СМАЧИВАЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЖАРОТУШЕНИЯ
WETTING COMPOSITION FOR FIRE-EXTINGUISHING

Изобретение относится к водным растворам-смачивателям для пожаротушения на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ), снижающих поверхностное натяжение воды, повышающих ее смачивающие свойства и предназначенных для тушения пожаров класса А (твердых гидрофобных горючих материалов, таких как древесина, полимеры, резина, уголь, торф, ткани и т.п.).
В настоящее время известны различные виды огнетушащих составов.
Так, например, из описания к патенту РФ №2333025 (опубликован 10.09.2008; МПК A62D1/00 (2006.01)) известен огнетушащий состав, включающий смачиватель и воду, отличающийся тем, что в качестве смачивателя используют антипирен марки "ОСА-1", полученный путем взаимодействия карбамидоформальдегидного концентрата с аммиачной водой и карбамидом и последующей нейтрализации реакционной смеси ортофосфорной кислотой до рН 6,0-8,0, при этом массовое соотношение компонентов "ОСА-1": вода равно (1-8):100. Данный состав фактически является пропитывающим и не содержит ПАВ, снижающих поверхностное натяжение и улучшающих смачивающие свойства. Рекомендуемые рабочие концентрации его начинаются с 1,0%.
Кроме этого, из патента РФ №2270712 (27.02.2006; МПК A62D 1/02) известен пенообразующий состав для тушения пожаров, включающий следующие компоненты, мас.%:
Алкилсульфаты натрия первичных высших
жирных спиртов фракции С<sub>8</sub>-С<sub>10</sub>
9,0-20,0
Алкилсульфаты натрия первичных высших
жирных спиртов фракции С<sub>12</sub>-С<sub>14</sub>
3,0-8,0
Сульфоэтоксилаты натрия первичных высших
жирных спиртов фракции С<sub>12</sub>-С<sub>14</sub>
4,0-9,0
Первичные высшие жирные
спирты фракции С<sub>12</sub>-С<sub>14</sub>
1,0-3,0
Карбамид
5,0-15,0
н-Бутиловый спирт
2,0-7,0
Бутилцеллозольв
2,0-5,0
Неонол
1,0-3,0
Оксанол
1,0-3,0
Вода
Остальное
Данный состав обладает высокой огнетушащей эффективностью, однако его рабочая концентрация в качестве смачивателя составляет 1,0%. Кроме того, при применении этого состава происходит негативное влияние на окружающую среду, в том числе наблюдалось пожелтение травы и другой растительности за счет наличия в составе органических растворителей.
Следует отметить, что известные огнетушащие составы характеризуются недостаточной смачиваемостью (концентрация рабочих растворов не менее 1,0%) и проникающей способностью в объем твердых материалов. Вследствие этого тушение пожаров происходит недостаточно эффективно и не исключается вероятность повторного воспламенения и загрязнения атмосферы токсичными веществами, выделяющимися при горении. Для приготовления рабочих растворов требуется довольно большое количество смачивателя.
Технический результат, достигаемый при использовании патентуемого изобретения, заключается в повышении эффективности тушения и сокращении времени тушения твердых гидрофобных материалов как на горизонтальных, так и на вертикальных поверхностях за счет улучшения проникающей способности и смачиваемости горящей поверхности. Одновременно достигается существенная экономия воды, а также средств для доставки и хранения смачивателя.
