DE2559189C3 - Amphoteric compounds containing perfluoroalkylethylene thio groups - Google Patents
Amphoteric compounds containing perfluoroalkylethylene thio groupsInfo
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Description
R RjR Rj
I e/I e /
Rf-CH1CH1-S-CH-CON-R1-NHRf-CH 1 CH 1 -S-CH-CON-R 1 -NH
I \I \
CH2-COO0 R4 CH 2 -COO 0 R 4
worin Rj Perfluoralkyl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, R Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R2 lineares oder verzweigtes Alkylen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen ist und R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sind.where Rj is perfluoroalkyl having 6 to 12 carbon atoms, R is hydrogen or alkyl having 1 to 3 carbon atoms and R2 is linear or branched alkylene having 2 to 5 carbon atoms and R 3 and R 4 are independently hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms.
2. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie der Formel2. Compounds according to claim 1, characterized in that they of the formula
Rf-CH2CH2-S-CH-COO9 Rf-CH 2 CH 2 -S-CH-COO 9
CH2-CONH(CH2)jNH(CH3)2 undCH 2 -CONH (CH 2 ) jNH (CH 3 ) 2 and
Rf-CH2CH2-S-CH-CONH(CH2)jNH(CH,)2 CH2-COO9 R f -CH 2 CH 2 -S-CH-CONH (CH 2 ) j NH (CH,) 2 CH 2 -COO 9
JOJO
CH3 CH 3
CH3 CH 3
4040
entsprechen, worin Rf zu etwa 25% Perfluoralkyl mit 6 Kohlenstoffatomen, zu etwa 50% Perfluoralkyl mit 8 Kohlenstoffatomen und zu etwa 25% Perfluoralkyl mit 10 Kohlenstoffatomen ist.where Rf has about 25% perfluoroalkyl having 6 carbon atoms, about 50% perfluoroalkyl 8 carbon atoms and about 25% perfluoroalkyl of 10 carbon atoms.
3. Verbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie der Formel3. Compounds according to claim 1, characterized in that they of the formula
Rf-CH2CHr-S-CH-CON-CH2CH2NH(CHj)2 CHj-COO0 Rf-CH 2 CHR-S-CH-CON-CH 2 CH 2 NH (CHj) 2-COO CHj 0
entsprechen, worin Rf zu etwa 25% Perfluoralkyl mit 6 Kohlenstoffatomen, zu etwa 50% Perfluoralkyl mit 8 Kohlenstoffatomen und zu etwa 25% Perfluoralkyl mit 10 Kohlenstoffatomen ist.where Rf is about 25% perfluoroalkyl with 6 carbon atoms, about 50% perfluoroalkyl with 8 carbon atoms and about 25% perfluoroalkyl with 10 carbon atoms.
5050
5555
bObO
4. Verbindungen nach Anspruch gekennzeichnet, daß sie der Formel4. Compounds according to claim marked that they are of the formula
undand
1, dadurch1, thereby
CH3
CH3 CH 3
CH 3
R1-CH2CH2-S-CH-CON(CH1)JNH(CHj)1 R 1 -CH 2 CH 2 -S-CH-CON (CH 1 ) JNH (CHj) 1
CH2-COOe CH 2 -COO e
entsprechen, worin Rf zu etwa 25% Perfluoralkyl mit 6 Kohlenstoffatomen, zu etwa 50% Prrfluoralkyl mit 8 Kohlenstoffatomen und zu etwa 25% Perfluoralkyl mit 10 Kohlenstoffatomen ist where Rf is about 25% perfluoroalkyl of 6 carbon atoms, about 50% profluoroalkyl of 8 carbon atoms, and about 25% perfluoroalkyl of 10 carbon atoms
5. Verwendung der Verbindungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 4 in Feuerlöschmitteln.5. Use of the compounds according to Claims 1 to 4 in fire extinguishing agents.
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige, amphotere perfluoralkyläthylenthiogruppenhaltige Tenside, die als Netzmittel, Emulgatoren, Lösungsvermittler und/oder Dispergiermittel wirken können. Tenside hat man zwar aus vielen Verbindungsklassen hergestellt, doch sind in jüngerer Zeit Perfluoralkylgruppen (Rf) enthaltende Tenside bekanntgeworden. Rf-substituierte Tenside sind besonders wertvoll, da sie bekanntlich die Oberflächenspannung von Flüssigkeiten mehr als irgendein anderes Tensid vermindern. Beispielsweise kann man mit fluorierten Tensiden Oberflächenspannungen in Wasser von weniger als 17 dyn/cm erhalten, während nichtfluorierte Kohlenwasserstoffanaloge die Oberflächenspannung des Wassers nur auf etwa 30 dyn/cm vermindern. Aus diesem Grunde haben fluorierte Tenside in so verschiedenartigen Gebieten wie Emulsionspolymerisationen, selbstpolierenden Bohnerwachsen, der Galvanotechnik, Korrosionshemmstoffen, Anstrichmitteln und Feuerbekämpfungsmitteln Anwendung gefunden.The present invention relates to novel, amphoteric surfactants containing perfluoroalkylethylene thio groups which can act as wetting agents, emulsifiers, solubilizers and / or dispersants. Although surfactants have been produced from many classes of compounds, surfactants containing perfluoroalkyl groups (R f) have recently become known. Rf-substituted surfactants are particularly valuable because they are known to reduce the surface tension of liquids more than any other surfactant. For example, with fluorinated surfactants, surface tensions in water of less than 17 dynes / cm can be obtained, while non-fluorinated hydrocarbon analogues reduce the surface tension of the water to only about 30 dynes / cm. It is for this reason that fluorinated surfactants have found use in fields as diverse as emulsion polymerizations, self-polishing floor waxes, electroplating, corrosion inhibitors, paints and fire-fighting agents.
Verschiedene fluorierte, amphotere und kationaktive Tenside sind aus den US-Patentschriften 27 64 602, 35 55 089 und 36 81413 und den deutschen Offenlegungsschriften 2120868, 2127 232, 2165 057 und 23 15 326 bekanntgeworden. Obwohl die Verbindungen der vorliegenden Erfindung ebenfalls Rf-Gruppen enthalten, unterscheiden sie sich wesentlich von den in den genannten Patentpublikationen offenbarten Tensiden.Various fluorinated, amphoteric and cationic surfactants are disclosed in US Pat. No. 2,764,602, 35 55 089 and 36 81413 and the German Offenlegungsschriften 2120868, 2127 232, 2165 057 and 23 15 326 became known. Although the compounds of the present invention also have Rf groups contain, they differ significantly from the surfactants disclosed in the patent publications mentioned.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Tenside in Betracht kommende Zwischenprodukte sind in der US-Patentschrift 34 71 518, worin die Anlagerung von Rr-Alkylenthiolen an Maleinsäure und Maleinate beschrieben ist, und in der US-Patentschrift 37 06 787, worin die Anlagerungsprodukte von Rf-Thiolen an Dialkyl- und Monoalkylmaleinate beschrieben sind, angegeben. Die deutsche Offenlegungsschrift 22 19 642 offenbart Rf-Alkylenthiolanlagerungsprodukte mit Dialkylaminoalkylacrylaten und -methacrylaten; diese Verbindungen sind kationaktive Tenside und besitzen keinen 1,2-Dicarbonsäureanteil. Während alle fluorierten amphoteren Tenside des bisherigen Standes der Technik durch Quaternisierung eines entsprechendenIntermediate products which are suitable for the preparation of the surfactants according to the invention are described in US Pat US Pat. No. 3,471,518, which describes the addition of Rr -alkylenethiols to maleic acid and maleinates, and US Pat. No. 3,7 06,787, in which the addition products of Rf thiols with dialkyl and monoalkyl maleate are described, specified. The German Offenlegungsschrift 22 19 642 discloses Rf-alkylenethiol addition products with dialkylaminoalkyl acrylates and methacrylates; these compounds are cationic surfactants and have no 1,2-dicarboxylic acid. While all fluorinated amphoteric surfactants of the previous level of Technology by quaternizing a corresponding
tertiären Amins mit einem Alkylierungsmittel, w'e Laktonen, Sultonen oder halogenierten Säuren, synthetisiert werden, stellt man die erfindungsgemäßen amphoteren Tenside durch eine einfache Ringöffnungsreaktion ohne Verwendung von möglicherweise karzinogenen Alkylierungsmitteln her. Die erfindungsgemäßen Tenside sind hervorragende Netzmittel, besonders bei der kombinierten Anwendung mit anderen fluorierten und nicht-fluorierten Tensiden. Weiterhin lassen sie sich viel wirtschaftlicher und sicherer herstellen.tertiary amine are synthesized with an alkylating agent, w 'e lactones, sultones or halogenated acids, presents one amphoteric surfactants of the invention by a simple ring opening reaction without the use of potentially carcinogenic alkylating agents forth. The surfactants according to the invention are excellent wetting agents, especially when used in combination with other fluorinated and non-fluorinated surfactants. Furthermore, they can be produced much more economically and safely.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind amphotere Perfluoralkyläthylenthiogruppen enthaltende Verbindungen der FormelnThe present invention relates to amphoteric compounds of the formulas containing perfluoroalkylethylene thio groups
I */I * /
CH2-CON-R1-NlI (1)CH 2 -CON-R 1 -NlI (1)
I \I \
R R4 RR 4
R3 R 3
CH-COO6 CH-COO 6
CH-CON-R)-NHCH-CON-R) -NH
I \I \
R U4 RU 4
O)O)
beispielsweise in der US-Patentschrift 28 21 521, wo dasfor example in US Pat. No. 2,821,521, where the
melmel
CH—COOe CH — COO e
IlIl
genannt wird. Werden Polyamine der Formelis called. Become polyamines of the formula
CH3 CH 3
(2)(2)
CH2-COO0 R4 CH 2 -COO 0 R 4
worin Rf Perfluoralkyl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, R Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R2 lineares oder verzweigtes Alkylen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen ist und R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sind.wherein R f is perfluoroalkyl with 6 to 12 carbon atoms, R is hydrogen or alkyl with 1 to 3 carbon atoms and R 2 is linear or branched alkylene with 2 to 5 carbon atoms and R3 and R 4 are independently hydrogen or alkyl with 1 to 5 carbon atoms.
Rr ist bevorzugt geradkettiges Perfluoralkyl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen, wöbe; auch Verbindungsgemische, die die Homologen mit der angegebenen Kettenlänge enthalten, in Frage kommen. R ist vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Äthyl, R2 ist vorzugsweiseRr is preferably straight-chain perfluoroalkyl having 6 to 12 carbon atoms, wöbe; Mixtures of compounds which contain the homologues with the specified chain length are also suitable. R is preferably hydrogen, methyl or ethyl, R 2 is preferably
-CH2CH2- oder -CH2CH2CH2- ,-CH 2 CH 2 - or -CH 2 CH 2 CH 2 -,
während die bevorzugte Bedeutung von R3 und R4 jeweils Methyl oder Äthyl istwhile the preferred meanings of R 3 and R 4 are each methyl or ethyl
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ferner die Verwendung der Verbindungen der Formeln (1) und (2) in Feuerlöschmitteln.The present invention also relates to the use of the compounds of the formulas (1) and (2) in fire extinguishing agents.
Die Verbindungen der Formeln (1) und (2) liegen in Lösung in Form ihrer inneren Salze vor und stellen daher amphotere Tenside dar.The compounds of the formulas (1) and (2) are in solution in the form of their internal salts and represent therefore amphoteric surfactants.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen werden aus Maleinsäureanhydrid, Perfluoralkylgruppen enthaltenden Thiolen (Rf-Thiole) und einem Polyamin hergestellt. Typischerweise stellt man sie in zwei Stufen her: zuerst erfolgt die Umsetzung von Maleinsäureanhydrid mit einer äquimolaren Menge eines mindestens eine tertiäre Aminogruppe und mindestens eine weitere primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppe enthaltenden primären oder sekundären Amins unter Bildung eines intermediären ungesättigten Halbamids der FormelThe compounds according to the invention are prepared from maleic anhydride, thiols containing perfluoroalkyl groups (Rf-thiols) and a polyamine. They are typically produced in two stages: first, maleic anhydride is reacted with an equimolar amount of at least one tertiary amino group and at least one further primary, secondary or tertiary amino group containing primary or secondary amine to form one intermediate unsaturated hemiamide of the formula
worin R, R2, R3 und R4 die angegebenen Bedeutungen haben.wherein R, R 2 , R 3 and R 4 have the meanings given.
(4)(4)
oder ,„ NHCH2CH2N(CH3J2 or, "NHCH 2 CH 2 N (CH 3 J 2
CjH5 CjH 5
verwendet, so erfolgt Ringschluß des Zwischenproduktes unter Bildung einer Verbindung der Formelis used, the intermediate product is cyclized to form a compound of the formula
H3CH 3 C
CH3 CH 3
2COO8 2 COO 8
(5)(5)
CH3 (oder—C2H5)CH 3 (or —C 2 H 5 )
Es handelt sich hierbei um neue Verbindungen; ihre chemischen Konstitutionen wurden durch das Kernresonanzspektrum und die Abwesenheit aciden Wasserstoffes bestätigtThese are new connections; their chemical constitutions were confirmed by the nuclear magnetic resonance spectrum and the absence of acidic hydrogen
Statt das Zwischenprodukt aus tjrn Anhydrid durch Ringöffnung herzustellen, kann man andere Synthesewege beschreiten, wie z. B. die Umamidierung eines Maleinniederalkylhalbesters.Instead of the intermediate product from the anhydride To produce ring opening, you can use other synthetic routes, such as. B. the transamidation of a Male lower alkyl half ester.
Die Synthese der erfindungsgemäßen Tenside vervollständigt man in einer zweiten Reaktionsstufe, während der das perfluoralkylsubstituierte Thiol durch Basenkatalyse an die Doppelbindung des Zwischenproduktes angelagert wird. Diese Reaktion verläuft normalerweise bei Zimmertemperatur, außer wenn sich ein Zwischenprodukt des oben beschriebenen cyclischen Typs bildet; in diesem Fall findet die Anlagerung des Thiols nur bei Temperaturen von 85° C und darüber stattThe synthesis of the surfactants according to the invention is completed in a second reaction stage, during which the perfluoroalkyl-substituted thiol is attached to the double bond of the intermediate product by base catalysis. This reaction takes place normally at room temperature except when an intermediate of the cyclic type described above is formed; in this case the attachment takes place of the thiol only at temperatures of 85 ° C and above
Andererseits kann man den Syntheseweg umkehren und das Ri-Thiol durch Basenkatalyse oder einen Radikalmechanismus an Maleinsäureanhydrid oder dessen Niederalkylhalbester anlagern. Das Zwischenprodukt wird dann mit einem mindestens eine tertiäre Aminogruppe und mindestens eine weitere primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppe enthaltenden primären oder sekundären Amin umgesetzt, wobei man. das gewünschte Produkt erhält. Wegen der hohen Ausbeute und Reinheit des Produktes wird der erste Syntheseweg bevorzugtOn the other hand, you can reverse the synthetic route and the Ri-thiol by base catalysis or a Add radical mechanism to maleic anhydride or its lower alkyl half ester. The intermediate is then combined with at least one tertiary Amino group and at least one further primary, secondary or tertiary amino group containing primary or secondary amine implemented, whereby one. receives the desired product. Because of the high yield and purity of the product, it will be the first Synthesis route preferred
Die Monoamide kann man durch Umsetzung äquimolarer Mengen von Maleinsäureanhydrid mit einem Polyamin bei einer Temperatur unter 50° C in einem Lösungsmittel herstellen. In Frage kommenThe monoamides can be obtained by reacting equimolar amounts of maleic anhydride with a polyamine at a temperature below 50 ° C in a solvent. Come into question
lösungsmittel wie Methyläthylketon, Diäthylenglykoliimethyläther, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Perchloräthylen, 1,1,1-Trichloräthan, Dichlormethan, Dioxan, Dimethylsulfoxid und N-Methylpyrrolidon. Wie m kanadischen Patent 8 28 195 näher beschrieben, sind lie Amide in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und einem der genannten Lösungsmittel durch Zusatz des Anhydrids zur wäßrigen Lösung des Amins tierstellbar.solvents such as methyl ethyl ketone, diethylene glycol methyl ether, Dimethylformamide, tetrahydrofuran, perchlorethylene, 1,1,1-trichloroethane, dichloromethane, Dioxane, dimethyl sulfoxide and N-methylpyrrolidone. As Described in more detail in Canadian Patent 8 28 195, lie amides are in water or a mixture of water and one of the solvents mentioned by adding the anhydride to the aqueous solution of the amine animalable.
Die Anlagerung des Rf-substituierten Thiols an die Monoester und Monoamide wird in Lösung oder unverdünnt bei einer Temperatur zwischen 20 und IOOCC durchgeführt In Betracht kommende Lösungsmittel sind Alkohole wie Methanol, Äthanol, n-Propanol, Isopropanol, n- und Isobutanol, Amylalkohol, n-Hexanol, Cyclohexanol, Benzylalkohol; Äther wie Dimethyläther, Methyläthyläther, Diethylether, Di-npropyläther, Düsopropyläther, Methyl-n-butyläther, Äthyl-n-butyläther, Äthylenglykoldimethyläther, Divinyläther, Diallyläther, Tetrahydrofuran; Ketone wie Aceton, Methyläthylketon, Methyl-n-propylketon, Diäthylketon, Hexanon-(2). Hexanon-(3), Methyl-t-butylketon, Di-n-propylketon, Diisopropylketon, Diiscbdtylketon, Chloraceton, Diacetyl, Acetylaceton, Mesityloxid, Cyclohexanon; N-Methylpyrrolidon, Dimethylformamid, Acetonitril, Benzol, Chlorbenzol, Chloroform, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Dioxan, Nitrobenzol und Toluol. Man kann ferner Wasser oder ein Gemisch von Wasser und irgendeinem der vorhergehenden Lösungsmittel einsetzen.The addition of the Rf-substituted thiol to the monoesters and monoamides is carried out in solution or undiluted at a temperature between 20 and 100 ° C. Possible solvents are alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n- and isobutanol, amyl alcohol , n-hexanol, cyclohexanol, benzyl alcohol; Ethers such as dimethyl ether, methyl ethyl ether, diethyl ether, di-npropyl ether, diisopropyl ether, methyl n-butyl ether, ethyl n-butyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, divinyl ether, diallyl ether, tetrahydrofuran; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl n-propyl ketone, diethyl ketone, hexanone (2). Hexanone- (3), methyl-t-butyl ketone, di-n-propyl ketone, diisopropyl ketone, diisocyanate ketone, chloroacetone, diacetyl, acetylacetone, mesityl oxide, cyclohexanone; N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, acetonitrile, benzene, chlorobenzene, chloroform, methylene chloride, carbon tetrachloride, dioxane, nitrobenzene and toluene. It is also possible to use water or a mixture of water and any of the foregoing solvents.
Methanol, Äthanol, Isopropanol, Diäthylenglykolmonomethyläther ode Diäthylenglykolmethylbutyläther sowie Wasser enthaltende Lösungsmittelgemische werden bevorzugt Da die Maleinsäuremonoamide bereits eine Aminogruppe enthalten, entfällt der Zusatz weiteren Amins als Katalysator für die Thioanlagerung.Methanol, ethanol, isopropanol, diethylene glycol monomethyl ether ode diethylene glycol methylbutyl ether and solvent mixtures containing water preferred as the maleic acid monoamides already contain an amino group, there is no need to add any further amine as a catalyst for thioan addition.
Die so erhaltenen erfindungsgemäßen Tenside sind in Wasser oder Wasser/Hilfslösungsmittelgemischen ohne weiteres löslich, und die Lösungen sind im wesentlichen neutral. In verdünnter wäßriger Lösung bilden die tertiären A minoalkylmonoester und -monoamide polymere Aggregate, die sehr hohe Viskositäten aufweisen; diese gelartigen Lösungen lassen sich durch Zusatz eines Hilfslösungsmittels wie Butylcarbitol oder eines nicht-ionogenen Hilfstensides wie eines äthoxylierten Alkylphenols leicht aufbrechen.The surfactants according to the invention obtained in this way are without water or water / cosolvent mixtures further soluble, and the solutions are essentially neutral. In dilute aqueous solution they form tertiary aminoalkyl monoesters and monoamides polymeric aggregates which have very high viscosities; These gel-like solutions can be by adding an auxiliary solvent such as butyl carbitol or a Easily break up non-ionic auxiliary surfactants such as an ethoxylated alkylphenol.
Die zur Herstellung der erfindufigsgemäßen Verbindungen verwendeten Amine können durch die FormelFor the preparation of the compounds according to the invention Amines used can be given by the formula
HN-R3-NHN-R 3 -N
(6)(6)
worin R, R2, R3 und R* die angegebenen Bedeutungen
haben, dargestellt werden.
Im einzelnen seien die folgenden Amine genannt:wherein R, R 2 , R3 and R * have the meanings given, are represented.
The following amines are specifically mentioned:
NH2(CH2J2N(CHj)2 NH 2 (CH 2 J 2 N (CHj) 2
NH2(CH2)2N(C4H9)2 NH 2 (CH 2 ) 2 N (C 4 H 9 ) 2
CH3NH(CH2)2N(CH3)2CH 3 NH (CH 2 ) 2 N (CH 3 ) 2
NH(CH)(CONH (CH) (CO
NH2(CHj)4N(C2Hs)2 NH 2 (CHj) 4 N (C 2 Hs) 2
NH2(CH2)SN(C2H5J2 NH 2 (CH 2 ) SN (C 2 H 5 I 2
NH2(CHj)2N(C2Hs)2 NH 2 (CHj) 2 N (C 2 Hs) 2
NH2(CHj)3N(CH3J2 NH 2 (CHj) 3 N (CH 3 J 2
CH3NH(CH2)^N(C2Hs)2 CH 3 NH (CH 2 ) ^ N (C 2 Hs) 2
NH2(CHj)JN(C4H,)*NH 2 (CHj) JN (C 4 H,) *
CH3NH(CH2J4N(CHj)2
NH2(CH3J2N(C3H7J2
NH2(CH2J3N(C2Hs)2
C2HsNH(CH2J2N(C2Hs)2
NH2(CHj)4N(CH3)J
NH2(CHj)5N(CH3)J
CH2NH(CH2)3N(CH3)2
H2NCH2CH2CH^N HCH3
H2NCH2CH2NHCH3
in H1NCH2CH2CH2NH2 CH 3 NH (CH 2 J 4 N (CHj) 2
NH 2 (CH 3 J 2 N (C 3 H 7 I 2
NH 2 (CH 2 J 3 N (C 2 Hs) 2
C 2 HsNH (CH 2 J 2 N (C 2 Hs) 2
NH 2 (CHj) 4 N (CH 3) J
NH 2 (CHj) 5 N (CH 3) J
CH 2 NH (CH 2 ) 3 N (CH 3 ) 2
H 2 NCH 2 CH 2 CH ^ N HCH 3
H 2 NCH 2 CH 2 NHCH 3
in H 1 NCH 2 CH 2 CH 2 NH 2
H2NCH2CH2NH2 H 2 NCH 2 CH 2 NH 2
Die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen eingesetzten Perfluoralkylthiole sind der Fachwelt wohlbekannt Beispielsweise sind Thiole der Formel RfRi-SH in den US-Patentschriften 28 94 991, 29 61 470, 29 65 677, 30 88 849, 31 72 190, 35 44 663 und 36 55 732 beschrieben.The perfluoroalkylthiols used in the preparation of the compounds according to the invention are Well known to those skilled in the art. For example, thiols of the formula RfRi-SH are disclosed in U.S. Patents 2,894,991, 29 61 470, 29 65 677, 30 88 849, 31 72 190, 35 44 663 and 36 55 732.
