ES2318025T3 - Agente supresor de llama, sistema y usos. - Google Patents
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Abstract
Un agente para la supresión de llama que comprende: partículas acuosas encapsuladas en un polímero retardante a la llama.
Description
Agente supresor de llama, sistema y usos.
La invención aquí descrita fue realizada por un
empleado del gobierno federal de los Estados Unidos de América y
puede ser manufacturada y utilizada por el gobierno de los Estados
Unidos de América para propósitos gubernamentales sin que medie el
pago de ningún tipo de regalías por derechos de autor.
Esta solicitud reivindica prioridad sobre la
solicitud de patente provisional de los Estados Unidos de América
Nº de serie 60/293.918, archivada el 25 de mayo de 2001 y titulada
"Non-Toxic Environmentally Safe Halon
Replacement" (Sustitución de halón no tóxico que no presenta
riesgos para el medio ambiente) que se asigna e incorpora como
referencia en la presente.
La presente invención se refiere a un agente
extintor de incendios, o supresor de llama.
Es bien conocido que el agua suprime o
"apaga" de forma eficaz una llama al bajar la temperatura de la
misma y reducir la concentración de oxígeno disponible para el
proceso de combustión. Por ejemplo, las nebulizaciones de agua
(water mists) han logrado éxito recientemente como agente
supresor de fuego. La temperatura de la llama decrece porque el
elevado calor latente de vaporización del agua absorbe la energía de
la llama a medida que el agua se evapora. La concentración de
oxígeno disminuye porque las partículas de agua desplazan al
oxígeno conforme se evaporan.
Uno de los inconvenientes al utilizar
nebulizaciones de agua es la dificultad de producir tales
nebulizaciones en zonas cerradas, y el hecho de que el agua se
puede evaporar antes de alcanzar la base de la llama. Se han usado
halones para superar este tipo de problemas; pero éstos contribuyen
al calentamiento global del planeta y a la destrucción de la capa
de ozono. Además, la producción de halones está actualmente
prohibida por acuerdo internacional. Los sustitutos convencionales
de halones han resultado ineficaces o pueden contribuir al
calentamiento global y/o a la destrucción de la capa de ozono.
Actualmente, existe la necesidad de un sistema
de gotas hídricas que pueda administrar de forma eficaz partículas
de agua a la llama, extraer energía suficiente de la misma mediante
la evaporación de las partículas de agua, desplazar el oxígeno con
el agua vaporizada e inhibir la reacción de propagación de las
llamas.
Cuando se prohibió la producción de halones a
comienzos de los años noventa, debido a su fuerte efecto sobre la
destrucción de la capa de ozono y el calentamiento global, se
intensificaron los esfuerzos para encontrar agentes sustitutos
apropiados. Puesto que el agente debía adaptarse al uso en interior,
era necesario encontrar agentes que no fueran tóxicos. Además, dada
la necesidad de suprimir fuegos que pudieran poner en peligro, e
incluso envolver, componentes electrónicos, era necesario que las
sustancias fuesen de naturaleza gaseosa o líquida con un grado
reducido de residuos.
Después de considerar una variedad de
materiales, se llegó a la conclusión de que la nebulización con
pequeñas partículas de agua (entre 10 -100 \mu de tamaño) reunía
muchos de los requisitos necesarios para crear un agente para la
supresión de llama con posibilidades de éxito. Por ejemplo, algunas
de las ventajas derivadas de la naturaleza química del agua
son:
- 1.
- La evaporación del agua produce vapor de agua que actúa como un gas inerte para reducir la concentración de oxígeno.
- 2.
- El agua no es tóxica.
- 3.
- El agua no contribuye a la destrucción de la capa de ozono.
- 4.
- La vaporización del agua es muy endotérmica debido a la gran entalpía de vaporización, que reduce la temperatura de la llama.
- 5.
- El agua no contribuye al calentamiento global.
