Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
FIRE EXTINGUISHING POLYMER COMPOSITE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/217135
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to composite polymeric means for extinguishing fires, and more particularly to microencapsulated powdered fire extinguishing means, fire extinguishing materials and coatings containing a fire extinguishant in the form of microcapsules. A fire extinguishing composite material is described which is made of a room temperature curing composition that contains low molecular weight dimethylsiloxane rubber as a binder, ethyl silicate 32 as a curing agent for siloxane rubber, a catalyst for cold curing siloxane rubber, an organic pigment as a colouring additive, aluminium powder as an additive for increasing thermal conductivity, dry, loose microcapsules with a core made of a fire extinguishant contained in a polymer shell, and gamma-aminopropyltriethoxysilane as an adhesive additive, wherein the composition has the following ingredient ratio: 35 wt. % low molecular weight dimethylsiloxane rubber; 0.1-1 wt. % gamma-aminopropyltriethoxysilane; 60 wt. % microcapsules containing a fire extinguishant; 1.8 wt. % ethyl silicate 32; 0.1-0.3 wt. % catalyst for cold curing siloxane rubber; 0-1 wt. % organic pigment; and 4-5 wt. % aluminium powder. The fire extinguishing composite material exhibits greater extinguishing efficiency, low seepage characteristics at 90°С for the fire extinguishing medium, resistance to water, oils and solvents and high thermal conductivity, and also an adequate stock of fire extinguishing medium.

Inventors:
LIVSHITS, Yuri Yakovlevich (ul. Aviatsionnaya, 79-168Moscow, 2, 123182, RU)
Application Number:
RU2018/000333
Publication Date:
November 29, 2018
Filing Date:
May 25, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
LIVSHITS, Yuri Yakovlevich (ul. Aviatsionnaya, 79-168Moscow, 2, 123182, RU)
International Classes:
A62D1/00; B01J13/02; C08G12/32; C08J9/34; C08L83/04
Foreign References:
JP2008036417A2008-02-21
RU2580132C22016-04-10
US4230808A1980-10-28
US3826764A1974-07-30
Attorney, Agent or Firm:
VOLKOV, Sergei Vacheslavovich (OOO Agentstvo TIA "VIS", Osenniy bulvar 11, 609 otd. svyaz, Moscow 9, 121609, RU)
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Огнегасящий полимерный композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, в качестве отвердителя силоксанового каучука - этилсиликат-32, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, в качестве окрашивающей добавки органический пигмент, в качестве добавки, увеличивающей теплопроводность, - алюминевую пудру, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, и адгезионную добавку - гамма- аминопропилтриэтоксисилан, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч. :

низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН 35 гамма-аминопропилтриэтоксисилан 0,1 -1 микрокапсулы с огнегасящим агентом 10-60 этилсиликат-32 1 ,8 катализатор холодного отверждения силоксанового каучука 0, 1 -0,3 органический пигмент 0-1 пудра алюминевая ПАП 4-5

2. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 , отличающийся тем, что полимерная оболочка микрокапсул с ядром из огнегасящего материала выполнена из полимера полимочевины.

3. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения.

4. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что огнегасящий агент микрокапсулы в качестве жидких или газообразных галогенсодержащих углеводородных соединений содержит частично или полностью галогенированные предельные углеводороды, включая линейные, циклические и разветвленные соединения.

5. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, что микрокапсулы в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат частично или полностью фторированные предельные углеводороды линейного и/или циклического строения, включая разветвленные соединения.

6. Огнегасящий композиционный материал по п. 1 или 2, отличающийся тем, Что микрокапсулы в качестве огнегасящего агента содержат, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей 2-йодгептафторпропан, 1 , 1 ,2,2- тетрафтордибромэтан, перфтор(этил-изопропилкетон), 1 ,2-дибромгексафторпропан, 1 ,4-дибромоктафторбутан, 1 , 1 ,2,3,3,3-гептафторпропан, октафторциклобутан.

7. Способ получения композиционного материала по любому из пп. 1 -6, отличающийся тем, что он включает стадии: а) получение порошка сухих сыпучих капсул с огнегасящим агентом путем высушивания их водной дисперсии, б) подготовка исходной формовочной массы путем смешения диметилсилоксанового каучука с органическим пигментом, порошком капсул и алюминиевой пудрой в двухлопастном смесителе, в) смешение исходной формовочной массы с отвердителем, адгезивом и катализатором холодного отверждения с получением отверждаемой при комнатной температуре композитной массы.