So offenbart die US-Patentschrift 36 55 732 Merkaptane der FormelFor example, US Pat. No. 3,655,732 discloses mercaptans of the formula
Rr-P1-SH (7)Rr-P 1 -SH (7)
worin R, Alkylen mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen und Rr Perfluoralkyl ist und beschreibt außerdem Halogenide der Formel Rf— Ri — Hai. Die Umsetzung von RfJ mitwherein R, alkylene having 1 to 16 carbon atoms and Rr Perfluoroalkyl is and also describes halides of the formula Rf - Ri - Hai. Implementation of RfJ with
Äthylen unter radikalischen Bedingungen ergibt Af(CH2CH2)J, während die Umsetzung von RrCH2J mit Äthylen RfCH2(CH2CH2)J ergibt, was z.B. aus den US-Patentschriften 30 88 849, 31 45 222, 29 65 659 und 29 72 638 bekannt ist.Ethylene under free-radical conditions gives Af (CH 2 CH 2 ) J, while the reaction of RrCH 2 J with ethylene gives RfCH 2 (CH 2 CH 2 ) J, as disclosed, for example, in US Pat. No. 3,088,849, 3,145,222,29 65 659 and 29 72 638 is known.
Die US-Patentschrift 36 55 732 offenbart ferner Verbindungen der FormelU.S. Patent 3,655,732 also discloses compounds of the formula
Rf-R'-X-R"-SHR f -R'-XR "-SH
worin R' und R" Alkylen mit 1 bis 16 Kohlenstoff a tomen bedeuten, wobei die Summe der Kohlenstoffatome in R' und R" 25 nicht übersteigt; Rf ist Perfluoralkyl mit 4 bis 14 Kohlenstoffatomen und X ist -S- oder -NR'", wobei R'" Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen istwherein R 'and R "mean alkylene having 1 to 16 carbon atoms, the sum of the carbon atoms in R 'and R "does not exceed 25; Rf is perfluoroalkyl of 4 to 14 carbon atoms and X is -S- or -NR'", where R '"is hydrogen or alkyl of 1 to 4 carbon atoms
Die US-Patentschrift 35 44 663 beschreibt die Herstellung von Merkaptanen der FormelUS Pat. No. 3,544,663 describes the manufacture of mercaptans of the formula
R1CH2CH2-SHR 1 CH 2 CH 2 -SH
worin Rf Perfluoralkyl mit 5 bis 13 Kohlenstoffatomen
ist, durch Umsetzung des entsprechenden Perfluoralkylenjodids
mit Thioharnstoff oder durch Anlagerung von H2S an ein perfluoralkylsubstituiertes, seinerseits
durch Dehydrohalogenierung des Halogenids Rf- CH2CH2 - Hai erhaltenes Äthylen Rf- CH = CH2.
Die Umsetzung des Jodids Rr-Ri-J mit Thioharnstoff
mit nachfolgender Hydrolyse zum Merkaptan RfR) — SH stellt de« bevorzugten Syntheseweg dar. Die
Reaktion ist sowohl auf lineare als auch auf verzwei^tkettige Jodide anwendbar.where Rf is perfluoroalkyl with 5 to 13 carbon atoms, by reaction of the corresponding perfluoroalkylene iodide with thiourea or by addition of H 2 S to a perfluoroalkyl-substituted ethylene R f - CH 2 CH 2 - Halide obtained by dehydrohalogenation of the halide R f - CH = CH 2 .
The reaction of the iodide Rr-Ri-J with thiourea with subsequent hydrolysis to the mercaptan RfR) - SH is the preferred synthetic route. The reaction can be used for linear as well as branched chain iodides.
D'.e folgenden Rf-Thiole sind aus RfCH2CH2J und
Thioharnstoff in sehr hoher Ausbeute herstellbar.
C6Fi3CH2CHzSH,
C8Fi7CH2CH2SH,The following R f thiols can be prepared from RfCH 2 CH 2 J and thiourea in very high yield.
C 6 Fi 3 CH 2 CHzSH,
C 8 Fi 7 CH 2 CH 2 SH,
C10F21CH2CH2SH,C10F21CH2CH2SH,
Ci2F25CH2CH2SH,Ci 2 F 25 CH 2 CH 2 SH,
wobei die Ce-, CV und Qo-Homologen sowie deren Gemische besonders bevorzugt sind,where the Ce, CV and Qo homologues as well as their Mixtures are particularly preferred,
Ein besonderer Vorteil der erfindungs6'emäßen Verbindungen besteht darin, daß sie ohne den SchrittA particular advantage of the inventive 6 'em connections is that they can be used without the step
f,i einer die Verwendung von karzinogenen Alkylierungsmitteln wie ß-Laktonen und Propansultonen erfordernden, speziellen Quaternierungsreaktion hergestellte, amphotere Tenside sind. Bei vorbekannten amphoterenf, i one the use of carcinogenic alkylating agents such as ß-lactones and propane sultones, which require special quaternization reactions, are amphoteric surfactants. With previously known amphoteric
Tensiden ist ein solcher Quaternierungsschritt nolwcndig. Such a quaternization step is necessary for surfactants.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind wirksame Tenside und können daher für alle Tenside erfordernde Anwendungen eingesetzt werden, vorzugsweise als Netzmittel in Beschichtungen, Wachsen, Emulsionen und Anstrichmitteln. Ein besonderer Vorteil dieser Tenside ist ihre niedrige Toxizitäl für im Wasser lebende Organismen. Im Gemisch mit weiteren nicht-fluorierten Tensiden stellen sie besonders wertvolle Feuerbekämpfungsmittel dar. Derartige Gemische besitzen überlegene Eigenschaften bei der Bekämpfung von Feuern, die durch Kohlenwasserstoffe verursacht worden sind.The compounds according to the invention are effective surfactants and can therefore be used for all surfactants Applications are used, preferably as a wetting agent in coatings, waxes, emulsions and paints. A particular advantage of these surfactants is their low toxicity in water living organisms. They are particularly valuable when mixed with other non-fluorinated surfactants Fire-fighting agents. Such mixtures have superior properties in fighting of fires caused by hydrocarbons.
Es ist weiterhin bekannt, daß man mit Gemischen verschiedener Typen von Rr-Tensiden. wie beispielsweise nicht-ionogenen und anionaktiven RcTensiden, iür sich oder zusammen mit üblichen Kohlenwasserstoff-HilUtpnsiden synergistische Oberflächenspannungseffekte erzielt (Bernett und Zisnian. |. Phys. Chem. 65,448, [1961]).It is also known that mixtures of different types of Rr surfactants. such as non-ionic and anionic surfactants, iur itself or together with common hydrocarbon auxiliaries synergistic surface tension effects achieved (Bernett and Zisnian. |. Phys. Chem. 65,448, [1961]).
Ferner ist aus der US-Patentschrift 32 58 423 die Verwendung wäßriger Lösungen bestimmter Rf-Tenside oder Rf-Tensidgemische für sich oder zusammen mit Lösungsmitteln und weiteren Zusätzen als wirksame Feuerbekämpfungsmittel bekannt. Weitere, verschiedene Rf-Tensidsysteme enthaltende Feuerbekämpfungsmittel sind z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift 23 15 326 und der US-Patentschrift 37 72 195 beschrieben. Furthermore, from US Pat. No. 3,258,423, the use of aqueous solutions of certain R f surfactants or Rf surfactant mixtures by themselves or together with solvents and other additives as effective fire-fighting agents is known. Other fire-fighting agents containing various Rf surfactant systems are e.g. B. in German Offenlegungsschrift 23 15 326 and US Pat. No. 3,772,195.
Rf-Tenside enthaltende Feuerbekämpfungsmittel wirken in zwei Richtungen:Fire-fighting agents containing rf surfactants work in two directions:
a) In der Form von Schäumen verwendet man sie als primäre Feuerbekämpfungsmittel;a) In the form of foams, they are used as primary fire fighting agents;
b) als Mittel, die die Verdampfung unterdrücken, verhindern sie eine Neuzündung von Brennstoffen und Lösungsmitteln.b) as a means of suppressing evaporation, they prevent fuel from reigniting and solvents.
Gerade diese zweite Eigenschaft gibt den fluorchemischen Feuerbekämpfungsmitteln ihre große Überlegenheit über alle anderen bekannten Feuerbekämpfungsmittel. It is precisely this second property that gives fluorochemical fire-fighting agents their great superiority over all other known fire fighting agents.
Solche Rf-Tensidfeuerbekämpfungsmittel sind allgemein ais AFFF (d. h. Aqueous Film Forming Foams [Wäßrige filmbildende Schäume]) bekannt. Die Wirkung der AFFF-Mittel kommt dadurch zustande, daß die Rf-Tenside die Oberflächenspannung wäßriger Lösungen soweit erniedrigen, daß die Lösungen unpolare und mit Wasser nicht mischbare Lösungsmittel benetzen und sich darauf ausbreiten, obwohl derartige Lösungsmittel leichter als Wasser sind; sie bilden eine Sperre für Brennstoff- oder Lösungsmitteldampf, wodurch die Flammen schnell gelöscht und Neuzündung und Wiederentflammung verhindert werden. Das zur Erzielung einer spontanen Spreitung von zwei nicht mischbaren Phasen notwendige Kriterium ist von Harkins et al, J. Am. Chem. 44, 2665 (1922) angegeben worden. Das Maß für die Neigung zu spontaner Spreitung wird wie folgt durch den Spreitungskoeffizienten (SK) definiert:Such RF surfactant fire fighting agents are common known as AFFF (i.e., Aqueous Film Forming Foams). The effect the AFFF agent comes about because the Rf surfactants reduce the surface tension of aqueous solutions lower it so that the solutions wet non-polar and water-immiscible solvents and spread on it, although such solvents are lighter than water; they form a lock on Fuel or solvent vapor, which quickly extinguishes the flames and reignites them Re-ignition can be prevented. Not that to achieve a spontaneous spread of two miscible phases necessary criterion is from Harkins et al, J. Am. Chem. 44, 2665 (1922) been. The measure of the tendency to spontaneous spreading is given by the spreading coefficient as follows (SK) defines:
SK=ya -yb-yg
wobei SK = ya -yb-yg
whereby
SK = Spreitungskoeffizient SK = spreading coefficient
ya = Oberflächenspannung der unteren flüssigen ya = surface tension of the lower liquid
Phase
yb = Oberflächenspannung der oberen wäßrigen Phasephase
yb = surface tension of the upper aqueous phase
yg - Grenzflächenspannung zwischen der wäßrigen oberen und der unteren flüssigen Phase yg - interfacial tension between the aqueous upper and lower liquid phase
Bei positivem SK sollte sich die Tensidlösung spreiten und Filmbildung eintreten. Je höher der SK, um so größer ist die Spreitungsneigung. Dies erfordert die kleinstmögliche wäßrige Oberflächenspannung und die niedrigste Grenzflächenspannung, wie man sie mit Gemischen aus einem oder mehreren bestimmten Rf-Tensiden und üblichen Kohlenwasserstofftensidgemischen erzielt.If the SK is positive, the surfactant solution should spread and film formation should occur. The higher the SK, the greater the tendency to spread. This requires the lowest possible aqueous surface tension and the lowest possible interfacial tension, as achieved with mixtures of one or more specific Rf surfactants and conventional hydrocarbon surfactant mixtures.
Handelsübliche AFFF-Mittel werden heutzutage vornehmlich in sogenannten 6°/o- und 3%-Dosiersystemen verwendet. 6% bedeutet, daß man 6 Teile eines AFFF-Mittels und 94 Teile Wasser (Süß-, Meer- oder Brackwasser) vermischt oder dosiert und am jeweiligen Bedarfsort mittels üblicher Schaumerzeugungsgeräte zur Anwendung bringt. In ähnlicher Weise mischt man ein AFFF-Mittel zur 3%-Dosierung derart, daß 3 Teile dieses Mittels und 97 Teile Wasser vermischt und zur Anwendung gebracht werden.Nowadays, commercially available AFFF agents are mainly used in so-called 6% and 3% dosing systems used. 6% means that 6 parts of an AFFF agent and 94 parts of water (fresh, sea or Brackish water) mixed or dosed and at the respective place of need by means of conventional foam generation devices applies. Similarly, mix AFFF at 3% dosage so that 3 parts this agent and 97 parts of water are mixed and applied.
Zur Zeit werden AFFF-Mittel überall dort eingesetzt, wo die Gefahr von Brennstoff- oder Lösungsmittelfeuern besteht und besonders wo kostspielige Einrichtungen zu schützen sind. Man kann sie auf vielseitige Art zur Anwendung bringen, allgemein unter Verwendung der üblichen tragbaren Schaumdüsen an handgehaltenen Schläuchen, jedoch auch nach anderen Methoden wie mit Schwingturmschaumdüsen. Tauchspritzgeräten (Petroleumtanklager), ortsfesten nicht-ansaugenden Regnersystemen (chemische Betriebszonen, Raffinerien), Unterflügel- und Hangardeckenüberflutungssystemen, in der Leitung eingebauten Dosiersystemen (Induktionsdosiergeräte), oder aerosolartigen Abgabegeräten, wie man sie im Hause oder in Fahrzeugen anwenden würde. AFFF-Mittel werden als Feuererstikkungsmittel für Feuer der Klasse A wie Holz-. Textilstoff-, Papier-, Gummi- oder Kunststoffeuer oder Feuer der Klasse B wie brennbare Lösungsmittel-, Benzin-, Gas- oder Fettfeuer, besonders die letzteren, empfohlen. Bei richtiger Anwendung, für sich oder zusammen mit chemischen Trockenlöschmitteln (Doppelsystemen), erzeugen sie einen Dämpfe abdeckenden Schaum mit erstaunlich schützender Wirkung.AFFF funds are currently used wherever there is a risk of fuel or solvent fires exists and especially where expensive facilities need to be protected. There are many ways to do it apply, generally hand-held using the usual portable foam nozzles Hoses, but also using other methods such as rocking tower foam nozzles. Immersion sprayers (Petroleum tank farms), stationary non-aspirating sprinkler systems (chemical operating zones, refineries), Under wing and hangar ceiling flooding systems, dosing systems built into the pipe (Induction dosing devices), or aerosol-type dispensing devices such as those found in the home or in vehicles would apply. AFFF agents are used as fire extinguishers for class A fires such as wood. Textile, paper, rubber or plastic fire or class B fire such as flammable solvent, Petrol, gas or grease fires, especially the latter, are recommended. When used correctly, for yourself or together with chemical dry extinguishing agents (double systems), they create a vapors covering Foam with a surprisingly protective effect.
Allgemein haben AFFF-Mittel bei der Bekämpfung von Brennstoffeuern ein neues Richtmaß aufgestellt und übertreffen bei weitem die Leistung irgendwelcher früher verwendeter Proteinschäume. Jedoch erfüllt die Leistung der heutigen handelsüblichen AFFF-Mitte! noch nicht die letzten von der Industrie gestellten Forderungen. Der sehr hohe Preis der AFFF-Mittel beschränkt die breitere Anwendung, und es ist daher dringend notwendig, wirksamere AFFF-Mittel, die zur Erzielung der gleichen Wirkung weniger Fluorchemikalien benötigen, zu entwickeln. Weiterhin ist es unumgänglich, die Nebenwirkungen der gegenwärtig verfügbaren AFFF-Mittel zu verbessern. Neue AFFF-Mittel sollten möglichst die folgenden Eigenschaften haben bzw. Bedingungen erfüllen:In general, AFFF funds have set a new benchmark in the fight against fuel fires far outperform any previously used protein foams. However, the Performance of today's commercially available AFFF center! not the last ones from the industry Requirements. The very high price of the AFFF funds limits its wider application, and it is therefore There is an urgent need for more effective AFFF agents that use fewer fluorochemicals to achieve the same effect need to develop. Furthermore, it is imperative to understand the side effects of the present improve the available AFFF funding. New AFFF funds should ideally have the following properties have or meet conditions:
a) Niedriger Toxizitätsgrad. Die Vergiftung von Fischen ist ein sehr wesentlicher Punkt fiberall dort, wo AFFF-Mittel in größeren Mengen abgegeben werden und wo die Möglichkeit der Kontaminierung von Vorflutern (Flüsse und Seen) durch solche Mittel besteht; dies ist ein wichtiges Problem in Prüfständen, wo AFFF-Mittel oft angewandt werden.a) Low toxicity level. Fish poisoning is a very important point everywhere where AFFF funds are dispensed in large quantities and where there is the possibility of contamination of receiving waters (rivers and lakes) by such means; this is a major problem in Test benches where AFFF funds are often used.
b) Geringer chemischer Sauerstoffbedarf (COD) undb) Low chemical oxygen demand (COD) and
gute biologische Abbaubarkeit (um die Aktivität von Mikroorganismen in biologischen Reinigungssystemen nicht zu behindern).good biodegradability (to reduce the activity of microorganisms in biological cleaning systems not to hinder).
c) Verminderte korrosive Eigenschaften, so daß sie in Leichtbehältern aus Aluminium und nicht in solchen aus schweren korrosionsfreien Legierungen verwendet werden können.c) Reduced corrosive properties, so that they can be used in lightweight containers made of aluminum and not in those made from heavy, corrosion-free alloys can be used.
d) Verbesserte langfristige Lagerstabilität.d) Improved long-term storage stability.
e) Gute Verträglichkeitseigenschaften mit üblichen chemischen Trockenlöschmitteln.e) Good compatibility properties with common chemical dry extinguishing agents.
f) Verbesserte Abdichtung von Dämpfen und verbesserte Dichtungsgeschwindigkeii, und insbesonderef) Improved sealing of vapors and improved sealing speeds, and in particular
g) eine so hohe Leistungsfähigkeit, daß sie die Anwendung der ATFF-MiHeI in 1%-Dosiersvstemen oder darunter anstelle der Verwendung von 3- und 6°/o-Dosiersystemen ermöglichen wurden.g) such a high efficiency that the application of the ATFF-MiHeI in 1% -Dosiersvstemen or below in place of the use of 3 and 6% dosing systems.
Dies bedeutet, daß 1 Teil eines AFFF Mittels mit 99 Teilen Wasser vermischt oder verdünnt werden kann. Die Bedeutung derartiger hochleistungsfähiger Konzentrate iiegt darin, daß die Luget ueuüi misse für die AFFF-Mittel stark vermindert würden, oder, im Fall, wo Lagerinstallationen bestehen, die Kapazität für verfügbares Feuerbekämpfungsmittel stark erhöht würde. AFFF-Mittel für 1%-Dosiersysteme sind daher von großer Wichtigkeit überall dort, wo die Lagerkapazität beschränkt ist. wie auf küstennahen Ölbohrtürmen. küstennahen Kernkraftwerken oder städtischen Feuerwehrfahrzeugen. Die heute von einem AFFF-Mittel erwartete Leistung ist in den meisten Ländern offiziell festgelegt (beispielsweise U.S. Navy Military Specification MIL-F-24 385 mit späteren Ergänzungen).This means that 1 part of an AFFF agent can be mixed or diluted with 99 parts of water. The importance of such high-performance concentrates lies in the fact that the Luget ueuüi misse for the AFFF funding would be greatly diminished, or, in the case where Storage facilities exist that would greatly increase the capacity for available fire fighting equipment. AFFF agents for 1% dosing systems are therefore from of great importance wherever storage capacity is limited. like on offshore oil rigs. coastal nuclear power plants or urban fire engines. The one today from an AFFF agent expected performance is officially set in most countries (e.g. U.S. Navy Military Specification MIL-F-24 385 with later additions).
Die beschriebenen neuartigen erfindungsgemäßen AFFF-Mittel sind, verglichen mit den heutigen AFFF-Mitteln, nicht nur in Hinsicht auf die primären Leistungsmerkmale überlegen, wie der benötigten Zeit, um das Feuer unter Kontrolle zu bringen, der Löschzeit und des Wiederentflammwiderstancies. sondern zusätzlich ermöglichen sie wegen ihrer sehr hohen Wirksamkeit auch eine Anwendung in 1%-Dosiersystemen. Weiterhin bieten sie vom Standpunkt der Ökologie und Wirtschaftlichkeit wünschenswerte Nebeneigenschaften. The novel AFFF agents according to the invention described are, compared with today's AFFF agents, not only consider the primary performance characteristics, such as the time required, to bring the fire under control, the extinguishing time and the re-ignition resistance. but additionally Due to their very high effectiveness, they also enable use in 1% dosing systems. Furthermore, they offer desirable secondary properties from the standpoint of ecology and economy.
Wäßrige filmbildende Konzentrate zur Feuerlösung oder -verhütung durch Unterdrückung der Verdampfung brennbarer Flüssigkeiten bestehen nun zum Beispiel ausAqueous film-forming concentrates for dissolving or preventing fire by suppressing evaporation flammable liquids now consist of, for example
(A) 0,5 bis 25 Gewichtsprozent einer fluorierten Verbindung (Tensid) der Formeln (1) und (2).(A) 0.5 to 25 percent by weight of a fluorinated compound (surfactant) of the formulas (1) and (2).
(B) 0.1 bis 5 Gewichtsprozent eines anionaktiven fluorierten Tensides,(B) 0.1 to 5 percent by weight of an anionic fluorinated surfactant,
(C) 0,1 bis 25 Gewichtsprozent eines ionogenen fluorfreien Tensides, (C) 0.1 to 25 percent by weight of an ionic fluorine-free surfactant,
(D) 0,1 bis 40 Gewichtsprozent eines nicht-ionogenen fluorfreien Tensides, (D) 0.1 to 40 percent by weight of a non-ionic fluorine-free surfactant,
(E) 0 bis 70 Gewichtsprozent Lösungsmittel und(E) 0 to 70 weight percent solvent and
(F) Wasser, um den Rest auf 100% aufzufüllen.(F) water to make up the rest to 100%.
Um wirksame Zusammensetzungen zu bilden, muß ein Gemisch der verschiedenen Tenside Oberflächenspannungen von weniger als etwa 26 dyn/cm erreichen. Jede Komponente (A) bis (E) kann aus einer bestimmten Verbindung oder aus einem Gemisch von Verbindungen bestehen.In order to form effective compositions, a mixture of the various surfactants must achieve surface tensions of less than about 26 dynes / cm. Each component (A) to (E) can be composed of a specific compound or of a mixture of compounds exist.
Die obige Zusammensetzung stellt ein Konzentrat dar, welches bei Verdünnung mit Wasser durch Bildung eines Schaumes, der sich als zäher Film auf der Oberfläche der brennbaren Flüssigkeit ablagert, deren weitere Verdampfung verhindert und so das Feuer löscht eine hochwirksame Formulierung zur Feuerbe-The above composition is a concentrate which when diluted with water by formation a foam that forms a tough film on the Surface of the flammable liquid is deposited, which prevents further evaporation and thus the fire extinguishes a highly effective formulation for fire protection
kämpfung bildet.fighting educates.
