Пенообразующий состав для тушения пожаров
Патент 2416448
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Пенообразующий состав для тушения пожаров
Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к пенообразующим составам для тушения пожаров классов А и В. Достигаемый технический результат заключается в повышении эффективности тушения и, за счет этого, снижении концентрации рабочего раствора пенообразователя до 1,0% (об.). При этом достигается существенная экономия средств на доставку и хранение пенообразователя, а также снижается вредное влияние на окружающую среду за счет снижения органических растворителей и триэтаноламиновых солей в составе предлагаемого пенообразующего состава. Данный результат достигается при использовании состава, содержащего натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-С10, триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, взятые в массовом соотношении 100:(4-5), этилцеллозольв или бутилцеллозольв и воду, при определенном содержании компонентов. 1 табл.
Реферат
Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к пенообразующим составам для тушения пожаров классов A и B.
В настоящее время известно множество пенообразующих составов, предназначенных для пенного пожаротушения.
Так, из патента РФ №2264245 (МПК A62D 1/02, опубликован 20.11.2005) известен пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов и воду, при этом в качестве триэтаноламиновых солей алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов он содержит триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных жирных спиртов фракции C8-C10 и фракции C12-C14, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0, и дополнительно первичные высшие жирные спирты фракции C12-C14 и феноксол при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов | |
| смеси первичных высших жирных спиртов | |
| фракции C8-C10 и фракции C12-C14, взятых | |
| в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0 | 15,0÷36,0 |
| Первичные высшие жирные спирты фракции C12-C14 | 0,3÷3,0 |
| Феноксол | 0,2÷2,0 |
| Вода | остальное |
Также из патента РФ №2263527 (МПК: A62D 1/02, опубликован 10.11.2005) известен пенообразующий состав для тушения пожаров, включающий поверхностно-активное вещество, высшие жирные спирты, карбамид и воду, при этом в качестве поверхностно-активного вещества он содержит триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и фракции C12-C14, взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0, а в качестве высших жирных спиртов - первичные высшие жирные спирты фракции C12-C14 и дополнительно сульфоэтоксилаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов смеси | |
| первичных высших жирных спиртов | |
| фракции C8-C10 и фракции C12-C14, | |
| взятых в массовом соотношении 1,0÷5,0:1,0 | 15,0÷32,0 |
| Первичные высшие жирные спирты фракции C12-C14 | 0,5÷3,0 |
| Карбамид | 1,0÷12,0 |
| Сульфоэтоксилаты натрия | |
| первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 1,4÷8,5 |
| Вода | остальное |
Недостатком вышеописанных составов является то, что они могут использоваться при концентрации рабочего раствора не ниже, чем 3 об.%. Попытка снижения рабочей концентрации за счет увеличения концентрации поверхностно-активных веществ в составе приводит к увеличению вязкости, потере текучести и невозможности использования при тушении пожаров с помощью штатных средств пожаротушения (дозирующих устройств и пеногенераторов).
Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является пенообразующий состав для тушения пожаров, известный из патента РФ №2270712 (МПК A62D 1/02, опубликован 27.02.2006), который включает следующие компоненты, мас.%:
| Алкилсульфаты натрия первичных высших | |
| жирных спиртов фракции C8-C10 | 9,0-20,0 |
| Алкилсульфаты натрия первичных высших | |
| жирных спиртов фракции C12-C14 | 3,0-8,0 |
| Сульфоэтоксилаты натрия первичных высших | |
| жирных спиртов фракции C12-C14 | 4,0-9,0 |
| Первичные высшие жирные | |
| спирты фракции C12-C14 | 1,0-3,0 |
| Карбамид | 5,0-15,0 |
| н-Бутиловый спирт | 2,0-7,0 |
| Бутилцеллозольв | 2,0-5,0 |
| Неонол | 1,0-3,0 |
| Оксанол | 1,0-3,0 |
| Вода | остальное |
Данный состав обладает высокой огнетушащей эффективностью, однако его рабочая концентрация составляет 6,0%. Кроме того, при применении этого состава происходит негативное влияние на окружающую среду, в том числе наблюдалось пожелтение травы и другой растительности за счет наличия в составе бутилового спирта.
