Пенный пленкообразующий состав для пожаротушения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (I I >

s А 62 0 1/02 (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

0 5-15

О> 5- l 5

0,1-3

1,6-6

ГОСУДАРСТВ Е Н НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3507070/26 (22) 02 ° 11. 82 (46} 23.10.92. Бюл. ti" ?9 (72) И.Ю. Плетнев, И, Г. Вла сенко, Н.Б.Иванова, А..Ф.Хохленко, Б..П.Кожа-. нов, Л.Т.Скорик, . И.И.Ляпунов, Г.С.Исмагилова и А..П.Рудой . (53) 614.842.6 (088.8) (56) Заявка ФРГ Г 265"677, кл. А 62 1> 3/00, 1977.

Патент ФРГ tP 2025152, кл. 4 62 0 1/ОО, 1979.

Патент СИА t" 4060489, кл. 252-3, 1977. (54)(57) 1. ПЕННЫЙ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЙ

СОСТАВ ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ, включающий соль перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи 6"10, углеводородное поверхностно-активное вещество (ПАВ), водорастворимый полимер, органический сорастворитель, мочевину, консервант .и воду, отличающийся тем, что,с целью повышения пленкообразую-. щей способности и снижения рабочей концентрации состава, он дополнительно содержит моноэтаноламид перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи 61О при следующем соотнощении ком-, понентов, мас. :

Соль перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи 6-10 3-6

Углеводородное ПАВ 6-20

Водорастворимый полимер

Органический сорастворитель

Иочевина

Консервант

Ионоэтаноламид перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи

6-10 0,5-4

Вода . Остальное

2. Состав по п,1, е т л и ч а ршийся тем, что er качестве соли перфторкарбоновой кислоты"он содержит аммонийную или ее смесь с триэтаноламиновой, моноэтаноламиновой, диэтиламиновой либо полиэтиленполиаминовой солью.

3. Состав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве углеводородного ПАВ он содержит триэтаноламиновые, натриевые или аммонийные соли сульфоэфиров жирных спиртов или этоксилатов жирных спиртов с длиной цепи 10-15, или M""олефинсульфонатов с длиной цепи 10-19 или их смесь с моноэтаноламидами жирных кислот фракции Ск> -С .

4. Состав по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве водорастворимого полимера он содержит, полисахарид-ксантан либо его смесь с альгинатом натрия или полиакриламидом.

5: Состав по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве консерванта он содержи г крезол или бензиловый спирт, или салициловую, или бензойную кислоту.

1125820

Изобретение относится к пенообраэующим средствам пожаротушения, а именно к универсальным пенным составам пленкообраэующего типа, водные растворы которых в равной мере эффективны как при тушении крупномасштабных пожаров нефтепродуктов, так и при тушении смешивающихся с водой полярных органических жидкостей »О (ПОЖ):.

Известны пленкообразующие составы для тушения пеной. пожаров горячих органических жидкостей и нефтепродуктов. Эти составы благодаря расте" канию и высоким изолирующим свойствам пленки эффективны при тушении неполярных горючих жидкостей, но не пригодны для тушения ПОЖ, смешивающихся с водой, таких как низшие спирты, кетоны, эфиры.

Известен пенообраэующий состав для тушения IIOII, который содержит кремнийорганические поверхностно-активные вещества (ПАВ). Этот состав ?5 способен снижать поверхностное натяжение водных растворов лишь до

20-22 мН/м, что недостаточно для пленкообраэования на таких горючих жидкостях, как бензин, гептан, петролей- 3О ный эфир, т.е., этот состав не является пленкообраэующим и не вполне универсален по отношению к разным типам горючих жидкостей.

Наиболее близким по составу и дос- тигаемому результату к предлагаемому является пленкообраэующий состав, содержащий фторуглеродное ПАВ (соль перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи 6-10), кремнийорганические RAB» 4p .этиленгликоль» водный продукт реакции 3-диметиламинопропиламина с эквивалентным количеством сополимера этилена и малеинового ангидрида, склероглюкон. N-метилпирролидон, водный раствор эквимолярной смеси додецилсульфата и октилсульфата натрия, вод" ный раствор соединения формулы

N-ÑÍ -СН СН СН ОСН СООИа

2., СН».C0QNa и воду.

Эта рецептура является слегка щелочной и содержит около 0,01 консерванта.