Sie stellt ein bevorzugtes Feuerlöschmittel für Feuer von brennbaren Lösungsmitteln dar, insbesondere von Feuern von Kohlenwasserstoffen und polaren Lösungsmitteln geringer Wasserlöslichkeit, beispielsweise für Kohlenwasserstoffbrennstoffe wie Benzin, Heptan, Toluol, Hexan, Flugzeugbrennstoff, VMP-Naphtha. Cyclohexan, Terpentin und Benzol; polare Lösungsmittel geringer Wasserlöslichkeit wie Butylacetat, Methylisobutylketon, Butanol und Äthylacetat und polare Lösungsmittel hoher Wasserlöslichkeit wie Methanol, Aceton, Isopropanol, Methylethylketon. Äthylcellosolve u. ä.It is a preferred fire extinguishing agent for fires from flammable solvents, especially from Firing hydrocarbons and polar solvents of low water solubility, for example for Hydrocarbon fuels such as gasoline, heptane, toluene, hexane, aircraft fuel, VMP naphtha. Cyclohexane, turpentine and benzene; polar solvents of low water solubility such as butyl acetate, methyl isobutyl ketone, Butanol and ethyl acetate and polar solvents with high water solubility such as methanol, Acetone, isopropanol, methyl ethyl ketone. Ethyl cellosolve and the like
Man kann sie gleichzeitig oder nacheinander zusammen mit flammenunterdrückenden chemischen Trockenpulvern wie Natrium- oder Kaliumbicarbonat. Ammoniumdihydrogenphosphat, CU2-Gas unter Druck oder Purple K (vgl. im folgenden) oder auch in sogenannten Doppelmittelsystemen anwenden. Das Verhältnis chemischer! Trock?np"'vpr* 711 AFFF-Mittel könnte 4.5 bis 13,6 kg chemisches Trockenpulver auf 7.5 bis 37,853 Liter AFFF-Mittel in der Anwendungskonzentration betragen (d. h nach Dosierung auf 0.5%, I %. 3%, 6% oder 12%). Als typisches Beispiel könnte man 9 kg eines chemischen Trockenpulvers und 18,9 Liter AFFF-Mittel anwenden. Die Zusammensetzung ließe sich auch zusammen mit hydrolysierten Protein- oder Fluorpmteinschäumen verwenden.One can use them simultaneously or one after the other along with flame suppressant chemical Dry powders such as sodium or potassium bicarbonate. Ammonium dihydrogen phosphate, CU2 gas under pressure or Purple K (see below) or in so-called double-agent systems. That Ratio of chemical! Dry? Np "'vpr * 711 AFFF funds could be 4.5 to 13.6 kg dry chemical powder on 7.5 up to 37.853 liters of AFFF agent in the application concentration (i.e. after dosing to 0.5%, I%. 3%, 6% or 12%). A typical example could be 9 kg of a dry chemical powder and 18.9 liters Apply AFFF funds. The composition could also be used together with hydrolyzed protein or Use fluorine foam.
Die Schäume der vorliegenden Erfindung fallen weder zusammen, noch gehen sie anderweitige nachteilige Reaktionen mit einem Trockenpulver, wie Purple-K-Pulver (P-K-P), ein. Purple-K-Pulver ist die übliche Bezeichnung für ein Kaliumbicarbonat-Feuerlöschmittel. welches fließfähig ist und sich leicht als Pulverwolke über brennbare Flüssigkeits- und sonstige Feuer streuen läßt.The foams of the present invention do not collapse nor otherwise detrimentally Reactions with a dry powder, such as Purple-K powder (P-K-P). Purple-K powder is the usual one Name for a potassium bicarbonate fire extinguishing agent. which is flowable and easily turns into a powder cloud spreads over flammable liquids and other fires.
Normalerweise verdünnt man das Konzentrat mit Wasser unter Verwendung eines Dosiersystems wie beispielsweise eines 3%- bzw. 6%-Dosiersystems, in welchem 3 Teile bzw. 6 Teile Konzentrat mit 97 bzw. 94 Teilen Wasser vermischt werden. Diese hochverdünnte wäßrige Zusammensetzung wird dann zum Löschen und Beherrschen des Feuers eingesetzt.Usually one dilutes the concentrate with water using a dosing system such as for example a 3% or 6% dosing system in which 3 parts or 6 parts of concentrate with 97 or 94 Parts of water are mixed. This highly diluted aqueous composition is then used to extinguish and Mastery of fire employed.
Die Komponente (B) ist ein fluoriertes, anionaktives Tensid. Die chemische Zusammensetzung dieser wasserlöslichen Tenside ist weitgehend beliebig. Man kann sie z. B. durch die Formel RfQmZ beschreiben, worin R( ein fluorierter, gesättigter, einwertiger nicht-aromatischer Rest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, in dem die Kettenkohlenstoffatome nur durch Fluor-, Chlor- oder Wasserstoffatome mit nicht mehr als einem Wasserstoff- oder Chloratom auf je zwei Kohlenstoffatome substituiert sind und in dem ein nur an Kohlenstoffatome gebundenes, zweiwertiges Sauerstoff- oder dreiwertiges Stickstoffatom in der Gerüstkette vorliegen kann, Qm, worin m die Zahl 0 oder 1 ist, ein aus Alky'en-, Sulfonamidoalkylen- oder Carbonamidoalkylenresten bestehendes, mehrwertiges Brückenglied und Z eine aus anionischen Resten bestehende, wasserlöslichmachende, polare Gruppe ist Component (B) is a fluorinated, anion-active surfactant. The chemical composition of these water-soluble surfactants is largely arbitrary. You can z. B. by the formula RfQmZ, where R (is a fluorinated, saturated, monovalent non-aromatic radical with 3 to 20 carbon atoms, in which the chain carbon atoms are replaced only by fluorine, chlorine or hydrogen atoms with no more than one hydrogen or chlorine atom are substituted on two carbon atoms and in which a divalent oxygen or trivalent nitrogen atom bonded only to carbon atoms can be present in the skeletal chain, Qm, where m is the number 0 or 1, one consisting of alkylene, sulfonamidoalkylene or carbonamidoalkylene radicals , polyvalent bridge member and Z is a water-solubilizing, polar group consisting of anionic residues
—CO2e und — SOje sind als anionische Gruppen bevorzugt Um geeignete Löslichkeitseigenschaften zu erzielen, sollte das anionak'dve Tensid 30 bis 65% an Kohlenstoff gebundenes Fluor enthalten. Das anionaktive Tensid kann als freie Säure oder deren Alkalimetalloder Ammonium- (gegebenenfalls substituiertes Ammonium-)salz vorliegen.—CO2 e and — SOj e are preferred as anionic groups. In order to achieve suitable solubility properties, the anion-active surfactant should contain 30 to 65% fluorine bonded to carbon. The anion-active surfactant can be present as a free acid or its alkali metal or ammonium (optionally substituted ammonium) salt.
IlIl 1212th
Alkalimetalsalze sind erläuternde Beispiele für in den beziehen sich auf Patentschriften, worin die jeweilige Zusammensetzungen verwendbare Rr-anionaktive Ten- Verbindungsklasse in weiteren Einzelheiten offenbart side. Die in Klammern angegebenen Patentnummcrn ist.Alkali metal salts are illustrative examples of referring to patents in which the respective Rr anion-active class of compounds useful in compositions disclosed in more detail side. The patent number in brackets is.
Carbonsäuren und deren N;il/e R(OOI!Carboxylic acids and their N; il / e R (OOI!
R1(CIlOi ,,,COOII R1O(CI-O.- .,,COOII R.D(C To- ,,,(C II.0? ,,,COOII R1O(CIlO1 -.( OOII K1SONi (-!!)( ΐ I ( ί >ί ΊΊΙ RO(CI -O),( I .(OOII KO (I (IO (1,(0011 (Scholberp et ;il. J. IMn <. (hem. (HK-OS Ι') 16 669) (I)I-OS 2 1 3 2 IM) (I)I-OS 21 .12 1641 (CS .14 ΙΙ'Μ)47)R 1 (CIlOi ,,, COOII R 1 O (CI-O.-. ,, COOII RD (C To- ,,, (C II.0 ? ,,, COOII R 1 O (CIlO 1 -. (OOII K 1 SONi (- !!) (ΐ I (ί> ί ΊΊ Ι RO (CI -O), (I. (OOII KO (I (IO (1, (0011 (Scholberp et; il. J. IMn <. ( hem. (HK-OS Ι ') 16 669) (I) I-OS 2 1 3 2 IM) (I) I-OS 21 .12 1641 (CS .14 ΙΙ'Μ) 47)
(I U 15.11 902) (IR 15 3" 922)(I U 15.11 902) (IR 15 3 "922)
R 0|CH(T,lCT\0|(TKT.I(ONlC H.ICH-(OOII HS 37 'JS 265)R 0 | CH (T, lCT \ 0 | (TKT.I (ONlC H.ICH- (OOII HS 37 'JS 265)
K I -HCIMCC 11,COOII (CiH 1176493)K I -HCIMCC 11, COOII (CiH 1176493)
C„T|gO(\H,(ONK II.ICH-COOH KiB 12 70662)C "T | g O (\ H, (ONK II.ICH-COOH KiB 12 70662)
R1(CH;), -.SCIKCOOIDCII-COOH (US 37 06 787)R 1 (CH;), -SCIKCOOIDCII-COOH (US 37 06 787)
R1(CIh)1 i;.S(Cll,i, ,-COOII (DI-OS 22 39 709; IS 31 72 900)R 1 (CIh) 1 i; .S (Cll, i,, -COOII (DI-OS 22 39 709; IS 31 72 900)
Sulfonsäuren und deren Salze R1SOJISulphonic acids and their salts R 1 SOJI
R1CH4SO1HR 1 CH 4 SO 1 H
R1(C H2),. JnSO3H RrSO3NHCH2CH4SO3H RfSO2N(CHO(C2H4O)1 J11SO3H RfCH2CH2OCH2CH2CH2SOjH RfOC6H4SO3HR 1 (CH 2 ) ,. J n SO 3 H RrSO 3 NHCH 2 CH 4 SO 3 H RfSO 2 N (CHO (C 2 H 4 O) 1 J 11 SO 3 H RfCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 2 SOjH RfOC 6 H 4 SO 3 H
C12F23OC6H4SO3H (C,F5)jC 0(CHj)3SO3H CF3(C2Fs)2CO(CHj)JSO3H (C2F5)j(CF3)CCH = C(CFj)SOjH RrOCF(CFj)CF2OCF(CFj)CONHCKiSOjH (US 34 75 333) (DKOS 21 34 973) (DEOS 23 09 365) (DEOS 23 15 326) (ΖΛ 6 93 583) (CA 8 42 252) (DE-OS 22 30 366) (DE-AS 22 40 263) (GB 11 53 854) (GB 11 53 854) (GB 12 06 596) (US 37 98 265)C 12 F 23 OC 6 H 4 SO 3 H (C, F 5 ) jC 0 (CHj) 3 SO 3 H CF 3 (C 2 Fs) 2 CO (CHj) JSO 3 H (C 2 F 5 ) j (CF 3 ) CCH = C (CFj) SOjH RrOCF (CFj) CF 2 OCF (CFj) CONHCKiSOjH (US 34 75 333) (DKOS 21 34 973) (DEOS 23 09 365) (DEOS 23 15 326) (ΖΛ 6 93 583) (CA 8 42 252) (DE-OS 22 30 366) (DE-AS 22 40 263) (GB 11 53 854) (GB 11 53 854) (GB 12 06 596) (US 37 98 265)
n-pliniiiile. l'hospluitc und verwandle I'liosphnrdcrivalc sowie deren S;il/e
K1I1O(OII), (K1)JlO(OII) (HU-OS 2! 10767)n-pliniiiile. l'hospluitc and transformle I'liosphnrdcrivalc as well as their S; il / e
K 1 I 1 O (OII), (K 1 ) JlO (OII) (HU-OS 2! 10767)
K1SO1N(Ia)CjII1OIO(OII), (I)Ii-OS 2 1 25H36)K 1 SO 1 N (Ia) CjII 1 OIO (OII), (I) Ii-OS 2 1 25H36)
K1CHjO[O(OII)., (HI-OS 21 58661)K 1 CHjO [O (OII)., (HI-OS 21 58661)
CJ KOC^II1CHjIO(OII), (HI-OS 22 15 3S7)CJ KOC ^ II 1 CHjIO (OII), (HI-OS 22 15 3S7)
K1OCJI4CHjIO(OII), (HI-OS 77 M\ V>6IK 1 OCJI 4 CHjIO (OII), (HI-OS 77 M \ V> 6I
I briüo (und deren Siil/c)I briüo (and their Siil / c)
K.SO-N(CH.KII,OSO,IlK.SO-N (CH.KII, OSO, Il
K,CJI,OilK, CJI, Oil
K(CH-!, ,,SjO1N;!K (CH- !, ,, SjO 1 N ;!
K1(CHj), ,,,SOJN(CH1)CHjCHjSjO1N1IK 1 (CHj), ,,, SOJN (CH 1 ) CHjCHjSjO 1 N 1 I
K1SO-IIK 1 SO-II
(I)I-OS K. 21 MP)
(I1S 34 75 .VOi
(HIi-OS 2115 1.'1M
(HIi-OS 2 115 13'>)
(US 35 62 156)(I) I-OS K. 21 MP)
(I 1 S 34 75 .VOi
(HIi-OS 2115 1. ' 1 M
(HIi-OS 2 115 13 '>)
(US 35 62 156)
Die durch Umsetzung von 1,3-Propansulton mit einem Perfluoralkylthiolder FormelThe reaction of 1,3-propane sultone with a perfluoroalkylthiol of the formula
R(_R,_S-(CHj),SO,e.T®R ( _R, _S- (CHj), SO, eT®
(H)(H)
worin Rf und Z die angegebenen und Ri die weiter unten angegebenen Bedeutungen haben, hergestellten Verbindungen sind als fluorierte anionaktive Tenside besonders bevorzugt.where Rf and Z are given below and Ri are given below Have given meanings, compounds prepared are particularly fluorinated anionic surfactants preferred.
Beispielsweise sind Thiole der Formel RrRi-SH in zahlreichen US-Patentschriften, wie z.B. 28 94 991, 29 61 470, 29 65 677, 30 88 849, 31 72 190, 35 44 663 und 36 55 732 beschrieben.For example, thiols of the formula RrRi-SH in numerous U.S. patents such as 28 94 991, 29 61 470, 29 65 677, 30 88 849, 31 72 190, 35 44 663 and 36 55 732.
So offenbart die US-Patentschrift 36 55 732 Merkaptane der Formel RfRi -SH, worin Ri Alkylen mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen und Rf Perfluoralkyl ist. Thiole der Formel RfCH2CH2SH. worin R( Perfluoralkyl mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ist, sind besonders bevorzugt. Diese Rf-Thiole lassen sich ir sehr hoher Ausbeute aus RfCH2CH2] und Thioharnstoff herstellen.For example, US Pat. No. 3,655,732 discloses mercaptans of the formula RfRi -SH, in which Ri is alkylene having 1 to 16 carbon atoms and Rf is perfluoroalkyl. Thiols of the formula RfCH 2 CH 2 SH. where R (is perfluoroalkyl of 6 to 12 carbon atoms are particularly preferred. These Rf-thiols can be prepared in very high yield from RfCH 2 CH 2 ] and thiourea.
Die Komponente (C) als ionogenes, fluorfreies wasserlösliches Tensid kann ein anionaktives, kationaktives oder amphoteres Tensid sein, wie in den in Rosen et al. Systematic Analysis of Surface-Active Agents, Wiley-Interscience, New York (2. Auflage, 1972), auf den Seiten 485 bis 544 zu findenden Listen wiedergegeben.The component (C) as an ionic, fluorine-free water-soluble surfactant can be an anion-active, cation-active or amphoteric surfactant, as described in Rosen et al. Systematic Analysis of Surface-Active Agents, Wiley-Interscience, New York (2nd edition, 1972) to the Pages 485 to 544 reproduced lists to be found.
Besonders zweckmäßig verwendet man amphotere oder anionaktive fluorfreie Tenside, da diese gegenüber den Effekten der fliOraliphatischen Tensidstniktur oder gegenüber der Ionenkonzentration in der wäßrigen Lösung verhältnismäßig unempfindliche und außerdem in einem breiten Bereich relativer Löslichkeiten verfügbar sind, was die Auswahl geeigneter Materialien erleichtert.It is particularly useful to use amphoteric or anionic fluorine-free surfactants, since these over against the effects of the fluidic surfactant structure or and also relatively insensitive to the ion concentration in the aqueous solution A wide range of relative solubilities are available, indicating the selection of suitable materials relieved.
Der Hauptgesichtspunkt in der Auswahl bevorzugter ionogener nicht-fluorchemischer Tenside liegt darin, daß sie bei Konzentrationen von 0,01 bis 03 Gewichtsprozent eine Grenzflächenspannung unterhalb 5 dyn/cm aufweisen. Sie sollten weiterhin bei ihren Anwendungskonzentrationen hohe Aufschäumungsgrade besitzen, bei in der Praxis vorkommenden Anwendungs- und Lagertemperaturen wärmestabiL säure- und alkalifest, biologisch leicht abbaubar, besonders für im Wasser lebende Organismen ungiftig, in Wasser leichtThe main consideration in choosing preferred ionic non-fluorochemical surfactants is that they have an interfacial tension below at concentrations of 0.01 to 03 percent by weight 5 dynes / cm. They should continue to have a high degree of foaming at their use concentrations own, in the case of application and storage temperatures heat-stable, acid- and alkali-resistant, easily biodegradable, especially for im Aquatic organisms non-toxic, easily in water
in dispergierbar, gegen hartes oder Meerwasser unempfindlich und mit anionaktiven oder kationaktiven Systemen verträglich sein. Schutzüberzüge auf Werkstoffen bilden, pH-unempfindlich sowie im Handel erhältlich und billig seinin dispersible, insensitive to hard or sea water and be compatible with anion-active or cation-active systems. Protective coatings on materials form, pH-insensitive and commercially available and cheap
r> Gemäß dem bei Schwanz e*. al.. Surface Active Agents, Wiley-Interscience, New York, 1963, zu findenden Einordnungsschema werden anionaktive und kationaktive Tenside erstens nach der Art ihrer löslich machenden oder hydrophilen Gruppe und zweitens nach der Bindungsweise der hydrophilen und hydrophoben Gruppen, ti. h. direkt oder indirekt, und wenn indirekt nach der Art der Bindung, beschrieben.r> According to that of the tail e *. al .. Surface Active Agents, Wiley-Interscience, New York, 1963, classification schemes to be found are anionactive and Cation-active surfactants firstly according to the type of their solubilizing or hydrophilic group and secondly according to the way in which the hydrophilic and hydrophobic groups are bound, ti. H. directly or indirectly, and if described indirectly by the type of bond.
Die Beschreibung amphoterer Tenside als eine ausgeprägte chemische Kategorie beruht darauf, daß sieThe description of amphoteric surfactants as one distinct chemical category is based on the fact that they
4> sowohl anionische als auch kationische Oruppen
enthalten und je nach ihrem isoelektrischen pH-Bereich und dem Grad der Ladungstrennung spezielles Verhalten
aufweisen.
Typische anionaktive Tenside umfassen Carbonsäu-4> contain both anionic and cationic groups and, depending on their isoelectric pH range and the degree of charge separation, exhibit special behavior.
Typical anionic surfactants include carboxylic acids
ren, Schwefelsäureester. Alkansulfonsäure, alkylaromatische Sulfonsäuren und Verbindungen mit anderen anionischen hydrophilen Funktionen, beispielsweise Phosphate und Phosphonsäuren, Thiosulfate oder Sulfinsäuren.ren, sulfuric acid ester. Alkanesulfonic acid, alkyl aromatic sulfonic acids and compounds with others anionic hydrophilic functions, for example phosphates and phosphonic acids, thiosulfates or Sulfinic acids.
Wegen ihrer hydrolytischen Stabilität und leichten Zugänglichkeit werden Carbon- oder Sulfonsäuren bevorzugt Als erläuternde Beispiele für anionaktive Tenside seien genannt:Because of their hydrolytic stability and easy accessibility, carboxylic or sulfonic acids are used preferred Illustrative examples of anionic surfactants are:
C11H23O(C2H4O)15SO3NaC 11 H 23 O (C 2 H 4 O) 15 SO 3 Na
Ci ι H23OCH2CH2OSO3NaCi ι H 23 OCH 2 CH 2 OSO 3 Na
Ci2H25OSO3NaCi 2 H 25 OSO 3 Na
AlkyldiphenylätherdisulfonatdinatriumsalzAlkyl diphenyl ether disulfonate disodium salt
von einem äthoxylierten Cio-ir Alkohol abgeleiteb5 tes SulfobernsteinsäurehalbesterdinatriumsalzDerived from an ethoxylated Cio-ir alcohol5 tes sulfosuccinic acid half-ester disodium salt
Natrium-alpha-olefuisulfonateSodium alpha olefuisulfonate
CuH23CONH(CH3)C2H4SO3NaCuH 23 CONH (CH 3 ) C 2 H 4 SO 3 Na
CnH23CON(CH3)CH2CO2NaCnH 23 CON (CH 3 ) CH 2 CO 2 Na
Typische kationaktive Klassen umfassen Aminsalze, quartäre Ammoniumverbindungen und weitere stickstoffhaltige sowie stickstofffreie Basen, z. B. Phosphonium, Sulfonium und Sulfoxonium; weiterhin auch den Spezialfall der Aminoxide, weiche man unter sauren Bedingungen als kationenaktiv ansehen kann.Typical cation-active classes include amine salts, quaternary ammonium compounds and other nitrogen-containing and nitrogen-free bases, e.g. B. phosphonium, sulfonium and sulfoxonium; still also the Special case of amine oxides, which can be regarded as cationic under acidic conditions.
Aus Gründen der Stabilität und leichten Zugänglichkeit bevorzugt man Aminsalze, quartäre Ammoniumverbindungen und andere Stickstoffbasen. Im Hinblick auf die Korrosion sind kein Halogenid enthaltende kationen-aktive Verbindungen bevorzugt Als erläuternde Beispiele für kationaktive Tenside seien genannt:For reasons of stability and easy accessibility, preference is given to amine salts and quaternary ammonium compounds and other nitrogen bases. In terms of corrosion are not halide-containing Cation-active compounds preferred Illustrative examples of cation-active surfactants are:
hydriertes Dimethyltalg-aminoxidhydrogenated dimethyl tallow amine oxide
[C12H25OCH2CH(CH)CH2N(CH3)CH2CH2OH)JfCH3SO?[C 12 H 25 OCH 2 CH (CH) CH 2 N (CH 3 ) CH 2 CH 2 OH) JfCH 3 SO?
Amphotere fluorfreie Tenside schließen Verbindungen ein, welche im gleichen Molekül die folgenden Gruppen enthalten: Amino und Carboxyl, Amino und Schwefelsäureester, Amino und Alkansulfonsäure, Amino und aromatische Sulfonsät/re sowie verschiedene Kombinationen basischer und saurer Gruppen sowie den Spezialfall der Aminimide.Amphoteric fluorine-free surfactants include compounds which, in the same molecule, have the following Groups contain: amino and carboxyl, amino and sulfuric acid esters, amino and alkanesulphonic acid, amino and aromatic sulphonic acids as well as various Combinations of basic and acidic groups and the special case of the amine imides.
Bevorzugt sind diejenigen fluorfreien amphoteren Verbindungen, weiche Amino- und Carboxyl- oder Sulfogruppen enthalten, sowie die Aminimide.Preferred are those fluorine-free amphoteric compounds, soft amino and carboxyl or Contain sulfo groups, as well as the aminimides.
Aminimid-tenside sind in Chemical Reviews, Band 73, Nr. 3 (1973), beschrieben. Allgemein sind dies Carboxyaminimide der allgemeinen Formeln:Aminimide surfactants are described in Chemical Reviews, Volume 73, No. 3 (1973). In general, these are carboxyaminimides of the general formulas:
O R1 OR 1
Il θ ./Il θ ./
R(H)-C-N-N-R2 R (H) -CNNR 2
O R1 R5 OR 1 R 5
Il β 9/ /Il β 9 / /
R(H)-C-N-N-CHR4-C-OHR (H) -CNN-CHR 4 -C-OH
R2 R»R 2 R »
und Sulfonylaminimide der allgemeinen Formeln:and sulfonylaminimides of the general formulas:
R(H)nSO2N-N-R2
\R (H) n SO 2 NNR 2
\
nell substituierte Aminimide, wie in den US-Patent-Schriften 34 99 032, 34 85 806 und der britischen Patentschrift 11 81 218 beschrieben.Nell substituted aminimides as in US Pat. Nos. 3,499,032, 3,485,806 and U.K. Patent 11 81 218 described.
