DE19634006C2 - 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 Verdün­ nungsmittel verwendet (Kohlendioxid, Stickstoff, Argon, Was­ serdampf), flüchtige Inhibitoren-Halogenhaltige Mittel, brand­ löschende Pulver (A.N. Baratov, E.M. Ivanov, "Löschen von Bränden in der chemischen und erdölverarbeitenden Industrie", Moskau, Chemie, 1979).

Die bekannten Verfahren zum Feuerlöschen in Räumen können nicht zum Löschen von Alkali- und Erdalkalimetallen, einigen Metallhydriden und Verbindungen, die in ihren Molekülen Sauer­ stoff enthalten, verwendet werden.

Bei der Entwicklung von Systemen zum Löschen in Räumen gibt es begrenzte Möglichkeiten wegen der Ausmaße der zu schützenden Gebäude (bei sehr großen Ausmaßen der Gebäude kann man nur sehr schwer eine ausreichende Menge an Gas in der zulässigen Zeit bereitstellen). Außerdem muß man eine mögliche Gefährdung anwesender Personen durch Ersticken in Betracht ziehen (es sind deshalb Signalanlagen notwendig, die den Einsatz des Löschvorganges anzeigen).

Das Löschen mit halogenhaltigen Verbindungen besitzt ebenfalls eine Reihe von Nachteilen. Diese Mittel können toxisch auf den Menschen wirken, da die halogenhaltigen Verbindungen beim Brandlöschen thermische Zersetzungsprodukte von großer Giftig­ keit bilden. Außerdem werden besonders brandgefährliche Räume üblicherweise mit gewaltigen Systemen der Raum-Feuerlöschung geschützt, bei denen Halogenkohlenwasserstoffe eingesetzt wer­ den. Aufgrund der internationalen Maßnahmen zum Schutze der Ozonschicht entsprechend dem Montrealer Protokoll (1987) muß die Benutzung der erwähnten Fluorkohlenwasserstoffe bis zum Jahr 1995 um die Hälfte vermindert werden und bis zum Jahr 2000 aufgegeben werden, da diese Stoffe ein hohes ozonzerstö­ rendes Potential besitzen.

Bekannt sind Systeme zum Feuerlöschen in Räumen, in denen ha­ logenhaltige Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden (beispiels­ weise GB PS 2020971). Ein Nachteil derartiger Systeme ist ihre schädliche Wirkung auf die Umwelt. Außerdem besitzen derartige Systeme ziemlich große Abmessungen und ein ziemlich großes Gewicht, so daß ihre Leistungsfähigkeit beim Löschen von Brän­ den in Beförderungsmitteln, z. B. im Flugzeugwesen, beeinträch­ tigt wird.

Es ist ein Verfahren zur Herstellung eines Feuerlöschmittels bekannt, bei dem sich beim Abbrennen einer Ladung einer pyro­ technischen Masse ein Gemisch von festen Teilchen und inerten Gasen bildet (WO 92/17244). Die hohe Temperatur der Verbren­ nungsprodukte führt jedoch zur Erhöhung der mittleren Raumtem­ peratur im Raum, was zur schädlichen Einwirkung auf Lebewesen führt. Außerdem entstehen beim Verbrennen der pyrotechnischen festen Brennstoffe neben den primären Aerosol-Produkten mit Löschwirkung auch gasförmige Produkte (CO, NH₃, H₂, CH_x und NO_x) der unvollständigen Verbrennung der organischen Komponenten, was zur Verschmutzung der Umwelt durch diese Produkte führt.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung löst die Aufgabe der Be­ reitstellung einer ökologisch unbedenklichen Zusammensetzung zur Feuerlöschung in Räumen.

Ein Gegenstand der Erfindung ist eine pyrotechnische, aerosol­ bildende Zusammensetzung zum Löschen von Bränden in geschlos­ senen Räumen, enthaltend Kaliumnitrat in einer Menge von 67-72 Masse-%, Phenolformaldehydharz in einer Menge von 8-12 Masse­ %, und Dicyandiamid als Rest, wobei die Teilchen des Kaliumni­ trats eine spezifische Oberfläche von nicht kleiner als 1500 cm²/g besitzen, der mittlere Teilchendurchmesser des Phenolfor­ maldehydharzes nicht größer als 100 µm, und der des Dicyandia­ mids nicht größer als 15 µm ist.

Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Zusammensetzung zu­ sätzlich Kaliumbicarbonat (KHCO₃), Kaliumbenzoat (C₇H₅O₂K) oder Kaliumhexacyanoferrat K₃[(FeCN)₆] mit einer spezifischen Teil­ chenoberfläche des kaliumhaltigen Stoffes von nicht kleiner als 500 cm²/g.

Diese Zusammensetzung enthält (in Masse-%):

Kaliumnitrat	67-72
Dicyandiamid	9-16
Phenolformaldehyharz	8-12
Kaliumbenzoat, -bicarbonat oder -hexacyanoferrat	4-12

Die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe wird auch durch das Ver­ fahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gelöst, das die Bereitstellung einer Lösung des Phenolformal­ dehydharzes, das Mischen der Bestandteile, das Absieben, das Granulieren und Trocknen umfaßt, wobei man zur Herstellung der Lösung des Phenolformaldehydharzes eine Mischung von Ethylal­ kohol mit Aceton im Verhältnis 30-50 : 70-50 verwendet, die pul­ verförmigen Bestandteile Kaliumnitrat, Dicyandiamid und gege­ benenfalls Kaliumbicarbonat, Kaliumbenzoat oder Kaliumhexacya­ noferrat mit der Lösung des Phenolformaldehydharzes vermischt durch Zugabe der Lösung in mindestens zwei gleichen Portionen bis zur gleichmäßigen Verteilung aller Bestandteile in der ganzen Masse, d. h. bis zum Erhalt einer gleichförmigen und stabilen Masse, die Granulierung der Mischung gleichzeitig mit ihrer Trocknung bei Temperaturen von 20-70°C durchführt bis ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von nicht mehr als 1% und eine ausreichende Fließfähigkeit der granulierten Zusam­ mensetzung zum mengenmäßigen Dosieren erreicht ist.

