Піноутворювач для гасіння пожеж “сніжок-1″

Піноутворювач для гасіння пожеж, що містить нормальні первинні алкілсульфати, карбамід та воду, який відрізняється тим, що він додатково містить бутанол, а як нормальні первинні алкілсульфати містить нормальні первинні алкілсульфати амонію фракції С12-С14, як регулятор рН - гідроксид натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: нормальні первинні алкілсульфати амонію фракції С12-С14 12-13 бутанол 7-8 карбамід 5-10 гідроксид натрію 0,05-0,10 вода решта. (19) (21) 2000116259 (22) 06.11.2000 (24) 16.07.2001 (33) UA (46) 16.07.2001, Бюл. № 6, 2001 р. (72) Антонов Анатолій Васильович, Светлов Євгеній Яковлевич, Белошицький Микола Васильович, Сирцов Анатолій Іванович, Боровиков Володимир Олександрович, Білкун Дмитро Григорович, Турчин Анатолій Іванович (73) Антонов Анатолій Васильович, UA, Светлов Євгеній Яковлевич, UA, Белошицький Микола Васильович, UA, Сирцов Анатолій Іванович, UA, Боровиков Володимир Олександрович, UA, Білкун Дмитро Григорович, UA, Турчин Анатолій Іванович, UA 40258 компонентів, а також за корозійною активністю по відношенню до стальних поверхонь є склад піноутворювача для гасіння пожеж "СНІЖОК" (див.: Патент України № 24670, МПК6 А62D1/02, 27.05.1997), що містить нормальні вторинні або первинні алкілсульфати натрію фракції С6-С16 (нормальні вторинні або первинні алкілсульфати натрію С6-С16 С-атомами в алкільних радикалах), сечовину, поліетиленгліколь з молекулярною масою 400-5000, а для зниження токсичності антикорозійного компоненту замість хромату циклогексиламіну - хромат сечовини, воду при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: нормальні вторинні або первинні алкілсульфати натрію фракції С6-С16 16-21 сечовина 20-35 поліетиленгліколь з молекулярною масою 400-5000 0,16-0,21 хромат сечовини 0,041-0,065 вода решта. Для приготування піноутворювача розрахункову кількість алкілсульфатів натрію, сечовини та поліетиленгліколю розчинюють в воді. Розчин хромату сечовини готують шляхом розчинення в воді еквімолярних кількостей хромового ангідриду та сечовини. Для приготування піноутворювача змішують розрахункові. кількості цих розчинів. Достоїнством цього складу піноутворювача є більш низька токсичність порівняно з відомими аналогами внаслідок використання хромату сечовини замість хромату циклогексиламіну, а також його біологічна м'якість поверхнево-активної основи - вторинних або первинних алкілсульфатів натрію. Вадою цього складу є порівняно низька вогнегасна ефективність піни, що здобувають із його робочих розчинів, підвищена в'язкість і порушення однорідності при температурах нижче 10°С, низька розчинність поверхнево-активної основи в воді при температурах нижче 13°С, відносно висока токсичність хромату сечовини та достатньо висока вартість внаслідок високого вмісту таких компонентів як вторинних або первинних алкілсульфатів натрію фракції C6-C16 та сечовини. Технічне рішення, згідно з винаходом, направлено на підвищення вогнегасної ефективності піни, розширення температурного діапазону використання піноутворювача та зниження вартості його складу. В основу винаходу поставлена задача підвищення вогнегасної ефективності піни, розширення температурного діапазону використання піноутворювача та зниження вартості його складу шляхом створення синергетичного ефекту додатковим введенням компоненту, зниження температурного використання піноутворювача при температурах нижче 13-15°С, зменшення кородійної активності піноутворювача та його водних розчинів регулюванням рН, а також зниження вартості складу за рахунок зменшення процентного вмісту первинних алкілсульфатів і сечовини. Технічний результат від використання винаходу полягає в підвищенні вогнегасної ефективності піни за рахунок створення синергетичного