Unter den obene· wähnten Aminimiden bevorzugt man ganz besonders die Carboxyaminimide wegen ihrer äußerst wünschenswerten oberflächenaktiven sowie jo weiterer geeigneter Eigenschaften:Among the aminimides mentioned above, the carboxyaminimides are very particularly preferred because of them extremely desirable surface-active properties as well as other suitable properties:
a) Sie sind hochoberflächenaktiv und besitzen in niedrigen Konzentrationen sehr kleine Grenzflächenspannungen und liefern daher Filme mit einem außerordentlich hohen Spreitungskoeffizienten; b) sie sind amphoter und daher mit jeder Art von Fluortensid anionaktiv, kationaktiv, nichtionogen oder amphoter verträglich; c) sie sind bei in der Praxis vorkommenden Anwena) They are highly surface-active and have very low interfacial tensions in low concentrations and therefore provide films with a extraordinarily high spreading coefficient; b) they are amphoteric and therefore anion-active, cation-active, non-ionic with any type of fluorosurfactant or amphoteric compatible; c) they are used in practice dungs- und Lagertemperaturen wärmestabil; d) sie sind säure-und alkalifest;processing and storage temperatures heat-stable; d) they are acid and alkali resistant;
e) sie sind biologisch abbaubar und ungiftig;e) they are biodegradable and non-toxic;
f) sie sind leicht in Wasser dispergierbar;f) they are easily dispersible in water;
g) sie sind starkschäumend bei nur mäßiger Empfindlichkeit gegen Wasserhärte;g) they are highly foaming with only moderate sensitivity to water hardness;
h) sie sind billig und im Handel erhältlich.h) they are cheap and commercially available.
Als erläuternde Beispiele nicht-fluorchemischer amphoterer Tenside seien genannt:Illustrative examples of non-fluorochemical amphoteric surfactants are:
R2 R*R 2 R *
ferner Aminocyanimide, Aminonitroimide oder funktioalso aminocyanimides, aminonitroimides or func
Kokosylamidoäthylhydroxyäthylcarboxymethylglycinbetain,Kokosylamidoäthylhydroxyäthylcarboxymethylglycine betaine,
Kokosylamidoammoniumsulfonsäurebetain, Cetylbetain (C-Typ).Coconut amidoammonium sulfonic acid betaine, Cetyl betaine (C type).
C11HuCON-N-(C H,)jC HOH C H, C13IIj7CON- N-(CHo2CH2CHOHCH,C 11 HuCON-N- (CH,) jC HOH CH, C 13 IIj 7 CON- N- (CHo 2 CH 2 CHOHCH,
230 210/260230 210/260
C11H23CON-N-(CH3)I C13H27CON-N-(CH3)J C1JH31CON-N-(CHj)3 C 11 H 23 CON-N- (CH 3 ) I C 13 H 27 CON-N- (CH 3 ) J C 1 JH 31 CON-N- (CHj) 3
CH,CH,
N CH,N CH,
Il al C11H23C N-CH2CH2OCH2COfII al C 11 H 23 C N -CH 2 CH 2 OCH 2 COf
CH3CO2NaCH 3 CO 2 Na
ίοίο
Ein Kokosderival der Verbindung der vorstehenden FormelA coconut derivative of the compound of the preceding formula
C12-I4H25-J9NH2CH2CH2COO0 (Triäthanolammoniumsalz)C 12 -I 4 H 25 -J 9 NH 2 CH 2 CH 2 COO 0 (triethanolammonium salt)
CH2CH,COf C12H21-NCH 2 CH, COf C 12 H 21 -N
H CH2CH2CO2NaH CH 2 CH 2 CO 2 Na
Die nicht-ionogene fluorfreie Tensidkomponente (D) wird den wäßrigen Feuerbekämpfungszusammenset-'/Uiigen hauptsächlich als Stabilisator und Losungsvermittler für die Zusammensetzungen, besonders bei Verdünnung mit hartem oder Meerwasser, zugegeben. Die nicht-ionogenen Verbindungen wählt man hauptsächlich aufgrund ihrer hydrolytischen und chemischen Stabilität, lösungsvermittelnden und emulgierenden Eigenschaften (z. B. nach HLB-Werten, hydrophil/lipophiles Gleichgewicht), Trübungspunkt bei hohen Salzkonzentrationen, Giftigkeit und Verhalten beim biologischen Abbau. In zweiter Linie erfolgt die Auswahl im Hinblick auf den Schäumungsgrad, die Schaumviskosität, die Schaumentwässerung, Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung und Netzeigenschaften.The non-ionic fluorine-free surfactant component (D) is used mainly as a stabilizer and solubilizer for the compositions, especially in the aqueous fire-fighting compositions Dilution with hard or sea water, added. The non-ionic compounds are chosen mainly because of their hydrolytic and chemical properties Stability, solubilizing and emulsifying properties (e.g. according to HLB values, hydrophilic / lipophilic balance), cloud point at high salt concentrations, toxicity and behavior during biological degradation. Secondly, the selection is made in With regard to the degree of foaming, foam viscosity, foam dewatering, surface tension, Interfacial tension and network properties.
Verwendbare typische Klassen nicht-ionogener Tenside umfassen Polyoxyäthylenderivate von Alkylphenolen, linearen oder verzweigten Alkoholen, Fettsäuren, Merkaptanen, Alkylaminen, Alkylamiden, Acetylenglykolen, Phosphorverbindungen, Glukosiden sowie Fetten und Ölen. Weitere nicht-ionogene Verbindungen sind Aminoxide, Phosphinoxide und von Polyoxyäthylen- und/oder Polyoxypropyleneinheiten enthaltenden Blockpolymeren abgeleitete nicht-ionogene Verbindungen.Typical classes of non-ionic surfactants that can be used include polyoxyethylene derivatives of alkylphenols, linear or branched alcohols, fatty acids, Mercaptans, alkylamines, alkylamides, acetylene glycols, phosphorus compounds, glucosides and fats and oils. Other non-ionic compounds are amine oxides, phosphine oxides and polyoxyethylene and / or block polymers containing polyoxypropylene units.
Man bevorzugt Polyoxyäthylenderivate von Alkylphenolen, linearen oder verzweigten Alkoholen und Glukosiden sowie Blockpolymere aus Polyoxyäthylen und Polyoxypropylen, wobei die zwei erstgenannten ganz besonders bevorzugt sind.One preferred polyoxyethylene derivatives of alkylphenols, linear or branched alcohols and Glucosides and block polymers of polyoxyethylene and polyoxypropylene, the first two mentioned are particularly preferred.
Als erläuternde Beispiele von nicht-ionogenen nichtfluorchemischen Tensiden seien genannt:Illustrative examples of non-ionic, non-fluorochemical surfactants are:
Oktylphenol (EO)9,,,, Octylphenol (F-O),,, Octylphenol (EO)3n Nonylphenol (EO), ln Octylphenol (EO) 9 ,,,, Octylphenol (FO) ,,, Octylphenol (EO) 3n Nonylphenol (EO), ln
Ci1Hj3CON(C2H4OH)3 C12H25N(CHj)2OCi 1 Hj 3 CON (C 2 H 4 OH) 3 C 12 H 25 N (CHj) 2 O
C12H25NC 12 H 25 N
(CH2CH2O)1H(CH 2 CH 2 O) 1 H.
(CH2CH2O)1H(CH 2 CH 2 O) 1 H.
χ + y = 25 χ + y = 25
EO bzw. PO bedeuten wiederkehrende Äthylen- bzw. Propylenoxideinheiten.EO and PO mean recurring ethylene or propylene oxide units.
Die Komponente (E) ist ein Lösungsmittel, das als Frostschutzmittel oder Schaumstabilisator wirkt oder zur Abwandlung des Brechungsindex dient damit die Dosiersysteme unter Praxisbedingungen geeicht werden können. Das Lösungsmittel ist kein obligatorischer Bestandteil der Zusammensetzungen, da man hochwirksame AFFF-Konzentrate auch in Abwesenheit eines Lösungsmittels erhalten kann. Dies im Gegensatz zu den Zusammensetzungen des Standes der Technik, die in der Regel den Einsatz eines verhältnismäßig hohen Prozcritgehaltes an Lösungsmittel verlangen. Jedoch ist es auch bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen häufig vorteilhaft ein Lösungsmittel anzuwenden, besonders wenn das AFFF-Konzentrat bei Frosttemperaturen zu lagern ist Geeignete Lösungsmittel sind in den US-Patentschriften 34 57 172, 34 22 011 und 35 79446 und der deutschen Patentschrift 2137 711 angegeben. Typische Lösungsmittel sind Alkohole und Äther wieThe component (E) is a solvent which is used as Antifreeze or foam stabilizer acts or serves to modify the refractive index Dosing systems can be calibrated under practical conditions. The solvent is not a mandatory one Part of the compositions because you can get highly effective AFFF concentrates even in the absence of one Solvent can be obtained. This is in contrast to the prior art compositions which usually require the use of a relatively high percentage of solvent. However is it is also often advantageous to use a solvent in the compositions according to the invention, especially if the AFFF concentrate is to be stored at freezing temperatures.Suitable solvents are in US Patents 34 57 172, 34 22 011 and 35 79 446 and German Patent 2137 711 specified. Typical solvents are alcohols and ethers such as
1-Butoxyäthoxy-2-propanol,1-butoxyethoxy-2-propanol,
t-IButanol, Isobutanol,t-IButanol, isobutanol,
sowie andere niedermolekulare Alkohole wie Äthanol oder lisopropanol, worin die Alkylgruppen 1 bis 6 Kohlcnstoffatome enthalten l-Butoxyäthoxy-2-propanol, Diäthylenglykolmonobutyläther oder Hexylenglykol werden als Lösungsmittel bevorzugtas well as other low molecular weight alcohols such as ethanol or lisopropanol, in which the alkyl groups contain 1 to 6 carbon atoms, l-butoxyethoxy-2-propanol, diethylene glycol monobutyl ether or hexylene glycol are preferred solvents
Nach weitere gegebenenfalls in der Formulierung vorliegende Komponenten sind:According to other components possibly present in the formulation are:
- Puffer weitgehend uneingeschränkter Art, beispielsweise Sörensens Phosphat- öder Mcllväines Citratpuffer.- Buffer of a largely unrestricted type, for example Sörensen's Phosphatöder Mcllväines Citrate buffer.
- IC'Drrosionshemmstoffe uneingeschränkter Art, solange sie mit den übrigen Bestandteilen der Formulierung verträglich sind.- IC 'corrosion inhibitors of an unrestricted nature, as long as they are compatible with the other components of the Formulation are compatible.
- Chelatbildner uneingeschränkter Art beispielsweise- Unrestricted chelating agents, for example
Polyaminopolycarbonsäuren, Äthylendiamintetraessigsäure,Polyaminopolycarboxylic acids, Ethylenediaminetetraacetic acid,
Weinsäure,Tartaric acid,
Hydroxyftthyläthylendiamintricssigsäure, sowie deren Salze, ίHydroxyftthyläthylenendiamintricssigsäure, and their salts, ί
- Hochmolekulare Schaumstabilisatoren wie PoIyäthylenglykol, Hydroxypropylcellulose oder Polyvinylpyrrolidon.- High molecular weight foam stabilizers such as polyethylene glycol, hydroxypropyl cellulose or polyvinylpyrrolidone.
Die Konzentrate sind bei jedem pH-Wert wirksame Feuerbekämpfungszusammensetzungen, jedoch stellt man im allgemeinen solche Konzentrate mit verdünnter Säure oder Alkali auf einen pH-Wert von 6 bis 9, und besonders bevorzugt auf einen pH-Wert von 7 bis 8,5 ein. Dafür können organische Säuren oder Mineralsäuren, wie Essigsäure, Oxalsäure, Schwefelsäure oder Phosphorsäure, oder Metallhydroxide oder Amine, wie Natrium- oder Kaliumhydroxid, Triäthanolamin oder TetramethylamrEoniumhydroxid eingesetzt werden.The concentrates are effective fire fighting compositions at any pH level, however such concentrates are generally brought to a pH of 6 to 9 with dilute acid or alkali, and particularly preferably to a pH of 7 to 8.5. Organic acids or mineral acids such as acetic acid, oxalic acid, sulfuric acid or Phosphoric acid, or metal hydroxides or amines, such as sodium or potassium hydroxide, triethanolamine or Tetramethylamreonium hydroxide can be used.
Die Konzentrate werden vor dem Einsatz als Feuerbekämpfungsmittel mit Wasser verdünnt Obwohl wegen der Verfügbarkeit von Feuerlöschgeräten, welche das Konzentrat automatisch mit Wasser in solchen Verhältnissen mischen können und gegenwärtig die praktischsten und daher bevorzugten Konzentrationen der Zusammensetzungen in Wasser 3% und 6% betragen, besteht kein Grund, das Konzentrat nicht auch in niedrigeren Konzentrationen von 0,5% bis 3% oder in höheren Konzentrationen von 6% bis 12% einzusetzen. Dies kt lediglich eine Frage der Zweckmä- w ßigkeit, der Art des Feuers und der zur Löschung der Flammen erwünschten WirksamkeitThe concentrates are diluted with water prior to use as fire fighting agents. Although due to the availability of fire extinguishers which can automatically mix the concentrate with water in such proportions and currently the most practical and therefore preferred concentrations of the compositions in water are 3% and 6%, there is none Reason not to use the concentrate in lower concentrations of 0.5% to 3% or in higher concentrations of 6% to 12%. This kt only a matter of Zweckmä- w LIQUID, the type of fire and desired to erase the flames effectiveness
Eine für ein 6%-Dosiersys:em besonders geeignete AFFF-Konzentratzusammensetzung · sithältA particularly suitable one for a 6% dosing system AFFF concentrate composition
(A) 1,0 bis 3,5 Gew.-% eines amphoteren fluorierten js Tensides der Formeln (1) und (2)(A) 1.0 to 3.5% by weight of an amphoteric fluorinated js Surfactants of the formulas (1) and (2)
(B) 0,1 bis 2^ Gew.-% anionaktiven fluorierten Tensides(B) 0.1 to 2% by weight of anion-active fluorinated Surfactants
(C) 0,1 bis 4,0 Gew.-% ionogenen fluorfreien Tensides(C) 0.1 to 4.0% by weight of ionogenic fluorine-free surfactants
(D) 0,1 bis 8,0 Gew.-% nicht-ionogenen fluorfreien Tensides und(D) 0.1 to 8.0% by weight of non-ionic fluorine-free surfactants and
(E) 0 bis 20 Gew.-% Lösungsmittel(E) 0 to 20% by weight solvent
sowie genügend Wasser, um den Rest auf 100% aufzufüllen.and enough water to make up the rest to 100%.
Die vorliegende Zusammensetzung läßt sich auch leicht aus einem aerosolartigen Behälter unter Verwendung eines üblichen inerten Treibmittels wie den halogenieren niedermolekularen Kohlenwasserstoffen, N7O, N2 oder Luft dispergieren. Expansionsvolumina bis zu einer Höhe von 50, bezogen auf das Verhältnis Luft/Flüssigkeit, sind eiTeichbar.The present composition can also be easily dispersed from an aerosol-like container using a conventional inert propellant such as the halogenated low molecular weight hydrocarbons, N 7 O, N 2 or air. Expansion volumes up to a height of 50, based on the air / liquid ratio, can be calibrated.
Die amphoteren Rf-Tenside der Komponente (A) sind die wichtigsten Elemente in diesem neuartigen AFFF-System.The amphoteric Rf surfactants of component (A) are the most important elements in this novel AFFF system.
Diene amphoteren Rp-Tenside vermindern die Oberflächenspannungeri der wäßrigen Lösungen auf etwa 20dyn/cm und wirken als Lösungsvermittler für die Rf-Tenside des Typs (B), welche zu der Mehrzahl der hervorragenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen neuartigen AFFFMiüel beitragen. Die äniönäktiven ho Rf-Tenside der Komponente (B) wirken als Oberflächenspannungsverminderer für das amphotere Tensid der Komponente (A) (synergistische Ri-Tensidmischungen), welche die Oberflächenspannung auf 15—16dyn/cm vermindern und gewöhnlich in viel t,; niedrigerer Konzentration als die Rf-Tenside der Komponente (A) vorliegen. Weiterhin erhöhen die Rf-Tenside der Komponente (B) die SpreitungsgeThe amphoteric Rp surfactants reduce the surface tension of the aqueous solutions to about 20 dynes / cm and act as solubilizers for the Rf surfactants of type (B), which contribute to the majority of the excellent properties of the novel AFFF compositions according to the invention. The äniönäktiv ho Rf surfactants of component (B) act as surface tension reducers for the amphoteric surfactant of component (A) (synergistic Ri surfactant mixtures), which reduce the surface tension to 15-16 dynes / cm and usually in many tons; lower concentration than the Rf surfactants of component (A). Furthermore, the Rf surfactants of component (B) increase the spreading rate schwindigkeit der wäßrigen AFFF-Filme auf Kohlenwasserstoffbrennstoffen und leisten einen wichtigen Beitrag an die ausgezeichnete Wiederabdichtungsfähigkeit des neuartigen AFFF-Mittels. Die ionogenen oder amphoteren Kohlenwasserstofftenside der Komponente (C) erfüllen eine Doppelfunktion. Sie wirken als Grenzflächenspannungsverminderer, indem sie die Grenzflächenspannung der die Komponenten (Λ.) und (B) als Rf-Tenside enthaltenden wäßrigen Rf-Tensidlösung von Grenzflächenspannungen von bis zu 10 dyn/cm auf so niedrige Grenzflächenspannungen wie 0,1 fyn/cm reduzieren. Weiterhin wirken die Hilfstenside der Komponente (C) als Schäummittel, und durch Veränderung der Menge und Anteile der Hilfstenside der Komponente (C) kann man den Aufschäumungsgrad des neuartigen AFFF-Mittels variieren. Die nicht-ionogenen Kohlenwasserstofftenside der Komponente (D) im neuartigen AFFF-Mittel üben ebenfalls mehrfache Funktionen aus, indem sie als Lösungsvermittler für die Rf-Tenside der Komponenten (A) und (B) mit schlechten Löslichkeitseigenschaften wirken. Weiterhin haben sie Stabilisatoreffekte, besonders für AFFF-Mittel/Meerwasservormischungen und beeinflussen auch die Schaumstabilität des AFFF-Mittels und, wie weiter unten erläutert, die Schaumentwässerungszeit Ebenfalls haben sit einen Einfluß auf die Viskosität der AFFF-Mittel, welche besonders im Fall von 1 %-Dosiersystemen nöchst kritisch ist Die Lösungsmittel der Komponente (E) verwendet man in ähnlicher Weise als Lösungsvermittler für Rf-Tenside, jedoch wirken sie gleichfalls als Schaumstabilisatoren, dienen zur Abwandlung des Brechungsindex zur Eichung der Dosierung unter Praxisbedingungen, vermindern die Viskosität hochkonzentrierter AFFF-Mittel und wirken als Frostschutzmittel. Während handelsübliche AFFF-Mittel zur 6%-Dosiemng hohe Lösungsmittelgehalte von über 20% aufweisen, kann man bei vergleichbaren Präparationen unter Verwendung erftndungsgemäßer ausgezeichneter Leistungsfähigkeit auf einen Lösungsmittelgehalt bis zu 3% heruntergehen.speed of the aqueous AFFF films on hydrocarbon fuels and make an important contribution to the excellent resealability of the novel AFFF agent. The ionic or amphoteric hydrocarbon surfactants of component (C) fulfill a double function. They act as interfacial tension reducers by reducing the interfacial tension of the aqueous Rf surfactant solution containing the components (Λ.) And (B) as Rf surfactants from interfacial tensions of up to 10 dyn / cm to as low as 0.1 fyn / cm . Furthermore, the auxiliary surfactants of component (C) act as foaming agents, and by changing the amount and proportions of the auxiliary surfactants of component (C) the degree of foaming of the novel AFFF agent can be varied. The non-ionic hydrocarbon surfactants of component (D) in the novel AFFF agent also have multiple functions in that they act as solubilizers for the Rf surfactants of components (A) and (B) with poor solubility properties. Further, they have stabilizing effects, particularly for AFFF agents / Meerwasservormischungen and also affect the foam stability of AFFF agent, and as explained further below, the foam drainage time also have sit an influence on the viscosity of the AFFF agent, which especially in the case of 1% -Dosing systems is next critical The solvents of component (E) are used in a similar way as solubilizers for Rf surfactants, but they also act as foam stabilizers, serve to modify the refractive index to calibrate the dosage under practical conditions, reduce the viscosity of highly concentrated AFFF agents and act as antifreeze. While commercially available AFFF agents for 6% dosage have high solvent contents of over 20%, one can go down to a solvent content of up to 3% with comparable preparations using excellent performance according to the invention.
Einige der in den AFFF-Mittelpräparationen vorliegenden Lösungsmittel sind nur deshalb vorhanden, weil sie von der Rf-Tensidsynthese her in das Produkt eingeschleppt werden. Neben den Beiträgen, die die bisher angeführten Bestandteile für das Verhalten des neuen AFFF-Mittels leisten können, ist noch zu erwähnen, daß diese Kandidaten auch wegen ihrer sehr geringen Giftigkeit ausgewählt wurden, wie in den Beispielen gezeigt wird.Some of the solvents present in the AFFF preparations are only present because they are introduced into the product by the Rf surfactant synthesis. In addition to the contributions made by the can provide the components listed so far for the behavior of the new AFFF agent is still to mention that these candidates were also selected for their very low toxicity, as in the Examples is shown.
