EP0096426A1 - Liquid fire-extinguishing concentrate, and process for its preparation - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Feuerlöschmittel-Konzentrat und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a fire extinguishing agent concentrate and a method for its production.
Zur Feuerbekämpfung wird eine große Anzahl unterschiedlicher Feuerlöschmittel eingesetzt. Lange Zeit wurde Kohlendioxid, welches einen Brand durch Verdrängung des Luftsauerstoffs löscht, in erheblichem Umfang verwendet. Dies hat sich als nachteilig erwiesen, da C02 bei offenen Bränden durch Luftbewegungen häufig verdünnt wird und dadurch in seiner Wirkung beeinträchtigt wird, und bei der Brandlöschung mit C02 in geschlossenen Räumen Erstickungsgefahr besteht.A large number of different fire extinguishing agents are used to fight fires. For a long time, carbon dioxide, which extinguishes a fire by displacing atmospheric oxygen, has been used to a considerable extent. This has proven to be disadvantageous, since C0 2 is often thinned by air movements in open fires and thus its effectiveness is impaired, and there is a risk of suffocation when extinguishing C0 2 in closed rooms.
So haben sich in den letzten Jahren für Feuerlöschzwecke Konzentrate aus hauptsächlich synthetischen Schaumbildnern durchgesetzt. Die üblichen schaumerzeugenden Konzentrate enthalten die eigentlichen Schaumbildner und einen stabilisierenden Zusatz. Als Schaumbildner sind bereits Eiweißhydrolysate, Alkyl-, Aryl-, Alkylarylsulfonate, Schwefelsäureester höherer Alkohole mit gerader oder verzweigter Kette, Sulfate von Fettsäurealkanolamiden, Fettsäuremonoglyceriden oder Methyltaurin in Form ihrer Ammonium- oder Aminsalze vorgeschlagen worden.In recent years, concentrates made mainly of synthetic foaming agents have become popular for fire-fighting purposes. The usual foam-producing concentrates contain the actual foaming agents and a stabilizing additive. Protein hydrolysates, alkyl, aryl, alkylarylsulfonates, sulfuric acid esters of higher alcohols with straight or branched chain, sulfates of fatty acid alkanolamides, fatty acid monoglycerides or methyl taurine in the form of their ammonium or amine salts have already been proposed as foaming agents.
Als stabilisierende Zusätze, welche das Wasserrückhaltevermögen des Schaums verbessern, können höhere Alkohole und Amide mit 8 bis 25 Kohlenstoffatomen sowie Anlagerungsprodukte von Alkylenoxid an diese höheren Fettalkohole mit wenigen Alkylenoxidmolekülen Verwendung finden.Higher alcohols and amides with 8 to 25 carbon atoms and addition products of alkylene oxide with these higher fatty alcohols with a few alkylene oxide molecules can be used as stabilizing additives which improve the water retention capacity of the foam.
So ist beispielsweise aus der DE-AS 29 33 432 ein Feuerlöschmittel bekannt, welches als aktive Bestandteile eine Hydroxycarbonsäure, eine aliphatische Carbonsäure, ein Salz einer organischen oder anorganischen Säure mit einem Metall und ein anionisches oder amphoteres Schaummittel oder ein hydrolytisches Zersetzungsprodukt eines Proteins enthält.For example, from DE-AS 29 33 432 a fire extinguishing agent is known which contains as active ingredients a hydroxycarboxylic acid, an aliphatic carboxylic acid, a salt of an organic or inorganic acid with a metal and an anionic or amphoteric foaming agent or a hydrolytic decomposition product of a protein.
