DE2749331A1 - Feuerloeschmittel - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind Feuerlöschmittel, die als wesentlichen Bestandteil grenzflächenaktive Fluorverbindungen enthalten. Solche Verbindungen haben in den letzten Jahren Eingang in die Feuerlöschtechnik gefunden. Ihre besondere Bedeutung liegt darin, daß sie in Gegenwart von Wasser auf unpolaren brennbaren Flüssigkeiten sich ausbreiten und einen wäßrigen Film bilden, der die Oberfläche abdeckt und bis zu einem gewissen Grad gegen Rückzündung schützt.

Insbesondere werden Fluortenside Schaumlöschmitteln zugesetzt, deren schaumerzeugende Komponente ein Konlenwasserstofftensid oder Proteinhydrolysat ist. In den meisten Fällen reichen Fluortensid-Konzentrationen von etwa 0,1 Gew.%, bezogen auf die wäßrige zu verschäumende Lösung, zum Ablöschen von Kohlenwasserstoff-Bränden aus.

Es wurde nun gefunden, daß sich Mischungen von 2 kationischen Fluortensiden besonders gut zur Formulierung von Schaumlöschmitteln eignen, die im wesentlichen Wasser und ein Kohlenwasserstofftensid enthalten.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Schaumlösch-Konzentrat auf Basis von Wasser, Fluortensid und Kohlenwasserstoff-Tensid, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Fluortensid ein Gemisch der Verbindungen der allgemeinen Formel

R_f (CF=CH) -(CH,) -N®-Q-OH Α^θ (I)

^R2

in der R_f einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, m 0 oder 1,

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4,
R, ein Wasserstoffatom, einen C.-C.-Alkylrest, einen Cyclohexylrest cder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis C-Atomen,

R„ einen C,-C .-AIr ">;■£. *... einen Cyclohexyl rest oder einen j. 1 4 -¹

2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen,

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Q einen Alkylenrest mit 2 -..4 C-Atomen, die auch noch durch

Phenylgruppen substituiert sein können, A' ein wasserlöslichmachendes Anion

bedeuten, und Verbindungen der allgemeinen Formel

^R1

R, (CF=CH) - (CH₀) -riP-Q-OSO,^ (II)

ι η i ρ , j

^R2

in der R_f einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, m 0 oder 1,

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4,

R₁ ein Wasserstoffatom, einen C,-C--Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen,
R₂ einen Cj-C.-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen

2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen, Q einen Alkylenrest mit 2-4 C-Atomen, die auch noch

durch Phenylgruppen substituiert sein können, bedeuten, eingesetzt wird.

Die absolute Menge Fluortensid (I + II) im Schaumkonzentrat beträgt etwa 0,5 bis 2,5, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.%. Das Mengenverhältnis I/II beträgt 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,11 bis ⁴ , insbesondere 0,25 bis 3.

Als Kohlenwasserstoff-Tenside lassen u.a. Alkyläther-sulfate, Alkylsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, nichtionische Äthylenoxidadukte, insbesondere aber Alkylsulfate einsetzen. Dabei besitzt im allgemeinen eine Alkylgruppe 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatome.

Die Menge an Kohlenwasserstoff-Tensid ist nicht kritisch und beträgt im allgemeinen 5 bis 30, vorzugsweise 8 bis 20 Gew.%.

Das Schaumkonzentrat kann neben Fluortensiden, Wasser und dem Kohlenwasserstoff-Tensid noch an sich bekannte Zusatzstoffe wie

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Frostschutzmitttel (wie Glykol oder Butylglykol), Korrosionsinhibitoren und Schaumverbesserer enthalten.

Das Wasser löslichmachende Anion in den Verbindungen der Formel I ist nicht kritisch. Möglich sind Anionen wie Nitrat, Sulfat, Acetat oder Halogenid, insbesondere aber Methosulfat.

Von den Verbindungen der Formel I sind interessant besonders diejenigen Verbindungen,die den Formeln

R.-CF^H-CH.-N®— Q-OH Α^θ (Ia)

r ζ ,

CH₃ vorzugsweise

H-C₇F₁₅-CF=CH-CH₂-N -C₃H₄OH A . (Ib)

CH₃

entsprechen. Von den Verbindungen der Formel H sind besonders jene Vertreter interessant, die den allgemeinen Formeln

R--CF=CH-CH_O-N®—C-H.-OSO ® II a

CH₃

vorzugsweise

CH₃

N-C₂H₄OSO₃ ¹³ lib

CH₃

entsprechen.