Основным недостатком известных составов является то, что все предлагаемые составы используются в рабочей концентрации 3% (об.) или 6% (об.).
Патентуемый состав содержит алкилсульфаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10, триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, этилцеллозольв или бутилцеллозольв и воду. Состав при таком сочетании компонентов и в определенном соотношении обеспечивает получение воздушно-механической пены низкой, средней и высокой кратности в рабочей концентрации 1,0% (об.).
Технический результат, достигаемый при использовании патентуемого изобретения, заключается в повышении эффективности тушения и, за счет этого, снижении концентрации рабочего раствора пенообразователя до 1,0% (об.). При этом достигается существенная экономия средств на доставку и хранение пенообразователя, а также при использовании состава снижается вредное влияние на окружающую среду за счет снижения органических растворителей и триэтаноламиновых солей в составе предлагаемого пенообразующего состава.
Данный технический результат достигается за счет использования состава, содержащего натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10, триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, взятые в массовом соотношении 100:(4÷5), этилцеллозольв или бутилцеллозольв и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Натриевые соли первичных высших | |
| жирных спиртов фракции C8-C10 | 39,0-41,0 |
| Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов | |
| первичных высших жирных | |
| спиртов фракции C12-C14 | 1,5-2,0 |
| Этилцеллозольв или бутилцеллозольв | 0,5-1,0 |
| Вода | остальное |
В качестве основного анионного пенообразующего ПАВ используются натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10, обладающие высокими пенообразующими свойствами. Для повышения стойкости пены и улучшения кратности пены при низких концентрациях ПАВ в рабочих растворах добавляют триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, хорошо совмещающиеся с основным ПАВ, стабилизирующие значение pH продукта и обеспечивающие приемлемые вязкостные характеристики товарного пенообразователя. Для стабилизации внешнего вида концентрата добавляют этилцеллозольв или бутилцеллозольв, препятствущий образованию пленки на поверхности пенообразователя при длительном хранении.
Снижение концентрации рабочего раствора предлагаемого состава достигается выбором в качестве основного ПАВ алкилсульфатов натрия первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10, имеющих максимальную массовую долю гидрофобной части в составе молекулы ПАВ, по отношению к доле противоиона (ион Na+). За счет этого повышается эффективность пенообразования при низких концентрациях рабочего раствора. Добавление триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 в предлагаемом соотношении повышает устойчивость получаемой пены, а также позволяет получить составы, вязкость которых находится в требуемых нормативных границах. За счет снижения рабочей концентрации составов до 1% (об.) достигается снижение необходимых запасов концентрата пенообразователя для тушения пожаров в 3 и 6 раз по отношению к концентратам, используемым в рабочей концентрации 3% (об.) и б% (об.) соответственно. Это дает возможность в соответствующее количество раз уменьшить объем емкостей для хранения пенообразователей, а также расходов на транспортировку и тару для доставки концентрата пенообразователя потребителям. Снижение нормативных запасов пенообразователя уменьшает потенциальную опасность вредного воздействия на окружающую среду при несанкционированном разливе продукта.
Способ получения заявленного пенообразующего состава включает последовательное введение в аппарат периодического действия с мешалкой следующих компонентов состава: натриевых солей алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 (концентрация основного вещества=43÷45%), воды, этилцеллозольва или бутилцеллозольва, триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 (концентрация основного вещества=40%) и перемешивание массы при температуре 25÷50°C в течение 60÷90 минут. Количество триэтаноламиновых солей алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 рассчитывается в зависимости от концентрации натриевых солей алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 так, чтобы позволить ввести в массу этилцеллозольв, а соотношение между ними лежало в пределах 100:(4÷5). Полученный пенообразующий состав представляет собой подвижную, нерасслаивающуюся, однородную и прозрачную жидкость без кристаллического осадка со специфическим запахом.
