Состав термостойкой пены для тушения пожара ацетона

Авторы патента:

A62D1/02 - содержащие или образующие газовую фазу, например пены (A62D 1/06,A62D 1/08 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2549386:

Тайсумов Хасан Амаевич (RU)

Изобретение может быть использовано для профилактики и тушения пожара ацетона и полярных органических жидкостей пеной. Состав рабочего раствора пенообразователя готовят на пресной и морской воде при следующем содержании компонентов, мас.%: оксихлорид алюминия - 0,50; сульфат аммония - 0,20; поверхностно-активное вещество на основе алкилсульфата натрия - 0,40; уксусная кислота - 0,02; полиметилсилоксан ПМС 200/0,65 - 0,03; вода - остальное. Состав может быть использован с природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием при профилактике и тушении пожаров, отличается высокой устойчивостью пены к самопроизвольному разрушению и термической устойчивостью к открытому пламени, позволяет исключить использование фторированных ПАВ, являющихся опасными загрязнителями водной среды. 1 табл., 4 пр.

Изобретение относится к пенным средствам профилактики и тушения пожаров и может быть использовано для получения термостойкой пены с включением в состав полиметилсилоксана (ПМС), в качестве альтернативы применения фторсодержащих поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, в том числе полимерные наполнители и фторсодержащие ПАВ, улучшающие качество огнетушащей пены и расширяющие область ее практического применения.

Согласно национальному стандарту ГОСТ Р 50588-2012. ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ. Общие технические требования и методы испытаний [1] -пенообразователи подразделяются на:

1. Пенообразователи общего назначения, используемые для получения пены различной кратности и растворов смачивателей при тушении горючих жидкостей, твердых горючих материалов, волокнистых и тлеющих веществ, для защиты строительных конструкций, технологических аппаратов и хранящихся материалов от воздействия тепловых потоков. По химическому составу пенообразователи общего назначения классифицируются как синтетические углеводородные типа S.

2. Пенообразователи целевого назначения, используемые в основном при тушении нефти, нефтепродуктов, полярных и водорастворимых горючих жидкостей. По химическому составу пенообразователи целевого назначения подразделяют на синтетические углеводородные типов - S, S/AR, синтетические фторсодержащие типов -AFFF, AFFF/AR, AFFF/AR-LV, фторпротеиновые типов - FP, FFFP, FP/AR и FFFP/AR.

Недостатками пенообразователей общего назначения являются следующие.

Невозможность их применения на пожарах на пресной воде с повышенной жесткостью или с морской водой. Согласно действующим рекомендациям [2], использование морской воды и пресной воды с повышенной жесткостью (более 30 мг-экв./дм³) для получения пены из пенообразователей общего назначения в целях пожаротушения запрещено.

Невозможность применения пены в качестве профилактического средства предупреждения пожаров из-за низкой устойчивости пены к самопроизвольному разрушению. Основным средством тушения жидких нефтепродуктов является пена средней кратности. Пена низкой кратности менее эффективна (в 2-4 раза), особенно при тушении жидкостей с низкой температурой кипения. Практическое использование пены по существу ограничено применением в стационарных установках пенного тушения пожаров в резервуарах, так как дальность подачи среднекратной и высокократной пены не превышает 3-5 м.

Невозможность их применения при тушении пожаров водорастворимых и полярных органических жидкостей (спирты, эфиры, кислоты, кетоны, фенолы и т.д.) вследствие мгновенного разрушения пены.

Недостатками пенообразователей целевого назначения (с фторсодержащими ПАВ) являются следующие.

Проблемы экологии, связанные с применением фторированных пенообразователей (их токсичность, канцерогенность), обсуждаемые в США и европейских странах, требуют решения и в России. Все фторированные ПАВ, входящие в состав пенообразователей, - биологически неразлагаемые продукты, которые попадают в почву и водоемы и, не подвергаясь биораспаду бактериями на очистных сооружениях, способны накапливаться и наносить невосполнимый вред окружающей среде.

Высокоэффективные фторсодержащие пенообразователи следует применять в контролируемых условиях на тех объектах, где нельзя без них обойтись.

Израсходованный на тушение пожара пенообразователь должен быть собран и отправлен на завод для переработки или на полигон химических отходов [2].