ефекту додатковим введенням компоненту, в зниженні температурного використання піноутворювача при температурі води нижче 13-15°С, в зменшенні ко родійної активності піноутворювача та його водних розчинів за рахунок регулювання рН, а також зниження вартості складу за рахунок зменшення процентного вмісту первинних алкілсульфатів і сечовини. Суть винаходу полягає в тому, що піноутворювач для гасіння пожеж "СНІЖОК-1", що містить нормальні первинні алкілсульфати, карбамід (сечовину) та воду, додатково містить бутанол (нбутиловий спирт), як нормальні первинні алкілсульфати містить нормальні первинні алкілсульфати амонію С12-С14, а як регулятор рН - гідроксид натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: нормальні первинні алкілсульфати амонію фракції С12-С14 12-13 бутанол 7-8 карбамід 5-10 гідроксид натрію 0,05-0,10 вода решта. Як нормальні первинні алкілсульфати використовують нормальні первинні алкілсульфати амонію фракції С12-С14. Бутанол дозволяє підвищити розчинність алкілсульфатів амонію та знизити температуру застигання піноутворювача. При його відсутності температура застигання піноутворювача дорівнює мінус 0,2±0,1°С. Введення бутанолу до складу піноутворювача в кількості 7% дає можливість знизити температуру застигання до мінус 1,8±0,2°С і забезпечує його однорідність при низьких температурах (аж до температури застигання). Наявність бутанолу в кількості вище 7 мас.% дозволяє отримувати піну середньої кратності із робочих розчинів піноутворювача при їх температурі, близькій до 0°С. При меншому вмісту бутанолу, а також в його відсутності піногенерація при низьких температурах робочих розчинів різко погіршується або стає неможливою. Використання бутанолу як сурозчинника дозволяє забезпечити однорідність піноутворювача при знижених температурах і розширити температурний діапазон використання. Наявність в складі піноутворювача бутанолу та карбаміду приводить до синергетичного ефекту підвищення вогнегасної ефективності піни, яку отримують із робочих розчинів піноутворювача на основі первинних алкілсульфатів амонію фракції С12-С14 при гасінні н-гептана. В табл. 1 показано вплив бутанолу та карбаміду на вогнегасну ефективність піни, середньої кратності, яку отримують із робочих розчинів піноутворювача на основі первинних алкілсульфатів амонію фракції С12-С14 при гасінні н-гептана. Введення бутанолу в кількості 7-8% дозволяє знизити кількість сечовини, що при підвищенні вогнегасної ефективності піни дозволяє знизити вартість складу піноутворювача. Проведена заміна хромату сечовини на гідроксид натрію для регулювання рН піноутворювача та його водних розчинів, а також з метою зниження їх корозійної активності. Нормальні первинні алкілсульфати амонію фракції С12-С14 в кількості 12-13% при звичайних температурах дозволять використовувати воду, жорсткість якої до 10 мг-екв/л. 2 40258 щення корозійної активності (див. ДСТУ 3789-98. С. 3, табл. 1, п. 4). Введення гідроксиду натрію до складу піноутворювача більше 0,1% приведе до підвищення рН над норму більше 10,0 та підвищення корозійної активності (див.: ДСТУ 3789-98. - С. 3, табл. 1, п. 4). Компонентом, вміст якого набагато перевищує вміст інших компонентів, є вода, тому при переліченні її вказують останньою, а її кількісний вміст пишуть "Решта" до 100%. Для отримання піноутворювача використовують наступні компоненти: нормальні первинні алкілсульфати амонію фракції С12-С14, технічні, згідно зі стандартом СS № 666141 (Чехія); карбамід, технічний, згідно з ТУ 113-03-04-14-88; бутанол, технічний, згідно з ТУ-38.103702-90; гідроксид натрію, технічний, згідно ТУ 6-01-204847-06-90; воду, питну, згідно з ГОСТ 2874-82. За склад прототипу прийнято склад піноутворювача, що містить, мас.