Состав для тушения пожаров горючих жидкостей

Изобретение относится к области пожаротушения горючих органических жидкостей различных классов. Состав включает смесь первичных алкилсульфатов с числом углеродных атомов от 8 до 14, натриевую и/или аммонийную соли полиакриловой кислоты, фторсодержащее поверхностно-активное вещество и воду. Состав может дополнительно содержать антифриз или мочевину или тиомочевину. Определенное фторсодержащее поверхностно-активное вещество в сочетании с другими компонентами в определенном соотношении обеспечивает получение состава обладающего высокой огнетушащей эффективностью и высоким временем защитного действия, который можно использовать при его разбавлении как пресной, так и морской водой. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к составам, которые используются для тушения пожаров горючих органических жидкостей различных классов.

Известен состав для тушения пожаров "Light Water", который представляет собой смесь фторсодержащих ПАВ до 6,0 мас.% и углеводородных ПАВ >6,0 мас.%. Он обладает высокой огнетушащей эффективностью и временем защитного действия (ВЗД), т.е. временем защиты от возгорания горючей жидкости с нанесенным на ее поверхность составом при воздействии на нее открытого огня, достигающего более 360 секунд (US, C1, 4042522).

Основным недостатком состава является невысокое ВЗД, а также высокая биологическая активность компонентов, из которых синтезируются фтор-ПАВы. По этой причине в настоящее время их производство в США запрещено. Кроме того, из-за высокого содержания дорогостоящих фтор-ПАВов их производство оказалось экономически нецелесообразным.

Известен состав для тушения пожаров горючих жидкостей, включающий сульфонаты, в частности алкиларилсульфонаты натрия, фторсодержащее перфторированное поверхностно-активное вещество, соединение (соль) полиакриловой кислоты и воду, при следующем их содержании, мас.% (SU, А, 929125): алкиларилсульфонаты натрия 25,0-30,0, перфторированное поверхностно-активное вещество 1,5-6,0, соль полиакриловой кислоты 2,0-6,0, вода остальное.

Состав обладает повышенной устойчивостью пены к действию полярных жидкостей, в частности к этиловому спирту, удовлетворительной огнетушащей эффективностью при тушении горящих углеводородов.

Однако данный состав имеет невысокое ВЗД: ≈400 с, а высокое содержание фтор-ПАВов в составе существенно снижает возможность его широкого использования службами пожарной охраны. Кроме того, этот состав нельзя использовать при разбавлении морской водой из-за коагуляции пленкообразующей добавки.

Наиболее близким к предлагаемому составу является состав для тушения пожаров горючих жидкостей, включающий сульфат, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, сшитый полимер полиакриловой кислоты и воду; состав содержит также сульфоэтоксилат натрия, причем в качестве сульфата использован первичный алкилсульфонат; фторсодержащее поверхностно-активное вещество содержит перфторированные группы С₆-С₁₂ или группы гетероцепной структуры и четвертичные амины или кватеризованные диалкилалкандиамины. Компоненты введены в состав при следующем соотношении, мас.%: первичные алкилсульфонаты 10,0-15,0; сульфоэтоксилат натрия 7,0-12,0; сшитый полимер полиакриловой кислоты 0,2-1,0; фторсодержащее поверхностно-активное вещество 0,7-2,0; вода остальное (RU, C1, 2206354).

Состав обладает удовлетворительной огнетушащей эффективностью и одновременно достаточно высоким ВЗД, например: при защите от повторного возгорания нефти ВЗД достигает 4,6 суток; при тушении горящих горючих полярных жидкостей, в частности ацетона, ВЗД составляет около 200 с.

Недостатком состава-прототипа является то обстоятельство, что его нельзя использовать при разбавлении морской водой из-за коагуляции и выпадения в осадок пленкообразующей добавки, что не позволяет использовать состав для тушения горящих морских объектов, в частности нефтеналивных судов и т.п.