Альтернативой применения фторсодержащим ПАВ могут стать полиметилсилоксаны (ПМС).

ПМС обладают отличным разделяющим действием, обусловленным их исключительной текучестью и связанной с нею способностью легко образовывать пленки на самых разных поверхностях.

Для ПМС характерны: химическая инертность, низкое поверхностное натяжение - способность подавлять пенообразование, водоотталкивающие и диэлектрические свойства.

ПМС взрывобезопасны, трудно горючи, экологически безопасны. Не имеют вкуса и запаха. Стабильные при хранении и использовании.

ПМС имеют очень малый коэффициент поверхностного натяжения и хорошие смачивающие свойства.

Как и все олигоорганосилоксаны ПМС гидрофобны.

Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату является патент RU №2328325 С2 - Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров. Опубликовано: 10.07.2008, бюл. №19, принятый за прототип.

Пенообразующий состав рабочего раствора включает, мас. %: 0,6 - Al₂(ОН)₅Cl; 0,2 - (NH₄)₂SO₄; 0,27 - СН₃СООН; 0,4 - ПАВ; остальное вода.

Состав низкократной пены может быть использован с природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием при профилактике и тушении пожаров, отличается высокой устойчивостью пены к самопроизвольному разрушению и термической устойчивостью к открытому пламени.

Недостатком состава является невозможность его применения при тушении пожаров водорастворимых и полярных органических жидкостей.

Названных недостатков лишен состав термостойкой пены с ПМС, рабочий раствор которого включает, мас. %:

Оксихлорид алюминия, Al₂(OH)₅Cl	0,50
Сульфат аммония, (NH₄)₂SO₄	0,20
Поверхностно-активное вещество,
NaOSO₃-R, где R=C₇-C₉	0,40
Уксусная кислота, СН₃СООН	0,02
Полиметилсилоксан ПМС 200/0,65	0,03
Вода	Остальное.

Для получения и испытания составов были использованы следующие вещества:

Ацетон, ГОСТ 2768;

Оксихлорид алюминия (ОХА), Al₂(ОН)₅Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02;

Алкилсульфат натрия, NaOSO₃-R(45%), где R=C₇-C₉;

Сульфат аммония, ТУ 113-03-10-18-91;

Полиметилсилоксан, ПМС 200/0,65 - Производство DOW CORNING®;

Уксусная кислота, ГОСТ 19814;

Вода: питьевая или модель морской воды по рекомендациям [2].

Стандартные испытания термостойкой пены проводят в соответствии с ГОСТ P 50588-2012. ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ / Общие технические требования и методы испытаний / [1] и ПОРЯДОК ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ: Рекомендации / М.: ВНИИПО, 2007. - 59 с. [2].

В сравнительных испытаниях были применены два концентрата.

1. Оксихлорид алюминия (ОХА) водный раствор которого содержит 34%. вес Аl₂(ОН)₅Сl.

2. Пенообразователь на основе алкилсульфата натрия - 44,0% (ПАВ), сульфат аммония - 19,4%, полиметилсилоксан ПМС 200/0,65-3,0%, уксусная кислота - 1,5%, вода - остальное до 100. Плотность пенообразователя = 1,14. pH=6,0. Температура замерзания минус 13°С.

Предварительные испытания пены низкой кратности из этого пенообразователя на ацетоне, в соответствии с методиками [2], дали отрицательные результаты. Пена мгновенно разрушалась и не накапливалась на поверхности ацетона.

Ниже приведены примеры использования бинарных систем, которые в аналогичных испытаниях дали положительные результаты.

Пример 1.

К 1.5 мл концентрата оксихлорида алюминия (1), прибавляют 97,5 мл питьевой воды, а затем при перемешивании прибавляют 1,0 мл концентрированного пенообразователя (2). Раствор молочного цвета содержит: 0,50 г Аl₂(ОН)₅Сl; 0,40 г ПАВ; 0,19 г (NH₄)₂SO₄; 0,02 г СН₃СООН; 0,03 г ПМС 200/0,65; остальное вода до 100.

