DE1211946B

DE1211946B - Feuerloeschmittel

Info

Publication number: DE1211946B
Application number: DEG41628A
Authority: DE
Inventors: Preston Leonard Veltman
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1963-11-12
Filing date: 1964-09-26
Publication date: 1966-03-03
Also published as: US3238129A

Description

Feuerlöschmittel Wasser ist als Feuerlöschmittel oft wirkungslos, weil es leicht von der Brandstelle wegfließt; außerdem ist es zum Löschen von Lösungsmittel- oder Flüssigtreibstoffbränden vollkommen ungeeignet. Man hat viele chemische Stoffe und Stoffgemische, wie unter anderem viskositätserhöhende Mittel, z. B. Tone oder Gelformer, sowie gasbildende Stoffe, z. B. Natriumhydrogencarbonat, verwendet, um Wasser zur Feuerbekämpfung wirkungsvoller zu machen. Diese Zusammensetzungen waren jedoch nicht befriedigend, weil Stoffe, welche die Viskosität beeinflussen, wie Carboxymethylcellulose oder Algin, hydrophob sind. Tone saugen Wasser nur langsam auf und verursachen außerdem Abrieb an der Pumpenapparatur.
Es sind auch trockene pulverförmige Feuerlöschmittel bekannt. welche hauptsächlich aus gasbildenden, insbesondere C0_., abgebenden Stoffen bestehen. Besonders bevorzugt ist Natriumhydrogencarbonat; um das Zusammenbacken bei Feuchtigkeit zu verhindern, hat man bis zu 2011/o natürlichen Glimmers, wie z. B. Muscovit oder Vermiculit, zugesetzt. Der Nachteil solcher Mischungen besteht darin, daß die gasbildenden Mittel (z. B. Natriumhydrogencarbonat und eine saure Verbindung) leicht miteinander reagieren, wenn die Bestandteile nicht Getrennt Gehalten werden. Bei Verwendung in Verbindung mit Wasser ist es sehr schwierig, eine Aufschlämmung zu erhalten, weil die natürlich vorkommenden Glimmerarten nur äußerst langsam Wasser aufnehmen.
Zur Behebung dieser Nachteile wird nun ein Feuerlöschmittel auf der Basis von CO.,-abspaltenden Salzen in Verbindung mit organischen Säuren oder sauren anorganischen Salzen und Glimmer zur Verwendung als Trockenlöschpulver oder als Zusatz zu Löschwasser oder in Kombination mit Schaumlöschmitteln vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Glimmerkomponente aufgeschieferten, ausgewalzten und sodann gekörnten Vermiculit, vorzugsweise in Mengen von 20 bis 8001o, enthält. Vorzugsweise besteht das Feuerlöschmittel aus einem Gemisch zweier Vormischungen, wovon eine Vermiculit und CO"-abspaltendes Salz und die andere Vermiculit und eine saure Verbindun- enthält, wobei die zweite Komponente der Vormischungen dem Vermiculit jeweils zwischen der Aufschieferung und dem nachfolgenden Auswalzen und Körnen beigemischt wurde.
Vermiculit ist ein glimmerartiges Material, das beim Erhitzen zu einem Adsorptionsmittel geringer Dichte und großem Volumen aufschiefert. Das im vorliegenden Zusammenhang als »ausgerollter oder ausgewalzter Vermiculit« bezeichnete Produkt ist ein aufgeschieferter Vermiculit, der auf sich gegenläufig drehende Walzen aufgegeben und zwischen diesen gepreßt wurde. Das verdichtete Material kommt als eine fortlaufende »Folie« heraus, die leicht gekörnt werden kann. Der so bearbeitete Vermiculit hält selbsttätig zusammen, wofür die intermolekularen Anziehungskräfte frischer Oberflächen verantwortaufgeschieferter und dann ausgewalzter Vermiculitzwischen den Walzen entstehen. Durch die größere Affinität zwischen Vermiculit und Wasser werden diese Bindungskräfte gebrochen, sobald die Körner des ausgewalzten Vermiculits mit dem Wasser in Berührung kommen. Die Körner quellen dabei um 700 ihres ursprünglichen Volumens auf, und das Wasser wird von den vorher mit Luft gefüllten Poren adsorbiert. Erfindungsgemäß wird ein solcher zunächst aufgeschieferter und dann ausgewalzten Vermiculit in körniger Form verwendet.
Für die folgenden drei wichtigen Arten von Feuerbekämpfungsmitteln ist der erfindungsgemäße ausgerollte oder gewalzte Vermiculit besonders wirkun-svoll: 1. Trockene pulverförmige Feuerlöschmittel, bei denen das Pulver durch eine Düse mittels Gasdruck auf den Flammenherd gerichtet wird.
2. Trockene pulverförmige Feuerlöschmittel, die in Verbindung mit Wasser, und zwar als Aufschlämmungen mittels Schlauch oder durch Abwurf aus der Luft verwendet werden.
3. Schaumlöschmittel, die eine reaktionsfähige Mischung trockener Pulver enthalten, welche bei Berührung mit Wasser aufschäumt und so ein Feuerlöschmittel bildet.
Bei der ersten Art von Trockenlöschmitteln ist ausgerollter Vermiculit ungewöhnlich wirkungsvoll wegen seiner spezifischen Teilcheneigenschaften. Die glimmerartigen Plättchen haben die Eigenschaft, in einer Richtung dünn zu sein, wodurch jedes Teilchen je Gewichtseinheit eine relativ große Fläche abdeckt. Diese Vermiculitplättchen haften gut an einer brennenden Oberfläche. Trockener ausgerollter Vermiculit ist außerdem ein gutes Mittel gegen Zusammenbacken, wenn er in Verbindung mit anderen trockenen Löschmitteln verwendet wird.
