DE1546497C3

DE1546497C3 - Feuerlösch- und Schutzmittel für brennende und entflammbare Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE1546497C3
Application number: DE1546497A
Authority: DE
Inventors: Robert Niles Bashaw; Billy Gene Harper; Bernis Lynn Self
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1964-09-02
Filing date: 1965-08-31
Publication date: 1974-07-04
Also published as: GB1106603A; FR1443792A; DE1546497A1; US3407138A; DE1546497B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Feuerlösch- und Schutzmittel für brennende und entflammbare Flüssigkeiten auf der Basis eines wasserhaltigen organischen polymeren Gels.

Zur Verhinderung der Entstehung von Bränden und zur Bekämpfung von bereits aufgetretenen Bränden werden bekanntlich Schäume verwendet, die ein hohes Expansionsvermögen und gute Feuereindämmeigenschaften besitzen. Diese Schäume haben jedoch den Nachteil, daß sie rasch Wasser abgeben und sich so rasch verteilen und zersetzen, daß ihre Kühlleistung gering ist. Aus der französischen Patentschrift 1 307 121 ist bereits ein Feuerlöschmittel für Flüssigkeiten bekannt, das neben einem organischen öligen Stoff, der dem Löschwasser zugesetzt wird, ein gelbildendes organisches Polymerisat enthält. Das aus dieser Patentschrift bekannte Feuerlöschmittel hat jedoch den Nachteil, daß es ausschließlich aus flüchtigen Komponenten besteht, so daß die Wirksamkeit des bekannten Feuerlöschmittels auf Grund seiner Flüchtigkeit ebenfalls verhältnismäßig gering ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Feuerlöschmittel für Flüssigkeiten anzugeben, das die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweist und insbesondere eine bessere Löschwirkung beim Aufbringen auf brennende oder entflammbare Flüssigkeiten aufweist. '

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man als Gelbildner ein in Wasser unlösliches, quellbares Polymerisat mit einer hohen Gelkapazität und einer geringen Dichte verwendet, das in geliertem Zustand eine große Menge Wasser enthält und dennoch leicht genug ist, um auf der Oberfläche einer brennenden oder entflammbaren Flüssigkeit zu schwimmen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Feuerlösch- und Schutzmittel für brennende und entflammbare Flüssigkeiten auf der Basis eines wasserhaltigen organischen polymeren Gels, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Gelbildner ein in Wasser unlösliches, quellbares Polymerisat mit einer Gelkapazität von ä 20 aus der Gruppe der monovalenten kationischen Salze von Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polysulfoäthylacrylsäure und Polysulfoäthylmethacrylsäure, PoIyacrylamid und/oder Polymethacrylamid, der Acrylamid-Methacrylamid-MischpoIymerisate und der . Mischpolymerisate von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure im Gemisch mit Teilchen eines Stoffes mit einer Dichte < 1 g/cm³ aus der Gruppe Perlit, PoIymethylmethacrylat, expandiertem Graphit, Vermiculit, Harnstoff-Formaldehyd-Mikrokügelchen, hohlen Glaskügelchen, Urethanschaumstaub und geschäumten Polystyrolperlen, wobei die Stoffe mit einer Dichte < 1 g/cm³ mit einem die Haftung an das Gel bewirkenden Haftmittel überzogen sind, in einer solchen Menge enthält, daß das nach der Quellung mit Wasser gebildete Gel auf der Flüssigkeit schwimmt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die

Teilchen aus der' Substanz mit einer Dichte von < 1 g/cm³ mit einem Epoxyharz überzogen.

Mit dem Feuerlösch- und Schutzmittel der Erfindung ist es möglich, brennende oder entflammbare Flüssigkeiten in wirksamer Weise zu löschen bzw. gegen Entflammung zu schützen, wobei das erfindungsgemäße Schutzmittel nach dem Mischen mit Wasser eine geringere Dichte als die brennende oder entflammbare Flüssigkeit, d. h. eine Dichte von < 1 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,95 g/cm³ aufweist, so daß es auf der Oberfläche der brennenden oder entflammbaren Flüssigkeit schwimmt.

