DD209741A5 - Fluessiges feuerloeschmittel-konzentrat und ein verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein fluessiges Feuerloeschmittel-Konzentrat und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Das Konzentrat enthaelt 3 bis 20 Gew.-% Alkylphenolpolyglykolether, 2 bis 18 Gew.-% Fettsaeurealkanolamid, 6 bis 25 Gew.-% sulfoniertes Polyfluoralkylbetain, 20 bis 80 Gew.-% entionisiertes Wasser und eignet sich insbesondere zur Bekaempfung von Braenden fluessiger und fester Kohlenwasserstoffe. Es zeichnet sich durch gute Schaumbildungseigenschaften und eine biologische Abbaubarkeit aus.

Description

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15 628 55

Flüssiges Feuerlöschmittel-Konzentrat und Verfahren zu dessen Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein flüssiges Feuerlöschmittel» Konzentrat und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen;

Neben Pulverlöschmitteln werden zur Bekämpfung von Bränden zahlreiche Löschschäume unterschiedlicher Zusammensetzung verwendet· Gewöhnlich erfolgt die Schaumerzeugung aus wäßrigen Lösungen schaumbildender Konzentrat© durch Expansion mit Luft. Häufig enthalten die Konzentrate neben dem eigentlichen Schaumbildner oder einem Gemisch von Schaumbildnern noch einen stabilisierenden Zusatz« Als Schaumbildner wurden lange Zeit bevorzugt Eiweißhydrolysate verwendet, die jedoch in den letzten üahren aufgrund ihrer relativ geringen Schaumbildung in den Hintergrund getreten sind*

Bei dem in jüngerer Zeit verwendeten Feuerlöschmittel-Konzentraten werden als Schaumbildner z»B_e Alkyl-, Aryl- und Alkylarylsulfonate_β Schwefelsäureester höherer Alkohole oder Sulfate von Fettsäuealkanolaminen verwendet So ist beispielsweise aus der DE-AS 2 933 432 ein scheura-

artiges Feuerlöschmittel für hydrophile,, brennbare Flüssigkeiten bekannt« welches ©in® Hydroxycarbonsäure* ein® aliphatische Carbonsäure« ein Salz ©iner organischen oder anorganischen Säure mit eine« Metall und ein anionisches oder amphoteres oberflächenaktives Mittel oder ©in Proteinhydrolysat enthalte

Die bekannten Feuerlöschmittel weisen häufig den Mach- , teil auf« daß der erzeugte Schausa beira Berühren der brennenden Oberfläche von hydrophilen Flüssigkeiten» wi© beispielst«©!®® Alkoholen» Ketonen, Ethern oder Estern schmilzt Dadurch ¥iird es unmöglich« die brennande Oberfläche mit Schaute zu bedecken und somit zu löschen« Andere Feuerlöschmittel warden bei längerer Lag@rz©it abgebaut od©r zeigen 6ine nur geringe SchaumbildungsfShigkeit-e Zumeist ist eile ScbaurabildungfähigkfSit von der Art d©@ 2ug®g©b©nan Wsseer abhängig« Bei ύ®η raeieten Feuerlöschmitteln sinkt die Schaumbildung bei Zugab® von Meerwasser stark ab« Zude® ©teilen einig© Bestandteil© d®r handelsüblichen Feuerlöschmittel oder deren Abbauprodukte ein® erheblich© Um-

Mit d®r Erfindung sollen di© Mängel des Standes der Technik beseitigt werden»

Darlegung ^e₁S_{11 i}W^s^njB_it-idgjr^_aE^

Der Erfindung liegt die Aufgab© zugrunde» ein verbessertes Fouerlöschffiittel-Konsentrat mit guten Schaumbildung®· eigenschaften und biologischer Abbaubarkeit zur Verfügung zu stellen*

Erfindungsgemäß wird diese Ayfgabe durch di© Schaffung eines neuen Feuerlöschmittel-Konzentrate gelöst« welches 3-20 Gew,-% Alkylphenolpolyglykolether* 2-18 Gew*-% Fettsäurealkanolamide 6-25 Gew«»% sulfoniertes Polyfluor« a&kylbetain und 20-80 Gew.-% entionisiert©s Wasser enthält.

