Піноутворювач для пожежогасіння “сніжок”

Изобретение относится к химическим средствам тушения пожаров и защите от химических отравляющих веществ, а именно к пенообразователям для тушения пожаров. В настоящее время к пенообразователям для тушения пожаров предъявляются следующие основные требования (Казаков М.В., Петров И.П., Реутт Б.Ч. Средства и способы тушения пламени горючих жидкостей. - М.: Стройиздат, 1977): а) высокая пенообразующая способность или так называемая "кратность пены", оцениваемая числом объемов пены, получаемых из одного объема пенообразующего раствора; б) высокая стойкость пены к изменению внешних факторов, оцениваемая по времени истечения 50% объема пены в виде жидкости; в) промышленная доступность, биологическая разлагаемость и низкая токсичность всех компонентов; г) отсутствие у товарных пенообразователей и у их рабочих растворов корродирующего действия на стальные емкости для их хранения или на стальные детали машин для их применения. Особая важность последнего из вышеперечисленных требований к пенообразователям для тушения пожаров становится очевидной, если учесть, что в современном мире огромные количества горючих и легковоспламеняющихся материалов перемещаются на большие расстояния всеми видами наземного, водного и воздушного транспорта, когда при возгорании указанных материалов нет времени на приготовление рабочих растворов пенообразователей не только из компонентов, но и из товарных концентратов. Отсюда следует, что любому подразделению пожарной охраны необходимо всегда иметь некоторый запас заранее приготовленного рабочего раствора пенообразователя, который не должен вызывать коррозии стальных емкостей для хранения или терять пенообразующую способность. Уже известен состав пенообразователя для тушения пожаров (А.с. СССР №618117, кл. A62D1/00, 1978), содержащий вторичные алкилсульфаты фракции воду и стабилизирующую добавку хромат циклогексиламина при следующем соотношении компонентов, мас.%: Вторичные элкилсульфаты 20 - 30 фракции Хромат циклогексиламина 0,05 - 1,00 Вода Остальное Наличие стабилизирующей добавки хромат циклогексиламина обеспечивает составу пенообразователя антикоррозийное действие, которое оказывают образующиеся при его диссоциации хромат-ионы, проявляющие пассивирующее действие на металлические поверхности после нанесения на них цинковых, кадмиевых и других гальванических покрытий по ГОСТ 9.305 - 84. Срок хранения предложенного состава пенообразователя равен семи годам. Состав пенообразователя готовят обычным перемешиванием компонентов при 20 - 30°C. Способность такого состава пенообразователя, аналогична пенообразующей способности известных составов пенообразователя, а стоимость в 17 - 20 раз ниже. Недостатком этого состава является сравнительно невысокая стойкость пены, получаемой из ее 2% - ного рабочего раствора, в виду отсутствия стабилизаторов пены, а также токсичность антикоррозийного компонента - хромат циклогексиламина. Это приведет к ухудшению качества пены и снижению огнетушащей эффективности. Известен также пенообразующий сотстав для тушения пожаров (А.с. СССР №1106523, кл. A62D1/02,1984), содержащий вторичные алкилсульфаты фракции хромат циклогексиламина, воду и в качестве добавки стабилизирующей устойчивость пены низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук при следующем соотношении компонентов, мас.%: Вторичные алкилсульфаты фракции 20 - 30 Хромат циклогексиламина 0,05 - 1,0 Диметилсилоксановый каучук 0,75 - 1,5 Вода Остальное Пенообразующий состав готовят путем раствора в воде при комнатной температуре компонентов в предлагаемых соотношениях. Наличие диметилсилоксанового каучука приводит к стабилизации устойчивости пены и повышению огнетушащей ее эффективности. Недостатком этого состава является биологическая его жесткость из-за входящего в него стабилизатора пены диметилсилоксанового каучука, приводящего к низкой пенообразующей способности и изменению максимального значения "кратности", а также его токсичность при наличии антикоррозийного компонента хромат циклогексиламина. Снижение "кратности пены" приведет к снижению интенсивности ее подачи и огнетушащей ее эффективности. Наиболее близким к предлагаемому по химическому строению, биологической разлагаемости компонентов, а также, по антикоррозийному действию на стальные поверхности является состав пенообразователя для тушения пожаров (А.