Sin embargo, las partículas de agua presentan
varios problemas que deben superarse antes de poder utilizarlas en
la supresión de llama. Entre estos problemas cabe destacar:
- 1.
- El agua se congela por debajo de los 0ºC.
- 2.
- Es difícil distribuir partículas de agua de tamaño reducido.
- 3.
- Es muy difícil producir partículas monodispersas.
- 4.
- Resulta difícil proyectar nebulización de agua (water mist) hacia un fuego.
- 5.
- Una porción importante de las partículas de agua se evaporan antes de alcanzar la llama.
Como se hará evidente a continuación, la
presente invención ofrece un modo de lograr los beneficios derivados
del uso de partículas de agua de tamaño reducido, o de partículas
que contengan agua, para retardar y suprimir una llama, al tiempo
que supera los problemas conocidos y asociados con el uso de tales
partículas de agua.
Las partículas acuosas encapsuladas en un
polímero retardante a la llama son útiles para suprimir la
combustión. Tras la exposición a una llama o a calor excesivo, las
partículas acuosas encapsuladas se rompen y vaporizan, eliminando
el calor y desplazando al oxígeno para así retrasar el proceso de
combustión. El polímero encapsulante, mediante descomposición,
puede agregar más radicales libres al área de combustión, por lo que
retrasa aún más el proceso de combustión. Las partículas acuosas
encapsuladas pueden usarse como sustituto de los sistemas de
supresión de llama basados en halones, nebulización de agua y polvo
químico seco.
Según una realización, la invención proporciona
un agente para la supresión de llama que comprende:
partículas acuosas encapsuladas en un polímero
retardante a la llama.
Según una segunda realización se proporciona un
método de supresión de llama que comprende:
la aplicación a la llama de partículas acuosas
encapsuladas, habiéndose formado dichas partículas acuosas
encapsuladas en polímero mediante partículas acuosas encapsuladas en
un polímero retardante a la llama.
Según una tercera realización de la invención se
proporciona un sistema de supresión de llama que comprende:
un recipiente que contiene partículas acuosas
encapsuladas; y
un dispensador para dispensar partículas acuosas
encapsuladas desde el recipiente, según demanda, y en el que dichas
gotas están encapsuladas en polímero retardante a la llama.
La invención además incluye métodos y aparatos
de diverso alcance.
Las figuras 1A-1C son
representaciones de las etapas del procedimiento de encapsulación de
las partículas acuosas mediante secado por
in-liquid, o emulsión compleja, técnica para
uso con realizaciones de la invención.
La figura 2 es un diagrama de flujo de la
encapsulación de partículas acuosas mediante una técnica de
solubilidad selectiva del polímero para uso con realizaciones de la
invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo de una
técnica de encapsulación mediante polimeración interfacial para la
encapsulación de partículas acuosas para uso con realizaciones de la
invención.
La figura 4 es un diagrama simplificado de un
sistema de supresión de llama en conformidad con una realización de
la invención.
Las siguientes realizaciones de la presente
invención se describen en suficiente detalle como para permitir a
los expertos en este campo poner en práctica la invención, y se
entiende que pueden utilizarse otras realizaciones y que se pueden
realizar cambios sin abandonar el ámbito de la presente invención.
La siguiente descripción detallada no debe, por consiguiente,
tomarse en un sentido restrictivo y el ámbito de la presente
invención se define sólo por las reivindicaciones anexas y
equivalentes de la misma.
La presente invención se refiere a un sistema de
supresión de llama que utiliza partículas acuosas de pequeño tamaño
encapsuladas en un polímero retardante a la llama. La
microencapsulación sirve para estabilizar las partículas acuosas e
impedir su evaporación prematura. Para realizaciones que utilizan un
polímero halogenado para la encapsulación, la descomposición de las
partículas acuosas encapsuladas dará lugar a radicales libres, cuya
función es inhibir aún más la propagación de la llama. El sistema de
microencapsulado acuoso para la supresión de llama puede utilizarse
para reemplazar a los agentes actuales en extintores de incendios
basados en halones, nebulización de agua y polvo químico seco.