Ausgerollter Vermiculit ist besonders vorteilhaft bei der Herstellung von Mischungen von Stoffen, die miteinander reagieren können. Jeder von mehreren Bestandteilen einer Zusammensetzung kann mit lockerem Vermiculit vermischt werden, bevor der Vermiculit gepreßt wird, so daß eine »Mikroverpakkung« erzielt wird. Auf diese Weise können sonst miteinander reagierende Stoffe als Mischung gehandhabt werden. Zum Beispiel kann Aluminiumsulfat in ausgerolltem Vermiculit eingeschlossen werden, wodurch eine mögliche Reaktion mit gemischtem Natriumhydrogencarbonat herabgesetzt wird. Wenn das Gemisch mit Wasser in Berührung kommt, blättert der Vermiculit wiederum auf, und die Reaktion zwischen Aluminiumsulfat und Natriumhydrogencarbonat kann einsetzen, wodurch die gewünschte Schaumwirkung hervorgerufen wird.
Als reaktionsfähige Stoffe, die in ausgerolltem Vermiculit für Feuerlöschmittel eingekapselt werden können, kommen feste saure Stoffe und CO., bildende Salze in Frage. Die festen sauren Verbindungen sind unter anderem organische Säuren, z. B. Zitronensäure, Weinsäure, Oxalsäure, Fumarsäure, Itaconsäure usw., oder saure Salze, wie Sulfate, Chloride und Nitrate von Aluminium, Magnesium, Cobalt, Zink, Nickel u. a. Geeignete CO., bildende Salze sind unter anderem Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat. Kaliumcarbonat usw.
Die Konzentration dieser Stoffe hängt von der Gewünschten Schaummenge ab. Wenn die Schaumwirkung eine längere Zeit andauern soll, werden große Mengen von etwa 40 Gewichtsteilen von jedem der aktiven Bestandteile benötigt, während aus wirtschaftlichen Gründen dort, wo das Feuer, das gelöscht werden soll, relativ kleine Ausdehnung hat, geringere Mengen ip der Größenordnung von 10 Gewichtsteilen von jedem der beiden aktiven Bestandteile ausreichen.
Ausgerollter Vermiculit . gibt den Schaumfeuerlöschmitteln auch noch andere wünschenswerte Eigenschaften. Diese anorganischen Blättchen geben dem Schaum thermische Stabilität, und wenn der Schaum zusammenfä Ilt, bilden sie einen feuerfesten Überzug auf einer sonst brennbaren Oberfläche. Die feinverteilten Blättchen des ausgerollten Vermiculits verstärken auch die Fähigkeit der Schaummasse, an Oberflächen zu haften. Dieses ist besonders vorteilhaft, wenn ein Feuer dort bekämpft werden soll, wo die Schwerkraft eine Rolle spielt und der Brand nichtebene Oberflächen oder Bauteile erfaßt hat. Wenn ausgerollter Vermiculit in einer Mischung enthalten ist, -die als Aufschlämmung oder Lösung verwendet werden soll, dann vermindert es den für die Herstellung einer brauchbaren Mischung notwendigen Zeit- und Arbeitsaufwand erheblich. Ferner liegt es im Bereich dieser Erfindung, Feuerlöschmittel, die ausgerollten Vermiculit enthalten, auch in Heim- oder Industrie-Feuerlöschgeräten zu verwenden, wie z. B. Trockenlöschern u. ä. Beispiel 1 Eine Zusammensetzung, bestehend aus Aluminiumsulfat .......... 40 Gewichtsteile Natriumhydrogencarbonat . . 40 Gewichtsteile Lakritze (licorice) .......... 5 Gewichtsteile Zinkstearat ............... 5 Gewichtsteile ausgerolltem Vermiculit .... 10 Gewichtsteile wurde wie folgt hergestellt: Die 40 Teile Aluminiumsulfat wurden zunächst mit den 10 Teilen Vermiculit zusammengegeben, wobei der Vermiculit in der aufgeschieferten Form vorlag. Nachdem das Aluminiumsulfat und der Vermiculit gründlich gemischt worden waren, wurde die Masse zu einem kleinen Volumen zusammengepreßt, um die Aluminiumsulfatteilchen in dem ausgerollten Vermiculit einzuschließen. Die 40 Teile gepulverten Natriumhydrogencarbonats wurden mit den 5 Teilen gepulverten Zinkstearats und 5 Teilen Lakritze gründlich gemischt, um ein einheitliches Gemisch zu erzielen. Dann wurde die Aluminiumsulfat-Vermiculit-Mischung mit der Natriumhydrogencarbonat-Zinkstearat-Lakritze-Mischung zusammengegeben und darauf das Ganze mehrfach aufgeteilt, durch ein 2,4-mm-Sieb passiert und schließlich in einem dichten Behälter aufbewahrt, um Feuchtigkeit von dem Gemisch fernzuhalten.
Vor Gebrauch wird die Zusammensetzun« dieses Beispiels mit Wasser etwa in einem Verhältnis von 0,125 kg Gemisch auf 11 Wasser angerührt. Dadurch wird eine flüssige schäumende Masse erhalten, die zum Brandherd gebracht wird und das Feuer durch Abdecken und Kühlen löschen kann. Beispiel 2 Eine Zusammensetzung, bestehend aus Diammoniumphosphat ..... 20 Gewichtsteile ausgerolltem Vermiculit .... 30 Gewichtsteile Ammoniumsulfat .......... 49,5 Gewichtsteile Carboxymethylcellulose .... 0,5 Gewichtsteile wurde wie folgt hergestellt: 30 Teile aufgeschieferter Vermiculit wurden gründlich mit 49,5 Teilen Ammoniumsulfat sowie mit 20 Teilen Diammoniumphosphat zusammengemischt, und die sich ergebende Masse wurde auf ein kleines Volumen zusammengepreßt, um die gepreßte Vermiculitform zu erhalten. Die Teilchen passierten dann ein 3,66-mm-Sieb und wurden mit 0,5 Teilen pulverförmiger Carboxymethylcellulose mittlerer Viskosität gemischt.

