DE60126644T2

DE60126644T2 - Pyrotechnische aerosolbildende feuerlöschende mischung und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE60126644T2
Application number: DE60126644T
Authority: DE
Inventors: Dmitriy Leonidovich Moscow RUSIN; Anatoliy Petrovich Moscow DENISYUK; Dmitriy Borisovich Moskovskaya obl. MICHALEV; Moskovskaya obl. SHEPELEV Yuriy Germanovich
Original assignee: AMTECH INTERNAT Inc R; R Amtech International Inc
Current assignee: AMTECH INTERNAT Inc R; R Amtech International Inc
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-12-14
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2021-12-15
Also published as: CN1481266A; US20020121622A1; AU2002226820B2; CN1268408C; BR0116225B1; EP1341587A2; BR0116225A; IL156346A; WO2002047767A3; RU2185865C1; CA2431816C; DE60126644D1; WO2002047767A2; US6689285B2; IL156346A0; MXPA03005376A; CA2431816A1; HK1062816A1; AU2682002A; EP1341587B1

Description

Diese Erfindung betrifft das Gebiet von Brandbekämpfungsgeräten und insbesondere Mittel zur Brandbekämpfung durch ein Feuer löschendes Aerosol, das während des Brennens von Produkten gebildet wird, die aus pyrotechnische Mischungen bestehen.
Produkte, die aus Aerosol bildenden Mischungen bestehen, werden bei Brandbekämpfungsgeräten hauptsächlich in umschlossenen Räumen verwendet, beispielsweise in:

– Lagerhallen, Garagen und Ladenlokalen
– Fahrgasträumen

Die Leistungsfähigkeit von Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischungen und Produkten, die aus solchen Mischungen bestehen, wird ausgehend von deren Fähigkeit bewertet, einen ganzen Komplex von Anforderungen zu erfüllen:

– hohe Feuerlöschkapazität bei minimaler Feuer löschender Konzentration;
– geringe Toxizität und Explosionsgefahr der Brandprodukte, da sie eine minimale Menge von unteroxidierten (NO, CO) und explosionsgefährlichen (H₂) Bestandteilen enthalten;
– niedrige Brandtemperatur;
– Eigenschaften mit hoher Verformungsfestigkeit, wodurch negative Auswirkungen verschiedener Faktoren (Schwingungen, Stöße, Temperaturschwankungen) bei Transport und Lagerung vermieden und Produkte mit minimaler Dicke des Bogens verwendet werden können;
– sehr variierbare Brandgeschwindigkeit der Mischung bei Atmosphärendruck, vorzugsweise ohne Verwendung von speziellen Brandförderern und
– ohne speziell hohe Anforderungen für den Dispersionsgrad und die anteilige Zusammensetzung der Ausgangsbestandteile;
– niedriger spezifischer Pressdruck, so dass man Produkte mit einem sicheren, wenig Energie verbrauchenden und hocheffizienten Herstellungsprozess fertigen kann.

Bekannte pyrotechnische Brandbekämpfungsmittel bestehen hauptsächlich aus den folgenden Bestandteilen:

– einem Oxidationsmittel (normalerweise Nitrate oder Perchlorate von Alkalimetallen oder ein Gemisch davon);
– einem Brennbindemittel, das aus einer Gruppe von Epoxid- oder Polyesterharzen, synthetischen oder natürlichen Gummis, thermisch plastifizierten Gummis und Gemischen davon ausgewählt wird;
– Herstellungsprozess- und funktionelle Zusatzstoffen.