Die Bestandteile sind im einzelnen: 1» Alkylphenolpolyglykolether

Diese gehören zur Gruppe der nichtionogenen Tenside und werden durch Kondensation von Alkylphenolen mit Ethylen« oxid hergestellt· Oer Alkylphenylteil stellt den lipophilen, der Polyetherteil den hydrophilen Bestandteil des grenzflächenaktiven Stoffes dar·

Die erfindungsgemäß eingesetzten Alkylphenolpolyglykolether enthalten Alkylreste mit 3 bis 13 Kohlenstoffatomen« Bevorzugt sind die entsprechenden Hexyl-, Heptyl-a Qcfyl-/ Nonyl- und Decyl-Verbindungen·

Die kondensierten Ether enthalten 6 bis 20 Ehtylenoxideinheiten» Bevorzugt sind die Verbindungen mit 8 bis 12 Ethylenoxideinheiten.

Insbesondere bevorzugt ist das Kondensat von Octylph@npl mit 10 Einheiten Ethylenoxid:

— °<^C2^H4°>l0^H·

Bei dieser im erfindung©g®iaiB®n Konzentrat verwendeter?'. Verbindungskiass© handelt es sich um durch Reaktion von. Alkanolaminen mit Fettsäuren hergestellte nichtionogene, M»@lkylierte Fettsäurearaid©« die im N-Alkylteil vereeter bare Hydroxylgruppen tragen« Die iro erfindungsgemäBers Feuerlöschmittel-Konzentrat eingesetzten AasicJ© sind sowohl Fettsäuremono- als auch Festtsäuredialkanolamide der allgemeinen Formel

R¹~G0-N(R²)-(CH₂)_n-0H.

Darin bedeutet R den Rest ©in©r gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen« Vorzugsweise handelt es sich dabei um Derivate der in der Natur vorkommenden Fettsäuren, z«B« Capronsaur®« Caprinsäure, Laarinsiure« Palinitlneäure« Stearinsäur©, Kokosfettsäure und ölsäure«

Besonders bevorzugt ist das Diethaholaraid von Kokosfettsäure β N_<,f4-(2~HydroKy0htyl)kokosf®ttsäur8anäicl_e

Bei dieser Gruppe der im erfindungegemäBen Feuerlöschmittel^Konzentrat eingesetzten Verbindungen handelt es ©ich ura polyfluorierte Amphot@nside. Vorzugsweise sind es Verbindungen der allgemeinen Formel

Dabei steht η für ein© ganz® Zahl von 4 bis IO und ρ für eine ganze Zahl von 12 bi® 24 und H© bedeutet ein Alk®~ liatosu

_m κ _—

Besondere bevorzugt sind sulfoniert© Polyfluoralkylbe» taine der Formel

worin Me für Natrium oder Kalium steht«

4. Ent ionisierte S_n Wassejr

Bei dieser Komponente handelt es sich um Wasser« welches nach einem der zahlreichen bekannten Verfahren entionisiert wurde»

5« Formeliii

Gegebenenfalls wird dera ©rfiradungsgemäß©n Feuerlöschmittel· Konzentrat eine geringe Menge Formalin zugesetzt«, Dieses dient insbesondere bei längerer Lagerung,, ζ·Β· bei der Konzentrat-Form, aber auch bei der einsatzbereiten Form des ©rfindungsgeroäEen Feuerlöschroittels als Konservierungestoff« Das Formalin wird als handelsübliche ca* 40 %ig© Lösung zugesetzt,

« Die prozentualen Gewichtsanteile für die einzelnen Kotnpo-

nenten sind (in Klammern ist de-r bevorzugt© Bereich angegeb®n):

1, Alkylphenolpolyglykoiether 3-20^5 ( 8-12%)

2·* Fetteäurealkanolamid 2-18 % ( 8-12 %)

3_e Sulfoniertes Polyf luoralkylbetain 6-25 % (10-1.5 %)

4» Entionisiertes Wasser 20-80 % (50-80 %) Gegebenenfalls wird

5. Formalin (40 %ige Lösung) 0,1» 3 % (0,1-1 %)

yiiigäsg@s!§e besonders bevorzugtes Feuerlösch» aittel-Konzentrat weist di® folgend© Zusammensetzung auf (Angaben in G@w«~%)z

