DE2749331C2

DE2749331C2 - Schaumlöschkonzentrat

Info

Publication number: DE2749331C2
Application number: DE2749331A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl.-Chem. Dr. 8262 Altötting Bathelt; Richard Dipl.-Phys. Dr. 6070 Langen Bröll; Erich Dipl.-Chem. Dr. 8263 Burghausen Schuierer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1977-11-04
Publication date: 1982-07-01
Also published as: FR2407724A1; IT7829379A0; JPS5475196A; SE7811388L; IT1101401B; FR2407724B1; DE2749331A1

Description

R₁-(CF=CHL- (CH₂),- N^ffl—Q — OH Α^θ

(D

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

5. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß A für das Methosulfat-

Anion steht

6. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Verbindungen I: II 10:90 bis 80:20,

ι u vorzugsweise 20 :80 bis 75 :25 beträgt

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

C₇F₁₅CF= CH- CH₂-⁺N(CH₃)2- CH₂CH₂OSO₃-

in der

Rf einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, m Ooder 1,

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4, :o

Ri ein Wasserstoffatom, einen Ci-C4-Alkylrest,

einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyal-

kylrest mit 2 bis 6 C-Atomen, R₂ einen Ci-C4-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 >i

C-Atomen, Q einen Alkylenrest mit 2—4 C-Atomen, die auch noch durch Phenylgruppen substituiert sein

können, Α^θ ein wasserlöslichmachendes Anion m

bedeuten, und Verbindungen der allgemeinen Formel

R.

R_f(CF=CH)_m—(CH₂),,-N^e — Q-OSOf

(U)

in der

m ρ Ri

einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen,
Ooder 1.

eine ganze Zahl von I bis 4.
ein Wasserstoffatom, einen C, ^Ci-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen,
einen Ci-O-Alkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyaikylrcst mit 2 bis 6 C-Atomen,

einen Alkylenrest mit 2 — 4 C-Atomen, die auch noch durch Phenylgruppen substituiert sein können,

bedeuten, eingesetzt wird.

2. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß Q für

-C₂H₄- oder -CH₂-CH-

CH,

steht.

3. Schaumlöschkonzentrat gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ri und R₂ gleiche oder verschiedene Alkylreste mit 1—4 Kohlenstoffatomen darstellen.

und

C₇FuCF=CH-CH₂-^-N(CHj)₂-C₂H₄OH A~

enthält

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

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

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 Kohlenwasserstofftensid oder Proteinhydrolysat ist. In den meisten Fällen reichen Fluortensid-Konzentraiionen von etwa 0,1 Gew.-%, bezogen auf die wäßrige 7 ν verschäumende Lösung, /um Ablöschen von i.ohlenwasserstoff-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, R_f(CF=CH)„, — (CH₂),- N* — Q — OH Λ^θ

in der

Ri einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen, /π Ooder 1.

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4,

Ri ein Wasserstoffatom, einen C_t —C₄-AIkylrest, einen Cyclohexylrest oder einen 2 Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen,

R2 einen Q—Gt-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,

Α^θ ein wasserlöslichmachendes Anion

bedeuten, und Verbindungen der allgemeinen Formel

vorzugsweise

Ri

Rr(CF=CH)_n,- (CHJ,- Ν^θ—Q — OSOf

n-C₇F,j-CF= CH-CH₂-N-C₂H₄OH Α^θ

CH₃ (Ib)

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

Ri

1- Rf—CF=CH-CH₂-N*-C₂H₄-OSOf

CH₃ (Da)

(Π)

vorzugsweise

in der

Rf einen Perfluoralkylrest mit 3 bis 16 C-Atomen,

m O oder 1,

ρ eine ganze Zahl von 1 bis 4,

Ri ein Wasserstoffatom, einen Ci -C₄-Alkyl rest, einen Cyclohexylrest oder einen 2-Hydroxyalkylrest mit 2 bis 6 C-Atomen,

R₂ einen Ci-C₄-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 PhenylgruppeL substituiert sein können,

bedeuten, eingesetzt wird.

Die absolute Menge Fluortensid (l + II) im Schaumkonzentrat beträgt etwa 0,5 bis 2,5, vorzugsweise 1 bis 2 Gew.-°/o. Das Mengenverhältnis Ι/Π 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 ab°r Alkylsulfate einsetzen. Dabei besitzt im allgemeinen eine Alkylgruppe 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 16 Kohlenstoff atome.

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 Frostschutzmittel (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 1 sind interessant besonders diejenigen Verbindungen, die den Formeln

R_f—CF=CH-CH₂-N* —Q —OH A"

CH, (Ia)

CH₃

C₇FiS- CF=CH-CH₂-®N — C₂H₄OSOf

CH₃ (Db)

entsprechen.