Es ist eine Mischung zur Brandbekämpfung bekannt (Patent RU 2095104 ), die folgende Bestandteile in Massenprozent enthält: 1,5–1,8 Brennbindemittel; 5,0–20,0 Kühlmittel; und der Rest ist das Oxidationsmittel. Als Brennbindemittel wird Folgendes verwendet: 4-Hydroxybenzoesäure, oder ein Gemisch aus 4-Hydroxybenzoesäure und Phenol-Formaldehyd- und Epoxidharzen, oder ein Gemisch aus 4-Hydroxybenzoesäure und Epoxidharz, oder ein Gemisch aus Phenol-Formaldehyd- und Epoxidharzen, oder ein Gemisch aus 4-Hydroxybenzoesäure, Phenol-Formaldehyd- und Epoxidharzen. Als Oxidationsmittel kann Kaliumnitrat oder Natriumnitrat, oder Kaliumperchlorat, oder Natriumperchlorat, oder ein Gemisch davon verwendet werden. Als Kühlmittel werden Dicyandiamid oder Melem, oder Melamin, oder Harnstoff, oder Urotropin, oder Azobisformamid oder Gemische davon verwendet. Die Mischung kann auch Herstellungsprozess-Zusatzstoffe und Brandförderer in einer Menge von 0,1–5,0 Massenprozent enthalten.
Das Verfahren zur Herstellung der Mischung umfasst das Befüllen eines Mischers mit einem Oxidationsmittel, einem Brennbindemittel, Herstellungsprozess-Zusatzstoffen und Brandförderern sowie das einstündige Mischen der Stoffe. Gemäß Beispiel 3 ist die Mischung eine Stunde in einem Mischer zu mischen, wobei die Mischung in Massenprozent enthält: Kaliumnitrat – 60; Natriumnitrat – 8; 4-Hydroxybenzoesäure – 9; Phenol-Formaldehyd-Harz – 8; Dicyandiamid – 12; CuO – 2; und Polytetrafluorethylen – 1. Danach ist die resultierende Masse so zu verwenden, dass durch das Verfahren des Blindpressens bei dem spezifischen Druck von 150 MPa (1500 kg/cm²) Produkte mit der erforderlichen Geometrie geformt werden.
Die Mischung und ihr Herstellungsverfahren haben einen gravierenden Nachteil, der darin besteht, dass Chargen bei einem hohen spezifischen Druck von 100–150 MPa (1000–1500 kg/cm²) zu pressen sind, um die praktische Verwendung der Mischung sicherzustellen. Diese Anforderung führt einerseits zu einer größeren Gefahr bei der Verarbeitung der Mischung; andererseits ermöglicht der hohe spezifische Druck bei der Verarbeitung der Mischung, dass durch das Verfahren des kontinuierlichen Pressens mit einer Spindelpresse ein effizienterer, sichererer und weniger Energie verbrauchender Druck beim Prozess zur Herstellung der Mischung angewendet werden kann.
Mischungen, die mit dem Blindpressverfahren hergestellt wurden, sind durch eine höhere Sprödigkeit selbst bei Raumtemperatur gekennzeichnet. Der Wert der relativen Verformung bei Bruch ist nicht höher als 2%.
Das nahekommenste Analogon sind die Mischung und ihr Herstellungsverfahren, die durch das Patent RU 2005517 geschützt sind. Gemäß Beispiel 1 umfasst die Mischung in Massenprozent: KClO₄ – 39,5; KNO₃ – 38,5; PVA (Polyvinylacetat) – 8,8; Dibutylphthalat – 3,5; Iditol – 5,0; flüssiges Petroleum – 1,0; KCl – 1,0; Kohlenstoff – 0,2; Polytetrafluorethylen – 1,5; und Stearat – 1,0.
Das Verfahren zur Herstellung der Mischung umfasst das Mischen von reinem PVA (und nur danach wird dem Mischer bis zu 10% Wasser zugesetzt) oder das in zwei oder drei Schritten erfolgende Zusetzen einer Dispersion mit 30–35% Wasser, die KClO₄, KNO₃ und KCl enthält. Das Gemisch ist 20–30 Minuten zu rühren, und anschließend sind alle Zusatzstoffe zuzugeben. Danach muss das Gemisch eine Stunde bei Unterdruck gerührt werden. Das verarbeitete, halbfertige Produkt ist aus dem Mischer herauszuführen und zum Walzen durchzuleiten. Das halbfertige Produkt muss 12–20 mal bei 70–90°C gewalzt werden, um es flach zu machen. Das flache Produkt ist zu falten und zum Formungsvorgang an einer hydraulischen Presse zu leiten, der bei 60–90°C und einem Druck von mindestens 100 MPa (1000 kgf/cm²) stattfindet, um runde Rohlinge mit bis zu 70 mm Durchmesser mit oder ohne Kanal herzustellen.
Diese Mischung und ihr Herstellungsverfahren haben einige wesentliche Nachteile:

– hohe Feuer löschende Konzentration – 27 g/m³ – in der Mischung;
– zum Formen von Produkten aus der Mischung ist ein hoher spezifischer Druck – mindestens 100 MPa (1000 kgf/cm²) – erforderlich;
– ungleichmäßiges Brennen der Mischung (bei einem Druck von 2–20 atm müssen solche speziellen Abbrandmodifikatoren wie Kohlenstoff zugesetzt werden);
– ungleichmäßige Entflammung wegen des Restfeuchtegehalts der wichtigsten Aerosol bildenden Bestandteile (KClO₄, KNO₃). Die Feuchte der KClO₄- und KNO₃-Partikel ergibt sich aus ihrer beeinträchtigten Haftung an der Oberfläche des Polymerbindemittels; dies wiederum verursacht eine starke Abnahme der Festigkeitseigenschaften des Endprodukts.

Die angegebenen Nachteile hängen von den chemischen Eigenschaften der verwendeten Bestandteile und deren Massenanteilen ab. Während der Verbrennung führt der hohe und unausgeglichene Gehalt der brennbaren Stoffe in der Mischung wegen der unzureichenden Sauerstoffmenge des Oxidationsmittels zur Unteroxidation von Zersetzungsprodukten des primären (PVA) und des zusätzlichen (Iditol) Brennbindemittels. Daraus ergeben sich ein hoher Gehalt an toxischen, unteroxidierten und explosionsgefährlichen Gasen in den Brandprodukten sowie eine ungleichmäßige Entflammung und Verbrennung der Mischung. Wegen technologischer Probleme führt die Auswahl des Brennbindemittel-Paars, das aus dem primären (PVA) und dem zusätzlichen (Iditol) Brennbindemittel besteht, dazu, dass eine PVA-Wasser-Dispersion verwendet werden muss. Dies verursacht die Anfeuchtung von KClO₄ und KNO₃ und demzufolge Unbeständigkeit während der Entflammung und Verbrennung der Mischung; ferner führt dies dazu, dass bei der Mischung keine Eigenschaften mit hoher Verformungsfestigkeit erreicht werden können und dass ein hoher spezifischer Pressdruck angewendet werden muss.
Die vorliegende Erfindung löst die folgenden technischen Aufgaben:

– Gewährleistung der Brennstabilität, Steigerung der Brandgeschwindigkeit und somit Erhöhung der Geschwindigkeit der Gas- und Aerosolbildung;
– Verbesserung der Eigenschaft der Verformungsfestigkeit;
– Reduzierung der Feuer löschenden Konzentration;
– Verringerung der Toxizität und des Explosionsrisikos der Brandprodukte, da der Anteil an unvollständig oxidierten und explosionsgefährlichen Gasen reduziert wird;
– Verringerung des spezifischen Drucks beim Formen der Mischung, was demzufolge die Gefahr verringert und auch dafür sorgt, dass ein hochwirksamer und weniger Energie verbrauchender Herstellungsprozess unter Einsatz des kontinuierlichen Pressverfahrens verwendet werden kann.

