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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de B R E V E T D'INVENTION "Produit propre à former de la mousse et utilisable pour éteindre le feu" La Société dite:
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uibâ Société Anonyme, fl6 '-t-'OtJ ±s ïfl±TB?- 6IQ-A-À, Baie (Suisse) Faisant l'objet de deux premières demandes de brevets déposées en SUISSE, les 26 mai 1944 et 20 mars 1945 On recommande d'employer depuis longtemps déjà des agents extincteurs moussants pour combattre les incendies, notamment pour éteindre des liquides en feu, tels que le pétrole, les produits de distillation du goudron, les incendies allumés par des bombes incendiaires au phosphore, etc. Ces agents moussants sont alors transformés avec de l'eau en une mousse ou écume qui est.projetée sur les parties en feu ou sur les parties qui menacent de brûler.
Lorsque les surfaces en feu
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sont horizontales, comme c'est le cas par exemple pour des huiles brûlantes, pour des planchers en feu, etc., on obtient de très bons résultats avec les agents extincteurs moussants connus, parce que l'écume projetée sur la surface Horizontale étouffe les flambes et empêche le feu de continuer à couver sous forme de braises. Par contre, lorsque les parties en feu sont verticales, fortement inclinées ou suspendues, comme c'est le cas pour les plafonds, les parois, les particules de phosphore qui adhèrent aux parois, de percédé ne donne que des résultats plus ou moins bons, parce que la mousse s'écoule assez rapidement, ce -qui peut permettre aux parties en danger de reprendre feu.
De plus, on est en général obligé d'employer une grande quantité d'eau comme agent de propulsion de l'écume, de sorte que des dégâts produits par l'eau ne peuvent être évités qu'en partie.
La demanderesse a trouvé qu'on peut éviter ces inconvénients lorsqu'on emploie comme agent extincteur la mousse d'une résine artificielle ne s'écoulant presque pas et restant par conséquent aussi appliquée aux parties verticales, fortement inclinées ou suspendues. Une mousse de ce genre recouvre les surfaces en feu ou menacées pro le feu, d'une couche poreuse de mousse empêchant l'air et la chaleur -'le les atteindre et les protégeant dans une grande mesure de la combustion.
Pour projeter cette écume consistante et olle, on emploiera une quantité relativemeet faible d'eau avec un gaz comprimé, de préférence de l'air, de l'azote ou de l'acide
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carbonique comprimé, de sorte que, par ce mode d'extinction des incendies, on évitera pratiquement des dégâts produits par les grandes quantités d'eau.
Les résines artificielles qu'on emploiera pour le procédé de la présente invention sont notamment les résines contenant de l'azote, difficilement combustibles, par exemple les résines urée-formaldéhyde, aminotriazineformaldéhyde, ou les résines obtenues à partir de formaldéhyde et d'autres bases azotées telles que la dicyandiamide, la cyanamide, la thiourée, la guanidine,etc., ou leurs mélanges avec d'autres produits appropriés empêchant par exemple le feu de se développer. Ces résines possèdent le grand' avantage que leurs solutions.aqueuses donnent facilement avec les agents moussants connus, des mousses volumineuses, à pores très fins, qui se solidifient rapidement sur les parties en feu, le cas échéant en présence d'agents de durcissement, sous l'influence de la chaleur.
Il se forme sur les parties protéger une couche d'écume isolante, solide, qu'on peut ensuite enlever en la grattant, mais dont la solidité mécanique est suffisante pour empêcher que les flammes n'agissent sur les parties sous-jacentes. Suivant la nature de la résine employée, cette couche d'écume peut être très difficilement combustible; elle charbonne tout au plus en surface et les flammes n'altèrent les couches sous-jacentes qutaprès une action de longue durée. l'emploi des agents de la présente invention pour
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l'extinction des incendies, peut avoir lieu de manière particulièrement simple, comme les exemples ci-dessous le font voir.
On opérera alors avantageusement d'après les règles générales suivantes, quand bien même d'autres modes opératoires appropriés pourraient également donner des résultats analogues :
1.) On remue une résine solide ou liquide stable avec la quantité nécessaire d'un agent moussant et de l'eau pour la dilution ou la dissolution du mélange, en une solution de concentration appropriée.
