Покровное изделие для реактивного тушения огня

Покровное изделие для реактивного тушения огня выполнено из материала, имеющего гибкую мягкую волокнистую тканую или нетканую основу с реактивным покрытием, выполненным в виде гибкого слоя, размещенного неразъемно на указанной волокнистой основе со стороны предполагаемого контакта изделия с очагом возгорания и содержащего мягкий гибкий полимерный носитель с диспергированными в нем микрокапсулами, имеющими ядро, содержащее огнегасящий агент или смесь огнегасящих агентов, характеризующихся при их нагревании выше температуры их кипения высоким газообразованием и термораспадом с образованием тяжелых свободных радикалов, и оболочку, характеризующуюся узким диапазоном температур ее деструкции при температуре выше температуры кипения огнегасящего агента.

Настоящая полезная модель относится к области пожаротушения, в частности, к средствам для борьбы с возгораниями, подлежащим размещению на очаге возгорания, на объектах, имеющих очаги возгорания, для защиты от возгорания объектов, расположенных в зоне пожара, вблизи очага возгорания, для спасения человека, находящегося в очаге возгорания, для защиты человека в зоне пожара, например, в условиях жилых, производственных и офисных помещений, на предприятиях общественного питания, на площадках массового скопления людей, в гостиничных комплексах, в условиях открытых площадок, на автомобильном, подземном и другом транспорте, на судах, бензоколонках и других объектах.

Известно применение в прошлом в качестве первичного, наиболее простого и доступного пассивного средства борьбы с возгоранием, огнестойких одеял, выполненных из асбестовой ткани, однако применение их ограничено в связи с вредным воздействием асбеста на дыхательные пути и легкие, приводящим к возникновению тяжелых заболеваний.

Известны средства пассивной противопожарной защиты объектов, имеющих потенциально пожароопасные области, при использовании которых огнегашение основано на предотвращении контакта очага возгорания с кислородом воздуха окружающей среды и прекращении горения после израсходования кислорода внутри защищаемой зоны. Обычно такие средства представляют собой изделия из плотной стеклоткани или углеткани, или из многослойных негорючих материалов.

Например, известно применение защитного покрывающего мата для использования в качестве пламя подавляющего изделия (DE, 9410133, U1), состоящего из стеклянной ткани и односторонней нетканой подкладки, выполненной из негорючих волокон, например, из углеродных волокон или арамидных волокон, при этом подкладка и стеклянная ткань соединены с помощью волокнистых нетканых прядей, пропущенных через текстильное стеклянное полотно.

Известны многослойные композиционные материалы для изготовления средств пассивной противопожарной защиты, содержащих огнеподавляющие агенты.

Например, известно огнестойкое одеяло, содержащее стекловолокно на пластичной подложке, пропитанной смесью порошкового гидратированного силиката алюминия (каолин) и жидкого стекла (DE, 4120562, A), в котором подложка может быть выполнена из металла и частично из алюминия, фольги и их смеси, из ткани из стекловолокна, пропитанной вышеуказанной смесью. При использовании такого одеяла дополнительно достигается охлаждение области горения за счет выделения и испарения воды из гидратированных компонентов.

Известно применение гибкого огнезащитного материала (DE, 102007014212, A), содержащего два слоя волокнистого полуобработанного изделия, имеющего температуру размягчения около 700°C, например, изготовленного из волокна с температурой размягчения 1000°C, предпочтительно, из стеклянных волокон и/или базальтовых волокон, и размещенный между указанными двумя слоями промежуточный слой пожарозащитного агента, выбранного из группы неорганических, галогенированных или негалогенированных фосфорорганических соединений и/или подавителей огня на основе азота, имеющих газовую абляцию (унос массы), образующую в замкнутом объеме между слоями вздутие, препятствующее контакту защищаемого объекта с кислородом воздуха.

Однако все описанные выше средства относятся к средствам пассивной защиты объектов, имеющих потенциально пожароопасные области, путем прерывания доступа кислорода воздуха в очаг горения или с дополнительным охлаждением очага горения за счет выделения и испарения воды. Использование таких средств в условиях наличия очага возгорания, находящегося на поверхности защищаемого объекта в кислородсодержащей окружающей среде, требует плотного прижатия используемого средства к поверхности защищаемого объекта для исключения притока воздуха в очаг возгорания, что является проблематичным и потенциально опасным для действующего субъекта (спасателя). При нарушении этой условной защиты часто возникает повторное воспламенение, приводящее к развитию пожара.

Известны средства активной противопожарной защиты объектов, имеющих потенциально пожароопасные области, при использовании которых огнегашение основано на выбросе в зону горения из микровключений (микрокапсул), содержащихся в твердых, эластичных или сыпучих материалах, называемых «термоактивирующееся микрокапсулированное огнетушащее вещество» (Терма ОТВ), жидких или газообразных продуктов термораспада огнегасящих веществ при достижении температуры нагрева микровключений (микрокапсул) до определенного заданного значения температуры их разрушения, что приводит к блокированию развития цепной химической реакции горения образующимися тяжелыми свободными радикалами, которые и являются основным компонентом реактивного тушения.