В соответствии с изобретением были приготовлены огнетушащие составы и их рабочие растворы испытаны в пенном тушении в качестве пенообразователя общего назначения по ГОСТ 50588-93.
| Пример 1 | |
| Готовили смесь следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 | 39,0 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 1,5 |
| этилцеллозольв | 1,0 |
| вода | остальное |
| Пример 2. | |
| Готовили смесь следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 | 39,0 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 1,3 |
| этилцеллозольв | 1,0 |
| вода | остальное |
| Пример 3. | |
| Готовили смесь следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 | 40,5 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 2,0 |
| бутилцеллозольв | 0,5 |
| вода | остальное |
| Пример 4. | |
| Готовили смесь следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 | 38,5 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 1,5 |
| этилцеллозольв | 1,0 |
| вода | остальное |
| Пример 5. | |
| Готовили смесь следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 | 41,0 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 1,5 |
| этилцеллозольв | 0,8 |
| вода | остальное |
| Пример 6.Готовили смесь следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 | 41,5 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 2,5 |
| этилцеллозольв | 0,3 |
| вода | остальное |
Далее смеси испытывали в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний». Дополнительно определили время тушения н-гептана 1%-ными рабочими растворами смачивателя (ГОСТ Р 50588-93, п.5.4). Результаты испытаний представлены в таблице.
| Таблица | ||||||
| Наименование показателей | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 |
| Внешний вид | Однородная, прозрачная жидкость без осадка и расслоения со специфическим запахом | Жидкость расслаивается при хранении | ||||
| pH | 7,46 | 7,58 | 7,39 | 7,44 | 7,51 | 7,42 |
| Кратность пены низкой кратности, полученной из рабочего раствора с концентрацией продукта 1% (об.) | 8,0 | 7,5 | 8,5 | 7,0 | 8,5 | 8,5 |
| Устойчивость пены низкой кратности (время выделения половины жидкости из пены), с | 220 | 241 | 232 | 215 | 248 | 254 |
| Кратность пены средней кратности, полученной из рабочего раствора с концентрацией продукта 1% (об.) | 60 | Нет пены | 81 | Нет пены | 83 | 86 |
| Устойчивость пены средней кратности (время выделения половины жидкости из пены), с | 202 | - | 209 | - | 200 | 210 |
| Кратность пены высокой кратности, полученной из рабочего раствора с концентрацией продукта 1% (об.) | 320 | 300 | 357 | 290 | 390 | 415 |
| Устойчивость пены высокой кратности (время выделения половины жидкости из пены), с | 210 | 200 | 230 | 210 | 230 | 240 |
| Время тушения н-гептана пеной средней кратности 1%-ным рабочим раствором при интенсивности подачи 0,042 дм3/м2·с, с | 83 | - | 46 | - | 67 | 39 |
Из данных таблицы следует, что предложенное оптимальное соотношение компонентов, согласно изобретению, обеспечивает высокие показатели огнетушащей способности (примеры 1, 3, 5). Нарушение оптимального соотношения компонентов ведет к ухудшению пенообразующих свойств (примеры 2, 4) либо вызывает расслоение продукта при хранении, что недопустимо на практике (пример 6).
Пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий натриевые соли первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10, триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, взятые в массовом соотношении 100:(4-5), этилцеллозольв или бутилцеллозольв и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| натриевые соли первичных высших жирных | |
| спиртов фракции C8-C10 | 39,0-41,0 |
| триэтаноламиновые соли алкилсульфатов | |
| первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14 | 1,5-2,0 |
| этилцеллозольв или бутилцеллозольв | 0,5-1,0 |
| вода | остальное |