Данный технический результат достигается за счет использования смачивающего состава, содержащего смесь натриевых солей жирных спиртов нормального и изостроения фракции С12-С13, при содержании натриевых солей жирных спиртов, имеющих изостроение, - 10-95 мас.%, первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена или первичные высшие жирные спирты фракции С10, оксиэтилированные пятью молями окиси этилена или их смесь, триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной до рН 6,0-9,0, бутилгликоль или бутилдигликоль, этиленгликоль и/или пропиленгликоль, консервант (тример формальдегида и моноэтаноламина) и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%:
смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13
10,0-25,0
первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена, или первичные высшие жирные спирты фракции С10, оксиэтилированные пятью молями окиси этилена, или их смесь
2,0-6,0
триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, полученные нейтрализацией алкилбензолсульфокислоты триэтаноламином и/или триэтаноламином, оксиэтилированным тремя молями окиси этилена, и/или триэтаноламином, оксиэтилированным шестью молями окиси этилена
0,5-5,0
бутилгликоль или бутилдигликоль
0,5-15,0
этиленгликоль и/или пропиленгликоль
3,0-25,0
консервант (например, тример формальдегида и моноэтаноламина)
0,1-2,0
вода
остальное
В качестве анионного ПАВ, применяемого в качестве смачивателя, используют смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13 при содержании натриевых солей жирных спиртов изостроения фракции С12-С13 - 10-95% от общего содержания. Использование в составе смачивателя натриевых солей жирных спиртов изостроения позволяет в несколько раз повысить смачивающую способность по сравнению с составами на солях жирных спиртов нормального строения и существенно снизить рабочую концентрацию смачивателя.
В качестве неионогенного ПАВ, используемого в патентуемом составе, применяют первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена, или первичные высшие жирные спирты фракции С10, оксиэтилированные пятью молями окиси этилена, или их смесь. Данные вещества хорошо совместимы с другими ПАВ, входящими в состав. В смеси с натриевыми солями жирных спиртов фракции С12-С13 они усиливают их смачивающее действие и улучшают внешний вид смеси за счет солюбилизации, а именно: обеспечивают прозрачность смеси и устраняют расслоение при длительном хранении.
Использование триэтаноламиновых солей алкилбензолсульфокислоты (ТУ 2481-036-04689375-95), нейтрализованной до рН 6,0-9,0, позволяет стабилизировать рН смеси при длительном хранении без отрицательного влияния на смачивающие свойства.
Бутилгликоль или бутилдигликоль позволяет стабилизировать внешний вид продукта при хранении при низких температурах без помутнения и выпадения осадка.
Этиленгликоль и/или пропиленгликоль снижает температуру замерзания, что позволяет хранить данный состав при низких температурах длительное время без изменения его свойств.
Для получения триэтаноламиновых солей алкилбензолсульфокислоты может быть использован триэтаноламин, и/или триэтаноламин, оксиэтилированный тремя молями окиси этилена, и/или триэтаноламин, оксиэтилированный шестью молями окиси этилена. Это позволяет снизить вязкость нейтрализованного продукта по сравнению с использованием при нейтрализации только триэтаноламина, без ухудшения смачивающих свойств патентуемого состава.
При тушении возгораний с помощью патентуемого состава рабочий раствор смачивателя с помощью штатного средства (пожарные стволы типа СРК, РСП, РСКЗ, TFT, Tornado-RU RC, Blitzfire-RU, Monsoon-RU RC, Optrapons, УКТП «Пурга» и другие, имеющие пожарный сертификат) подается на очаг возгорания и, проникая в объем горящего материала, смачивает его. При этом вода остается в зоне горения, эффективно охлаждает горящую поверхность, снижая ее температуру ниже температуры, необходимой для поддержания процесса горения. Образующийся при испарении воды водяной пар сам не поддерживает горения и дополнительно вытесняет кислород из зоны горения.
Вследствие этого интенсифицируется процесс гашения пламени и, соответственно, сокращается время тушения пожара.
Способ получения заявленного пенообразующего состава включает последовательное введение в аппарат периодического действия следующих компонентов состава: смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13, первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена, или первичные высшие жирные спирты фракции С10, оксиэтилированные пятью молями окиси этилена, или их смесь, триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной триэтаноламином до рН 6,0-9,0, бутилгликоль или бутилдигликоль, этиленгликоль и/или пропиленгликоль, тример формальдегида и моноэтаноламина и воды, их смешение при температуре 25÷60°С и перемешивание в течение 60÷90 минут. Полученный смачивающий состав представляет собой подвижную, не расслаивающуюся, однородную и прозрачную жидкость без кристаллического осадка со специфическим запахом.
В соответствии с изобретением были приготовлены водные рабочие растворы с концентрацией 0,5-1,0 об.% и испытаны в качестве смачивателя.
