Пенообразующий состав для тушения пожаров

Пенообразующий состав для тушения пожаров

Реферат

Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к пенообразующим составам для тушения пожаров классов А, Б с применением пены низкой, средней и высокой кратности.

Известен пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий исходные компоненты при следующем соотношении компонентов, мас.%: поверхностно-активное вещество (ПАВ) алкилсульфонаты 11,0÷13,0; высшие жирные спирты фракции С₁₀-С₁₆ и/или производные аминов 2,95÷3,05; н-бутанол 2,75÷3,75; карбамид 6,5÷8,5; простые водорастворимые эфиры целлюлозы 0,45÷0,55; полифосфат 4,25÷4,75; н-бутиловый эфир уксусной кислоты 2,75÷3,75 и вода - остальное (RU 2158155 С1, 27.10.2000).

Недостатком известного состава является использование полифосфатов, что отрицательно влияет на окружающую среду, т.к. фосфаты губительно влияют на биоценоз водоемов.

Известен пенообразующий состав, содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли адкилсульфатов фракции C₈-С₁₄ 1-10; триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфонатов фракции С₁₂-С₁₄ 5-15; триэтаноламин 3-5; антифриз, в качестве которого используют этиленгликоль, диэтиленгликоль, полигликоли, кубовые остатки этиленгликоля или их смеси 5-20 и вода - остальное ((RU 2189266 С2, 20.09.2002).

Известный пенообразующий состав позволяет получать воздушно-механическую пену, обладающую хорошей огнетушащей эффективностью, но имеет достаточно низкую (менее 90%) степень биоразложения.

Известен пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции C₈-С₁₀ и фракции C₁₂-C₁₄, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0; первичные высшие жирные спирты фракции С₁₂-С₁₄; феноксол (ацеталь алкилфенилполиэтиленгликоля) и вода - остальное (RU 2264245 С1, 20.11.2005).

Известный состав обеспечивает получение устойчивой пены» обладающей хорошей огнетушащей эффективностью, однако имеет достаточно низкую (не более 90%) степень биоразложения.

Известен пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции C₈-C₁₀ и фракции С₁₂-С₁₄, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0-15,0÷32,0; первичные высшие жирные спирты фракции С₁₂-С₁₄ 0,5÷3,0; карбамид 1,0÷12,0; сульфоэтоксилаты мафия первичных высших жирных спиртов фракции С₁₂-С₁₄ 1,4÷8,5 и вода - остальное, при этом состав может дополнительно содержать до 10,0 мас.% н-бутанола (RU 2263527 С1, 10.11.2005).

Известное решение позволяет получать пену с высокой огнетушащей способностью, однако степень биоразложения состава не превышает 95%.

Ближайшим известным решением по совокупности признаков к заявляемому является состав, содержащий исходные компоненты при следующем соотношении, мас.%: триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции C₈-C₁₀ и фракции С₁₂-C₁₄, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0-15,0÷30,0; первичные высшие жирные спирты фракции С₁₂-С₁₄ 1,5÷3,5; н-бутанод 1,4÷10,0; карбамид 8,0÷12,0 и вода-остальное (RU 2263526 С1, 10.11.2005).

Недостатком известного состава является высокое содержание ПАВ как в исходном составе, так и в рабочих растворах (0,9-1,8%), недостаточно высокая степень биоразложения (не более 95%) и невысокая стабильность огнетушащих характеристик состава, которая характеризуется разбросом свойств в зависимости от концентрации компонентов.

Техническим результатом предлагаемого пенообразующего состава для пожаротушения является снижение долевого содержания ПАВ в рабочем растворе, повышение степени биораздожения состава (96-98%), смачиваемости и стабильности огнетушащих характеристик состава от концентрации компонентов.

Технический результат достигается тем, что пенообразующий состав для тушения пожаров включает исходные компоненты при следующем содержании, мас.%:

Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси
первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10	1,0-11,0
Первичные высшие жирные спирты
фракции C12-C14	0,5-3,0
н-бутанол	1,0-5,0
Карбамид	0,5-4,0
Алкансульфонат	1,0-11,0
Гликоль	2,0-4,0
Вода	до 100,

при этом указанные триэтаноламиновые соли используют с показателем активности ионов водорода (рН) 9,0-10,5, а в качестве гликоля состав содержит этиленгликоль, полигликоли или реагент гликоил.

Соотношение компонентов в указанных выше количествах позволяет получить синергетический эффект - высокие свойства пенообразователя по созданию низко -, средне - и высокократных пен, получать устойчивые пены, обладающие повышенной смачивающей способностью и степенью биоразложения, при достаточно низком, в 1,4-2,7 раза, по сравнению с прототипом, содержании ПАВ в рабочем растворе И, самое важное, заявляемый состава обеспечивает стабильность огнетушащих свойств в интервале указанных в формуле концентраций.

Заявленный состав готовят следующим образом.

Вначале на производстве получают триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C₈-С₁₀ путем сульфатирования спиртов фракции C₈-C₁₀ хлорсульфоновой кислотой с последующей обработкой реакционной массы триэтаноламином и натрийсодержащим щелочным минеральным реагентом до показателя активности ионов водорода (рН) конечного продукта в пределах 9,0-10,5. Налаженное собственное производство триэтаноламиновых солей алкилсульфатов ускоряет процесс приготовления состава, т.к. не зависит от поставщиков и удешевляет себестоимость самого состава.