2. ) On transforme ensuite cette solution, après avoir ajouté ou sans ajouter un agent de durcissement de la résine, en une écume très fine.
3.) L'écume ferme ainsi formée est ensuite projetée, au moyen d'un agent de propulsion, par une tuyère ou par le tuyau d'arrosage de l'extincteur, sur les parties en feu ou menacées de brûler, en une couche de l'épaisseur voulue ; comme agent de propulsion, on emploie une quantité relativement faible d'eau sous pression, de préférence avec des gaz tels que l'air, l'azote ou l'acide carbonique.
Pour transformer la solution en écume, on opérera d'après les nombreux procédés connus, soit par voie mécanique, soit aussi par voie chimique.
Pour opérer par voie chimique, on emploiera de préférence deux solutions aqueuses stables, l'une contenant par exemple une résine artificielle et un carbonate, tandis que
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l'autre contiendra un agent moussant et un acide.
On peut alors réunir ces deux solutions par exemple dans une buse à air comprimé, ce qui permet de projeter l'écume formée directement sur la surface en feu.
On peut aussi opérer avec une seule solution de résine et d'agent moussant, contenant le cas échéant encore des produits additionnels, ce qui permet de simplifier l'appareillage. Les mousses ainsi produites ne durcissant pas ou ne durcissant que lentement, ont une action extinctrice remarquable, mais ne sont pas toujours aussi stables que les mousses contenant des acides, durcissant rapidement.
On peut augmenter la stabilité de ces mousses en leur ajoutant des substances appropriées, notamment de nature albumineuse, par exemple des colles de glutine, de la caséine, des produits de dégradation ou des sels alcalins de la caséine, ou des substances gélatineuses, par exemple de l'amidon ou d'autres hydrates de carbone sous forme colloïdale.
On ajoutera aussi le cas échéant des substances entravant la. propagation du feu, par exemple du phosphate diammonique, du borate d'ammonium ou des produits analogues, ou des charges incombustibles ou empêchant le feu de se propager, telles que le kaolin, la poudre fine d'amiante, les sels de l'acide siliciqùe sous forme collôidale, par exemple du verre soluble, ou les précipités colloïdaux qu'on obtient en précipitant le verre soluble avec des sels de calcium ou de magnésium.
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Lorsqu'on opère de façon appropriée, 100 parties en/volume de l'écume ne contiennent pas plus de 1 - 4 parties en poids de résine, c'est-à-dire que 1 kg de résine doit donner 25 - 100 litres d'écume.
Les exemples suivants illustrent la présente invention sans toutefois la limiter.
Exemple l.
On remue 1 partie en poids d'acide butylnaphtalènesulfonique avec 10 parties d'eau, de façon à obtenir une forte mousse, puis on ajoute lentement, en remuant fortement, 200 parties en volume d'une solution aqueuse à 32% en volume de résine d'urée. En quelques minutas il se forme une mousse consistante, à pores fins, dont le volume est d'environ 1400 parties.
On recouvre la moitié d'une planche de sapin de 1 - 2 cm d'épaisseur, d'une couche d'environ 1 cm d'épaisseur de cette mousse. On expose la moitié couverte, en même temps que la moitié non recouverte de cette planche, en position verticale, pendant 5 minutes, à l'action d'une flamme d'un bec de Bunsen pour chaque moitié de planche. Tandis que la partie non protégée commence à brûler fortement et est carbonisée jusqu'à une profondeur d'environ 6 mm, la masse artificielle de la moitié protégée est transformée en une masse poreuse, carbonisée à sa surface, mais dont la partie sousjacente est encore blanche. La couche de mousse peut être facilement grattée, le bois libre ne présente pas de trace de combust ion.
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La résine d'urée employée dans cet exemple peut être préparée par exemple de la manière suivante :
On chauffe 1 molécule d'urée avec 2 molécules de formaldéhyde en solution aqueuse neutre, à environ 100 , dans un récipient fermé, jusqu'à ce qu'une prise d'essai refroidie donne un précipité lorsqu'on la dilue avec environ 10 fois son volume d'eau. On amène ensuite la solution obtenue à une teneur en résine de 32%.