Description:
ОГНЕГАСЯЩИЙ ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к композиционным полимерным средствам пожаротушения, в частности к порошкообразным микрокапсулированным огнегасящим средствам, огнегасящим материалам и покрытиям, содержащим огнегасящий агент в форме микрокапсул.

Из уровня техники известен RU 2559480 С2, опубл. 10.08.201 5, полимерный композиционный материал пожаротушения, содержащий микрокапсулированное огнегасящее средство, включающее огнегасящий агент в форме микрокапсул, предназначенный для тушения без участия человека пожаров в труднодоступных пожароопасных местах. Микрокапсулированный огнегасящий агент содержит микрокапсулу, состоящую из сферической полимерной оболочки и ядра из огнетушащей жидкости, при этом оболочка содержит дополнительный наружный слой, который обладает максимальным коэффициентом поглощения лучистой энергии для данного вида покрытия.

Известно из RU 152765 U 1 , опубл. 20.06.2015, автономное средство пожаротушения с термоактивирующимся микрокапсулированным огнегасящим веществом, содержащим в качестве полимерного связующего отвержденную пластифицированную дибутилфталатом поливинилацетатную смолу и смесь микрокапсул, содержащих в качестве огнегасящего вещества галогенсодержащие алифатические насыщенные углеводороды из класса хладонов (фреонов).

Недостатком вышеуказанных изобретений является высокий показатель утечки огнетушащего вещества.

Также из RU 2469761 С 1 , опубл. 20.12.2012, известно получение микрокапсулированного огнегасящего агента, содержащего микрокапсулы, имеющие размещенное внутри сферической полимерной оболочки, выполненной из отвержденного пространственно сшитого полимера, ядро из огнегасящей жидкости, в которых полимерная оболочка содержит наночастицы минерального наполнителя в форме пластинок, имеющих толщину 1 -5 нм, и обладает способностью взрывоподобного разрушения в диапазоне температур 90-270°С.

Недостатком вышеуказанного изобретения является низкая стойкость материала к воде, маслам и растворителям. Из RU 2014145602 А, опубл. 10.06.2016, известен огнегасящий композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, измельченные окислители нитрат аммония и перхлорат аммония, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, силиконовое масло при следующем соотношении компонентов композиции, масс. %: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 20,8-29,2, перхлорат аммония - 20,8-29,2, нитрат аммония - 8,3- 1 1 ,7, микрокапсулы с огнегасящим агентом - 30,0-50,0, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,8- 1 ,2 (сверх 100% в расчете на композицию), силиконовое масло - 1 ,0-2,0 (сверх 100% в расчете на композицию). Недостатком известного решения является завышенное количество компонентов, которые образуют токсичные отходы, отсутствие возможности регулировки скорости, полноты и стабильности горения, а также регулировки физико-механических свойств.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является огнегасящий композиционный материал, известный из WO 2012107825 А 1 , опубл. 16.08.2012, который описывает огнегасящий материал, содержащий микрокапсулы, оболочка которых выполнена из полимочевины, а ядро представляет собой галогенуглеводороды.

Недостатком можно считать недостаточную эффективность тушения и низкое количество огнетушащего вещества.

Технический результат изобретения заключается в получении огнегасящего композиционного материала, устраняющего недостатки прототипа. При этом новый заявленный материал обладает повышенной эффективностью тушения, низким показателем утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкостью к воде, маслам и растворителям, а также достаточным запасом огнетушащего вещества, что обеспечивает тушение пламени до 3-х и более раз эффективнее, и высокой теплопроводностью.

Технический результат обеспечивается тем, что материал содержит в качестве компонентов систему из двух отдельных составляющих - отвердителя и ускорителя холодного отверждения и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисила , а повышение теплопроводности обусловлено добавлением алюминиевой пудры марки ПАП. Технический результат достигается тем, что получен огнегасящий композиционный материал, выполненный из отверждаемой при комнатной температуре композиции, включающей в качестве связующего низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН, в качестве отвердителя силоксанового каучука - этилсиликат-32, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука, в качестве окрашивающей добавки - органический пигмент, в качестве добавки, увеличивающей теплопроводность, - алюминевую пудру, сухие сыпучие микрокапсулы с ядром из огнегасящего агента, заключенного в полимерную оболочку, и адгезионную добавку - гамма-аминопропилтриэтоксисила , при следующем соотношении компонентов композиции, мае. ч.: низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0, 1 - 1 , микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60, этилсиликат-32 - 1 ,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 1 -0,3, органический пигмент - 0- 1 , пудра алюминевая ПАП - 4-5.