Раствор переносят в стакан смесителя РТ-1 и при скорости 4000 оборотов в минуту выдерживают 30 секунд. Образовавшаяся пена имеет кратность - 5,0; Устойчивость к полураспаду - 90 мин. Отсек на уровне 50 мл далее сохраняется 420 мин.

Испытание свежеприготовленной пены на поверхности ацетона показывает незначительное разрушение пены даже при перемешивании. Пена также предотвращает воспламенение ацетона при воздействии открытого пламени.

Пример 2.

Пример 2 отличался от примера 1 лишь использованием не пресной, а морской воды. При этом заметных различий не наблюдается.

Пример 3.

Пример 3 отличался от примера 1 лишь использованием меньшего соотношения компонентов (1) и (2).

1,0 мл концентрата оксихлорида алюминия (1) разбавляют 98 мл питьевой воды, а затем при перемешивании добавляют 1 мл концентрированного пенообразователя (2). Молочного цвета жидкость включает: 0,34 г Аl₂(ОН)₅Сl; 0,40 г ПАВ; 0,19 г (NH₄)₂SO₄; 0,02 г СН₃СООН; 0,03 г ПМС 200/0,65; остальное вода до 100.

При соответствующем режиме получения пены - кратность пены 5,0; устойчивость к полураспаду 30 минут. Далее разрушения пены не наблюдается еще 540 мин, а затем происходит медленное накопление отсека.

Испытание свежеприготовленной пены на ацетоне не отличается от примера 1 и показывает ее длительную устойчивость на поверхности. Слой пены 3,5 см не позволяет воспламениться ацетону даже при воздействии острого пламени паяльной газовой горелки.

Пример 4.

Пример 4 отличался от примера 3 лишь использованием морской воды. Заметных различий при холодных испытаниях и воздействии открытого пламени также не наблюдается.

В таблице приведены сравнительные данные оптимальных, комбинированных составов прототипа и предлагаемого.

Состав	Компоненты, % вес. в растворе^x	Разрушение пены на ацетоне
Al₂(ОН)₅Cl	(NH₄)₂SO₄	ПАВ	ПМС
Прототип	0.60	0.20	0.40		Разрушается
Предлагаемый	0,50	0,20	0,40	0,03	Не разрушается
^x Остальное вода

Как следует из данных таблицы, предлагаемый состав пены по основным показателям мало отличается от прототипа, при этом включение в состав 0,03% ПМС качественно меняет свойство пены. Пена практически не разрушается на ацетоне не в холодных опытах ни при воздействии на пену открытого пламени.

Время тушения ацетона предлагаемым составом пеной низкой кратности, при интенсивности 0,10 дм³/м²с² на ацетоне составило около - 90 секунд, что по огнетушащей эффективности не уступает использованию пены средней кратности, с концентрацией пенообразователя в рабочем растворе - 6%, полученной из известного фторсодержащего пенообразователя «Нижегородский AFFF универсальный» и других фторсодержащих пенообразователей.

Предлагаемый состав термостойкой пены, как и прототип, отвечает всем требованиям экологии применения пенообразователей на пожарах, а включение в состав ПМС 200/0,65 соответствует решению поставленной задачи. Применение ПМС в пенообразующих составах может стать альтернативой использования фторсодержащих ПАВ.

Состав термостойкой пены для тушения пожара ацетона, включающий оксихлорид алюминия, сульфат аммония, поверхностно-активное вещество, уксусную кислоту и воду, отличающийся тем, что состав содержит поверхностно-активное вещество на основе алкилсульфата натрия (NaOSO₃ - R, где R=C₇-C₉) и дополнительно содержит полиметилсилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Оксихлорид алюминия, Al₂(OH)₅Cl	0,50
Сульфат аммония, (NH₄)₂SO₄	0,20
Поверхностно-активное вещество,
NaOSO₃-R, где R=C₇-C₉	0,40
Уксусная кислота, СН₃СООН	0,02
Полиметилсилоксан ПМС 200/0,65	0,03
Вода	Остальное

Похожие патенты:

Пенообразующий состав // 2510725

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.%.

Состав пенообразователя для тушения пожаров нефти и нефтепродуктов // 2508147

Изобретение относится к отрасли пожаротушения, в частности к водным растворам пенообразователей на основе поверхностно-активных веществ, применяемых для тушения пеной низкой, средней и высокой кратности.