Die technischen Aufgaben werden durch die Verwendung der neuen Mischung und das beanspruchte Verfahren ihrer Herstellung gelöst.
Die pyrotechnische, Aerosol bildende, Feuer löschende Mischung mit dreidimensionaler Struktur enthält ein Oxidationsmittel, einen Herstellungsprozess-Zusatzstoff und ein Brennbindemittel, das durch thermoplastisches Formaldehyd-Phenol-Polykondensat gebildet, durch Dicarbonsäureester plastifiziert und durch Polytetrafluorethylen verstärkt ist, in den folgenden Anteilen in Massenprozent: Polytetrafluorethylen – 1–5; thermoplastisches Formaldehyd-Phenol-Polykondensat – 8–11; Dicarbonsäureester – 2–6; Herstellungsprozess-Zusatzstoff – 0,2–0,5; und das Oxidationsmittel – der Rest.
In der beanspruchten pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischung ist eine dreidimensionale Struktur eine räumliche Ausbildung von harten Partikeln von Oxidationsmitteln (KNO₃, KClO₄) und Schichten von Brennbindemittel zwischen den harten Partikeln, wobei das Brennbindemittel durch thermoplastisches Formaldehyd-Phenol-Polykondensat gebildet und durch Dicarbonsäureester und Polytetrafluorethylen plastifiziert ist. Polytetrafluorethylen-Partikel bilden eine geordnete Struktur in dem thermoplastischen Formaldehyd-Phenol-Polykondensat, das durch Dicarbonsäureester plastifiziert ist. Die geordnete Struktur hat eine verstärkende Funktion und besteht aus gestreckten Ketten von Polytetrafluorethylen-Partikeln, die einen Querschnitt von 0,1–2,0 μm aufweisen.
In dieser Mischung dient das Formaldehyd-Phenol-Polykondensat – Phenol-Formaldehyd-Harz (Iditol) – als Brennbindemittel; Dibutylphthalat oder Dioctylsebacat oder ein Gemisch davon wird als Dicarbonsäureester verwendet; das Stearat, das aus der Gruppe von Kaliumstearat, Natriumstearat, Calciumstearat oder Gemischen davon ausgewählt wird, wird als Herstellungsprozess-Zusatzstoff verwendet; und das Nitrat oder Perchlorat von Alkalimetallen oder ein Gemisch davon dient als Oxidationsmittel.
Zur Herstellung der beanspruchten Mischung ist eine Formaldehyd-Phenol-Polykondensat-Suspension in einem organischen Lösungsmittel herzustellen; zu diesem Zweck muss 10–15% Methylenchlorid oder Kohlenstofftetrachlorid oder ein Gemisch davon benutzt werden, um ein sicheres Mischverfahren zu gewährleisten und die Staubbildung von Pulverbestandteilen auszuschließen. Beim Rühren ist der resultierenden Suspension eine Suspension von Polytetrafluorethylen in Dicarbonsäureester zuzugeben und die Mischung dann bei gleichzeitiger Zugabe einer erforderlichen Menge des Herstellungsprozess-Zusatzstoffs mit dem Oxidationsmittel zu mischen. Der Herstellungsprozess-Zusatzstoff, der aus der Gruppe der Metallstearate ausgewählt wird, besitzt oberflächenaktive Eigenschaften. Die Oberfläche des Oxidationsmittels wird während des Mischens modifiziert, indem an seiner polaren Oberfläche das zweifädig strukturierte Stearatmolekül absorbiert wird, was die Reduzierung der äußeren Reibung der Mischung in der Phase des Formens (bei 70–90°C) ermöglicht. Der Gehalt des Herstellungsprozess-Zusatzstoffs von unter 0,2% verringert etwas die äußere Reibung, wohingegen der Gehalt des Herstellungsprozess-Zusatzstoffs von über 0,5% eine starke Abnahme der äußeren Reibung sicherstellt, dafür aber die Haftung des Oxidationsmittels am Brennbindemittel verringert; dies führt zu einer beträchtlichen Verminderung der Festigkeitseigenschaften der Mischung.
Bei diesen Bedingungen gelten keine strengen Anforderungen für den Dispersionsgrad und die anteilige Zusammensetzung des Oxidationsmittels. Man muss Kaliumnitrat und/oder Kaliumperchlorat mit einer spezifischen Oberfläche von 1000–1500 cm²/g und einem Feuchtegehalt von höchstens 0,5% verwenden.
Das resultierende Gemisch muss bei 70–90°C der thermomechanischen Wirkung an Walzen ausgesetzt werden. Während dieses Vorgangs findet folgender Prozess statt:

– das Oxidationsmittel wird in seiner Größe verkleinert und gleichmäßig im Volumen des Brennbindemittels verteilt;
– der Dicarbonsäureester plastifiziert das Formaldehyd-Phenol-Polykondensat, um optimale Eigenschaften für das viskose Fließen des Brennbindemittels und der gesamten Mischung zu gewährleisten;
– das plastifizierte Formaldehyd-Phenol-Polykondensat und Polytetrafluorethylen fließen gleichzeitig. Da Polytetrafluorethylen unter normalen Bedingungen thermodynamisch nicht mit dem Formaldehyd-Phenol-Polykondensat verträglich ist, kann es sich nicht gleichmäßig im Volumen des Formaldehyd-Phenol-Polykondensats verteilen. Während der thermoplastischen Verformung bei der Solltemperatur sowie der Intensität und Dauer einer Scherverformung bestehen jedoch Bedingungen mit gleichzeitigem Fließen, so dass sich eine Migration von Polytetrafluorethylen-Partikeln zwischen den Schichten des plastifizierten Formaldehyd-Phenol-Polykondensats ereignet.

Die Intensität und Dauer der thermomechanischen Wirkung während des Walzens muss so eingestellt werden, dass sie folgende Bedingung erfüllt: 1000 < j_s < 3000, wobei j_s ein dimensionsloser Parameter ist, der die Gesamtverformung bestimmt. Für den Walzvorgang beträgt j_s bei der Solltemperatur 70–90°C: js = j·t, [s–1·s] (1)
In diesem Fall beträgt die Scherrate

δ: ein Walze-Walze-Zwischenraum ist, und
V: die Lineargeschwindigkeit der Bewegung der Mischung ist.

Somit ist V = π·D·n, (3)wobei

n: die Drehzahl der Walzen ist, und
D: der Durchmesser der Walzen ist.