Exemple 2.
On dilue la solution de résine de l'exemple 1 en volume jusqu'à ce que sa teneur en résine soit de 25%/et l'introduit dans un extincteur à main. Dans un deuxième récipient, on introduit une solution qui contient 2% en poids d'acide butylnaphtalènesulfonique, calculé par rapport à la quantité de résine contenue dans la premire solution ; cette solution sert en même temps d'agent de durcissement pour la résine.
On mélange ces deux solutions en les transformant en même temps, au moyen d'air comprimé en une mousse consistante.
Projetée sur l'objet en feu, cette mousse adhère fortement à l'objet et présente les mêmes propriétés que la mousse produite suivant l'exemple 1.
Pour pouvoir opérer avec une solution unique, on peut employer un agent moussant neutre, par exemple la
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solution d'acide butylnaphtalènesulfonique neutralisée, en mélange avec la solution de résine. l'écume produite avec ce produit ne durcit pas à température ordinaire; elle ne
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durcit que sous l'influence de la chaleur du feu. Cette mousse a cependant aussi de très bonnes qualités extinctrices etprotège très bien contre le feu, même lorsqu'ellefond sous l'influence de la chaleur de l'incendie et qu'elle imprègne les matières pouvant entretenir le feu, par exemple le bois, en diminuant fortement leur pouvoir de brûler.
La concentration de la solution peut varier dans de larges limites ; peut en particulier être fortement abaissée, par exemple 10% en volume, son action extinctrice n'étant pour ainsi dire pas modifiée.
Exemple 3.
On mélange à sec 20 parties en poids d'une résine mélanine-formaldéhyde avec 0,5 partie en poids de sel disodique
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de l'acide disulfonique du N-benzyl--heptadécyl-benziid6z01. On dissout ce mélange dans 70 parties d'eau contenant une partie en volume dtacide formique concentré, puis on remue cette solution de fagon à obtenir une mousse consistante.
L'action protectrice de cette résine contre le feu est examinée comme l'on a indiqué à l'exemple 1. Cet examen montre que la mousse se prend en une couche poreuse très solide, protégeant le bois sous-jacent dans une large mesure contre le feu ; sa tendance à couler est encore plus faible que la mousse de résine d'urée de l'exemple 1.
La résine mélamine-formaldéhyde employée dans cet exemple peut être préparée par exemple en condensant à 80 une molécule de mélamine avec trois molécules d'une solution aqueuse de formaldéhyde, en solution légèrement besique, jusqu''si ce
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ce qu'une prise d'essai diluée avec 5 fois son volume d'eau, donne un trouble. On évapore ensuite prudemment à sec la solution de résine obtenue et pulvérise le résidu.
Au lieu de l'acide disulfonique du N-benzyl--hepta- décylbenzimidazol employé dans cet exemple, on peut aussi employer d'autres agents moussants connus en quantité appropriée.
Exemple 4.
On mélange à sec 250 parties en poids de résine de mélamine de l'exemple 3, avec' 5 parties en poids de l'agent moussant du premier alinéa de cet exemple. On prépare d'autre part une solution de 7,5 parties en volume d'acide formique concentré, dans 750 parties d'eau. On mélange soigneusement la poudre, en remuant bien, avec la solution.
On transforme la solution trouble ainsi obtenue, au moyen d'un agitateur à grande vitesse, en une mousse, puis on projette cette mousse, au moyen d'une.seringue appropriée, avec de l'air comprimé, sur une surface en feu ou menacée de brûler. Il se forme un enduit d'une mousse finement poreuse que la chaleur du feu solidifie rapidement et qui isole de la chaleur'la surface dont elle est recouverte.
Une planche de 6 mm d'épaisseur, recouverte d'une couche de 1 cm de cette mousse, ne/présente, après qune forte flamme d'un bec de gaz ait agi pendant 5 minutes, qu'une faible marque, tandis qu'une planche non protégée brûle alors d'outre en outre.
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Exemple 5.
