CA2044038A1

CA2044038A1 - Fluoroalcane composition as extinguishing agent

Info

Publication number: CA2044038A1
Application number: CA 2044038
Authority: CA
Inventors: Daniel Sallet
Original assignee: Atochem SA
Current assignee: Arkema France SA
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1991-12-09
Also published as: AU7823191A; FR2662946A1; EP0460991A1; JPH04231977A

Abstract

Pour remplacer les agents extincteurs tels que le trifluorobromométhane et le difluorochlorobromométhane, l'invention propose d'utiliser une composition comprenant au moins un perfluoroalcane et au moins un hydrogénofluoroalcane. La composition, éventuellement pressurisée au moyen d'un gaz inerte, peut être utilisée pour la protection des locaux par la technique dite du noyage total . L'invention concerne également ladite composition.To replace extinguishing agents such as trifluorobromomethane and difluorochlorobromomethane, the invention proposes to use a composition comprising at least one perfluoroalkane and at least one hydrogenofluoroalkane. The composition, possibly pressurized by means of an inert gas, can be used for the protection of premises by the technique known as total flooding. The invention also relates to said composition.

Description

~ 2~440~
UTILI~ATION D'UNE COMPO~ITION ~ BASE
DE FLUOROALCANE8 COMNE AGEN~ EX~INC~EUR
La présente invention concerne une composition utilisable pour la lutte contre l'incendie.
L'invention concerne notamment l'utilisation d'une composition extinctrice comprenant au moins un perfluoroalcane et au moins un hydrogénofluoroalcane.
Dans le domaine de l'extinction et de la lutte contre l'incendie on utilise essentiellement des chlorobromofluoroal-canes et des bromofluoroalcanes.
On utilise tout particulièrement le trifluorobromomé-thane, le difluorochlorobromom~thane et le 1,1,2,2-tétrafluoro 1,2-dibromoéthane.
Ces composes présentent une grande efficacité extinctrice et une toxicité humaine très faible. Ils sont utilisés notam-ment pour la protection de locaux que le personnel peut avoir des difficultés à évacuer.
Ils sont également utilisés dans des locaux où se trou-vent des appareillages électriques et électroniques sensibles à
la corrosion (salle informatique, centraux téléphoniques, salle de machines à bord des navires).
Cependant ces composés sont suspect~s ~tre responsables de la diminution de la couche d'ozone stratosphérique qui as-sure une protection contre certaines radiations. Ils possèdent des ODP (Ozone Depletion Potential) élevés et, de ce fait, sont cités dans le Protocole de Montréal. Ce protocole résulte de récentes discussions internationales sur l'environnement et en-gage les pays signataires à réduire la production et la consommation de tels composés.
On a maintenant trouvé qu'on peut remplacer ces composés ~cotoxiques par une composition extinctrice peu destructrice de la couche d'ozone stratosphérique. L'invention vise donc l'usage, comme agent extincteur, d'une composition caractérisée en ce qu'elle comr prend au moins un perfluoroalcane de formule:
Ca F2a + b dans laquelle a est un nombre entier allant de 1 à 6, b étant égal à 2 ou 0 ;
et au moins un hydrogénofluoroalcane de formule :
Cn Hm Fp II

-~ 20~4038 dans laquelle n est un nombre entier allant de 1 ~ 4, m et p sont des nombres entiers au moins ~gaux à 1, la somme (m + p) est égale à 2n ou 2n + 2 et le rapport _ varie de 0,25 à 1 ;
à l'exclusion de la composition azéotropique aonstituée de 63,2 % en volume de perfluoropropane et de 36,8 % en volume de 1 1 1 2-tétrafluoroéthane L'invention vise également ladite composition extinc-trice.
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' ~ `- 2~4~