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Die Verbindungen der Formel I lassen sich nach bekannten Verfahren gewinnen, beispielsweise durch Quaternieren des fluorhaltigen Amins

R_f (CF = CH)_m -(CH₂)_p - N - Q - OH mittels Alkyljodid oder Diälkylsulfat.

Die Verbindungen der Formel II lassen sich aus den gleichen fluorhaltigen Aminen durch Sulfatisieren in einem Lösungsmittel und anschließendes Einführen einer Alkylgruppe gewinnen. Hierzu wird beispielsweise das Amin mit Oleuw\ oder Chlorsulfonsäure in Tetrachlorkohlenstoff bei 0 - 30⁰C umgesetzt, das Lösungsmittel entfernt, das erhaltene Produkt in Methanol gelöst, mit Natrium-methylat neutralisiert und anschließend mit einem Alkyljodid R₂-J umgesetzt.

Man kann die Verbindungen der Formel II auch durch Erhitzen der Verbindung I (sofern diese das Alkylsulfat-Anion ^SO₄R₂ enthalten) herstellen. Hierzu werden beispielsweise die Verbindungen der Formel I im Vakuum solange bei Temperaturen von 40 - 100⁰C gehalten bis die Abspaltung des Alkohols R₂OH beendet ist.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:

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- 8 Beispiele
Die Versuche wurden mit folgendem Standardtest durchgeführt:

Eine kreisförmige Brandwanne (Durchmesser 1,9 m: Brandfläche

2,83m ; Wannenhöhe 20 cm) wurde jeweils mit 115 1 Turbinentreibstoff JP 4 gefüllt. Nach einer Vorbrandzeit von 2 Minuten wurde fluortensidhaltige wäßrige schaumfähige Lösung (Gehalt an Schaummittel 6 Vol.%) mit Hilfe eines Laborschaumstrahlrohres von oben direkt auf die Brandfläche aufgegeben (Wasserfluß 10 1 pro Minuten; 45° Neigungswinkel). Die Verschäumungszahl (Schaumvolumen/Flüssigkeitsvolumen) betrug ca. 7 bis 8. Die folgenden Schaummittel wurden ausgeprüft und die Zeit bestimmt, nach der die Brandfläche völlig abgelöscht war:

Beispiel 1

CH₃

0,7 Gew.-% Fluortensid C-F₁ CF=CHCH,.- ⁽⁺ 'N — CH-CH₀OSO

CH₃

1,1 Gew.-% Fluortensid (CtF₁₁-CF=CH-CH₀ - ^{( + )} N (CH,) _oC_oH..0H) SO.CH

-,/Ib 2. S 2 2 <\

10,0 Gew.-% Alkylsulfat als Schäumer
25,0 Gew.-% Butylglykol als Frostschutzmittel 25,0 Gew.-% Äthylenglykol als Frostschutzmittel 38,5 Gew.-% Wasser

100,0 Gew.-% Schaummittel

Dosierung des Schaummittels: 6 % zum Löschwasser Löschzeit: 65 Sekunden

12-16 C-Atome, Triäthanolaniinsalz

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CH₃

CH₃

Beispiel 2

0,7 Gew.-% Fluortensid

0,8 Gew.-% Fluortensid (C₇F₁₅CH=CH-CH₂- ^{ί + )}N (CH₃) ^H.OHJ Cl ⁽~>

10,0 Gew.-% Alkylsulfat als Schäumer

25,0 Gew.-% Butylglykol als Frostschutzmittel

25,0 Gew.-% Äthylenglykol als Frostschutzmittel

38,5 Gew.-% Wasser

100,0 Gew.-% Schaummittel Löschzeit: 55 Sekunden

Beispiel 3

In 1,6 1 Tetrachlorkohlenstoff werden 948 g N-Methyl-N-ß-hydroxy-Sthyl-N-(3-perfluorQLkyl-3-fluor-allyl~1-)amin der Formel

CF,(CF₀CF₀) -CF=CH-CH₀-N(CH,)(CH₀CH₀OH) 3 2 2 η 2 3 22

gelöst. Das Amin besteht aus einem Gemisch mehrerer Homologer mit PerfluoraXkylresten unterschiedlicher Länge. Diese Reste haben die Form CF₃(CF₃CF₂J_n- mit Werten von 2 bis 5, im Mittel 2.6, für n.

