способ получения огнетущащего порошкового состава

Формула изобретения

Способ получения огнетушащего порошкового состава, включающий раздельное измельчение фосфата аммония в присутствии диоксида кремния и полиорганогидридсилоксана при массовом соотношении 90÷97, 2,5÷5, 0,5÷5% и сульфата аммония с последующим их смешением, отличающийся тем, что после стадии измельчения фосфат аммония с размером фракции менее 50 мкм смешивают с добавкой высококонденсированного полифосфата аммония в количестве 1÷5% с размером частиц, не превышающим 50 мкм, и сульфатом аммония с размером фракции 50-200 мкм, при этом измельчение обоих компонентов осуществляют в мельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения, при котором количество подведенной энергии к фосфату аммония составляет 105-263 Дж/г, а к сульфату аммония - 13-26 Дж/г.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к способам получения огнетушащих порошковых составов для тушения пожаров классов А, В, С и электроустановок, находящихся под напряжением до 1000 В, в различных отраслях народного хозяйства и в быту.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известен способ получения огнетушащего порошкового состава (ОПС), содержащего мас.%: высокодисперсная добавка (диоксид кремния - белая сажа - марки БС-120) 2-4; целевая добавка (корундовый порошок или алюмосиликат) 3-11; основной компонент (аммофос и сульфат аммония) остальное. Способ включает раздельную сушку всех компонентов состава, измельчение, гидрофобизацию кремнеорганической жидкостью белой сажи и совместное смешивание составляющих огнетушащего порошка. В данном способе гидрофобизации подвергают высокодисперсную добавку белой сажи с последующим ее выдерживанием при температуре 150-200°С (патент РФ № 2194555, С1 А62D 1/00, 2002). К недостаткам данного способа следует отнести сложность способа его получения (вследствие многостадийности), высокие энергозатраты и время гидрофобизации белой сажи, относительно невысокую огнетушащую способность (при низкой текучести) в тушении пожаров класса В. Известен также способ получения ОПС для тушения пожаров классов А, В, С, а также электрооборудования, находящегося под напряжением, который содержит механическую смесь порошков с размерами частиц 25-50 мкм в следующем соотношении, мас.%: аммофос 87-94; диоксид кремния (аэросил или силохром) гидрофобный 3-8; наполнитель алюмосиликатный (флогопит или пирофиллит) 3-5. Данный способ получения огнетушащего состава включает предварительную сушку диоксида кремния и алюмосиликатного наполнителя при температуре 180-200°С в течение 2 часов с последующим их модифицированием силаном. Полученные гидрофобные вещества смешивают с измельченным и высушенным аммофосом (патент РФ № 2149665, С1 А62D 1/00, 2000). Недостатками данного способа являются высокие энергозатраты на предварительное осушение диоксида кремния и наполнителя алюмосиликатного, сложность и длительность процесса гидрофобизации добавок. Кроме того, в качестве гидрофобной добавки используется дорогой аэросил, что увеличивает себестоимость готового продукта. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, то есть прототипом, является способ получения огнетушащего порошкового состава, включающий измельчение компонентов состава и их смешение, отличающийся тем, что фосфат и сульфат аммония измельчают раздельно в присутствии диоксида кремния и полиорганогидридсилоксана, затем подвергают просеиванию продукт на основе фосфата аммония с выделением фракции размером 35-60 мкм и на основе сульфата аммония размером 60-140 мкм, соответственно, после чего просеянные продукты смешивают с получением состава со следующим массовым соотношением компонентов: фосфат аммония и сульфат аммония: диоксид кремния: полиорганогидридсилоксан 90-97,25:2,5-5:0,25-5%. (Патент РФ 2456045, С2 А62D 1/00, 2012, опубл. в Б.И. № 20 от 20.07.2012 г. К недостаткам прототипа следует отнести невысокую огнетушащую способность, невысокую способность к водоотталкиванию, недостаточную кажущуюся насыпную плотность, повышенную энергоемкость стадии измельчения сульфата аммония и дополнительные затраты на стадии измельчения компонентов огнетушащего порошка.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является создание способа получения огнетушащего порошка многоцелевого назначения с повышенной огнетушащей способностью, высокими показателями кажущейся насыпной плотности и гидрофобности, а именно способностью к водоотталкиванию. Способ получения позволяет снизить энергозатраты на стадии измельчения компонентов порошка и получить продукт с определенным фракционным составом носителя и тушащей фракции. Для решения поставленной задачи разработан способ получения огнетушащего порошкового состава, включающий раздельное измельчение фосфата аммония в присутствии диоксида кремния (белой сажи БС-120) и полиорганогидридсилоксана (ГКЖ 136-41) при массовом соотношении 90-97, 2,5-5, 0,5-5% и сульфата аммония с последующим смешением всех компонентов. Раздельное измельчение фосфата аммония в присутствии диоксида кремния и полиорганогидридсилоксана и сульфата аммония осуществляют в ролико-кольцевой вибромельнице с ударно-сдвиговым характером нагружения. Количество подведенной энергии к фосфату аммония должно составлять 105-263 Дж/г, тогда как к сульфату аммония 13-26 Дж/г, что позволяет получить фракцию порошка 50-200 мкм в количестве 70-85% от массы загрузки. Измельченный фосфат аммония содержит фракцию с размером частиц менее 50 мкм, что исключает стадию классификации порошка. Измельченный сульфат аммония просеивают с выделением фракции с размером частиц 50-200 мкм. Фосфат аммония механически смешивается с добавкой высококонденсированного полифосфата аммония (ПФА), размер частиц которого не превышает 50 мкм и сульфатом аммония. Общее содержание добавки полифосфата в огнетушащем порошковом составе составляет 1-5 мас.%.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ Пример 1

