Пенообразующий состав

Пенообразующий состав

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцмапистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250478 (21) 2608707/23-26 (51) N. с присоединением заявки М— (23) Приоритет

A 62 D 1/02

Е 21 С 7/06

Е 21 F 5/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 614. 842. 6:

:622.8O7(O88.8) Опубликовано 30.06.81 Бюллетень М 24

Дата опубликоВания описания 30.06.81 аявитель (54) ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОС 1АВ

Изобретение относитс я к пенообразующим составам для получения воздушномеханическ их пен, обладаю)дих повышенной стабильностью и предназначенных для различных областей применения, например для пожаротушения, для изоляции поверхностей токсичных и дурнопахнущих жидкостей, для гашения ударной волны и уменьшения пылеобразования при взрывопроходческих

1О работах, для пылеподавления в шахтах и на заводах по переработке грубодисперсных материалов.

Известны водные смеси на основе синтетических поверхностно-активных !5 веществ (IIAB), которые обычно содержат ПА — пенообраэователи, стабилизаторы (промоторы) пены и кон-. диционирующие добавки (1).

Известны пенообразующие составы 20 типа ПО-1, которые представляют собой водный концентрат солей сульфонефтяных кислот (84+3 вес.%), костного клея (4,5 1%) и этилового спирта (11+1%) (2) .

Эти составы не отвечают современным требованиям ввиду плохой стабильности пен, особенно при повышенных значениях кратности, невысокой огнетушащей эффективности, бо- 30 лысой рабочей концентрации (6%) и практически неразрешимых проблем, связанных с их утилизацией, вследствие биологической жесткости и токсичности компонентов.

Известен пенообразующий состав, который в качестве пенообразователя содержит 70 вес.% алкилсульфатов (предпочтительно натриевые или триэтаноламиновые соли лаурилсульфата), в качестве стабилизаторов — 3-5% моноэтаноламидов лауриновой кислоты или жирных кислот кокосового масла и 2-4% жирных спиртов Со- С > а также 20-30% кондиционирующих добавок (бутилцеллозольва и гексилен-гликоля). Кроме того, в этот состав введена добавка 0,01-0,05% фтор-или кремнийорганического вещества, которая улучшает .генерацию пены (3).

Однако этот состав .предназначен исключительно для целей пожаротушения и не обладает достаточной стабильностью пены. Кроме того, он не может использоваться на воде с повышенной минерализацией (например, на морской воде) и представляет собой пастообразную рецептуру, применение которой затруднено при пониженных температурах.

841629

5 (О

ЗО

) 35

1-3

Наиболее близкой к предлагаемой является пенообразующая жидкость (4) для получения противопожарных воз— душно-механических пен. В .качестве пенообразователя она содержит лаурилэтоксисульфат общей формулы

С Н О. (СН СН О)и СН gCHgOSOn Х, где и = 1-4,,X = Na, К, NH<, в качестве стабилизаторов — сульфаты жир ных с пиртов ROSO Y, где R

С Н вЂ” С„ Н, Y — триэтаноламин, а в качестве антифриза — этилен-или пропиленгликоль и низшие спирты при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Лаурилэтоксисульфат 40-60

Алкилсульфат С8- С 4 15-30

Этилен-или пропиленглик оль 5-30

Этанол или бутанол 2 — 10

В известном сюставе алкилсульфаты выполняют роль стабилизаторов пены.

Однако они,содержатся в количествах, соизмеримых с содержанием пенообразователя, поэтому такую смесь следует рассматривать как синергетическую смесь ПАВ. Вследствие этого полученные иэ него пены не отличаются высокой стабильностью. Кроме того, состав служит для получения ниэкократных пен, которые применяются только в пожаротушении.

Цель изобретения — улучшение генерации и увеличение стабильности пены при повышенных значениях кратности.