Die bislang verwendeten Schaumlöschmittel weisen zahlreiche Nachteile auf. So wird in vielen Fällen ihre Schaumbildung durch zuvor benutztes Pulverlöschmittel stark herabgesetzt. Andere Feuerlöschmittel-Konzentrate zeigen eine verminderte Schaumbildungsfähigkeit, wenn sie mit Meerwasser verdünnt werden. Manche Feuerlöschmittel wiederum greifen die Vorratsbehälter an oder zersetzen sich bei längerer Lagerung. Schließlich stellen einige Bestandteile der handelsüblichen Feuerlöschmittel oder deren Abbauprodukte eine erhebliche Umweltsbelastung dar.The foam extinguishing agents used to date have numerous disadvantages. In many cases, their foam formation is greatly reduced by previously used powder extinguishing agents. Other fire extinguishing agent concentrates show reduced foaming ability when diluted with sea water. Some fire extinguishing agents in turn attack the storage containers or decompose if stored for a long time. Finally, some components of the commercially available fire extinguishing agents or their breakdown products represent a significant environmental impact.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu überwinden und ein verbessertes Feuerlöschmittel-Konzentrat mit hohem Schaumbildungsvermögen und biologischer Abbaubarkeit zur Verfügung zu stellen.The invention has for its object to overcome the disadvantages mentioned and to provide an improved fire extinguishing agent concentrate with high foaming power and biodegradability.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Schaffung eines Feuerlöschmittel-Konzentrats gelöst, welches
- 10 bis 40 Gew.-% Alkylarylsulfonat,
- 10 bis 40 Gew.-% Fettsäurealkanolamid,
- 15 bis 50 Gew.-% Alkylethersulfat,
- 0,5 bis 6 Gew.-% Polycarbonsäureestersulfonat,
- 3 bis 15 Gew.-% Polyethylenglykol,
- 0,5 bis 4 Gew.-% Ammoniumfluoralkyljodid,
- 20 bis 60 Gew.-% entionisiertes Wasser
- und gegebenenfalls 0,1 bis 3 Gew.-% Formalin enthält.
- 10 to 40% by weight alkylarylsulfonate,
- 10 to 40% by weight of fatty acid alkanolamide,
- 15 to 50% by weight of alkyl ether sulfate,
- 0.5 to 6% by weight of polycarboxylic acid ester sulfonate,
- 3 to 15% by weight of polyethylene glycol,
- 0.5 to 4% by weight of ammonium fluoroalkyl iodide,
- 20 to 60% by weight of deionized water
- and optionally contains 0.1 to 3% by weight of formalin.
Nachfolgend werden die einzelnen Bestandteile erläutert:
- 1. Alkylarylsulfonat
- 1. alkylarylsulfonate
Die erfindungsgemäß eingesetzten Alkylarylsulfonate der allgemeinen Formel
Bei dieser im erfindungsgemäßen Konzentrat verwendeten Verbindungsklasse handelt es sich um durch Reaktion von Alkanolaminen mit Fettsäuren hergestellte nichtionogene, N-alkylierte Fettsäureamide, die im N-Alkylteil veresterbare Hydroxylgruppen tragen.This class of compound used in the concentrate according to the invention is a nonionic, N-alkylated fatty acid amide which is produced by reaction of alkanolamines with fatty acids and carries hydroxyl groups which can be esterified in the N-alkyl part.
Erfindungsgemäß werden sowohl Fettsäuremono- als auch Fettsäuredialkanolamide der allgemeinen Formel
Besonders bevorzugt ist das Diethanolamid von Kokosfettsäure, N,N-(2-Hydroxyethyl)kokosfettsäureamid.The diethanolamide of coconut fatty acid, N, N- (2-hydroxyethyl) coconut fatty acid amide is particularly preferred.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Alkylethersulfaten handelt es sich um Verbindungen der allgemeinen Formel
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Verbindungen mit C10-C14-Alkylresten, in denen n für eine ganze Zahl von 2 bis 5 steht und X ein Natriumkation bedeutet.According to the invention are compounds having C 10 -C 1 4-alkyl radicals in which n is an integer of 2 to 5 is and X is a sodium cation.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt eingesetzt wird Natriumlauryldiethylethersulfat der Formel
Zu diesen erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen zählen Mono- und Diester wie auch höhere Ester von Sulfocarbonsäuren. Die Carbonsäureester leiten sich vorzugsweise von Dicarbonsäuren ab. Die Estergruppen werden vorzugsweise mit Alkoholen einer Kettenlänge von 4 bis 14 Kohlenstoffatomen gebildet.These compounds used according to the invention include mono- and diesters as well as higher esters of sulfocarboxylic acids. The carboxylic acid esters are preferably derived from dicarboxylic acids. The ester groups are preferably formed with alcohols with a chain length of 4 to 14 carbon atoms.
