ES2942651T3 - Composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
- A62D1/06—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires containing gas-producing, chemically-reactive components
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Abstract
Una composición formadora de aerosol para la extinción de incendios contiene nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenol formaldehído de tipo novolaca y una resina epoxídica como combustible/aglomerante, una mezcla de carbonato de sodio y al menos una sal de metal alcalino y ácido carbónico como combustible adicional que cumple simultáneamente la función de refrigerante, componente tampón formador de gas y componente regulador de vapor, una mezcla de hexacianoferrato de magnesio (II) (Mg2[Fe(CN)6]) con nitrato de cobalto (II) (Co (NO3)2) y con aditivos promotores de óxido de aluminio y óxido de cobre como modificador de la combustión. La composición propuesta permite reducir la concentración de sustancias tóxicas en sus productos de combustión, y también proporciona una alta estabilidad termodinámica y, en consecuencia, resistencia al calor, resistencia al impacto, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios
Campo técnico
La invención se refiere a composiciones generadoras de aerosoles para la extinción de incendios de gran tamaño, que pueden utilizarse para extinguir incendios en su lugar de origen en espacios cerrados o parcialmente cerrados, así como para prevenir la combustión y explosión de líquidos altamente inflamables, sustancias combustibles y vapores de materiales y suspensión de aire. Las composiciones generadoras de aerosoles se utilizan ampliamente debido a su alta eficacia en la extinción de incendios en concentraciones mínimas de extinción de incendios. Los equipos para la extinción de incendios basados en aerosoles, tales como los generadores de extinción de incendios, no requieren de un mantenimiento continuo, pueden ser móviles o fijos, están fácilmente disponibles para su uso y conservan sus propiedades durante mucho tiempo.
Antecedentes
Todos los tipos de composiciones generadoras de aerosoles para extinción de incendios tienen en común los siguientes componentes: un oxidante, un combustible/aglutinante, un combustible adicional, un refrigerante, catalizadores, modificadores de combustión y varios aditivos de proceso. La combustión de mezclas pirotécnicas produce inhibidores en estado gaseoso y una fase condensada sólida dispersa que contiene sales, óxidos, como los de metales alcalinos y alcalinotérreos. Cuando se encuentra en un área de incendio, la relajación heterogénea de la superficie de los átomos y moléculas de la llama excitados en la superficie de las partículas de estos componentes hace que estos componentes actúen como inhibidores de la combustión, lo que interrumpe la reacción en cadena de la formación de radicales reactivos en el área de propagación de la llama.
El principal problema con los sistemas de extinción de incendios basados en aerosoles es que los productos de combustión de la composición generadora de aerosoles contienen gases tóxicos, como óxido de carbono CO y amoníaco NH3, así como altas temperaturas en los productos aerosoles de la mezcla pirotécnica tanto en el interior como en el exterior del generador. Esencialmente, se requiere que las composiciones proporcionen características de rendimiento tales como resistencia térmica y a la humedad, fuerza de carga, etc.
Se conocen composiciones generadoras de aerosoles para la extinción de incendios. Por ejemplo, la patente US-B-7832493 (publicada el 16.11.2010) describe una composición extintora generadora de aerosoles que comprende del 62 al 72 % en peso de nitrato de potasio como oxidante, del 8 al 12 % en peso de resina de fenolformaldehído como combustible/aglutinante, diciandiamida como combustible adicional y refrigerante para enfriar una mezcla de gas/aerosol durante la quema de la AFC [por siglas del inglés de "aerosol-forming composition"].
Sin embargo, el alto nivel de toxicidad de los productos de combustión de la composición descrita en la patente US-B-7832493 los hace inadecuados para la extinción de incendios en espacios cerrados cuando hay personas.