Так, известен микрокапсулированный огнегасящий агент (RU, 2469761, C1), содержащий микрокапсулы, имеющие ядро из огнегасящей жидкости, размещенное внутри сферической полимерной оболочки, выполненной из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала и содержащей наночастицы минерального наполнителя в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм, и указанный агент обладает способностью взрывоподобного разрушения в диапазоне температур 90-230°C. Микрокапсулы могут иметь внешний диаметр в диапазоне 50-400 мкм и ядро из огнегасящей жидкости, по массе составляющей 75-95% от массы микрокапсулы, в качестве которой используют бромсодержащую или фторбромсодержащую огнегасящую жидкость, перфторэтил-перфторизопропил-кетон и/или дибромметан, или смесь огнегасящих жидкостей, выбранных из группы, включающей: перфторэтил-перфторизопропил-кетон, дибромметан, бромзамещенные углеводороды, фторбромзамещенные углеводороды в жидком состоянии. Сферическая полимерная оболочка может быть выполнена, например, из комплекса поливинилового спирта и мочевино-резорцино-формальдегидной смолы или сшитого желатина, и может содержать минеральный наполнитель в количестве 1-5% от массы оболочки, в виде наноразмерных пластинок из натурального алюмосиликата монтмориллонита или его аналогов в эксфолиированном состоянии. Указанные микрокапсулы могут быть использованы для пожаротушения в составе огнегасящего композиционного конструкционного материала.

Целью создания настоящей полезной модели было создание многократно используемых быстро разворачивающихся средств повышенной эффективности активного пожаротушения очагов возгораний различной площади или используемых в качестве превентивной меры предупреждения разрастания очага возгорания, обеспечивающих быстрое тушение огня в очаге возгорания, исключающих возможность повторного возгорания и безопасных для лиц, находящихся в зоне возгорания (пострадавших) или действующих в очаге пожара (спасателей) путем активного прямого воздействия на очаг возгорания, при безопасности его применения как в бытовых условиях (квартиры, коттеджи, гостиницы, рестораны и другие объекты), так и в промышленных помещениях, на бензоколонках, в гаражах, на транспорте.

При этом при создании полезной модели была поставлена задача создания изделий для реактивного тушения огня, реализующих автономную автоматическую безинерционную систему подавления возгораний за счет размещения в зоне предполагаемого возгорания гибкого покровного изделия, имеющего обращенное в сторону очага возгорания активное огнетушащее покрытие, содержащее инкапсулированные в ядрах микрокапсул жидкие огнегасящие агенты, которое при достижении в покрытии определенной температуры термической деструкции оболочки микрокапсул в узком диапазоне температур выше температуры кипения используемых огнегасящих агентов продуцирует выброс газифицированных продуктов термораспада огнегасящего агента в окружающее пространство.

Ожидаемым техническим результатом являлось обеспечение взрывоподобного одновременного введения в зону горения значительного объема газообразных продуктов термораспада огнегасящих агентов, приводящих к блокированию развития цепной химической реакции горения образующимися тяжелыми свободными радикалами.

Поставленная задача была решена созданием полезной модели покровного изделия для реактивного тушения огня, выполненного из материала, имеющего тканую или нетканую основу с покрытием, содержащим полимерный носитель с диспергированными в нем микрокапсулами, имеющими размещенное в оболочке ядро из жидкого огнегасящего агента, отличающегося тем, что материал имеет гибкую мягкую волокнистую основу, покрытие выполнено реактивным в виде гибкого слоя, размещенного неразъемно на указанной волокнистой основе со стороны предполагаемого контакта изделия с очагом возгорания и содержит мягкий гибкий полимерный носитель, в котором диспергированы микрокапсулы, имеющие ядро, содержащее огнегасящий агент или смесь огнегасящих агентов, характеризующихся при их нагревании выше температуры их кипения высоким газообразованием и термораспадом с образованием тяжелых свободных радикалов, и оболочку, характеризующуюся узким диапазоном температур ее деструкции при температуре выше температуры кипения огнегасящего агента.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы изделие в качестве волокнистой основы содержало материал из минеральных или углеродных или растительных волокон или их комбинации.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы материал волокнистой основы был выбран из группы, включающей: стеклоткань, ткань из минеральных волокон, углеткань, хлопчатобумажную ткань, ткань из кунжутовых волокон, ткань из пеньковых волокон, ткань из льняных волокон, ткань из комбинированных волокон.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы материал волокнистой основы был выбран из группы технических тканей типа брезента или бельтинга.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы реактивное покрытие в качестве полимерного носителя содержало каучук или каучукоподобный полимер, характеризующиеся температурой отверждения не выше +45°C.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы полимерный носитель был выбран из группы, включающей силиконовый каучук, полиуретаны, эластифицированные эпоксидные смолы, полиэфиры.

Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы полимерный носитель был выбран из группы, включающей пленкообразующие полимеры, характеризующиеся температурой отверждения не выше +45°C при высушивании.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы пленкообразующий полимер в исходном состоянии был выбран из группы, включающей: поливиниловый спирт в виде водного раствора с пластификатором; поливинилацетат в виде водной дисперсии; полибутилакрилат в виде бутилакрилатного латекса.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы в полимерном носителе реактивного покрытия были диспергированы микрокапсулы, содержащие ядро с огнегасящим агентом, содержащим высокоэффективную огнегасящую жидкость, выбранную из группы, включающей следующие фтор-, бром-, иод-содержащие соединения:

- перфторуглеводороды, имеющие формулу C_nF_n+2, где n=5-7;

- фториодиды, имеющие формулу C₃F₇I, называемый Фреон 217 И-1;