Die heutigen handelsüblichen AFFF-Mittel sind nur in 6- und 3%'Dosiersystemen verwendbar. Die Zusammensetzung der vorliegenden AFFF-Mittel und die Mengenbereiche der verschiedenen aktiven Bestandteile dieser neuartigen AFFF-Mittel sind für 0,5- bis 12%-Dosiersysteme geeignet Verdoppelt man die Konzentration einer Zusammensetzung für 6%-Dosierung, dann kann man ein solches Konzentrat für ein 3%-Dosiersystem verwenden. Bei 6facher Erhöhung der Konzentration eines solchen 6%-Dosiersystems kann man es dann ähnlich als 1%-Dösiersystem einsetzen. Wie Vergleichswerte in den Beispielen zeigen, ist die Herstellung solcher 1%-Dosiersysteme hauptsächlich darum möglich, weil die verwendeten erfindungsgemäßen Rf-Tenside eine höhere Wirksamkeit besitzen und daher geringere Mengen erfordern und weil die in den darauf basierenden AFFF-Mitteln erforderlichen, eher niedrigen Lösungsmittelmengen die vorgeschriebenen Aufschäumungsverhältnisse errei-Today's commercially available AFFF agents can only be used in 6% and 3% dosing systems. The composition of the present AFFF funds and the Amount ranges of the various active ingredients of these novel AFFF agents are for 0.5 to Suitable for 12% dosing systems If you double the concentration of a composition for 6% dosing, you can use such a concentrate for a Use 3% dosing system. With a 6-fold increase the concentration of such a 6% dosing system can then be used as a 1% dosing system insert. As comparative values in the examples show, such 1% metering systems are produced mainly because the Rf surfactants used according to the invention are more effective and therefore require smaller amounts and because of the rather low levels of solvent required in the AFFF funds based thereon achieve the prescribed foaming ratios
Die Beispiele nehmen u.a. Bezug auf die in der Industrie und vor allem beim Militär gültigen Spezifikationen zur Beurteilung der Wirksamkeit der Zusammensetzungen. Folgende Spezifikationen wurden berücksichtigt:The examples refer, among other things, to the Industry and especially the military specifications valid for assessing the effectiveness of the compositions. The following specifications were taken into account:
- ASTKi D-1331-56- ASTKi D-1331-56
pH - ASTM D-1172pH - ASTM D-1172
Ziel: Messung der Fähigkeit einer fluorchemischen AFFF-Präparation (bei Endverbrauehskonzentration), einen Film über einer Cyclohexanoberfläche zu bilden und diese abzudichten. Verfahren: Man pipettiert 10 ml Cyclohexan in eine in einer Evaporometerküvette befindliche 48-mm-Verdampfungsschale. Mit 1000 cc pro Minute strömendes Helium spült die Cydohexandämpfe aus der Küvette durch eine auf einem PE 257-Infrarotsprektralphotometer (mit Zeitvorschub ausgerüstetes Registrierinfrarotspektralphotometer) angebrachte 3-cm-IR-Gaszelle. Die IR-Extinktion des Gasstromes im Gebiet von 2850 cm-' wird kontinuierlich verfolgt, während Lösungen der Präparationen auf die Oberfläche aufgegossen werden. Das Aufgießen der Präparationen auf die Cyclohexanoberfläche geschieht mit einer Geschwindigkeit von 0,17 ml pro Minute unter Verwendung einer durch eine Spritzenpumpe angetriebenen 1-cc-TuberkuIinspritze mit einer 13 cm langen Nummer-22-Nadel, wobei die Nadel die Cyclohexanoberfläche eben berührt. Man schaltet die Spritzenpumpe ein, sobald sich die Extinktion für »unabgedichtetes« Cyclohexan eingestellt hat Der Moment, wo der allererste Tropfen der Formulierungslösung auf die Oberfläche auftrifft, stellt die Zeit null dar. Man notiert die Zeit für 50% Abdichtung und die Prozentabdichtung nach 30 Sekunden und nach 2 Minuten. Die Zeit für 50% Abdichtung hängt von der Filmausbreitungsgeschwindigkeit (siehe unten), und die Prozentabdichtung nach 30 Sekunden und 2 Minuten von der Wirksamkeit, und Leistungsfähigkeit des Films als Dampfsperre ab.Objective: To measure the ability of a fluorochemical AFFF preparation (at end-use concentration), a film over a cyclohexane surface to form and to seal them. Procedure: 10 ml of cyclohexane are pipetted into a 48 mm evaporation dish in an evaporometer cuvette. With 1000 cc per minute flowing helium flushes the cydohexane vapors from the cuvette through a 3 cm IR gas cell attached to a PE 257 infrared spectrophotometer (recording infrared spectrophotometer equipped with a time feed). The IR absorbance of the gas stream in the area of 2850 cm- 'is followed continuously while Solutions of the preparations are poured onto the surface. The preparations are poured onto the cyclohexane surface at the same time a rate of 0.17 ml per minute using a syringe pump powered 1 cc tubercle syringe with a 13 cm long number 22 needle, the needle just touches the cyclohexane surface. The syringe pump is switched on as soon as the extinction for "unsealed" cyclohexane has settled. The moment when the very first drop of the Formulation solution hits the surface, the time represents zero. The time is noted for 50% Sealing and percent sealing after 30 seconds and after 2 minutes. The time for 50% Sealing depends on the rate of film expansion (see below), and the percentage sealing after 30 Seconds and 2 minutes on the effectiveness and efficiency of the film as a vapor barrier.
Ziel: Bestimmung der Geschwindigkeit, mit der ein AFFF-FiIm sich über eine Cyclohexanoberfläche ausbreitetObjective: to determine the speed at which a AFFF film spreads over a cyclohexane surface
Verfahren: Man füllt eine 6-cm-Aluminiumschale zur Hälfte mit Cyclohexan und eine 50^l-Spritze mit einer 6%igen Lösung der Testlösung. 50 μ! der Lösung werden so schnell und vorsichtig wie möglich entlang der Schalenwand so heruntergespritzt, daß die Lösung sanft auf die Cyclohexanoberfläche fließt Man bedeckt die Schale mit einer umgekehrten Petrischale und setzt am Schluß der Einspritzung eine Stoppuhr in Gang. Man beobachtet die Ausbreitung des Films Ober die Oberfläche und hält die Stoppuhr in dem Moment an, wo der Film die Oberfläche vollständig bedeckt, und notiert die abgelaufene ZeitProcedure: A 6 cm aluminum bowl is filled Half with cyclohexane and a 50 ^ l syringe with a 6% solution of the test solution. 50 μ! the Solution are splashed down the wall of the dish as quickly and carefully as possible so that the solution flows gently onto the cyclohexane surface. Cover the dish with a inverted Petri dish and starts a stopwatch at the end of the injection. The spread of the film across the surface is observed and stops the stopwatch the moment the film completely covers the surface, and notes the elapsed time
FtreichholzprüfungMatchstick test
eines AFFF-Films. Verfahren: Man füllt eine Aluminiumwägeschaleof an AFFF movie. Procedure: Fill an aluminum weighing pan (58 χ 15 mm) mit Cyclohexan pro analysi zu zwei Dritteln. Etwa 2 ml zu prüfender AFFF-Lösung werden vorsichtig auf die Oberfläche gegossen. Man zündet ein hölzernes Streichholz an und(58 χ 15 mm) with cyclohexane per analysi to two Thirds. About 2 ml of the AFFF solution to be tested is carefully poured onto the surface. You light a wooden match and taucht, wenn das anfängliche Aufflammen desdives when the initial flare-up of the Streichholzes nachgelassen hat die Flamme schnell durch die abgedichtete Oberfläche hindurch und zieht es dann wieder aus der Schale heraus. Die Flamme verlöscht Man wiederholt dies mitIf the match subsided, the flame quickly passed through the sealed surface and then pulls it out of the shell again. The flame goes out. Repeat this with
ίο weiteren Streichhölzern, bis die Flamme nicht mehrίο more matches until the flame stops
verlöscht und notiert die Anzahl verbrauchter Streichhölzer.goes out and notes the number of matches used.
Der kritischste Test für die vorliegenden Zusammensetzungen besteht in praktischen Feuerprüfungen. Die Einzelheiten der Verfahren für derartige Prüfungen an 2,6 m2-, 4.647 m2- und 117,0 m2-Feuern sind in U.S. Navy Specification MIL-F-24385 und -'nren Ergänzungen angegeben.The most critical test for the present compositions is practical fire tests. Detailed procedures for such tests on 2.6 m 2 - 4,647 m 2 - and 117.0 m 2 -Feuern are in US Navy Specification MIL-F-24385 and -'nren supplements.
Verfahren: Man stellt Vormischungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aus 0,5- bis 12%-Dosierkonzentraten und Leitungs- oder Meerwasser her oder dosiert das AFFF-Mittel mit Hilfe eines in die Leitung eingebauten Dosiersystems. In jedem Fall wird die Testpräparation in der zweckmäßigen Gebrauchskonzentration angewandt Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zum Löschen von Kohlenwasserstoffeuern jo wird wiederholt und reproduzierbar an 2,60 m^Benzinfeuern sowie an auf einer Rundscheibe von 12,19 m Durchmesser aufgeführten 117,0 m2-Feuern bewiesen. Die Prüfungen werden häufig unter strengen Umgebungsbedingungen mit Windgeschwindigkeiten bis zu 16 km pro Stunde und bei vorherrschenden Sommertemperaturen bis 35° C ausgeführt Alle Prüfungen der Leistungsfähigkeit am Feuer sowie ergänzende Prüfungen — Schaumvermögen, Filmbildung, Abdichtungsfähigkeit, Filmausbreitungsgeschwindigkeit, Viskosität Ertwässerungszeit, Spreitungskoeffizient und Stabilität — bestätigten, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mehr leisteten als die AFFF-Zusammensetzungen des Standes der Technik.Process: Premixes of the compositions according to the invention are made from 0.5 to 12% dosing concentrates and tap or sea water, or the AFFF agent is dosed with the aid of a metering system built into the pipe. In each case, the test preparation is used in the appropriate concentration for use. The effectiveness of the compositions according to the invention for extinguishing hydrocarbon fires is repeated and reproducible on 2.60 m ^ gasoline fires and on 117.0 m 2 listed on a circular disc 12.19 m in diameter - Firing proved. The tests are often carried out under strict environmental conditions with wind speeds of up to 16 km per hour and with prevailing summer temperatures of up to 35 ° C. All tests of performance on fire and additional tests - foaming capacity, film formation, sealing ability, film spreading speed, viscosity, soaking time, spreading coefficient and stability - have been confirmed that the compositions of the invention performed better than the AFFF compositions of the prior art.
Die wichtigsten Kriterien zur Bestimmung der Wirksamkeit einer Feuerbekämpfungszusammensetzung sind:The main criteria for determining the effectiveness of a fire fighting composition are:
1. Kontroilzeit1. Control time
Die erforderliche Zeit, um das Feuer nach Anwendung des Feuerbekämpfungsmittels unter Kontrolle zu bringen oder es zu beherrschen.The time required to control the fire after using the fire fighting agent bring or master it.
2. Löschzeit2. Deletion time
Die Zeit vom Beginn der Anwendung bis zur völligen Löschung des Feuers.The time from the beginning of the application until the fire is completely extinguished.
3. Wiederentflammungszeit3. Reignition time
Die Zeit vom völligen Auslöschen der Flamme bis zur Neuzündung der Kohlenwasserstoffflüssigkeit in Anwesenheit einer offenen Flamme an der Oberfläche der M) FlüssigkeitThe time from the complete extinction of the flame to the Reignition of the hydrocarbon liquid in the presence of an open flame on the surface of the M) liquid
4. Summierung der % Feuerlösung4. Summation of the% fire solution
Bei der Löschung von 4,645- oder 117,05 m2-Feuern registriert man Jie Summe der »Prozent Feuer gelöscht«-Werte in Abständen von 10, 20, 30 und 40 Sekunden. Die gegenwärtige Vorschrift für 4,645 m2-Feuer erfordert eine Summe von 225 oder größer, und für 117,05 m2-Feuer von 285 oder größer.When extinguishing 4.645 or 117.05 m 2 fires, the sum of the "percent fire extinguished" values is recorded at intervals of 10, 20, 30 and 40 seconds. The current requirement for 4,645 m 2 -Fire requires a total of 225 or greater, and 117.05 m 2 -Fire of 285 or greater.
2,60 nWFeuerprüfung2.60 nW fire test
Diese Prüfung wird in einer aus 0,635 mm dicken Stahl hergestellten ebenen Rundpfanne von 1,83 mm Durchmesser (2,60 Quadratmeter) mit 12,70 cm hohen Seiten, die während der Prüfungen etwa 6,35 cm Freibord ergeben, vorgenommen. Um Benzin auf einem Wassersubstrat zu halten, hat die Pfanne keine Auslässe. Eine minimale Wassertiefe wird eingehalten und dient nur dazu, völlige Bedeckung der Pfanne mit Brennstoff zu gewährleisten. Das Feuerlöschmittel wird bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 7,57 I pro Minute und bei 7,03 kg/cm- Druck durch eine Düse appliziert. Der Auslaß ist durch einen »Flügelspitzen«-Verteiler mit einer 3.175 mm breiten, 4,76 cm langen Kreisbogenöffnung modifiziert.This test is carried out in a flat round pan of 1.83 mm made from 0.635 mm thick steel Diameter (2.60 square meters) with sides 12.70 cm high that were approximately 6.35 cm during testing Freeboard revealed, made. To hold gasoline on a water substrate, the pan has no outlets. A minimum water depth is maintained and only serves to completely cover the pan with fuel to ensure. The fire extinguishing agent is at a flow rate of 7.57 l per minute and applied through a nozzle at 7.03 kg / cm pressure. The outlet is through a "wing tip" distributor a 3.175 mm wide, 4.76 cm long circular arc opening modified.
Die Vormischlösung in Süßwasser oder MeerwasserThe premix solution in fresh water or sea water
besteht aus einem 6%-Dosierkonzentrat oder einer gleichwertigen Menge in Süßwasser oder Meerwasser, und die Brennstoffladung beträgt 37,85 I Benzin. Die gesamte Brennstoffladung wird im Verlauf von 60 Sekunden in die Pfanne geschüttet, und der Brennstoff wird innerhalb 60 Sekunden nach dem Ende der Brennstoffeinführung gezündet und 15 Sekunden lang vor Anwendung des Löschmittels frei brennen gelassen. Das Feuer wird so schnell wie möglich dadurch gelöscht, daß man die Düse 1,07 bis 1,22 m über dem Boden aufwärts geneigt in einem solchen Abstand hält, daß der nächstliegende Rand des Schaums auf den nächstliegender. Rand des Feuers fallen konnte. Nach Löschung des Feuers wird die Löschzeit notiert, unter fortgesetzter Verteilung des Mittels über das Prüfungsgebiet, bis genau 11,361 Vormischung verbraucht sind (90-Sekunden-An wendungszeit).consists of a 6% dosage concentrate or an equivalent amount in freshwater or seawater, and the fuel load is 37.85 liters of gasoline. The total fuel load is consumed over the course of 60 Poured into the pan seconds, and the fuel will be within 60 seconds after the end of the Fuel inlet ignited and allowed to burn freely for 15 seconds prior to application of extinguishing agent. The fire is extinguished as quickly as possible by placing the nozzle 6 feet above the ground upward sloping at such a distance that the closest edge of the foam overlaps the closest. Edge of fire could fall. After the fire has been extinguished, the extinguishing time is noted, under continued Spread the agent over the test area until exactly 11.361 premixes are used (90-second on turning time).
Die Wiederentflammungsprüfung wird innerhalb 30 Sekunden nach der 90-Sekunden-Lösungsanwendung begonnen. Man stellt eine beschwerte, mit 0,946 I Benzin beladene Pfanne von 30,48 cm Durchmesser mit 5.08 cm Seitenwänden in die Mitte des Gebietes. Der Brennstoff in der Pfanne wird eben vor dem Einstellen gezündet. Die Wiederentflammungszeit beginnt im Moment dieses Einsteilens und endet, wenn 25 Prozent (0,65 m2) der ursprünglich schaumbedeckten Brennstofffläche brennt Wenn die große Testpfannenfläche brennt, wird die kleine Pfanne entfernt.The reflame test is started within 30 seconds of the 90 second solution application. A weighted pan, loaded with 0.946 l of gasoline and having a diameter of 30.48 cm with 5.08 cm side walls, is placed in the center of the area. The fuel in the pan is ignited just before setting. The re-ignition time begins at the moment of this grading and ends when 25 percent (0.65 m 2 ) of the originally foam-covered fuel area burns. When the large test pan area burns, the small pan is removed.
117,0 m2- Feuerprüfung117.0 m 2 - fire test
Diese Prüfung wird auf einer ebenen runden Fläche (117,Om2) durchgeführt.This test is carried out on a flat, round surface (117, Om 2 ).
Die Wassertiefe hat das erforderliche Minimum, um völlige Bedeckung der eingedeichten Fläche mit Brennstoff zu gewährleisten. Die zur Anwendung des Feuerlöschmittels verwendete Düse ist für die Abgabe von 189,27 1 pro Minute bei 7,07 kg/cm2 ausgelegtThe water depth is the minimum necessary to ensure that the diked area is completely covered with fuel. The nozzle used for applying the fire extinguishing agent is adapted for the delivery of 189.27 1 per minute at 7.07 kg / cm 2
Die Lösung in Süßwasser oder Meerwasser hat eine Temperatur von 20° C ± 5,5° C und enthält 6,0 ± 0,1 % der Feuerlöschzusammensetzung. Der Brennstoff besteht aus 1135,6 1 Benzin. Oberhalb Windgeschwindigkeiten von 16 km pro Stunde wurden keine Prüfungen ausgeführt Die gesamte Brennstoffladung wird so schnell wie möglich in das eingedeichte Gebiet geschüttet Vor der Brennstoffeinführung für eine 1 IUlUSIg TTtIU J«.TT«.llä CXI1\~3 1-AS3«~1II11IIIVI TUIl UCI The solution in fresh water or sea water has a temperature of 20 ° C ± 5.5 ° C and contains 6.0 ± 0.1 % of the fire extinguishing composition. The fuel consists of 1135.6 liters of gasoline. Above wind speeds of 16 kilometers per hour were no tests carried out, the total fuel charge is poured as quickly as possible into the diked area .llä Before the fuel introduction for a 1 IUlUSIg TTtIU J ".TT" CXI1 \ ~ 3 1-AS3 "~ 1II11IIIVI tuil UCI
vorausgegangenen Prüfung aus dem eingedeichten Gebiet entfernt Innerhalb 2 Minuten nach beendeter Einführung des Brennstoffs wird dieser gezündet und vor Anwendunj des Löschmittels 15 Sekunden frei brennen gelassen. previous test removed from the diked area. Within 2 minutes after the end of the introduction of the fuel, it is ignited and left to burn freely for 15 seconds before the extinguishing agent is used.
Das Feuer wird so schnell wie möglich dadurchThis will cause the fire as quickly as possible
gelöscht, daß man die Düse 1,07 bis 1,22 m über derrdeleted that the nozzle 1.07 to 1.22 m above the r
ι Boden aufwärts geneigt in einem solchen Abstand hält daß der nächstliegende Rand des Schaumes auf der nächstliegenden Rand des Feuers fallen kann.ι keeps the ground sloping upwards at such a distance that the nearest edge of the foam can fall on the nearest edge of the fire.
Mindestens 85 Prozent des Feuers waren innerhalb 3C Sekunden gelöscht und die »Prozent Feuer gelöscht«- in Werte werden notiert.At least 85 percent of the fire was extinguished within 3C seconds and the "percent fire extinguished" - in values are noted.
N-[3-(Dimethylamino)-propyl]-2- bzw. -3-(l,l,2.2-tetrahydroperfluordecylthioj-succinamidsäure N- [3- (dimethylamino) propyl] -2- or -3- (l, l, 2.2-tetrahydroperfluorodecylthioj-succinamic acid
Γ.Ι.,ΠΙ.ΓΊΚΠΙΓΟίΙΓ.Ι., ΠΙ.ΓΊΚΠΙΓΟίΙ
C,I;,-C IhCIhSC IlCON IKCIhKNH(CH,),C, I ; , -C IhCIhSC IlCON IKCIhKNH (CH,),
CIhCOOCIhCOO
Man gibt Maleinsäureanhydrid (10,Og; 0,102 Mol) unc ein Gemisch aus Äthylenglykoldimethyläther (100 gMaleic anhydride (10.0 g; 0.102 mol) is added unc a mixture of ethylene glycol dimethyl ether (100 g
in und N,N-Dimethy!formamid (60 g) in einen gerührten unter Stickstoff gehaltenen und im Eisbad auf 10°C gekühlten Reaktionskolben. Im Verlauf einer halber Stunde wird 30Dimethylaminopropylamin (10.4 g 0,102 Mol) bei einer Umsetzungstemperatur vorin and N, N-dimethylformamide (60 g) in a stirred reaction flask kept under nitrogen and cooled to 10 ° C. in an ice bath. In the course of a half Hour 30 dimethylaminopropylamine (10.4 g 0.102 mol) at a reaction temperature
ii 10—15°C dazugetropft Man rührt die entstandene weiße Suspension für eine Stunde bei Zimmertempera tür.ii 10-15 ° C. is added dropwise. The resulting mixture is stirred white suspension for one hour at room temperature.
Eine kleine Menge dieses Produktes wird getrocknet mit Heptan gewaschen und 12 Stunden bei 30°C irrA small amount of this product is dried, washed with heptane and irr for 12 hours at 30 ° C
4Ii Vakuum getrocknet Die erhaltene Verbindung N-(3-Di methylaminopropyl)-maleinsäureamid entspricht dei Forme! 4Ii vacuum dried The compound obtained N- (3-dimethylaminopropyl) maleic acid amide corresponds to the form!
4-, HC-COO- 4 -, HC-COO-
HC — CONH(CHO,NH(CH0:.HC - CONH (CHO, NH (CH0 :.