La solicitud [de patente] internacional WO2012/112037 A1 (publicada el 23.08.2012) describe una composición de extinción de incendios que comprende un oxidante, un combustible adicional y resinas de fenol formaldehído, en la que la molécula de resina de fenol formaldehído contiene 3 o más estructuras de anillos aromáticos. Como tal, los solicitantes afirman que, para lograr un nivel de toxicidad bajo, la resina de fenol formaldehído debe contener más de 3 estructuras de anillos aromáticos. Sin embargo, en la descripción de la invención no se proporciona ninguna prueba experimental al respecto. No se midió la composición de la fase gaseosa ni en una cámara de combustión ni a su salida. Los bajos niveles de toxicidad en la fase condensada del Ejemplo 3 en esta solicitud internacional WO2012/112037 que se indican en la descripción se obtuvieron mediante un experimento realizado con la composición colocada en un generador de extinción de incendios que no contenía elementos de refrigeración; los productos de la combustión se quemaron finalmente en condiciones atmosféricas con una temperatura de 1100 °C y con exceso de oxígeno. Las altas temperaturas aguas abajo desde el orificio o boquilla de salida para la descarga del generador de extinción de incendios restringen las áreas de aplicación del generador. Al usar un combustible polimérico de alto nivel de aromaticidad, se incrementa el contenido de carbono en la composición, se incrementa la resistencia térmica y la temperatura de la resina, se incrementa la formación de coque, aumentando así el contenido de óxido de carbono en los productos de descomposición térmica (V. V. Korshak, Khimicheskoye stroenie i temperaturnye kharakteristiki polimerov (Constitución química y comportamiento térmico de los polímeros), M. Nauka, 1970, páginas 295-308).
La patente RU2091106 (publicada en 27.09.1997) describe un compuesto extintor de incendios que genera de aerosoles que comprende (% en peso): de 45 a 75 de nitrato de potasio, de 4 a 11 de carbono, de 0,5 a 2,0 de centralita y/o difenilamina, de 0,5 a 2,5 de aceite industrial o para instrumentos, estearato de zinc y/o estearato de sodio, o de 0,02 a 0,5 de sales mezcladas con aceite de ricino sulfonado y gelatina, de 0,5 a 20,0 de un catalizador y/o un inhibidor de combustión, y un derivado de celulosa plastificada o una mezcla de los mismos con un aglutinante suplementario que completa [equilibra] el resto. Siendo que el ingrediente principal de la composición es un derivado de celulosa plastificada, que incluye nitrato de celulosa, la seguridad explosiva de la composición se ve
sustancialmente comprometida. Además, los inhibidores de la combustión hacen que aumenten los residuos de coquización de los productos de la combustión, reduciendo así la eficacia de extinción de incendios.
La patente RU2477163 (publicada el 10.03.2013) describe una composición generadora de aerosoles que comprende (% en peso): de 1,5 a 18 de iditol como combustible/aglutinante, de 3 a 25 de diciandiamida (DCD) como combustible secundario, de 5,5 a 25 de agentes de oxidación completos (óxido de hierro y óxido de cobre), y nitrato de potasio como oxidante que completa el resto. Se afirma que se obtuvieron características de baja toxicidad tras la combustión de una carga sin casquillo de 1 g en forma de gránulos en condiciones atmosféricas. Las reacciones redox secundarias con el oxígeno atmosférico provocan postcombustión de óxido de carbono y aumentan la temperatura de la llama: 2CO O2 = 2CO2 Q. Sin embargo, los ensayos muestran que la composición de la patente RU2477163 no cumple con los requisitos de rendimiento reglamentarios rusos o internacionales, tales como la resistencia térmica y a la humedad, debido a la ausencia de composiciones termorresistentes o repelentes de la humedad en la formulación.
La patente RU2193429 (publicada el 27.11.2002) describe una composición que comprende un refrigerante finamente disperso seleccionado de la siguiente gama: hidróxido de aluminio y/o alúmina activada y/o aluminosilicato activado y/o una mezcla de los mismos y/o una mezcla de los mismos con arcilla u otros aglutinantes inorgánicos. Relación de mezcla (% en peso): 1,5 a 18,0 de combustible/aglutinante, 3,0 a 25,0 de combustible secundario, 1,5 a 60,0 de refrigerante, 0,5 a 10,0 de aditivos y un oxidante que completa el resto. El combustible secundario se selecciona de la siguiente gama: guanidina, urea, diciandiamida, melón, melem, melamina, urotropina, azobisformamida, semicarbazida, dihidroglioxima, tetrazol, ditetrazol, derivados o sales de los mismos. Oxidante: nitratos o percloratos metálicos o amónicos, o sus mezclas. Combustible/aglutinante: polímeros, resinas, cauchos y/o mezclas de los mismos. Aditivos: metales, tales como aluminio y/o magnesio, como componentes individuales, o mezclas de los mismos, o aleaciones de los mismos. Se incluye en el refrigerante un catalizador redox en una cantidad de 0,05 a 5,00 % en peso. Las composiciones a las que se hace referencia en la patente RU2193429 se fabrican según especificaciones relevantes no descritas en la patente. Sin embargo, la preparación de la composición incluye la mezcla de sus componentes constituyentes.