A titre d'illustration de perfluoroalcanes de formule I
on peut citer notamment le perfluorométhane, le perfluoro-éthane, le perfluoropropane, le perfluoro n-butane, le perfluorocyclopropane, le perfluorocyclobutane et les mélanges comprenant au moins deux perfluoroalcanes énumérés ci-avant.
Parmi ces composés, l'invention concerne tout particuliè-rement le perfluoroéthane et/ou le perfluoropropane.
La composition selon l'invention comprend une quantité de perfluoroalcane(s) de formule I au moins égale a 10 % en vo-lume. De pr~férence, elle comprend une quantité comprise entre 15 % et 80 % en volume.
A titre d'illustration d'hydrogénofluoroal~anes de for-mule II on peut citer notamment le trif~uorométhane, le 1,1,1,2-t~trafluoroéthane, le pentafluoroéthane, le 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, le 1,1,1,2,3,3,3-heptafluo-ropropane, le 1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluorobutane, le 1,1,2,2-tétrafluorocyclopropane, le 1,1,2,2,3,4-hexafluorotranscy-clobutane et les melanges comprenant au moins deux hydrogenofluoroalcanes énumérés ci-avant.
Parmi ces composés, on donne la préférence au trifluoro-methane et/ou au 1,1,1,2-tétrafluoroéthane.
La composition selon l'invention comprend une quantité
d'hydrogénofluoroalcane(s) de formule II au plus égale à 90 %
en volume et de pr~f~rence une quantité comprise entre 85 % et 20 % en volume.
Les compositions selon l'invention possèdent des valeurs de Cup Burner qui sont faibles (en général inférieures à lo %) et par consequent présentent un pouvoir extincteur élevé.
A titre purement indicatif, le trifluorobromométhane, qui est actuellement l'agent extincteur le plus utilisé a une va-leur de Cup Burner égale à 4,2 % mais est cité dans le proto-cole de Montr~al.
J

~0~03~

L'efficaaité extinctrice des compositions selon l'invention est mesur~e selon la méthode dite du ~'Cup Burner".
Cette méthode indique le pourcentage minimum de composé
extincteur (mesuré en volume) dans un mélange air plus composé
extincteur n~cessaire ppur éteindre un combustible liquide en-flammé. Plus la valeur du Cup Burner est faible, plus le com-posé extincteur est efficace.
Les compositions selon l'invention ont l'avantage de présenter le phénomène de pseudosynergie, voire de synergie vraie. En effet on constate que pour certaines proportions des composés de formules I et II on obtient des valeurs de Cup Bur-ner de la composition inférieures à la valeur de Cup Burner du composé extincteur le plus efficace entrant dans ladite compo-sition. La pseudosynergie quant à elle est un type de synergie où les valeurs de Cup Burner de la composition sont comprises entre la valeur du Cup Burner du compos~ le plus efficace entrant dans la composition, et l'addition de la contribution (en valeurs de Cup Burner) de chaque compos~ de la composition.
Les compositions selon l'invention sont pratiquement dépourvues d'effet destructeur vis à vis de la couche d'ozone stratosphérique, elles présentent des ODP nuls.
Elles ont également une très faible toxicité humaine et sont peu ou pas corrosives.
Elles peuvent etre utilisées pour lutter contre les in-cendies selon les m~mes techniques que le trifluorobromométhaneet le difluorochlorobromométhane.
Ainsi, elles peuvent être avantageusement utilisées pour la protection des locaux par la technique dite du noyage total, cas o~ le risque d'incendie est difficilement d~terminable. Les compositions selon l'invention peuvent etre également pressuri-s~es avec des gaz inertes tels que l'azote ce qui permet d'augmenter leur vitesse de déchargement.
Elles peuvent également être employées dans les tech-niques de l'extinction portable.

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- .
., r~ 2~44038 - 3a -Les exemples suivants illustrent l'invention.

EXENPLE8 1 ~ 3 on r~alise des compositions de perfluoropropane (FC 218) et de trifluorométhane (HFC 23) selon les proportions reportées dans le tableau 1.
L'efficacité extinctrice est mesurée par la méthode dite du Cup ~urner décrite dans le projet de norme ISO/DIS 7075-1.
Le com~ustible liquide utilis~ est l'éthanol.