Kennt man die Länge L, kann man t ermitteln: t = L/V (4)
Bei einem Durchgang läuft eine Schicht der Mischung, deren Länge der Länge des Walzenkreises gleicht, durch den Walze-Walze-Zwischenraum: L = π·D (5)
Bei m Durchgängen ist somit L = m·π·D (6)
Dann beträgt die Wirkungszeit
Setzt man die Gleichungen 2 und 7 in Gleichung 1 ein, dann ist
Berücksichtigt man, dass ein Teil der Mischung über dem Walze-Walze-Zwischenraum umläuft und dem Mischen ausgesetzt ist, kann man einen Koeffizienten K einfügen, der durch Versuche ermittelt wurde und dessen Wert je nach der Zusammensetzung der Bestandteile und den Abmessungen der Walzen im Bereich von 0,133–0,222 liegt.
Die Endgleichung lautet also:
Beispiel 1
Zur Herstellung von 1 kg der pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischung muss man folgende Bestandteile in einen Paddelmischer geben: 111 g Formaldehyd-Phenol-Polykondensat mit einer spezifischen Oberfläche von 1500 cm²/g sowie 19,59 g Methylenchlorid, um eine 85%-Suspension zu erhalten. Die Suspension ist in einem Reaktor mit Wassermantel bei 20–25°C und in einem Mischer herzustellen, der eine Drehzahl von 85 U/min aufweist. Die Mischdauer muss 15 Minuten betragen.
Der Suspension sind 45 g einer Polytetrafluorethylen-Dispersion in Butylphthalat im Verhältnis 20:25 zuzusetzen. Die Suspension muss in einem Reaktor mit Wassermantel bei 20–25°C und in einem Mischer hergestellt werden, der bei 85 U/min dreht. Die Mischdauer muss 10 Minuten betragen.
Dem resultierenden Suspensionsgemisch, das das Formaldehyd-Phenol-Polykondensat in Methylenchlorid sowie die Polytetrafluorethylen-Dispersion in Dibutylphthalat enthält, sind in zwei Schritten 640 g Kaliumnitrat, das eine spezifische Oberfläche von 1500 cm²/g aufweist, und dann 200 g Kaliumperchlorat, das eine spezifische Oberfläche von 1500 cm²/g aufweist, zuzugeben. Das resultierende Gemisch muss mit 4 g Calciumstearat versetzt und anschließend 10 Minuten gerührt werden. Die fertige Masse ist zu den Walzen weiterzuleiten, die einen Durchmesser D = 100 mm und eine Drehzahl n = 10 U/min aufweisen, wobei ein Walze-Walze-Zwischenraum δ = 1 mm zu gewährleisten ist. Die Masse ist 15 Minuten bei 80°C an den Walzen zu verarbeiten. Danach ist diese flache Masse zusätzlich 20 mal bei 80°C durch den Walze-Walze-Zwischenraum zu führen. Die Gesamtverformung während des Walzens betrug in diesem Fall j_s = 2094.
Die fertige flache Masse ist in die Formpresse zu geben, um mit dem kontinuierlichen Pressverfahren bei 80°C und einem Druck von 50 MPa ein Produkt mit vorgegebener Geometrie zu erhalten.
Die Mischung ist mit Standard-Prüfverfahren zu prüfen. Man muss durch Verbrennen bei Atmosphärendruck die lineare Brandgeschwindigkeit (U_0.1) und die Feuer löschende Konzentration in einem 80-dm³-Kasten bestimmen. Die Eigenschaften der Verformung (ε_p) und Festigkeit (σ_p) sind zu bestimmen, während das Material in einer Achse mit zwei doppelseitigen Messern bei der Geschwindigkeit von 0,21 mm/s bei 20°C gestreckt wird und auch während die zylindrischen Proben (σ_mittel) bei 40–80°C und einer Geschwindigkeit von 0,21 mm/s geschert werden.
Tabelle 1 zeigt die Beziehung zwischen den Einsatzmerkmalen der beanspruchten pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischung – mit folgender Zusammensetzung: 20% KClO₄; 64% KNO₃; 2% Polytetrafluorethylen; 0,4% Calciumstearat; 11,1% Iditol; und 2,5% Dibutylphthalat (Proben 1–4; die Probe 5 enthält kein Polytetrafluorethylen) – und den Betriebsbedingungen eines Verfahrens ihrer Herstellung.
Aus den Daten von Tabelle 1 geht hervor, dass die Mischung der Probe 4, die bei thermomechanischer Wirkung durch den Walzvorgang hergestellt wurde, dessen Intensität und Dauer die Anforderung erfüllen, dass die Gesamtverformung j_s = 2094 ist, die beste Gruppe von Einsatzmerkmalen aufweist.
Die Mischungen der Proben 1 und 2, die ohne den Walzvorgang (ohne plastische Verformung) hergestellt wurden, zeigen unzureichende Einsatzmerkmale.