Задачей изобретения является создание недорогого состава для тушения пожаров горючих жидкостей, обладающего высокой огнетушащей эффективностью и одновременно высоким ВЗД, который можно использовать при его разбавлении как пресной, так и морской водой.

Эта задача решается за счет того, что в составе для тушения пожаров горючих жидкостей, включающем сульфосоединение, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, сшитый полимер полиакриловой кислоты и воду, согласно изобретению в качестве сульфосоединения использована смесь первичных алкилсульфатов с числом углеродных атомов от 8 до 14, в качестве сшитого полимера полиакриловой кислоты использованы ее натриевая и/или аммонийная соли, в качестве фторсодержащего поверхностно-активного вещества использованы соединения общей формулы R_fQZ, где:

R_f = - фторалкильные группы от С₆F₁₃- до C₈F₁₇- или группы гетероцепной структуры:

при R'_f- = фторалкильные группы от CF₃- до С₃F₇-; n = 6 - 28; Q = -COO^-; Z = этаноламиновые группы формулы NH_x ⁺(C₂H₄OH)_у, при х = 1 - 3, у = 3 - 1; при следующем содержании компонентов в % мас.: первичный алкилсульфат 10,0-27,0; натриевая и/или аммонийная соли полиакриловой кислоты 0,1-1,5; фторсодержащее поверхностно-активное вещество 1,6-3,2; вода остальное.

Состав может дополнительно содержать антифриз до 28% масс. или мочевину или тиомочевину до 0,08 мас.%.

Заявителем не установлены какие-либо источники информации, которые содержали бы сведения о технических решениях, идентичных заявленному. Это позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии изобретения критерию ″новизна″.

Реализация признаков изобретения в заявленном соотношении компонентов позволяет создать недорогой состав для тушения пожаров горючих жидкостей, обладающий одновременно повышенным временем защитного действия (ВЗД) и высокой огнетушащей эффективностью. Вследствие наличия в составе натриевой и/или аммонийной солей полиакриловой кислоты, подобных морским солям (MgCl₂, MgSO₄, NaCl), при разбавлении состава морской водой входящие в состав соли растворяются в морской воде и не выпадают в осадок. Это обстоятельство позволяет использовать состав при его разбавлении как пресной, так и морской водой.

Заявителем не выявлены какие-либо сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Указанное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию ″изобретательский уровень″.

Для подтверждения заявляемых соотношений компонентов, входящих в состав, проведены испытания. Результаты испытаний иллюстрируются приведенными в таблицах примерами: в таблице 1 представлены количественные значения содержания состава по примерам; в таблице 2 - результаты испытаний по тушению горящих гептана и бензина с использованием заявляемого состава при его разбавлении пресной и морской водой в сравнении с составом по прототипу (RU, C1, 2206354).

Состав для тушения пожаров горючих жидкостей готовили следующим образом.

Сначала готовили фторсодержащее поверхностно-активное вещество, для чего смешивали расчетное количество 20-40 мас.% раствора моно-, ди- или триэтаноламина в этиленгликоле с перфторированной кислотой (R_f и Q) при температуре 20-60°С в течение 1-1,5 часов. Затем полученное фторсодержащее поверхностно-активное вещество смешивали с водным раствором расчетного количества натриевой и/или аммонийной соли полиакриловой кислоты и первичного алкилсульфата.

В конкретных примерах выполнения (2, 4-7, 9) в полученный состав добавляли до 28,0% антифриза, что позволило уменьшить температуру замерзания состава до -18°С.

В конкретных примерах выполнения (2-4, 7-9) в полученный состав добавляли до 0,08% мочевины или тиомочевины, что позволило стабилизировать состав при его хранении до 120 месяцев.

В результате получали состав, представляющий собой однородный и прозрачный раствор от светло-желтого до светло-коричневого цвета, без механических примесей, не расслаивающийся при термоциклировании от минус 15 до плюс 90°С в течение 60 суток.