Beispiele für in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendbare, in Wasser unlösliche, quellbare und ein Gel bildende Polymerisate sind vernetzte monovalente kationische Salze von Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polysulfoäthylacrylsäure und Polysulfoäthylmethacrylsäure, vernetztes Polyacrylamid und/oder Polymethacrylamid, vernetzte Acrylamid-Methacrylamid-Mischpolymerisate und vernetzte Mischpolymerisate von Acrylsäure und/oder Metha-

crylsäure. .

Die oben genannten Polymerisate können nach verschiedenen, an sich bekannten Verfahren hergestellt werden. So können beispielsweise in Wasser unlösliche, quellbare Polyacrylatsalze durch chemische Vernetzung entsprechend den Angaben in der britischen Patentschrift 719 330 oder in der Weise hergestellt werden, daß man ein Gemisch aus einem einwertigen kationischen Salz der Acrylsäure und Wasser ausreichend lange einer ionisierenden Strahlung aussetzt, um die gewünschte Polymerisation und Vernetzung mindestens eines Teils des gemäß der USA.-Patcntschrift 3 090 736 hergestellten Polymerisats zu bewirken. Die Dosis der ionisierenden Strahlen sollte dabei mindestens 0,5 Megarad betragen. Typische Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare monovalente Kationen für die kationischen Salze sind Alkalimetalle sowie wasserlösliche Ammonium- und ammoniumähnliche Reste, die auf dem quaternären Stickstoffatom basieren. Andere Verfahren zur Herstellung vcrnetzter Polymerisate sind in der USA.-Patentschrift 2 810 716 beschrieben. Die erfindungsgemäß verwendbaren Acrylamidpolymerisate und -mischpolymerisate können sowohl mit Methylcnbisacrylamid als auch mit

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den in der genannten USA.-Patentschrift angegebenen Das erfindungsgemäße Feuerlösch- und Schutz-Stoffen als Vernetzungsmittel chemisch vernetzt wer- mittel wird in der Regel hergestellt durch Vermischen den. ' der Teilchen aus der Substanz mit einer Dichte von

Bei den in dem erfindungsgemäßen Feuerlösch- und < 1 g/cm³ mit dem gelbildenden Polymerisat und der

Schutzmittel in Mischung mit dem Polymerisat ver- 5 Zugabe einer ausreichenden Menge Wasser, so daß

wendbaren Teilchen mit einer Dichte von <1 g/cm³ ein Gel mit einer Dichte von <I g/cm³ erhalten wird,

handelt es sich um solche aus einer organischen oder Gegebenenfalls kann ein übliches oberflächenaktives

anorganischen, mit Wasser nicht reagierenden Sub- , Mittel zugesetzt werden, um das Dispergieren der

stanz aus der Gruppe Perlit, Polymethylmethacrylat, Substanz mit der geringen Dichte in dem Polymerisat

expandiertem Graphit, Vermiculit, Harnstoff-Formal- io zu erleichtern. Ferner wird bei der Herstellung des

dehyd, Glas, Urethanschaum und Polystyrol. Obwohl erfindungsgemäßen Feuerlösch- und Schutzmittels ein

diese Substanzen in der Regel nicht entflammbar sind, wasserunlösliches oder im wesentlichen wasserunlös-

können auch normalerweise entflammbare Substanzen, liches Harzmittel zugesetzt,, das die Teilchen aus der

wie z. B. expandierter oder poriger Graphit und ge- Substanz mit der geringen Dichte überzieht und da-

pulvertes harzhaltiges Polymethylmethacrylat, ver- 15 durch deren Haftung an dem gelbildenden Polymerisat

wendet werden, da die große Wassermenge in dem bewirkt. Die auf diese Weise erhaltene Zusammen-

erfindungsgemäßen Schutzgel genügt, um sie zu küh- setzung wird dann mit Wasser gemischt unter Bildung

len und die Flamme der brennenden Flüssigkeit zu eines Gels, das auf der Oberfläche der brennenden

löschen, bevor diese Stoffe entzündet werden. Beispiele oder entflammbaren Flüssigkeit schwimmt. Das Ge-

für derartige Substanzen mit einem geringen Gewicht 20 misch aus dem Haftmittel und der Substanz mit der

sind expandierte oder porige perlitische Materialien, geringen Dichte kann, aber auch dem mit Wasser

wie poriger Obsidianperlit, Pechstein, Vitrophyr, gelierten Polymerisat zugemischt werden.

