Огнетушащий состав для пожаротушения
Патент 2418611
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Огнетушащий состав для пожаротушения
Изобретение относится к средствам для пожаротушения на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), предназначенных для тушения пожаров классов А и В, а именно к твердым пенообразующим составам. Достигаемый технический результат заключается в расширении температурного интервала хранения огнетушащего состава от минус 60°С до плюс 60°С, снижении затрат на транспортировку и хранение, уменьшении отрицательного воздействия на окружающую среду, а также снижении рабочей концентрации огнетушащего раствора. Результат достигается за счет использования огнетушащего состава, содержащего смесь, состоящую из 40-70% состава, ускоряющего растворение огнетушащего состава в воде (активатора растворения), содержащего кристаллическую сульфаминовую кислоту и бикарбонат натрия, и 60-30% пенообразующей смеси, содержащей натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-С10 или их смеси с натриевыми солями алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-C14 или натриевыми солями альфа-олефин-сульфонатов фракции C14-C16. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат
Изобретение относится к средствам для пожаротушения на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), предназначенных для тушения пожаров классов A и B, а именно к твердым пенообразующим составам, предназначенным для пожаротушения.
В настоящее время известны различные виды огнетушащих составов для пенного пожаротушения.
Так, из патента РФ №2158155 (МПК 7: A62D 1/00, опубликован 27.10.2000) известен пенообразующий состав для тушения пожаров, включающий поверхностно-активное вещество (ПАВ), стабилизатор пены, бутанол, бутиловый эфир уксусной кислоты, мочевину, ингибитор коррозии и воду, при этом он дополнительно содержит простые водорастворимые эфиры целлюлозы, в качестве ПАВ - алкилсульфонаты, в качестве ингибитора - полифосфат, в качестве стабилизатора пены - высшие жирные спирты и/или производные аминов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ПАВ 11-13
Стабилизатор пены 2,95-3,05
Простые водорастворимые эфиры целлюлозы 0,45-0,55
Мочевина 6,5-8,5
Бутанол 2,75-3,75
Ингибитор 4,25-4,75
Бутиловый эфир уксусной кислоты 2,75-3,75
Вода остальное
Из патента РФ №2345809 (МПК A62D 1/02 (2006.01), опубликован 10.02.2009) известен огнетушащий пенообразующий состав для тушения пожаров, содержащий триэтаноламиновые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C14, сульфоэтоксилаты натрия и воду, при этом он дополнительно содержит алкансульфонаты натрия фракции C12-C16, полиэтиленгликоль и карбитол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов
первичных высших жирных спиртов фракции C8-C14 20,0-40,0
Сульфоэтоксилаты натрия 10,0-22,0
Алкансульфонаты натрия фракции C12-C16 10,0-15,0
Полиэтиленгликоль 2,0-20,0
Карбитол 2,0-6,0
Вода до 100
Кроме этого, из описания к патенту РФ №2270712 (МПК: A62D 1/02 (2006.01), опубликован 27.02.2006) известен огнетушащий пенообразующий состав для тушения пожаров, включающий алкилсульфаты натрия первичных высших жирных спиртов, сульфоэтоксилаты натрия, первичные высшие жирные спирты, карбамид, н-бутиловый спирт и воду, при этом в качестве алкилсульфатов натрия первичных высших жирных спиртов он содержит алкилсульфаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и алкилсульфаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, в качестве сульфоэтоксилатов натрия - сульфоэтоксилаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C12-C14, в качестве первичных высших жирных спиртов - первичные высшие жирные спирты фракции C12-C14 и дополнительно бутилцеллозольв, неонол и оксанол при следующем содержании компонентов, 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
Бугилцеллозольв 2,0-5,0
Неонол 1,0-3,0
Оксанол 1,0-3,0
Вода остальное
Все приведенные выше пенообразователи выпускаются и хранятся в виде жидкостей. Это ограничивает нижнюю температурную границу их хранения величиной минус 40°C. Для достижения этой температуры приходится использовать дорогостоящие гликоли, которые, как известно, снижают огнетушащие свойства пенообразователей и увеличивают экологическую нагрузку на окружающую среду, а также увеличивают стоимость пенообразователей.
Предлагаемый огнетушащий состав выпускается в твердом виде. В воде состав в течение нескольких минут растворяется с образованием рабочего раствора, используемого для пенного пожаротушения с применением штатных пеногенераторов.
Аналоги предлагаемого средства для пожаротушения отсутствуют.
Технический результат, достигаемый при использовании патентуемого изобретения, заключается в расширении температурного интервала хранения огнетушащего состава от минус 60°C до плюс 60°C, снижении затрат на транспортировку и хранение, уменьшении отрицательного воздействия на окружающую среду, а также снижении рабочей концентрации огнетушащего раствора.