Besonders bevorzugt sind die Mono- und Diester der Sulfobernsteinsäure mit der allgemeinen Formel
Erfindungsgemäß wird insbesondere Natrium-di-(2-ethylhexyl)sulfosuccinat der Formel
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Polyethylenglykolen handelt es sich um Verbindungen der allgemeinen Formel
mit einem Wert für n = 80-180. Bevorzugt sind mittlere Molekulargewichte im Bereich von 3600-7800, insbesondere 5000-7000. Das bevorzugt eingesetzte Polyethylenglykol entspricht etwa der Formel
Diese hochfluorierten Alkyle können eine verzweigte oder unverzweigte Kohlenstoffkette aufweisen. Der Fluorkohlenstoffteil umfaßt 3 bis 30 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 5 bis 12 Kohlenstoffatome. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist die Verwendung des Jodids von Ammoniumpolyfluorcarbonsäureamid der Formel
Bei dieser Komponente handelt es sich um Wasser, welches nach einem der zahlreichen bekannten Verfahren entionisiert wurde.This component is water which has been deionized by one of the numerous known processes.
Gegebenenfalls wird dem erfindungsgemäßen Feuerlöschmittel-Konzentrat eine geringe Menge Formalin zugesetzt. Dieses dient insbesondere bei längerer Lagerung, z.B. in der Konzentrat-Form, aber auch bei der einsatzbereiten Form des erfindungsgemäßen Feuerlöschmittels als Konservierungsstoff. Das Formalin wird als handelsübliche ca. 40 %-ige Lösung zugesetzt.If necessary, a small amount of formalin is added to the fire extinguishing agent concentrate according to the invention. This is particularly useful for longer storage, e.g. in the concentrate form, but also in the ready-to-use form of the fire extinguishing agent according to the invention as a preservative. The formalin is added as a commercially available approx. 40% solution.
Die prozentualen Gewichtsteile für die einzelnen Komponenten sind (in Klammern ist der bevorzugte Bereich angegeben):
Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Feuerlöschmittel-Konzentrat umfaßt
- 20 Gew.-% Dodecylbenzolsulfonat in Form des Triethanolaminsalzes,
- 10 Gew.-% N,N-(2-Hydroxyethyl)kokosfettsäureamid,
- 22 Gew.-% Natriumlauryldiethylethersulfat
- 1 Gew.-% Natrium-di-(2-ethylhexyl)sulfosuccinat,
- 7,5 Gew.-% Polyethylenglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von 5000 bis 7000,
- 0,1 Gew.-% Jodid des Ammoniumpolyfluorcarbonsäureamids der Formel
- 39,3 Gew.-% entionisiertes Wasser und
- 0,1 Gew.-% Formalin.
- 20% by weight of dodecylbenzenesulfonate in the form of the triethanolamine salt,
- 10% by weight of N, N- (2-hydroxyethyl) coconut fatty acid amide,
- 22% by weight sodium lauryl diethyl ether sulfate
- 1% by weight sodium di- (2-ethylhexyl) sulfosuccinate,
- 7.5% by weight of polyethylene glycol with an average molecular weight of 5000 to 7000,
- 0.1% by weight iodide of the ammonium polyfluorocarboxamide of the formula
- 39.3% by weight of deionized water and
- 0.1% by weight formalin.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Herstellungsverfahren für das vorstehend beschriebene Feuerlöschmittel-Konzentrat.The invention also relates to a production method for the fire extinguishing agent concentrate described above.
Dazu werden in einem Behälter 20 bis 60 Gew.-% (bezogen auf den gesamten Ansatz) entionisiertes Wasser vorgelegt. Unter Beibehaltung einer Temperatur von 15 bis 50°C und und unter kontinuierlichem Rühren werden 10 bis 40 Gew.-% Alkylarylsulfonat, 10 bis 40 Gew.-% Fettsäurealkanolamid, 15 bis 50 Gew.-% Alkylethersulfat, 0,5 bis 6 Gew.-% Polycarbonsäureestersulfonat, 3 bis 15 Gew.-% Polyethylenglykol und 0,1 bis 4 Gew.-% Ammoniumfluoralkyljodid zugesetzt. Gegebenenfalls werden dem Gemisch 0,1 bis 3 Gew.-% Formalin zugegeben. Das Rühren wird fortgesetzt, bis die Komponenten völlig in Lösung gegangen sind. Vorzugsweise wird in die erhaltene Lösung polarisiertes Licht eingestrahlt.For this purpose, 20 to 60% by weight (based on the entire batch) of deionized water are placed in a container. Maintaining a temperature of 15 to 50 ° C and and with continuous stirring 10 to 40% by weight alkylaryl sulfonate, 10 to 40% by weight fatty acid alkanolamide, 15 to 50% by weight alkyl ether sulfate, 0.5 to 6% by weight polycarboxylic acid ester sulfonate, 3 to 15% by weight Polyethylene glycol and 0.1 to 4 wt .-% ammonium fluoroalkyl iodide added. If necessary, 0.1 to 3% by weight of formalin are added to the mixture. Stirring continues until the components are completely dissolved. Polarized light is preferably radiated into the solution obtained.