EP-A-0775736
describe un agente retardante a la llama, microencapsulado con una
resina de melanina-formaldehído. JP48035694B
describe una composición de resina, rellenos inorgánicos y
microcápsulas que contienen agua.
US-A-4612239 describe una
composición retardante a la llama que comprende bicarbonato sódico
microencapsulada en silicato de sodio.
US-A-5629382 describe una
composición polimérica autoextinguible que comprende polifosfato de
amoniaco microencapsulado.
La aplicación comercial de las técnicas de
microencapsulación se inició en 1940 con el desarrollo del primer
papel de copia sin carbón por Barrett Green (American Chemical
Society Symposium on Microencapsulation Processes and
Applications, celebrado en Chicago, Agosto 1973, Jan E.
Vandegaer, Ed., Plenum Press, NY y Londres, pág. 3.), y para 1959,
con el desarrollo de nuevos métodos y aplicaciones comerciales, este
campo experimentó un crecimiento explosivo. Las técnicas de
microencapsulación son por lo tanto bien conocidas y muchas son
adecuadas para la encapsulación de partículas acuosas. Como ejemplo,
una revisión de los métodos de microencapsulación realizada por
Thies (Microencapsulation, Kirk-Othmer,
Encyclopedia of Chemical Technology, págs. 628-651,
Vol. 16, 4th Ed, John Wiley & Sons, New York) revela varias
técnicas que son apropiadas para uso con la invención:
- 1.
- Coacervación compleja
- 2.
- Incompatibilidad polimérica
- 3.
- Polimerización interfacial en interfases líquido-líquido
- 4.
- Polimerización in situ
- 5.
- Evaporación de disolvente o secado in-liquid
- 6.
- Solubilidad selectiva del polímero
- 7.
- Extrusión por boquilla sumergida (submerged nozzle)
- 8.
- Atomización
- 9.
- Lecho fluido
- 10.
- Extrusión centrífuga
- 11.
- Extrusión o spray en un baño de desolvación
- 12.
- Separación por suspensión rotacional
\vskip1.000000\baselineskip
Se ofrecen aquí varios ejemplos para la
fabricación de partículas acuosas encapsuladas en conformidad con
la invención. Sin embargo, la invención no está limitada a una
técnica de microencapsulación específica.
Las figuras 1A -1C son representaciones de las
etapas del procedimiento para la encapsulación de partículas
acuosas mediante secado in-liquid, o emulsión
compleja, técnica para uso con realizaciones de la invención. En
general, una fase acuosa 115 se dispersa en una fase orgánica
hidrófoba 110, como se muestra en la Figura 1A para producir una
emulsión de agua-en-aceite.
Para una realización, la fase acuosa 115 es
esencialmente agua. Para otra realización, la fase acuosa 115
contiene un agente de gelificación además de agua. Para otra
realización, la fase acuosa 115 contiene además un agente
surfactante para ayudar en la formación de las partículas. La fase
acuosa 115 puede contener además otros componentes que no afecten
materialmente a las propiedades básicas y nuevas de los agentes para
la supresión de llama descritos aquí. La fase orgánica 110 contiene
el encapsulante en solución.
Los encapsulantes para uso con la invención son
polímeros retardantes del fuego. Ejemplos de algunos polímeros
retardantes del fuego son los polímeros halogenados y, más
específicamente, los polímeros brominados. Para una realización, el
polímero brominado es un polímero bromoestireno, como el poli
(4-bromoestireno). Sin embargo, se pueden utilizar
otros polímeros con propiedades retardantes del fuego. En general,
el polímero retardante del fuego debe autoextinguirse tras la
eliminación de la fuente de calor. Para una realización, la fase
orgánica 110 contiene poli (4-bromoestireno)
disuelto en cloruro de metileno.