- тетрафтордибомэтан, имеющий формулу C₂F₄Br₂, называемый Фреон 114B2;

- октафтордибром бутан, имеющий формулу C₄ F₈Br₂, называемый Фреон 318B2;

- дибромметан, имеющий формулу CH₂Br₂;

- перфторэтил-перфторизопропил-кетон, имеющий формулу C₆F₁₂O, называемый

Novec1230 или ПФК-49,

и их смеси, в оболочке, обеспечивающей до ее деструкции возможность перегрева огнегасящего агента в ядре микрокапсулы не менее, чем на 40°C выше температуры его кипения.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы в полимерном носителе реактивного покрытия были диспергированы микрокапсулы диаметром 10-400 мкм, характеризующиеся температурой деструкции оболочки в диапазоне 90-230°C.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы содержание микрокапсул в полимерном носителе составляло 50-90 масс.%.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы в полимерном носителе реактивного покрытия были диспергированы микрокапсулы, имеющие оболочку микрокапсул, выполненную из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала, образованного комплексом поливинилового спирта с мочевино-резорцино-формальдегидной смолой или сшитым желатином.

Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы в полимерном носителе реактивного покрытия были диспергированы микрокапсулы, имеющие оболочку, выполненную из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала, образованного комплексом поливинилового спирта с мочевино-резорцино-формальдегидной смолой или сшитым желатином, наполненных наночастицами эксфолиированного монтмориллонита в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы изделие имело заданную площадь реактивного покрытия и форму и было выполнено из материала волокнистой основы, имеющего реактивное покрытие на одной стороне.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы изделие было приспособлено для компактного хранения и быстрого развертывания над очагом возгорания и выбрано из группы, включающей: салфетку, одеяло, коврик, полог.

Кроме того, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы изделие было приспособлено для компактного хранения и использования в качестве превентивной меры пожарной безопасности и выбрано из группы, включающей: палатку, накидку, плащ-палатку, навес, тент.

Кроме того, покровное изделие может быть приспособлено для постоянного размещения над техническими объектами или внутри объектов в процессе их эксплуатации в качестве превентивной меры предотвращения возгорания и выбрано из группы, включающей: тент, полог, обертку, покрывало, прокладку, чехол.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, возможно, чтобы изделие имело заданную площадь реактивного покрытия и форму и было выполнено из материала волокнистой основы, имеющего реактивное покрытие на обеих его сторонах.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, изделие может быть приспособлено для размещения над защищаемыми пожароопасными объектами при их хранении или транспортировании и выбрано из группы, включающей: покрывало, тент, полог, автополог, упаковку, чехол.

В дальнейшем техническое решение полезной модели покровного изделия для реактивного тушения огня поясняется примерами его осуществления. При этом приведенные примеры не являются исчерпывающими, не ограничивают возможности реализации изделий, не выходят за рамки формулы полезной модели.

Покровное изделие для реактивного тушения огня согласно техническому решению полезной модели выполняют из материала, имеющего гибкую мягкую тканую или нетканую волокнистую основу с реактивным покрытием, выполненным в виде гибкого слоя, размещенного неразъемно на указанной волокнистой основе на стороне предполагаемого контакта изделия с очагом возгорания. При этом в качестве волокнистой основы используют материал из минеральных или углеродных или растительных волокон или их комбинации, например, выбранный из группы, включающей: стеклоткань, ткань из минеральных волокон, углеткань, хлопчатобумажную ткань, льняную ткань, ткань из кунжутовых волокон, ткань из пеньковых волокон, ткань из комбинированных волокон. Материал волокнистой основы может быть выбран из группы технических тканей, например типа брезента или бельтинга. Волокнистая основа обеспечивает гибкость изделия и возможность создания на поверхности неразъемного тонкого покрытия достаточной эффективности огнетушения. При этом для изделий в зависимости от их условий применения может быть выбрана основа из материала различной текстуры и плотности.

При этом реактивное покрытие содержит мягкий гибкий полимерный носитель с диспергированными в нем микрокапсулами, имеющими ядро, содержащее огнегасящий агент или смесь огнегасящих агентов, характеризующихся температурой кипения значительно ниже температуры деструкции оболочки микрокапсулы и высоким газообразованием продуктов их термораспада, которые в окружающем пространстве зоны возгорания образуют тяжелые свободные радикалы. Разность температуры кипения огнегасящих агентов в ядре и температуры деструкции оболочки микрокапсулы обеспечивает перегрев огнегасящих агентов в ядре перед разрушением оболочки, повышает эффективность газообразования и повышает скорость выброса продуктов термораспада огнегасящих агентов в окружающее пространство. Использование микрокапсул с оболочкой, подвергающейся деструкции при температуре оболочки выше температуры кипения огнегасящего агента, содержащегося в ядре, характеризующейся узким диапазоном температур деструкции оболочки, обеспечивает прохождение процессов деструкции оболочек в большом количестве микрокапсул одновременно для получения массового выброса газообразных продуктов термораспада огнегасящих агентов при нагреве реактивного покрытия изделия в зоне возгорания.

