DE19634006A1 - Aerosolbildendes Mittel zum Löschen von Bränden und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Brandlöschtechnik, insbesondere die Vorbeugung und das Löschen von Bränden in geschlossenen Räu­ men. Heutzutage beruht das Raumlöschen auf der Bildung eines Systems in dem zu schützenden Raum, das das Brennen nicht un­ terstützt. Als brandlöschende Mittel werden inerte Lösungsmit­ tel verwendet (Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, Wasserdampf), flüchtige Inhibitoren-Halogenhaltige Mittel, brandlöschende Pulver (A.N. Baratov, E.M. Ivanov, "Löschen von Bränden in der chemischen und erdölverarbeitenden Industrie", Moskau, Chemie, 1979).

Die bekannten Verfahren zum Raum-Feuerlöschen erlauben nicht ihre Anwendung zum Löschen von Alkali- und Erdalkalimetallen, einigen Metallhydriden und Verbindungen, die in ihren Molekü­ len Sauerstoff enthalten.

Bei der Entwicklung von Systemen zum Raum-Löschen gibt es be­ grenzte Möglichkeiten wegen der Ausmaße der zu schützenden Gebäude (bei sehr großen Ausmaßen der Gebäude kann man nur sehr schwer die Bereitstellung der notwendigen Menge Gas in der zulässigen Zeit gewährleisten), wobei man eine mögliche Verletzung anwesender Personen in Betracht ziehen muß durch Ersticken (es sind deshalb Signalanlagen notwendig, die den Einsatz des Löschvorganges anzeigen).

Das Löschen mit halogenhaltigen Verbindungen besitzt eben­ falls eine Reihe von Nachteilen. Diese Mittel können toxisch auf den Menschen wirken, da sie beim Brandlöschen Produkte ihrer thermischen Zersetzung von großer Korrosionswirkung bil­ den. Außerdem werden besonders brandgefährliche Räume übli­ cherweise mit gewaltigen Systemen der Raum-Feuerlöschung ge­ schützt, in denen Halogenkohlenwasserstoffe eingesetzt werden. Aufgrund der internationalen Maßnahmen zum Schutze der Ozon­ schicht entsprechend dem Montrealer Protokoll (1987) ist die Verminderung der Benutzung der erwähnten Fluorkohlenwasser­ stoffe notwendig, und zwar bis 1995 zur Hälfte und bis 2000 ein absolutes Anwendungsverbot, da diese Stoffe ein hohes ozonzerstörendes Potential besitzen.

Bekannt sind Systeme zum Raum-Feuerlöschen, indem halogenhal­ tige Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden (beispielsweise GPB 2020971; MKI A62C 37/00, NKI A5A, 1979). Ein Nachteil derarti­ ger Systeme ist ihre schädliche Wirkung auf die Umwelt. Außer­ dem besitzen derartige Systeme ausreichend schlechte Raummaß­ eigenschaften, was ihre Leistungsfähigkeit beim Löschen von Bränden in Beförderungsmitteln, z. B. im Flugzeugwesen, beein­ trächtigt.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Feuerlöschungsmit­ tels bekannt, in dem beim Abbrennen einer Ladung einer pyro­ technischen Masse sich ein Gemisch von festen Teilchen und inerten Gasen bildet (PCT 92/00071). Die hohe Temperatur der Verbrennungsprodukte führt jedoch zur Erhöhung der mittleren Raumtemperatur im Raum, was zur schädlichen Einwirkung auf Lebewesen führt; außerdem entstehen beim Verbrennen der pyro­ technischen festen Brennstoffe neben den gasförmigen Aerosol-Produkten mit Löschwirkung auch gasartige Produkte der unvoll­ ständigen Verbrennung der organischen Komponenten (CO, NH₃, H₂, CHx und NOx), was zur Verschmutzung der Umwelt durch diese Produkte führt.