10 % Oetylphenolpolygiykölötherι dabei handelt es sich um ein Kondensat vsn Aetylphenol iBit etwa 10 Hol Ethylenoxid 5

10 % N_iN»(2»Hydroxyethyl)koko8fettsäureamid_i 12,3 % Sulfoniertes Polyfluoralkylbetain d@r Formel

C_eF₁₇CH_a((CH₂C0NH(CH₂)₃Ma₂(CH₂)₃)S0₃.,

67«55 % entionisierte© Wasser, 0,15 % Formalin«

Die Erfindung betrifft ebenfall© ein Herstellungsverfahren für des vorstehend beschriebene Feuerlöschmittel' Konzentrat·

Dazu wird in einem Behälter bei einer Temperatur von 15~50°C unter kontinuierlichem Rühren entionisiertes Wasser in einer Meng© von 20 bis 80 9aw,~^ (bezogen auf den gesaroten Ansatz) vorgelegt. Sodann ms©rd©n unter Rühren und Beibehaltung der Temperatur 3 bis 20 Gew»-% Alkylphenolpolyglykolether zugegeben« Anschließend werden unter den gleichen Bedingungen 2 bis 18 G@w_e°°% Fettsäurealkanolamid zugesetzt· Das Rühren wird fortgesetzt und es werden anschließend dem erhaltenen Gemisch 6 bis 25 Gew_e-% sulfoniertes Polyfluoralkylbetairo zugegeben« Gegebenenfalls werden dem Geiaisch zur Konservierung auch noch 0«! bis 3 Gew»-% Formalin zugesetzt» Das Rühren wird fortgesetzt« bis die Substanzen völlig in Lösung gegangen sind« Anschließend wird vorzugsweise polarisiertes Licht in die Lösung eingestrahlt«

Das erfindungsgeraäße Feu©rlösohfflitt©l~S<o«z©ntrat wird üblicherweise mit 90 bis 99»5 Gew«~% Wasser verwischt» Dazu kann sowohl Süßwasser al© auch ahn® wesentliche. Beeinträchtigung des Schausabildungsversnögens Meerwasser verwendet werden· Unter den verschiedenen Arten vort Feuerlöschmitteln zählt die srfindungsgaraäSe Zusammen- ©etzung zu den fluorhaltigen Mitteln aus aer Gruppe der sogenannten AFFF-Mittel (aqueous filo forming'foam)*

Das erfindungsgemäße Feuerlöschmittel eignet sich insbesondere zur Bekämpfung von Bränden flüssiger oder fester Kohlenwasserstoffe· Es kann auch als Emulgator zur Bildung von Schäumen dienen und in dieser Eigen« schaft das Eindringen des Wassers in Cellulosematerialien (Holz, Stroh, Papier* etc.) fördern· Daraus ergibt sich eine große Vielfalt von Einsatzmöglichkeiten; wie ZoB* in der chemischen Industrie, Raffinierien. Flug» häfen_e Kunststoffindustrie, ©te«

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Feuerlöschmittel© be°» ruht auf Absperr« und Kühleffekten» Es weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß sein© Schaumbildung durch gegebenenfalls zuvor verwendete Pulverlöschraittel nicht beeinträchtigt wird»

Bei Vergleichsversuchen mit bekannten AFFF-Hitteln zeigten sich di© folgenden Vorteile des erfindungsgemäßen Feuerlöschmittel-Konzentrats:.. ^: . · . .,..- ;-.'.

a) Die gelöschten Produkte waren stark abgekühlt,

b) Di© Löschfähigkeit des erfindungsgeraäßeo Feuerlosch« mittels übertrifft bei gleicher Konzentration di© Löschfähigkeit bekannter Mittel. . . ^:

<§} Düs ©rfInsduitgsgemäß© Feuerlöschmittel.-Konzentrat läßt sich auch in sehr geringen Konzentrationen ohne Verlust der Löschfähigkeit einsetzen«,

d) Der durch daa erfindungsgeroäS© Feuerlöschmittel produzierte Schaum bedeckt© im Fall© ©Inas flüssigen Kohlenwasserstoffes lückelos di© Oberflache_β so daß keine brennbaren Gase mehr entweichen konnten«

e) Das erfindungsgeraäße Feuerlöschmittel stellt kein©

Belastung' der Ußwelt dar, da alle Bestandteil© biolo« gisch abbaubar sind«

Das erfindungsgemäße Feuerlöschraitt©l-Konzentrat kann in Verdünnung mit Wasser je nach Brandort und Brandart mit tragbaren oder fahrbaren Geräten zum Brandherd gebracht w@r$©n oder es wird über fast installiert© Feuerlöschsystem© eingesetzt» Diese können gegebenenfalls automatisch in Aktion treten, z_cB« durch Schmelzsicherungen ₅ durch optische oder thermisch© Sensoren gesteuert, in Sprinkleranlage β ©te»