En la figura 1B, se agrega una segunda fase
acuosa 120 a la emulsión, de modo que se genera una emulsión
(agua-en-aceite)-en-agua.
Para una realización, la segunda fase acuosa 120 contiene
básicamente la misma composición que la primera fase acuosa 115.
Para otra realización, la segunda fase acuosa 120 contiene agua y un
agente de gelificación cuya concentración de agente de gelificación
es menor que en la primera fase acuosa. El disolvente 125 se
elimina luego de la fase orgánica 110 para dejar partículas de la
fase acuosa 115 encapsuladas en el polímero retardante del fuego
130, como se muestra en la figura 1C.
Pueden encontrarse detalles adicionales sobre la
técnica de encapsulación descrita en Microencapsulation
Processing and Technology, Marcel Dekker, Inc., Pub., 1979, pág.
110, según la descripción de A. Kondo y J. W. van Valkenburg. El
principio de este método es dispersar el material central, es decir
la fase acuosa, en una solución de material formador de paredes, es
decir, el disolvente hidrófobo que contiene el polímero retardante
del fuego. La dispersión inicial se dispersa posteriormente en una
solución acuosa de un coloide protector (gelatina o un material
similar) seguida de la evaporación del disolvente hidrófobo. Una vez
evaporado el disolvente, el producto encapsulado puede ser aislado
mediante filtración, lavado con agua para extraer el exceso de
coloide protector y secado con aire.
Para una realización, la microencapsulación por
solubilidad selectiva del polímero se usa para formar las
partículas acuosas encapsuladas. Dicha encapsulación se puede lograr
mediante el control de la solubilidad de un polímero disuelto en
una fase continua de una emulsión. El control de la solubilidad se
logra mediante el ajuste de la razón entre los dos disolventes
hidrófobos miscibles, uno de los cuales actúa como disolvente del
polímero y el otro no. En general, una fase acuosa se dispersa en
una primera fase de disolvente hidrófobo para producir una emulsión
de agua-en-aceite. La fase acuosa
puede contener un agente surfactante y/o agente de gelificación
para ayudar a la formación de las partículas deseadas. La primera
fase de disolvente hidrófobo contiene un encapsulante disuelto en
un primer disolvente hidrófobo.
La figura 2 es un diagrama de flujo de la
encapsulación de partículas acuosas mediante una técnica de
solubilidad selectiva del polímero para uso con realizaciones de la
invención. Se preparan una fase acuosa y una fase hidrófoba en 205
y 210, respectivamente. La fase acuosa contiene al menos agua. La
fase acuosa puede además contener al menos un agente surfactante o
un agente de gelificación. La fase hidrófoba contiene el polímero
encapsulante retardante del fuego solubilizado en un primer
disolvente hidrófobo. Como ejemplo, la fase hidrófoba contiene poli
(4-bromoestireno) en cloruro de metileno.
En 215, la fase acuosa se dispersa en la fase
hidrófoba para formar una emulsión de la fase acuosa como la fase
dispersa y la fase hidrófoba como la fase continua. En 220, se
agrega lentamente un segundo disolvente hidrófobo a la fase
continua. El primer disolvente hidrófobo es soluble y
preferentemente miscible, en el segundo disolvente hidrófobo.
Además, el polímero retardante del fuego es sustancialmente
insoluble en el segundo disolvente hidrófobo. Esto reduce la
solubilidad del polímero retardante del fuego en el primer
disolvente hidrófobo, causando así que el polímero se deposite en
la superficie de las partículas dispersas de la fase acuosa. En
225, las partículas encapsuladas se aislan o separan de la mezcla.
Esto puede incluir una variedad de técnicas de separación, entre
ellas la eliminación de los disolventes mediante evaporación, la
filtración de las partículas encapsuladas en la mezcla, la
separación centrífuga, etc.
