ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ ДЛЯ МОРСКОЙ ВОДЫ Российский патент 2005 года по МПК A62D1/02 

Изобретение относится к пенным средствам тушения пожаров и может быть использовано для получения термостойкой пены с природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием, а также с криогенными солевыми системами с содержанием до 20% минеральных солей.

Известен пенообразующий состав (пат. США №3554912, кл. А 62 D 1/00, 1971) для получения низкократной термостойкой пены, пригодной для тушения пожаров. Состав включает: от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия Al₂(OH)₅Cl, от 0,02 до 4% анионактивного поверхностно-активного вещества, содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу, и воду - остальное до 100%.

Недостатком состава является необходимость раздельного хранения компонентов и невозможность создания концентрированного пенообразователя для долгосрочного хранения.

Известен также пенообразователь целевого назначения ТЭАС-Морпен, выпускаемый по ТУ 0258-001-01013393-94, предназначенный для тушения пожаров с использованием забортной морской воды. Пенообразователь включает не менее 27% весовых триэтанол-аммониевых солей алкилсульфатов, биоразлагаемостью не менее 90%, и другие добавки, повышающие устойчивость пены в присутствии электролитов.

Рекомендуемая концентрация пенообразователя на морской воде - 6% объемных. Устойчивость пены средней кратности, не менее 20 минут, высокой - 10 минут. Водородный показатель (рН), в пределах 7,0-10,0. Недостатком этого пенообразователя является относительно низкая устойчивость пены к полураспаду и к высокотемпературному воздействию.

Наиболее близким по составу и функциональным свойствам пенообразователем, принятым за прототип, является пенообразователь термостойкой пены (патент РФ №2159650, кл. А 62 D 1/00, 1999).

Состав пенообразователя включает, мас.%:

Поверхностно-активное вещество алкиларилсульфонат натрия8,1-9,1оксихлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl11,0-12,3уксуснокислый аммоний36,6-40,6уксусная кислота1,5-3,0вода остальноедо 100.

Недостатком пенообразователя термостойкой пены является использование в его составе алкиларилсульфонатов, биоразлагаемость которых не превышает 45%, что противоречит современным требованиям охраны окружающей среды.

Для преодоления этого недостатка в предлагаемый состав пенообразователя термостойкой пены для морской воды включают поверхностно-активные вещества с биоразлагаемостью не менее 90%, а именно триэтаноламмониевые соли алкилсульфатов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поверхностно-активное вещество триэтаноламмониевая соль алкилсульфатов8,0-9,0Аммоний уксуснокислый25,0-30,0Уксусная кислота1,4-1,5Натрий сернокислый2,0-4,0Карбамид9,0-10,0Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl10,0-11,0Водаостальное

Для получения составов согласно изобретению и их испытаний используют следующие вещества:

Поверхностно-активные вещества: пенообразователь ТЭАС ТУ 0258-002-01013393-96 или ПО-6 ТС(А) ТУ 0258-147-05744685-95 (свойства которых совпадают).

Натрий сернокислый безводный ГОСТ 4166-76.

Аммоний уксуснокислый ГОСТ 3117-78.

Уксусная кислота ГОСТ 13-00279-901-2-92 или любая иная.

Карбамид ГОСТ 2081-92.

Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl (коагулянт «Бопак»)

ТУ 216-350-002-39928758-02.

Вода питьевая.

Вода морская - состав Норвежского Веритас.

Все испытания составов проводят по стандартным методикам, рекомендованным при разработке новых пенообразующих составов ГОСТ Р 50588-93. Пенообразователи для тушения пожаров. /Общие технические требования и методы испытаний/.

Пример 1. К 34 мл пенообразователя ТЭАС, содержащего 9,0 г ПАВ, прибавляют 4,0 г натрия сернокислого и доводят до полного растворения. Затем к раствору добавляют 10 г карбамида и после его растворения 30,0 г аммония уксуснокислого подкисленного 2,2 мл 70%-ной уксусной кислоты.

К полученному раствору медленно при перемешивании добавляют 34 мл основного хлорида алюминия (ОХА) с содержанием 11,0 г Al₂(OH)₅Cl до получения прозрачного раствора.

Водородный показатель системы, рН 7.

Устойчивость низкократной пены 3% об. рабочего раствора на морской воде составляет 480 минут.

Пример 2. К 30 мл пенообразователя ТЭАС, содержащего 8,0 г ПАВ, прибавляют 2,0 г натрия сернокислого и доводят до полного растворения. Затем к раствору добавляют 25,0 г аммония уксуснокислого и подкисляют 2 мл 70%-ной уксусной кислоты.

К полученному раствору медленно при перемешивании добавляют 9,0 г карбамида и после его растворения 30 мл ОХА с содержанием 10,0 г Al₂(OH)₅Cl.

Водородный показатель системы, рН 7.

Устойчивость низкократной пены 3% об. рабочего раствора на морской воде составляет 180 минут.

Пример 3. Отличается от примера 1, лишь повышенным содержанием основных компонентов поверхностно-активного вещества и оксихлорида алюминия, влияющих на функциональные свойства огнетушащей пены и ее устойчивость к полураспаду.

Другие компоненты создают буферную среду в концентрате и предотвращают взаимодействие основных компонентов между собой и поэтому находятся в пропорциональной зависимости от них.

Состав включает, мас.%:

Поверхностно-активное вещество ТЭАС10,0Аммоний уксуснокислый32,0Уксусная кислота2,0Натрий сернокислый5,2Карбамид12,0Основной хлорид алюминия12,0Водаостальное

Водородный показатель концентрата, рН 7.

Устойчивость низкократной пены 3% (об.) раствора на морской воде 480 минут. Однако концентрат при хранении желируется и утрачивает необходимые эксплуатационные свойства.

Пример 4. Отличается от примера 2, лишь понижением содержания ключевых компонентов ПАВ и ОХА и пропорционально этому компонентов буферной среды.

Состав включает, мас.%:

Поверхностно-активное вещество ТЭАС7,0Аммоний уксуснокислый24,0Уксусная кислота1,3Натрий сернокислый1,8Карбамид8,0Основной хлорид алюминия9,0Водаостальное

Водородный показатель концентрата, рН=7. Устойчивость низкократной пены 3% (об.) раствора в морской воде 90 минут, что не удовлетворяет требованиям допустимой зависимости состав - свойство по отношению к примеру 2.

В таблице приведены сравнительные показатели оптимальных составов.

Данные таблицы показывают, что предлагаемый состав пенообразователя по устойчивости пены и огнетушащей эффективности не уступает составу, принятому за прототип, и удовлетворяет требованиям поставленной задачи.

В отличие от известных пенообразователей аналогов, предлагаемый состав содержит в 3 раза меньше ПАВ и используется в рабочих растворах на морской воде в 2 раза меньших концентрациях, что также может способствовать меньшему загрязнению окружающей среды поверхностно-активными веществами.

Изобретение может быть использовано с природной водой для получения термостойкой пены при профилактике и тушении пожаров. Состав содержит триэтаноламиновую соль алкилсульфатов с биоразлагаемостью не менее 90%, аммоний уксуснокислый, уксусную кислоту, натрий сернокислый, карбамид, основной хлорид алюминия и воду. Сочетание компонентов при определенном соотношении обеспечивает создание состава способствующего меньшему загрязнению окружающей среды. 1 табл.

Пенообразователь термостойкой пены для морской воды, применяемый при профилактике и тушении пожаров, включающий поверхностно-активное вещество, основной хлорид алюминия, аммоний уксуснокислый, уксусную кислоту и воду, отличающийся тем, что он включает поверхностно-активное вещество с биоразлагаемостью не менее 90%, а именно триэтаноламиновую соль алкилсульфатов, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Поверхностно-активное вещество триэтаноламиновая соль алкилсульфатов8,0-9,0Аммоний уксуснокислый25,0-30,0Уксусная кислота1,4-1,5Натрий сернокислый2,0-4,0Карбамид9,0-10,0Основной хлорид алюминия Al₂(OH)₅Cl10,0-11,0ВодаОстальное