Затем полученные триэтаноламиновые соли алкилсульфатов подают в аппарат перемешивания периодического действия и добавляют к ним другие заявленные компоненты состава в следующей последовательности: алкансульфонаты, н-бутанол, первичные высшие жирные спирты фракции С₁₂-С₁₄, гликоли. Проводят их смешение при температуре 35-45°С в течение 30 минут. Затем к массе добавляют карбамид и воду, после чего продолжают перемешивание еще в течение 30 минут. Для приготовления состава допускается использование воды любой жесткости.

Полученный пенообразующий состав представляет собой однородную жидкость без осадка, с плотностью 1000-1200 кг/м³ при 20°С, рН 8,0-10,0 и массовой долей веществ, растворимых в петролейном эфире, не более 3,0%, кинематической вязкостью 40-100 мм²с^-1 при 20°С (ГОСТ 33).

Состав используется для получения пены низкой, средней, высокой кратности, с огнетушащими характеристиками, соответствующими требованиям ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний» и НПБ 304-2001 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний».

Состав экологически безопасный, имеет пониженное содержание ПАВ: не выше 14 мас.% в составе и 0,66-0,84% в рабочих растворах; степень биоразложения 96-98%; обладает высокими смачивающими свойствами, так, для 2% рабочего раствора показатель смачивающей способности составляет 6,5-8,5. Срок хранения продукта находится в соответствии с требованиями нормативной документации РФ.

Заявленная совокупность признаков, в части входящих в состав ПАВ, позволяет получать гидратированные пленки, придающие пене устойчивость, Наличие гликоля в совокупности с первичными высшими жирными спиртами фракции C₁₂-C₁₄ изменяет поверхностное натяжение и также увеличивает устойчивость пен, при этом высокие стабильные эксплуатационные характеристики сохранятся при пониженных концентрациях ПАВ в составе.

Заявленное соотношение указанных компонентов в совокупности дает синергетический эффект в большей степени, чем увеличение концентрации каждого из компонентов в отдельности, приводит к уменьшению поверхностного натяжения, что приводит в свою очередь к образованию смешанных абсорбционных слоев и элементов структуры в межпленочном пространстве.

В таблице представлены примеры состава и свойства рабочих растворов, из которых следует, что показатель смачивающей способности рабочих растворов составляет 6,5-8,5%, а огнетушащие свойства имеют значительно меньший разброс в зависимости от концентрации компонентов относительно прототипа. Например, время тушения н-гептана составляет 27-40 с, разброс 13 с, в то время как время тушения для прототипа составляет 26-165 с, а разброс по времени составляет почти 140 с. Разброс кратности пены средней кратности для прототипа составляет до 25 единиц, в то время как для заявляемого состава максимальный разброс составляет всего 6 единиц.

Таблица
Состав компонентов	Количественное содержание компонентов состава, мас.% по примерам
1	2	3	RU 226 3526 - прототип
Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10	4,0 (рН 9,7)	1,0 (рН 10,5)	11,0 (рН 9,0)	15-30
Первичные высшие жирные спирты фракции С12-С14	1,0	3,0	0,5	1,5-3,5
Алкансульфонаты (ТУ 2481-045-00336562-2001)	10,0	11,0	1,0
Алифатаческий спирт (н-бутанол)	4,0	5,0	1,0	1,4-10
Гликоль: этиленгликоль,	3,0	-	-	-
реагент гликойл	-	4,0	-
полигликоли	-	-	2,0
Карбамид (мочевина)	2,0	0,5	4,0	8,0-12,0
Вода	До 100	До 100	До 100	До 100
Свойства рабочего раствора по примерам
Время тушения н-гептана (бензина А-76) при интенсивности подачи 0,042 дм3/м2, с. для рабочего раствора с объемной допей 6%	30	27	40	26-165
Кратность пены рабочих растворов:
- низкая кратность	10	8	9
- средняя кратность	96	90	95	71-96
- высокая кратность	660	600	620
Устойчивость пены (выделение 50% объема жидкость, с:
- низкая кратность	350	290	310
- средней кратности	1150	610	650	227-1030
- высокая кратность	190	180	185
Показатель смачивающей способности рабочего раствора с объемной долей 2%, с	7,0	6,5	8.5	Не более 9

1. Пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C₈-C₁₀, первичные высшие жирные спирты фракции C₁₂-C₁₄, н-бутанол, карбамид и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алкансульфонат и гликоль при следующем содержании компонентов, мас.%:

Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси
первичных высших жирных спиртов фракции C8-С10	1,0-11,0
Первичные высшие жирные спирты
фракции C12-C14	0,5-3,0
н-Бутанол	1,0-5,0
Карбамид	0,5-4,0
Алкансульфонат	1,0-11,0
Гликоль	2,0-4,0
Вода	До 100

при этом указанные триэтаноламиновые соли используют с величиной водородного показателя 9,0-10,5.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве гликоля он содержит этиленгликоль, полигликоли или реагент гликойл.