СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2003 года по МПК A62D1/02 

Изобретение относится к составам, которые используются для тушения пожаров горючих органических жидкостей различных классов.

Известны пожаротушащие составы на основе протеиновых пенообразователей - поверхностно-активных веществ (ПАВ) с введенными в них природными высокомолекулярными соединениями, например альгинатами щелочных или тяжелых металлов (DE 957443, 1957).

Эти составы обладают неудовлетворительной устойчивостью пены, расслаиваются в процессе хранения, что делает их непригодными для применения в автоматических системах пожаротушения. Рабочие растворы их быстро теряют пожаротушащие свойства во времени.

Известны составы для тушения пожаров на основе фторсодержащего поверхностно-активного вещества, кремнеорганических веществ и полимерных полисахаридов. Они обладают повышенной стойкостью пены, но относительно низкими защитными свойствами от прямого воздействия открытого огня. Кроме того, их высокая вязкость, достигающая более, чем несколько тысяч сСт в покое, препятствует использованию таких составов на существующем пожарном оборудовании (US 40604896, 1977). Срок хранения таких составов невысок из-за гидролиза полимерных кремнеорганических соединений.

Известен состав для тушения пожаров "Light Water", который представляет собой смесь фторсодержащих ПАВ до 6,0 мас.% и углеводородных ПАВ>6,0 мас.%. Он обладает высокой огнетушащей эффективностью и временем защитного действия (ВЗД), т. е. временем защиты от возгорания горючей жидкости с нанесенным на ее поверхность составом при воздействии на нее открытого огня, достигающего более 360 с (US 4042522, 1975).

Основным недостатком состава является невысокое ВЗД, а также высокая биологическая активность компонентов, из которых синтезируются фтор-ПАВы. По этой причине в настоящее время их производство в США запрещено. Кроме того, из-за высокого содержания дорогостоящих фтор-ПАВов их производство оказалось экономически нецелесообразным.

Наиболее близким к предлагаемому составу является состав для тушения пожаров горючих жидкостей, включающий сульфонаты, в частности алкиларилсульфонаты натрия, фторсодержащее перфторированное поверхностно-активное вещество, соединение (соль) полиакриловой кислоты и воду, при следующем их содержании, мас.% (SU 929125, 1982 г.):
Алкиларилсульфонаты натрия - 25,0-30,0
Перфторированное поверхностно-активное вещество - 1,5-6,0
Соль полиакриловой кислоты - 2,0-6,0
Вода - Остальное
Состав обладает повышенной устойчивостью пены к действию полярных жидкостей и, в частности к этиловому спирту, хорошей огнетушащей способностью при тушении горящих углеводородов. Например, время тушения горящего гептана (эталон) составляет 58 с.

Однако данный состав имеет не высокое ВЗД: ≈400 с, кроме того, высокое содержание фтор-ПАВов в составе существенно снижает возможность его широкого использования службами пожарной охраны.

Технической задачей данного изобретения является создание состава, обладающего повышенным ВЗД, при сохранении или повышении огнетушащей эффективности при тушении пожаров и его удешевлении.

Эта задача решается тем, что в составе для тушения пожаров горючих жидкостей, включающем сульфонаты, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, соединение полиакриловой кислоты и воду, в качестве сульфонатов использована смесь первичных алкилсульфонатов и сульфоэтоксилатов, в качестве соединения полиакриловой кислоты использован сшитый полимер полиакриловой кислоты, в качестве фторсодержащего поверхностно-активного вещества использованы соединения общей формулы R_fQZM, где:
R_f - фторалкильные группы от -С₆F₃ до -C₁₂F₂₅ или группы гетероцепной структуры: при R_f' - алкильные группы от -СF₃ до -С₈F₁₇; Y - отсутствует или -СF₂, или -СН₂; X=-СF₃ или -F; n=0,2-5; m=1 при В=СF₃ и m=2 при B=F;
Q=-CO-; -SO₂- или -СН₂-;
Z= четвертичные амины N(R)₄ с алкильными группами R=от -СН₃ до -C₄H₉; -СН₂ОН; -С₂H₄ОН; -С₄Н₉OН или кватеризованные диалкилалкандиамины -NH(C_kH_2k)N(R)₂R', где k=1-3, R и R' - вышеуказанные алкильные группы;
М = анионы галоидов: Сl^-, Br^-, J^-; метокси- или этокси-сульфатов: ROSO₃ ^-; фосфатов: Н₂РO₄ ^-, НРO₄ ^-2, РO₄ ^-3; карбонатов: НСО₃ ^-, СО₃ ^-2; гидросульфатов: HSO₄ ^-; акилен-карбокси или сульфоанионы: -СН₂СОО^-, -С₃Н₆СОО^-, С₃Н₆SО₃ ^-;
при следующем содержании компонентов, мас.%:
Первичные алкилсульфонаты - 10,0-15,0
Сульфоэтоксилаты - 7,0-12,0
Сшитый полимер полиакриловой кислоты - 0,2-1,0
Фторсодержащее поверхностно-активное вещество - 0,7-2,0
Вода - Остальное
Состав дополнительно может содержать моноэтаноламин.

Кроме того, состав дополнительно может содержать до 10 мас.% этиленгликоля.

Состав готовят смешением расчетного количества алкилсульфоната и сульфоэтоксилата с 30-50%-ным раствором фтор-ПАВ в этиленгликоле и затем с водным раствором также расчетного количества смеси сшитого полимера полиакриловой кислоты и моно- или диэтаноламина. Для снижения температуры замерзания состава в него добавляется до 10,0% этиленгликоля.

Состав представляет собой однородный и прозрачный раствор от светло-желтого до светло-коричневого цвета без механических примесей, не расслаивающийся при термоциклировании от минус 15 до плюс 90^oС в течение 60 суток.

Для испытаний готовили 10%-ный водный раствор состава.

Огнетушащую эффективность предлагаемого состава определяли по методике: "Определение эффективности пены при тушении пожаров органических жидкостей экспресс методом", 51-78, ВНИИПО МВД СССР, М-1978.

Время защитного действия определялось следующим образом (также по экспресс методике ВНИИПО МВД СССР):
В металлическую емкость диаметром 100 мм и высотой борта 35 мм заливают 50 мл горючей жидкости. Затем на поверхность горючей жидкости с помощью шприца наносят 4 мл пожаротушащего состава. К центру емкости, на уровне борта подносят факел пламени от газовой горелки диаметром 3 мм. Высота факела 5 мм. Расстояние до уровня горючей жидкости 30 мм. С помощью секундомера определяют время с момента поднесения факела до воспламенения горючей жидкости, которое соответствует времени защитного действия пленки пожаротушащего состава.

Результаты испытаний при различном содержании предлагаемого состава приведены в таблице 1.

Данные таблицы показывают, что огнетушащая эффективность предлагаемого состава не хуже, чем у известного, но существенно выше время защитного действия.

Проведенные Самарским РНУ и службой ОГПС сравнительные испытания по тушению горящей нефти с использованием штатного пожарного оборудования показали высокие огнетушащие свойства предлагаемого состава в сравнении с зарубежным товарным составом FC-203 (аналог "Light Water"), как это видно из таблицы 2.

Перед поджогом нефти с помощью прибора - экспозиметра ЭТХ-1 определялась концентрация летучих углеводородов, которая составила 2400 мг/л.

После тушения нефти концентрация летучих углеводородов в обоих случаях была равной нулю. Через 380 с над поверхностью, потушенной составом FC-203 концентрация летучих углеводородов стала плавно повышаться и при воздействии открытого огня происходило возгорание с последующим распространением горения по всему зеркалу нефти.

Нефть, потушенная с помощью предлагаемого состава, не возгоралась при воздействии открытого огня (факела) и не выделяла летучих углеводородов до 5 суток, т.е. 4х10⁵.

Стоимость предлагаемого состава существенно ниже, т.к. содержание фторорганического вещества в составе в 1,5-4,0 раза ниже известного ив 1,5-3 раза ниже зарубежного FC - 203.

Стоимость фторорганической компоненты во фторсодержащих пожаротушащие составах составляет не менее 60% стоимости товарного продукта.

Изобретение относится к средствам для тушения пожаров, в частности горючих жидкостей. Результат изобретения: удешевление состава и повышение времени защитного действия при сохранении огнетушащей эффективности. Состав содержит, мас.%: первичные алкилсульфонаты 10,0-15,0; сульфоэтоксилат натрия 7,0-12,0; сшитый полимер полиакриловой кислоты 0,2-1,0; фторсодержащее поверхностно-активное вещество 0,7-2,0; вода остальное. Фторсодержащее поверхностно-активное вещество содержит перфторированные группы С₆-С₁₂ или группы гетероцепной структуры и четвертичные амины или кватеризованные диалкилалкандиамины. Состав дополнительно может содержать моноэтаноламин или этиленгликоль. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Состав для тушения пожаров горючих жидкостей, включающий сульфонаты, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, соединение полиакриловой кислоты и воду, отличающийся тем, что в качестве сульфонатов использована смесь первичных алкилсульфонатов и сульфоэтоксилатов, в качестве соединения полиакриловой кислоты использован сшитый полимер полиакриловой кислоты, в качестве фторсодержащего поверхностно-активного вещества использовано соединение общей формулы R_fQZM, где R_f - фторалкильные группы от -С₆F₃ до -С₁₂F₂₅ или группы гетероцепной структуры при R'_f - алкильные группы от -СF₃ до -C₈F₁₇; Y - отсутствует, или -CF₂ или -СН₂; Х= -СF₃ или -F; n=0, 2-5; m=1 при В=-СF₃ и m=2 при В=-F; Q=-СО-; -SO₂- или -CH₂-; Z = четвертичные амины N(R)₄ с алкильными группами R= от -СН₃ до -С₄Н₉; -СН₂ОН; -С₂Н₄OН; -С₄Н₉OН или кватеризованные диалкилалкандиамины -NH(C_kH_2k)N(R)₂R', где k= 1-3, R и R' вышеуказанные алкильные группы, М = анионы галоидов: Сl^-, Вr^-, J^-; метокси- или этоксисульфатов: ROSO₃ ^-; фосфатов: Н₂РO₄ ^-, НРO₄ ^-2, РO₄ ^-3 ; карбонатов: НСО₃ ^-, СО₃ ^-2; гидросульфатов: HSO₄ ^-; акиленкарбокси или сульфоанионы: -СН₂СОО^-, -С₃Н₆СОО^-, -С₃Н₆SO₃ ^-; при следующем содержании компонентов, мас.%:
Первичные алкилсульфонаты - 10,0-15,0
Сульфоэтоксилаты - 7,0-12,0
Сшитый полимер полиакриловой кислоты - 0,2-1,0
Фторсодержащее поверхностно-активное вещество - 0,7-2,0
Вода - Остальное
2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит моноэтаноламин. 3. Состав по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит до 10 мас.% этиленгликоля.