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Trockenlöschpulver Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trockenlöschpulver
zur Bekämpfung von Bränden aller Art, insbesondere von Leichtmetallbränden.
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Die Leichtentzündlichkeit von Leichtmetallen und deren Legierungen,
besonders des Magnesiums ist allgemein bekannt. Eine große Gefahrenquelle bilden
besonders die bei der Verarbeitung von Leichtmetallen anfallenden Späne und Schleifstäube.
Es hat daher in den zurückliegenden Jahren nicht an Versuchen gefehlt, Stoffe zu
finden, mit denen solche Metallbrände in befriedigender Weise gelöscht werden könnten.
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Das Ablöschen solcher Brände ist deshalb besonders schwierig, weil
die Verbrennungswärme sehr groß ist und die genannten Metalle eine große Affinität
zu Sauerstoff besitzen. Es ist deshalb nicht möglich, mit Wasser zu löschen, da
die brennenden Metalle das Wasser zersetzen, indem sie sich den Sauerstoff herausholen.
Ebenso werden andere Sauerstoff enthaltende Verbindungen, z. B. Kohlendioxyd oder
Siliciumdioxyd, unter Herausnahme des Sauerstoffes reduziert.
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Sand galt lange als einziges Löschmittel. Später versuchte man es
mit Verbindung des Bors, wie Borsäure, Bortrioxyd, Metaboraten, höhermolekularen
Verbindungen harzartiger Natur, die Schwefel in nicht oxydischer Form enthalten,
mit Halogenkohlenwasserstoffen allein oder in Verbindung mit schwer entflammbaren
ölen, Paraffinen oder Wachsen, mit Siliconölen in Verbindung mit anderen löschwirksamen
Stoffen, mit teerartigen Produkten, mit Estern organischer Säuren, denen nicht flüchtige,
schwer reduzierbare Oxyde zugrunde liegen, mit Graugußspänen, Harnstoff und schließlich
auch mit Oxalaten oder Formiaten in Verbindung mit anderen geeigneten Löschmitteln.
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Alle diese Löschmittel, die hauptsächlich unter Ausnutzung des Kühl-
oder Stickeffektes arbeiten, haben wegen ihrer unzureichenden Löschwirkung oder
anderer unliebsamer Nebenwirkungen (z. B. Brennbarkeit, Abspaltung giftiger Gase
auf dem Brandherd) keine praktische Bedeutung erlangen können.
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Für ein Trockenlöschmittel, das insbesondere zum Löschen von Leichtmetallbränden
geeignet sein soll, kommen alle diejenigen bisher vorgeschlagenen Löschmittel nicht
in Betracht, die Flüssigkeiten enthalten. Die Wirksamkeit der bisher vorgeschlagenen
Trockenlöschmittel reicht aber hierzu auch nicht aus. Für diesen Zweck eignen sich
nur Trockenlöschmittel, die eine echte Löschwirkung bei Metallbränden besitzen,
die also schon in Berührung mit brennenden Metallen löschen, indem sie diese an
der Oberfläche passivieren, so daß eine völlige Abschirmung gegen den Luftsauerstoff
durch Abdeckung unnötig wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Trockenlöschpulver
zu schaffen, das einerseits den bisher bekannten Löschmitteln für Leichtmetallbrände
nicht nur in seiner Löschwirkung überlegen sein, sondern auch alle Forderungen erfüllen
sollte, die an gute Löschpulver heute gestellt werden müssen, andererseits auch
für die Bekämpfung aller anderen Brandarten geeignet sein sollte.
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Das Trockenlöschpulver sollte also, vor allem im Hinblick auf die
Bekämpfung von Leichtmetallbränden, nicht nur gut löschen, sondern auch nicht brennbar,
nicht krustenbildend bzw. wärmedämmend und nicht giftig sein und in der Hitze möglichst
keine giftigen Gase abspalten. Dafür sollte es Wärme stark absorbieren, in der Hitze
schmelzen, gut lagerfähig und rieselfähig sein und eine Kornform besitzen, die der
von Natriumbicarbonatkristallen recht nahe kommt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung erwies sich überraschenderweise das
Melamin in freier Form als ein Stoff, der in nahezu idealer Weise fast alle Forderungen
erfüllt, die oben an ein Trockenlöschmittel für Leichtmetallbrände gestellt werden.