%: нормальні вторинні або первинні алкілсульфати натрію C12-С14 16-21; сечовину 20-35; поліетиленгліколь з молекулярною масою 400-5000 0,16-0,21; хромат сечовини 0,041-0,065; воду "решта" до 100%. Піноутворювач, що запропоновано, виготовляють таким чином. Готують розчин розрахункових кількостей карбаміду та гідроксиду натрію в воді. Цей розчин змішують з розрахунковою кількістю алкілсульфатів амонію, до отриманої суміші добавляють розрахункову кількість бутанолу. Усе старанно перемішують до отримання однорідності. Готовий склад піноутворювача являє собою однорідну рідину жовтого кольору, без розшарування. В табл. 5 наведені деякі показники якості прототипу та складу піноутворювача, що запропоновано, а також вимоги ДСТУ 3789-98. Дані таблиці показують, що температура застигання піноутворювача, що запропоновано, нижче температури застигання піноутворювачапрототипу на 1,3°С і відповідає вимогам ДСТУ 3789-98. Критична інтенсивність подачі робочого розчину піноутворювача, що запропоновано, при гасінні н-гептана середньої кратності нижче на 0,003-0,004 дм3/м2·с, або на 9-12%. Температурний діапазон використання піноутворювача, що запропоновано, ширший, ніж температурний діапазон використання піноутворювачапрототипу, і відповідає вимогам ДСТУ 3789-98. Водневий показник 1%-ного водного розчину піноутворювача, що запропоновано, відповідає вимогам ДСТУ 3789-98. Вартість піноутворювача, що запропоновано, на 5% нижче вартості піноутворювача-прототипу. В табл. 6 наведені порівняльні дані про вогнегасну ефективність піноутворювача в воді з різним вмістом мінеральних солей відомого і рішення, що запропоновано. Для отримання порівняльних даних як воду використовують прісну воду підвищеної жорсткості Зменшення вмісту алкілсульфатів амонію в складі піноутворювача до значення менше 12% приведе до підвищення критичної інтенсивності подачі робочого розчину піноутворювача при гасінні піною середньої кратності, тобто до зниження вогнегасної ефективності піни. В табл. 2 показана залежність критичної інтенсивності подачі (Ікр) 6%-них розчинів піноутворювачів на основі алкілсульфатів амонію в воді загальної жорстокості до 2,5 мг-екв/дм3 від вмісту ПАР (СПАР) (алкілсульфатів амонію) в їх складі. Збільшення вмісту алкілсульфатів амонію до значень, що перевищують 13%, не викличе зміни в критичній інтенсивності подачі робочого розчину піноутворювача, а при тих самих властивостях приведе до підвищення вартості піноутворювача. Вміст карбаміду в складі піноутворювача в кількості 5-10% визначено згідно з вимаганнями температур застигання цього компоненту (ДСТУ 3789-98. Пенообразователи общего назначения для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний. - К.: Госстандарт, 1999. - С. 3, табл. 1). Введення цього компоненту нижче 5% приведе до збільшення температури застигання цього компоненту. Стандартом передбачена температура застигання мінус 3°С (див.: ДСТУ 3789-98. С. 3, табл. 1). Збільшення вмісту карбаміду вище 10% приведе до подальшого зниження температури застигання, котра не передбачена стандартом, і потягне за собою зайві витрати карбаміду, що приведе до збільшення вартості складу піноутворювача. Вміст бутанолу в кількості 7-8% та введення в його склад карбаміду не нижче 5% дозволить досягти значення температури застигання піноутворювача мінус 3°С, що регламентується стандартом ДСТУ 3789-98. В табл. 3 показано вплив карбаміду на температуру застигання піноутворювача на основі алкілсульфатів амонію фракції С12-С14. Введення бутанолу до складу піноутворювача менше 7% приведе до неможливості отримання піни середньої кратності із робочих розчинів піноутворювача при температурі нижче +13°С внаслідок випадання в осад алкілсульфатів амонію та зриву процесу піногенерації. Збільшення вмісту бутанолу в складі піноутворювача більше 8% приведе до зменшення