Para otra realización, se encapsulan partículas
acuosas usando la polimerización interfacial. Básicamente, la
microencapsulación por reacciones de polimerización interfacial
ocurre mediante reacciones de polimerización por condensación,
donde alguna molécula pequeña se elimina en el proceso. Por ejemplo,
se puede preparar un poliéster o una poliamida mediante la reacción
de cloruro de ácido con un alcohol o una amina y la eliminación de
una molécula de HCl, como se indica en las ecuaciones 1 y 2.
- RCOCl + HOR' {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm RCOOR'+ HCl
- Ec.1
- RCOCl + H_{2}NR' {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm RCONHR'+ HCl
- Ec.2
Las reacciones por condensación en las
ecuaciones 1 ó 2 tienen lugar entre dos grupos funcionales
diferentes. Para las reacciones de polimerización, es preciso que
cada unidad de molécula de monómero posea dos grupos funcionales.
Esto significa que o bien un monómero-molécula tiene
los dos grupos distintos o dos moléculas diferentes tienen dos
grupos funcionales del mismo tipo. La polimerización de cada tipo de
sistema de monómero se ilustra en las ecuaciones 3 y 4.
- n H_{2}NRCOCl {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm H(NHRCO)_{n}Cl + (n-1)HCl
- Ec. 3
- n C1OCRCOC1 + n H_{2}NR'NH_{2} {}\hskip0.3cm \rightarrow {}\hskip0.3cm Cl(OCRCONHR'NH)_{n}H + (n-1) HCl
- Ec. 4
Existen por lo general cuatro alternativas
básicas para los procedimientos de microencapsulación que utilizan
reacciones de polimerización interfacial para formar la envoltura
encapsulante. Estas alternativas generalmente empiezan con la
introducción de una fase dispersa en la fase continua por
emulsificación bajo agitación o dispersando partículas individuales
de la fase dispersa en la fase continua con un atomizador o
boquilla. Posteriormente, se produce la reacción de polimerización
interfacial mediante uno de los siguientes mecanismos:
- 1.
- La reacción ilustrada en la ecuación 3 donde el monómero está en la fase dispersa. De esta manera, el material de envoltura se deposita entre los lados de la microcápsula.
- 2.
- La reacción ilustrada en la ecuación 3 donde el monómero está en la fase continua. En este caso, la reacción ocurre en la interfase y deposita el recubrimiento de polímero en la fase dispersa.
- 3.
- La reacción ilustrada en la ecuación 4 donde un monómero se encuentra en la fase dispersa y el otro monómero en la fase continua. La reacción de polimerización tiene lugar en la interfase.
- 4.
- La reacción ilustrada en la ecuación 4 donde ambos monómeros están en la fase continua. El recubrimiento de polímero se deposita en la fase dispersa.
La figura 3 es un diagrama de flujo de una
técnica de encapsulación por polimerización interfacial para la
encapsulación de partículas acuosas para uso con realizaciones de la
invención. Mientras el ejemplo de la figura 3 es representativo de
una polimerización interfacial que contiene un monómero en la fase
dispersa y un monómero en la fase continua, se pueden utilizar
otras técnicas de polimerización interfacial para la formación de
partículas acuosas encapsuladas en conformidad con la invención.
En 305, se prepara una fase acuosa como una fase
dispersa que contiene un primer monómero. La fase acuosa es
posteriormente emulsionada en una fase continua hidrófoba en 310. Se
añade un segundo monómero a la fase continua en 315. El primer y el
segundo monómero reaccionan en 320 para formar el polímero
encapsulante alrededor de las partículas dispersas de la fase
acuosa.
Con el aislamiento de las partículas acuosas
encapsuladas, las partículas encapsuladas pueden utilizarse en una
variedad de sistemas de supresión de llama o pueden de otro modo
aplicarse a una llama para suprimirla. Por ejemplo, en un típico
extintor, o sistema de supresión de incendios, de polvo seco, las
partículas acuosas encapsuladas pueden utilizarse como el polvo
químico seco. Al aplicar partículas acuosas encapsuladas a una
llama, la vaporización del agua que contiene y otros mecanismos
descritos anteriormente pueden usarse para suprimir la llama.