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

Rr(CF=CH)_m—ICH₂),- N — Q — OH

mittels Alkyljodid oder Dialkylsulfat.

Die Verbindungen der Formel II lassen sich aus den gleichen fluorhaltigen Aminen durch Sulfatisieren in einem Lösungsmittel und anschließendes Einführen einer Alkylgruppe gewinnen Hiertj wird beispielsweise das Amin mit Oleum- oder Chlorsulfonsäure in Tetrachlorkohlenstoff bei 0—30°C umgesetzt, das Lösungsmittel entfernt, das erhaltene Produkt in Methanol gelöst, mit Natrium-methylat neutralisiert und anschließend mit einem Alkyljodid R₂- ] umgesetzt.

Man kann die Verbindungen der Formel Il auch durch Erhitzen der Verbindung I (sofern diese das Alkylsulfat-Anion ⁹SOiR? enthalten) herstellen. Hierzu werden beispielsweise die Verbindungen der Formel I im Vakuum solange bei Temperaturen von 40—100° C gehalten bis die Abspaltung des Alkohols R₂OH beendet ist.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele erläutert:

Beispiele

Die Versuche wurden mit folgendem Standnrdtesi durchgeführt:

Kino kreisförmige Bnindwannc (Durchmesser 1.9 m lirandflüchc 2.83 m-': Wannenhöhe 20 cm) wurde jeweih mit I I τ I Turbinentreibsioff )P4 gefüllt. Nach einer Vorbrand/'eit von 2 Minuten wurde fluortensidhaltige wäßrige schiiumfähige Lösung (Gehalt an Schaummittel b Vol.-%) mit Hilfe eines Laborschaumstrahlrohres von

5 6

oben direkt auf die Brandfläche aufgegeben (Wasserfluß trug ca. 7 bis 8. Die folgenden Schaummittel wurden 101 pro Minuten; 45° Neigungswinkel), Die Verschäu- ausgeprüft und die Zeit bestimmt, nach der die mungszahl (Schaumvolumen/Flüssigkeitsvolumen) be- Brandfläche völlig abgelöscht war:

Beispiel 1
CH₃

0,7Gew.-% Fluortensid C₇F₁₅CF=CHCH₂-¹⁵N-CH₁CH₃OSOf

CH₃
1,1 Gew.-% Fluortensid (C₇F₁₅CF=CH-CH₂-^aN(CH₃)₂C₂H₄OH)S0₄CHf

10,0 Gew.-% Alkylsulfat') ais 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, Triäthanolaminsalz

Beispiel 2
CH₃

0,7 Gew.-% Fluortensid C₇F₁₅CF=CHCH₂-^ffiN — CH₂CH₂OSOf

CH₃
0,8Gew.-% Fluortensid (C₇F₁₅CH = CH-CH₂-⁹N(CHj)₂C₂H₄OH)CI⁰

10,0 Gew.-% Alkylsulfat¹) 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 1,61 Tetrachlorkohlenstoff werden 948g N-Methyl-N-jS-hydroxyäthyl-N-(3-perfluoralkyl-3-flvior-ally'.-l-)amin der Formel

CFj(CF₂CF₂J_n-CF=CH-CH₂-N(CHjXCH₂CH₂OH)

gelöst. Das Amin besteht aus einem Gemisch mehrerer Schwefelsäureester in fester Form ab. Ef wird filtriert

Homologer mit Perfluoralkylresten unterschiedlicher und bei 20 mbar und 50°C getrocknet. Anschließend

Länge. Diese Reste haben die Form CF₃(CF₂CF₂),!- mit wird er in 1,5 1 Methanol gelöst und durch Zugeben von Werten von 2 bis 5, im Mittel 2,6, für n. 65 570 g einer 3O°/oigen methanolischen Lösung von

Innerhalb von 2 Stunden werden in die Lösung 165 I Natriummethy'it neutralisiert. Die neutralisierte Lö-

eines SOj/Luft-Gemisches, das 9 Volumenprozent SO₃ sung wird anschließend unter Rühren vorsichtig mit

enthält, eingeleitet Dabei scheidet sich der gebildete 250 g Dimethylsulfat versetzt und anschließend 4

Stunden lang auf 6CC erwärmt. Nach Abdampfen des Lösungsmittels wird der Rückstand bei 20mbar 5O'C getrocknet. Ausbeute: 1086 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-Siilfat. Der Reingehalt beträgt 85% (Rest: Natriummethosiilfat) an Schwefelsäureesler-Betain.

Claims

Patentansprüche:

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