Los inventores lograron resultados beneficiosos al reducir la toxicidad de los gases liberados por la combustión del AFC mediante el uso de un refrigerante finamente disperso seleccionado de la siguiente gama: hidróxido de aluminio y/o alúmina activada y/o aluminosilicato activado y/o una mezcla de los mismos y/o una mezcla de los mismos con arcilla u otros aglutinantes inorgánicos. Sin embargo, el nivel de toxicidad reducido, logrado como resultado, no es suficiente; además, dicho sistema de enfriamiento reduce sustancialmente la eficiencia de extinción de incendios debido a un alto arrastre dinámico de gas de las partículas finamente dispersas del refrigerante y la pérdida de una parte sustancial de aerosol sobre ellas, así como debido a una mayor cantidad de residuos de escoria en la cámara de combustión.
El estado de la técnica más cercano a la composición de la presente solicitud de patente es una composición generadora de aerosoles (AFC) para la extinción de incendios descrita en la patente RU2648081 (publicada el 22.03.2018). La composición comprende un nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenolformaldehído de tipo novolaca y una resina epoxi como combustible/aglutinante, un carboxilato de metal alcalino como combustible adicional, que también actúa como refrigerante, y un nitrato de cobalto (II) como modificador de la combustión, con un óxido de aluminio y un óxido de cobre como aditivos promotores. La composición se produce mezclando por etapas los componentes individuales: mezclando el oxidante con el combustible-refrigerante adicional para producir una primera mezcla, al mezclar por separado el nitrato de cobalto con el óxido de aluminio para producir una segunda mezcla, y preparar por separado la resina epoxi agregando un solvente a la misma y mezclándola con un agente de curado hasta que se produce una tercera mezcla, luego se mezclan la primera y segunda mezcla, seguido de la adición a la misma de la tercera mezcla; la masa que se produce de esta manera se mezcla con la resina de fenolformaldehído y, simultáneamente, con el óxido de cobre y se seca a una temperatura tal que provoque la polimerización de la resina epoxi y elimine el disolvente. El resultado de la invención es que se pueden reducir las concentraciones de sustancias tóxicas en los productos de combustión de las composiciones pirotécnicas. Sin embargo, debido a los requisitos cada vez más estrictos para los sistemas de extinción de incendios, existe la necesidad de mejorar el rendimiento ambiental y la eficiencia de las composiciones generadoras de aerosoles.
Sumario
La formación de sustancias tóxicas, principalmente dióxido de carbono y amoníaco, en los productos de combustión se debe, principalmente, a la combustión incompleta de una composición generadora de aerosoles atribuible a diversos factores asociados tanto a la naturaleza de los componentes de la composición como a las condiciones de combustión, con lo que estas últimas se ven afectadas debido al contenido insuficiente de oxidante en las zonas de reacción, por la breve presencia de combustible en esas zonas, por la formación de una capa carbonizada de combustión deficiente en la superficie de la composición, y por el escape de calor al medio ambiente.
La presente invención tiene como objetivo resolver el problema técnico de reducir las sustancias tóxicas en los productos de combustión de una composición generadora de aerosoles (AFC por siglas del inglés de "aerosol- forming composition") para la extinción de incendios en la zona de combustión de la AFC y, por lo tanto, aguas abajo desde la boquilla de salida (orificio de descarga) del generador de aerosoles para la extinción de incendios que comprende una unidad de refrigeración, a un nivel por debajo de las concentraciones que amenazan inmediatamente la vida, mediante la modificación de los procesos de combustión actuando sobre los mecanismos de interacción de fase entre los componentes químicos tanto en la zona de reacción de oxidación del combustible así como en la zona de la unidad del refrigerante del generador de aerosoles para la extinción de incendios donde ocurren las reacciones en fase gaseosa y los procesos catalíticos.
El problema anterior se resuelve proporcionando una composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios, que comprende un nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenol formaldehído de tipo novolaca y una resina epoxi como combustible/aglutinante, un combustible adicional y un modificador de la combustión; la composición según la presente invención, que comprende, como combustible adicional, una mezcla de carbonato de sodio y un carboxilato de metal alcalino que también actúa como refrigerante, un componente tampón formador de gas y un componente regulador de vapor, y que comprende, como modificador de la combustión, una mezcla de hexacianoferrato de magnesio(II) (Mg2[Fe(CN)6]) y nitrato de cobalto(II) (Co(N03)2), con un óxido de aluminio y un óxido de cobre como aditivos promotores, en la siguiente relación de mezcla (% en peso):
combustible/aglutinante 4 -11,
combustible/refrigerante adicional 6 -12,
modificador de combustión 6- 16,
oxidante para equilibrar.