Фосфат аммония в количестве 48,8 г измельчается в вибромельнице в присутствии 1,25 г диоксида кремния и 0,25 г полиметилгидридсилоксана. Количество подведенной энергии составляет 105 Дж/г, при этом содержание фракции менее 50 мкм равно 100%. Сульфат аммония в количестве 48,8 г измельчается в вибромельнице до содержания фракции не менее 50 и не более 200 мкм. Количество подведенной энергии составляет 13 Дж/г. На заключительной стадии высококонденсированный полифосфат аммония с размером частиц менее 50 мкм в количестве 1 г смешивается с измельченным фосфатом аммония и сульфатом аммония в смесителе. Состав продукта, мас.%: фосфат аммония - 48,8; сульфат аммония - 48,8; диоксид кремния -1,25; полиметилгидридсилоксан - 0,25, полифосфат аммония - 1. Пример 2

Фосфат аммония в количестве 47 г измельчается в вибромельнице в присутствии 2 г диоксида кремния и 1 г полиметилгидридсилоксана. Количество подведенной энергии составляет 184 Дж/г, при этом содержание фракции менее 50 мкм равно 98%. Сульфат аммония в количестве 47 г измельчается в вибромельнице до содержания фракции не менее 50 и не более 200 мкм. Количество подведенной энергии составляет 20 Дж/г. На заключительной стадии высококонденсированный полифосфат аммония с размером частиц менее 50 мкм в количестве 3 г смешивается с измельченным фосфатом аммония и сульфатом аммония в смесителе. Состав продукта, мас.%: фосфат аммония - 47; сульфат аммония - 47; диоксид кремния - 2; полиметилгидридсилоксан - 1, полифосфат аммония - 3.

Пример 3

Фосфат аммония в количестве 45 г измельчается в вибромельнице в присутствии 2,5 г диоксида кремния и 2,5 г полиметилгидрид-силоксана. Количество подведенной энергии составляет 263 Дж/г, при этом содержание фракции менее 50 мкм равно 98%. Сульфат аммония в количестве 45 г измельчается в вибромельнице до содержания фракции не менее 50 и не более 200 мкм. Количество подведенной энергии составляет 26 Дж/г. На заключительной стадии высококонденсированный полифосфат аммония с размером частиц менее 50 мкм в количестве 5 г смешивается с измельченным фосфатом аммония и сульфатом аммония в смесителе. Состав продукта, мас.%: фосфат аммония - 45; сульфат аммония - 45; диоксид кремния - 2,5; полиметилгидридсилоксан - 2,5, полифосфат аммония - 5. Свойства огнетушащих порошковых составов и результаты их испытаний представлены в таблице.

Таблица
Пример № , п/п	Наименование показателя
	Способность к водоотталкиванию, мин	Кажущаяся насыпная плотность, кг/м3		Минимальная температура разложения порошка,°С	Огнетушащая концентрация, кг/м3
		неуплотненного порошка	уплотненного порошка
1	2	3	4	5	6
1	Более 300	860	1180	165	0,494
2	Более 300	850	1200	173	0,487
3	Более 300	840	1190	170	0,468
Прототип	Более 260	830	1140	185	0,513

Согласно таблице огнетушащий порошковый состав, полученный по заявляемому способу, обладает более высокой кажущейся насыпной плотностью, способностью к водоотталкиванию, большей огнетушащей эффективностью и меньшей температурой начала разложения в сравнении с прототипом, что позволяет снизить расход порошка и повысить его эффективность при тушении пламени одного и того же объема. Кроме того, заявляемый способ получения огнетушащего порошкового состава позволяет снизить энергозатраты на измельчение.