RU2457879C1 - Foam compound of heat-resistant foam for safety cover of fuel tank - Google Patents

Abstract

FIELD: fire safety.

SUBSTANCE: invention may be used for prevention and fire-fighting with heat-resistant foam in sub-zero temperatures, as well as with use of cryogenic technology for cooling of frost-resistant foam compound up to minus 30 °C. The foam compound of the heat-resistant foam for a safety cover of the fuel tank comprises magnesium chloride, basic aluminium chloride, a surfactant, triethanolamine and water.

EFFECT: composition is highly resistant to thermal radiation and open flame.

1 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для предотвращения пожара и распространения огня при аварийной ситуации на транспорте.The invention relates to fire fighting equipment and can be used to prevent fire and the spread of fire in an emergency in transport.

Известно устройство и принцип работы надувной подушки безопасности (AirBag). Подушка безопасности airbag представляет собой систему, в которую входят газогенератор с подушкой в одном узле, датчики удара, а в самых современных и электронный блок управления. Сама подушка безопасности изготавливается из нейлона толщиной 0,45-0,55 мм, который для герметичности покрывают слоем резины или силикона.The device and principle of operation of an airbag (AirBag). The airbag airbag is a system that includes a gas generator with a pillow in one unit, shock sensors, and in the most modern electronic control unit. The airbag itself is made of nylon with a thickness of 0.45-0.55 mm, which is covered with a layer of rubber or silicone for tightness.

В газогенераторе, называемом часто пиропатроном, используют твердое топливо, при сгорании которого выделяется газ, заполняющий, а точнее, надувающий подушку. В качестве топлива некоторые производители подушек безопасности применяют нитроцеллюлозу. Для разворачивания airbag его требуется значительно меньше (8 г), чем азида натрия (50 г). При этом также не требуется установка специального фильтра.In a gas generator, often called a squib, use solid fuel, the combustion of which produces gas that fills, or rather, inflates the pillow. Some manufacturers of airbags use nitrocellulose as fuel. To deploy an airbag, it requires significantly less (8 g) than sodium azide (50 g). It also does not require the installation of a special filter.

Подушка водителя имеет объем от 60 до 80 л, а переднего пассажира - до 130 л.The driver's pillow has a volume of 60 to 80 liters, and the front passenger - up to 130 liters.

В настоящее время насчитывается более десятка разновидностей подушек безопасности. Исследования влияния надувных подушек безопасности на вероятность гибели водителя при лобовых столкновениях показывают, что таковая уменьшается на 20-25%.Currently, there are more than a dozen varieties of airbags. Studies of the impact of airbags on the likelihood of driver death in frontal collisions show that this decreases by 20-25%.

Подушка безопасности, однако, не спасает водителя и пассажиров от опасности гибели при возникновении пожара за счет воспламенения горючего, содержащегося в топливном баке.The airbag, however, does not save the driver and passengers from the danger of death in the event of a fire due to ignition of the fuel contained in the fuel tank.

Для локализации и тушения начальных очагов пожаров обычно используют первичные средства, наиболее важная роль отводится самым эффективным из них - огнетушителям.Primary means are usually used to localize and extinguish the initial foci of fires, the most important of which is given to the most effective of them - fire extinguishers.

Установлено, что из огнетушителей успешно подавляются загорания в течение первых 4 минут с момента возникновения пожара, т.е. до прибытия пожарных подразделений.It was found that fire extinguishers were successfully suppressed during the first 4 minutes from the moment of fire, i.e. before the arrival of the fire departments.

По виду огнетушащего состава огнетушители подразделяются: на водяные, пенные, аэрозольные, порошковые, хладоновые, углекислотные и комбинированные. Каждому виду огнетушащего состава присущи как достоинства, определяющие сферу использования, так и недостатки, ограничивающие возможности их применения.By type of fire extinguishing composition, fire extinguishers are divided into water, foam, aerosol, powder, chladonic, carbon dioxide and combined. Each type of fire extinguishing composition has inherent advantages that determine the scope of use, and disadvantages that limit the possibility of their use.

Общим недостатком перечисленных огнетушащих средств является их неспособность препятствовать повторному возгоранию.A common drawback of the listed extinguishing media is their inability to prevent re-ignition.

Предотвратить пожар можно с помощью чехла безопасности топливного бака, заполняемого термостойкой пеной от огнетушителя при срабатывании датчика безопасности.Fire can be prevented with the help of a fuel tank safety cover filled with heat-resistant foam from a fire extinguisher when the safety sensor is triggered.

Принципиальная схема устройства системы (датчик, блок управления безопасности, рабочая емкость) не отличается от схемы действия подушки безопасности.The schematic diagram of the system device (sensor, safety control unit, working capacity) does not differ from the scheme of the airbag.