La figura 4 es un diagrama simplificado de un
sistema de supresión de fuego 405 en conformidad con una realización
de la invención. El sistema de supresión de fuego 405 se ilustra
como un típico extintor de incendios de polvo seco de mano. Sin
embargo, se pueden utilizar otros sistemas de supresión de llama
portátiles o fijos que contengan partículas acuosas encapsuladas
410 en conformidad con realizaciones de la invención. Las partículas
encapsuladas 410 se aplican a una llama 415 para extinguirla, o al
menos suprimir, la llama 415. En general, el sistema de supresión
del fuego 405 es un sistema capaz de almacenar las partículas
encapsuladas 410 y luego dispensar las partículas encapsuladas 410
según las necesidades. Por ejemplo, el sistema 405 incluye un
cilindro presurizado 420 u otro recipiente para el almacenamiento
de las partículas encapsuladas 410. El sistema 405 además incluye
un dispensador para dispensar las partículas encapsuladas 410. Para
el ejemplo ilustrado en la figura 4, el dispensador incluye en el
conjunto una boquilla 425 y un mecanismo de válvula 430. Tras la
activación del mecanismo de válvula 430, se pueden dispensar las
partículas encapsuladas contenidas en el cilindro presurizado 420 a
través de la boquilla 425. Otros mecanismos de dispensación son bien
conocidos; como por ejemplo los dispensadores neumáticos, de bomba,
de centrifugación, basculantes (dump dispensers), etc.
Los siguientes ejemplos, que no son limitantes,
ilustran ejemplos específicos para la fabricación de agentes de
supresión de llama en conformidad con realizaciones de la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En este ejemplo, el poli
(4-bromoestireno), el polímero encapsulante, se
disolvió en cloruro de metileno y se utilizó gelatina alimentaria
sin sabor para gelificar el agua y servir de coloide protector. Se
disolvió una solución de 1,023 g de poli
(4-bromoestireno) en 10 mL de cloruro de metileno
como la fase orgánica continua. Una segunda solución, que se
utilizó como la fase dispersa, contenía 0,412 g de gelatina disuelta
en 9,607 g de agua desionizada (DI). Estas soluciones se mezclaron
en un tubo de cultivo de fondo plano de 39 mL a 10.000 rpm con un
homogeneizador Fisher modelo 700 con generador con diente de
sierra (10 mm x l95 mm) durante 30 segundos. La emulsión resultante
se vertió en una solución de 502 g de agua DI que contenía 5,007 g
de gelatina de calidad alimentaria sin sabor que se agitó a
aproximadamente 2100 rpm con el homogeneizador modelo 700 con un
generador de fondo plano (35 mm x 95 mm). La solución se agitó
durante 5 minutos a temperatura ambiente y luego se aumentó la
temperatura a 40ºC y se mantuvo así hasta que el cloruro de metileno
se evaporó (aproximadamente 1 h). La filtración de la mezcla a
través de un filtro de microfibra de vidrio de 2,7 micrones aisló
el microencapsulado agua/gel resultante. El producto crudo se lavó 3
veces con 200 mL de agua DI, 1 vez con 100 mL de una solución de
gelatina al 0,1%, y 1 vez con 100 mL de una solución de alcohol
isopropílico 50:50 (vol:vol). Este proceso produjo 0,639 g de
partículas microencapsuladas cuyo tamaño oscilaba entre los 5 y los
40 micrones. Cuando la velocidad del generador para la segunda etapa
se redujo de 2100 rpm aproximadamente a 1400 rpm aproximadamente,
el tamaño del material encapsulado final aumentó, de un intervalo de
5-40 micrones, a 60-70 micrones;
sin embargo, algún material alcanzó los 250 micrones. Además, el
rendimiento de las partículas microencapsuladas aumentó cuando se
utilizó agua DI en la segunda etapa y el lavado posterior se saturó
con cloruro de metileno. El contenido de bromo en el residuo de
polímero/gelatina, medido mediante análisis SEM/EDS, fue el mismo
que en el polímero, poli (4-bromoestireno), 44 por
ciento, lo que implica que el contenido de gelatina en el producto
final era bajo. La cantidad de agua microencapsulada basada en
pérdida de peso a 105ºC fue aproximadamente del 21 por ciento.
