СОСТАВ ТЕРМОСТОЙКОЙ ПЕНЫ ДЛЯ МОРСКОЙ ВОДЫ
COMPOSITION OF HEAT-RESISTANT FOAM FOR SEA WATER

Изобретение относится к пенным средствам профилактики и тушения пожаров, может быть использовано для получения термостойкой пены с природной водой любой степени жесткости и солевым содержанием.
Известно, что вода и мицеллообразующие поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются основными составляющими огнетушащих пенообразующих составов. Для повышения эффективности борьбы с огнем в пенообразующие составы включают различные добавки, улучшающие огнетушащие свойства и качество пены.
Известен пенообразующий состав (пат. США №3554912, кл. a62D 1/00, 1971) для получения низкократной пены, пригодной для тушения пожаров.
2
5
Состав включает от 2 до 40% высокоосновной соли алюминия - AL(OH)CL, от 0,02 до 4% анионактивного ПАВ, содержащего от 6 до 18 атомов углерода на кислотную группу, и воду - остальное до 100%.
Недостатком состава является необходимость использования значительных концентраций высокоосновного хлорида алюминия (ОХА), что экономически не выгодно.
Этого недостатка лишен пенообразующий состав для тушения пожаров (авт. свид. СССР №1604384, кл. A62D 1/00, 1990). Состав содержит следующие компоненты, мас. %: ПАВ 0,02-0,2; хлористый аммоний 0,5-1,0; гидроксид алюминия 0,25-0,50; вода - остальное. Для приготовления пенообразующего состава в воду (пресную или морскую) добавляют соответствующее количество свежеприготовленного 10% раствора гидроксида алюминия, стабилизированного хлористым аммонием в мольном соотношении 1:3, затем добавляют ПАВ (алкиларилсульфонат натрия) и доводят водой до 1000 мл. Пенообразующий состав с морской водой значительно сокращает расходование стабилизатора пены.
При равной огнетушащей эффективности, близкой к критической, стоимость тушения одинаковой площади пожара данным составом дешевле в 1,4-2,9 раза по сравнению, с известным.
Недостатком данного пенообразующего состава является возможность использования лишь биологически жестких ПАВ, на базе алкиларилсульфонатов, в последнее время запрещенных к применению в пожаротушении.
Наиболее близким к изобретению по составу и достигаемому результату является пенообразующий состав для тушения пожаров (пат. RU 2328325 С2, МПК A62D 1/04, опубл. 10.07.2008, Бюл. №19).
Концентрированный стабилизатор термостойкой пены для тушения пожаров включает, мас. %: сульфат аммония - 7,2; уксусная кислота - 9,0; основной хлорид алюминия - 20,4; вода - остальное.
Оптимальный состав рабочего раствора на морской воде содержит, мас. %: ОХА - 0,6; сульфат аммония - 0,2; уксусная кислота - 0,27; ПАВ - 0,4; вода - остальное.
Недостатком состава является относительно высокое содержание в нем поверхностно-активных веществ, являющихся наиболее опасными загрязнителями окружающей среды.
3
Этот недостаток удалось устранить путем использования в бинарной системе в качестве поверхностно-активного вещества алкилсульфат натрия, NaOSO - R, где R - углеводородный радикал С7-С9.
Оптимальный состав рабочего раствора на морской воде содержит, мас. %: ОХА - 0,17; сульфат аммония - 0,06; ПАВ - 0,09; морская вода - остальное.
В испытаниях были использованы два концентрата.
2
5
1. Стабилизатор термостойкой пены, основной хлорид алюминия (ОХА) с концентрацией, мас. %: Al(ОН)Cl - 34; вода - остальное. Плотность  1,27. pH 5,5. Температура замерзания минус 18°C.
3
2. Пенообразователь на базе алкилсульфата натрия, включающий следующие компоненты,  мас. %: алкилсульфат натрия - 18, NaOSO-R, где R - углеводородный радикал С7-С9; сульфат аммония - 12; вода - остальное. Концентрат - прозрачная жидкость с плотностью  1,12, pH 6,0 и температурой замерзания не выше минус 2°C.
Для получения составов и их испытаний были использованы следующие вещества н материалы:
2
5
1. Коагулянт - ОХА, Al(OH)Cl, ТУ 216-350-002-39928758-02.
3
2. Пенообразователь, на базе алкилсульфата натрия, NaOSO-R, где R - углеводородный радикал С7-С9.