Vi wie sich aufgrund des Infrarotspektrums und iei Signale des Kernresonanzspektrums beweisen läßt Vi as can be proven on the basis of the infrared spectrum and iei signals of the nuclear magnetic resonance spectrum
Man gibt l.l^-Tetrahydroperfluordecylmerkaptari (49,0 g; 0,102 Mol) auf einmal in die Suspension und rührt das entstandene Gemisch 64 Stunden beiOne gives 1.l ^ -Tetrahydroperfluordecylmerkaptari (49.0 g; 0.102 mol) all at once into the suspension and the resulting mixture is stirred for 64 hours Zimmertemperatur. Die entstandene dickflüssige Suspension wird filtriert, die abgetrennten Feststoffe werden mit Aceton gewaschen und darauf bei Zimmertemperatur unter Vakuum (0,1 Torr) 18 Stunden getrocknet Man erhält 61,2 g des Produktes als weißesRoom temperature. The resulting viscous suspension is filtered, the separated solids are washed with acetone and then at room temperature under vacuum (0.1 torr) for 18 hours dried. 61.2 g of the product are obtained as white
to Pulver (Ausbeute 88,2%) mit einem Schmelzpunkt vor 123 bis 128° C wobei eine langsame Zersetzung (Gasentwicklung über der Schmelze) beobachtet wird. Das Infrarotspektrum des Produktes stimmt mit der angegebenen chemischen Konstitution überein, insbesondere die Amkibandc bei 1650 cm -' in fester Phase und bei 1660 cm-' in verdünnter Chloroformlösung, sowie die asymmetrischen und symmetrischen Carboxylatdehnungsbanden bei 1550 cm-' und 1320 bis to powder (yield 88.2%) with a melting point before 123 to 128 ° C with a slow decomposition (gas evolution over the melt) is observed. The infrared spectrum of the product agrees with the specified chemical constitution, in particular the Amkibandc at 1650 cm- 'in the solid phase and at 1660 cm-' in dilute chloroform solution, as well as the asymmetrical and symmetrical carboxylate elongation bands at 1550 cm- 'and 1320 bis
2525th
1390cm '. Das Kernresonanzspektrum enthält die folgenden Signale:1390cm '. The nuclear magnetic resonance spectrum contains the following signals:
2.68 ppm N-CII; ;2.68 ppm N-CII; ;
CH,CH,
1.8-2.1 NCH-CH-N1.8-2.1 NCH-CH-N
Die Oberflächenspannung (γη) der wäßrigen Lösung der erhaltenen Verbindungen beträgt I9.8dyn/cm. In diesem und den folgenden Beispielen wird die Oberflächenspannung bei einer Konzentration von 0.1% in Wasser bei 25"C mit einem Du Nouy-Tensiome-The surface tension (γη) of the aqueous solution of the compounds obtained is 19.8 dynes / cm. In this and the following examples, the surface tension is measured at a concentration of 0.1% in water at 25 "C with a Du Nouy Tensiome-
N-[3-(Dimethylamino)-propyl]-2- bzw. -3-( 1.1.2.2-tetrahydroperfluoralkylthio)-succinamidsäure N- [3- (dimethylamino) propyl] -2- or -3- (1.1.2.2-tetrahydroperfluoroalkylthio) succinamic acid
S- CHC (X)
i
CHiCONH(CHi>,NH<CH,i;S- CHC (X)
i
CHiCONH (CHi>, NH <CH, i;
sowie deren Isomeras well as its isomer
Man rührt Maleinsäureanhydrid (100 g; 1.02 Mol) und N-Methylpyrrolidon (400 g) unter Inertgas in einem in Eis/Sälzgemisch auf O3C gekühlten Reaktionskolben und versetzt tropfenweise bei 0 bis 1O0C während 40 Minuten mit in N-Methylpyrrolidon (100g) gelöstem 3-Dimcthylaminopropylamin (106 g; 1,04 Mol). Die dunkelbraune Suspension rührt man 20 Minuten bei Zimmertemperatur und versetzt dann mit Methanol (800{;), worauf die entstandene leichtflüssige Suspension auf 45°C erhitzt wird. 1,1,2,2-Tetrahydroperfluoralkylmerkaptan (483 g: 0,94 Mol) (Gemisch von Verbindungen mit verschiedenen Perfluoralkylgruppen; O-25%; C.,-50% und C'io-25%) wird innerhalb 10 Minui.en bei 45 bis 500C dazugegeben, wobei bersteinfarben«: Lösung entsteht, welche man 3 Stunden bei 45"C rührt. Die Vollständigkeit der Umsetzung wird durch das Verschwinden des Perfluoralkyläthvlmerk.intans bis auf durch Gaschromatographie nachgewiesene Spurenmengen im Reaktionsgemisch bewiesen. Die Identität des Produktes bestätigt sich durch die Infrarotabsorption für die Amidfunktion bei 1655 cm '. und Carboxylat zeigt sich bei 1560 cm ' und 1325-- 1400cm '. Das Gacchromatogramm zeigt drei Perfluoralkylsäureflächen. zwei Lösungsmittelflächen und den Merkaptanen zuzuschreibende Spurenflächen. Die erhaltenen Protonensignale des Kernresonanzspektrums sind im wesentlichen mit denen aus Beispiel I identisch. Die Verbindung schmilzt bei 95 bis 115°C. Die Oberflächenspannung der wäßrigen Lösung der Verbindung beträgt 17,7 dyn/cm.The mixture is stirred maleic anhydride (100 g; 1:02 mol) and N-methylpyrrolidone (400 g) under inert gas in an in ice / Sälzgemisch on O 3 C cooled reaction flask and added dropwise at 0 to 1O 0 C for 40 minutes in N-methylpyrrolidone ( 100g) dissolved 3-dimethylaminopropylamine (106 g; 1.04 mol). The dark brown suspension is stirred for 20 minutes at room temperature and then mixed with methanol (800 {;), whereupon the resulting low-viscosity suspension is heated to 45 ° C. 1,1,2,2-Tetrahydroperfluoroalkylmercaptan (483 g: 0.94 mol) (mixture of compounds with different perfluoroalkyl groups; O-25%; C., -50% and C'io-25%) is obtained within 10 minutes. s at 45 to 50 0 C thereto, wherein in amber ": solution is formed, stirred for which it for 3 hours at 45" C the completeness of the reaction is evidenced by the disappearance of the Perfluoralkyläthvlmerk.intans until proven by gas chromatography trace amounts in the reaction mixture the identity.. of the product is confirmed by the infrared absorption for the amide function at 1655 cm '. and carboxylate is shown at 1560 cm' and 1325-1400 cm '. The gacchromatogram shows three perfluoroalkyl acid areas, two solvent areas and trace areas ascribable to the mercaptans. The proton signals of the nuclear magnetic resonance spectrum are essentially identical to those from Example I. The compound melts at 95 ° to 115 ° C. The surface tension of the aqueous solution of the compound is > 17.7 dynes / cm.
Nach der angegebenen Vorschrift stellt man zwei analoge Verbindungen aus Maleinsäureanhydrid und den folgenden Ausgangsmaterialien her:According to the procedure given, two analogous compounds are prepared from maleic anhydride and the following raw materials:
Bsp. NrExample no
R.-ThiolR.-Thiol
k.itionen-.ikti\ ^
Verbindungk.ionen-.ikti \ ^
link
, ι il> η/cm ι, ι il> η / cm ι
CII.CII.
C1F1-CiIhSHC 1 F 1 -CiIhSH
H-N-NH-N-N
20.620.6
CH,CH,
C-ILC-IL
C1F1-CiH1SHC 1 F 1 -CiH 1 SH
HiN-CH.-CH NHiN-CH.-CH N
I-TJI - TJ
CjFnC2H1SHCjF n C 2 H 1 SH
CH,
HN- CH,CH,CH,- NCH,
HN- CH, CH, CH, -N
\\
CH, CH3 CH, CH 3
20,420.4
CH5 CH 5
C1FnC2H^SHC 1 F n C 2 H ^ SH
H2N-CH2CH7-NH 2 N-CH 2 CH 7 -N
17.917.9
CH3 CH 3
N-Methyl-N-(2'-N',N'-dimethylaminoäthyl)-2- bzw. 3-(l,l,2.2-tetrahydroperfluoralkylthio)-succinamidsäureN-methyl-N- (2'-N ', N'-dimethylaminoethyl) -2- or 3- (l, l, 2.2-tetrahydroperfluoroalkylthio) succinamic acid
IhS- (IKOOIhS- (IKOO
-(IhCIhNII- (IhCIhNII
CH,CH,
und Isomerand isomer
CII,CII,
Rf ist ein Gemisch von Cf1Fn (25%), CsFi; (50%) und C10F21 (25%).Rf is a mixture of Cf 1 F n (25%), C s Fi; (50%) and C 10 F 21 (25%).
Man gibt gepulvertes Maleinsäureanhydrid (0,033 Mol, 3,24 g) portionenweise zu einer gekühlten Lösung von (N,N',N'-Trimethyl)-äthylen-l,2-diamin (0.033 Mol. 3.47 g) in 6.7 g Wasser Die Umsetzung wird unter Stickstoff durchgeführt und mittels Eisbad bei 10-2O0C gehalten. Nach beendeter Zugabe entfernt man das Bad und rührt das Rekationsgemisch 12 Stunden bei Zimmertemperatur.Powdered maleic anhydride (0.033 mol, 3.24 g) is added in portions to a cooled solution of (N, N ', N'-trimethyl) -ethylene-1,2-diamine (0.033 mol. 3.47 g) in 6.7 g of water reaction is carried out under nitrogen and held by means of an ice bath at 10-2O 0 C. When the addition is complete, the bath is removed and the reaction mixture is stirred for 12 hours at room temperature.
Eine kleine Menge Lösung wird 12 Stunden im Vakuum bei 300C getrocknet. Man erhält die Verbindung der FormelA small amount of solution is dried in vacuo at 30 ° C. for 12 hours. The compound of the formula is obtained
II,CII, C
CH,CH,
■ Ν■ Ν
Ci.VCi.V
CH1COOCH 1 COO
CH,CH,
Das Kernresonanzspektrum bestätigt diese Formel.The nuclear magnetic resonance spectrum confirms this formula.
Titrierbarer acider Wasserstoff liegt in der Verbindung nicht vor.Titratable acidic hydrogen is in the compound not before.
Man versetzt die erhaltene hellgelbe Lösung mit 2-Methyl-2,4-pentandiol (20,13 g) und danach mit Perfluoralkyläthylnierkaptan (0,3135MoI, 14,65 g). Die entstandene weiße Suspension wird unter Rühren bis zur Vollendung der Umsetzung (6,5 Stunden) bei 9O0C erhitzt. Man kühlt die klare hellgelbe Lösung auf Zimmertemperatur und verdünnt mit 23 g Wasser auf einen Feststoffgehult von 30%. Die trübe Lösung wird dann klar filtriert (Asbestbausch mit 5 μ Porosität) undThe light yellow solution obtained is mixed with 2-methyl-2,4-pentanediol (20.13 g) and then with perfluoroalkylethylnierkaptan (0.3135 mol, 14.65 g). The resulting white suspension is heated under stirring until completion of the reaction (6.5 hours) at 9O 0 C. The clear, light yellow solution is cooled to room temperature and diluted with 23 g of water to a solids content of 30%. The cloudy solution is then filtered clear (asbestos pad with 5 μ porosity) and
man erhält 66,5 ^ (93,4%) einer klaren hellgelben Lösung. Das Infrarotspektrum bestätigt die für die Verbindung angegebene Formel. Die Oberflächenspannung (}·η) der wäßrigen Lösung der Verbindung beträgt 18.3dyn/cm.66.5% (93.4%) of a clear, light yellow solution are obtained. The infrared spectrum confirms that for the Compound given formula. The surface tension (} · η) of the aqueous solution of the compound is 18.3 dynes / cm.
In gleicher Weise stellt man aus Maleinsäureanhydrid, Perfluoralkyläthylmerkaptan und N,N-Dimethyl-N'-äthyl-äthylen-l,2-diamin die Verbindung N-Äthyl-N-(2 N',N-dimethylaminoäthyl)-2- bzw. -3-(l,l,2,2-tetrahydroperfluoralkylthio)-succinamidsäure her. Die Oberflächenspannung dieser Verbindung beträgt 20,2 dyn/cm.In the same way, from maleic anhydride, Perfluoroalkylethylmercaptan and N, N-dimethyl-N'-ethyl-ethylene-1,2-diamine the compound N-ethyl-N- (2 N ', N-dimethylaminoethyl) -2- or -3- (l, l, 2,2-tetrahydroperfluoroalkylthio) succinamic acid here. The surface tension of this connection is 20.2 dynes / cm.
N(2-Dimethylaminoäthyl)-2-bzw.-3-(l.l,2,2-tetrahydroperfluoralkylthioj-succinamidsäure N (2-dimethylaminoethyl) -2- or -3- (1.l, 2,2-tetrahydroperfluoroalkylthioj-succinamic acid
K. (IhCIhS -CHCOOK. (IhCIhS -CHCOO
CH: CON-CIhCIh-NICH: CON-CIhCIh-NI
t ^t ^
und Isomerand isomer
CH.CH.
CIh.CIh.
Man gibt gepulvertes Maleinsäureanhydrid (0,033 Mol, 3.24 g) portionenweise zu der gekühlten Lösung von (N,N-Dimethyl)-äthylen-1.2-diamin (0.033 Mol, 2,90 g) in 6 7 g Wasser.Powdered maleic anhydride (0.033 mol, 3.24 g) is added in portions to the cooled one Solution of (N, N-dimethyl) -ethylene-1,2-diamine (0.033 mol, 2.90 g) in 67 g of water.
Die Umsetzung wird unter Stickstoff durchgeführt und mittels Eisbad bei IO bis 2O0C gehalten. Nach beendeter Zugabe entfernt man das Bad, rührt das Reaktionsgemisch über Nacht bei Zimmertemperatur und versetzt die hellgelbe Lösung mit 2-Methyl-2,4-pentandiol (20,13 g) und danach mit Perfluoralkyläthylmerkaptan (0,3135 Mol. 14,65 g). Zur Vervollständigung der Reaktion wird die entstandene weiße Suspension 6V2 Stunden unter Rühren auf 30°C erwärmt. Man kühlt die hellgelbe Lösung auf Zimmertemperatur und verdünnt mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 30%. Man filtriert die Lösung durch einen Asbestbausch mit 5 μ Porosität und erhält 66,5 g (93,4%) einer klaren hellgelben Lösung. Die Oberflächenspannung der wässerigen Lösung beträgt 22.0 dyn/cm.The reaction is carried out under nitrogen and held by means of an ice bath at 0 C IO to 2O. When the addition is complete, the bath is removed, the reaction mixture is stirred overnight at room temperature and 2-methyl-2,4-pentanediol (20.13 g) and then perfluoroalkylethylmercaptan (0.3135 mol. 14.65 g) are added to the light yellow solution ). To complete the reaction, the resulting white suspension is heated to 30 ° C. for 6 1/2 hours with stirring. The light yellow solution is cooled to room temperature and diluted with water to a solids content of 30%. The solution is filtered through a wad of asbestos with 5 μ porosity and 66.5 g (93.4%) of a clear, light yellow solution are obtained. The surface tension of the aqueous solution is 22.0 dynes / cm.
Analog stellt man auch die folgenden Verbindungen aus Maleinsäureanhydrid und den weiteren im folgenden angegebenen Ausgangsverbindungen her.The following compounds are prepared analogously from maleic anhydride and the others below specified starting compounds.
R1-Th in!R 1 -Th in!
Kationaktive
VerbindunsCation-active
Connection
)■,, dyn/cm) ■ ,, dyn / cm
RfC2H1SHRfC 2 H 1 SH
HN-CH2CH3-NHN-CH 2 CH 3 -N
CH,CH,
CH-.CH-.
21.321.3
4 j H4 j H
ιHN
ι
\N
\
CI.
C.
CH:\
CH:
21.521.5
RfC2H4SHRfC 2 H 4 SH
H2N-CH3CH2CH7-NH 2 N-CH 3 CH 2 CH 7 -N
18.818.8
CH<CH <
I orlsct/uni:I orlsct / uni:
3030th
lleispicl Nr R,-Thii>llleispicl Nr R, -Thii> l
}',, llytl/Clll} ',, llytl / Clll
UN —CILCHiCII NUN —CILCHiCII N
I \I \
CIl. CH,CIl. CH,
C 11.NI I C II. C-11.CII1N II,
11,NCH-CH-CH1NII,C 11.NI IC II. C-11.CII 1 N II,
11, NCH-CH-CH 1 NII,
21.221.2
I 8.3I 8.3
I 7.2I 7.2
In Beispielen 15 bis 1M verwendete ampholere lluorierlc TensideUsed in Examples 15 to 1 M ampholere lluorierlc surfactants
Amphnleres Name Κ,-ΤοπμιΙ I ;(ir HK1I Similar name Κ, -ΤοπμιΙ I ; (ir HK 1 I.
N-[3-([)imethylaniino)-propyl|-2- bzw. -.!-(1,1.2.2-ietrahydropcrnuoralkyl(hio)-succinamids;iiirc N- [3 - ([) imethylaniino) propyl | -2- or -.! - (1,1.2.2-ietrahydropcrnuoroalkyl (hio) succinamides; iiirc
N-Melhyl-N-(2'-N'.N'-dimethyliiminoiithyl)-2- bzw. -3-( 1.1.2,2-telrahydroperiluoralkylthio)-suceinamidsäure N-methyl-N- (2'-N'.N'-dimethyliiminoiithyl) -2- or -3- (1.1.2,2-telrahydroperiluoroalkylthio) -suceinamic acid
N-Äthyl-N-(2'-N'.N'-dimethylaminoäthyl)-2- bzw. -3-(1.1.2.2-tetrahydroperfluoralkylthiol-succinamidsäure N-Ethyl-N- (2'-N'.N'-dimethylaminoethyl) -2- or -3- (1.1.2.2-tetrahydroperfluoroalkylthiol-succinamic acid
N-Methyl-N-(2'-N'.Nf-dimethylaminopropyl)-2- bzw. -3-(i.l.2.2-tetruhydroperfluoralkylthiol-succinamidsäure R1CH2CH2SC HiCO- )C 11.-CONIKCH2I1NH(CHO3 N-methyl-N- (2'-N'.N f -dimethylaminopropyl) -2- or -3- (il2.2-tetruhydroperfluoroalkylthiol-succinamic acid R 1 CH 2 CH 2 SC HiCO-) C 11.-CONIKCH 2 I 1 NH (CHO 3
bzw.respectively.
K1C H3C I2SCH(CH.(O1)CONH(CHo1NH(CHO2 K1C H2C H2SC H(CO, )CH,CON(C H2I2N H(C HO3 K 1 CH 3 CI 2 SCH (CH. (O 1 ) CONH (CHo 1 NH (CHO 2 K 1 CH 2 CH 2 SC H (CO,) CH, CON (CH 2 I 2 NH (C HO 3
CW-.CW-.
R1CH2CH3SCH(CO2 )CH;,.:ON(C H2I2N H(C HO2 R 1 CH 2 CH 3 SCH (CO 2 ) CH;,.: ON (CH 2 I 2 NH (C HO 2
C2II.C 2 II.
R1CH1CH1SCH(COV)CHXON(CHONH(CHj)1 R 1 CH 1 CH 1 SCH (COV) CHXON (CHONH (CHj) 1
CH-.CH-.
N-[2-(Diälhylamino)-äthyl]-2(3)- C8F17CH3CH2SCH(CO2 ICH2CONH(CH2^NH(C2HO2 N- [2- (Diethylamino) ethyl] -2 (3) - C 8 F 17 CH 3 CH 2 SCH (CO 2 ICH 2 CONH (CH 2 ^ NH (C 2 HO 2
(1.1.2.2-tetrahydroperfluordecylthio)-(1.1.2.2-tetrahydroperfluorodecylthio) -
succinamidsäuresuccinamic acid
N-[3 (Dimethylamino)-propyl]-2(3)- C6F13CH2CH2SCH(COf)CH2CONH(CH2^NH(CH3):N- [3 (Dimethylamino) propyl] -2 (3) - C 6 F 13 CH 2 CH 2 SCH (COf) CH 2 CONH (CH 2 ^ NH (CH 3 ):
(1,1,2,2-tetrahydroperfluoroktylthio)-(1,1,2,2-tetrahydroperfluorooctylthio) -
succinamidsäuresuccinamic acid
N-[3-(Dimethylamino)-propyl]-2(3)- CsFI7CH2CH2SCH(COf)CH2CONH(CH2)3NH(CH5)3 N- [3- (Dimethylamino) propyl] -2 (3) - C s F 17 CH 2 CH 2 SCH (COf) CH 2 CONH (CH 2 ) 3 NH (CH 5) 3
(l.L2,2-tetrahydroperfluordecy:thio)-(1.L2,2-tetrahydroperfluordecy: thio) -
succinamidsäuresuccinamic acid
N-[3-(Dimethylamino)-pmpyl]-2(3)-(1,1,2,2-tetrahydroperfluordodecyI-thio)-succinamidsäure C,«F2ICH2CH2SCH(COf)CH2CONH(CH2)3NH(CH3)3 N- [3- (dimethylamino) -pmpyl] -2 (3) - (1,1,2,2-tetrahydroperfluordodecyI-thio) -succinamic C, "F 2I CH 2 CH 2 SCH (COF) CH 2 CONH (CH 2 ) 3 NH (CH3) 3
Rf isl ein hauptsächlich aus C6Fi3, CjF]7 und C]0F2i ungefähr im Verhältnis 1:2:1 sowie Isomeren wie in Beispiel Nr. A1 bestehendes Gemisch. Tenside Al bis A8: 30gew.-%ige Lösungen der 100%akliven einzelnen Homologen in einem Lösungsmittelgemisch aus 2 Teiien Hexylenglykol und 3 Teilen Wasser.Rf is a mixture consisting mainly of C 6 Fi 3 , CjF ] 7 and C ] 0 F 2 i approximately in a ratio of 1: 2: 1 and isomers as in Example No. A1. Surfactants A1 to A8: 30% strength by weight solutions of the 100% active individual homologues in a solvent mixture of 2 parts of hexylene glycol and 3 parts of water.
3131 3232
In Beispielen 15 bis QI verwendete anionaktive fluorierte Tenside1)Anion-active fluorinated surfactants used in Examples 15 to QI 1 )
Anionaktives Name RfTensid Formel (Losungen mit Konzentrationsangabe) Anion-active name Rf surfactant formula (solutions with concentration information)
Perfluoralkansäure Kaliumperfluoralkanoat 25%Perfluoroalkanoic acid potassium perfluoroalkanoate 25%
2,2-Dihydroperfluoralkansäure Natrium-U^-tetrahydroperfl suifonat2,2-dihydroperfluoroalkanoic acid sodium U ^ -tetrahydroperfl suifonat
R, = C6 R, = C 6
B5 PerfluorheptansäureB5 perfluoroheptanoic acid
B6 PerfluornonansäureB6 perfluorononanoic acid
B7 PerfluorundekansäureB7 perfluorundecanoic acid
B8 KaiiumperfluorheptanoatB8 potassium perfluoroheptanoate
') Mit Rr als typisches Gemisch von C6F)3 (32%), C8F17 (62%) und C|0F2| (6%) sowie Spuren weiterer Homologen.') With R r as a typical mixture of C 6 F) 3 (32%), C 8 F 17 (62%) and C | 0 F 2 | (6%) and traces of other homologues.
In Beispielen 15 bis 91 verwendete ionogene (und amphotere) TensideIonic (and amphoteric) surfactants used in Examples 15-91
Name (Lösungen mit Konzentrationsangabe)Name (solutions with concentration information)
TrimethylaminlaurimidTrimethylamine laurimide
Partielles Natriumsalz der N-Lauryl-jS-iminodipropionsäure (30%) N-Lauroyl-myristyl-jS-aminopropionsäure (50%)Partial sodium salt of N-lauryl-jS-iminodipropionic acid (30%) N-Lauroyl-myristyl-jS-aminopropionic acid (50%)
KokosimidazoliniumäthosulfatCoconut imidazolinium ethosulfate
Dimethyl-(2-hydroxypropyI)-aminlaurimidDimethyl (2-hydroxypropyl) amine laurimide
Dimethyl-(2-hydroxypropyl)-aminmyristimid Dimethyl-(2-hydroxypropyl)-aminpalmitimid TrimethylaminmyristimidDimethyl (2-hydroxypropyl) amine myristimide Dimethyl (2-hydroxypropyl) amine palmitimide Trimethylamine myristimide
Acylamidoammoniumsulfonsäurebetain (50%) Amphoteres dicarboxyliertes Laurinimidazoliniumderivat (38%) Natriumsalz von äthoxyliertem Laurylalkoholsulfat (27%) Dinatriumsalz der N-Lauryl-jJ-iminodipropionsäureAcylamidoammonium sulfonic acid betaine (50%) Amphoteric dicarboxylated Laurinimidazolinium derivative (38%) Sodium salt of ethoxylated lauryl alcohol sulfate (27%) disodium salt of N-lauryl-jJ-iminodipropionic acid
In Beispielen 15 bis 91 verwendete nichtionogene Tenside 55 Nonionic surfactants 55 used in Examples 15 to 91
Nichtionogencs TcmidNonionic Tcmid
NameSurname
Dl Oktylphenoxypolyiithoxyalhiinol (12) 99%Dl octylphenoxypolyiithoxyalhiinol (12) 99%
02 Polyoxyäthy len-( 23 )-laiiry lather02 Polyoxyethylene- (23) -laiiry lather
Ü3 Oklylphenoxypolyälhoxyäthanol (16) 70%Ü3 Oklylphenoxypolyälhoxyäthanol (16) 70%
D4 Oktylphenoxypoiyäthoxyäthanol (10) 9°%D4 octylphenoxypoiyethoxyethanol (10) 9%
Nicht-Not-
ionogencsionogencs
TensidSurfactant
NameSurname
60 D5
D6
D 7
D860 D5
D6
D 7
D8
Oktylphenoxypolyäthoxynthanol (30) 70% Nonylpheno.xypolyälhoxyathanol (20) Nonylphenoxypolyiithoxyälhiinol (30) 70"» Verzweigtes Alkohnliithoxylat ( 15)Octylphenoxypolyethoxyethanol (30) 70% Nonylpheno.xypolyälhoxyethanol (20) Nonylphenoxypolyiithoxyalhiinol (30) 70 "» Branched Alcoholic Ethoxylate (15)
Die /ahlcn in Klammern bedeuten wiederkehrende Alhylenoxidcinheiten. Die l'ro/entangahen gehen den (ich.ilt ilerangegehenen Tenside an.The numbers in brackets mean recurring ethylene oxide units. The l'ro / entangahen go to the (i.ilt ilerangangen Surfactants.
