
BY (11) 13270
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение Белорусского государственного университета "Научно-исследовательский институт физико-химических проблем" (BY)
(56) BY 6460 C1, 2004.
BY 2149 C1, 1998.
RU 2098158 C1, 1997.
SU 936934, 1982.
EP 0277932 A1, 1988.
SU 1544450 A1, 1990.
(57)
Композиция для приготовления огнетушащего состава для локализации очага горения
и ликвидации тления торфа, содержащая оксид алюминия, оксид цинка, силикат натрия,
фосфорную кислоту, гидроксид аммония, борную кислоту, ПАВ и воду, отличающаяся
тем, что дополнительно содержит оксид магния и карбамид при следующем соотношении
компонентов, мас. %:
оксид алюминия
0,71-0,75
оксид цинка
0,1-0,6
силикат натрия
1,40-1,45
фосфорная кислота
25,84-25,98
гидроксид аммония
12,0-12,5
борная кислота
0,52-0,54
ПАВ
0,4-0,5
оксид магния
0,69-1,04
карбамид
1,02-1,20
вода
остальное.
Изобретение относится к противопожарным композициям для приготовления огнетушащих составов, пригодных для тушения торфяных пожаров.
Для тушения и локализации торфяных пожаров в большинстве случаев используют
воду [1, 2] и растворы поверхностно-активных веществ различной природы с массовой
долей до 5 % [3, 4]. Недостатками вышеупомянутых огнетушащих средств являются их
большой расход, тление и повторное воспламенение торфа после его подсушки. Известны
BY 13270 C1 2010.06.30
огнетушащие химические составы (ОТС), применение которых позволяет не только локализовать торфяной пожар, но и значительно снизить расход тушащего средства [5, 6].
Наиболее близким к указанной композиции для приготовления состава для локализации очага горения и ликвидации тления торфа является огнетушащий химический состав
для борьбы с торфяными пожарами [5].
Известный состав, полученный химическим путем, содержащий аморфные фосфаты
алюминия и цинка, соединение аммония, силикат натрия, борную кислоту, ПАВ и воду, в
качестве аморфных фосфатов алюминия и цинка и соединения аммония содержит аморфные аммонийные фосфаты алюминия и цинка и дополнительно поверхностно-активное
вещество анионной природы при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Аморфные аммонийные фосфаты алюминия и цинка в пересчете на оксиды:
оксид алюминия
0,71-0,75
оксид цинка
1,70-1,79
оксид фосфора
21,5-22,5
гидроксид аммония
13,2-13,3
силикат натрия
0,91-0,96
ПАВ
0,71-0,76
вода
остальное.
Для увеличения огнетушащей способности заявляемого состава он дополнительно содержит 0,50-0,62 мас. % борной кислоты. Для увеличения устойчивости состава при хранении он дополнительно содержит 1,0-1,5 мас. % загустителя: карбоксиметилцеллюлозы
(КМЦ), карбамидформальдегидной смолы (КФС) или смеси жидких углеводородов C9-C15
(солярки).
Основными недостатками известного состава являются его недостаточно высокая смачивающая способность и необходимость дополнительного использования загустителей
для сохранения эксплуатационных свойств.
Задачей заявляемого технического решения является получение более эффективной
композиции для получения огнетушащего состава для торфа.
Поставленная задача достигается тем, что композиция для приготовления огнетушащего состава для локализации очага горения и ликвидации тления торфа, содержащая оксид алюминия, оксид цинка, силикат натрия, фосфорную кислоту, борную кислоту, ПАВ и
воду, дополнительно содержит оксид магния и карбамид при следующем соотношении
компонентов, мас. %:
оксид алюминия
0,71-0,75
оксид цинка
0,1-0,6
силикат натрия
1,40-1,45
фосфорная кислота
25,84-25,98
гидроксид аммония
12,0-12,5
борная кислота
0,52-0,54
ПАВ
0,4-0,5
оксид магния
0,69-1,04
карбамид
1,02-1,20
вода
остальное.