Высокая эффективность покровного изделия с реактивным покрытием при подавлении возгораний обусловлена химическим строением используемых огнегасящих агентов, которые в очаге возгорания распадаются с образованием тяжелых свободных радикалов, которые обрывают кинетические цепи процесса горения, прекращая его развитие в течение нескольких секунд. Газообразные продукты термораспада огнегасящих агентов, кроме того, обеспечивают изоляцию очага горения от воздуха, создавая газовый «купол» из тяжелых продуктов распада, и надежно препятствуют повторному возгоранию. Таким образом, покровные изделия с реактивным покрытием сочетают в своих функциях, с одной стороны, автономную автоматическую безинерционную систему подавления возгораний и свойства трудносгораемого материала - с другой.

Согласно техническому решению полезной модели, в реактивном покрытии покровных изделий применяют микрокапсулы, имеющие ядро с огнегасящим агентом, содержащим высокоэффективную огнегасящую жидкость, например, микрокапсулы, известные из патентов RU 2389525 C2, RU 2161520 C1 и RU 2469761 C1, содержащие огнегасящую жидкость, выбранную из группы, включающей следующие фтор-, бром-, иод-содержащие соединения:

- перфторуглеводороды, имеющие формулу C_nF_2n+2 где n=5-7, имеющие температуру кипения, соответственно: 29,3°C (n=5); 57,2°C (n=6); 82,5°C (n=7);

- фториодиды, имеющие формулу C₃F₇I, называемые Фреон 217 И-1, имеющий температуру кипения 37°C;

- тетрафтордибомэтан, имеющий формулу C₂F₄ Br₂, называемый Фреон 114B2, имеющий температуру кипения 47,3°C;

- октафтордибром бутан, имеющий формулу C₄F₈Br₂, называемый Фреон 318B2, имеющий температуру кипения 40,5°C;

- дибромметан, имеющий формулу CH₂Br₂, имеющий температуру кипения 97°C;

- перфторэтил-перфторизопропил-кетон, имеющий формулу C₆F₁₂O, называемый Novec1230 или ПФК-49, имеющий температуру кипения 49,2°C, и их смеси, в оболочке, обеспечивающей до ее деструкции возможность перегрева огнегасящего агента в ядре микрокапсулы не менее, чем на 40°C выше температуры его кипения.

Например, если огнегасящим агентом является Фреон 114B2 или ПФК-49, нагрев оболочки микрокапсулы до 100-120°C (или выше для других огнегасящих агентов) вызывает взрывоподобное разрушение оболочки, содержащей перегретые продукты термораспада огнегасящего агента, их газификацию и активный выброс в окружающее пространство.

При этом, согласно техническому решению полезной модели, целесообразно, чтобы микрокапсулы имели диаметр 10-400 мкм и температуру разрушения оболочки в диапазоне 90-230°C.

Например, согласно техническому решению полезной модели, возможно в реактивном покрытии использовать известные готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1), содержащие в ядре указанные выше огнегасящие агенты и имеющие оболочку микрокапсул, выполненную из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала, предпочтительно, образованного комплексом поливинилового спирта с мочевино-резорцино-формальдегидной смолой или сшитым желатином. При этом для обеспечения долговременности покрытия и уменьшения разброса температур разрушения оболочки оболочка может содержать наночастицы минерального наполнителя, предпочтительно, эксфолиированного монтмориллонита в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм.

При этом целесообразно, чтобы микрокапсулы имели диаметр 10-400 мкм, и содержание микрокапсул в полимерном носителе реактивного покрытия составляло 50-90 масс %.

Согласно техническому решению полезной модели, в качестве полимерного носителя покровные изделия содержат каучук или каучукоподобный полимер, характеризующиеся температурой отверждения не выше +45°C, например, выбранный из группы, включающей силиконовый каучук, полиуретаны, эластифицированные эпоксидные смолы, полиэфиры.

Кроме того, полимерный носитель может быть выбран из группы пленкообразующих полимеров, характеризующихся температурой отверждения не выше +45°C при высушивании, например, поливиниловый спирт в виде водного раствора, поливинилацетат в виде водной дисперсии, полибутилакрилат в виде бутилакрилатного латекса.

Гибкость слоя покрытия обеспечивает необходимое обратимое деформирование покровного изделия для наилучшего его размещения на защищаемом объекте, а также возможность трансформации формы покровного изделия в процессе его использования для огнетушения.

Причем, согласно техническому решению полезной модели, из описанных выше материалов с описанным выше покрытием на одной стороне описанной выше волокнистой основы или с описанным выше покрытием на обеих сторонах волокнистой основы покровные изделия могут быть выполнены с различной площадью реактивного покрытия и различной формы.

Размеры покровных изделий обусловлены удобством их эксплуатации в условиях применения. Толщина и площадь требуемого реактивного покрытия может быть рассчитана с учетом предполагаемого объема защищаемого объекта, по объемной пожаротушащей концентрации примененного огнегасящего агента и требованиям однократного или многократного срабатывания. Например, толщина покрытия может составлять 0,3-5,0 мм и более (для изделий пространственно протяженных форм).

В зависимости от назначения покровного изделия, оно может иметь заданную форму и площадь реактивного покрытия и быть выполнено из материала волокнистой основы, имеющего реактивное покрытие на одной стороне.

При этом, например, покровное изделие может быть приспособлено для компактного хранения и быстрого развертывания над очагом возгорания и представлять собой, например, салфетку, одеяло, коврик, полог.

Изделия с реактивным покрытием на одной стороне могут найти применение как для тушения горящей одежды на человеке (пострадавшем) при размещении их стороной с реактивным покрытием к огневому очагу на человеке, так и для защиты самого спасателя при размещении изделия стороной с реактивным покрытием наружу (к источнику огня).