Пример 1
Готовили состав следующего состава, мас.%:
смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13 при содержании натриевых солей жирных спиртов изостроения фракции С12-С13 - 25%
10,0
первичные высшие жирные спирты фракции С10, оксиэтилированные пятью молями окиси этилена
2,0
триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной до рН 9,0, при этом для нейтрализации алкилбензолсульфокислоты использовали триэтаноламин
0,5
бутилгликоль
5,0
этиленгликоль
7,0
тример формальдегида и моноэтаноламина
0,3
вода
остальное
Пример 2
Готовили состав следующего состава, мас.%:
смесь натриевых солеи жирных спиртов фракции С12-С13 при содержании натриевых солей жирных спиртов изостроения фракции С12-С13 -10%
25,0
первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена
6,0
триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной до рН 6,0, при этом для нейтрализации алкилбензолсульфокислоты использовали триэтаноламин, оксиэтилированный тремя молями окиси этилена
2,5
бутилдигликоль
15,0
этиленгликоль и пропиленгликоль
15,0
тример формальдегида и моноэтаноламина
2,0
вода
остальное
Пример 3
Готовили состав следующего состава, мас.%:
смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13 при содержании натриевых солей жирных спиртов изостроения фракции С12-С13 - 18%
18,5
первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена и первичные высшие жирные спирты фракции С10, оксиэтилированные пятью молями окиси этилена
4,0
триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной до рН 7,0, при этом для нейтрализации алкилбензолсульфокислоты использовали смесь триэтаноламина, триэтаноламина, оксиэтилированного тремя молями окиси этилена и триэтаноламина, оксиэтилированного шестью молями окиси этилена
3,0
бутилгликоль
15,0
пропиленгликоль
3,0
тример формальдегида и моноэтаноламина
0,1
вода
остальное
Пример 4
Готовили состав следующего состава, мас.%:
смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13 при содержании натриевых солей жирных спиртов изостроения фракции С12-С13 - 25%
9,0
первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена
1,0
триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной до рН 6,0, при этом для нейтрализации алкилбензолсульфокислоты использовали триэтаноламин, оксиэтилированный тремя молями окиси этилена
0,2
бутилдигликоль
0,2
этиленгликоль и пропиленгликоль
2,0
тример формальдегида и моноэтаноламина
0,1
вода
остальное
Пример 5
Готовили состав следующего состава, мас.%:
смесь натриевых солей жирных спиртов фракции С12-С13 при содержании натриевых солей жирных спиртов изостроения фракции С12-С13 - 18%
26,0
первичные высшие жирные спирты фракции С8-С10, оксиэтилированные шестью молями окиси этилена
7,0
триэтаноламиновые соли алкилбензолсульфокислоты, нейтрализованной до рН 6,0 при этом для нейтрализации алкилбензолсульфокислоты использовали триэтаноламин, оксиэтилированный тремя молями окиси этилена
6,0
бутилдигликоль
16,0
этиленгликоль и пропиленгликоль
27,0
тример формальдегида и моноэтаноламина
0,1
вода
остальное
Далее составы испытывали в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50588-93 «Пенообразователи для тушения пожаров. Общие технические требования и методы испытаний». Определяли смачивающую способность рабочими растворами с объемной концентрацией смачивателя 0,5 и 1,0% (ГОСТ Р 50588-93, приложение 1). Дополнительно определили время тушения н-гептана 6%-ными рабочими растворами смачивателя (ГОСТ Р 50588-93, п.5.4). Результаты испытаний представлены в таблице.
Из данных таблицы следует, что предложенное оптимальное соотношение компонентов, согласно изобретению, обеспечивает высокий показатель смачивающей способности для рабочих растворов, а также высокие показатели огнетушащей способности (примеры 1, 2, 3). Нарушение оптимального соотношения компонентов ведет к ухудшению смачивающих и пожаротехнических характеристик (пример 4), либо приводит к чрезмерному загущению и состав становится малотекучим, неприменимым на практике (пример 5).