AujjjHJjl·^^ ^:

Die Erfindung wird anhand der folgenden Baispiel© näher erläuterte

In einen mit einem Röhrwerk und einem Zugabetrichter ausgerüsteten Kolben wurden 67,55 Gew«~% (bezogen auf den Gesamtansatz) entionisiertes Wasser gegeben«, Der Kolben .wurde während des gesamten Verfahrens durch ein Wasserbad bei einer Temperatur von 25 bis 3G⁰G gehalten« Sodann wurden unter Rühren 10 G®w«~&'. Octylphen

(Kondensat von Octylphenol sit IO Hol Ethylenoxid} und anschließend 10 G&w*~% N»N«{2-HydroKy©thyl)koko©f©ttsäurearaid zugesetzte Das Gemisch wurde waiter gerührt und sodann mit 12,3 Gev¥_e-% ©ulfonierteß Polyfluoralkylb©tain ^"CqF₁₇CH₂(CH₂C0NH(CH_?)₃M!?₂(CH₂) )SQ^ versetzt» Anschließend wurden noch 0,15 Gsa,»| Formalin zugegeben und das erhalten© Gemisch wurd© bis zur völligen Auflösung d@r Komponenten gerührt*

Es wurde eine türkisfarben© Flüssigkeit mit einer Viskosität von 98 cP bei 20°C erhalten* Di© Flüssigkeit besaß eine Dichte von 1*02 und war mit Wasser in allen Verhältnissen tmischbare Si© zeigte einen anionischem Charakter und d®r pH-Wert lag bei 8_e Der Gefrierpunkt wurde zu O C bestimmt.

Das Konzentrat ist für einen Zeitraum von mindestens 5 bis 6 Oahren haltbar und IaSt sich mit Wasser in Meng©rs von 0,5 bis 10 Gera*-% isühleoe mischen_s wobei ztTOckisäßige Konzentrat ionen 2 bis 4 Gew<>"»% des Konzentrats aufweisen,

Di© Mischung wurde unter d®n gleichen Bedingungen« wi© sie in Bsispi©! I beschrieben ©ind_e durchgefShri*« öi® einzelnen Bestandteil© wö-reJesi in folgenden Mischung©v@r« hältniseen

Entionisiertes Wassers 71^25 G

Öctylphenolpolyethylenether j 15 lj

Fettsäurealkanolasisids 5 Gew»"»%

Sulfoniertes PolyfluoralkyXbetaira: . 8^6

(40 %l

Mach Beendigung des Rühren© und völliger Lösung der Korn= ponetnten v^iird© polarisiertes Licht in die Lösung eingestrahlt»

Claims (2)

1. Erfi'ndungsan Spruch %

   1» Flüssiges FeuerlÖechinittel

   dadurch, daß es einen Gehalt are

   3-20 Gew«-% Alkylphenolpolyglykolethar,
   2-18 G®\N*-% Festtsäurealkanolamid«

   6-25 Gew»»% sulfonierten Polyfluoralkylbetain und
   20-80 Gew»-% ©ntionisiertem Wasser

   aufweist»

   2· Flüssiges Feuerlöschmittel-Konzentrat nach Punkt 1„

   gekennzeichnet dadurch» UaB ©s ©inen zusätzlichen Gehalt von O₄I bis 3 G@w®~% Formalin aufweist»

   3. Flüssiges Feuerlöschtnittel-Konsentrat nach mindestens einem der Punkt© 1 und 2_# gekennzeichnet dadurch» daß der Alkylphenolpolyglykolether einen Alkylrest rait 3 bis 13 Kohlenstoffatoaen aufweist und im Polygiykoltei! 6 bis 20 Ethylenoxideinheiten enthalte