Más específicamente, la relación de mezcla (% en peso) de la presente composición es la siguiente:
combustible/aglutinante 4 -11,
carboxilato de metal alcalino 5 -11,
carbonato de sodio 1 - 3
hexacianoferrato de magnesio 1 - 5
nitrato de cobalto 1 - 5,
óxido de aluminio 1 - 3,
óxido de cobre 1 - 3,
oxidante para equilibrar.
Tal y como con el nitrato de metal alcalino, la composición comprende: nitrato de litio, o nitrato de sodio, o nitrato de potasio, preferiblemente nitrato de potasio; tal y como con el carboxilato de metal alcalino, ésta comprende, por ejemplo, fumarato de potasio, ftalato de potasio o benzoato de potasio, o una mezcla de los mismos en cualquier combinación; tal y como con la resina de fenol formaldehído de tipo novolaca dura, está comprende, por ejemplo, un SF-0112, y, tal y como con la resina epoxi, ésta comprende, por ejemplo, ED-20 ó D.E.R.-331.
El método para producir la composición de la presente invención es similar al método de etapas múltiples para producir la composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios como se describe en la patente RU2648081, excepto que se utiliza una mezcla de carbonato de sodio y un carboxilato de metal alcalino para producir la primera mezcla como un combustible adicional y, para producir la segunda mezcla, el nitrato de cobalto se mezcla con el óxido de aluminio y el hexacianoferrato de magnesio.
Se usó un disolvente, por ejemplo, etanol, acetona, acetato de etilo o una mezcla de acetona y acetato de etilo, como aditivos del proceso, y la resina epoxi se mezcló con el disolvente en una proporción de aproximadamente 10:1.
En realizaciones particulares, la resina de fenol formaldehído (PFR) y la resina epoxi (ER) se utilizaron en una proporción entre 1:1 y 1:3.
La esencia de la invención es que se logra un contenido de amoníaco reducido en la combustión AFC al incluir carbonato de sodio en el combustible secundario, a la vez que se logra una concentración de gas tóxico reducida al incluir hexacianoferrato de magnesio en el modificador de combustión, mejorando así, en comparación con la composición de la técnica anterior, el efecto modificador sobre la combustión no solo directamente en la zona de
reacción, sino también en la región donde se ubica el refrigerante del generador para la extinción de incendios. Los ensayos demostraron que, con un contenido de hexacianoferrato de magnesio de menos del 1 % en peso en la composición, la concentración de monóxido de carbono aumenta sustancialmente, por ejemplo, en más del 40 %, mientras que con una concentración de más del 5 % en peso, la concentración de amoníaco en los productos de combustión aumenta hasta un 65%. Estos datos se muestran en la tabla 1 como ejemplos 11, 12. Se logra una concentración mínima de amoníaco en los productos de combustión con un contenido de carbonato de sodio en la composición de 1 a 3 % en peso. Los contenidos más altos de carbonato de sodio degradan las características de rendimiento de las composiciones, por ejemplo, aumentan su higroscopicidad, mientras que los contenidos más bajos no permiten que se logre el resultado requerido, es decir, una concentración de amoníaco reducida.
Otro efecto beneficioso sobre las propiedades de la presente composición lo proporciona además el hecho de que la resina epoxi reacciona con la resina de fenol formaldehído de tipo novolaca durante la mezcla para producir un sistema de autocurado homogéneo que contiene un producto de enfriamiento (copolímero de bloque epoxi/novolaca) y confiere a la composición altas propiedades de resistencia térmica y a la humedad.
El resultado técnico que aporta la presente invención consiste en una velocidad de combustión más estable, menor concentración de gases tóxicos aguas abajo desde la boquilla de salida del generador de aerosoles para la extinción de incendios, menor temperatura en la zona de combustión activa y, por tanto, del aerosol, mayor resistencia térmica y propiedades de generación de gas de la composición y, por lo tanto, una mayor eficacia en la extinción de incendios y en las características de rendimiento de la composición generadora de aerosoles (AFC).
La composición generadora de aerosoles de la presente invención, si bien proporciona una toxicidad del producto de combustión sustancialmente reducida y una eficacia de extinción de incendios mejorada, presenta una alta estabilidad termodinámica y, por lo tanto, alta resistencia térmica, resistencia al impacto, resistencia a la humedad y seguridad operativa incluso en condiciones climáticas severas.