Для использования в качестве превентивной меры пожарной безопасности человека в условиях потенциально пожароопасной ситуации покровное изделие может представлять собой накидку, плащ- палатку, палатку, покрывало.

В зависимости от назначения покровного изделия, оно может иметь заданную форму и площадь реактивного покрытия и быть выполнено из материала волокнистой основы, имеющего реактивное покрытие на обеих его сторонах.

Например, покровное изделие может быть предназначено для размещения на защищаемых пожароопасных объектах, например, на емкостях с легко воспламеняющимися жидкостями или веществами, способными к самовозгоранию при перегреве или возгоранию от случайного источника огня, например, от непотушенной сигареты, а также при криминальном поджоге, например, от попадания пули, в условиях их хранения или транспортирования, или для размещения покровного изделия на оборудовании, находящемся под напряжением, и представлять собой покрывало, тент, полог, автополог, обертку, упаковку.

Технология изготовления покровных изделий для реактивного тушения огня согласно техническому решению полезной модели может быть реализована в следующих вариантах:

- изготовление материала волокнистой основы с нанесением реактивного покрытия на одну или последовательно на две его стороны с последующим отверждением, затем раскрой, обработка краев, сшивка с образованием покровного изделия заданной формы;

- раскрой материала волокнистой основы, обработка краев, сшивка с образованием заданной формы покровного изделия, затем нанесение реактивного покрытия на заданные участки покровного изделия, отверждение покрытия.

При этом технология нанесения реактивного покрытия на тканую или нетканую волокнистую основу включает:

- нанесение исходного неотвержденного реактивного покрытия на материал волокнистой основы, размещенный горизонтально на твердой поверхности, вручную с помощью, например, кисти, валика, шпателя, или распылением из распылительного пистолета с диаметром сопла не менее 500 мкм, или контактным способом на ручных и автоматических станках для трафаретной печати;

- отверждение реактивного покрытия при комнатной температуре или сушка обдувом теплого воздуха при температуре не выше +45°C.

Были изготовлены образцы покровных изделий согласно техническому решению полезной модели из материалов волокнистой основы с нанесением реактивного покрытия на одной или на двух ее сторонах с последующим отверждением.

Ниже приведены примеры реактивных покровных огнегасящих изделий и огневых испытаний их эффективности огнегашения.

Пример 1.

На одну сторону одеяла из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 1 мм наносили вручную пасту, содержащую в смеси жидкого силиконового каучука с катализатором и отвердителем диспергированные готовые микрокапсулы, полученные, как описано в патенте RU 2469761 C1, в количестве 60 масс.% от общей массы реактивного покрытия, имеющие размер 125-400 мкм, ядро с фреоном 114В2, имеющем температуру кипения 47,3°C, в оболочке, имеющей температуру деструкции в диапазоне 129-130°C, до получения толщины реактивного покрытия 0,5 мм. Затем производили отверждение реактивного покрытия при комнатной температуре в течение 24 часов. Для указанной площади изделия и толщины 0,5 мм реактивного покрытия расчетный объем очага возгорания, подлежащего огнетушению продуктами термораспада фреона 114B2 при пожаротушащей концентрации Фреона 114B2, равной 5,0 объем.%, составляет до 2,4 м³. Размер покровного изделия, в данном случае, одеяла, может быть увеличен или уменьшен. Для многократного использования толщина реактивного покрытия должна быть пропорционально увеличена, максимально, до 5,0 мм. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 2.

На обе стороны одеяла из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 1 мм (при слое покрытия 0,3 мм) последовательно наносили вручную пасту, содержащую в смеси жидкого силиконового каучука с катализатором и отвердителем диспергированные в этой смеси в количестве 60 масс.% от общей массы реактивного покрытия известные микрокапсулы (RU, 2469761, C1), имеющие температуру деструкции оболочки в диапазоне 95-100°C, размер 125-250 мкм, в качестве огнегасящего агента содержащие перфторкетон, называемый ПФК-49 или Novec1230, имеющий температуру кипения 49,2°C, обладающий повышенной экологической безопасностью, и имеющие оболочку, модифицированную введением наночастиц эксфолиированного монтмориллонита в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм.

Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 3.

Покровное изделие в виде одеяла из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 1 мм (при слое покрытия 0,5 мм) было изготовлено аналогично описанному в примере 1, но в полимерном носителе реактивного покрытия были использованы готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1) размером 20-250 мкм в количестве 60 масс.% от общей массы реактивного покрытия, содержащие дибромметан, имеющий температуру кипения 97°C и более низкую стоимость, в оболочке, имеющей температуру деструкции в диапазоне 225-230°C. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 4.

Покровное изделие в виде одеяла из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 1 мм (при слое покрытия 0,3-0,5 мм) было изготовлено аналогично описанному в примере 1, но в полимерном носителе реактивного покрытия были диспергированы готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1) размером 20-200 мкм в количестве 60 масс.% от общей массы реактивного покрытия, содержащие фреон 318B2 или 217И-1, в оболочке, имеющей температуру деструкции в диапазоне 90-100°C. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Примеры 5-7.