Пенообразующий состав термостойкой пены для профилактики и тушения лесных и торфяных пожаров // 2496546

Изобретение относится к средствам профилактики и тушения лесных и торфяных пожаров. Пенообразующий состав термостойкой пены включает коагулянт - основной хлорид алюминия, поверхностно-активное вещество - ПО-6ТС (А), триэтаноламин и воду.

Фторалкенилполи[1,6]гликозиды // 2490044

Изобретение относится к фторированным соединениям, способу их получения, огнетушащим композициям, включающим фторированные соединения, и способам тушения, контролирования или предотвращения пожаров с помощью таких композиций.

Огнетушащий бинарный хемоконденсационный состав // 2475287

Изобретение относится к области противопожарной техники, а именно - к огнетушащим бинарным хемоконденсационным составам, которые могут применяться для объемного, площадного и локального тушения пожаров класса А, В, С, и флегматизации взрывоопасных средств в ограниченном пространстве.

Экологически безопасный пенообразующий состав термостойкой пены // 2465028

Изобретение относится к средствам профилактики и тушения пожаров, а также может быть использовано для дегазации токсичных материалов, пылеподавления, в медицине, в фармацевтике и в сельском хозяйстве.

Пенообразующий состав термостойкой пены на основе хмеля // 2452544

Огнетушащий состав // 2437697

Изобретение относится к пенным огнетушащим составам и может быть использовано для тушения пожаров классов А и В. .

Пенообразующий состав для тушения пожаров // 2416448

Изобретение относится к области пожаротушения, в частности к пенообразующим составам для тушения пожаров классов А и В. .

Пенообразующий состав термостойкой пены для тушения пожаров при минусовых температурах // 2403935

Огнетушащий состав // 2549862

Изобретение относится к водным растворам пенообразователя на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) и предназначено для тушения твердых горючих материалов, горючих жидкостей и легковоспламеняющихся жидкостей как на открытом пространстве, так и в помещениях в условиях низких температур. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении морозоустойчивости огнетушащего состава до - 52°С без выпадения твердой фазы и снижения огнетушащей эффективности. Огнетушащий состав на водной основе содержит пленкообразующий пенообразователь на основе фторорганических кислот и добавку на основе хлорида лития, снижающую температуру замерзания огнетушащего состава, при этом добавка включает мочевину при следующем соотношении компонентов в мас.%: Хлорид лития - 26÷29%; Мочевина - 8÷12%; Пленкообразующий пенообразователь - 14÷20%; Вода - остальное. 1 табл.

Пенообразующий состав // 2582708

Изобретение относится к пенообразующим составам, которые могут найти применение при пожаротушении, в частности при тушении пожаров классов А и В, при инертизации горных выработок, для подавления пыли в местах ее возникновения. Пенообразующий состав включает натриевую соль алкилсульфата первичного высшего жирного спирта фракции С10 и натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции С14-С16, взятые в массовом соотношении 100:(0,025÷56,8), и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: натриевая соль алкилсульфата первичного высшего жирного спирта фракции С10 3,7-40,0; натриевые соли α-олефинсульфонатов фракции С14-С16 0,015-12,6; вода остальное. Технический результат: уменьшение общего содержания ПАВ в концентрате пенообразователя, снижение его кинематической вязкости при 20°C до уровня 11-30 мм2·с-1. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 20 пр.

Состав термостойкой пены для морской воды // 2583015

Изобретение относится к пенным средствам профилактики и тушения пожаров термостойкой пеной. Состав термостойкой пены включает, мас.%: основной хлорид алюминия - 0,17, сульфат аммония - 0,06, поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 0,09 и морскую воду - остальное. При этом в качестве ПАВ состав содержит алкилсульфат натрия, NaOSO3-R, где R=С7-С9. Концентрация компонентов в рабочем растворе на морской воде уменьшена по сравнению с прототипом, что способствует меньшему загрязнению окружающей водной среды при равной устойчивости пены. 2 табл.