Композицию для приготовления огнетушащего состава для локализации очага горения и ликвидации тления торфа с отличными от прототипа природой и содержанием компонентов получают химическим путем с использованием золь-гель технологии. Для этого
смесь оксидов и/или гидроксидов алюминия, цинка, магния вводят при перемешивании в
нагретую до 100-105 °С 64 %-ную фосфорную кислоту до полного растворения, получая в
результате золь с массовым соотношением основных компонентов в пересчете на оксиды:
Al2O3:ZnO:MgO:P2O5 = (0,71-0,75):(0,10-0,60):(0,69-1,04):(18,72-18,82). Вместо реактивно2
BY 13270 C1 2010.06.30
го можно использовать недефицитный природный гидроксид магния - брусит. В металлофосфатный золь вносят расчетное количество борной кислоты и карбамида. После охлаждения пульпу при перемешивании нейтрализуют до гелеобразного состояния расчетным
количеством силиката натрия, в качестве которого могут быть использованы натриевое
жидкое стекло или щелочной нейтрализующий агент на основе недефицитного природного силикатного минерала - трепела, до массового соотношения Al2O3:SiO2 = 1:1. Щелочной нейтрализующий агент получают растворением трепела при кипячении в
концентрированном растворе гидроксида натрия, соблюдая соотношение трепела и гидроксида натрия в пересчете на оксиды SiO2:Na2O = (0,6-l,0):1. После введения в металлофосфатный золь силикатного компонента нейтрализацию продолжают гидроксидом
аммония до pH = 5. Затем в полученную дисперсию вводят анионный ПАВ.
Композиция для приготовления огнетушащего состава для локализации очага горения
и ликвидации тления торфа (далее - огнетушащая композиция или композиция для тушения торфа) представляет собой белую однородную мелкодисперсную пастообразную массу (дисперсию), которая в герметичной таре хранится в течение длительного времени (не
менее года). Не менее 70 % частиц дисперсии обладают размером 2-5 мкм. Эксплуатационные свойства огнетушащей композиции сохраняются без добавления загустителей.
Перед использованием для тушения торфяного пожара полученную огнетушащую
композицию с массовой долей сухого вещества 41-45 % разбавляют водой, тщательно перемешивают. Для получения состава для локализации очага горения и ликвидации тления
торфа (рабочих растворов с массовой долей сухого вещества 5 и 15 %) исходную огнетушащую композицию разбавляют в 8-9 и 2,8-3 раза соответственно.
Примеры синтеза предлагаемой огнетушащей композиции для локализации очага горения и ликвидации тления торфа приведены ниже.
Пример 1
В 38,7 мл 64 % фосфорной кислоты при нагревании и перемешивании растворяют 1 г
Al2O3, 0,13 г ZnO, 0,97 г MgO. Затем в металлофосфатный золь добавляют 0,73 г борной
кислоты и 1,4 г карбамида. После охлаждения и разбавления золя водой (1:1) при перемешивании проводят его нейтрализацию разбавленным раствором (1:1) жидкого стекла
(5 мл) и аммиачной водой (61 мл раствора с массовой долей аммиака 12,5 %). В конце
синтеза вводят 11,2 мл раствора анионного ПАВ с массовой долей лаурилсульфата натрия
5 %. Количество огнетушащей композиции 140,1 г (117,0 мл). Массовая доля сухого вещества в полученной дисперсии - 42,5 %. Содержание компонентов (мас. %): Al2O3 - 0,71;
ZnO - 0,10; MgO - 0,69; H3PO4 - 25,84; H3BO3 - 0,52; карбамид - 1,02; силикат натрия - 1,4;
гидроксид аммония - 12,0; ПАВ (лаурилсульфат натрия) - 0,4; вода - остальное.