La invención se comprenderá mejor a partir de los siguientes ejemplos específicos de producción de una composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios según la presente invención.
Descripción detallada de ejemplos de realizaciones
La composición de la presente invención se produce usando:
- nitrato de litio (CAS 7790-69-4), nitrato de sodio (CAS 7631-99-4), nitrato de potasio (CAS 7757-79-1) como oxidante;
- resina de fenol formaldehído (en adelante, el 'PFR' del inglés "phenol formaldehyde resin") SF-0112 (para GOST 18694-80) o CAS 103-16-20 como combustible/aglutinante;
- resina epoxi diana tipo ED-20 (según GOST 10587-84) o D.E.R.-331 (CAS 25068-38-6) - como combustible/aglutinante;
- fumarato de potasio (CAS 7704-72-5), o ftalato de potasio (CAS 877-24-7), o benzoato de potasio (KC7 H5O2) (CAS 582-25-2), o una mezcla de los mismos en cualquier combinación, y carbonato de sodio Na2CO3 (CAS 497-19-8), como un componente adicional de combustible/tampón para generar gas e inhibidor reformador de metano de vapor;
- nitrato de cobalto(II) (Co(NO3 )2) (CAS 10026-22-9) y hexacianoferrato(II) de magnesio (CAS 38192-52 8) como modificador;
- óxido de aluminio (A^O3 ) (CAS 1344-28-1) como aditivo promotor;
- óxido de cobre (CuO) (CAS 1317-38-0) como aditivo promotor;
- acetato de etilo (CAS 141-78-6) o acetona (CAS 67-64-1), etanol (CAS 64-17-5), o se puede usar una mezcla de acetona y acetato de etilo, como aditivo de proceso, es decir, un solvente de resina epoxi. La composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios según la presente invención se produce de la siguiente manera:
Etapa 1: el nitrato de litio, el nitrato de sodio o el nitrato de potasio se mezclan en seco con carbonato de sodio y luego con benzoato de potasio, fumarato de potasio o ftalato de potasio hasta que se produce una mezcla homogénea (primera mezcla);
Etapa 2: por separado, el nitrato de cobalto Co(NO3 )2 se mezcla en seco con óxido de aluminio Ah O3 y con
hexacianoferrato de magnesio hasta obtener una mezcla de color uniforme (segunda mezcla);
Etapa 3: se mezclan las resinas epoxi y fenol formaldehído y se les agrega un solvente hasta obtener una masa homogénea (tercera mezcla);
Etapa 4: las masas producidas en las etapas 1, 2, 3 se mezclan entre sí y, simultáneamente, con óxido de cobre;
Etapa 5: la masa producida en la etapa 4 se seca a una temperatura que provoque la copolimerización de la resina epoxi con la resina de fenol formaldehído y la eliminación del solvente residual para producir, tras el autocurado del sistema, un producto de enfriamiento por oligomerización (una resina epoxi /copolímero de bloques de novolaca) que es la composición de la presente invención.
Para usar la composición de la presente invención en generador de aerosoles para la extinción de incendios (un generador para la extinción de incendios), se crean gránulos a partir de la masa así producida, que luego se transforman en gránulos de tal forma, densidad y tamaño que se adapten a la termodinámica, a los parámetros intrabalísticos y dinámicos de gas del generador de aerosoles para la extinción de incendios en el que se cargarán, así como a los requisitos técnicos para el uso de ese generador. Esto último se debe a que la forma del gránulo (por ejemplo, redonda, romboidal, estrellada, etc.) determina el área superficial total de la composición generadora de aerosoles, que junto con su composición química, la densidad del gránulo y el diseño del generador parámetros, determine, de acuerdo con la ley de combustión, la tasa de descomposición térmica de la composición y, por lo tanto, la descarga de gas, la presión del rociado del aerosol, la temperatura y la tasa de salida del rociado de aerosol del generador, lo que influye en las capacidades de extinción de incendios del generador.
En vista de lo anterior, en la etapa 6, los gránulos se forman a partir de la masa producida en la etapa 5, por ejemplo, pasando la masa a través de un tamiz con un tamaño de abertura predeterminado, por ejemplo, de 0,5 a 4,0 mm.