Водные пены для огнетушения со сниженным содержанием фтора // 2595689

Изобретение относится к концентрату пенной композиции для огнетушения, образующей водную пленку на огнеопасной жидкости. Композиция содержит цвиттер-ионное или анионное мономерное С6перфторалкильное поверхностно-активное вещество с молекулярным весом менее 800 Дальтон, пеностабилизирующее средство и по меньшей мере одно нефторированное поверхностно-активное вещество. Композиция содержит уменьшенное количество фтора 0,8% и практически не содержит какого-либо поверхностно-активного вещества, содержащего перфторалкильную группу, имеющую более 6 атомов углерода. При этом композиция удовлетворяет военным техническим условиям США (MIL-F-24385F), Великобритании и соответствующим стандартам, установленным Европейским Союзом. Также раскрыта пена для огнетушения, содержащая концентрат, и способ получения пены. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Безвредные для окружающей среды эффективные гидрохлорфторуглеродные композиции для применения в пожаротушении // 2603659

Композиция для применения в различных областях, таких как пожаротушение и рефрижерация. Композиция содержит гидрохлорфторуглерод, такой как 2,2-дихлор-1,1,1-трифторэтан, диспергатор, такой как CF3I, и инертный газ, такой как аргон. Изобретение обеспечивает композицию для пожаротушения, которая безвредна для окружающей среды. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 2 пр.

Состав углеводородного пенообразователя для тушения пожаров нефтепродуктов // 2607222

Изобретение относится к пенным составам, при смешивании водных растворов которых с воздухом или другим газом образуется пена, используемая для тушения пожаров в различных областях народного хозяйства, например строительной, химической, нефтехимической, авиации. Состав включает (мас.%): алкилсульфаты первичных высших жирных спиртов фракции С8-С10 – 0,5-25, оксиэтилированный лаурилсульфат натрия - 0,2-10, алкилиминодипропионат натрия - 0,05-8, карбамид - 2-15, этиленгликоль - 5-35, вода - остальное до 100. Изобретение позволяет исключить зависимость пенообразующих свойств пенообразователя от жесткости воды, что дает возможность работы с ним на морской воде и определяет основную область использования пенообразователя; при смешивании компонентов состава, снижение вязкости продукта и усиление процесса их взаимного растворения. 1 табл., 3 пр..

Огнетушащий состав // 2622838

Изобретение относится к водным растворам пенообразователей на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) и может быть использовано для тушения горючих материалов и легковоспламеняющихся жидкостей на открытом пространстве и в условиях объемных очагов возгорания в помещениях. Огнетушащий состав включает пленкообразующий пенообразователь на водной основе и добавку, снижающую температуру замерзания раствора, при этом в качестве добавки используют гидрокарбонат натрия и сахарозу при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидрокарбонат натрия – 10-13; сахароза – 2-5; пленкообразующий пенообразователь – 5-7; вода – остальное. В качестве пленкообразующего пенообразователя используют смесь лауретсульфата натрия и оксид лаурамина при соотношении 1:3. Изобретение позволяет повысить эффективность тушения очагов возгорания высокократной пеной и сократить время тушения возгорания при хранении и использовании пенообразующего состава в условиях низких температур (до -55°С) как на горизонтальных, так и на вертикальных поверхностях за счет образования стабильной охлаждающей теплоизолирующей водяной пленки и повышения гидростатической стойкости пены. 2 з.п. ф-лы, 6 пр., 3 табл.

Экологически безопасный пенообразующий состав термостойкой пены на основе "мыльного ореха" // 2642860

Изобретение относится к средствам профилактики и тушения пожаров пеной, а также пена может быть использована для дегазации токсичных материалов, пылеподавления, в медицине, в фармацевтике и в сельском хозяйстве. Описан пенообразующий состав термостойкой пены для профилактики и тушения пожаров, включающий поверхностно-активное вещество, основной хлорид алюминия, натрий двууглекислый и воду, в котором в составе используют ПАВ - мыльный орех при следующем соотношении компонентов в мас.%: основной хлорид алюминия, Al2(OH)5Cl - 0,50, натрий двууглекислый, NaHCO3 - 0,24, ПАВ - мыльного ореха - 0,40, вода - остальное. Технический результат: получен состав, который не включает синтетических ПАВ и обладает практически абсолютной экологической безопасностью. 1 табл., 2 пр.