Das erfindungsgemäße Mittel löst die Aufgabe der Zurverfü­ gungstellung ökologisch reiner Mittel zur Raum-Feuerlöschung.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man als Nitrat eines Alkalimetalles Kaliumnitrat mit einer spezifischen Oberflä­ che der Teilchen von nicht weniger als 1500 cm²/g nimmt, und das als brennbares Bindemittel Phenolformaldehydharz in Form einer Lacklösung enthält, als Gasaerosolbildner Dicyandiamid mit einem mittleren Durchschnitt der Teilchen von nicht mehr als 15 µm und zusätzlich Kaliumbicarbonat (KHCO₃) oder Kaliumben­ zoat (C₇H₅O₂K) oder Kaliumhexacyanoferrat K₃[(FeCN)₆] mit einer spezifischen Teilchenoberfläche des kaliumhaltigen Stoffes von nicht weniger als 500 cm²/g.

Das erfindungsgemäße Mittel enthält (in Masse-%):

Kaliumnitrat
67-72
Dicyandiamid	9-16
Phenolformaldehyharz als Lack (berechnet als Festkörper)	8-12
Kaliumbenzoat oder -bicarbonat Kaliumhexacyanoferrat	4-12

Die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe wird auch durch das Ver­ fahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Mittels gelöst, das die Bereitstellung einer Bindemittellösung, das Mischen der Bestandteile, das Durchpressen, das Granulieren und Trock­ nen umfaßt, wobei zur Herstellung der Bindemittellösung man eine Mischung von Ethylalkohol mit Aceton im Verhältnis 30-50 : 70-50 nimmt, das Mischen der pulverförmigen Bestandteile mit der Bindemittellösung durchführt, die Zugabe der Lösung mit mindestens zwei gleichen Portionen durchführt bis zur gle­ ichmäßigen Verteilung aller Bestandteile in der ganzen Masse, d. h. bis zum Erhalt einer gleichförmigen Masse und ihres "Le­ bens", das Granulieren der Mischung gleichzeitig mit ihrer Trocknung bei Temperaturen von 40-70°C durchführt bis zu einem Gehalt von Dampf und flüchtigen Bestandteilen von mehr als 1%, und der Erzielung einer ausreichenden Fließfähigkeit des gra­ nulierten Mittels beim räumlichen Dosieren.

Das Verhältnis und die Dispersität der Bestandteile sowie das Verfahren zur Herstellung des Mittels gewährleisten eine schnelle und vollständigere Verbrennung des Mittels und eine größere Menge an hochdispersen Teilchen und inerten Gasen (CO₂, N₂, und H₂O als Dampf) im Aerosol, was wiederum die Löschlei­ stung des Mittels gewährleistet und ein verträgliches toxi­ sches Niveau auf den Menschen bei Feuerlöschkonstellationen ermöglicht.

Die Anwendung von hochdispersen Ausgangsprodukten der pulver­ bildenden Komponenten (Kaliumnitrat, Dicyandiamid, Kaliumben­ zoat, Kaliumbicarbonat, Kaliumhexacyanoferrat) und die des Phenolformaldehydharzes als Lacklösung in Ethylalkohol/Aceton­ gemisch sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Mittels ermöglichen den Erhalt einer Fertigmischung mit den notwendigen technologischen - und Verbrauchseigenschaften und die Verminderung der Dauer des technologischen Zyklus und der Gefährlichkeit der Herstellung (es wird die Notwendigkeit von gefährlichen Operationen verhindert, wie das Umwälzen).

Das erfindungsgemäße Mittel kann in pyrotechnischen Standard­ anlagen hergestellt werden.

In der nachfolgenden Tabelle sind Rezepturen der Verwendung des erfindungsgemäßen Mittels in Modellversuchen im Vergleich zu einem bekannten Mittel sowie die wichtigsten Parameter die­ ser beiden Mittel angeführt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Mittel in allen angeführten Parametern das bekannte übertrifft.

Beispiel 1

Sehr gute Ergebnisse bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels und des Verfahrens zu seiner Herstellung erhält man bei der Variante, wenn man das folgende Rezept (in Masse-%) einsetzt.