   4« Flüssiges F©u@rlöschiaitt©l<»Kon2®ntrat naoh saindestene einem der Punkt© 1 bis 3₉ gekennzeichnet dadurch, daß das Fettsäurealkanolaraid ein Fettsäureraono·» oder Fett·» säuredialkanolafaicl ist und sich von ein@r Fettsäure init 6 bi© 24'Kohlenetoffatomen ableitet»

   5a Flüssiges Feuerlöschraitfel^Konzentrat nach mindestens einem d®r Punkte 1 bis 4« gekennzeichnet dadurch _B daß das sulfoniert© PoXyfluoralkylbetain dor allgemeinen
   Formel

   C_nF CH₂C(CH₂CONH(CH₂)₃Me₂(CH₂)₃)SO₃

   entspricht« worin η für eine ganze Zebl von 4 bis .10 und ρ für ©ine ganze Zahl von 12 bis 24 steht und M© ein Alkaliraetallatom bedeutet*
2. 6. Flüssiges Feuerlöschmittel«Konzentr@t nach Punkt I₄. gekennzeichnet dadurch, daß es einen Gehalt an

   10 G©w.~%- Octylphenolpolyglykolether, ' 10 Ge^φ-% N_fN>(2~Hlydroxyethyl)kokosf6tt@äureami'd_l 12,3 Gew«»% sulfonierten! Polyfluoralkylbetain d®r Formel

   C₈F CH₂((CH₂C0NH(CH₂)₃Na₂(CH₂)₃S0₃,

   67*55 G©w»-% ©ntionisiertem Wasser und O_äl5 Gew»-^ Formalin

   aufweist«

   7,Vorfahren zur Herstellung eines flüssigen F©uerlö®ch-» raittel-Konzentratai nach einem u®r Punkte 1 bis &, gekennzeichnet dadurch„ daß bei einer Terapsratur vors 15° bis 50°C unter Rühren 20 bis 80 G©w*-% entionisier tes Wasser vorgelegt werden und anschließend 3 bis Gew«.-% Alkylph©nolpolyglykol®ther, 2 bis 18 G®w,~% Fettsäurealkanolamide 6 bis 25 G8w*«-% sulfoniertes Polyfluor« alkylbetain in der angegebenen Reihenfolge und gegebenen· falls 0,1 bis 3 Gewu-% Formalin zugesetzt werden« und das erhaltene Gemisch bis zur völligen Auflösung der Komponenten gerührt iwird*

   8_β Verfahren nach Punkt 7_e gekennzeichnet dadurch'₄ daS das zugegebene Alkylphenolpolyglykolether einen Alkylrest mit 3 bis 13 Kohlenstoffatomen aufweist und iro Polyglykolteil 6 bis 20 Ethylenoxicleinheiten enthält«,

   9« Verfahren nach mindestens einem der Punkte 7 und 8_e gekennzeichnet dadurch« daB das zugesetzt© Fettsäurealkanolaroid ein' Fettsäur©si?ono~ oder Fettsauredialkanol« araid ist und sich von einer Fettsäure mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen ableitete

   Oe Verfahren nach mindesten© einem der Punkt© 7 bis 9_S gekennzeichnet dadurch, ά&Β* das zugesetzt© sulfoniert© Polyfluoralkylbetain der allgemeinen Formel

   entspricht« worin η für eine ganze Zahl von 4 bis 10 ρ für eine ganze Zahl von 12. bis 24 steht und N@ ein

   lie Verfahren nach Punkt 7, g@k©nns@ichnet dadurch_s da& äL· einsein© Komponenten

   10 Gewe-% Octylphenolpolyglykol@th©r« 10 Gewa.»^ N_ffN~(2~Hydroxy®thyl}kokoefett$a'ur®amid_l

   12,3 G0W«»% sulfoniertas PolyfluoralkyXb©tain der Forrael

   C(CH₂C0NH(CH₂)₃Na₂(CH₂)₃)S0_3<

   67»55 Gew»«% entionisiertes Wasser und

   O _e15 Gev$a-% F©rsialin
   zugegeben wurden_e

   12» Verfahren nach mindestens ein©® d®r Punkt© 7 bis 11» gekennzeichnet dadurch „ daß in di@ erhalten© Lösung Lieht ein«