FLAMMSCHUTZ

Flammschutzmittel mit Kelewell-Produkten

Feuersbrünste, unkontrollierte Flammen, und die ständige Bedrohung durch Naturkatastrophen machen den effektiven Brandschutz zu einem unverzichtbaren Bestandteil unserer Sicherheitsmaßnahmen. In diesem Zusammenhang spielen Flammschutzmittel eine entscheidende Rolle. Diese Substanzen dienen nicht nur dem Schutz von Eigentum, sondern auch dem Schutz von Menschenleben. Von Monoammoniumphosphat, Diammoniumhydrogenphosphat, Kaliumnitrat bis hin zu Strontiumnitrat und Ammoniumpolyphosphat: Diese Materialien wirken als unermüdliche Wächter gegen die zerstörerische Kraft des Feuers. Lassen Sie uns einen Blick darauf werfen, wie sie funktionieren, welche Anwendungen sie haben und welche Heldenrolle sie in unserem täglichen Leben spielen.

Aerosol-Flammschutzmittel

Das Konzept und die Bildung von thermischen Aerosolen

Ein Aerosol ist eine physikalische Form, die aus der Kolloidchemie stammt. Ähnlich wie bei Kolloiden, bei denen Partikel in einer Flüssigkeit suspendiert sind, handelt es sich bei einem Aerosol um ein Mehrphasenfluid, bei dem ein Gas die kontinuierliche Phase bildet und ein Feststoff oder eine Flüssigkeit die disperse Phase ist. In Bezug auf Brandbekämpfung bezieht sich der Begriff "heiße Aerosole" auf Aerosole, die Wärmeenergie tragen und durch chemische Reaktionen eine löschende Wirkung erzielen können. Zum Beispiel wird angenommen, dass das Coronavirus durch in der Luft schwebende heiße Aerosole übertragen werden kann.

Die Entwicklungsgeschichte des heißen Aerosol-Löschsystems:

Erste Generation: In den frühen 1960er Jahren wurde die Aerosol-Löschtechnologie geschaffen, auch als Rauchlöschtechnologie bekannt.
Zweite Generation (Aerosol des K-Typs): Von der Beijing University of Science and Technology entwickelt, verwendet sie Kaliumnitrat und Inertgas für chemische Reaktionen. Obwohl die Löschwirkung verbessert wurde, enthält sie aufgrund hoher Kaliumionenmengen Substanzen, die elektronische Geräte schädigen können, weshalb ihre Verwendung auf dem Markt abnimmt.
Dritte Generation: Erfolgreich im Jahr 1999 entwickelt, verwendet sie vorwiegend Strontiumnitrat und Inertgas als Hauptwirkstoffe. Der Hauptunterschied zur zweiten Generation besteht darin, dass Strontiumionen keine Feuchtigkeit aufnehmen und keine Schäden an elektronischen Geräten verursachen, während sie für den Menschen ungiftig, unschädlich und nicht verschmutzend ist.

Die Funktionsprinzipien des heißen Aerosol-Löschsystems:

Die vier Elemente des Brennens sind brennbare Materialien, Zündquellen, ungehinderte Kettenreaktionen und Hilfsbrennstoffe. Das Funktionsprinzip des Aerosol-Löschens besteht darin, eines oder mehrere dieser Elemente zu eliminieren. Dabei spielen Wärmeaufnahme und chemische Hemmung eine entscheidende Rolle.

Wärmeaufnahme- und Kühlprinzipien: Partikel von Metallsalzen absorbieren bei hohen Temperaturen eine große Menge Wärme, indem sie physikalische Prozesse wie Schmelzen und Gasbildung durchlaufen. Dies verringert die Flammentemperatur, was wiederum zu einer Verlangsamung der Verbrennungsreaktion führt.
Chemische Hemmung:
- Gasphasenchemische Hemmung: Bei thermischer Einwirkung können in einem Aerosol zerfallene gasförmige Metallionen oder positiv geladene Ionen mit aktiven Radikalen in der Verbrennung reagieren und eine Affinitätsreaktion eingehen. Dies führt zu einer wiederholten erheblichen Verbrauch von aktiven Radikalen und einer Verringerung der Verbrennungsradikale.
- Festphasenchemische Hemmung: Die winzigen Partikel im Aerosol haben eine geringe Größe (10-9 bis 10-6 m) und eine große Oberfläche, die aktive Radikale in der Verbrennung adsorbieren können. Dies führt zu chemischen Reaktionen, bei denen eine erhebliche Menge an aktiven Radikalen verbraucht wird.