230 210/260230 210/260
33 3433 34
Tabelle 5 Zusammensetzungen, außer daß die Rf-Gruppe imTable 5 Compositions, except that the Rf group im
In Beispielen 15 bis 91 verwendete Lösungsmittel amphoteren R,-Tensid von einer reinen Perfluorhexy!-Solvent used in Examples 15 to 91 amphoteric R, surfactant from a pure Perfluorhexy! -
y über eine reine Perfluoroctyl- zu einer reinen Perfluor- y via a pure perfluorooctyl to a pure perfluoro-
decylgruppe sowie zu einem Gemisch von Perfluorhexyl, Perfluoroctyl und Perfluordecyl im ungefähren Verhältnis 1:2:1 abgewandelt istdecyl group and a mixture of perfluorohexyl, Perfluorooctyl and perfluorodecyl is modified in an approximate ratio of 1: 2: 1
Wie die Daten der Oberflächenspannung in Tabelle 6 zeigen, erhält man die niedrigsten Werte mit dem reinen
Cg-Isomeren, gefolgt von dem amphoteren Rr-Tensid
mit gemischten Rf-Gruppen. Andererseits erhält man die niedrigsten Grenzflächenspanr.ungswerte mit dem
Cs-Isomeren und dem Rf-Isomerengemisch. Infolgedessen
erzielt man den höchsten Spreitungskoeffizienten von 6,5 dyn/cm mit dem Rf-Gemisch. Rf-gemischte
amphotere fluorierte Tenside des Typus A mit gemischten Rf-Gruppen sind natürlich vom Standpunkt
der Wirtschaftlichkeit höchst wünschenswert.
Beispiele 15bis 18 Wenn nicht anders angegeben, liegen die pH-WerteAs the surface tension data in Table 6 show, the lowest values are obtained with the pure Cg isomer, followed by the amphoteric R r surfactant with mixed Rf groups. On the other hand, the lowest interfacial tension values are obtained with the Cs isomer and the Rf isomer mixture. As a result, the highest spreading coefficient of 6.5 dynes / cm is achieved with the Rf mixture. Type A Rf mixed amphoteric fluorinated surfactants having mixed Rf groups are, of course, highly desirable from the standpoint of economy.
Examples 15-18 Unless otherwise indicated, pH values are
μ der Zusammensetzungen in diesem und den folgenden μ of the compositions in this and the following
Die wie in der nachfolgenden Tabelle 6 angegeben 20 Beispielen allgemein im Bereich von 7 bis 83.
zusammengesetzten AFFF-Mittel besitzen identischeThe 20 examples as indicated in Table 6 below generally range from 7 to 83.
AFFF compound funds are identical
Wirkung des amphoteren R,-Tensids (Komponente A) und dessen HomologengehaltEffect of the amphoteric R, surfactant (component A) and its homolog content
15example
15th
IA No.
IA
RrTensid A6 (30%) 4,93Rr Surfactant A6 (30%) 4.93
RrTensid A7 (30%) 4,93Rr Surfactant A7 (30%) 4.93
RrTensid A8 (100%) 1,48Rr Surfactant A8 (100%) 1.48
RrTensid Al (30%) 4,93Rr surfactant Al (30%) 4.93
Oberflächenspannung3), dyn/cm Grenzflächenspannung2), dyn/cm Spreitungskoeffizient2), dyn/cmSurface tension 3 ), dyn / cm interfacial tension 2 ), dyn / cm spreading coefficient 2 ), dyn / cm
2) Mit destilliertem Wasser auf 3 Prozent verdünnt: Grenzflächenspannung gegen Cyclohe.xan. 2 ) Diluted to 3 percent with distilled water: interfacial tension against Cyclohe.xan.
P Typus B. Diese bevorzugten ZusammensetzungenP type B. These preferred compositions
Die in Tabelle 7 angeführten AFFF-Miiielzusammen- m> zeigen ebenfalls die größte Filmausbreitungsgeschwin-The AFFF resources listed in Table 7 together also show the greatest film propagation speed
setzungen sind identisch zusammengesetzt, mit Ausnah- digkeit.Settlements are composed identically, with exception.
me der anionaktiven fluorierten Tenside des Typus B, Das wichtigste der in Tabelle 7 angegebenenMe of the anion-active fluorinated surfactants of type B, the most important of those given in Table 7
welche von einer Perfluorhexyl- über eine Perfluorok- Ergebnisse ist die Tatsache, daß ein kein anionaktiveswhich of a perfluorohexyl over a perfluorok results is the fact that a non-anionic
tvl- zu einer Perfluordecylgruppe sowie Gemischen wie fluoriertes Tensid des Typus B enthaltendes AFFF-Mit-tvl- to a perfluorodecyl group as well as mixtures such as fluorinated surfactant of type B containing AFFF-Mit-
in Tabelle 2 definierten Rf-Gruppen abgewandelt sind. *> tel erheblich höhere Oberflächenspannungen und daherRf groups defined in Table 2 are modified. *> tel considerably higher surface tension and therefore
Die niedrigsten Oberflächenspannungswerte erhält man einen niedrigeren Spreitungskoeffizienten, keine FiIm-The lowest surface tension values give a lower spreading coefficient, no fiim
mit Perfluoroktyl- und eine gemischte Perfluoralkyl- abdichtungseigenschaften und zusätzlich eine sehrwith perfluorooctyl and a mixed perfluoroalkyl sealing properties and also a very
gruppe enthaltenden nichtionogenen Tensiden des langsame Filmausbreitungsgeschwindigkeit aufweist.group-containing nonionic surfactants of the slow film spread rate.
Wirkung des anionaktiven RrTensids und dessen HomologengehaltEffect of the anion-active R r surfactant and its homolog content
2) Mit destilliertem Wasser auf 3 Prozent verdünnt; Grenzflächenspannung gegen Cyclohexan. 2 ) Diluted to 3 percent with distilled water; Interfacial tension against cyclohexane.
Beispiele 25 öis 3'Examples 25 öis 3 '
Die in Tabelle 8 wiedergegebenen Messungen der Oberflächeneigenschaften zeigen, daß wäßrige Lösungen von amphoteren Ri-Tensiden des Typus A niedrige Oberflächenspannungen, jedoch hohe Grenzflächenspannungen (gegen Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan gemessen) aufweisen, und solche wäßrigen Lösungen daher negative Spreitungskoeffizienten besitzen. Der Zusatz amphoterer Hilfstenside des Typus C zu wäßrigen Lösungen amphoterer RfTenside des Typus A ermöglicht es, die Grenzflächeneigenschaften zu erniedrigen und diese sehr hohen Spreitungskoeffizien-The measurements of the surface properties shown in Table 8 show that aqueous solutions Type A amphoteric Ri surfactants have low surface tensions, but high interfacial tensions (measured against hydrocarbons such as cyclohexane), and such aqueous solutions therefore have negative spreading coefficients. The addition of amphoteric auxiliary surfactants of type C to Aqueous solutions of amphoteric surfactants of type A make it possible to improve the interface properties and these very high spreading coefficients-
ten zu erzielen. Amphotere Hilfstenside des Typus C werden daher als Grenzflächenspannungsverminderer bezeichnet, obwohl sie an andere Eigenschaften der AFFF-Mittel wie z. B. das Schäumen und die Stabilität einen Beitrag leisten. Beispiele 26 bis 30 zeigen, wie die Grenzflächenspannung einer O.lprozentigen wäßrigen Lösung des amphoteren Rt-Tensides A5 durch den Zusatz der in Tabelle 3 angeführtsn, bevorzugten Fettsäureaminimid-Tensides des Typus C von 7,1 dyn/cm auf unter 1,0 dyn/cm reduziert wird; der Spreitungskoeffizient erhöht sich von -1,1 dyn/cm bis auf 5,6 dyn/cm. Ein typisches nichtionogenes Tensid D4 5 ist viel weniger wirksam.th to achieve. Amphoteric auxiliary surfactants of type C are therefore used as interfacial tension reducers although they refer to other properties of the AFFF funds such as B. foaming and stability contribute. Examples 26 to 30 show how the interfacial tension of an O.lprozentigen aqueous Solution of the amphoteric Rt surfactant A5 by adding the preferred ones listed in Table 3 Type C fatty acid aminimide surfactant is reduced from 7.1 dynes / cm to below 1.0 dynes / cm; the Spreading coefficient increases from -1.1 dynes / cm to 5.6 dynes / cm. A typical non-ionic surfactant D4 5 is much less effective.
Oberflächeneigenschaften von amphoteren RrTensid-/ amphoteren Hilfstensid-LösungenSurface properties of amphoteric R r surfactant / amphoteric auxiliary surfactant solutions
Beispiele 32 bis 37Examples 32 to 37
Die AFFF-Mittel mit einer wie in Tabelle 9 angeführten Zusammensetzung sind identisch mit Ausnahme verschiedener nichtionogener aliphatischer Hilfstenside des Typus D. Vergleich der Oberflächenspannungs- und Grenzflächenspannungsdaten zeigt,The AFFF funds with an as shown in Table 9 Listed compositions are identical with the exception of various nonionic aliphatic Auxiliary surfactants of type D. Comparison of surface tension and interfacial tension data shows
Zusammensetzung und Beurteilung von AFFF-MittelnComposition and assessment of AFFF funds
Amphotere RrTensidlösung Al:Amphoteric R r surfactant solution Al:
Anion-aktives RpTensid Bl:Anion-active RpTensid Bl:
Amphoteres Hilfstensid C2:Amphoteric auxiliary surfactant C2:
Weiteres amphoteres Hilfstensid C3: Nichtionogenes Hilfstensid Verschiedene:Additional amphoteric auxiliary surfactant C3: Nonionic auxiliary surfactant Various:
Lösungsmittel E1: WasserSolvent E1: water
daß man bis auf 0,5 eines dyn/cm fast identische Werte erhält und alle Proben ausgezeichnete Verträglichkeit mit Mesrwasser aufweisen, während die einzige, kein nichtionogenes Kohlenwasserstofftensid des Typus D enthaltende Probe bei Verdünnung mit Meerwasser und 10 Tagen Alterung bei 65° C einen starken Niederschlag ergibtthat almost identical values are obtained up to 0.5 of a dyn / cm and all samples have excellent compatibility with measuring water, while the only one, no Sample containing non-ionic hydrocarbon surfactant of type D when diluted with seawater and 10 days of aging at 65 ° C results in heavy precipitation
4,93% (30% Feststoffe)4.93% (30% solids)
0,29%0.29%
8,33% (30% Feststoffe)8.33% (30% solids)
1,66% (50% Feststoffe)1.66% (50% solids)
2,08% (als 100% Feststoffe)2.08% (as 100% solids)
5,00%5.00%
Beispiel Nr. 32Example No. 32
3434
3636
ohnewithout
D5D5
Nichtionogenes Hilfstensid wie
angegebenNonionic auxiliary surfactant such as
specified
Oberflächenspannung2) dyn/cm Grenzflächenspannung2) dyn/cm
Spreitungskoeffizient2) dyn/cm Verträglichkeit mit Meerwasser bei Verdünnung auf 6%, 10 Tage
bei 65 CSurface tension 2 ) dyn / cm interfacial tension 2 ) dyn / cm spreading coefficient 2 ) dyn / cm compatibility with sea water when diluted to 6%, 10 days
at 65 C
2) Mit destilliertem Wasser auf 3% verdünnt; Grenzflächenspannung gegen Cyclohexan. 2 ) Diluted to 3% with distilled water; Interfacial tension against cyclohexane.
D6D6
D7D7
Beispiele 38 bis 52Examples 38 to 52
AFFF-ivlittel für 6-Prozent-Dosierung mit einem Gehalt von 2 Gewichtsprozent verschiedener Lösungsmittel, jedoch mit sonst identischen, wie in Tabelle 10 angegebenen Zusammensetzungen werden mittels der Freiluftschaumprüfungsmethode zur Bestimmung der Schaumausbreitung einer 6prozentigen Verdünnung der neuen AFFF-Mittel in synthetischem MeerwasserAFFF-iv means for 6 percent dosing with one Content of 2 percent by weight of different solvents, but otherwise identical, as in Table 10 The specified compositions are determined using the open-air foam test method to determine the Foam spread of a 6 percent dilution of the new AFFF agents in synthetic seawater
beurteilt. Wie die Daten in Tabelle 10 zeigen, kann man einfach durch Abwandlung des im AFFF-Mittel verwendeten Lösungsmitteltyps Ausbreitungsverhältliisse im Bereich von 4,0 (Schaum hoher Dichte) bis 11,0 (Schaum niedrigerer Dichte) erhalten. Es ist sowohl vom ökologischen als auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus wichtig, daß man einen so breiten Schaumausbreitungsbereich mit so geringem (2%) Lösungsmittelgehalt erzielen kann.judged. As the data in Table 10 show, simply by modifying the AFFF mean type of solvent used, dispersion ratios in the range of 4.0 (high density foam) to 11.0 (lower density foam). It is dated both From an ecological as well as an economic point of view, it is important to have such a wide range of foam expansion with such a low (2%) solvent content.
Zusammensetzung der AFFF-MittelComposition of AFFF funds
4040
--.M I. Ill» |-_.-t-|'t I 11.11 Ul M M-> AI. .1 .. ι "» <ι;. Ι
-. M I. Ill »| -_.- t- | 't I 11.11 Ul MM
Beispiele 53 bis 56Examples 53 to 56
AFFF-Mittel mit Zusammensetzungen wie in Tabelle 11 angegeben werden beurteilt und mit einem handelsüblichen AFFF-Mittel auf der Basis von amphoteren Perfluoralkylcarbonsäiireaniiden (Light Water FC-200) in 2.60-m:-F'euerprüfungen verglichen. Wie die Beherrschungs/eu-, l.ösch/eit- und Wiederentf!ammungs7eitdaten /eigen, erreicht man höhere Leistungen mit den erfindungsgemaßen AFFF-MittelnAFFF agents with compositions as indicated in Table 11 are assessed and compared with a commercially available AFFF agent based on amphoteric perfluoroalkylcarboxylic aniides (Light Water FC-200) in 2.60-m : -F fire tests. Like the mastery / eu, l.ösch / eit- and re-entrenchment7daten / own, one achieves higher performance with the AFFF means according to the invention
Γ.ibelle I IΓ.ibelle I I
\ eriilciclicndc I -'euerpriiumgsdaien') für AlIF'-Mittel\ eriilciclicndc I -'euerpriiumgsdaien ') for AlIF' funds
Amphotere R -TeAmphoteric R -Te
sten-iidsten-iid
R -Ten<ii!
Amphntercv llilt'sien<id
Lösungsmittel
WasserR -Ten <ii!
Amphntercv llilt'sien <id
solvent
water
Al: I)I: Al: I)I: HI: Cl: F.2: mit einem bis auf die Hälfte reduzierten Fluorgehalt im Produkt, verglichen mit FC-200 erreicht man etwa gleiche Beherrschungszeit, Löschzeit und Wiederent· flammungszeit mit dem AFFF-Mittel aus Beispiel 56 welches lediglich 0.8 Prozent Fluor, gegenüber 2.I Prozent Fluor in FC-200. enthält. Diese Ergebnisse deuten auf die höhere Wirksamkeit der neuen AFFF-Mittel und auf die geringere Bedeutung der Schaumausbreitung als Leisiungskriterium gegenüber besseren Filmeigenschaften.Al: I) I: Al: I) I: HI: Cl: F.2: with a fluorine content reduced by half Product, compared to FC-200, achieves roughly the same control time, extinguishing time and recovery time flame time with the AFFF agent from Example 56 which only 0.8 percent fluorine, compared to 2.I Percent fluorine in FC-200. contains. These results indicate the greater effectiveness of the new AFFF means and the lesser importance of foam spread as a performance criterion better film properties.
Verschiedene (30' Feststoffel
Verschiedene ( KXi Feststoffe ιVarious (30 'solids
Various (KXi solids ι
1.4 lauf Feststoffe he/nueni1.4 run solids he / nueni
0.35 (100 Feststoffe!0.35 (100 solids!
2.25' ·2.25 '
6.256.25
Restrest
5454
RrTensid Al.
Nichtionogenes Tensid Dl.Rr Surfactant Al.
Nonionic surfactant Dl.
■"■» F in der Zusammensetzung■ "■» F in the composition
Beherrschungszeit. Sek.
Löschzeit, Sek.
WiederentflammunsszeiL Min.Control time. Sec.
Deletion time, sec.
Re-ignition mark Min.
Entwässerungszeit auf 25'1 ■. Min.Drainage time to 25 ' 1 ■. Min.
Ί Mil Meerwasser auf ή' '-erdünnt, an 2.60 nv-Feuer geprüft
7.00
1.50Ί Mil of seawater diluted to ή '', tested at 2.60 nv fire at 7.00
1.50
1.201.20
5.60
1.205.60
1.20
0.960.96
4.66
1.004.66
1.00
O.SOO.SO
;uo; uo
Beispiele 37 bis VlExamples 37 to Vl
AFFF-Mittel mit der in Tabelle 12 angegebenen Zusammensetzung sowie mit verschiedenen R.-Tensiden des Typus B und verschiedenen Lösungsmitteln des Typus E oder ohne Lösungsmittel werden durch 2,60-m--Feuerprüfungen unter Verwendung einer Düse fii. j,57 Liter pro Minute beurteilt. Wie die l'rüfungsda-AFFF means with that given in Table 12 Composition as well as with various R. surfactants of type B and various solvents of the Type E or no solvent are passed through 2.60-m fire tests using a nozzle fii. j, 57 liters per minute judged. Like the exam date
ten in Tabelle 12 /eigen, erhalt man mit AFFF-Mitteln. die kein Lösungsmittel enthalten. Schäume hoher Dichte mit einer Schaumausbreitling unter 5 und sogar 3.7. wahrend ein l.ösungsmitlelgehalt von 35 Prozent die .Schaumausbreitung m>t dieser AFFF-Mitielzusammenset/.ung bis auf 8,5 erhöht.thes in Table 12 / own, are obtained with AFFF funds. which do not contain any solvent. High density foams with a foam spreading below 5 and even 3.7. while an oil content of 35 percent die Foam spread with this AFFF composition increased to 8.5.
Fin Vergleich mit dem handelsüblichen FC-200 /cigl. daß man in Beispiel 57 etwas bessere Lösch/eilen erhält.Fin comparison with the commercially available FC-200 / cigl. that in example 57 one obtains slightly better erasure / rushes.
Libelle 12Dragonfly 12
\ erulen. lisleiiei\ erulen. lisleiiei
Amphoter^ R -1 ensidloMiiit;
\nicinakli\eN R,- l'etiMd
Amphoteric I lillsteiiMtl
V htioniigonos llillsiensul
i.iiMinusmittei
W a<serAmphoteric ^ R -1 ensidloMiiit;
\ nicinakli \ eN R, - l'etiMd
Amphoteric I lillsteiiMtl
V htioniigonos llillsiensul
i.iiMid
Water
Im \l I I -MittelIn the \ l I I mean
I ( -.1II (-. 1 I
•\nionaktives R -lensid Bl.
Anion.!IvInCs R.-Ieiisid B-I.
lösungsmittel I 3• \ nionactive R -lensid Bl.
Anion.! IvInCs R.-Ieiisid BI.
solvent I 3
'line'line
ohnewithout
SuH-SuH-
Mc.:Mc .:
SuH-SuH-
Meer-Sea-
SuIi-SuIi-
l.oseh/eil. Sek.l.oseh / eil. Sec.
U iederonin.immun^s/eil. \|in.U iederonin.immun ^ s / eil. \ | in.
SchauniaushrcitiingSchauniaushrcitiing
Mil SnI-- interMil SnI-- inter
.ijl <- .ijl <-
4u i(>4u i (>
'- im h im'- im h im
>< S(i b ><S (i b
S 44 .» : 2(i S n5S 44. " : 2 (i S n5
3.s 3.S 4.S3.s 3.S 4.S
/ept '..'rdunni. .in Γ.ι>π πι -I ju.t uepnil/ ept '..' rdunni. .in Γ.ι> π πι -I ju.t uepnil
6 .'(I6. '(I.
Beispiele 60 bis 64Examples 60 to 64
Die AFFF-Mittel mit der in Tabelle 13 angegebenen Zusammensetzung werden durch 2.60-m-'·Feuerprüfungen beurteilt. Die Leistung dieser verschiedene Hilfstenside des Typus C enthaltenden AFFF-Mittel ergibt ausgezeichnete Beherrschungszeiten (bis herunter aufThe AFFF agents with the composition given in Table 13 are subjected to 2.60-meter fire tests judged. The performance of these AFFF agents containing various Type C auxiliary surfactants is as follows excellent mastery times (down to
VergleichsleuL'rprüfungsdaten I für AFFi-MiHeIComparative test data I for AFFi-MiHeI
26 Sekunden) und sehr kurze Löschzeiten (bis herunter auf 37 Sekunden), und zwei der Zusammensetzungen (Beispiele 62 und 64) löschen das Feuer bereits kurz nach Entfernung der in der 2.60-m--Feuerprüfung verwendeten Pfanne, was das überlegene Abdichtungsvermögen der neuen AFFF-Mittel im Vergleich zu im Handel erhältlichen Produkten aufzeigt.26 seconds) and very short erase times (down to 37 seconds), and two of the compositions (Examples 62 and 64) extinguish the fire shortly after removing the 2.60 m fire test used pan, which means the superior sealing ability of the new AFFF compared to im Shows commercially available products.
4i4i
I HI Inl'1/IIML'I HI Inl'1 / IIML '
cii. Sek.
Lösch/eil. Sek.
VViederentllnmmuniiszeil. Min. cii. Sec.
Delete / eil. Sec.
VDistribution university line. Min.
Schaum.iushreiluni:Schaum.iushreiluni:
I■"ntwüsseriinii-i/cit .ml 25 . Mm.I "ntwüsseriinii-i / cit .ml 25. Mm.
I1)I 1 )
I Mil Mi'iTu.i-.iT .ml (> wriliiniit. .in .\Mi πι -I ..ίκί >j.-pnill ι I euer Millxl.in.lii! ül-IcmIiII Mil Mi'iTu.i-.iT .ml (> wriliiniit. .in. \ Mi πι -I ..ίκί > j.-pnill ι Your Millxl.in.lii! ül-IcmIiI
4545
3 S3 pp
4 .V'1 ι4 .V ' 1 ι
d.dd.d
Beispiel 65Example 65
Ein AFFF-Mittel der in Tabelle 14 angegebenen Zusammensetzung wird an einem auf einer ebenen, mit 1.135 m» Ben/in beschickten Rundfläche von 12.1') m Durchmesser gelegten 117.05-m-1-Feuer unter Verwendung einer doppelt abgeschirmten Rockwnol-FFF-Diisc mit einem <\usstoß von 189,27 I pro Minute bei.Tteilt. Man erhält ausgezeichnete Schaumaiisbreilung von 9.0; das Feuer wird schnell gedampft und wird innerhalb der eingedeichten Flä?he fast völlig gelöscht. Die VViederentflammung ist minimal, und die »Summierung der Prozent Löschung« iiberlriffi mit 320 bei weitem die Militärspezifikation F-24 385(US-Marine).An AFFF agent of the composition shown in Table 14 is on a m on a flat, with 1,135 »Ben / charged in circular area of 12.1 ') m in diameter Laid-117.05 m- 1 -Fire using a double-shielded Rockwnol-FFF Diisc with an output of 189.27 I per minute. An excellent foam ratio of 9.0 is obtained; the fire is quickly dampened and is almost completely extinguished within the diked area. The fire rate is minimal, and the "percent extinction total" at 320 by far exceeds military specification F-24 385 (US Navy).