Покровные изделия в виде одеял из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 1 мм (при слое покрытия 0,3 мм) были изготовлены аналогично описанному в примере 1, но в полимерном носителе реактивного покрытия были диспергированы готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1) размером 20-250 мкм в количестве 60 масс.% от общей массы реактивного покрытия, содержащие в ядре различные по составу огнегасящие агенты с разными температурами кипения в оболочках одинакового состава:

- дибромметан, имеющий температуру кипения 97°C (пример 5);

- смесь дибромметана с перфторгексаном, имеющим температуру кипения 57,2°C, в соотношении 80:20 по их массе (пример 6);

- смесь дибромметана с перфторуглеводородом С-5, имеющим температуру кипения 29,3°C, в соотношении 80:20 по их массе (пример 7).

Результаты исследований покровных изделий по примерам 5-7 показали, что при размещении в одинаковых оболочках огнегасящих агентов, различающихся по составу и температурам кипения, процессы деструкции оболочки протекают различно: в примере 5 оболочки имели температуру деструкции в узком диапазоне 225-230°C; в примере 6 оболочки имели температуру деструкции в узком диапазоне 200-205°C; в примере 6 оболочки имели температуру деструкции в узком диапазоне 170-180°C.

Таким образом, путем комбинации состава смеси огнегасящих агентов возможно достижение требуемых температур перегрева газообразных продуктов термораспада огнегасящего агента и температур деструкции оболочки микрокапсулы, что позволяет обеспечить взрывоподобный выброс значительного объема газообразных продуктов термораспада в окружающее пространство.

Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 8.

Покровное изделие было изготовлено в виде одеяла размером 100×180 см и толщиной 1,0-1,5 мм основы (при слое покрытия 0,5 мм), имеющего волокнистую основу из нетканого полотна из хлопчатобумажных волокон, содержащего аналогичные примеру 1 микрокапсулы, по технологии аналогично описанной в примере 1, с реактивным покрытием на одной стороне волокнистой основы. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 9.

Покровное изделие было изготовлено в виде одеяла размером 100×180 см, имеющего тканую волокнистую основу из углеволокна (углеткань или карбон) толщиной 0,25 мм, по технологии, аналогично описанной в примере 1, с реактивным покрытием толщиной 0,3-0,5 мм на одной стороне одеяла, содержащим аналогичные примеру 1 микрокапсулы с аналогичным огнегасящим агентом в ядре и аналогичной оболочкой. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 10.

Покровное изделие в виде одеяла из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 0,7 мм было изготовлено аналогично описанному в примере 1, но в качестве полимерного носителя была использована поливинилацетатная эмульсия (клей ПВА), в которой были диспергированы готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1) размером 125-300 мкм в количестве 80-90 масс.% от общей массы реактивного покрытия (после высушивания покрытия), содержащие в ядре фреон 114B2, в оболочке, имеющей температуру деструкции 129-130°C. При этом толщина реактивного покрытия составляла 0,3 мм. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 11.

Покровное изделие в виде одеяла из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 0,7 мм было изготовлено аналогично описанному в примере 1, но в качестве полимерного носителя был использован раствор поливинилового спирта (ПВС), пластифицированный полиспиртами, например глицерином, в котором были диспергированы готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1) размером 125-300 мкм в количестве 80-90 масс.% от общей массы реактивного покрытия (после сушки покрытия), содержащие в ядре фреон 114B2, в оболочке, имеющей температуру деструкции 129-130°C. При этом толщина реактивного покрытия составляла 0,3-0,5 мм. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Примеры 12-14.

Покровные изделия в виде одеял из стеклоткани размером 100×180 см и толщиной 0,8 мм были изготовлены аналогично описанному в примере 1, но в качестве полимерного носителя были использованы: эластифицированная эпоксидная смола (пример 12), полиуретановая композиция холодного отверждения (пример 13), полиэфирная композиция холодного отверждения (пример 14), при этом в полимерном носителе были диспергированы готовые микрокапсулы (RU, 2469761, C1) размером 125-400 мкм в количестве 80-90 масс.% от общей массы реактивного покрытия (после высушивания покрытия). При этом толщина реактивного покрытия составляла 0,5 мм. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 15.

Покровное изделие было изготовлено в виде одеяла размером 100×180 см, имеющего волокнистую основу из технической ткани - брезента толщиной 1,0 мм, по технологии, аналогично описанной в примере 1, с реактивным покрытием толщиной 0,3-0,5 мм на одной стороне одеяла, содержащим аналогичные примеру 1 микрокапсулы с аналогичным огнегасящим агентом в ядре и аналогичной оболочкой. Гибкость и мягкость готового к употреблению покровного изделия в виде одеяла позволяет производить его обратимое деформирование до удобного размера, например 30×50 см, и манипулирование с ним для размещения в упаковочный пакет или быстрого его разворачивания для использования.

Пример 16.

Были проведены огневые испытания образцов разработанных покровных изделий для реактивного тушения огня, имеющих на волокнистой основе реактивное покрытие с одной или с двух ее сторон. Для сравнения были подвергнуты огневым испытаниям образцы покровных изделий без реактивного покрытия, выполненных из стеклоткани и карбона, и образцы покровных изделий с тканой волокнистой основой из растительных волокон, не имеющие покрытия.