Vor Gebrauch wird die beschriebene Zusammensetzung so mit Wasser zur gewünschten Konsistenz angerührt. Wenn die Mischung zur Waldbrandbekämpfung von der Luft abgeworfen werden soll, muß gerade genügend Wasser verwendet werden, um eine plastische gut zusammenhaltende Masse zu bekommen, was notwendig ist, wenn das Mittel bei heftiger Luftströmung abgeworfen werden soll, wie sie bei der Waldbrandbekämpfung angetroffen wird. Die gleiche Zusammensetzung kann jedoch auch mit relativ großen Mengen Wasser verwendet werden, utn eine dünn flüssigere Aufschlämmung zu erhalten, die mittels Schlauch auf den Flammenherd gerichtet werden kann. Im trockenen Zustand fließt diese pulvrige Mischung leicht durch eine Einspritzdüse in ein Wasserschlauchsystem. Dabei trägt der ausgewalzte Vermiculit wesentlich zu den guten Fließeigenschaften bei. Beispiel 3 Zusammensetzung, bestehend aus

j Gewichtsteile

1 2 3

i

Ausgerolltem Vermiculit .... 29,5 56 67

Diammoniumphosphat .... 70 40 30

Algin (pH unempfindlich) .. 0,5 4 3

Natriumhexafluosilikat 1) . . . j - 0.04 0,03

1) Korrosionsverhütungsmittel.

wurde wie folgt lleraestellt: Das pulverförmige Diammoniumphosphat wurde mit nichtgepreßtem Vermiculit vermischt, worauf das Gemisch gepreßt wurde, um die Eigenschaften des ausgerollten Vermiculits zu erhalten. Nach Passieren eines 2,83-mm-Siebes wurde die Mischung mit 0,5 Teilen gepulvertem Algin und Natriumhexafluosilikat in einer Umwälzmaschine gemischt. Diese Zusammensetzung ist ein leicht fließendes Pulver, das keinerleit spezielle Vorkehrungsmaßnahmen für die Lagerung erfordert. Bei Gebrauch wird dieses Pulver unter Rühren mit Wasser gemischt, so daß eine Aufschlämmung der gewünschten Konsistenz erhalten wird. Der ausgerollte Vermiculit sowie das hydratisierte Algin dienen dazu, das Diammoniumphosphat darin zu dispergieren. Die Zusammensetzung dieses Beispiels ist brauchbar bei Busch- und Grasfeuer, da sie an dem verbrennbaren Material haftet und so erneute Entflammung verhindert.