!•"euerprüfunj: des he\orzugien All I -MiticN in der I Γ.0 m -1 eucrpruluns:! • "your test: des he \ orzugien All I -MiticN in the I Γ.0 m -1 eucrpruluns:
5.''3 (305. '' 3 (30
Amphotere R -Tensidlösung
•\nionakti\es R.-Tonsid
Amphotere·; Hilt'stensid
Weiteres amph'.Hercs Ililtstcn>iil
Nichtionouenes Ililtstensid
l_ösungsmittel
^V asserAmphoteric R surfactant solution
• \ nionakti \ es R. tonsid
Amphoteric; Hilt'stensid
Further amph'.Hercs Ililtstcn> iil Non-Ionouenes Ililtstensid
solvent
^ V ater
Oberfliichenspannung'1) dyn/cm (irenznächenspannung ) dyn/cm Spreitungskoenizient') dyn/cmSurface tension ' 1 ) dyn / cm (surface tension) dyn / cm Spreading coefficient') dyn / cm
lo.IHl (3d Feststoffe!
0.50
1.20
rt.lKI
Restlo.IHl (3d solids!
0.50
1.20
rt.lKI
rest
Γ.ιιΓ.ιι
1.4
(1.2 1.4
(1.2
Leistung in der Feuerprüfung bei Meer\vas<er\erdünnung auf 6 Prozent Dämpking und Wiederentflammung ausgezeichnet »Summierung der Prozent Löschung·· -320Performance in the fire test at Meer \ vas <thinning to 6 percent damping and Excellent re-ignition »Summation of percent extinction ·· -320
Schaumaushreitung (189.27 1 pro Minutei
Entwässerung auf 25%
Entwässerung auf 50*«Foam removal (189.27 1 per minute with drainage to 25%
Drainage to 50 * «
9.09.0
4:004:00
8:418:41
Mit destilüerlem Wasser auf 3 - verdünnt: Grenzfiächenspcinnung gegen Cyclohexan.Diluted to 3 with distilled water: interfacial spinning against cyclohexane.
AFFF-Mittel der in Tabelle 15 angegebenen Zusammensetzung werden als aerosol-abgebende AFFF-Mittei an 2B-Feuern (Bezeichnung des Underwriters Laboratory) geprüft. Die Ergebnisse zeigen, aaß die Zusammensetzungen zum Löschen der Feuer inAFFF agents of the composition given in Table 15 are used as aerosol-releasing AFFF agents on 2B fires (underwriter's designation Laboratory). The results show that the compositions ate in to extinguish the fire kürzerer Zeit wirksamer sind als das eine oder andere der im Handel erhältlichen Mittel, d.h. Light Water FC-200 oder FC-206 (auf der Basis von Perfluoralkylsulionsäureamiden). Gemäß Beispiel 68 ist eine frostgeschützte Zusammensetzung ebenfalls als Löschmittel wirksam.are more effective for a shorter time than one or the other of the commercially available agents, i.e. light water FC-200 or FC-206 (based on perfluoroalkylsulionic acid amides). According to Example 68, a frost-proof composition is also used as an extinguishing agent effective.
4h4h
Libelle 15Dragonfly 15
Zusammensetzung und Beurteilung aerosolabf.egehener Al I 1 -MittelComposition and assessment of aerosol waste Al I 1 agents
Ueispiel Nr.Example no.
Mi ii7 (.SMi ii7 (.S
Ampliotere R1-Tensidlösung A2 A2 Al Al A4 l.()" (30". Feststoffe)Ampliotere R 1 surfactant solution A2 A2 Al Al A4 l. ( ) "(30". Solids)
Anionen-aklives R.-Ienid. ".. Ml.0.24 M4. 0.3! B2. 1.1 B2. 1.1 Ml.0.24Anion-active R.-Ienid. ".. Ml.0.24 M4. 0.3! B2. 1.1 B2. 1.1 Ml.0.24
Amplioleres I ülfstensid. ".. Cl. 3.0 Cl. 3.0 ("2.5.0 ("2.5.0 (2.2.0Amplioleres I lubricant. ".. Cl. 3.0 Cl. 3.0 (" 2.5.0 ("2.5.0 (2.2.0
Weiteres ionogenes Tensiil. '■ (4.0.5 C4. 0.5 C-J. 0.5Another ionic surfactant. '■ (4.0.5 C4. 0.5 C-J. 0.5
Nieht-ionouenes I lill'stensic!. ", 1)1.1.0 I)I. 1.0 I)I. I."5 I)I. I. "5 1)1.1.0Nicht-ionouenes I lill'stensic !. ", 1) 1.1.0 I) I. 1.0 I) I. I." 5 I) I. I. "5 1) 1.1.0
I ösungsmittel 1-4. 3", * ' s\eiteres wie angegeben )Solvent 1-4. 3 ", * 's \ pus as stated )
l'uHois.il/c. 0.2".. T>p wie 11l'uHois.il / c. 0.2 ".. T> p like 11
angegeben )"lspecified) "l
Oberflächenspannung'") ils n/cm IS.7 (iren/llädienspannung1") dsn/eni ().') Spreitungskoerilzieni"1') dyn/cni 5.0Surface tension '") ils n / cm IS.7 (iren / lladien tension 1 ") dsn / eni ().') Spreitungskoerilzieni " 1 ') dyn / cni 5.0
3434
ι -LöMingsmiltolgchall und ■-PulTersal/e sind tür den eigentlichen Inhalt de^ Acrnsolhehiiltcrs nach \ erilünnen desι -LöMingsmiltolgchall and ■ -PulTersal / e are for the actual content of the acrnsolheiltcrs after the expiry of the
Kon/entratev auf 6 angegeben: der Rest ist Wasser.Kon / entratev indicated on 6: the rest is water.
Ί Der Aerosolbehälter ist eine Standarddose, die 43Og AIlF -Mittel sowie 48 g Dichlordifluormethan enthalt, ι Die I'u'Tcrsal/e sind l· I.Sörensen-Phosphat mit pll 7.5. Fl. Sörensen-Phosphat mit pH 5.5.1-3. McIIsaine-Citrat/Phosphat beiΊ The aerosol container is a standard can containing 43Og AIlF agent and 48g dichlorodifluoromethane, ι The I'u'Tcrsal / e are l · I.Sörensen phosphate with pll 7.5. Fl. Sörensen phosphate with pH 5.5.1-3. McIIsaine citrate / phosphate
pH 5.5. l'4. Walpole-Acctat hei pH 5.5.pH 5.5. l'4. Walpole acetate at pH 5.5.
ι Mit destilliertem Wasser auf 6.0"' verdünnt. Grenzflächenspannung gegen Cycloho.an. i \hgahe/eit. Sek. - Zeit bis /ur sollständigen Entleerung des Aerosols bei 21.H .ι Diluted to 6.0 "'with distilled water. Interfacial tension against Cycloho.an. i \ hgahe / eit. Sec. - Time to / until the proper emptying of the aerosol at 21.H.
S.haumwilumen. Liter - Gesamtschaumvolumen sofort nach der Abgabe.S.haumwilumen. Liters - total foam volume immediately after delivery.
Beherrschung>7eit. Sek. - Zeit, /u der das Feuer unter Kontrolle ist. jedoch noch brenn:.Mastery> 7eit. Sec. - Time / u that the fire is under control. however still burning :.
Löschzeit. Sek. - Zeit bis zur völligen Löschung. ;"i 2B-Feuer - Feuer auf 0.465 nr Fläche.Deletion time. Sec. - Time to complete deletion. ; "i 2B fire - fire on 0.465 nr area.
verglichen. Die Beispiele 71 und 72 demonstrieren beidecompared. Examples 71 and 72 demonstrate both
Beispiele 71 und 72 weitaus überlegene FilmausbreitungsgeschwindigkeitenExamples 71 and 72 have vastly superior film spread rates
AFFF-Mittel der in Tabelle IC gezeigten Zusammen- (Zeit bis zu 50 Prozent Abdichtung) sowie vollständige-AFFF means the total shown in Table IC- (time up to 50 percent sealing) as well as complete-
setzung werden mit im Handel erhältlichen AFFF-Mit- 05 re und längerandauernde Abdichtungen als verfügbareSettlement are with commercially available AFFF-Mit- 05 and longer lasting seals than available
teir. sowohl des 6-Prozent- als auch des 3-Prozent-Do- AFFF-Mitte!. Diese Faktorer, sind für eine wirksameteir. both the 6 percent and the 3 percent Do-AFFF-Mitte !. These factors are effective
siertyps — Light Water FC-206 und FC-203 von 3M AFFF-Zusammensetzung von grundsätzlicher Bedeu-sieryps - Light Water FC-206 and FC-203 from 3M AFFF composition of fundamental importance
sowie Aer-O-Water 6 und 3 von National Foam — tung.as well as Aer-O-Water 6 and 3 from National Foam - tung.
4848
Abdichtungseigenschaflen von AFFF-ZusammensetzungenSealing properties of AFFF compositions
Amphotere RrTensidlösung Al:
Anion aktives R|-T\.nsid Bl:
Amphoteres Hilfstensid C2:
Weiteres ionisches Hilfstensid
Nichtionogenes Hilfstensid
Lösungsmittel El:
WasserAmphoteric R r surfactant solution Al: Anion active R | -T \ .nsid Bl:
Amphoteric auxiliary surfactant C2:
Another ionic auxiliary surfactant
Nonionic auxiliary surfactant
Solvent El:
water
5,0% (30% Feststoffe) 0.3%5.0% (30% solids) 0.3%
8,3% (30% Feststoffe) Verschiedene Verschiedene 5,00%8.3% (30% solids) Various Various 5.00%
Restrest
71 7271 72
Aer-O-Water Aer-O-Water
Aer-O-Water Aer-O-Water
FC-206FC-206
FC-203FC-203
Hiirstensid Cl 0,4Hiirstenid Cl 0.4
Hilfstensid C4 - 0.4Auxiliary surfactant C4 - 0.4
Hiirstensid D3 3,0Hiirstensid D3 3.0
Hilfstensid Dl - 2,1Auxiliary surfactant Dl - 2.1
Zeit bis zu 50% Abdichtung 5 8Time up to 50% sealing 5 8
% Abdichtung in 30 Sek. 98 97% Sealing in 30 seconds 98 97
% Ajdichtung in 120 Sek. 98 98% Aj sealing in 120 sec. 98 98
Oberfläche 20 cm2 Surface 20 cm 2
Fördergeschwindigkeit 0,17 ml/Min. Conveying speed 0.17 ml / min.
Küvettenlänge 3 cm Cell length 3 cm
18 45 8718th 45 87
18 30 9118 30 91
25 85 9625 85 96
12 72 8712 72 87
AFFF-Mittel der in Tabelle 17 gezeigten Zusammensetzungen werden Fischtoxizitätsstudien an Pimephales promelas und Lepomis macrochirus unterzogen. Wie die Ergebnisse zeigen, besitzen die untersuchtenAFFF agents of the compositions shown in Table 17 become fish toxicity studies on Pimephales promelas and Lepomis macrochirus. As the results show, the investigated have AFFF-Mittel erheblich geringere Toxizität als di< Kontrolle (Light Water FC-200) und weisen zusätzlicl einen erheblich geringeren chemischen Sauerstoffbe darf (COD) als die Kontrolle auf, vor allem wegen de; niedrigeren Lösungsmittelgehaltes in den erfindungsge mäßen AFFF-Mitteln.AFFF agents significantly lower toxicity than the control (Light Water FC-200) and have additional a significantly lower chemical oxygen demand (COD) than the control, mainly because of the; lower solvent content in the AFFF funds according to the invention.
Tabell 17Table 17
Zusammensetzung und Beurteilung von AFFF-Mitteln Composition and assessment of AFFF funds
5.60Λ2
5.60
5.60A3
5.60
4,93Al
4.93
4,93A4
4.93
5.60Al
5.60
6.0 V.2
6.0
6.0F. 2
6.0
5.0St.
5.0
5,0FI
5.0
6,0L ; 2
6.0
carbitol
34.0Hutyl
carbitol
34.0
Fortsc tzurmContinuation tower
FC-200FC-200
7575
7676
859
327
124859
327
124
611
285
133611
285
133
483
182
69483
182
69
0,290.29
0,180.18
49 312 16 79 5 2049 312 16 79 5 20
0,700.70
Beispiele 78bis82Examples 78-82
AFFF-Mittel zur 6-Prozent-Dosierung mit Gehalten an verschiedenen Arten amphoterer Hilfstenside des Typus C und Typus D, aber sonst identischen Zusammensetzungen werden beurteilt. Die Vergleichsauswertungsdaten in Tabelle 18 zeigen, (a) daß 3-prozentige Lösungen der angeführten AFFF-Mittel Spreitungskkoeffizienten zwischen 4,5 und 5,8 dyn/cmAFFF means for 6 percent dosage with contents of various types of amphoteric auxiliary surfactants Type C and type D, but otherwise identical compositions, will be assessed. The comparison evaluation data in Table 18 show (a) that 3 percent solutions of the listed AFFF agents have spread coefficients between 4.5 and 5.8 dynes / cm
Zusammensetzung von AFFF-MittelnComposition of AFFF funds
Amphoter« RrTensidlösung Al:
Anionaktives RrTensid Bl:
Amphoteres Hilfstensid C2:
Weitere Hilfstenside
Lösungsmittel El:
WasserAmphoteric «R r surfactant solution Al: Anion-active R r surfactant Bl:
Amphoteric auxiliary surfactant C2:
Other auxiliary surfactants
Solvent El:
water
besitzen und (b) die Konzentrate an sich eine Fischtoxizität (Pimephales promelas) zwischen 114 und 524 ppm für TL» aufweisen, was zeigt, daß die angeführten AFFF-Mittel erheblich weniger toxisch als Light Water FC-200 mit einer TL50 von 79 ppm sind. Weiterhin zeigt Tabelle 18, daß die angeführten AFFF-Mittel einen erheblich niedrigeren chemischen und biologischen Sauerstoffbedarf (COD und BOD5) als FC-200 aufweisen.and (b) the concentrates themselves have a fish toxicity (Pimephales promelas) between 114 and 524 ppm for TL », which shows that the AFFF agents listed are considerably less toxic than Light Water FC-200 with a TL 50 of 79 ppm are. Table 18 also shows that the AFFF agents listed have a significantly lower chemical and biological oxygen demand (COD and BOD 5 ) than FC-200.
4,93% (30% Feststoffe)4.93% (30% solids)
0,29% (100% Feststoffe)0.29% (100% solids)
8,33% (30% Feststoffe)8.33% (30% solids)
VerschiedeneDifferent
5,00%5.00%
Beispiel Nr. 78Example No. 78
FC-200FC-200
8080
8282
1,661.66
2,972.97
0,84
2,080.84
2.08
Hilfstensid Cl, %
Hilfstensid C3, %
Hilfstensid C4, %
Hilfstensid Dl, %
Hilfstensid D3, %Auxiliary surfactant Cl,%
Auxiliary surfactant C3,%
Auxiliary surfactant C4,%
Auxiliary surfactant Dl,%
Auxiliary surfactant D3,%
Oberflächenspannung13) dyn/cm Grenzflächspannung1') dyn/cm Spreitungskoeffizient dyn/cmSurface tension 13 ) dyn / cm Interfacial tension 1 ') dyn / cm Spreading coefficient dyn / cm
Fiscriioxizität, ppm TL,Fiscibility, ppm TL,
(Pimephales promelas) TL50(Pimephales promelas) TL50
COD, g O2/g
BOD5 mg O2/LiterCOD, g O 2 / g
BOD 5 mg O 2 / liter
'■') Mit destilliertem Wasser auf 3% verdünnt; Grenzflächenspannung gegen Cyclohexan.'■') Diluted to 3% with distilled water; Interfacial tension against cyclohexane.
0,42
2,080.42
2.08
0,84
2,080.84
2.08
Beispiele 83bis87Examples 83-87
Weitere optimierte AFFF-Mittel zur 6-Prozent-Dosierung, welche verschiedene Typen und Mengen amphoterer und nicht-ionogener Hilfstenside der Typen C und D, aber identische amphotere und anionaktive Rf-Tenside der Typen A und B enthalten, werden beurteilt. Die Vergleichsdaten in Tabelle 19 zeigen, daß man Spreitungskoeffizienten im Bereich von 3,6 bis 5,1 dyn/cm erhalt, während die Fischtoxizitätsdaten derFurther optimized AFFF agents for 6 percent dosage, what different types and amounts of amphoteric and non-ionic auxiliary surfactants of the types C and D, but containing identical amphoteric and anion-active Rf surfactants of types A and B, will be judged. The comparative data in Table 19 show that one can obtain spreading coefficients in the range from 3.6 to 5.1 dynes / cm, while the fish toxicity data of the
AFFF-Mittelkonzentrate sich über einen Bereich von 294 bis zu über 1000 ppm als TLm für Pimphaies promelas erstrecken. Eine TL50 von mehr als 1000 ppm wird als ungiftig betrachtet und Produkte wie die AFFF-Mittel der Beispiele 86 und 87 sind daher vom ökologischen Standpunkt höchst wünschenswert. InAFFF medium concentrates range from 294 to over 1000 ppm as TLm for Pimphaies promelas. A TL 50 greater than 1000 ppm is considered non-toxic and products such as the AFFF agents of Examples 86 and 87 are therefore highly desirable from an environmental standpoint. In
Zusammensetzung und Beurteilung von AFFF-MittelnComposition and assessment of AFFF funds
Amphotere RrTensidlösung Al:
Anionaktives R,-Tensid BI:
Amphoteres Hilfstensid und nichtionogene
HilfstensideAmphoteric R r surfactant solution Al:
Anion-active R, surfactant BI:
Amphoteric auxiliary surfactant and nonionic
Auxiliary surfactants
Tabelle 19 wird ferner der chemische und biologische Sauerstoffbedarf (COD, BOD5) der Beispiele 84 bis 87 angeführt Die sehr niedrigen CODWerte von 0,19 bis 0,22 g Sauerstoff pro Liter ergeben sich hauptsächlich aus dem niedrigen Lösungsmittelgehalt der neuen AFFF-Mittel.Table 19 also lists the chemical and biological oxygen demand (COD, BOD 5 ) of Examples 84 to 87. The very low COD values of 0.19 to 0.22 g oxygen per liter result mainly from the low solvent content of the new AFFF agents.
4,93% (30% Feststoffe)
0,29% (100% Feststoffe)
Verschiedene4.93% (30% solids)
0.29% (100% solids)
Different
Man wählt ein AFFF-Mittel der für Beispiel 86 angegebenen Zusammensetzung sowie deren Lösungen in synthetischem Meerwasser, um das schwach- oder nicht-korrosive Verhalten der neuen AFFF-Mittel aufzuzeigen. Gemäß der U. S. militärischen VorschriftAn AFFF agent of the composition given for Example 86 and the solutions thereof are selected in synthetic seawater to test the weakly or non-corrosive behavior of the new AFFF agents to show. According to U.S. military regulation
M1L-F-24 385 Ergänzung 8, 20. Juni 1974, ausgeführte Korrosionsprüfungen zeigen in Tabelle 20, daß die an verschiedenen Metallen und Legierungen beobachtete Korrosion 10 bis lOOmal kleiner ist als die in der genannten Vorschrift vorgeschriebenen zulässigen Höchstwerte.M1L-F-24 385 Supplement 8, June 20, 1974, corrosion tests carried out indicate in Table 20 that the corrosion observed in various metals and alloys is 10 to 100 times smaller than that in the permissible maximum values specified in the regulation.
AFFF-Mittcl Beispiel Nr. 88AFFF middle class Example No. 88
schnitt'6!cut ' 6 !
MIL-F-24385-Vorschrift
Ergänzung 8
(20. Juni 1974)MIL-F-24385 regulation
Supplement 8
(June 20, 1974)
Korrosion (Milligramm/dm. Tag)Corrosion (milligrams / dm. Day)
A. Metallstreifen für 38 Tage teilweise in Flüssigkeit bei 38 C eingetauchtA. Metal strips partially in liquid at 38 C for 38 days immersed
5454
Fortsetzungcontinuation
Eigenschaftenproperties
ΛΙ-TF-Miiiel
Beispiel Nr. HSΛΙ-TF-Miiiel
Example no. HS
Durchschnitt1") Average 1 ")
Maximummaximum
MIL-F-24385-Vorschrift
Ergänzung 8 (20. Juni 1974)MIL-F-24385 regulation
Amendment 8 (June 20, 1974)
B. Metallstreifen bei gewöhnlicher Temperatur 60 Tage in der Flüssigkeit völlig eingetaucht (0,0254 mm/Jahr) VerdünnungB. Metal strips completely immersed in the liquid for 60 days at ordinary temperature (0.0254 mm / year) dilution
Legierungalloy
90% in Meerwasser
90% in Meerwasser
90% in Meerwasser
90% in Meerwasser90% in sea water
90% in sea water
90% in sea water
90% in sea water
C. Lokale Korrosion -60 TageC. Local corrosion -60 days
Gummiverkleidete Metallstreifen bei gewöhnlicher Temperatur 60 Tage in Flüssigkeit eingetauchtRubber-covered metal strips immersed in liquid at normal temperature for 60 days
Verdünnungdilution
Legierungalloy
KeineNo
Nichtrostender Stahl (Cres 304)Stainless steel (Cres 304)
15) unverdünnt 15 ) undiluted
16) Durchschnitt aus 4 Versuchen. 16 ) Average of 4 trials.
Keine
Löcher
bei 1OXNo
Holes
at 1OX
Keine
Löcher
bei 1OXNo
Holes
at 1OX
Kein sichtbarer Lochfraß bei 1OX Vergrößerung No visible pitting at 1OX magnification
Beispiele 89bis91Examples 89-91
Die AFFF-Mittel werden mit den gleichen Bestandteilen, jedoch in fortschreitend höheren Konzentrationen präpariert Die Daten zeigen, daß man stabile und leistungsfähige Konzentrate für 3-Prozent- und sogar für 1-Prozent-Dosierung herstellen kann. Sechs-Prozent-Dosierkonzentrate wie Aer-O-Water 6 der National Foam bzw. Light Water FC-200 mit einem Lösungsmittelgehalt von 18 Prozent bzw. 34 Prozent enthalten soviel Lösungsmittel, daß sie nicht als -Prozent-Dosierkonzentrate präparierbar sind.The AFFF funds are made with the same components, but prepared in progressively higher concentrations. The data show that one is stable and Can produce high-performance concentrates for 3 percent and even 1 percent dosing. Six percent dosing concentrates like Aer-O-Water 6 from National Foam or Light Water FC-200 with one Solvent content of 18 percent and 34 percent contain so much solvent that they are not considered -Percentage dosing concentrates can be prepared.
Formelierung hochkonzentrierter AFFF-MittclFormulation of highly concentrated AFFF-Mittcl
Gefrierpunkt tFreezing point t
Chloridgehalt (ppm)Chloride content (ppm)
8989
6%6%
f'csLslulTcf'csLslulTc
Amphoteres R.-Tensid Al 3,33R. Amphoteric Surfactant Al 3.33
Anionaktives RrTensid B2 0,80Anionic R r surfactant B2 0.80
Amphoteres Hilfstensid Cl2 1,70Amphoteric auxiliary surfactant Cl2 1.70
Nicht-ionogenes Hilfstensid Dl 0,50Non-ionic auxiliary surfactant Dl 0.50
Lösungsmittel 6,00Solvent 6.00
Wasser 87,67 Water 87.67
Summe 100,00Total 100.00
3,403.40
-τ,-τ,
7.5 907.5 90
3%3%
9191
1%1%
%
Feststoffe %
Solids
Feststoffe Solids
100,00 6,80100.00 6.80
-7
/,5
<50-7
/, 5
<50
1PO1OO1PO 1 OO
20,4020.40
-12-12
7,5
<507.5
<50
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