Die Merkmale und Vorteile des heißen Aerosol-Löschsystems:

Unschädlich für den Menschen: Die freigesetzten Aerosol-Löschmittel der S-Klasse bestehen hauptsächlich aus N2 sowie geringen Mengen CO2 und festen Metallsalzpartikeln und sind ungiftig für den Menschen. Während des tatsächlichen Löschvorgangs beträgt die schnellste Freisetzung von Stat-X-Aerosol-Löschmitteln nur 8 Sekunden (30 g Wirkstoff) und ist für den Menschen unschädlich.
Hohe Löschleistung ohne Schäden an elektronischen Geräten: Das Aerosol der S-Klasse, das auf Strontium (Sr) basiert, weist aufgrund der Hauptoxidationsmitteldekompositionsprodukte von Strontiumnitrat (SrO, Sr(OH)2, SrCO3) keine Feuchtigkeitsaufnahme auf und bildet keine leitfähige und korrosive Elektrolytlösung. Dies vermeidet Schäden an Geräten.
Hohe Löschleistung: Im Vergleich zu herkömmlichen Löschmitteln ist der Verbrauch geringer, während die Löschleistung höher ist.
Gewichts- und Platzersparnis: Das Aerosol-Löschsystem wird bei normalen Temperaturen in fester Form gelagert. Das Gewicht beträgt nur 1/40 des Inertgases, und der Platzbedarf beträgt nur 1/15.
Umweltfreundlich: Das Aerosol-Löschmittel enthält keine Stoffe, die die Ozonschicht schädigen. Die ODP- und GWP-Werte sind null, was es zu einem idealen Ersatz für Halone macht.
Einfache Installation: Das Stat-X Aerosol-Löschsystem erfordert im Vergleich zu anderen inländischen Aerosol- oder Gasinstallationen keine zusätzlichen Drahtverbindungen. Es muss nur mit einer einfachen Halterung an der Wand oder im Gehäuse befestigt werden, was die Installation äußerst einfach und zeitsparend macht, und es sind keine Wartungsarbeiten erforderlich.
Lange Haltbarkeit: Dies ist einer der größten Vorteile. Die Haltbarkeit von herkömmlichen Feuerlöschern beträgt etwa 2-3 Jahre, und es ist erforderlich, die Wirkstoffe jährlich zu überprüfen und auszutauschen. Das inländische Aerosol-Löschmittel hat eine Haltbarkeit von 5-6 Jahren und erfordert alle 1-2 Jahre eine Inspektion oder einen Austausch der Wirkstoffe. Das Stat-X Aerosol-Löschsystem hat eine Haltbarkeit von 10-12 Jahren, ohne dass während dieser Zeit Wartungs- oder Wirkstoffaustauscharbeiten erforderlich sind. Dies reduziert den Arbeitsaufwand erheblich.

Pulver-Flammschutzmittel

ABC-Pulverfeuerlöscher und MAP

Monoammoniumphosphat (MAP) ist eine chemische Verbindung, die häufig als Löschmittel in Feuerlöschern verwendet wird, insbesondere bei Bränden der Klassen A, B und C. Hier ist, wie es funktioniert und seine Anwendung in Feuerlöschern:

Brände der Klasse A: Monoammoniumphosphat eignet sich gut zur Löschung von Bränden der Klasse A, die gewöhnliche brennbare Materialien wie Holz, Papier, Stoffe und Kunststoffe betreffen. MAP wirkt, indem es das Feuer erstickt und eine Barriere zwischen Brennstoff und Sauerstoff bildet. Es kühlt das Feuer ab und hilft, erneutes Entzünden zu verhindern.

Brände der Klasse B: MAP eignet sich auch zur Löschung von Bränden der Klasse B, die brennbare Flüssigkeiten und Gase wie Benzin, Öl und Fett umfassen. Es wirkt, indem es eine Barriere auf der Oberfläche der brennbaren Flüssigkeit bildet, die die Sauerstoffzufuhr abschneidet und das Feuer unterdrückt.

Brände der Klasse C: Brände der Klasse C betreffen elektrisch geladene Geräte. Monoammoniumphosphat ist nicht leitfähig, was bedeutet, dass es bei Bränden der Klasse C sicher eingesetzt werden kann, um das Feuer zu löschen, ohne elektrische Schocks oder Schäden an den Geräten zu riskieren.

Monoammoniumphosphat ist ein trockenes chemisches Löschmittel und wird aufgrund seiner Vielseitigkeit bei der Bekämpfung verschiedener Arten von Bränden häufig in Feuerlöschern eingesetzt. Wenn es aus einem Feuerlöscher abgegeben wird, tritt es normalerweise als feines Pulver aus, das die brennenden Materialien oder die Brennstoffquelle bedeckt und umhüllt, wodurch die Flammen effektiv erstickt und die Ausbreitung des Feuers verhindert wird.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass MAP zwar für viele Arten von Bränden wirksam ist, aber nicht für alle Situationen geeignet sein kann. Beispielsweise wird es bei Bränden der Klasse D, die brennbare Metalle betreffen, nicht empfohlen. In solchen Fällen sollten spezielle Löschmittel für Metallbrände verwendet werden.