Das erfindungsgemäße Feuerlöschmittel-Konzentrat wird üblicherweise mit 90 bis 99,5 Gew.-% Wasser vermischt. Dazu kann sowohl Süßwasser als auch ohne wesentliche Beeinträchtigung des Schaumbildungsvermögens Meerwasser verwendet werden.The fire extinguishing agent concentrate according to the invention is usually mixed with 90 to 99.5% by weight of water. Both fresh water and sea water without significant impairment of the foaming capacity can be used for this.
Unter den verschiedenen Arten von Feuerlöschmitteln zählt die erfindungsgemäße Zusammensetzung zu den fluorhaltigen Mitteln aus der Gruppe der sogenannten AFFF-Mittel (aqueous film forming foam). Auch bei relativ geringen Konzentrationen zeigt das Konzentrat eine überraschen starke Schaumentwicklung.Among the various types of fire extinguishing agents, the composition according to the invention belongs to the fluorine-containing agents from the group of so-called AFFF agents (aqueous film forming foam). Even at relatively low concentrations, the concentrate shows a surprisingly strong foam development.
Das erfindungsgemäße Feuerlöschmittel eignet sich insbesondere zur Bekämpfung von Holzbränden, wie z.B. Wohnungsbränden, Bränden in Möbelgeschäften oder Sägewerken, wie auch zur Bekämpfung von Waldbränden.The fire extinguishing agent according to the invention is particularly suitable for fighting wood fires, such as Apartment fires, fires in furniture stores or sawmills, as well as to fight forest fires.
Die Wirkung des erfindungsgemäßen Feuerlöschmittels beruht auf Absperr- und Kühleffekten.The action of the fire extinguishing agent according to the invention is based on shut-off and cooling effects.
Bei Vergleichsversuchen mit bekannten AFFF-Mitteln zeigten sich die folgenden Vorteile des erfindungsgemäßen Feuerlöschmittel-Konzentrats:
- a) Die Schaumentwicklung übertrifft bei gleicher Konzentration die Schaumentwicklung bekannter Mittel.
- b) Die gelöschten Produkte werden stark abgekühlt.
- c) Auch in großer Verdünnung besitzt das erfindungsgemäße Feuerlöschmittel-Konzentrat gute Löscheigenschaften.
- d) Das erfindungsgemäße Mittel stellt keine Umweltbelastung dar, da alle Bestandteile biologisch abgebaut werden. Das ist bei Großbränden, z.B. Waldbränden, besonders wichtig, da in derartigen Fällen große Mengen des Feuerlöschmittels eingesetzt werden.
- e) Das erfindungsgemäße Feuerlöschmittel erzeugt bei entsprechenden Konzentrationen einen lückenlosen, beständigen Schaum, so daß ein Entweichen brennbarer Gase verhindert wird.
- f) Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist außerordentlich lagerstabil. Über einen Zeitraum von 5 Jahren treten praktisch keine Zersetzungserscheinungen auf.
- a) With the same concentration, the foam development exceeds the foam development of known means.
- b) The deleted products are greatly cooled.
- c) Even in high dilution, the fire extinguishing agent concentrate according to the invention has good extinguishing properties.
- d) The agent according to the invention is not an environmental burden, since all components are biodegraded. This is particularly important in the case of large fires, for example forest fires, since large amounts of the fire extinguishing agent are used in such cases.
- e) The fire extinguishing agent according to the invention produces a continuous, stable foam at appropriate concentrations, so that escape of combustible gases is prevented.
- f) The composition according to the invention is extremely stable on storage. There are practically no signs of decomposition over a period of 5 years.