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.~

204~03~

Les résultats sont reportés dans le tableau 1.
. __ .COMPOSITION CUP BURNER
% en volume en EXEMPLE
HCF 23 FC 218 MesuréCalculé*

100 0 16,1 1 56 44 10,1 12,9 ~ 2 ~ 440 ~
USE OF A COMPO ~ ITION ~ BASIC
OF FLUOROALCANE8 COMNE AGEN ~ EX ~ INC ~ EUR
The present invention relates to a composition which can be used for fire fighting.
The invention relates in particular to the use of a extinguishing composition comprising at least one perfluoroalkane and at least one hydrogen fluoride.
In the area of extinction and the fight against the fire one mainly uses chlorobromofluoroal-canes and bromofluoroalkanes.
The trifluorobromome-thane, difluorochlorobromom ~ thane and 1,1,2,2-tetrafluoro 1,2-dibromoethane.
These compounds have a high extinguishing efficiency and very low human toxicity. They are used in particular for the protection of premises that staff may have difficulty evacuating.
They are also used in premises where wind of electrical and electronic equipment sensitive to corrosion (computer room, telephone exchanges, room machinery on board ships).
However, these compounds are suspected of being responsible.
of the decrease in the stratospheric ozone layer which protection against certain radiations. They own high ODPs (Ozone Depletion Potential) and therefore are cited in the Montreal Protocol. This protocol results from recent international discussions on the environment and pledges signatory countries to reduce production and consumption of such compounds.
We have now found that we can replace these compounds ~ cotoxics by a slightly destructive extinguishing composition of the stratospheric ozone layer. The invention therefore relates to the use, as an extinguishing agent, of a composition characterized in that it comprises takes at least one perfluoroalkane of formula:
Ca F2a + b in which a is an integer ranging from 1 to 6, b being equal to 2 or 0;
and at least one hydrogenofluoroalkane of formula:
Cn Hm Fp II

- ~ 20 ~ 4038 where n is an integer ranging from 1 ~ 4, m and p are whole numbers at least ~ equal to 1, the sum (m + p) is equal to 2n or 2n + 2 and the ratio _ varies from 0.25 to 1;
excluding the azeotropic composition comprising 63.2% by volume of perfluoropropane and 36.8% by volume of 1 1 1 2-tetrafluoroethane The invention also relates to said extinguishing composition.
trice.
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'' ~ `- 2 ~ 4 ~

By way of illustration of perfluoroalkanes of formula I
there may be mentioned in particular perfluoromethane, perfluoro-ethane, perfluoropropane, perfluoro n-butane, perfluorocyclopropane, perfluorocyclobutane and mixtures comprising at least two perfluoroalkanes listed above.
Among these compounds, the invention relates particularly to perfluoroethane and / or perfluoropropane.
The composition according to the invention comprises an amount of perfluoroalkane (s) of formula I at least equal to 10% by vo-lume. Preferably, it includes an amount between 15% and 80% by volume.
As an illustration of hydrogenofluoroal ~ donkeys for-mule II, there may be mentioned in particular trif ~ uoromethane, 1,1,1,2-t ~ trafluoroethane, pentafluoroethane, 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluo-ropropane, 1,1,1,2,2,3,3,4,4-nonafluorobutane, 1,1,2,2-tetrafluorocyclopropane, 1,1,2,2,3,4-hexafluorotranscy-clobutane and mixtures comprising at least two hydrogenofluoroalkanes listed above.
Among these compounds, preference is given to trifluoro-methane and / or 1,1,1,2-tetrafluoroethane.
The composition according to the invention comprises an amount hydrogenofluoroalkane (s) of formula II at most equal to 90%
by volume and preferably an amount between 85% and 20% by volume.
The compositions according to the invention have values of Cup Burner which are weak (in general lower than lo%) and therefore have a high extinguishing power.
For purely indicative purposes, trifluorobromomethane, which is currently the most widely used extinguishing agent.
their of Burner Cup equal to 4.2% but is quoted in the proto-cole de Montr ~ al.
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~ 0 ~ 03 ~