стійкості та вогнегасної ефективності піни, бо спирти, які є полярними речовинами, мають властивості руйнувати піни. Крім того, підвищення вмісту бутанолу приведе до подорожчання піноутворювача. В табл. 4 показано вплив бутанолу на кратність і стійкість піни середньої кратності, яку одержують із 6%-них розчинів піноутворювачів на основі алкілсульфатів амонію фракції С12-С14 в воді, загальна жорсткість якої 2,5 мг-екв/дм3. Вміст гідроксиду натрію в складі піноутворювача в кількості 0,05-0,1% визначено експериментально з урахуванням вимог стандарту по водневому показнику 1%-ного водного розчину (рН) (див.: ДСГУ 3789-98. - С. 3, табл. 1, п. 4). Введення цього компоненту до складу піноутворювача нижче 0,05% приведе до зниження рН нижче допустимої межі від 6,5 до 10,0 та підви 3 40258 (30 мг-екв/л). Вогневі іспити проводять в стандартних умовах. Перевагою винаходу є зниження на 5% ціни піноутворювача. Підвищення вогнегасної ефекти вності порівняно з відомим при використанні прісної, річкової води - в 1,2 раза. Таблиця 1 Тривалість гасіння модельного осередку діаметром, Æ см ПАР (алкілсульфатів амонію) бутанолу карбаміду 27 28 30 12,00±0,25 0 0 185±18 Не погашено Не визначали 12,00±0,25 7 0 192±23 Не погашено Не визначали 12,00±0,25 0 5 188±16 Не погашено Не визначали 12,00±0,25 0 10 176±15 Не погашено Не визначали 12,00±0,25 7 5 102±11 276±22 Не погашено 12,00±0,25 7 10 89±13 228±26 Не погашено Вміст в піноутворювачі, мас.% Ікр, дм3/м2×с 0,034±0,001 0,034±0,001 0,034±0,001 0,034±0,001 0,030±0,001 0,030±0,001 Таблиця 2 Вміст ПАР (алкілсульфатів амонію), мас.% 14,00±0,25 13,00±0,25 12,00±0,25 11,50±0,25 11,00±0,25 10,00±0,25 Критична інтенсивність подачі робочого розчину піноутворювача при гасінні н-гептана піною середньої кратності, дм3/м2·с 0,034 0,034 0,034 0,034 0,036+0,001 0,039+0,001 Таблиця 3 Вміст в піноутворювачі, мас.% ПАР (алкілсульфатів амонію) бутанолу карбаміду 12,00±0,25 7 0 12,00±0,25 7 2 12,00±0,25 7 4 12,00±0,25 7 5 12,00±0,25 7 6 12,00±0,25 7 8 12,00±0,25 7 10 Температура застигання Мінус (1,8±0,2) Мінус (2,4±0,2) Мінус (2,8±0,2) Мінус (3,1±0,1) Мінус (3,6±0,1) Мінус (4,0±0,2) Мінус (4,5±0,1) Таблиця 4 Вміст, мас.% ПАР (алкілсульфатів амонію) 12,00±0,25 12,00±0,25 12,00±0,25 12,00±0,25 12,00±0,25 12,00±0,25 Кратність піни бутанолу 0 2 4 6 8 10 98±2 97±2 98±2 97±2 97±2 98±2 Показник стійкості, t 1/2, c 240±5 235±5 235±5 240±5 235±5 230±5 Ікр, дм3/м2·с 0,034+0,001 0,034+0,001 0,034+0,001 0,034+0,001 0,034+0,001 0,036+0,001 Таблиця 5 Найменування показника якості, розмірність Зовнішній вигляд Температура застигання, °С Кратність піни середньої кратності Показник стійкості піни середньої кратності, t 1/2, c Склад "Сніжок-1", що запропоновано Однорідна рідина жовтого Однорідна рідина жовтого кольору, без розшарування кольору, без розшарування Мінус (1,8±0,2) Мінус (3,1±0,1) Прототип "Сніжок" Вимоги ДСТУ 3789 Однорідна рідина, без розшарування Не вище мінус 3 98±2 98±2 Не менш 70 235±5 235±5 Не менш 200 4 40258 Продовження таблиці 5 Найменування показника якості, розмірність Водневий показник 1%-ного водного розчину (рН) Критична інтенсивність подачі робочого розчину піноутворювача при гасінні н-гептана піною середньої кратності, дм3/м2·с Температурний діапазон використання, °С Вартість 1 т піноутворювача, тис. грн. Прототип "Сніжок" Склад "Сніжок-1", що запропоновано Вимоги ДСТУ 3789 5,9±0,3 8,5±0,5 Від 6,5 до 10,0 0,034 0,030+0,001 Не регламентується Від +13 до +50 Від +5 до +50 Від +5 до +50 4,2 4,0 Не регламентується Таблиця 6 ПІноутворювачі Відомий Що запропоновано Вогнегасна ефективність розчину ПУ Ікр, л/м2·с, з використанням води жорсткості, мг-екв/л прісна річкова 5 30 0,034 0,034 0,030+0,001 0,030+0,001 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5