с. СССР №1353446. кл. A62D1/02, 1987), содержащий вторичные алкилсульфаты натрия, хромат циклогексиламина, воду и в качестве добавки стабилизирующей устойчивость пены-мочевины, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Вторичные алкилсульфаты натрия 16 - 21 Хромат циклогексиламина 0,05 - 0,08 Мочевина 20 - 35 Вода Остальное Для приготовления пенообразователя расчетное количество вторичных алкилсульфатов смешивают с раствором хромат циклогексиламина. Затем в раствор вводят порциями расчетное количество мочевины. Достоинством этого состава пенообразователя является высокая стойкость к изменению внешних факторов, обусловленная наличием мочевины и отсутствие корродирующего действия на стальные поверхности, обусловленного наличием хромат циклогексиламина. Недостатком состава является сравнительно низкая пенообразующая способность (кратность пены) водных растворов алкилсульфатов натрия и высокая токсичность циклогексиламина, как компонента, связывающего хромовую кислоту в виде соли, диссоциирующей с образованием хромат-ионов. Низкая кратность пены приводит к снижению изолирующей способности пены, являющейся объективным критерием, определяющим огнегасительную эффективность пены (Котов А.А. и др. Применение высокократной пены при тушении пожаров. - М., 1972. - С.63 - 65). Заявляемое техническое решение направлено на повышение огнетушащей эффективности пены. Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении пенообразующей способности (кратности пены) водных растворов алкилсульфатов натрия за счет дополнительного введения специальных компонентов и снижении токсичности антикоррозийного компонента за счет исключения циклогексиламина из его состава. Сущность изобретения заключается в том, что, пенообразователь для пожаротушения "Снежок", включающий алкилсульфаты натрия, мочевину, вещество, образующее в водном растворе хромат-ионы и воду, дополнительно содержит полиэтиленгликоль с молекулярной массой 400 5000, в качестве алкилсульфатов натрия содержит, нормальные вторичные или первичные алкилсульфаты натрия атомами в алкильных радикалах, а в качестве вещества образующего в водном растворе хромат-ионы, хромат мочевины, при следующемсоотношении компонентов, мас.%. Нормальные вторичные или первичные алкилсульфаты натрия атомами валкильных радикалах 16 - 21 Мочевина 20 - 35 Полиэтиленгликоль с молекулярной массой 400 5000 0,16 - 0,21 Хромат мочевины 0,041 - 0,065 Вода Остальное Полиэтиленгликоли с большой молекулярной массой, получаемые путем поликонденсации этиленоксида в присутствии небольших количествах воды, даже при малых концентрациях в водных растворах (0,5 - 1,5г/м3) сообщают последним ряд новых полезных свойств (Химия и жизнь. - 1985. - №3. - С.20). Использование прлиэтиленгликолей с мол. массой 400 - 5000 в качестве компонентов пенообразователя для пожаротушения "Снежок" свидетельствует еще об одном новом полезном свойстве соединений этого ряда: повышении пенообразующей способности водных растворов алкилсульфатов натрия. Для снижения токсичности антикоррозийного компонента произведена замена высокотоксичного хромат циклогексилами на более дешевый и менее токсичный хромат мочевины, для получения которого не требуется специального производства, поскольку он легко образуется при растворении равномолекулярных количеств товарных хромового ангидрида и мочевины в воде, а в качестве алкилсульфатов натрия использованы экологически разлагаемые нормальные вторичные или первичные алкилсульфаты натрия алкильных радикалах. Нормальные вторичные атомами в или первичные алкилсульфаты натрия атомами в алкильных радикалах вводятся в состав пенообразователя в количестве 16 - 21% с целью снижения величины поверхностного натяжения на капельках воды, оказывающей влияние на жесткость воды, к которой наиболее чувствительны пенообразователи, содержащие в качестве основы вторичные алкилсульфаты. Снижение содержания вторичных или первичных алкилсульфатов натрия ниже 16% не обеспечит достаточную величину поверхностного натяжения на капельках воды, влияющих на пенообразующие свойства раствора пенообразователя. При содержании вторичных или первичных алкилсульфатов натрия более 21% повышает величину поверхностного натяжения на капельках воды, что приводит к увеличению ее жесткости, которая ухудшает пенообразующие свойства пенообразователя и к изменению максимального значения кратности пены. Содержание мочевины в составе пенообразователя в количестве 20 - 35% определено из условия обеспечения стойкости пены, т.е. ее способности сохраняться длительное время. Введение этого компонента ниже 20% снижает стойкость пены и тем самым эффективный процесстушения. Увеличение содержания мочевины свыше 35% не приводит к существенному увеличению степени дисперсности пены (т.е. уменьшению размеров пузырьков), приводящей к увеличению стойкости пены. Введение полиэтиленгликоля с молекулярной массой 400 - 5000 в количестве 0,16 - 0,21 приведет к повышению пенообразующей способности (кратности пены) водных растворов алкилсульфатов натрия. Введение полиэтиленгликоля в составе пенообразователя менее 0,16% не позволит существенно повлиять на снижение удельного веса пены и тем самым на увеличение ее кратности. Увеличение содержания полиэтиленгликоля в составе пенообразователя более 0,21% не окажет существенного влияния на отношение объема пены к объему исходной жидкости, влияющих на кратность пены. Содержание хромата мочевины в составе пенообразователя в количестве 0,041 - 0,065 определено из условия обеспечения антикоррозийной защиты (стальных емкостей для хранения) при