Innerhalb von 2 Stunden werden in die Lösung 165 1 eines SO₃/Luft-Gemisches, das 9 Volumenprozent SO₃ enthält, eingeleitet. Dabei sch eidet sich der gebildete Schwefelsäureester" in fester Form ab. Er wird filtriert und bei 20 mbar und 50⁰C getrocknet. Anschließend wird er in 1,5 1 Methanol gelöst und durch Zugeben von 570 g einer 30%igen methanolisehen Lösung von Natriummethylat neutralisiert. Die neutralisierte Lösung wird anschließend unter Rühren vorsichtig »it 250 g Dimethylsulfat versetzt und anschließend 4 Stunden lang auf 6O⁰C erwärmt. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand bei 20 mbar 50⁰C getrocknet. Ausbeute: 1085 g. Zur Reingehaltsbestimmung wird eine Probe dieses Produktes in Methanol gelöst und über eine Kieselgel-Säule gereinigt. Dabei werden Verunreinigungen festgehalten, nicht aber das entstandene quarternierte O-Sulfat. Der Reingehalt betraf J^ \ JRe^ti. Natrium-methofat) on

Claims (9)

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT Aktenzeichen: Datum: 31. Oktober 1977 HOE 77/F 22*» Dr.SP/Rp Feuerlöschmittel Patentansprüche:

1.Schaumlöschkonzentrat enthaltend Wasser, Fluortensid und Kohlenwasserstoff-Tensid, dadurch gekennzeichnet/ daß als Fluortensid ein Gemisch von Verbindungen der allgemeinen Formel

V¹

R^(CF=CH) -(CH.) -N*-* Q-OH f m 2p,

(D

in der R, einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, m 0 oder 1,

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4,
R₁ ein Wasserstoffatom, einen C.-C.-Alkylrest, einen Cyclchexylrest oder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6

C-Atomen,
R₂ einen C^-C^-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen

2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen, Q einen AlJcylenrest mit 2-4 C-Atomen, die auch noch durch

Phenylgruppen substituiert sein können, A ein wassarlöslichmachendes Anion bedeuten, und Verbindungen der allgemeinen Formel

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- 2 - HOE 77/F 22**

R^(CF=CH) -(CH₀) -N⁽⁺^-Q-OSO,⁽"^} (II) ζ m ζ ρ ι -j

^R2

in der R_f einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, m 0 oder 1,

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4, R ein Wasserstoffatom, einen C.-C.-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis

C-Atomen,
R einen Cj-C.-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen

2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen, Q einen Alkylenrest mit 2-4 C-Atomen, die auch noch

durch Phenylgruppen substituiert sein können, bedeuten, eingesetzt wird.

2. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Q fUr-C₉H₄-oder -Qk-CH- steht.

3. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn- . zeichnet, daß R^ und R₉ gleiche oder verschiedene Alkylrestei - 4 Kohlenstoffatomendarstellen.

4. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R_f einen Perfluoralkylrest mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen darstellt.

5. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A für das fi_etho^sulf^at~^Anion steht.

6. Schaumlöschkonzentrat gemäß AnsDruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Verbindunaen I : II 10 : 90 bis 80 : 20, vorzugsweise 20 : 80 bis 75 : 25 beträgt.

7. Schaumlöschkonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es insgesamt 1-2 Gew.-% von Verbindungen der Formeln

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- 3 - HOE 77/F

C₇F₁₅CF = CH-CH₂ - ⁺N(CH₃J₂-CH₂CH₂OSO₃' und

C₇F₁₅CF = CH-CH₂ - "¹N(CH₃J₂-C₂H₄OH A~ enthält.

8. Schaumlöschkonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 15 - 35 Gew.-%, vorzugsweise 20 - 30 Gew.-% Butylglykol enthält.

9. Schaumloschkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Produkt m.ρ Null oder 1 ist.

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