Для исследования свойств проводили испытания, для которых готовили 6% водный раствор состава в пресной и морской воде: содержание компонентов отражено в таблице 1, полученные показатели отражены в таблице 2.

Огнетушащую эффективность предлагаемого состава определяли по методике: ″Определение эффективности пены при тушении пожаров органических жидкостей экспресс-методом″, №51-78, ВНИИПО МВД СССР, М-1978, ГОСТ 50588-93.

Время защитного действия определяли по той же методике: ″Определение эффективности пены при тушении пожаров органических жидкостей экспресс-методом″, №51-78, ВНИИПО МВД СССР, М-1978) следующим образом.

В металлическую емкость диаметром 100 мм и высотой борта 35 мм заливали 50 мл горючей жидкости. Затем на поверхность горючей жидкости с помощью шприца наносили 4 мл пожаротушащего состава. К центру емкости, на уровне борта подносили факел пламени от газовой горелки диаметром 3 мм. Высота факела 5 мм. Расстояние до уровня горючей жидкости 30 мм. С помощью секундомера определяли время с момента поднесения факела до воспламенения горючей жидкости, которое соответствует времени защитного действия пленки пожаротушащего состава.

Результаты испытаний при различном содержании предлагаемого состава приведены в таблице 2.

Проведенные Самарским РНУ и службой ОГПС сравнительные испытания по тушению горящих горючих жидкостей, в частности бензина, спирта, ацетона, гептана, с использованием штатного пожарного оборудования, показали высокие огнетушащие свойства предлагаемого состава в сравнении с известным составом по прототипу (RU, C1, 2206354).

В качестве известного состава испытывался состав, содержащий, мас.%: первичный алкилсульфонат 10; натрий сульфоэтоксилат 12; фторсодержащее поверхностно-активное вещество 2; сшитый полимер полиакриловой кислоты 1; этиленгликоль 8; вода - остальное.

Перед поджогом горючей жидкости с помощью прибора - экспозиметра ЭТХ-1, определялась концентрация летучих углеводородов, которая составила 2400 мг/л. После тушения горючей жидкости концентрация летучих углеводородов была равной нулю.

Горючая жидкость, потушенная с помощью предлагаемого состава, не возгоралась при воздействии открытого огня (факела) и не выделяла летучих углеводородов до 5 суток, т.е. 4×10⁵.

Данные таблиц показывают, что огнетушащая эффективность и время защитного действия предлагаемого состава не ниже, чем у известного, и эти показатели неизменны при разбавлении состава как пресной, так и морской водой.

Стоимость предлагаемого состава на 20-30% меньше, чем известного.

Производство состава для тушения пожаров горючих жидкостей может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства с использованием стандартных технических средств, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию ″промышленная применимость″.

1. Состав для тушения пожаров горючих жидкостей, включающий сульфосоединение, фторсодержащее поверхностно-активное вещество, сшитый полимер полиакриловой кислоты и воду, отличающийся тем, что в качестве сульфосоединения использована смесь первичных алкилсульфатов с числом углеродных атомов 8-14, в качестве сшитого полимера полиакриловой кислоты использованы ее натриевая и/или аммонийная соли, в качестве фторсодержащего поверхностно-активного вещества использованы соединения общей формулы

R_fQZ,

где R_f - фторалкильные группы от C₆F₁₃- до C₈F₁₇- или группы гетероцепной структуры

при R'_f- - фторалкильные группы от CF₃- до С₃F₇-;

n равен 6-28;

Q - -COO^-;

Z - этаноламиновые группы формулы NH_x ⁺ (C₂H₄OH)_у,

при х равном 1-3, у равном 3-1;

при следующем содержании компонентов, мас.%:

Первичный алкилсульфат	10,0-27,0
Натриевая и/или аммонийная соли полиакриловой кислоты	0,1-1,5
Фторсодержащее поверхностно-активное вещество	1,6-3,2
Вода	Остальное

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит антифриз до 28 мас.%.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит мочевину или тиомочевину до 0,08 мас.%.