Однако этот состав иэ-за сравни-. тельно высокого поверхностного натяжения обладает недостаточно хорошей

1,6-6 йленкообразующей способностью на таких углеводородах как гептан, гексан и петролейный .эфир. Расход этого состава слишком велик: он подмешивается. к воде в количестве 10 мас.3, тогда как обычно рабочая концентрация должна составлять 6Ф или ниже..

Целью изобретения является повышение пленкообразующей способности и снижение рабочей концентрации состава.

Поставленная цель достигается тем, что пенный пленкообразующий состав для пожаротушения, включающий соль перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи 6-10, углеводородное поверхностно"активное вещество, водорастворимый полимер, органический сорастворитель» мочевину, консервант и воду, допол" .нительно содержит моноэтаноламид перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи

6-10 при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Соль перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи

6-10 3-6

Углеводородное ПАВ 6-20

Водорастворимый полимер

Органический растворитель 0,5-15

Иочевина О, 5-15

Консервант 0,1-3

Ионоэтаноламид перфторкарбоновой кислоты с длиной цепи 6-10 0,5-4

Вода Остальное

При этом в качестве соли перфторкарбоновой кислоты он содержит аммо" нийную или ее смесь с триэтаноламиновой, моноэтаноламиновой, диэтиламиновои или полиэтиленполиаминовой солью. В качестве углеводородного

ПАВ он содержит триэтаноламиновые, натриевые или аммонийные соли суль" фоэфиров жирных спиртов или этоксилатов жирных спиртов с длиной цепи

10-15, или g-олефинсульфонатов с длиной. цепи 10-19, или их смесь с моноэтаноламидами жирных кислот фракции С»0 -С,6 ..В качестве водорастворимого полимера он содержит полисахарид-ксантан либо его смесь с . альгинатом натрия или полиакриламидом. В качестве консерванта он содержит крезол или бензиновый спирт, или салициловую, или бензойную кислоту.

25

5 112582

Ниже приводятся примеры составов (содержание .компонентов в мас.4) способы их приготовления, поясняю" щие сущность предлагаемого изобретения, а также результаты испытаний их эффективности. Пленкообразующая способность характеризуется величиной коэффициента растекания и изолирующей способностью пены. 10 .Пример 1.

Аммонийная соль пер-фторпеларгоновой кислоты 4

Ионоэтаноламид (ИЭА) перфторпеларгоновой кислоты 1

g-Олефинсульфонаты натрия фракция

С,„-С„ 12 20

Ксантан 4

Этиленгликоль 5

Иочевина 5

Крезол 0,3

Вода До 100

Для приготовления 100 кг указанного состава в 52 кг воды при двухчасовом перемешивании и нагревании до 40 С растворяют,4, 7 кг ксантана с содержанием основного вещества 30

853. Сода же вводят 32 кг 383-ных

М-олефинсульфонатов натрия. При тщательном перемешивании растворяют

5 кг мочевины и 0,3 кг крезола. За» тем в гомогенизированную смесь добавляют 4 кг аммонийной соли перфторпеларгоновой кислоты, 1 кг ИЭА этой же кислоты и 5 кг этиленгликоля. Триэтаноламином доводят рН ре- .

:,цептуры.до 8.5. Неразбавленный водой 40 состав представляет светло-корич- невую псевдопластическую жидкость, причем вязкость сильно зависит от скорости деформации j. При j>100 с значения кажущейся вязкости не выше, 45 чем у обычных пенообразующих соста" вов на основе. синтетических ПАВ.

Существенно, что 5-63 водный раствор пенообразующего состава по при" меру 1, как и состав по прототипу, 50 проявляет тиксотропию, r.е. он не течет при малых перепадах давления, возникающих в столбе пены под действием гравитационных сил. Это при- . дает черезвычайно низкую скорость стекания и .высокие изолирующйе качества пенного слоя на поверхности горючих жидкостей. Сверхнизкие значения поверхностного и межфазного

0,035

0 5

0 6 натяжения рабочего раствора, обусловленные присутствием оптимального сочетания фторуглеродных ПАВ с углеводородным, обеспечивают положительные значения S< + по гептану (см. таблицу), бензину и другим горючим жидкостям, что вызывает образование на них водной самозалечивающейся пленки.

Благодаря этой пленке углеводород после тушения не удается поджечь повторно даже при значительном нарушении пенного покрова.

В результате огневых полигонных испытаний универсального пенного пленкообразующего состава, проведенных на модельных резервуарах площадью 10 мз, установлены следующие значения критической интенсивности его подачи (кг/мз с) при тушении легкой Фракции прямогонного бензина (1оловка"), плот" ность - 654 кг/мз 0,03

Реактивного топ" лива РТ-1 0,022

Синтетического этанола 0,023

Синтетического н-бутанола

Пример 2.