Огневые испытания были проведены на экспериментальном лабораторном стенде, имеющем испытательный бокс размером 200×200×200 мм из нержавеющей стали, в котором в вертикальных стенках выполнены отверстия для подсоса воздуха и в съемной крышке - отверстия для поджога. В бокс на его дно помещали чашку Петри с 30 мл дизельного топлива. Крышка закрывали, и дизельное топливо поджигали через отверстие в съемной крышке. После разгорания в течение 5 секунд крышку снимали и заменяли ее образцом, вырезанным из покровных огнегасящих изделий, описанных в примерах 1-15, или образцом покровных изделий, выполненных из стеклоткани и карбона без реактивного покрытия. По секундомеру замеряли время до прекращения горения.

Все испытанные образцы по примерам 1-15 показали время тушения пламени горения топлива в диапазоне 5-12 секунд. Дизельное топливо практически не успевало выгореть и оставалось в чашке Петри. Результаты испытаний свидетельствуют о реактивном характере тушения огня предложенными вариантами покровных изделий по примерам 1-15, которые даже не требуют герметичного их прилегания к горящему объекту. Образцы покровных изделий после испытаний почти не повреждены, на внутренней поверхности, обращенной внутрь бокса, имеется сажевое пятно осажденных продуктов горения топлива и видны «микрократеры» от разрушенных микрокапсул, реактивное покрытие не использовано полностью по его толщине, на внешней стороне не отмечено изменений структуры основы и изменения цвета, что свидетельствует об неизменности температуры внешней стороны образцов. На поверхности дна бокса отмечено некоторое количество неразрушенных микрокапсул, вынесенных из слоя реактивного покрытия взрывоподобным выбросом газообразных продуктов термораспада и быстро при этом охлажденных.

Таким образом, можно сделать заключение, что все испытанные покровные изделия по примерам 1-15 пригодны для повторного использования в условиях, аналогичных условиям огневых испытаний: расстояние до очага возгорания 200 мм, площадь реактивного покрытия 200×200 мм, в процессе тушения деструкции была подвергнута только часть микрокапсул реактивного покрытия, и объем выброшенных из поверхностного слоя реактивного покрытия газообразных продуктов термораспада огнегасящих агентов оказался достаточным для прекращения горения топлива на расстоянии 200 мм от реактивного покрытия через 5-12 секунд. Наличие неразрушенных микрокапсул на поверхности уже потушенного очага возгорания препятствует его повторному возгоранию.

Результаты огневых испытаний образцов покровных изделий с волокнистой основой из минеральных волокон (карбон, стеклоткань) без реактивного покрытия показали, что эти образцы не оказывали влияния на очаг возгорания в течение времени полного выгорания дизельного топлива, а образцы с волокнистой основой из растительных волокон, не имеющие покрытия, через некоторое время загораются или начинают тлеть.

Для специалистов в области пожаротушения должно быть понятно, что при размещении описанных покровных изделий непосредственно в контакте с горящей поверхностью в очаге возгорания скорость повышения температуры реактивного покрытия до температуры деструкции оболочек микрокапсул будет больше и, следовательно, выброс газообразных продуктов термораспада огнегасящих агентов будет происходить в большем объеме, что обеспечит гарантированное быстрое тушение огня на поверхности контакта.

Выполнение покровных изделий для реактивного тушения огня гибкими и мягкими обеспечивает возможность их размещения на поверхности защищаемых или горящих объектов и конструкций различной конфигурации с достижением их прилегания по всей необходимой площади контакта.

Для специалистов в области пожаротушения должно быть понятно, что, в зависимости от условий применения, покровные изделия могут быть различной формы, с различной площадью поверхности реактивного покрытия. Покровные изделия для ликвидации более крупных очагов горения могут иметь большие габаритные размеры, например, в виде огнегасящих одеял, покрывал для применения при возгораниях на транспорте, в метро. Для применения в быту, например, в помещениях коттеджей, квартир, могут быть использованы покровные изделия практически любых габаритных размеров. Эффективно использование описанных покровных изделий в форме плаща-палатки или накидки традиционного фасона для персонала спасателей, в форме палатки для нахождения в лесной зоне. Огнегасящие салфетки, например, размером 500×500 мм, пригодны для использования в больницах и домах престарелых для мгновенной ликвидации возгорания от спички, непотушенной сигареты, возгорания электрической проводки на электрогрелке или прикроватной лампе.

При использовании описанных выше покровных изделий для защиты человека в очаге возгорания продукты термораспада и деструкции при их попадании на кожу не оказывают вредного влияния, защищают кожу от термических ожогов, что полезно для применения этих изделий пожарными и спасателями при преодолении ими помещений или зон, охваченных пламенем.

Для специалистов в области пожаротушения должно быть понятно, что описанные выше покровные изделия могут быть применены и в строительстве на постоянной основе, например, для защиты кабельных каналов, воздуховодов, межэтажных перекрытий.

Покровные изделия для реактивного тушения огня согласно техническому решению полезной модели могут быть изготовлены с использованием известных технологических приемов получения покрытий на готовых тканых или нетканых волокнистых основах, с использованием известных полимерных материалов и микрокапсул, содержащих в оболочке ядро с известными огнегасящими агентами, и могут найти широкое применение в качестве средств для быстрого тушения как локализованных очагов возгораний, так и пространственно протяженных пожаров (в качестве защиты спасателей), а также в качестве средств превентивной защиты объектов повышенной пожарной опасности при их эксплуатации, хранении и транспортировании.