En este ejemplo, la solubilidad de un polímero
se controla mediante la razón entre dos disolventes miscibles, por
ejemplo, hexano y cloruro de metileno. El polímero retardante a la
llama, por ejemplo, el poli (4-bromoestireno), es
soluble en cloruro de metileno, pero por lo general es insoluble en
hexano. En una primera etapa, se preparó una solución de 0,28 g de
poli (4-bromoestireno) en 5,6 g de cloruro de
metileno. En la segunda etapa, se preparó un gel acuoso mediante la
mezcla de 0,002 g de celulosa de metilo y 0,001 g de sorbitan
sesquioleato (un emulsificante) en 0,5 g de agua DI. El gel acuoso
se dispersó en la solución de polímero preparada en la primera
etapa mediante un homogeneizador, por ejemplo, un Fisher modelo 700.
La velocidad se controló a 1800 rpm para producir el tamaño de
partícula deseado. Se agregaron lentamente 10 g de hexano a la
dispersión, por lo que se redujo la solubilidad del poli
(4-bromoestireno) en el cloruro de metileno y se
causó que el polímero se depositase en la superficie de las
partículas dispersas de la fase acuosa. El grosor resultante de
polímero encapsulante se controló mediante la razón entre polímero y
fase acuosa dispersa. Las partículas microencapsuladas finales
presentaban un tamaño que oscilaba entre los 20 y 40 micrones.
En una primera etapa, se preparó una solución
acuosa mediante la disolución de 0,0073 g de
1,6-hexametileno diamina en 0,25 g de agua seguida
de la adición de 0,0029 g de sorbitan sesquioleato, 0,0041 g de
hidróxido de sodio y 0,0013 g de celulosa de metilo. En una segunda
etapa, se preparó una solución de 0,025 g de cloruro de
tetrabromotereftaloilo en 2,5 g de cloruro de metileno. Se añadieron
3,5 g de disolvente orgánico en una vasija de mezcla adecuada,
seguidos de la adición de la solución acuosa preparada en la primera
etapa. A continuación, la solución preparada en la segunda etapa se
agregó lentamente a la vasija de mezcla. Esta mezcla se emulsionó
con un homogeneizador Fisher modelo 700 a 2800 rpm aproximadamente
durante 2-5 segundos. La velocidad deseada depende
del tamaño deseado de las partículas, pero, en general, una mayor
agitación da lugar a partículas más pequeñas. La mezcla de reacción
se filtró a través de un filtro de microfibra de vidrio de 2,7
micrones para aislar las microcápsulas cuyo tamaño oscilaba entre
los 5 y los 20 micrones. Cuando el tolueno sustituyó a los
disolventes orgánicos y se mezcló de la misma manera, las partículas
aisladas oscilaban entre los 15 y los 60 micrones. Una tercera
variación de este procedimiento, que utilizó las mismas soluciones
preparadas en las etapas primera y segunda, comenzaba con la mezcla
de 7 g de disolventes orgánicos y la solución preparada en la
segunda etapa en una vasija de mezcla apropiada. Posteriormente, la
solución preparada en la primera etapa se agregó lentamente a la
mezcla en la vasija de mezcla a través de un tubo capilar fino, que
produjo gotas muy pequeñas de la solución de la primera etapa en la
solución de la etapa de disolvente orgánico / segunda etapa. Estas
pequeñas gotas de solución de la primera etapa se microencapsularon
mediante la solución de la segunda etapa para producir partículas
que oscilaban entre los 10 y los 50 micrones.