Чехол безопасности может быть изготовлен из двойной негорючей и негерметичной пористой ткани (например, стеклоткани), а пена, заполняющая ее, защитит топливный бак от открытого пламени и высокотемпературного воздействия.The safety cover can be made of double non-combustible and non-tight porous fabric (for example, fiberglass), and the foam filling it will protect the fuel tank from an open flame and high temperature exposure.

Известен пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров (авт. свид. СССР №1128963, кл. A62D 1/00, 1984). Состав включает следующие компоненты, мас.%:Known foaming composition of heat-resistant foam to extinguish fires (ed. Certificate. USSR No. 1128963, class A62D 1/00, 1984). The composition includes the following components, wt.%:

Поверхностно-активное веществоSurface-active substance 0,02-0,20.02-0.2 Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅С1Basic aluminum chloride Al ₂ (OH) ₅ C1 0,5-2,00.5-2.0 Хлористый натрийSodium chloride 0,5-4,00.5-4.0 ВодаWater Остальное.Rest.

Пенообразующий состав отличается высокой термической устойчивостью пены и ее устойчивостью к полураспаду.The foaming composition is characterized by high thermal stability of the foam and its resistance to half-life.

Недостатком состава является невозможность его использования при минусовых температурах.The disadvantage of the composition is the inability to use it at subzero temperatures.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату является пенообразующий состав (патент РФ №2403935, МПК A62D 1/02, 2009), принятый нами за прототип. Пенообразующий состав включает следующие компоненты, мас.%:Closest to the invention in terms of composition and the achieved result is a foaming composition (RF patent No. 2403935, IPC A62D 1/02, 2009), adopted by us for the prototype. The foaming composition includes the following components, wt.%:

Магний хлористый MgCl₂ Magnesium chloride MgCl ₂ 20,620.6 Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅ClBasic aluminum chloride Al ₂ (OH) ₅ Cl 1,01,0 ПАВSurfactant 0,40.4 ВодаWater Остальное.Rest.

В состав включают морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 3% (-40°C) ORCHIDEE GERMANY с добавлением 3% аммиака.The composition includes a frost-resistant foaming agent based on nonionic surfactants - AFFF 3% (-40 ° C) ORCHIDEE GERMANY with the addition of 3% ammonia.

Состав образует термостойкую пену, пригодную для тушения пожаров при минусовых температурах (до - 30°C).The composition forms a heat-resistant foam suitable for extinguishing fires at sub-zero temperatures (up to -30 ° C).

Недостатком состава является использование в морозоустойчивом пенообразователе аммиака, обладающего высокой летучестью, резким запахом, pH 12 и высокой коррозионной активностью, что способствует ухудшению свойств пенообразователя в процессе хранения.The disadvantage of the composition is the use of ammonia in the frost-resistant foaming agent, which has high volatility, pungent odor, pH 12 and high corrosivity, which contributes to the deterioration of the properties of the foaming agent during storage.

Этот недостаток исключают введением в состав пенообразователя раздельного хранения вместо аммиака эквивалентного количества триэтаноламина (ТЭА), при следующем соотношении компонентов в пенообразующем составе, мас.%:This disadvantage is eliminated by introducing into the composition of the foaming agent of separate storage instead of ammonia an equivalent amount of triethanolamine (TEA), in the following ratio of components in the foaming composition, wt.%:

Магний хлористый MgCl₂ Magnesium chloride MgCl ₂ 20,620.6 Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅ClBasic aluminum chloride Al ₂ (OH) ₅ Cl 1,01,0 ПАВSurfactant 0,40.4 ТЭАTea 0,40.4 ВодаWater Остальное.Rest.

Для получения состава согласно изобретению используют следующие вещества:To obtain the composition according to the invention, the following substances are used:

Основной хлорид алюминия - Al₂(OH)₅Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02.The main aluminum chloride is Al ₂ (OH) ₅ Cl, TU 216-350-002-39928758-02.

Магний хлористый (6-водный), ГОСТ 4209-77.Magnesium chloride (6-water), GOST 4209-77.

Триэтаноламин, ТУ 6-09-2448-91.Triethanolamine, TU 6-09-2448-91.

Вода питьевая.Drinking water.

В работе с предлагаемым составом используют морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 6% (-40°C) ORCHIDEE GERMANY с содержанием 20% объемных триэтаноламина (ТЭА). Плотность пенообразователя концентрата - 1,08. pH 9,0.In the work with the proposed composition use a frost-resistant foaming agent based on nonionic surfactants - AFFF 6% (-40 ° C) ORCHIDEE GERMANY with a content of 20% volumetric triethanolamine (TEA). The density of the concentrate foaming agent is 1.08. pH 9.0.