Vergleicht man die Proben 3 und 4, so ist offensichtlich, dass der Walzvorgang (plastische Verformung), bei dem die Gesamtverformung j_s über 1000 liegt, die besten Einsatzmerkmale gewährleistet.
Tabelle 2 zeigt die Beziehung zwischen Einsatzmerkmalen und thermodynamischen Parametern von pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischungen und der Formulierung ihrer Ausgangsbestandteile und dem Gesamtverformungswert j_s während des Walzens.
Die in Tabelle 2 angegebenen Daten zeigen, dass die Mischungen in dem beanspruchten Bereich der Beziehungen zwischen den Materialbestandteilen und dem Gesamtverformungswert j_s während des Walzens der Mischung, der die Bedingung 1000 < j_s < 3000 erfüllt, die beste Gruppe von Einsatzmerkmalen und die niedrigste Konzentration von toxischen (CO) und explosionsgefährlichen (H₂) Gasen in den Verbrennungsprodukten umfassen.
Die Mischungen wurden gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt; in 1–3 sind die an einem Elektronenrastermikroskop vorgenommenen elektronischen Fotos dargestellt.
1 zeigt das Foto der Mischung mit dreidimensionaler Struktur, die Folgendes umfasst: 20% KClO₄; 64% KNO₃; 0,4% Calciumstearat; 11,1% Iditol; und 2,5% Dibutylphthalat ohne verstärkendes Polytetrafluorethylen.
2 zeigt das Foto der Mischung mit dreidimensionaler Struktur, die Folgendes umfasst und wobei das Brennbindemittel mit Polytetrafluorethylen verstärkt ist: 20% KClO₄; 64% KNO₃; 2% Polytetrafluorethylen; 0,4% Calciumstearat; 11,1% Iditol; und 2,5% Dibutylphthalat.
3 zeigt das Foto der Mischung mit dreidimensionaler Struktur, die Folgendes umfasst und wobei das Brennbindemittel mit Polytetrafluorethylen verstärkt ist: 80% KNO₃; 2,5% Polytetrafluorethylen; 0,4% Calciumstearat; 11,65% Iditol; und 5,45% Dioctylsebacat.
Der Vergleich der Fotos der Mischungen in den 1, 2 und 3 zeigt, dass in 2 und 3 Polytetrafluorethylen-Partikeln in gestreckten, verstärkenden Ketten ausgebildet sind.
Bisher waren keine pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischungen mit dreidimensionaler Struktur mit einem verstärkten Brennbindemittel bekannt, das insbesondere durch thermoplastisches Formaldehyd-Phenol-Polykondensat gebildet, durch Dicarbonsäureester plastifiziert und durch Polytetrafluorethylen verstärkt ist. Die erzielten technischen Ergebnisse ließen sich nicht voraussehen oder vorab durch Berechnung mit bekannten Berechnungsmethoden erhalten. Die Mischung besteht aus mindestens fünf Bestandteilen, die sich in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften unterscheiden und sowohl bei der Herstellung der Mischung als auch bei deren Verwendung zu Brandbekämpfungszwecken eine verschiedenartige, komplexe Wirkung aufeinander ausüben.
Die Neuheit des Verfahrens der Herstellung der beanspruchten Mischung besteht darin, dass man die thermomechanische Wirkung durch das Walzen bei der Solltemperatur von 70–90°C und dem Gesamtverformungswert (j_s), der die Bedingung 1000 < j_s < 3000 erfüllt, verwendet und dass bei der Temperatur von 70–90°C geformt wird.
Tabelle 1 Beziehung zwischen den Einsatzmerkmalen der beanspruchten pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischung (20% KClO₄; 64% KNO₃; 2% Polytetrafluorethylen; 0,4% Calciumstearat; 11,1% Iditol; 2,5% Dibutylphthalat) und den Betriebsbedingungen eines Verfahrens zu ihrer Herstellung
Tabelle 2 Beziehung zwischen Einsatzmerkmalen und thermodynamischen Parametern von pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Mischungen und der Formulierung ihrer Ausgangsbestandteile und dem Gesamtverformungswert j_s
Die vorgeschlagene pyrotechnische, Aerosol bildende, Feuer löschende Mischung, die durch das beanspruchte Verfahren hergestellt wird, ermöglicht die Durchführung einer wirksamen Brandbekämpfung von verschiedenen brennbaren Materialien in solchen Bauten und Vorrichtungen wie:

– Lagerhallen, Garagen und Ladenlokalen;
– Geschäftsräumen für die Haltung von Tieren und Vögeln;
– Motor- und Gepäckräumen von Transportfahrzeugen;
– Lüftungsanlagen von Industriebetrieben, Hotels usw.

Die Vorteile der vorgeschlagenen Mischung sind die leichte Erhältlichkeit von Rohstoffen für die Bestandteile der Mischung und der Komplex von guten Einsatzmerkmalen wie beispielsweise niedrige Feuer löschende Konzentration; Eigenschaften mit hoher Verformungsfestigkeit; Haltbarkeit und Zuverlässigkeit bei der Verwendung; und Möglichkeit zur Regulierung der Brandgeschwindigkeit ohne Einsatz spezieller Katalysatoren. Die Feuer löschende Gas-Aerosol-Mischung hat keine schädliche Wirkung auf den menschlichen Körper, lebende Organismen, die Natur und Instrumente und Geräte in großen Höhen.
Die Vorteile ihres Herstellungsverfahrens sind die Möglichkeit, leicht erhältliche Liefersätze von Teilen für seine Durchführung zu verwenden, der niedrige Pressdruck sowie die Einfachheit und Sicherheit der Herstellung.

Claims

Pyrotechnischer, Aerosol bildender, Feuer löschender Verbund mit dreidimensionaler Struktur enthaltend ein Oxidationsmittel, einen Herstellungsprozess-Zusatzstoff und ein Brennbindemittel, das durch thermoplastisches Formaldehyd-Phenol-Polykondensat gebildet, durch Dicarbonsäureester plastifiziert und durch Polytetrafluorethylen verstärkt ist, in den folgenden Anteilen in Massenprozent: Polytetrafluorethylen 1–5 thermoplastisches Formaldehyd-Phenol-Polykondensat 8–11 Dicarbonsäureester 2–6 Herstellungsprozess-Zusatzstoff 0,2–0,5 Oxidationsmittel der Rest.
Pyrotechnischer, Aerosol bildender, Feuer löschender Verbund nach Anspruch 1, wobei der Dicarbonsäureester aus der Gruppe von Dibutylphthalat, Dioctylsebacat oder einem Gemisch davon ausgewählt wird.
Pyrotechnischer, Aerosol bildender, Feuer löschender Verbund nach irgendeinem der Ansprüche 1 oder 2, wobei ein Herstellungsprozess-Zusatzstoff aus der Gruppe von Natriumstearat, Kaliumstearat, Calciumstearat oder einem Gemisch davon ausgewählt wird.
Pyrotechnischer, Aerosol bildender, Feuer löschender Verbund nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Oxidationsmittel aus der Gruppe von Nitrat oder Perchlorat von Alkalimetallen oder einem Gemisch davon ausgewählt wird.
Verfahren zur Herstellung des pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Verbunds nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bestehend aus Mischen der Formaldehyd-Phenol-Polykondensat-Suspension in einem organischen Lösemittel und der Polytetrafluorethylen-Dispersion in Dicarbonsäureester, und dann Mischen der resultierenden Zusammensetzung mit einem Oxidationsmittel und einem Herstellungsprozess-Zusatzstoff mit anschließender thermomechanischer Wirkung bei 70–90°C durch Walzen, deren Intensität und Dauer die Bedingung 1000 < j_s < 3000 erfüllt, wobei j_s eine Gesamtverformung ist, und durch Formen.
Verfahren zur Herstellung des pyrotechnischen, Aerosol bildenden, Feuer löschenden Verbunds nach Anspruch 5, wobei ein organisches Lösemittel aus der Gruppe von Methylenchlorid, Kohlenstofftetrachlorid oder einem Gemisch davon ausgewählt wird.