Поставленная цель достигается использованием в качестве пенообраэователя синергетической смеси алкилсульфатов ROSIN, где R = Сс) — С В (предпочтительно С„о — С ) M = Na,NH

NH<(C>HqOH) и алкилэтоксисульфатов

НО(С Н„О)„ЯО.„М,где R = C,o — С, п. = 2-4, M = Na, ИНд,. в качестве стабилизаторов пены — жирных спиртов фракции ф— C ® и алкилоламидов жирных кислот С вЂ” С 6, а в качестве кондиционирующих добавок — бутилового спирта, вторичного бутилового спирта или бутилцеллозольва, или их смеси с мочевиной или следующем соотношении компонентов в рецептуре, вес.Ъ:

Алкилсульфаты 10-16

Алкилэтоксисульфаты 4 — 20

Жирные спирты 1 — 3

Алкилоламиды жирных кислот

Кондиционирующие добавки 10-30 в том числе:

Первичный или вторичный бутиловый спирт или

Бутилцеллозольв, 8-20

Мочевина 0-20

Вода Остальное

Использование смеси алкилсульфатов с алкилэтоксисульфатами в качестве пенообразующей основы позволяет максимально. увеличить тем самым устойчивость получаемой пены беэ ухудшения стабильности рецептуры при пониженных температурах. Вместе с тем полная замена в пенообразователе алкилсульфатов на алкилзтокси †. сульфаты но целесообразна, ввиду ухудшения стабильности пен на основе алкилэтоксисульфатов в сочетании с вышеуказанными стабилизаторами.

С двумя стабилизаторами пены лучше генерируются и более устойчивы, чем с одним. Повышенное содержание стабилизаторов в предлагаемом пенообразующем составе по сравнению с известным и обуславливает низкое поверхностное натяжение его рабочих растворов (до 24 дин/см) и весьма высокую стабильность пен на поверхностях органических жидкостей, а также на земляных и бетонных поверхностях.

Исключение какого-либо компонента или изменение состава за указанные выше пределы ухудшает либо гомоген-. ность рецептуры, либо генерацию пены, либо ее стабильность.

Состав получается простым смешением компонентов при 40-50оС. Компоненты вводят в смеситель в такой последовательности: бутиловый спирт (ГОСТ 5208-74) и (или) бутилцеллоэольв (МРТУ 6-01-222-68), моноэтанол- амиды жирных кислот (ТУ 38-10797-76), жирные спирты (ГОСТ 13937 †), алкилсульфаты (СТП 75-82 Шебекинского химзавода, ТУ 38-10756-75, Ту 38-10755-75 или ТУ 38-10719-77), алкилэтоксисульфаты (ТУ 38-40751-74) и мочевина (ГОСТ 6691-67) .

Пенообраэующая способность, характеризующаяся показателем кратности, и устойчивость пен к стеканию, характеризующаяся показателем синерезиса, оценивается по стандартной методике на приборе PT-1.

Приме р 1.

Алкилсульфаты натрия С о- С1 16

Алкил(этокси х 3) сульфаты натрия С0 — С„

Первичные жирные спирты фракции C« — C„>

Моноэтаноламиды жирных кислот C С„, 2

Бутиловый спирт 10

Мочевина 20

Вода Остальное

Для приготовления 1000 кг предлагаемого состава в реактор-смеситель подают 100 кг н-бутилового спирта, 20 кг моноэтаноламидов и 20,кг жирных спиртов. Массу перемешивают около

30 мин при 40-50оС и добавляют алкилсульфаты и алкилэтоксисульфаты, являющиеся обычно 30%-ными водными растворамиг 530 и 130 кг соответственно.

Затем добавляют 200 кг мочевины. Полученный готовый продукт перемешивают

10-15 мин и разливают в бочки, осте841629

Остальное

55

50 регаясь при перекачивании образования пены.

- Предлагаемый состав представляет собой однородную жидкость янтарноо желтого цвета с вязкостью при 20 С около 22 сП, а при 5оС вЂ” около 41 сП.

Температура ее помутнения 4 С, однаО ко она сохраняет текучесть вплоть ,цо точки замерзания (около -10 С), о а многократное замораживание и нагревание не приводит к образованию осадка и не ухудшает ее гомогенности.

При разбавлении рецептуры 1:25 водой получается пенообразующий раствор с поверхностным натяжением около

24 дин/см.

Пример 2.

Алкилсульфаты натрия

С„,— C„> 10

Алкил (этокси х 3) сульфатЫ натрия С,о — С1

Жирные спирты фракции

С вЂ” С

1й

2,5 Моноэтаноламиды жирных кислот С„о — С,, 2,5 ..

Бутиловый спирт 12

Вода Остальное

Порядок введения компонентов, температурные условия и время перемешивания аналогичны примеру 1. Однако при большом относительном содержании алкилэтоксисульфатов (в данном случае 500 кг ЗОВ-ного раст-. вора на 1 т продукта) нет необходимости в присутствии мочевины. Точка помутнения рецептуры — 1 С. о

Остальные показатели близки к приведенным в примере 1.

ПримерЗ.

Алкилсульфаты натрия

C о C1Ú 12

Алкил (этокси х 3) сульфаты аммония С вЂ” С

Жирные спирты фракции С„ — С„ь 1

Моноэтаноламиды жирных кислот C„o — С1ь 3

Бутиловый спирт 8

Моч евин а 20

Вода Осталь ное

Все по примеру 1, но вместо алкилэтоксисульфатов натрия С, — С, введе-. ны алкилэтоксисульфаты аммония С, -С в количестве 200 кг 40Ъ-ного раствора на 1 т продукта. Показатели рецептуры близки к приведенным в примере 1.

Пример 4.

Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов С1о — С, Алкил (этокси x3) сульфаты натрия С. — С„ 4

Жирные спирты фракции

С1ь

Моноэтаноламиды жирных кислот С о — С 1 2

Бутиловый спирт

Мочевина 20

Вода Остальное

Все по примеру 1, но вместо алкилсульфатов натрия введены их

5 триэтаноламиновые соли. Показатели рецептуры аналогичны приведенным в примере 1.

Пример 5

Вторичные алкилсульфаты натрия C — С,п(Типол ) 10

Алкилэтоксисульфаты натрия С„п — С

Жирные спирты фракции

С вЂ” С

Мо но э т а н ол амиды . жир ных

1 5 кислот С,0 — с,б 3

Бутиловый спирт. 5

Бутилцеллозольв 5

Вода Остальное

Щ . На 1 т продукта взято 250 кг 40Ъного Типола, 640 кг 32%-ных алкилэтоксисульфатов, по 20 кг моноэтаноламидов и жирных спиртов, по

50 кг бутанола и бутилцеллозольва.

Точка помУтнения рецептуры +1пс.

Остальные показатели близки к приведенным в примере 1.

Предлагаемый пенообразующий концентрат может использоваться в меньших по отношению к воде соотношениях (1:30 или даже 1:40 при получении низкократных пен) .

Пример6.

Алкилсульфаты

HàTðH С 16

Алкилэтоксисульфаты натрия С„ — С„

Жирные спирты фракции

С,о — С„, 2

Моноэтаноламиды жирных

40 кислот С,о — С„ь

Бутилцелло зол ьв

Мочевина

Вода

Все по примеру 1, но вместо бутанола введен бутилцеллозольв. С ним точка помутнения рецептуры несколько выше (8оС). Однако высокократная пена получается более устойчивой.

В табл. 1 приведены результаты испытаний пен из предлагаемого и двух вариантов известного состава:

Лаурил(этокси хЗ)сульфат натрия

Триэтаноламиновые соли алкипсульфатов

С вЂ” С 20

Пропиленгликоль

Бутанол

60 il Лаурил(этокси x3) сульфат натри я

Триэтаноламиновые соли алкилсульфатов С о С„

Этиленгликоль 5 Этанол

84 1629

Продолжение табл. 1

Кратность СинереПенообразующий состав,вес. Ъ по ак тив ному

5 веществу зис, мин

1,0 6,8

Пример 3:

0,5

6,8

t0

0,25 5,8

1,0 6,8

Пример 4:

0,5

7,0

14

0,25 6,8

1,0

Пример 5:

7,3

0,5

7,0

0,25 6,8

25 Известный

1,0

7,0

4,5

Кратность

Син ерезис, мин

Пенообразующий состав,вес.В по активному веществу

0,5

6,5

4,0

3,8

0,25 6,4

1,0 6,8

5,0

Пример 1:

1, 0 7,0

0,5 7,0

0,25 6,8

0,5

6,6

4,2 18

0,25 5,5

3,8

Таблица 2

Время половинного разрушения

Пенообразующий состав пен, мин

К = 150 К = 200 К = 300 К

400 К = 500

115 105 75

63 57

Пример 1 (на морской воде) 60

50

112

110

145

113

150

142

Известный 1

21

19

Если по показателю кратности предлагаемый и известный составы примерно одинаковы (табл. 1),то по склонности к стеканию (синерезису) предлагаемый состав превосходит известный в 3-5 раз.

Стабильность высокократных пен оценивают по времени их половинного разрушения в широком интервале кратностей (К) . Пены получают на лабораторном пеногенераторе с размером ячеек металлической сетки 0,2х0,2 мм.

После заполнения литровых химических стаканов с помощью секундомера фиксируют время разрушения в них половины начального объейа пены, которое и принимают за критерий стабильности.

Результаты испытаний предлагаемого состава в сопоставлении с известным в 1%-ной концентрации приведены в табл. 2.

Для известного состава отмечается срыв пеногенерации при К 300. При всех значениях К пены предлагаемого состава более устойчивы, чем пены известного состава.

Т а б л и ц а 1

Как показывают испытания по стабильности пены низкой и повышенной кратности, предлагаемый пенообразующий состав превосходит известные составы. Образуемые им пены обладают высокой изолирующей и смачивающей способностью, хорошим огнегасящим действием. Он может примеgp няться на пресной воде любой жесткости, а при необходимости и на морской воде. Для получения пен могут использоваться любые стандартные пеногенераторы (СВПМ-2, СВП-4 для низкократных пен, ГВПВ-160

841629

Формула изобретения

Составитель М, Плетнев.

Редактор Ю, Ковач Техред С. Мигунова Корректор Н. Швыдкая

Тираж 466 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4924/1

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ПрОектная, 4 для пен средней и высокой кратности и другие) и пенные огнетушители (типа ОВПМ-8).

Предлагаемый состав применяется в небольшой рабочей концентрации, обладает удобной товарной формой, а входящие в него компоненты выпускаются промышленностью. Они хорошо биологически разлагаемы, обладают незначительным раздражающим и токсическим действием на человеческий организм.,По истечение установленных сроков хранения предлагаемый состав можно испольэовать для пожаротушения как смачиватель и для мытья различных емкостей, производственных помещенийк и оборудования. Его использование приведет к улучшению условий работы и росту производительности труда в различных отраслях промышленности, повышает эффективность противопожарной обороны.

1. Пенообразующий состав, включающий алкилсульфаты, алкилэтоксисульфаты, кондиционирующую добавку бутиловый спирт и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения генерации и увеличения стабильности пены при повышенных значениях кратности, он дополнитель. но содержит жирные спирты и алкилоламиды жирных кислот при следующем

5.соотношении компонентов, вес.Ъ:

Алкилсульфаты, 10-16

Алкилэтоксисульфаты 4-20

Жирные спирты 1-3

Алкилоламиды жирных кислот 1-3

Кондиционирующая добавка 10-30

Вода Ост аль ное

2, Состав по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве кон15 диционирующей добавки он содержит вторичный бутиловый спирт или бутилцеллозольв, или их смеси с мочевиной.

Источники информации, Щ принятые .во внимание при экспертизе

1 ° Матвеева Г.И. Пенообразователи для тушения пожаров. Обзор патентов. М., ВНИИПО, 1976, с. 20.

2. ГОСТ 6948-70.

3. Патент ФРГ 9 1621720, кл. 61 Ь 2, опублик. 1972

4. Патент ЧССР В 146708, кл. 61 а 12/07, опублик. 1972.