Das erfindungsgemäße Feuerlöschmittel wird je nach Brandort und vor allem Brandart mit tragbaren oder fahrbaren Geräten zum Brandherd gebracht. Es kann auch über fest installierte Feuerlöschsysteme, die gegebenenfalls automatisch in Aktion treten, z.B. durch Schmelzsicherungen, optische oder thermische Sensoren gesteuert, eingesetzt werden.The fire extinguishing agent according to the invention is brought to the source of the fire with portable or mobile devices, depending on the location of the fire and above all the type of fire. It can also be installed via permanently installed fire extinguishing systems, which may automatically take action, e.g. controlled by fuses, optical or thermal sensors.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele erläutert.The invention is illustrated by the following examples.
In einen mit einem Rührwerk und einem Zugabetrichter ausgerüsteten Kolben wurden 39,3 Gew.-% (bezogen auf den Gesamtansatz) entionisiertes Wasser gegeben. Der Kolben wurde während des gesamten Herstellungsverfahrens durch ein Wasserbad bei einer Temperatur von 26 bis 30°C gehalten. Sodann wurden unter kontinuierlichem Rühren 20 Gew.-% Dodecylbenzolsulfonat in Form des Triethanolaminsalzes und anschließend 22 Gew.-% Natriumlauryldiethylethersulfat C12H25(OC2H4)2-OSO3Na über den Zugabetrichter in das Gefäß eingegeben. Das Gemisch wurde . weiter gerührt und sodann mit 0,1 Gew.-% des Jodids des Ammoniumpolyfluorcarbonsäureamids C9F19CONH(CH 2)3 N(CH 3)3 J, 1 Gew.-% Natrium-Di(2-ethylhexyl)sulfosuccinat und 10 Gew.-% N,N-(2-Hydroxyethyl)kokosfettsäureamid versetzt. Abschließend wurden 7,5 Gew.-% Polyethylenglykol und 0,1 Gew.-% Formalin zugegeben. Es wurde bei konstanter Temperatur von etwa 28°C bis zur völligen Auflösung der Komponenten gerührt. Anschließend wurde polarisiertes Licht in die Lösung eingestrahlt.39.3% by weight (based on the total batch) of deionized water were introduced into a flask equipped with a stirrer and an addition funnel. The flask was kept at a temperature of 26-30 ° C through a water bath throughout the manufacturing process. Then, with continuous stirring, 20% by weight of dodecylbenzenesulfonate in the form of the triethanolamine salt and then 22% by weight of sodium lauryldiethyl ether sulfate C 12 H 25 (OC 2 H 4 ) 2 -OSO 3 Na were introduced into the vessel via the addition funnel. The mixture became. further stirred and then with 0.1 wt .-% of the iodide of ammonium polyfluorocarboxamide C 9 F 19 CONH (C H 2 ) 3 N ( CH 3 ) 3 J, 1 wt .-% sodium di (2-ethylhexyl) sulfosuccinate and 10 wt .-% N, N- (2-hydroxyethyl) coconut fatty acid amide added. Finally, 7.5% by weight of polyethylene glycol and 0.1% by weight of formalin were added. The mixture was stirred at a constant temperature of about 28 ° C until the components had completely dissolved. Polarized light was then radiated into the solution.
Das erhaltene Produkt wurde mit Leitungswasser im Verhältnis von ca. 5 Gew.-% des Produktes zu etwa 95 % Wasser verdünnt.The product obtained was diluted with tap water in the ratio of about 5% by weight of the product to about 95% water.
Das so erhaltene Feuerlöschmittel zeigte eine gelbe Färbung und war in Wasser in jedem Verhältnis löslich. Das spezifische Gewicht wurde bei 20°C zu 1,06 und die Viskosität zu 1200 cP bestimmt. Die Lösung hatte anionischen Charakter, besaß einen Gefrierpunkt von etwa 0°C und einen pH-Wert von 8,2.The fire extinguishing agent thus obtained was yellow in color and was soluble in water in all proportions. The specific weight was determined at 20 ° C to 1.06 and the viscosity to 1200 cP. The solution was anionic in nature, had a freezing point of about 0 ° C and a pH of 8.2.
Die Herstellung wurde unter den gleichen Bedingungen, wie sie in Beispiel 1 beschrieben worden sind, durchgeführt. Die einzelnen Bestandteile wurden in folgenden Mischungsanteilen zugesetzt (Angaben in Gew.-%):
Nach Beendigung des Mischens und völliger Lösung der Komponenten wurde polarisiertes Licht in-die Lösung eingestrahlt.After mixing and complete dissolution of the components, polarized light was irradiated into the solution.
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RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: MORATA LOPEZ, SALVADOR |