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 15.201-2000. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.All tests of the compositions are carried out according to standard methods recommended when developing new foaming compositions GOST R 15.201-2000. Foaming agents for extinguishing fires. /General technical requirements and test methods/.

Примеры приготовления и испытания пенообразующих растворов.Examples of the preparation and testing of foaming solutions.

Пример. 44 г MgCl₂. 6H₂O растворяют в воде, прибавляют 3 мл основного хлорида алюминия и доводят водой до 100 мл (1). Раствор (1) помещают в морозильник с температурой минус 30°C до полного охлаждения. При этой же температуре в морозильнике выдерживают морозоустойчивый пенообразователь на основе неионогенных ПАВ - AFFF 6% (-40°C) ORCHIDEE GERMANY с содержанием 20% объемных ТЭА (2).Example. 44 g of MgCl ₂ . 6H ₂ O is dissolved in water, 3 ml of basic aluminum chloride are added and adjusted to 100 ml with water (1). The solution (1) is placed in a freezer with a temperature of minus 30 ° C until completely cooled. At the same temperature, a frost-resistant foaming agent based on nonionic surfactants - AFFF 6% (-40 ° C) ORCHIDEE GERMANY with a content of 20% TEA volume is maintained in the freezer (2).

При минус 30°C 2,0 мл морозоустойчивого пенообразователя (2) смешивают с 98,0 мл морозоустойчивого раствора (1) и помещают в стакан стандартного смесителя РТ-1. Включают смеситель со скоростью 4000 об/мин на 30 секунд и отмечают текущее время. Состав содержит: 20,6% MgCl₂; 1,0% Al₂(OH)₅Cl; 0,4% ПАВ; 0,4% ТЭА и остальное вода до 100. В конкретном случае кратность пены составила 5,5; устойчивость 1/2 - 24 часа. Пена после расслаивания очень густая.At minus 30 ° C, 2.0 ml of frost-resistant foaming agent (2) is mixed with 98.0 ml of frost-resistant solution (1) and placed in a glass of a standard RT-1 mixer. Turn on the mixer at a speed of 4000 rpm for 30 seconds and mark the current time. The composition contains: 20.6% MgCl ₂ ; 1.0% Al ₂ (OH) ₅ Cl; 0.4% surfactant; 0.4% TEA and the rest water up to 100. In a particular case, the foam multiplicity was 5.5; stability 1/2 - 24 hours. The foam after delamination is very thick.

Аналогичные данные получают при более высоких температурах.Similar data are obtained at higher temperatures.

В таблице приведены сопоставительные показатели оптимальных составов пенообразующих растворов.The table shows the comparative indicators of the optimal compositions of the foaming solutions.

СоставStructure Компоненты, вес.% в рабочем растворе ^х) Components, wt.% In working solution ^x) Устойчивость, ½ пены, часResistance, ½ foam, hour ОХАOKHA MgCl₂ MgCl ₂ ПАВSurfactant ТЭАTea   ПрототипPrototype 1,01,0 20,620.6 0,40.4 -- 1212 ПредлагаемыйProposed 1,01,0 20,620.6 0,40.4 0,40.4 2424 ^х) Остальное вода. ^x) The rest is water.

Данные таблицы показывают, что предлагаемый состав может быть использован для заполнении чехла безопасности при температуре рабочего раствора минус 30°С, при этом устойчивость пены повышается в 2 раза.These tables show that the proposed composition can be used to fill the safety cover at the temperature of the working solution minus 30 ° C, while the foam stability is increased by 2 times.

Данные таблицы также показывают, что предлагаемый состав удовлетворяет требованиям поставленной задачи.These tables also show that the proposed composition meets the requirements of the task.

Claims (1)

Пенообразующий состав термостойкой пены для чехла безопасности топливного бака, включающий теплозащитный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве теплозащитного наполнителя используют термостойкую пену при следующем соотношении компонентов в пенообразующем составе, мас.%:
Магний хлористый, MgCl₂ 20,6 Основной хлорид алюминия, Al₂(OH)₅Cl 1,0 ПАВ 0,4 Триэтаноламин 0,4 Вода Остальное Foaming composition of heat-resistant foam for a fuel tank safety cover, comprising a heat-shielding filler, characterized in that heat-resistant foam is used as a heat-shielding filler in the following ratio of components in the foaming composition, wt.%:
Magnesium chloride, MgCl ₂ 20.6 Basic aluminum chloride, Al ₂ (OH) ₅ Cl 1,0 Surfactant 0.4 Triethanolamine 0.4 Water Rest