Пример 2
К 42,8 мл 64 % фосфорной кислоты добавляют 1,1 г Al2O3, 0,96 г ZnO, 1,61 г MgO,
0,88 г борной кислоты и 1,76 г карбамида. Нейтрализацию охлажденного разбавленного
золя проводят разбавленным раствором (5,4 мл) жидкого стекла, затем аммиачной водой
(78,3 мл раствора с массовой долей аммиака 12,5 %). ПАВ вводят в количестве 14,7 мл
раствора анионного ПАВ с массовой долей алкилсульфоната натрия 5 %. Количество огнетушащей композиции 160,2 г (133 мл). Концентрация огнетушащей композиции 44,5 %. Содержание компонентов (мас. %): Al2O3 - 0,75; ZnO - 0,60; MgO - 1,04; H3PO4 25,98; H3BO3 - 0,54; карбамид - 1,2; силикат натрия - 1,45; гидроксид аммония - 12,5; ПАВ
(алкилсульфонат натрия) - 0,5; вода - остальное.
Пример 3
При нагревании и перемешивании в 38,7 мл 64 % фосфорной кислоты растворяют навески 1,4 г Al(OH)3, 0,13 г ZnO, 2,11 г Mg(OH)2, затем 0,73 г борной кислоты и 1,4 г карбамида. В полученный золь вводят разбавленный водой (1:1) нейтрализующий агент на
основе трепела (10,2 мл) и аммиачную воду (72,4 мл раствора с массовой долей аммиака
12,5 %). Щелочной нейтрализующий агент готовят растворением трепела в растворе гид3
BY 13270 C1 2010.06.30
роксида натрия с массовой долей NaOH 30 % при нагревании и перемешивании, соблюдая
следующее соотношение реагентов в пересчете на оксиды: SiO2:Na2O = 0,64:1. В конце
синтеза в дисперсию вводят 11,2 мл раствора анионного ПАВ с массовой долей лаурилсульфата натрия 5 %. Количество огнетушащей композиции 154,6 г (133,5 мл). Концентрация огнетушащей композиции 41,5 %. Содержание компонентов (мас. %): Al2O3 - 0,71;
ZnO - 0,10; MgO - 1,04; Н3РО4 - 25,84; Н3ВО3 - 0,52; силикат натрия - 1,4; гидроксид аммония - 12,0; ПАВ (лаурилсульфат натрия) - 0,4; вода - остальное.
Пример 4
Навески 1 г Al2O3, 0,12 г Zn(OH)2, 1,61 г брусита растворяют при перемешивании в
42,8 мл горячей 64 % Н3РО4, затем добавляют 0,76 г Н3ВО3 и 1,69 г карбамида. Нейтрализацию полученной пульпы проводят 5 мл жидкого стекла и 72,4 мл 12,5 % аммиачной воды. В конце синтеза добавляют 10 мл алкилсульфоната натрия. Количество огнетушащей
композиции 152,6 г (127,2 мл). Концентрация огнетушащей композиции 42,8 %. Содержание компонентов (мас. %): Al2O3 - 0,71; ZnO - 0,10; MgO - 1,04; Н3РО4 - 25,98; Н3ВО3 0,54; карбамид - 1,2; силикат натрия - 1,4; гидроксид аммония -12,0; ПАВ (алкилсульфонат натрия) - 0,5; вода - остальное.
Подготовку образцов огнезащищенного торфа для лабораторных испытаний огнетушащей эффективности предлагаемой композиции для тушения торфа проводили по
лабораторной методике, заключающейся в пропускании через торф огнетушащего состава
(рабочего раствора с массовой долей сухого вещества 10 или 15 %) с последующим подсушиванием образца при температуре 80-100 °С. Огнетушащую эффективность огнетушащей композиции определяли по трем параметрам: смачивающая способность (в
объемных процентах поглощенного огнетушащего состава на единицу массы торфа), потеря массы при горении и зольность. Одновременно фиксировали время тления. Смачивающую способность и потерю массы находили по лабораторным методикам [7, 8],
зольность - по ГОСТ 11306.