Также огнегасящий композиционный материал содержит полимерную оболочку микрокапсул с ядром из огнегасящего материала, которая выполнена из полимера полимочевины.

Также огнегасящий композиционный материал в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержит жидкие или газообразные галогенсодержащие углеводородные соединения.

При этом огнегасящий композиционный материал в качестве огнегасящего агента микрокапсулы в качестве жидких или газообразных галогенсодержащих углеводородных соединений содержит частично или полностью галогенированные предельные углеводороды, включая линейные, циклические и разветвленные соединения

Также огнегасящий композиционный материал в качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержит частично или полностью фторированные предельные углеводороды линейного и/или циклического строения, включая разветвленные соединения.

В качестве огнегасящего агента микрокапсулы содержат, по меньшей мере, одно вещество, выбранное из группы, включающей 2-йодгептафторпропан, 1 , 1 ,2,2- тетрафтордибромэтан, перфтор(этил-изопропилкетон), 1 ,2-дибромгексафторпропан, 1 ,4-дибромоктафторбутан, 1 , 1 ,2,3,3,3-гептафторпропан, октафторциклобутан. Другим аспектом изобретения является способ получения композиционного материала, который включает стадии: а) получение порошка сухих сыпучих капсул с огнегасящим агентом путем высушивания их водной дисперсии, б) подготовка исходной формовочной массы путем смешения диметилсилоксанового каучука с органическим пигментом, порошком капсул и алюминиевой пудрой в двухлопастном смесителе, в) смешение исходной формовочной массы с отвердителем, адгезивом и катализатором холодного отверждения с получением отверждаемой при комнатной температуре композитной массы.

Таким образом, предложенный огнегасящий композиционный материал обладает низким показателем утечки огнетушащего вещества при 90°С, стойкостью к воде, маслам и растворителям.

Также полученный огнегасящий материал обладал повышенной теплопроводностью, за счет добавки - алюминиевой пудры марки ПАП

Кроме того, предложенный огнегасящий композиционный материал имеет запас огнетушащего вещества и тушит пламя до 3-х и более раз эффективнее известных огнетушащих составов.

Примеры.

Пример 1.

Получают порошок сухих сыпучих капсул с огнегасящим агентом путем высушивания их водной дисперсии, готовят исходную формовочную массу путем смешения диметилсилоксанового каучука с органическим пигментом, порошком капсул и алюминиевой пудрой в двухлопастном смесителе, смешивают исходную формовочную массу с отвердителем, адгезивом и катализатором холодного отверждения с получением отверждаемой при комнатной температуре композитной массы.

Для приготовления огнегасящего композиционного материала используют (в мае. ч.) низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук СКТН - 35, гамма- аминопропилтриэтоксисилан - 0, 1 , микрокапсулы с огнегасящим агентом - 60 (в других примерах, добавляли 10, 15, 45), этилсиликат-32 - 1 ,8, катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 1 , пудру алюминевую ПАП - 4. В качестве микрокалсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 2-йодгептафторпропан. Во всех случаях использования исходных газов фреонов процесс проводили под давлением для сжижения исходного газообразного фреона. Пример 2.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,5, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 1 5, органический пигмент - 0,2, пудру алюминевую ПАП - 4,2. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1 , 1 ,2,2 - тетрафтордибромэтан.

Пример 3.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,7, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 3, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокалсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - перфтор(этил-изопропилкетон).

Пример 4.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,7, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,4, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1 ,2-дибромгексафторпропан.

Пример 5.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,7, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0, 5, органический пигмент - 0,8, пудру алюминиевую ПАП - 4,7. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1 ,4-дибромоктафторбутан.

Пример 6.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,5, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1 , 1 , 1 ,2,3,3,3 - гептафторпропан.

Пример 7.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,5, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - октафторциклобутан.

Пример 8.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,5, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - трифторйодметан. Процесс проводят под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.

Пример 9.

Согласно методике по Примеру 1 используют вышеописанные компоненты в указанном количестве, при этом добавляют гамма-аминопропилтриэтоксисила - 0,5, (мае. ч.), катализатор холодного отверждения силоксанового каучука - 0,2, органический пигмент - 0,7, пудру алюминиевую ПАП - 4,4. В качестве микрокапсул с огнегасящим агентом были применены микрокапсулы на основе полиуретановой оболочки с огнегасящим агентом - 1 ,2-трифтортрихлорэтан. Процесс проводят под давлением для сжижения исходного газообразного фреона.