Аммонийная соль перфторпеларгоновой кислоты . 4

ИЗА перфторэнантовой кислоты 4

g-Слефинсульфонатов

Фр ° С 14 С16

Натриевая соль 10

Полисахарид по примеру 1. 5

Тетраэтиленгликоль 5

Иочевина 5

Фенол 0 5

Вода До 100

Состав готовят так же, как по примеру 1, но берут 4 кг технического моноэтаноламида перфторэнантовой кислоты, содержащего около 40 wc.Ф моноэтаноламиновой соли этой кислоты„в качестве сорастворителя-тетраэтиленгликоль, а в качестве кон-, серванта - фенол. Показатели этого, состава приведены в таблице.

Пример,З.

Аммонийная соль перфорпеларгоновой кислоты 4,5

ИЭА перфторпеларго- новой кислоты

0,5

oL-Слефинсульфонаты натрия Сл4-Слб 10

Ксантан 5

Этиленгликоль 5

Проксанол 224 . 1

Иочевина 10

Крезол О, 1

Вода До 100

Вместо полисахарида, описанного в примере 1 и 2, вводят ксантан, а для снижения вязкости рецептурыдобавку 1 кг/100 кг Проксанола 224..

Пена этого состава более вязкая и обладает несколько худшей пленкообразующей способностью на гептане и бензоле (см. табл.}, но устойчивость пены хорошая.

Пример 4.

Аммонийная соль перфторпеларгоновой кислоты 4

ИЭЯ перфторпеларгоновой кислоты 1

Амйонийная соль алкил (этокси х 3) сульфатов фр. С, -С, . 8

Полисахарид по примеру 1 5

Бутилцеллозольв;. . 3

Иочевина . 15

Салициловая кислота 1

Вода До 100

Состав готовят по примеру t, но в качестве углеводородного AAS " пенообразователя вводят 20 кг 49л алкилэтоксисульфонатов аммония, 3 кг бутилцеллозольва и 1 кг салициловой кислоты на 100 кг пенообразулощего состава. Аммиачной водой РН дово дят до 9.

Этот состав дает пену, стабмльиуе нв ПОЗ разных типов, обладает мевоелей изолирующей способностью, мв не является пленкообразующим иа ге@тане, т.к. Spy 0 (см. табл.).

Пример 5.

Аммонийнвя соль перфторпеларгоновой кислоты 4

ИЗА перфторяеларго" новой кислоты 1.

6 -Qлефинсульфона ты натрия фр. Сл -С qq 10

ИЭА синтетических жир" ных кислот фр.С,в -Сл

Полисахарид по примеру 1 4,5

Этиленгликоль 2! 125820

Бензиловый спирт 3

Иочевина 7

Вода До 100

Состав готовят по примеру 1. Для снижения межфазного натяжения и обеспечения пленкообразующей способ-; ности на бензине дополнительно вво дят 0Ä5 кг ИЭА синтетических жирных . ® кислот. Консервант (бензиловый спирт): одновременно выполняет роль сорастворителя..Качественные показатели приведены в таблице.

Пример.6. ,щ Аммонийная соль пер-фторпеларгоновой кислоты 4

ИЭА перфторпеларгоновой кислоты 1 що К-Ояефинсульфонаты натрия фр. С,а -Слф 8

0 -Олефинсульфонаты натрия фр. Сл -Сля 4

Полисахарид по при-.

25 меру 1 3

Полиакриламид 3

Полиэтиленгликоль 5

Иочевина 5

Бензойная кислота 2

3О Вода . До 100

Состав готовят по примеру 1, но используют смесь ф -олефинсупьфонатов . натрия узких фракций. Кроме того, полисахарид частично заменяют 603"

35 ным техническим полиакриламидом (5 кг на 100 кг. состава), а этиленгликоль .низкомолекулярным жидким полиэтиленгликолем (5 кг на 100 кг). Диэтиламином РН доводят до 8. Рабочий 5л раствор приведенного состава дает изолирующую самозалечиваецувся пленку .на гептане и бензине. .Пример 7.

Аммонийная. соль перфторпеларгоновой кислоты 5

ИЗА перфторпеларгоновой кислоты ОФ5

Тризтаноламиновые соли влкйлсульфонатов фр. C -Сл . 20

Полисахарид по примеру 1 . 5

Этиленгликоль 5

Иочевина 5

55 Формалин 2

Вода До 100 Состав готовят по примеру 1, но вместо олефинсульфонатов берут три"

1125820

10 этаноламиновые соли алкилсульфатов (в расчете 62 кг 323-ной пасты на

100 кг пенообразующего состава), а вместо крезола - формалин, рН доводят 5 до 8,5 полиэтиленполиамином (ТУ 6"

-02-594-75). В таблице приведены качественные показатели состава. Его 56Ф-ные водные растворы дают на ПОЖ устойчивую медленно стекающую пену, 10 а на бензоле пену с очень высокой изолирующей способностью (см.табл.).

Пример 8.

Анионное фторугле" родное ПАВ А-16 6

ИЭА перфторпеларгоновой кислоты 0,6

2-Олефинсульфонаты фр. Си.-С аммоний" ная соль 8

Полисахарид по примеру 1 3

Альгинат натрия - 3

Этиленгликоль и бензиловый спирт . 25 (4:1) 15

Мочевина 3

Вода Остальное

20 до 100 о

При нагревании до 50 С и трехча- 30 соВоМ перемешивании в 62 кг воды растворяют 3 кг ксантана и 3 кг альгината натрия, добавляют 3 кг мочевины. Отдельно в 14,5 .кг 554-ных о! -олефинсульфонатов аммония растворяют 6 кг 35

ПАВ А-16, представляющего собой смесь аммонийных солей линейных и циклических перфторкарбоновых кислот от С до С о 0,6 кг ИЭА перфторпеларгоновой кислоты, 15 кг смеси этиленгли- 40 коля c ..бензиловым спиртом 4:1 (по массе). Затем к водному раствору полимеров постепенно при перемешивании добавляют смесь ПАВ с добавками. Качественные показатели пе- 45 нообразующего состава приведены в таблице. Полученная из него пена об-. ладает хорошей устойчивостью на ПОЖ, а на .гептане, бензине и бензине и бензоле дает изолирующую самозалечивающую пленку °

° Пример 9.

Аммонийная соль перфторпеларгоновой кислоты 3

ИЭА перфторпеларгоновой кислоты 1

t6-олефинсульфона ты натрия фр, С 4«С 6

Полисахарид по примеру 1 1,6

Бензиловый спирт 0 5

Мочевина 0 5 фенол 0,2

Вода До 100

Этот упрощенный состав готовят так. В 15,8 кг 381-ных олефинсульфо" натов растворяют 3 кг аммонийной соли перфторпеларгоновой кислоты, 1 кг ее моноэтаноламида и 0,2 кг фе" иола. Полученную смесь растворяют при перемешивании в .80 кг стерилизованной культуральной жидкости, содержа" щей 2 полисахарида по примеру 1.

Триэтаноламином рН доводят до 7,8.

Состав обладает хорошей текуче- стью и высоким S ia„ но из-за низкого содержания полисахарида необходима повышенная дозировка к воде (1:10), В таблице приведены результаты испытаний, свидетельствующие о достаточно высокой эффективности этого состава.

В таблице даны значения рабочей концентрации Яд1 и изолирующей способности для состава по пат. США (прототип). Все варианты состава при более низкой рабочей концентрации имеют большие значения $цв и более высокую изолирующую способность.

Списанные составы применяют в виде 5-6 растворов с помощью обычного противопожарного оборудования для получения низкократной пены (стволы типа СВПИ-4, лафетный) либо пены повышенной кратности (стволы типа ГПС). Огнетушащий эффект создается в основном за счет исключительной изолирующей способности и растекаемости пены по поверхности горящей . жидкости независимо от ее природы.

Состав, являющийся предметом данного изобретения, предназначен для применения в экстремальных условиях, а именно .для противопожарной защиты наиболее ответственных и особо пожароопасных объектов, таких как крупные бензо- и нефтехранилища, склады танкеры, авианосцы, заводы по переработке горючих и взрывчатых веществ. Его можно применять для быстрой локализации и тушения крупномасштабных. пожаров на нефтепромыслах, авиационной техники.

1125820

Пенообразующий состав по примеру

S ц (по гептану), мН/и

Рабочая концентрация,. мас.Ф

Изолирукнцая способность пены,+ мин

21%1

10

1,2

Прототип

Кратность пены 5,1-6,2.

Техред N.éîðãåíòàë Корректор Л. Лукач

° »

Редактор Е. Гиринская. Заказ 4572 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раужская наб., д. й/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

4

6

8

6

6

5

3,2

2 2

1,8

0,3

3,0

2 7

2,0

3,2

3 3

15,3

13,4

19 2 . 18,2

20 5

18,2

11,4