On dissout 25 parties en poids de la résine de l'exemple 3 et 5 parties en poidsde bicarbonate ;,le sodium, dans 30 parties d'eau. On dissout d'autre part 0,25 partie en poids de l'agent moussantL indiqué au premier alinéa de l'exemple 3 dans 10 parties d'eau contenant 1 partie en volume d'acide formique concentré et 2 parties en volume d'acide sulfurique à 95%. On réunit les deux solutions, en projetant en même temps l'écume qui se forme au monent de leur réunion sur la surface en feu.
Exemple 6.
On dissout 20 parties en poids de résine de l'exemple 3 et 3 parties en poids de phosphate diammonique dans 30 parties d'eau. D'autre part on dissout 0,1 partie en pois de l'agent moussant du premier alinéa de 1'exemple 3 et 4 parties en volume d'acide formique, dais 3C parties d'eau. On mélange ces deux solutions en les transformant en une mousse au moyen d'un batteur rotatif.
L'examen de cette mousse comme on l'a indiqué l'exemple 1 montre que son action protectrice coutre le feu est analogue à l'action des mousses des exemples précédents.
Exemple 7.
On dissout en chauffant à 90 , 760 parties en poids de mélamine, dans 1350 parties en volume d'une solution 40% en volume de formaldéhyde, amenée à un PH d'environ 8,5 - 9,0 au moyen d'une solution d'hydroxyde de sodium, filtre
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le cas échéant, et mélange la solution obtenue avec 1200 parties en volume d'alcool méthylique. On amène ensuite le tout à un PH d'environ 6,0 au moyen d'acide formique et condense à une température intérieure d'environ 60 , au bainmarie, au réfrigérant à reflux, jusqu'à ce qu'une prise d'essai refroidie, diluée avec 5 fois son volume d'eau, donne un trouble. On ramène ensuite le PH de la masse réactionnelle à environ 8,5 avec une solution d'hydroxyde de sodium. On distille sous un faible vide 850 parties en volume d'un distillat aqueux contenant une forte proportion d'alcool méthylique.
La solution qui reste contient environ 50% en poids d'une résine de mélamine et peut être diluée avec environ 4 fois son volume d'eau sans se troubler. a) On mélange 2 kg de cette solution de résine,de mélamine avec 2 kg d'une solution aqueuse à 10% en poids de sel de sodium de l'acide butylnaphtalènesulfonique. On introduit cette solution homogène dans un extincteur à main avec une quantité d'eau suffisante pour amener le volume total à 12 litres, puis on la transforme en une mousse avec de l'air comprimé à environ 6 - 10 atmosphères, et projette la mousse sur le foyer d'incendie. La mousse formée est finement poreuse ; elle possède une bonne stabilité et une excellente action extinctrice.
Les morceaux de bois brûlants, aspergés de cette mousse, sont imprégnés de la mousse fondant sous la chaleur du feu et ne peuvent être ensuite que très difficilement enflammés.
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b) On mélange 5 kg de la solution de résine de mélamine ci-dessus avec 2 kg d'une solution aqueuse à 10% de sel de sodium de l'acide butylnaphtalènesulfonique et amène à 11 litres avec de l'eau. On prépare une deuxième solution en mélangeant 200 ccm d'acide formique concentré à 1,5 litres d'eau. On mélange des deux solutions ettransforme la solution résultant en une mousse, au moyen d'air comprimé à 6-10 atmosphères.
On emploie cette mousse pour éteindre du feu; elle se prend rapidement, surtout sous l'influence de la chaleur, en une couche de mousse solide qui protège très bien les matières combustibles sous-jacentes contre l'influence des flammes. Etant donné sa concentration en résine plus élevée et la présence d'un agent de durcissement acide, cette mousse possède une stabilité notablement meilleure et une action extinctrice plus forte que la mousse neutre de l'exemple 7 a.
Revendications.
1.) Un produit propre à former de la mousse et utilisable comme extincteur d'incendies, caractérisé en ce qu'il contient des solutions ou des dispersions aqueuses de résines artificielles difficilement combustibles, le cas échéant avec des agents de durcissement.