The extinguishing effectiveness of the compositions according to the invention is measured ~ e according to the so-called ~ 'Cup Burner "method.
This method indicates the minimum percentage of compound fire extinguisher (measured by volume) in a more compound air mixture fire extinguisher required to extinguish liquid fuel flame. The lower the value of the Cup Burner, the more the installed fire extinguisher is effective.
The compositions according to the invention have the advantage of present the phenomenon of pseudosynergy, even synergy true. Indeed, we note that for certain proportions of the composed of formulas I and II we obtain values of Cup Bur-ner of the composition lower than the value of Cup Burner of most effective extinguisher compound entering said compound sition. Pseudosynergy is a type of synergy where the composition's Cup Burner values are included between the value of the Cup Burner of the most effective compound entering in the composition, and the addition of the contribution (in values of Cup Burner) of each compound of the composition.
The compositions according to the invention are practically devoid of destructive effect on the ozone layer stratospheric, they present zero ODP.
They also have very low human toxicity and have little or no corrosiveness.
They can be used to fight against ashes according to the same techniques as trifluorobromomethane and difluorochlorobromomethane.
Thus, they can be advantageously used for the protection of premises by the technique known as total flooding, if the risk of fire is difficult to determine. The compositions according to the invention can also be pressurized s ~ es with inert gases such as nitrogen which allows increase their unloading speed.
They can also be used in tech-portable extinction nics.

:
-.
., r ~ 2 ~ 44038 - 3a -The following examples illustrate the invention.

EXENPLE8 1 ~ 3 we make perfluoropropane compositions (FC 218) and trifluoromethane (HFC 23) according to the reported proportions in table 1.
Extinguishing efficiency is measured by the so-called method Cup ~ urner described in the draft ISO / DIS 7075-1 standard.
The com ~ ustible liquid used ~ is ethanol.

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. ~

204 ~ 03 ~

The results are reported in Table 1.
. __ .CUP BURNER COMPOSITION
% by volume in EXAMPLE
HCF 23 FC 218 Measured Calculated *

100 0 16.1 1 56 44 10.1 12.9

2 35 65 9 11,4 2 35 65 9 11.4

3 26 74 8,6 10,8 0 100 _ 8,9 _ TA~LEAU 1 * Calculé en considérant que l'efficacit~ extinctrice de la composition est égale à l'addition de la contribution de chaque constituant.
La composition 3 pr~sente un phénomène de synergie vraie alors que les compositions 1 et 2 presentent un phénomène de pseudosynergie.

EXEMPLE8 4 et 5 On réalise des compositions de perfluoroéthane (FC 116) . et de trifluorométhane (HFC 23) selon les proportions reportées dans le tableau 2.
Les résultats sont reportes dans le tableau 2.

COMPOSITION CUP BURNER
~ en volume en %
EXEMPLE .
FC 116 HFC ~3 Mesuré Calculé*
100 O 10, 1 3 26 74 8.6 10.8 0 100 _ 8.9 _ TA ~ LEAU 1 * Calculated by considering that the extinguishing efficiency of the composition is equal to the addition of the contribution of each constituent.
Composition 3 presents a phenomenon of true synergy while compositions 1 and 2 exhibit a phenomenon of pseudosynergy.

EXAMPLE 8 4 and 5 Perfluoroethane compositions (FC 116) are produced . and trifluoromethane (HFC 23) according to the reported proportions in table 2.
The results are reported in Table 2.

COMPOSITION CUP BURNER
~ in volume in%
EXAMPLE.
FC 116 HFC ~ 3 Measured Calculated *
100 O 10, 1

4 86 14 9,3 11 _ ,, 5 57 43 10,8 12,7 0 100 16,1 TA~LEAU 2 .: , "
;
' ' ' , .

- 20~038 La composition 4 présente un phenomène de synergie vraie alors que la composition 5 présente un phenomène de pseudosy-nergie.

EXEMP~E~ 6 et 7 On realise des compositions de perfluoroethane (FC 116) et de 1,1,1,2-t~trafluoroéthane (HFC 134a) selon les proportions reportées dans le tableau 3.
Les résultats sont reportés dans le tableau 3.