максимальной его токсичности. Введение этого компонента ниже 0,041 не обеспечивает достаточную антикоррозийную защиту стальных емкостей для хранения, контактирующих с пенообразователем. Увеличение содержания этого компонента выше 0,065% ведет к расходованию компонентов пенообразователя при тех же его антикоррозийных свойствах. Компонентом, содержание которого значительно превышает содержание остальных компонентов, является вода, при перечислении ее указывают последней, а ее количественное содержание пишут: "остальное" до 100. Для получения пенообразователя используют следующие компоненты: додецилсульфат натрия нормальный первичный, квалификации - чистый, в соответствии с ТУ 6 - 09 - 64 - 70; алкилсульфаты натрия нормальные вторичные атомами в алкильных радикалах, технические, в соответствии с ТУ 6 - 02 - 688 - 76; полиэтиленгликоль-9, технический, в соответствии с ТУ 6 - 14 - 714 - 76, либо полиэтиленгликоль-35, технический, в соответствии с ТУ 6 - 14 - 719 - 76, либо полиэтиленгликоль-115, технический, в соответствии с ТУ 6 - 14 - 826 - 78; мочевина (карбамид), техническая, в соответствии с ГОСТ 2081 - 75; хромовый ангидрид, технический, в соответствии с ГОСТ 2548 - 77; вода водопроводная (питьевая), в соответствии с ГОСТ 2874 - 82. За состав прототипа принят состав пенообразователя, включающий следующие компоненты, мас.%: вторичные алкилсульфаты натрия 16 - 21, мочевину 20 - 25, хромат циклогексиламина 0,05 - 0,08, воду "остальное" до 100 (43,92 - 63,95). При этом используют хромат циклогексиламина, чистый, в соответствии с МРТУ 6 - 09 - 144-70. Предложенный пенообразователь изготавливают следующим образом: растворением в воде, в произвольной последовательности всех вышеперечисленных веществ, кроме хромового ангидрида. Хромовый ангидрид растворяют в воде отдельно, затем добавляют к нему равномолекулярное количество мочевины и приготовленный таким путем раствор хромата мочевины присоединяют к раствору других компонентов пенообразователя. Для проведения сопоставительных опытов по определению пенообразующей способности (кратности пены) предложенного пенообразователя "Снежок" и пенообразователяпрототипа, а также стойкости получаемых из них пен по 20г, каждой из приготовленных пенообразующих составов разбавляют водой до 1л и у полученных 2% - ных рабочих растворов определяют кратность и стойкость пены известными способами по ТУ38.10923 - 86 для 2% ного рабочего водного раствора пенообразователя "ПО-ЗАИ" (см. раздел 4.8). Результаты серийных опытов, проведенных в тождественных условиях, представлены в прилагаемой табл.1. В табл.1 приведены сравнительные характеристики составов пенообразователей по прототипу и по изобретению. Данные таблицы показывают, что кратность и стойкость пен, получаемых с использованием первичных и вторичных алкилсульфатов натрия, практически одинакова (см. опыты серий №1, 5 и 9, и опыты серий №10 - 12). Из прилагаемой таблицы также видно, что кратность пены у пенообразователя "Снежок" на 30 - 35% выше, чем у пенообразователяпрототипа (см. опыты серий №1 - 12 и опыты серий №13 - 15) за счет дополнительного введения полиэтиленгликоля. В то же время значимых различий в стойкости пен, получаемых из того и другого состава, не наблюдается. Антикоррозийное действие хромата мочевины в пенообразователе "Снежок" и хромата циклогексиламина в пенообразователе-прототипа, а также в их 2% - ных рабочих растворах определяют, например, погружением в испытуемые растворы пластинок из стали-3 площадью не менее 20 см2 на одинаковое время при одинаковых условиях (Испытания материалов. Справочник. - М.: Металлургия, 1979. - С.226 228). Перед погружением в испытуемые растворы все пластинки обезжиривают (например, промывкой в бензине), высушивают и взвешивают на аналитических весах с точностью до 5 - го знака. О степени коррозии пластинок судят по убыли их массы при повторном взвешивании. После 3-месячного выдерживания стальных пластинок в составах пенообразователя и их 2% ных рабочих растворах (см. табл.1), значимой убыли массы ни у одной из пластинок не обнаружено, что свидетельствует об одинаковой антикоррозийной активности равномолекулярных количеств хромата циклогексиламина и хромата мочевины. В табл.2 приведены сопоставительные данные по огнетушащей эффективности пенообразователей в воде с различным содержанием минеральных солей известного и предлагаемого. Для получения сопоставительных данных в качестве речной воды используют пресную воду повышенной жесткости (30мг-экв/л), а в качестве морской - 4% - ный раствор морской соли жесткостью более 120мг-экв/л. Огневые испытания проводят в стандартных условиях. Преимуществом изобретения является более высокая на 30 - 35% пенообразующая способность (кратность пены) пенообразователя "Снежок". Снижение токсичности антикоррозийного компонента за счет исключения циклогексиламина из его состава. Повышение огнетушащей эффективности от известного при использовании пресной, речной и морской воды более чем в 1,3 раза.