Данный технический результат достигается за счет использования огнетушащего состава, содержащего смесь, состоящую из 40-70% состава, ускоряющего растворение огнетушащего состава в воде (в дальнейшем - активатора растворения), содержащего сульфаминовую кислоту и бикарбонат натрия, и 60-30% пенообразующей смеси, содержащей натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C10 или их смеси с натриевыми солями алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевыми солями альфа-олефин-сульфонатов фракции С14-С16 при следующем содержании компонентов, мас.%:
натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C14 25,5-60,0
натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14
или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 0,01-9,0
сульфаминовая кислота 16,0-31,5
бикарбонат натрия (пищевая сода) 22,0-42,0
Предлагаемый огнетушащий состав выпускается в виде порошка, образующего рабочие растворы при его смешении с водой, в частности, в соотношении 11 кг огнетушащего состава на 989 л воды. Снижение концентрации рабочего раствора предлагаемого состава достигается выбором в качестве основного ПАВ натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C10, имеющих максимальную массовую долю гидрофобной части в составе молекулы ПАВ, по отношению к доле противоиона (ион Na+). Добавление натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевых солей альфа-олефинсульфонатов фракции в предлагаемом соотношении повышает устойчивость получаемой пены. За счет снижения рабочей концентрации предлагаемого огнетушащего состава до 1% по сравнению с концентрацией рабочих растворов, обычно используемых для жидких пенообразователей 3% или 6%, достигается снижение затрат на транспортировку и хранение. Исключение из состава органических растворителей и этиленгликоля обеспечивает уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду. Отсутствие воды в предлагаемом составе и выпуск его в твердой или порошкообразной форме позволяет расширить температурный интервал хранения от минус 60 до плюс 60°C без потери эксплуатационных свойств.
В качестве пенообразующей смеси, генерирующей пену при пропускании рабочего раствора через пеногенератор, используют анионактивные ПАВ - натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C10 или их смесь с натриевыми солями алкилсульфатов жирных спиртов фракции C10-C12 или натриевыми солями альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16, при этом соотношение между натриевыми солями алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C10 и натриевыми солями алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевыми солями альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 выдерживается в интервале 85-90% на 15-10% (или 9,0:(1,0÷1,6)). При этом алкилсульфаты натрия высших жирных спиртов фракции C8-C10 определяют высокую кратность пены рабочего раствора, а добавки натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевых солей альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 в предлагаемом соотношении обеспечивают высокую устойчивость пены.
В качестве активатора растворения в заявляемом составе используют смесь кристаллической сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия (пищевой соды). Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения выбирается в интервале от 40:60 до 45:55. При данном соотношении происходит быстрая нейтрализация бикарбоната натрия с выделением углекислого газа, механическое разрушение частиц пенообразующего состава выделяющимся углекислым газом и быстрое (в течение нескольких минут) растворение его в воде с образованием рабочего раствора. Значение pH водного раствора после нейтрализации бикарбоната натрия составляет 6,2-7,2 единиц. В этом интервале значений рН рабочий раствор сохраняется в рабочем состоянии не менее 24 часов.
Для регулирования скорости растворения огнетушащего состава меняют соотношение между активатором растворения и пенообразующей смесью в интервале от 40:60 до 70:30 соответственно. Скорость растворения огнетушащего состава при увеличении содержания активатора растворения от 40% до 70% возрастает в 2-3 раза. При полном отсутствии активатора растворения в предлагаемом огнетушащем составе скорость его растворения снижается на порядок.
Способ получения заявленного огнетушащего состава включает последовательное введение в смеситель для сыпучих материалов периодического действия следующих компонентов состава: натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C10 в виде порошка или натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-C10 в виде порошка и натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C10-C12 или натриевых солей альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 в виде порошка, бикарбоната натрия (пищевой соды) и кристаллической сульфаминовой кислоты. Все сыпучие материалы перемешиваются до однородности. Полученная смесь предварительно формуется или упаковывается в тару без формования.
Огнетушащий состав применяется для приготовления рабочего раствора с концентрацией ~1% (мас.) путем растворения его в воде непосредственно в автоцистерне или иной емкости. Полученный рабочий раствор служит для получения пены с использованием штатной системы пеногенераторов.