Im Gegensatz zu den Borgten, die manchmal zur Feuerbekämpfung Anwendung finden, besitzt die Zusammensetzung dieses Beispiels keine für das Pflanzenwachstum schädlichen Eigenschaften. Ganz im Gegenteil hat das Diammoniumphosphat sogar noch Wert als Düngemittel. Ausgerollter Vermiculit ist besonders vorteilhaft. wenn er in Aufschlämmungen verwendet wird. Er saugt Wasser viel schneller auf als Tone, z. B. die Betonite (welche häufig in Feuerlöschmitteln angewandt werden), und quillt unter Bildung einer feuchten Masse auf. Aufschlämmungen von ausgerolltem Vermiculit haften mit ungewöhnlicher Zähigkeit an Oberflächen. Die Blättchen des ausgerollten Vermiculit haben die Neigung, flach auf glatten Oberflächen zu liegen, wodurch eine optimale Abdeckung erreicht wird. Der ausgerollte Vermiculit besitzt ferner ein hohes Maß an Gleitfähigkeit, was das Pumpen sehr erleichtert und die notwendigen Unterhaltskosten für die Ausrüstung senkt im Vergleich zu den Tonen, die mehr Abrieb zeigen.
Suspendieren bzw. Lösen der Bestandteile wird erleichtert durch -die Fähigkeit des ausgerollten Vermiculits, Wasser schnell aufzusaugen. Dadurch ist er eine ideale Ergänzung bei der Verwendung von sekundär die Viskosität beeinflussenden Stoffen, wie Carboxymethylcellulose oder den Alginen. Wenn große Mengen von Carboxymethylcellulose oder Algin mit Wasser in Berührung kommen, widerstehen sie der Benetzung und erfordern normalerweise mechanische Mittel zur Dispersion. Im Gegensatz dazu wird Benetzung der Hauptmenge Carboxymethylcellulose schnell erreicht, wenn Carboxymethylcellulose oder Algin auf der Oberfläche des ausgerollten Vermiculits verteilt sind.
Im folgenden Beispiel ist eine Zusammensetzung von ausgewalztem Vermiculit mit Algin angegeben. Vorzugsweise wird pH unempfindliches Algin verwendet. Beispiel 4 Zusammensetzungen, bestehend aus

Gewichtsteile

1 I 2

Ausgewalztem Vermiculit ........

95 99

Algin (pH unempfindlich) ........ 5 1

wurden hergestellt durch Zusammenmischen von Algin mit dem ausgerollten Vermiculit. Bei Kontakt mit Wasser ergibt das Algin ein Medium hoher Viskosität als Träger für den Wasser aufsaugenden ausgerollten Vermiculit. In der Praxis ergibt diese Zusammensetzung preiswerte, gelatinöse, guthaftende Massen, die auf schlecht zugängliche Brandherde aus der Luft abgeworfen werden können.

Claims

Patentansprüche: 1. Feuerlöschmittel auf der Basis von CO.,-abspaltenden- Salzen in Verbindung mit organischen Säuren oder sauren anorganischen Salzen und Glimmer zur Verwendung als Trockenlöschpulver oder als Zusatz zu Löschwasser oder in Kombination mit Schaumlöschmitteln, dadurch g e k e n n z e i c h tt e t , daß es als Glimmerkomponente aufgeschieferten bzw. ausgewalzten und sodann gekörnten Vermiculit, vorzugsweise in Mengen von 20 bis 800.'o, enthält.
2. Feuerlöschmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Gemisch zweier Vormischungen besteht, wovon eine Vermiculit und CO"-abspaltendes Salz und die andere Vermiculit und eine saure Verbindung enthält, wobei die zweite Komponente der Vormischungen dem Vermiculit jeweils zwischen der Aufschieferung und dem nachfolgenden Auswalzen und Körnen beisemischt wurde. In Betracht gezogene Drucksöhriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 074 938, 2 631977; R 8 m p p, Chemie-Lexikon,
3. Auflage, S. 1915.