3. Сульфат аммония, ТУ 113-03-10-18-91,
4. Уксусная кислота, ГОСТ 19814.
5. Вода питьевая и жесткая - по НПБ 304-2001.
6. Модель морской воды, ГОСТ Р 50588.
7. Смеситель РТ-1, ТУ 38-10789.
Испытания термостойкой пены проводят на стандартной аппаратуре в соответствии с ГОСТ Р 50588 - 2012. ПЕНООБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ТУШЕНИЯ ПОЖАРОВ. /Общие технические требования и методы испытаний/.
Для получения термостойкой пены в работе используют два выше упомянутых концентрата.
Оба концентрата 1 и 2 могут неограниченно долго храниться в пластиковой таре или в емкостях из нержавеющей стали, при замораживании и размораживании концентраты свойств не изменяют.
Составы обоих концентратов сбалансированы так, что в рабочих растворах их используют в равных объемных соотношениях. Это, в свою очередь, позволяет упростить технику дозирования и эксплуатации растворов.
Примеры приготовления комбинированных пенообразующих составов термостойкой пены.
Пример 1
В 97 мл модели морской воды растворяют 1,5 мл стабилизатора пены (концентрат 1), а затем добавляют при перемешивании 1,5 мл пенообразователя (концентрат 2).
2
5
Состав раствора,  мас. %: Al(OH)Cl - 0,50; сульфат аммония - 0,18; ПАВ - 0,27; вода - остальное.
100 мл раствора помещают в прибор РТ-1 и включают смеситель на 30 секунд со скоростью 4000 об/мин для получения пены. Кратность пены 5,0.
Далее отмечают время самопроизвольного разрушения пены - образование отсека 25 мл (1/4) и 50 мл (1/2).
<mrow><mstyle scriptlevel="+1"><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mn>4</mn></mfrac></mstyle></mrow>
<mrow><mstyle scriptlevel="+1"><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac></mstyle></mrow>
В данном примере: устойчивость
=60 мин;
=240 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
Пример 2
Отличается от примера 1 лишь концентрацией используемых компонентов. В 98 мл модели морской воды растворяют 1,0 мл стабилизатора пены, а затем при перемешивании добавляют 1,0 мл пенообразователя.
2
5
Состав раствора,  мас. %: Al(ОН)Cl - 0,34; сульфат аммония - 0,12; ПАВ - 0,18; вода - остальное.
Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0.
<mrow><mstyle scriptlevel="+1"><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mn>4</mn></mfrac></mstyle></mrow>
<mrow><mstyle scriptlevel="+1"><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac></mstyle></mrow>
В данном примере: устойчивость
=60 мин;
=300 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
Пример 3
Отличается от примера 1 лишь концентрацией взаимодействующих компонентов стабилизатор/пенообразователь = 0,5 мл/0,5 мл в рабочем растворе.
2
5
Состав раствора,  мас. %: Al(ОН)Cl - 0,17; сульфат аммония - 0,06; ПАВ - 0,09; вода - остальное.
Устойчивость пены к самопроизвольному разрушению определяют аналогично примеру 1. Кратность пены 5,0.
<mrow><mstyle scriptlevel="+1"><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mn>4</mn></mfrac></mstyle></mrow>
<mrow><mstyle scriptlevel="+1"><mfrac bevelled="true"><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac></mstyle></mrow>
В данном примере: устойчивость
=30 мин;
=180 мин. В дальнейшем пена не дает отсека более 24 часов и объем пены остается равным 450 мл.
При использовании для приготовления бинарных составов на пресной воде различной степени жесткости заметных изменений свойств пены не наблюдается.
В таблице 1 приведены показатели сравнительных испытаний пенообразующих составов для пресной и морской воды.
Сравнительные испытания таблицы 1 показывают, что устойчивость пены на морской воде в присутствии равных соотношений реагирующих веществ значительно выше, чем с использованием пресной воды. Что позволяет при меньших затратах (объемах) огнетушащих средств повысить тактико-технические показатели противопожарной техники.
В таблице 2 приведены сопоставительные данные для оптимальных составов прототипа и предлагаемого.
Сопоставительные данные показывают, что предлагаемый состав включает в 4,4 раза меньше ПАВ, в 3,5 раза меньше основного хлорида алюминия и в 3,3 раза меньше сульфата аммония при равной устойчивости пены, что способствует меньшему загрязнению окружающей водной среды и отвечает требованиям поставленной задачи.