Tachylit, Bimsstein, glasartiger Tuff und andere Mi- Die für das erfindungsgemäße Feuerlösch- und

neralien von glasartiger Natur, die wenigstens 1 %, Schutzmittel erforderliche Menge an in Wasser quell-

im allgemeinen etwa 2 bis etwa 6%, gebundenes Wasser 25 barem Polymerisat ist abhängig von der Gelkapazität

enthalten, wobei diese Mineralien vorzugsweise in und der Korngröße des Polymerisats. Die Gelkapazität

einer durch Erhitzen unter geeigneten Bedingungen wird dadurch bestimmt, faß man ein gegebenes Ge-

und unter Bildung von Zellpartikeln expandierten wicht trockener Polymerisatteilchen in einer größeren

Form vorliegen. als der zur vollständigen Quellung der Polymerisat-

Diese zellförmigen oder porigen Stoffe haben in 30 teilchen erforderlichen Menge Wasser dispergiert. der Regel eine Schüttdichte von 0,024, vorzugsweise Das freie Wasser wird dann von den Polymerisatvon 0,032 bis 0,16 g/cm³. Die Menge an dieser Sub- teilchen abgezogen und das Gewicht der gelierten stanz, die in dem erfindungsgemäßen Feuerlösch- und Harzteilchen bestimmt. Der Quotient aus dem GeSchutzmittel enthalten ist, hängt von ihrer Korngröße wicht der vollständig gelierten Teilchen und dem und Dichte ab. 35 Anfangsgewicht der trockenen Polymerisatteilchen ist

Als Haftmittel, mit dem die Teilchen aus der Sub- die Gelkapazität (vgl. deutsche Patentschrift 1 201 180).

stanz mit einer Dichte von <1 g/cm³ überzogen sind, Die für das erfindungsgemäße Feuerlösch- und

kann irgendein beliebiges, wasserunlösliches oder im Schutzmittel geeigneten wasserunlöslichen, in Wasser

wesentlichen wasserunlösliches Haftmittel in einer quelbaren Polymerisate haben eine Gelkapazität von

solchen Menge verwendet werden, die ausreicht, um 40 wenigstens 20, vorzugsweise von wenigstens 100.

die Teilchen aus der leichten Substanz zu überziehen Die Feuerlösch- und Schutzmittel der Erfindung

und dadurch die Haftung derselben an dem quell- werden verwendet, indem man sie auf die Oberfläche

baren Polymerisat zu bewirken. Die erforderliche einer brennenden oder brennbaren Flüssigkeit pumpt,

Menge des Haftmittels variiert in Abhängigkeit von auf der sie schwimmen. Sie löschen das Feuer sowohl

der Menge und Art des jeweils verwendeten Substanz 45 durch Temperaturverminderung, was durch Verdamp-

mit einer Dichte von < 1 g/cm³ sowie in Abhängigkeit fen des Wassers daraus erreicht wird, als auch durch

von der Art und Menge des verwendeten wasser- Ersticken der Flammen durch Ausschluß von Luft

unlöslichen, quellbaren Polymerisats und in Abhängig- oder sie schwimmen auf der Oberfläche der ent-

keit von der Art des verwendeten Haftmittels. Die flammbaren Flüssigkeit und verhindern so eine· Ent-

jeweils erforderliche Menge kann" jedoch durch ein- 50 flammung derselben.

fache Vorversuche in an sich bekannter Weise fest- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung,
gelegt werden.

Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Haft- Beispiel

mittel sind wasserunlösliche harzartige Polymerisate Grobgemahlener, poriger, verschäumter Perlit

wie Phenolaldehydharze, Alkydharze, wie Glycerin- 55 (1000 ml) mit einer Dichte von 0,08 g/cm³ wurde in

phthalatharze, Aminaldehydharze, z. B. Harnstoff- einem elektrischen Mischer mit einem Gemisch von

Formaldehydharze, diolefinische Harze, wie Poly- 10 g Epoxyharz (Bisphenol A-Epichlorhydrin), 1 g

butadienharze,. Cumaronindenharze. Vinyl- und Vi- Diäthylentriamin und genügend Methyläthylketon

nylidenhalogenpolymerisate, Styrolpolymerisate und (MÄK), um ein Gemisch von 50 ml Volumen herzu-