1. Покровное изделие для реактивного тушения огня, выполненное из материала, имеющего тканую или нетканую основу с покрытием, содержащим полимерный носитель с диспергированными в нем микрокапсулами, имеющими размещенное в оболочке ядро из жидкого огнегасящего агента, отличающееся тем, что материал имеет гибкую мягкую волокнистую основу, покрытие выполнено реактивным в виде гибкого слоя, размещенного неразъемно на указанной волокнистой основе со стороны предполагаемого контакта изделия с очагом возгорания, и содержит мягкий гибкий полимерный носитель, в котором диспергированы микрокапсулы, имеющие ядро, содержащее огнегасящий агент или смесь огнегасящих агентов, характеризующихся при их нагревании выше температуры их кипения высоким газообразованием и термораспадом с образованием тяжелых свободных радикалов, и оболочку, характеризующуюся узким диапазоном температур ее деструкции при температуре выше температуры кипения огнегасящего агента.

2. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что в качестве волокнистой основы содержит материал, выбранный из группы материалов из минеральных или углеродных или растительных волокон или их комбинации.

3. Изделие по п. 2, отличающееся тем, что материал волокнистой основы выбран из группы, включающей: стеклоткань, ткань из минеральных волокон, углеткань, хлопчатобумажную ткань, ткань из кунжутовых волокон, ткань из пеньковых волокон, ткань из льняных волокон, ткань из комбинированных волокон.

4. Изделие по п. 2, отличающееся тем, что материал волокнистой основы выбран из группы технических тканей типа брезента или бельтинга.

5. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что реактивное покрытие в качестве полимерного носителя содержит каучук или каучукоподобный полимер, характеризующиеся температурой отверждения не выше +45°С.

6. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что полимерный носитель выбран из группы, включающей: силиконовый каучук, полиуретаны, эластифицированные эпоксидные смолы, полиэфиры.

7. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что реактивное покрытие в качестве полимерного носителя содержит пленкообразующие полимеры, характеризующиеся при высушивании температурой отверждения не выше + 45°С.

8. Изделие по п. 7, отличающееся тем, что пленкообразующий полимер в исходном состоянии выбран из группы, включающей: поливиниловый спирт в виде водного раствора с пластификатором; поливинилацетат в виде водной дисперсии с пластификатором; полибутилакрилат в виде бутилакрилатного латекса.

9. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что в полимерном носителе реактивного покрытия диспергированы микрокапсулы, содержащие ядро с огнегасящим агентом, содержащим высокоэффективную огнегасящую жидкость, выбранную из группы, включающей:

- перфторуглеводороды, имеющие формулу C _nF_2n+2, где n=5-7;

- фториодиды, имеющие формулу С₃F₇I;

- тетрафтордибомэтан, имеющий формулу С₂F₄Br₂;

- октафтордибром бутан, имеющий формулу C₄F ₈Br₂;

- дибромметан, имеющий формулу CH ₂Br₂;

- перфторэтил-перфторизопропил-кетон, имеющий формулу C₆F₁₂O,

и их смеси, в оболочке, обеспечивающей до ее деструкции возможность перегрева огнегасящего агента в ядре микрокапсулы не менее чем на 40°С выше температуры его кипения.

10. Изделие по п. 9, отличающееся тем, что в полимерном носителе реактивного покрытия диспергированы микрокапсулы диаметром 10-400 мкм, характеризующиеся температурой деструкции оболочки в диапазоне 90-230°С.

11. Изделие по п. 10, отличающееся тем, что в полимерном носителе реактивного покрытия диспергированы микрокапсулы, имеющие оболочку микрокапсул, выполненную из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала, образованного комплексом поливинилового спирта с мочевино-резорцино-формальдегидной смолой или сшитым желатином.

12. Изделие по п. 10, отличающееся тем, что в полимерном носителе реактивного покрытия диспергированы микрокапсулы, имеющие оболочку, выполненную из отвержденного пространственно сшитого полимерного материала, образованного комплексом поливинилового спирта с мочевино-резорцино-формальдегидной смолой или сшитым желатином, наполненных наночастицами эксфолиированного монтмориллонита в форме пластинок, имеющих толщину 1-5 нм.

13. Изделие по п. 10, отличающееся тем, что содержание микрокапсул в полимерном носителе составляет 50-90 масс.%.

14. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что имеет заданную форму и площадь реактивного покрытия и выполнено из материала волокнистой основы, имеющего реактивное покрытие на одной стороне.

15. Изделие по п. 14, отличающееся тем, что приспособлено для компактного хранения и быстрого развертывания над очагом возгорания и выбрано из группы, включающей: салфетку, одеяло, коврик, полог.

16. Изделие по п. 14, отличающееся тем, что приспособлено для компактного хранения и использования в качестве превентивной меры пожарной безопасности и выбрано из группы, включающей: палатку, накидку, плащ-палатку, навес, тент.

17. Изделие по п. 14, отличающееся тем, что приспособлено для постоянного размещения над техническими объектами или внутри объектов в процессе их эксплуатации в качестве превентивной меры предотвращения возгорания и выбрано из группы, включающей: тент, полог, обертку, покрывало, прокладку, чехол.

18. Изделие по п. 1, отличающееся тем, что имеет заданную форму и площадь реактивного покрытия и выполнено из материала волокнистой основы, имеющего реактивное покрытие на обеих сторонах.

19. Изделие по п. 18, отличающееся тем, что приспособлено для размещения над защищаемыми пожароопасными объектами при их хранении, эксплуатации или транспортировании и выбрано из группы, включающей: покрывало, тент, полог, автополог, упаковку, чехол.