Das Verhältnis und die Dispersität der Bestandteile sowie das Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung gewährleisten eine schnelle und vollständigere Verbrennung der Zusammenset­ zung und eine größere Menge an hochdispersen Teilchen und inerten Gasen (CO₂, N₂, und H₂O als Dampf) im Aerosol, was wie­ derum die Löschleistung der Zusammensetzung gewährleistet und ein verträgliches toxisches Niveau auf den Menschen ermög­ licht.

Die Anwendung von hochdispersen Ausgangsprodukten der pulver­ förmigen Komponenten (Kaliumnitrat, Dicyandiamid, Kaliumbenzo­ at, Kaliumbicarbonat, Kaliumhexacyanoferrat) und die des Phe­ nolformaldehydharzes als Lacklösung in Ethylalkohol/Acetonge­ misch sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Zusammensetzung ermöglichen den Erhalt einer Fertigmi­ schung mit den notwendigen technologischen - und Verbrauchs­ eigenschaften und die Verringerung der Herstellungsdauer und der Gefährlichkeit der Herstellung (es wird die Notwendigkeit von gefährlichen Operationen verhindert).

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in pyrotechnischen Standardanlagen hergestellt werden.

In der nachfolgenden Tabelle sind Formulierungen der erfin­ dungsgemäßen Zusammensetzung in Modellversuchen im Vergleich zu einer bekannten Zusammensetzung sowie die wichtigsten Pa­ rameter dieser Zusammensetzungen angeführt. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung in allen angeführten Parametern die bekannte übertrifft.

Beispiel

Sehr gute Ergebnisse bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und des Verfahrens zu ihrer Herstellung erhält man, wenn man die folgende Formulierung (in Masse-%) einsetzt.

Kaliumnitrat mit einer spezifischen Teilchenoberfläche von 2000 cm2/g	70
Dicyandiamid 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 flüchtigen Bestandteilen bis zu 1% getrocknet. Die Gesamtzeit von Mischen und Granulieren beträgt ungefähr 1 Stunde.

Die so erhaltene Mischung kann noch weiter in gepreßtem Zu­ stand getrocknet werden, wenn der Gehalt an flüchtigen Be­ standteilen 1% übersteigt.

Die erfindungsgemäße pyrotechnische, aerosolbildende Zusammen­ setzung und das Verfahren zu ihrer Herstellung erlauben es, Aerosol-Feuerlöschgeneratoren damit zu beschicken und mit ih­ rer Hilfe eine wirksame Raumlöschung eines Brandes von gasför­ migen, flüssigen und festen brennbaren Stoffen in stationären Räumen, in Transportmitteln im Eisenbahn- und Straßenverkehr, auf Hochsee- und Flußschiffen, in Flugzeugen, darunter auch in durchblasbaren Vorrichtungen beispielsweise bei Flugzeugmoto­ ren vorzunehmen, ebenso wie Brände festzustellen und den Über­ gang eines Brandes bei Spezialherstellern zur Explosion in La­ gerräumen und in brand- und explosionsgefährdeten Produktions­ stätten zu verhindern.

Claims (3)

1. Pyrotechnische, aerosolbildende Zusammensetzung zum Löschen von Bränden in geschlossenen Räumen, enthaltend Kaliumnitrat in einer Menge von 67-72 Masse-%, Phenolformaldehydharz in einer Menge von 8-12 Masse-%, und Dicyandiamid als Rest, da­ durch gekennzeichnet, daß die Teilchen des Kaliumnitrats eine spezifische Oberfläche von nicht kleiner als 1500 cm²/g besit­ zen, der mittlere Teilchendurchmesser des Phenolformaldehyd­ harzes nicht größer als 100 µm und der des Dicyandiamids nicht größer als 15 µm ist.

2. Pyrotechnische, aerosolbildende Zusammensetzung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Kaliumbi­ carbonat, Kaliumbenzoat oder Kaliumhexacyanoferrat in einer Menge von 4-12 Masse-% mit einer spezifischen Teilchenoberflä­ che von nicht kleiner als 500 cm²/g enthält.

3. Verfahren zur Herstellung einer aerosolbildenden Zusammen­ setzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 durch Herstellung einer Lösung des Phenolformaldehyharzes, Mischen der Bestand­ teile, Absieben, Granulieren und Trocknen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man zur Herstellung der Lösung des Phenolformal­ dehydharzes eine Mischung von Ethylalkohol mit Aceton im Ver­ hältnis 30-50 : 70-50 verwendet, die pulverförmigen Bestandteile Kaliumnitrat, Dicyandiamid und gegebenenfalls Kaliumbicarbo­ nat, Kaliumbenzoat oder Kaliumhexacyanoferrat mit der Phenol­ formaldehyharzlösung vermischt durch Zugabe der Lösung in min­ destens zwei gleichen Portionen bis zum Erhalt einer gleichmä­ ßigen Verteilung der Bestandteile in der Masse der Zusammen­ setzung, die Granulierung der Mischung gleichzeitig mit der Trocknung bei einer Temperatur von 20-70°C durchführt bis ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von nicht mehr als 1% und eine ausreichende Fließfähigkeit der granulierten Zusammenset­ zung zum mengenmäßigen Dosieren erreicht ist.