COMPOSITION CUP BURNER
% en volume en S
EXEMPLE
FC 116 HFC 134a MesureCalculé*
I
100 O 10, 1 I _ 6 85 _ 15 9,6 10,6 7 66,6 33,4 9,7 11,1 _ . O 100 13 Les compositions 6 et 7 présentent un phénomène de syner-gie vraie.

' . 4 86 14 9.3 11 _ ,, 5 57 43 10.8 12.7 0 100 16.1 TA ~ LEAU 2 .:, "
;
'''' ,.

- 20 ~ 038 Composition 4 presents a phenomenon of true synergy while composition 5 presents a pseudosy-energy.

EXEMP ~ E ~ 6 and 7 We make perfluoroethane compositions (FC 116) and 1,1,1,2-t ~ trafluoroethane (HFC 134a) according to proportions shown in table 3.
The results are reported in Table 3.

COMPOSITION CUP BURNER
% by volume in S
EXAMPLE
FC 116 HFC 134a Measure Calculated *
I
100 O 10, 1 I _ 6 85 _ 15 9.6 10.6 7 66.6 33.4 9.7 11.1 _ . O 100 13 Compositions 6 and 7 exhibit a syner-true.

'' .

Claims

1. Use as an extinguishing agent of a composition characterized in that it comprises at least one perfluoroalkane of formula (I):
Ca F2a + b (I) where a is an integer ranging from 1 to 6, b being 2 or 0; and at least one hydrogen fluoride alkane formula (II):
Cn Hm Fp (II) where n is an integer ranging from 1 to 4, m and p are whole numbers at least 1, the sum (m +
p) is equal to 2n or 2n + 2 and the ratio? ranges from 0.25 to 1; excluding the azeotropic composition formed 63.2% by volume of perfluoropropane and 36.8% by volume 1,1,1,2-tetrafluoroethane.

2. Use according to claim 1, of a composition which comprises an amount of perfluoroalkane (s) of formula (I) at least equal to 10% by volume.

3. Use according to claim 2, of a composition which comprises an amount of perfluoroalkane (s) of formula (I) between 15% and 80% by volume.

4. Use according to claim 1, of a composition which comprises an amount of hydrogen fluoride alkane (s) of formula (II) at most equal to 90% by volume.

5. Use according to claim 4, of a composition which comprises an amount of hydrogen fluoride alkane (s) of formula (II) between 85% and 20% in volume.

6. Use according to claim 1, of a composition in which the perfluoroalkanes of formula (I) are perfluoroethane and / or perfluoropropane.

7. Use according to claim 1, of a composition in which the hydrogen fluorosalkanes formula (II) are trifluoromethane and / or 1,1,1,2-tetrafluoroethane.

8. Extinguishing composition, characterized in that that it consists of a mixture of a perfluoroalkane of formula (I):
Ca 2a + b (I) where a is an integer ranging from 1 to 6, b being 2 or 0; and a hydrogen fluoride alkane formula (II):
Cn Hm Fp (II) where n is an integer ranging from 1 to 4, m and p are whole numbers at least 1, the sum (m +
p) is equal to 2n or 2n + 2 and the ratio? ranges from 0.25 to 1; excluding the azeotropic composition formed 63.2% by volume of perfluoropropane and 36.8% by volume de1,1,1,2-tetrafluoroethane ..

9. Composition according to claim 8, characterized in that it comprises an amount of perfluoroalkane of formula (I) at least equal to 10% by volume.

10. Composition according to claim 9, characterized in that it comprises an amount of perfluoroalkane of formula (I) between 15% and 80% by volume.

11. Composition according to claim 8, characterized in that it comprises a quantity hydrogenofluoroalkane of formula (II) at most equal to 90%
in volume.

12. Composition according to claim 11, characterized in that it comprises a quantity hydrogenofluoroalkane of formula (II) between 85%
and 20% by volume.

13. Composition according to claim 8, in which the perfluoroalkanes of formula (I) are the perfluoroethane or perfluoropropane.

14. Composition according to claim 8, in which the hydrogenofluoroalkanes of formula (II) are the trifluoromethane or 1,1,1,2-tetrafluoroethane.