Se han descrito partículas acuosas encapsuladas
en un polímero retardante a la llama para uso en la supresión de la
combustión. Con la exposición a una llama, las partículas acuosas
encapsuladas se rompen y vaporizan, eliminando el calor y
desplazando al oxígeno para retrasar el proceso de combustión. El
polímero encapsulante, mediante descomposición, puede además
agregar radicales libres a la atmósfera de combustión, por lo que
retrasa aún más el proceso de combustión. Las partículas acuosas
encapsuladas pueden utilizarse como sustituto de los sistemas de
supresión del fuego basados en halones, nebulización del agua y
polvo químico seco.
Claims (22)
1. Un agente para la supresión de llama que
comprende:
partículas acuosas encapsuladas en un polímero
retardante a la llama.
2. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en la reivindicación 1, en el que las partículas
acuosas tienen un tamaño aproximado de 5-250
micrones.
3. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en la reivindicación 1, en el que las partículas
acuosas constan esencialmente de agua.
4. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en la reivindicación 1, en el que las partículas
acuosas comprenden agua y un agente de gelificación.
5. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en la reivindicación 4, en el que el agente
gelificante se selecciona a partir de un grupo que consta de
gelatina y celulosa de metileno.
6. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en las reivindicaciones 1, 3 y 4, en el que el
polímero retardante a la llama es un polímero brominado.
7. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en la reivindicación 6, en el que el polímero
brominado es poli (4-bromoestireno).
8. Un agente para la supresión de llama según
se reivindica en la reivindicación 6, en el que el polímero
brominado es poli (1,6 - hexametileno tetrabromotereftalamida).
9. Un método para la supresión de llama que
comprende:
la aplicación a la llama de partículas acuosas
encapsuladas con polímero, y dichas partículas acuosas encapsuladas
con polímero se han formado a partir de partículas acuosas
encapsuladas en un polímero retardante a la llama.
10. Un método según se reivindica en la
reivindicación 9, en el que las partículas acuosas contienen
esencialmente agua.
11. Un método según se reivindica en la
reivindicación 9, en el que las partículas acuosas contienen agua y
un agente gelificante.
12. Un método según se reivindica en la
reivindicación 9, 10 ó 11 en el que las partículas acuosas se
encapsulan en un polímero halogenado.
13. Un método según se reivindica en la
reivindicación 12, en el que el polímero halogenado es un polímero
brominado.
14. Un método según se reivindica en la
reivindicación 13, en el que el polímero brominado se selecciona a
partir de un grupo que consta de poli
(4-bromoestireno) y poli (1, 6 - hexametileno
tetrabromotereftalamida).
15. Un sistema de supresión de fuego, que
comprende:
un recipiente que contiene partículas acuosas
encapsuladas; y
un dispensador para dispensar las partículas
acuosas encapsuladas desde el recipiente según demanda, y dichas
partículas están encapsuladas en polímero retardante a la llama.
16. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 15, en el que las partículas
acuosas contienen esencialmente agua.
17. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 15, en el que las partículas
acuosas contienen agua y un agente gelificante.
18. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 15, en el que el recipiente es un
recipiente presurizado.
19. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 15, en el que el sistema de
supresión de fuego es un extintor de incendios de polvo seco.
\newpage
20. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 15, 16 ó 17, en el que las
partículas acuosas se encapsulan en un polímero halogenado.
21. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 20, en el que el polímero halogenado
es un polímero brominado.
22. Un sistema de supresión de fuego según se
reivindica en la reivindicación 21, en el que el polímero brominado
se selecciona a partir de un grupo que consta de poli
(4-bromoestireno) y poli (1, 6 - hexametileno
tetrabromotereftalamida).
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