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Man hat zwar Melamin in gebundener Form als Bestandteil der Kondensationsprodukte
mit Formaldehyd oder Aerolein verwendet. Die erwähnten Kondensationsprodukte stellen
Verbindungen eigener Art dar, mit völlig anderen Eigenschaften, als sie das freie
Melamin besitzt. Diese Kondensationsprodukte haben den Zweck, Krusten bzw. Schaumschichten
auf dem Brandherd zu erzeugen, gut zu haften, das Abziehen freigesetzter löschaktiver
Gase und Dämpfe vom Brandherd zu hemmen und weitgehend wärmedämmend zu wirken.
Versuche
haben gezeigt, daß gerade diese Eigenschaften der Kondensationsprodukte der Grund
dafür sind, daß derartige Löschmittel größere Leichtmetallbrände nicht zu löschen
vermögen. Es bilden .sich zwar dicke Schaumschichten über den brennenden Spänen,
die aber das Eindringen von noch unverändertem Löschmittel in die außerordentlich
heißen tieferen Schichten verhindern. Beim Abheben der Schaumdecke hinterbleibt.-
der heiße; glühende Kern, der den Brand weiterschwelen.läßt.-Außerdem bewirkt die
große Hitze in Leichtmetallbränden, daß die Kondensationsprodukte abbrennen,. da
sie bekanntlich Methylengruppen in großer Zahl enthalten. Zudem läßt die Haltbarkeit
von Trockenlöschmitteln, die solche Kondensationsprodukte enthalten, sehr zu wünschen
übrig, da sie unter dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit leicht verklumpen und so schlecht
rieselfähig werden. Der hohe Gehalt an Kohlenstoff, der in der bekannten Löschpulvermischung
die Schaumbildung über dem Brandherd stark fördern soll (weshalb ein zusätzlicher
Zusatz an kohlenstoffreichen Verbindungen, wie Stärke, Zucker, Gelatine, Leim usw.,
vorgeschlagen wird), bewirkt eine starke Entwicklung von giftigem C O über dem Brandherd.
Demgegenüber sind die Eigenschaften von reinem Melamin nahezu einmalig, da sie alle
Forderungen erfüllen, die man - zumal an ein Löschmittel für Leichtmetallbrände
- stellen muß: Melamin ist nicht brennbar, gut lagerfähig, nicht giftig, spaltet
auch in der Hitze außer Ammoniak kaum andere giftige Gase ab, hat einen hohen Schmelzpunkt,
der praktisch mit dem Zersetzungspunkt zusammenfällt, und wirkt so kaum krustenbildend
und damit wärmedämmend auf dem Brandherd.
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Bringt man Melamin auf brennende Leichmetallspäne, z. B. Späne aus
Elektronmetall oder Magnesium, werden nicht nur die eben brennenden Späne hervorragend
in kürzester Zeit gelöscht, sondern auch tieferliegende Glutnester gut erfaßt, selbst
wenn es sich um sehr fortgeschrittene Brände handelt. Das Melamin übertrifft dank
seiner einmaligen Eigenschaften in dieser Hinsicht alle bisher bekannten Trockenlöschmittel
für Leichtmetallbrände. Darüber hinaus zeigen noch nicht völlig verbrannte Späne,
die mit schmelzendem Melamin in Berührung gekommen sind, wenig Neigung, sich wieder
zu entzünden. Wieder zur Entzündung gebrachte Späne erlöschen meist nach relativ
kurzer Zeit wieder von selbst. Melamin löscht also nicht nur brennende Leichtmetallspäne,
sondern es passiviert sie auch. Die Löschwirksamkeit wie auch die passivierende
Wirkung auf brennende Metallspäne beruht auf einer echten Veränderung der Metalloberfläche
durch chemische Umsetzung mit dem Melamin. Die Späne verfärben sich dabei gelbbraun
bis schwarz.
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Die außerordentliche Löschwirkung verdankt das Melamin aber außerdem
dem Umstand, daß die relativ hohe Schmelztemperatur von 350° C praktisch mit seinem
Zersetzungspunkt zusammenfällt. Ammoniak wird beim Schmelzen abgespalten, das Melamin
dringt in die tieferen Schichten des Brandherdes ein und wandelt sich gleichzeitig
in stark endothermer Reaktion in andere, höhermolekulare Verbindungen um, die dann
zum Teil wieder pyrogen zersetzt werden. Das auf den Brandherd aufgebrachte Melamin
bildet unter der Einwirkung von Hitze praktisch keine feste Kruste, wirkt also nicht
wärmedämmend. Ein erheblicher Teil der Wärmemengen, die im Inneren des Brandherdes
entstehen, kann also ungehindert über dem abströmenden Ammoniak an die kältere Umgebung
abgegegeben werden. Außer Ammoniak werden kaum andere giftige Gase gebildet. Melamin
selbst ist ungiftig. Seine Löslichkeit in Wasser ist zudem relativ gering, 'sein
Wassergehalt kaum höher als 0,2'/o. Die Feuchtigkeitsempfindlichkeit z. B. des Harnstoffes
bzw. von Derivaten des Harnstoffes ist demgegenüber viel größer. Die Kornform entspricht
weitgehend der des Natriumcarbonats, das bekanntlich den Hauptbestandteil der sonst
üblichen Löschpulver für die Brandklassen B, C und E bildet.
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Setzt man dem Melamin, das allein etwas zum Zusammenbacken neigt,
kleine Mengen eines bekannten Hydrophobierungsmittels zu - die Salze von Fettsäuren
mit reduzierbaren Metallen ausgenommen -, erhält man ein sehr gut rieselndes und
förderfähiges Löschpulver, das ohne weiteres aus normalen Löschbehältern üblicher
Bauart gefördert werden kann und unbegrenzt haltbar ist. Bringt man eine Probe dieses
Pulvers auf eine Wasseroberfläche, z. B. in einem Becherglas, schwimmt das Pulver
monatelang auf der Oberfläche, ohne daß es benetzt würde.
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Die Zusätze müssen möglichst wasserfrei sein und dürfen nur in mäßigen
Mengen zugesetzt sein, da sonst die Löschwirksamkeit stark herabgesetzt wird. Sie
dürfen 50 % der Mischung nicht übersteigen. Als Zusätze zur Verbesserung der Lagerfähigkeit
bzw. Rieselfähigkeit eignen sich z. B. Talkum, pyrogen gewonnenes Siliciumdioxyd,
Kokspulver.
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Ein Zusatz von Bortrioxyd vermindert das primäre Auftreten von Flammenerscheinungen.
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Kombiniert man nun das vorstehend beschriebene Melaminpulver mit einem
der an sich bekannten, zum Löschen von Glut-, Flüssigkeits-, Gas- oder Elektrobränden
geeigneten Trockenlöschmittel, so erhält man ein Löschpulver von universeller Einsatzfähigkeit
gegen Brände aller Art.
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Als Komponenten eignen sich besonders wasserfreie Phosphate und Metaphosphate
und auch solche Phosphate, die in der Hitze in Metaphosphate übergehen. So kann
Tricalciumphosphat, wasserfreies Natrium- oder Kaliummetaphosphat, aber auch Diammonphosphat
verwendet werden. Geeignete Carbonate oder Bicarbonate lassen sich ebenfalls als
Komponenten verwenden. Wesentlich ist nur, daß der Anteil an Diammonphosphat bzw.
Carbonaten oder Bicarbonaten im fertigen Trockenlöschmittel nicht zu hoch ist, da
mit dem Trockenlöschmittel ja in erster Linie Leichtmetallbrände gelöscht werden
sollen. Deshalb darf der Anteil der Komponenten in der Mischung 50 % nicht übersteigen.
Anorganische Sulfate, gleich welcher Art, eignen sich nicht als Komponenten.
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Die Korngrößen aller Komponenten des fertigen Universal-Trockenlöschpulvers
müssen im Hinblick auf die gewünschte Löschwirksamkeit auf Flüssigkeits-und Gasbrände
den Korngrößen der Komponenten der üblichen Trockenlöschmittel für die Brandklassen
A, B und C angeglichen sein.
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Als Beispiele für erfindungsgemäße Löschpulvergemische seien nachstehend
die folgenden angeführt:
| 1. 98 Teile Melamin, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| 2. 80 Teile Melamin, |
| 18 Teile Bortrioxyd, |
| 2 Teile Mb Stearat. |
| 3. 60 Teile Melamin, |
| 25 Teile Diammonphosphat, |
| 13 Teile Tricalciumphosphat, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| 4. 60 Teile Melamin, |
| 20 Teile Natriummetaphosphat, |
| 18 Teile Ammonphosphat, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| 5. 60 Teile Melamin, |
| 20 Teile Diammonphosphat, |
| 10 Teile Tricalciumphosphat, |
| 8 Teile Natriumbicarbonat, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| 6. 60 Teile Melamin, |
| 30 Teile Diammonphosphat, |
| 8 Teile Talkum, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| 7. 50 Teile Melamin, |
| 38 Teile Diammonphosphat, |
| 10 Teile Talkum oder Kieselsäure, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| B. 50 Teile Melamin, |
| 33 Teile Ammonchlorid, |
| 15 Teile Calciumcarbonat (schwer), |
| 2 Teile Mg-Stearat. |
| 9. 60 Teile Melamin, |
| 38 Teile Diammonphosphat, |
| 2 Teile Mg-Stearat. |