En la etapa 7, los productos se forman, por ejemplo, comprimiendo los gránulos en gránulos de forma, densidad y resistencia predeterminadas de las que dependen las características de rendimiento requeridas del generador para la extinción de incendios en cuestión y los parámetros dinámicos térmicos y de gas en su cámara de combustión. Ejemplo 1. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 72 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 2 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 10 g de benzoato de potasio, 3 g de nitrato de cobalto(II), 2 g de óxido de aluminio, 4 g de hexacianoferrato de magnesio, 1 g de óxido de cobre, 0,4 g de acetato de etilo.
Estos componentes en las cantidades indicadas se mezclaron por etapas de la siguiente manera: Primero (etapa 1), se mezclaron en seco nitrato de potasio, carbonato de sodio y benzoato de potasio hasta obtener una mezcla homogénea (la primera mezcla). A continuación (etapa 2), se mezcló en seco nitrato de cobalto con óxido de aluminio y hexacianoferrato de magnesio hasta obtener una mezcla homogénea (la segunda mezcla). Posteriormente (etapa 3), las resinas epoxi y fenol formaldehído se mezclaron con un solvente hasta obtener una masa homogénea (la tercera mezcla). Luego (etapa 4), las masas producidas en las etapas 1, 2 y 3 se mezclaron entre sí y, simultáneamente, con óxido de cobre. La masa producida en la etapa 4 se secó (etapa 5) a 70 °C para provocar la copolimerización de la mezcla y eliminar el solvente residual. Como resultado, se produjo una masa con un peso de 100 g. Para mejorar las propiedades del proceso (por ejemplo, fluidez) de la composición, se formaron gránulos (etapa 6) a partir de la masa producida en la etapa 5, por ejemplo, pasando la masa a través de un tamiz con un tamaño de abertura predeterminado, específicamente, 1,0 mm, a partir de los cuales (etapa 7) se formaron gránulos, en concreto, comprimiéndolos mediante una prensa a una presión unitaria de 900 kg/cm2.
Los productos de combustión de la composición generadora de aerosoles de la presente invención se comprobaron para medir el contenido de gases tóxicos, como óxido de carbono CO y amoníaco NH3, en generadores para la extinción de incendios FP-100S (http://www.firepro.hu/en/products/small-to-medium-units/fp-100s, Certificado Ruso de Conformidad Número C-CY nB 04.B.0260). El diseño del generador permite usar un producto generador de aerosoles en una cantidad de aproximadamente 100 g y proporciona una unidad de refrigerante cargada con un refrigerante que comprende elementos en forma de esfera de 5 a 7 mm de diámetro hechos de óxido de aluminio CB-6 (fabricado por Zibo Zhengsen Chemical Co., Ltd) en una cantidad de aproximadamente 125 g.
Las pruebas se realizaron en una instalación de pruebas, en una cámara con un volumen aproximado de 1 m3. Las concentraciones de gas tóxico se midieron usando un detector de gas del sistema de medición de tubos Drager, una bomba Accuro, tubos de detección 0,3% B (CH 29901) para dióxido de carbono y 5/a (CH 20501) para amoníaco. Las concentraciones de dióxido de carbono y amoníaco se analizaron más a fondo utilizando un detector Drager X-am 7000 con sensores CATEX (catalíticos) y sensores EC (electroquímicos).
Las propiedades físicas y mecánicas de las composiciones fueron analizadas con metodología estándar: resistencia
térmica según la norma EN 60068-2, higroscopicidad según la norma MIL-STD-286C (método 503.1.3), dureza según la norma EN ISO 2039-1.
Las concentraciones de gas tóxico obtenidas se muestran en la tabla 1 con el número 1. Las propiedades físicas y mecánicas comparativas de la composición según el ejemplo 1 se muestran en la tabla 2.
Ejemplo 2. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 70 g de nitrato de potasio, 3 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 5 g de resina de diano ED-20, 8 g de fumarato de potasio (CAS 582-25-2), 2 g de nitrato de cobalto(II), 3 g de óxido de aluminio, 1 g de óxido de cobre, 5 g de hexacianoferrato de magnesio, 0,5 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y fumarato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. Las concentraciones de gas tóxico tras la combustión de la composición reivindicada se examinaron tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 2.
Ejemplo 3. Se produjo un producto generador de aerosoles compuesto de acuerdo con la presente invención utilizando 73 g de nitrato de potasio, 3 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 5 g de resina de diano ED-20, 8 g de ftalato de potasio, 1 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 3 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de óxido de cobre, 0,5 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y ftalato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. Las concentraciones de gas tóxico tras la combustión de la composición reivindicada se examinaron tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 3.
Ejemplo 4. Se produjo un producto generador de aerosoles compuesto de acuerdo con la presente invención usando 68 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 4 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 7 g de resina de diano ED-20, 10 g de benzoato de potasio, 4 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 1 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de óxido de cobre, 0,7 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y benzoato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición producida se analizó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 4.
Ejemplo 5. Se produjo un producto generador de aerosoles compuesto de acuerdo con la presente invención utilizando 75 g de nitrato de potasio, 1 g de carbonato de sodio, 4 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 8 g de benzoato de potasio, 3 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 2 g de hexacianoferrato de magnesio, 1 g de óxido de cobre, 0,4 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1, excepto en la etapa 1, en la que se mezcló nitrato de potasio con carbonato de sodio y benzoato de potasio. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se analizó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 5.
Ejemplo 6. Para probar las propiedades físicas y mecánicas de una composición de la técnica anterior, se produjo una composición de acuerdo con lo descrito en el ejemplo 1 según la invención de la patente RF 2468081 (la "composición según del estado de la técnica anterior"), que comprendía 72 g de nitrato de potasio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20, 12 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio y 2 g de óxido de cobre.
Esta se produjo utilizando 72 g de nitrato de potasio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano e D-20, 12 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio, 2 g de óxido de cobre; 4 g de acetato de etilo y 0,4 g de trietilentetramina (TETA).
Los componentes en tales cantidades se mezclaron por etapas íntegramente de acuerdo con la técnica descrita en el ejemplo 1 de la patente RU 2468081 según la descripción de la patente de invención.
Las propiedades físicas y mecánicas de la composición anterior, al igual que las de la composición reivindicada del ejemplo 1, se analizaron según la metodología estandarizada: resistencia térmica según EN 60068-2, higroscopicidad según la norma MIL-STD-286C (Método 503.1.3), dureza según la norma EN ISO 2039-1
Las propiedades físicas y mecánicas comparativas de la composición según el ejemplo 6 se muestran en la tabla 2. Además, la tabla 1 proporciona, con el número 6, los resultados relacionados con la composición de la técnica anterior (patente RU2468081) en términos del contenido de gas tóxico tras la combustión del AFC de la técnica anterior, tal y como se indica con el número 71 en una de las tablas de la patente RU2468081, y los correspondientes a la composición descrita en el ejemplo 1 de la invención de dicha patente (composición del estado de la técnica anterior) y que contienen 72 g de nitrato de potasio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g
de resina de diano ED-20, 12 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 2 g de óxido de aluminio y 2 g de óxido de cobre.
Ejemplo 7. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención utilizando 74 g de nitrato de potasio, 1 g de carbonato de sodio, 2 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 4 g de resina de diano ED-20,
11 g de benzoato de potasio, 2,5 g de nitrato de cobalto(II), 1 g de óxido de aluminio, 1,5 g de óxido de cobre, 3 g de hexacianoferrato de magnesio, 0,4 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla
1 con el número 7.
Ejemplo 8. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 75 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 5 g de resina de diano ED-20, 9 g de benzoato de potasio, 2 g de nitrato de cobalto(II), 1 g de óxido de aluminio, 1 g de óxido de cobre, 2 hexacianoferrato de magnesio, 0,4 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe e ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición de acuerdo con este ejemplo se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 8
Ejemplo 9. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención usando 70 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 2 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 2 g de resina de diano ED-20, 8 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 5 g hexacianoferrato de magnesio, 0,2 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe e ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición según el ejemplo 9 se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 9.
La tabla 2 proporciona ciertas propiedades físicas y mecánicas de la composición producida de acuerdo con el ejemplo 9, que son habituales en la composición reivindicada. A modo de comparación, también se proporcionan las propiedades físicas y mecánicas de la composición de la técnica anterior (ejemplo 6). Los métodos de medición se muestran en el ejemplo 1.
Ejemplo 10. Se produjo una composición generadora de aerosoles de la presente invención utilizando 73 g de nitrato de potasio, 2 g de carbonato de sodio, 4 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 7 g de resina de diano
ED-20, 5 g de benzoato de potasio, 5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 4 g de hexacianoferrato de magnesio, 0,7 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1. Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla
1 con el número 10.
Ejemplo 11. Se produjo una composición generadora de aerosoles utilizando 75 g de nitrato de potasio, 8 g de benzoato de potasio, 0,5 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 1 g de resina de diano ED- 20, 4,5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 0,1 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1.
Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 11.
Ejemplo 12. Se produjo una composición generadora de aerosoles usando 70 g de nitrato de potasio, 7 g de benzoato de potasio, 6 g de hexacianoferrato de magnesio, 2 g de carbonato de sodio, 3 g de resina de fenol formaldehído SF-0112, 1 g de resina de diano ED- 20, 5 g de nitrato de cobalto (II), 3 g de óxido de aluminio, 3 g de óxido de cobre, 0,1 g de acetato de etilo. La composición se preparó tal y como se describe en el ejemplo 1.
Finalmente, se produjo una masa con un peso de 100 g. El contenido de gas tóxico tras la combustión de la composición se examinó tal y como se describe en el ejemplo 1. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 1 con el número 12.
Aplicación industrial
Las realizaciones de ejemplo específicas proporcionadas demuestran que la presente invención puede llevarse a cabo y puede proporcionar el resultado indicado, es decir, reducir, en más de dos veces en comparación con la composición de la técnica anterior, el contenido de amoníaco y óxido de carbono en los productos de combustión de la composición generadora de aerosoles. en el ambiente aguas abajo desde la boquilla de salida (orificio de descarga) del generador para la extinción de incendios.
De acuerdo con la presente invención, los inventores logran la reducción eficiente de la concentración de gases tóxicos combinando nitrato de cobalto (II) con hexacianoferrato de magnesio y aditivos promotores, es decir, óxido
de aluminio y óxido de cobre, mejorando así su efecto modificador en los procesos de combustión no solo directamente en la zona de reacción, sino también en la región donde se ubica el refrigerante del generador de aerosoles para la extinción de incendios y, como resultado, promover los procesos de oxidación directa y conversión de óxido de carbono a dióxido.
La composición de la presente invención que comprende una nueva composición modificadora de la combustión, una nueva composición de combustible secundario que también actúa como refrigerante y un componente generador de gas tampón, un combustible/aglutinante modificado con características de un copolímero en bloque, al tiempo que proporciona una toxicidad del producto de combustión reducida y mayor eficiencia de extinción de incendios, presenta una alta estabilidad termodinámica y, por lo tanto, alta resistencia térmica, resistencia al impacto, resistencia a la humedad y seguridad operativa incluso en condiciones climáticas severas.
Tabla 1. Resultados de las mediciones de concentración de gases tóxicos en productos de combustión de composición generadora de aerosoles
Tabla 2. Propiedades físicas y mecánicas comparativas de composiciones generadoras de aerosoles
Claims (4)
1. Composición generadora de aerosoles para la extinción de incendios, que comprende un nitrato de metal alcalino como oxidante, una resina de fenol formaldehído de tipo novolaca y una resina epoxi como combustible/aglutinante, un combustible adicional y un modificador de la combustión. caracterizada por que comprende, como combustible adicional, una mezcla de carbonato de sodio y un carboxilato de metal alcalino que también actúa como refrigerante, un componente tampón generador de gas y un componente regulador de vapor, y que comprende, como modificador de la combustión, una mezcla de magnesio hexacianoferrato (II) (Mg2[Fe(CN)6]) y nitrato de cobalto(II) (Co(NO3 )2 ), con un óxido de aluminio y un óxido de cobre como aditivos promotores, en la siguiente proporción % peso en la mezcla en :
combustible/aglutinante 4 -11,
combustible adicional 6 -12,
modificador de combustión 6 -16,
oxidante para equilibrar.
2. La composición generadora de aerosoles de la reivindicación 1, caracterizada por que comprende componentes en la siguiente proporción de % en peso:
combustible/aglutinante 4 -11,
carboxilato de metal alcalino 5 -11,
carbonato de sodio 1 - 3,
hexacianoferrato de magnesio 1 - 5,
nitrato de cobalto 1 - 5,
óxido de aluminio 1 - 3,
óxido de cobre 1 - 3,
oxidante para equilibrar.
3. La composición generadora de aerosoles de la reivindicación 1, caracterizada por que comprende, como nitrato de metal alcalino, nitrato de litio o nitrato de sodio, o nitrato de potasio, preferiblemente nitrato de potasio.
4. La composición generadora de aerosoles de la reivindicación 1, caracterizada por que comprende, como carboxilato de metal alcalino, fumarato de potasio, o ftalato de potasio, o benzoato de potasio, o una mezcla de los mismos en cualquier combinación.
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