Bei Verwendung eines Feuerlöschers mit Monoammoniumphosphat ist es wichtig, die ordnungsgemäßen Sicherheitsverfahren zu befolgen und den Feuerlöscher so zu entleeren, dass seine Wirksamkeit maximiert wird. Es ist auch wichtig zu wissen, mit welcher Art von Feuer Sie es zu tun haben, und den geeigneten Feuerlöscher für die jeweilige Brandklasse auszuwählen, um Sicherheit und effektive Brandbekämpfung zu gewährleisten.

DAP (Diammonium Hydrogen Phosphate) als Flammschutzmittel:

DAP kann erfolgreich als Flammschutzmittel eingesetzt werden, insbesondere zur Bekämpfung von Waldbränden.

Die Anwendung von DAP zeigt folgende wichtige Effekte:

Senkung der Verbrennungstemperatur: DAP bewirkt eine Verringerung der Verbrennungstemperatur von Materialien. Dieser Effekt ist entscheidend, um die Auswirkungen von Bränden zu reduzieren.
Verminderung der Gewichtsverlustraten: Die Verwendung von DAP führt zu einer Verringerung der maximalen Gewichtsverlustraten während der Verbrennung. Dies ist besonders wirksam, um die Intensität von Bränden zu reduzieren.
Erhöhung der Rückstandsbildung (Char-Bildung): DAP trägt dazu bei, dass mehr Rückstand oder Kohle während des Verbrennungsprozesses gebildet wird. Dies ist wichtig, um die Menge an verfügbarem Brennstoff zu reduzieren und die Bildung von Schneisen zur Brandeindämmung zu fördern.

Die Anwendung von DAP als Flammschutzmittel in der Bekämpfung von Waldbränden hat sich als äußerst effektiv erwiesen. Diese Substanz ist ein Hauptbestandteil vieler kommerzieller Produkte zur Brandbekämpfung. Zusätzlich findet man DAP sogar als Inhaltsstoff in "feuerhemmenden" Zigaretten.

Anwendung von Ammoniumpolyphosphat (APP) als Flammschutzmittel:

Anwendungen:
- APP wird als Flammschutzmittel in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, darunter Farben und Beschichtungen.
- In verschiedenen Polymeren, insbesondere in Polyolefinen wie Polypropylen, ist APP Teil von intumeszenten Systemen.
Polymeranwendungen:
- Polyolefine: Besonders in Polypropylen findet sich APP in intumeszenten Systemen.
- Thermosets: APP wird in ungesättigten Polyestern, Gelbeschichtungen, Epoxiden und Polyurethan-Gießharzen verwendet, oft in Kombination mit Synergisten.
- Polyurethanschäume: APP wird auch zur Flammschutzmittelbehandlung von Polyurethanschäumen eingesetzt.
Eigenschaften von Ammoniumpolyphosphaten:
- APP in Polymeren hat lange Ketten und spezifische Kristallinität (Form II).
- Beginnt bei 240 °C zu zerfallen und setzt Ammoniak und Phosphorsäure frei.
- Die Phosphorsäure wirkt als Katalysator in der Dehydratisierung von kohlenstoffbasierten Polyalkoholen.
Wirkungsweise:
- In der Gasphase hilft die Freisetzung von nicht brennbarem Kohlendioxid, Sauerstoff zu verdünnen.
- In der kondensierten Phase bildet sich ein kohlenstoffhaltiger Pufferschutz, der das Polymer vor Angriffen durch Sauerstoff und Strahlungswärme schützt.
Intumescence (Aufschäumung):
- In Kombination mit stärkebasierten Materialien wie Pentaerythrit und Melamin wird durch APP als Intumesszent erreicht.
- Die Mechanismen der Aufschäumung und die Wirkungsweise von APP sind in mehreren Veröffentlichungen beschrieben.

Anerkennung der Feuerwehrleute:

Zum Abschluss möchten wir unsere aufrichtige Anerkennung an all die mutigen Feuerwehrleute richten, die sich unermüdlich dem Schutz unserer Gemeinschaften widmen. Ihre Hingabe, Entschlossenheit und Einsatzbereitschaft verdienen höchsten Respekt. Tag für Tag stehen sie an vorderster Front, um Brände zu bekämpfen und Leben zu schützen. Durch ihren selbstlosen Dienst tragen sie maßgeblich dazu bei, unsere Welt sicherer zu machen. Wir sind zutiefst dankbar für ihre Hingabe und den enormen Beitrag, den sie leisten, um Gefahren zu minimieren. Ein herzliches Dankeschön an alle Feuerwehrleute weltweit für ihren mutigen Dienst. Ihre Opferbereitschaft und Tapferkeit sind eine Quelle der Inspiration für uns alle.