Kaliumnitrat mit einer spezifischen Teilchenoberfläche von 2000 cm²/g
70
Dicyanamid mit einem mittleren Querschnitt der Teilchen von 12 µm	12
Phenolformaldehyd als 50%ige Lösung in einem Gemisch von Ethylalkohol und Aceton im Verhältnis von 50 : 50 (berechnet als Festkörper)	11
Kaliumbenzoat mit einer spezifischen Teilchenoberfläche von 600 cm²/g	7

Die vorgemahlenen pulverförmigen Bestandteile (Kaliumnitrat, Dicyandiamid, Kaliumbenzoat) werden in einen Mischer einge­ füllt und 10 Minuten gemischt. Dann wird eine Phenolformalde­ hydharzlösung in drei gleichen Portionen zugegeben. Dabei mischt man den Inhalt des Mischers jeweils nach der Zugabe der entsprechenden Portion des Formaldehydharzes 5 Minuten. Das Mischen erfolgt bei einer Temperatur von 40°C, bei geöffnetem Deckel. Das so erhaltene Gemisch wird aus dem Mischer entleert und durch ein Sieb in einen Granulator eingebracht unter fort­ währender Begasung mit heißer Luft bei einer Temperatur von 40°C. Das vorgetrocknete Granulat wird in Bänder in 2-3 cm dicken Schichten aufgelegt und zur zusätzlichen Entfernung von Feuchtigkeit und flüchtigen Bestandteilen bis zu 1% gehalten. Die Gesamtzeit von Mischen und Granulieren beträgt ungefähr 1 Stunde.

Die so erhaltene Mischung kann noch weiter getrocknet werden in gepreßtem Zustand, wenn der Gehalt an Feuchtigkeit und flüchtigen Bestandteilen die 1% übersteigt.

Die erfindungsgemäße pyrotechnische, Aerosol-bildende Mischung und das Verfahren zu ihrer Herstellung erlauben es, Aerosol-Feuerlöschgeneratoren damit zu beschicken und mit ihrer Hilfe eine wirksame Raumlöschung vorzunehmen. Beim Brand von gasför­ migen, flüssigen und festen brennbaren Stoffen in stationären Räumen, in Eisenbahn- und Automobiltransporten, auf Hochsee- und Flußschiffen, in Flugzeugen, darunter auch in durchblas­ baren Aggregaten beispielsweise bei Flugzeugmotoren ebenso wie bei der Feststellung von Bränden und der Verhinderung des Überganges eines Brandes von Spezialherstellern zur Explosion in Lagerräumen und in brand- und explosionsgefährdeten Produk­ tionsstätten.

Claims (3)

1. Pyrotechnisches, Aerosol-bildendes Mittel zum Löschen von Bränden in geschlossenen Räumen, enthaltend ein Nitrat eines Alkalimetalles, ein organisches brennbares Bin­ demittel und einen Aerosolgasbildner, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es als Alkalinitrat, Kaliumnitrat mit einer spezifischen Oberfläche von nicht we­ niger als 1500 cm²/g, als brennbares Bindemittel Phenol­ formaldehydharz mit einem mittleren Teilchendurchmesser von nicht mehr als 100 µm und als Aerosolgasbildner Di­ cyandiamid mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 15 µm enthält, bei folgendem Verhältnis der Bestandteile in Masse-%: Kaliumnitrat 67-72 Phenolformaldehydharz 8-12 Dicyandiamid Rest

2. Pyrotechnisches Aerosol-bildendes Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Aerosolgasbildner zu­ sätzlich Kaliumbicarbonat und/oder Kaliumbenzoat und/oder Kaliumhexacyanoferrat in einer Menge von 4-12 Gew.-% mit einer spezifischen Teilchenoberfläche von nicht weniger als 500 cm²/g enthält.

3. Verfahren zur Herstellung des pyrotechnischen Aerosolgas­ mittels nach einem der Ansprüche 1 oder 2 durch Herstel­ lung einer Lösung des Bindemittels, Vermischen der Be­ standteile, Absieben, Granulieren und Trocknen, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bindemittellösung eine Mi­ schung von Ethylalkohol mit Aceton in einem Verhältnis von 30-50 : 70-50 verwendet und die pulverförmigen Bestand­ teile mit der Bindemittellösung mischt durch Zugabe der Lösung in mindestens zwei gleichen Portionen bis zum Er­ halt einer Masse, in der alle Bestandteile gleichmäßig verteilt sind, Granulieren der Mischung gleichzeitig mit der Trocknung bei Temperaturen von 20-70°C bis zu einem Gehalt an Feuchtigkeit und flüchtigen Bestandteilen von nicht mehr als 1%, und Erzeugung einer ausreichenden Fließfähigkeit des granulierten Mittels bei seiner Dosie­ rung.