Данные по огнетушащей эффективности прототипа и указанной огнетушащей композиции в лабораторных условиях представлены в таблице.
Данные лабораторных испытаний огнетушащей эффективности композиции для
приготовления огнетушащего состава для локализации очага горения и ликвидации
тления торфа
Концентрация Смачивающая
Зольность, Потеря мас- Время тлеогнетушащего
способность,
%
сы, %
ния, с
состава, %
%/г
15
18,6
34,1
2,7
не тлеет
Прототип
10
15,8
28,0
3,8
4
15
23,2
34,4
2,3
не тлеет
Пример 1
10
18,8
29,9
3,2
-//15
23,7
38,4
2,1
-//Пример 2, 3, 4
10
18,7
31,4
3,1
-//Из таблицы видно, что потеря массы огнезащищенных образцов торфа в присутствии
указанной огнетушащей композиции по сравнению с прототипом по всем приведенным
примерам ниже (в 1,2-1,3 раза) при одинаковых концентрациях огнетушащих составов
(рабочих растворов с массовой долей сухого вещества 10 и 15 %), по смачивающей способности указанная огнетушащая композиция также в 1,3 раза лучше прототипа. Композиция для тушения торфа полностью устраняет тление образцов торфа, причем
эффективнее прототипа при более сильном разбавлении (при содержании сухого вещества
состава 10 %).
Огнетушащая
композиция
4
BY 13270 C1 2010.06.30
Натурные испытания огнетушащей эффективности указанной композиции для тушения торфа в очаге горения торфяного пожара показали, что огнетушащий состав (водный
рабочий раствор с содержанием сухого вещества 5 %) имеет высокую смачивающую способность в зоне горения торфа при плотности его вылива 40 л на 1 м2 горящей поверхности. При тушении торфяного пожара указанная огнетушащая композиция проявляет более
высокую по сравнению с прототипом эффективность: при одинаковой смачивающей способности удается снизить концентрацию огнетушащего состава (рабочего раствора) с 8 до
5 %. После применения огнетушащей композиции (так же, как и прототипа) повторного
возгорания или тления торфа не наблюдается.
Таким образом, данные лабораторных и полигонных испытаний указанной огнетушащей композиции свидетельствуют, что она более эффективно по сравнению с прототипом
увеличивает влажность и снижает потерю массы торфа при горении, что позволяет более
экономично расходовать огнетушащее средство при пожаре (использовать более низкую
рабочую концентрацию огнетушащего состава). Одновременно композиция для тушения
торфа содержит меньшее количество такого дефицитного компонента, как оксид цинка, а
для сохранения эксплуатационных свойств не требуется дополнительных добавок загустителей.
Источники информации:
1. Софронов М.А., Волокитина А.В.// Лесное хозяйство.- 1986. - № 5. - С. 56-58.
2. Красавина Н.Н., Лорбербаум В.Г.// Лесное хозяйство. - 1961. - № 5. - С. 45-18.
3. Красавина Н.Н., Лорбербаум В.Г.// Лесное хозяйство. - 1965. - № 3. - С. 45-47.
4. А.с. СССР 489513, МПК А 62 3/02, 1975.
5. Патент BY 6460, МПК А 62D 1/00, А 62 С 3/02, 2004.
6. Патент BY 8729, МПК А 62D 1/00, 2006.
7. Богданова В.В., Усеня В.В., Кобец О.И., Тищенко В.Г. // Проблемы лесоведения и
лесоводства: сб. тр. / ИЛ НАН Беларуси. - Гомель, 1998. - Вып. 49. - С. 108-114.
8. Богданова В.В., Кобец О.И., Усеня В.В., Ласута Г.Ф. // Чрезвычайные ситуации:
предупреждение и ликвидация. - 2004. - № 6. - С. 181-193.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
100 Кб
Теги
патент, by13270
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа