Изобретение относится к пенообразующим составам многоцелевого назначения, предназначенным для получения пены низкой, средней и высокой кратности с использованием пресной и жесткой воды в концентрации 1% (об.), 3% (об.) и 6% (об.). Изобретение может найти применение при пожаротушении, в частности, при тушении пожаров классов А и В, при инертизации горных выработок, для подавления пыли в местах ее возникновения и т.д.
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.%:
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.%:
Сульфоэтоксилаты натрия
Из патента РФ №2270712 (МПК: A62D 1/02, опубликован 27.02.2006), известен пенообразующий состав для тушения пожаров, включающий поверхностно-активное вещество, высшие жирные спирты, карбамид, н-бутиловый спирт, бутилцеллозольв, неонол, оксанол и воду, при этом в качестве поверхностно-активного вещества он содержит алкилсульфаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и фракции C12-C14, 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.%:
Общим 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 №2416448 (МПК: A62D 1/02, опубликован 20.04.2011), который включает следующие компоненты, мас.%:
Данный состав обладает огнетушащей эффективностью, присущей пенообразователям общего назначения по ГОСТ Р 50588-93 (интенсивность подачи рабочего раствора (0,042±0,002) дм3·м-2·с-1) в рабочей концентрации 1,0% с использованием только пресной воды. Устойчивость пены средней кратности рабочих растворов этого пенообразователя (время истечения 50% объема жидкости из пены) невелика и составляет (180-205) с. Кроме того, вязкость концентрата пенообразователя при 20°С довольно высока и достигает (50-80) мм2·с-1. Все перечисленное является недостатками известного состава.
Технический результат, достигаемый при использовании патентуемого изобретения, заключается в повышении устойчивости пены (время истечения 50% объема жидкости из пены) до 215-280 с, уменьшении общего содержания ПАВ в концентрате пенообразователя и снижении его вязкости при 20°С до уровня 25-40 мм2·с-1.
Данный технический результат достигается за счет использования пенообразующего состава, содержащего натриевые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции C14-C16, взятые в массовом соотношении 100:(22÷36), и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
В случае использования патентуемого состава в качестве огнетушащего, состав может дополнительно содержать этилцеллозольв.
При этом с целью повышения эффективности тушения и, за счет этого, снижения интенсивности подачи рабочего раствора в рабочих концентрациях 1,0% (об.), 3,0% (об.) и 6,0% (об.), соотношение компонентов составляет, масс.%:
В частности, могут использоваться составы, содержащие следующее соотношение компонентов, масс.%:
или состав, содержащий, масс.%:
Как показали проведенные испытания указанного состава, при рабочей концентрации 1,0% (об.), интенсивность подачи снизилась до (0,032±0,002) дм3·м-2·с-1.
Патентуемый состав содержит алкилсульфаты натрия первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10, натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции C14-C16, этилцеллозольв 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.) с использованием пресной и жесткой воды.
В качестве основного анионного пенообразующего ПАВ используются натриевые соли алкилсульфатов 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 натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции C14-C16, хорошо совмещающиеся с основным ПАВ, стабилизирующие значение pH продукта и обеспечивающие низкие вязкостные характеристики товарного пенообразователя. Для стабилизации внешнего вида и снижения температуры застывания концентрата добавляют этилцеллозольв. Предлагаемый состав образует пену низкой, средней и высокой кратности в пресной и жесткой воде.
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 натриевых солей α-олефинсульфонатов фракции C14-C16 в предлагаемом соотношении повышает устойчивость получаемой пены, а также позволяет получить составы, кинематическая вязкость которых при 20°С находится в пределах (25-40) мм2·с-1. За счет увеличения устойчивости пены 1%-ных (об.) рабочих растворов, достигается повышение огнетушащих свойств предлагаемого пенообразователя, а, следовательно, снижение нормативной интенсивности подачи рабочего раствора с величины (0,042±0,002) дм3·м-2·с-1 для прототипа до (0,032±0,002) дм3·м-2·с-1. Таким образом предлагаемый пенообразователь по величине интенсивности подачи рабочего раствора в соответствии с ГОСТ Р 50588-93 классифицируется как пенообразователь целевого назначения. Прототип по ГОСТ Р 50588-93 относится к пенообразователям общего назначения. В результате снижения рабочей концентрации предлагаемого пенообразователя до 1% (об.) дополнительно обеспечивается снижение необходимых запасов концентрата пенообразователя для тушения пожаров в 3 и 6 раз по отношению к концентратам пенообразователей целевого назначения, используемым в рабочей концентрации 3% (об.) и 6% (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 розливе 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 = 40÷45%), воды, этилцеллозольва, натриевых солей α-олефинсульфонатов фракции C14-C16 (концентрация основного вещества = 93-97%) и перемешивание массы при температуре 15÷50°С в течение 120÷240 минут. Количество натриевых солей α-олефинсульфонатов фракции C14-C16 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:(22-36). Полученный пенообразующий состав представляет собой подвижную, не расслаивающуюся, 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 целевого назначения по ГОСТ 50588-93.
Пример №1
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 2.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 3.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 4.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 5.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 6.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 7.
Готовили смесь следующего состава, масс.%:
Далее смеси испытывали в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний». Дополнительно определяли время тушения н-гептана 1%-ными рабочими растворами (ГОСТ Р 50588-93, п.5.4) с использованием пресной и жесткой воды (см.табл.1). Результаты испытаний представлены в табл.2.
Из данных таблицы следует, что предложенное оптимальное соотношение компонентов, согласно изобретению, обеспечивает высокие показатели огнетушащей способности (примеры 1, 2, 3, 4, 5, 6). Нарушение оптимального соотношения компонентов ведет к ухудшению пенообразующих свойств (пример 6, 7). Увеличение доли натриевых солей α-олефинсульфонатов фракции C14-C16 выше соотношения 100:36 приводит к увеличению вязкости пенообразователя, увеличению технологического времени приготовления продукта, а также его стоимости, вследствие повышения содержания ПАВ в концентрате. Минимальным количеством этилцеллозольва в рецептуре, достаточным для снижения температуры застывания предлагаемого пенообразователя до значения -3,0°С, является 6,0% (пример 2). Уменьшение количества этилцеллозольва ниже 6,0%, приводит к повышению температуры застывания, превышающему норму (пример 1).
Смесь алкилсульфатов натрия фракции C8-C10 и натриевых солей α-олефинсульфонатов фракции C14-C16 при заявленном массовом соотношении между ними 100:(22÷36), кроме того, может быть использована в качестве активной пенообразующей основы для приготовления пенообразователей целевого назначения с рабочей концентрацией 3% и 6%, соответственно. При доведении характеристик пенообразующей основы до требований ГОСТ Р 50588-93 к предлагаемой активной пенообразующей основе требуется добавить необходимые количества функциональных добавок, позволяющих работать в том числе и с морской водой, а также антифризов, снижающих температуру застывания готовых пенообразователей.
Для демонстрации были приготовлены смеси алкилсульфатов натрия фр. C8-C10 и натриевых солей α-олефинсульфонатов фракции C14-C16 при заявленном соотношении между ними 100:(22÷36) и определена пенообразующая способность и устойчивость пены рабочих растворов на пресной и жесткой воде, имеющих концентрацию 6% (об.).
Результаты испытаний приведены в табл.3.
Пример 8.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 9.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 10.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 11.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 12.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 13.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 14.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 15.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Пример 16.
Готовили смесь следующего состава, мас.%:
Из данных табл.3 видно, что при нарушении оптимального соотношения между алкилсульфатами натрия фракции C8-C10 и α-олефинсульфонатами натрия фракции C14-C16 либо резко снижается кратность пены, либо пена средней кратности совсем не образуется (примеры 8, 13, 15), либо увеличивается концентрация основного вещества в пенообразователе, при котором образуется пена средней кратности (примеры 12, 14, 16), что снижает экономическую целесообразность использования такой рецептуры. Таким образом, оптимальное массовое отношение между алкилсульфатами натрия фракции C8-C10 и α-олефинсульфонатами натрия фракции C14-C16 (см. табл.2, 3) составляет 100:(22-36). При этом соотношении обеспечивается минимальное количество основного вещества в пенообразователе и образуется пена средней кратности с высокой устойчивостью как в пресной, так и в жесткой воде.
При кратном увеличении количества алкилсульфатов натрия фракции C8-C10 и α-олефинсульфонатов натрия фракции C14-C16 в 2 раза по сравнению с количеством, представленном в табл.3, и оптимальном отношении между ними 100:(22-36) получается смесь, которая в рабочем растворе с концентрацией 3% (об.) образует пену средней кратности (K>60) высокой устойчивости при использовании пресной и жесткой воды.
Таким образом, за счет высоких технических характеристик пенообразователя и низкой нагрузке на окружающую среду, предлагаемый состав может также использоваться для получения пены многоцелевого назначения, например, для инертизации горных выработок.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ | 2015 |
|
RU2582708C1 |
ОГНЕТУШАЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ | 2010 |
|
RU2418611C1 |
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ | 2014 |
|
RU2558604C1 |
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ | 2010 |
|
RU2416448C1 |
ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОБЕТОНА (ВАРИАНТЫ) | 2013 |
|
RU2531018C1 |
ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОБЕТОНА | 2006 |
|
RU2307807C1 |
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ | 2004 |
|
RU2270712C1 |
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ | 2004 |
|
RU2263527C1 |
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ | 2004 |
|
RU2263526C1 |
ПЕНООБРАЗУЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ | 2004 |
|
RU2264245C1 |
Изобретение относится к пенообразующим составам многоцелевого назначения, предназначенным для получения пены низкой, средней и высокой кратности с использованием пресной и жесткой воды в концентрации 1 об.%, 3 об.% и 6 об.%. Изобретение может найти применение при пожаротушении, в частности при тушении пожаров классов А и В, при инертизации горных выработок, для подавления пыли в местах ее возникновения и т.д. Пенообразующий состав содержит натриевые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции C14-C16, взятые в массовом соотношении 100:(22-36), и воду. Технический результат изобретения - повышение устойчивости пены (время истечения 50% объема жидкости из пены) до 215-280 с, уменьшение общего содержания ПАВ в концентрате пенообразователя и снижение его вязкости при 20°С до уровня 25-40 мм2·с-1. 4 з.п.ф-лы, 3 табл.,16 пр.
1. Пенообразующий состав, характеризующийся тем, что содержит натриевые соли алкилсульфатов первичных высших жирных спиртов фракции C8-C10 и натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции C14-C16, взятые в массовом соотношении 100:(22÷36), и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
2. Пенообразующий состав по п.1, характеризующийся тем, что дополнительно содержит этилцеллозольв.
3. Пенообразующий состав по п.2, характеризующийся тем, что соотношение компонентов составляет, мас.%:
4. Пенообразующий состав по п.1, характеризующийся тем, что соотношение компонентов составляет, мас.%:
5. Пенообразующий состав по п.1, характеризующийся тем, соотношение компонентов составляет, мас.%:
US 4785035 A1, 15.11.1988 | |||
DE 102004050747 A1, 27.04.2006 | |||
EP 0571073 A, 24.11.1993 | |||
DE 10237270 A1, 04.03.2004; | |||
RU 2002123294 A, 10.01.2004 | |||
КРАСКА-ПОКРЫТИЕ ТЕПЛОВЛАГОЗАЩИТНАЯ | 2006 |
|
RU2310670C1 |
Авторы
Даты
2014-04-10—Публикация
2012-10-18—Подача