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 состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-С10 | 50,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции C14-С16 | - |
| сульфаминовая кислота | 20,0 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 30,0 |
| Примечание: Соотношение пенообразующей смеси и активатора растворения 50:50. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 40:60. |
| Пример 2. | |
| Готовили состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С8-С10 | 30,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции С14-С16 | - |
| сульфаминовая кислота | 27,8 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 42,2 |
| Примечание: Соотношение пеноообразующей смеси и активатора растворения 30:70. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 40:60. |
| Пример 3. | |
| Готовили состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С8-С10 | 45,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции С14-С16 | 5,0 |
| сульфаминовая кислота | 20,0 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 30,0 |
| Примечание: Соотношение пенообразующей смеси и активатора растворения 50:50. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 40:60. |
| Пример 4. | |
| Готовили состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С8-С10 | 45,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции С14-С16 | 5,0 |
| сульфаминовая кислота | 19,5 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 30,5 |
| Примечание: Соотношение пенообразующей смеси и активатора растворения 50:50. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 39,0:61,0. |
| Пример 5. | |
| Готовили состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С8-С10 | 45,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции С14-С16 | 5,0 |
| сульфаминовая кислота | 22,5 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 27,5 |
| Примечание: Соотношение пенообразующей смеси и активатора растворения 50:50. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 45,0:55,0. |
| Пример 6. | |
| Готовили состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С8-С10 | 45,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции С14-С16 | 5,0 |
| сульфаминовая кислота | 23,0 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 27,0 |
| Примечание: Соотношение пенообразующей смеси и активатора растворения 50:50. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 46,0:54,0. |
| Пример 7. | |
| Готовили состав следующего состава, мас.%: | |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С8-С10 | 42,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевые соли альфа-олефинсульфонатов фракции С14-С16 | 8,0 |
| сульфаминовая кислота | 20,0 |
| бикарбонат натрия (пищевая сода) | 30,0 |
| Примечание: Соотношение пенообразующей смеси и генератора растворения 50:50. | |
| Соотношение сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия в активаторе растворения 40,0:60,0. |
Далее составы испытывали в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний». Рабочие растворы огнетушащих составов готовили таким образом, чтобы количество пенообразующей смеси (суммы ПАВ) при растворении составляло 11,0 г на 2000 мл рабочего раствора. Таким образом создавались одинаковые условия для сравнения огнетушащих составов разного наполнения. Определены пожаротехнические характеристики рабочих растворов, полученные из приготовленных огнетушащих составов. Результаты испытаний представлены в таблице.
| Таблица | |||||||
| Наименование показателей | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | Пример 7 |
| Внешний вид | Порошок белого или кремового цвета | ||||||
| Время растворения состава, содержащего 11,0 г ПАВ, в 2000 мл воды, с | 60 | 46 | 64 | 98 | 55 | 68 | 72 |
| рН рабочего раствора | 6,4 | 6,3 | 6,8 | 7,5 | 6,2 | 5,5 | 6,4 |
| Кратность пены рабочего раствора | 88 | 88 | 77 | 79 | 75 | 70 | 59 |
| Устойчивость пены (время выделения половины жидкости из пены), с | 210 | 196 | 292 | 286 | 252 | 226 | 304 |
| Время жизни рабочего раствора, ч | >24 | >24 | >24 | >24 | >24 | 5 | >24 |
| Время тушения н-гептана рабочим раствором огнетушащего состава пеной средней кратности при интенсивности 0,042±0,002 дм3/м2·с, с | |||||||
| 101 | 96 | 59 | 48 | 55 | 88 | 64 |
Из данных таблицы следует, что предложенное оптимальное соотношение между активатором растворения (смесью сульфаминовой кислоты и бикарбоната натрия) и пенообразующей смесью (смесью алкилсульфатов и олефинсульфонатов) и компонентами, входящими в состав активатора растворения и пенообразующей смеси, согласно изобретению обеспечивает приемлемую скорость растворения огнетушащего состава, высокие кратность и устойчивость пены, полученной из рабочего раствора, а также высокие показатели огнетушащей способности (примеры 1, 2, 3). Нарушение оптимального соотношения компонентов активатора растворения (пример 4) ведет к увеличению времени растворения огнетушащего состава или к снижению величины рН и времени жизни рабочего раствора (пример 6). Добавление в состав пенообразующей смеси алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевых солей альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 обеспечивает увеличение стойкости пены и повышение огнетушащей эффективности (примеры 3, 5). Превышение количества алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевых солей альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 в пенообразующей смеси сверх оптимального приводит к снижению кратности рабочего раствора (пример 7).
1. Огнетушащий состав для пожаротушения, характеризующийся тем, что содержит смесь, состоящую из 40-70% активатора растворения, содержащего кристаллическую сульфаминовую кислоту и бикарбонат натрия, и 60-30% пенообразующей смеси, содержащей натриевые соли алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-С10, или их смеси с натриевыми солями алкилсульфатов жирных спиртов фракции С12-С14 или натриевыми солями альфа-олефин-сульфонатов фракции C14-C16, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| натриевые соли алкилсульфатов | |
| жирных спиртов фракции C8-C10 | 25,5-60,0 |
| натриевые соли алкилсульфатов жирных | |
| спиртов фракции C12-C14 или натриевые | |
| соли альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 | 0,01-9,0 |
| сульфаминовая кислота | 16,0-31,5 |
| бикарбонат натрия | 22,0-42,0 |
2. Состав по п.1, характеризующийся тем, что кристаллическую сульфаминовую кислоту и бикарбонат натрия берут в соотношении 40-45% на 60-55% соответственно, а соотношение натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C8-С10 и натриевых солей алкилсульфатов жирных спиртов фракции C12-C14 или натриевых солей альфа-олефинсульфонатов фракции C14-C16 составляет 85-90% на 15-10% соответственно.