Mischpolymerisate von Styrol mit äthylenisch unge- 60 stellen, vermischt. Das MÄK verdampfte als das Harz

sättigten Monomeren, die mit Styrol mischpolymeri- polymerisierte.

sierbar sind, Acrylat- und Methacrylatpolymerisate, Nachdem die Perlitoberfläche klebrig war, wurden

Terpenpolymerisate und Epoxyharze. 0,5 g eines vernetzten Acrylamid-Kaliumacrylat-

Unter dem hier verwendeten Ausdruck »Gelkapazi- Mischpolymerisats mit einer Gelkapazität von 1000

tat« ist die Fähigkeit des erfingundsgemäß verwendeten 65 zugegeben, während das Vermischen fortgesetzt wurde. Polymerisats zur Bildung eines Gels entsprechend der Das Material wurde in einen Ofen gebracht und über

in der deutschen Patentschrift 1 201 180 angegebenen Nacht bei 100⁰C gehärtet. 10 g des erhaltenen granu-

Definition zu verstehen. lierten Materials wurden mit Wasser eine Minute lang

gemischt und dann in ein tariertes, konisches Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm gegossen. 28,2 g des gelierten Produkts wurden auf dem Sieb zurückgehalten. (Das Produkt hatte eine Dichte von 0,25 g/cm³.) Dieses Produkt schwamm leicht auf Kohlenwasserstoffen, wie Benzol, Kerosin, Gasolin. Durch dieses Obenaufschwimmen der gelierten Masse konnten diese Kohlenwasserstoffe nicht mit einem Streichholz angezündet werden. Wenn diese Kohlenwasserstoffe vor dem Aufbringen der gelierten Masse auf die Kohlenwasserstoffoberflächen angezündet wurden, so wurden die Flammen rasch gelöscht.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von 2 g des angegebenen Mischpolymerisats. Man erhielt ein geliertes Produkt mit einer Dichte von 0,5 g/cm³. Es schwamm auf Hexan und verhinderte dessen Entzündung.

Bei Verwendung von 3 g des Mischpolymerisats hatte das gelierte Produkt eine Dichte von 0,6 g/cm³. Die Ergebnisse waren etwa die gleichen bei Verwendung von 4,5 g Mischpolymerisat unter Erzielung eines gelierten Produkts mit einer Dichte von 0,8 g/cm³. Dieses Produkt sank in Hexan nach unten, was zeigt, daß die Grenze bei etwa 3 bis 4 g dieses Mischpolymerisats liegt, wenn Hexan vor Feuer geschützt werden soll. ,

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, wobei diesmal die Perlit-Polymerisat-Zusammensetzung vor dem Gelieren mit 0,7 g Natriumlaurylsulfat gemischt wurde. Dies hatte den Effekt, daß die Perlit-Polymerisatteilchen zusammengehalten wurden und auf der Oberfläche der entflammbaren Flüssigkeiten einen zusammenhängenderen Überzug ergaben.

Claims

Patentansprüche:

1. Feuerlösch- und Schutzmittel für brennende und entflammbare Flüssigkeiten auf der Basis eines wasserhaltigen organischen polymeren Gels, dadurch gekennzeichnet, daß es als Gelbildner ein in Wasser unlösliches, quellbares Polymerisat mit einer Gelkapazität δ 20 aus der Gruppe der monovalenten kationischen Salze von Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Polysulfoäthylacrylsäure und Polysulfoäthylmethacrylsäure, Polyacrylamid und/oder Polymethacrylamid, der Acrylamid-Methacrylamid-Mischpolymerisate und der Mischpolymerisate von Acrylsäure und/oder Methacrylsäure im Gemisch mit Teilchen eines Stoffes mit einer Dichte < 1 g/cm³ aus der Gruppe Perlit, Polymethylmethacrylat, expandiertem Graphit, Vermiculit, Harnstofformaldehyd-Mikrokügelchen, hohlen Glaskügelchen, Urethanschaumstaub und geschäumten Polystyrolperlen, wobei die Stoffe mit einer Dichte < 1 g/cm³ mit einem die Haftung an das Gel bewirkenden Haftmittel überzogen sind, in einer solchen Menge enthält, daß das nach der Quellung mit Wasser gebildete Gel auf der Flüssigkeit schwimmt.

2. Feuerlösch- und Schutzmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Haftmittel ein Epoxyharz enthält.