DE2933432A1

DE2933432A1 - Schaumartiges feuerloeschmittel fuer hydrophile, brennbare fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2933432A1
Application number: DE19792933432
Authority: DE
Inventors: Toshihide Tsuji
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1978-08-17
Filing date: 1979-08-17
Publication date: 1980-02-21
Also published as: FR2433346B1; JPS5620028B2; DE2933432B2; US4306979A; GB2032273B; FR2433346A1; JPS5566375A; DE2933432C3; GB2032273A

Description

HOFFMANN · EITIJS & PARTNER ο q ο q a Q

PATENTANWÄLTE £ C? v> J 4 J Z DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1970) · DIPU-ING. W.EITLE · DR. RE*. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K.FOCHStE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-SOOO MONCH EN 81 · TELEFON (089) »11087 · TELEX 05-29419 (PATHEJ

32 457 o/wa

HOCHIKI CORPORATION, TOKYO / JAPAN

Schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten

Die Erfindung betrifft ein schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten. Sie betrifft insbesondere ein Feuerlöschmittel, das eine hohe Schäumungsfähigkeit aufweist, und zwar nicht nur beim Verdünnen mit Frischwasser, sondern auch mit Meerwasser, und dass eine ausgezeichnete Alkoholbeständigkeit und Fliessfähigkeit aufweist und das wirksam Brände auf hydrophilen, brennbaren Flüssigkeiten auslöschen kann. Das Feuerlöschmittel gemäss der Erfindung hat über die vorerwähnten zahlreiche weitere Eigenschaften, z.B., dass es ungefähr einen neutralen pH,

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eine niedrige Viskosität, einen niedrigen Verfestigungspunkt (-5⁰C oder weniger), einen stark verminderten Abbau bei längerer Aufbewahrung aufweist, und dass es wirksam ist, um Brände hydrophiler, brennbarer Flüssigkeiten auszulöschen, selbst wenn es in Verdünnungen von nur 3 % vorliegt.

Verwendet man schaumartige Feuerlöschmittel, wie man sie bisher zum Löschen von Petroleumbränden verwendet hat, zum Löschen sogenannter hydrophiler, brennbarer Flüssigkeiten, wie Alkohole, Ketone, Äther, Ester und dergleichen, dann schmilzt der Schaum, der aus einem solchen Feurlöschmittel gebildet wurde, beim Berühren der brennenden Oberfläche. Es ist daher unmöglich, die brennende Oberfläche mit einem Schaum zu bedecken und daher ist es auch nicht möglich, den Brand zu löschen.

Es sind schon zahlreiche schaumartige Feuerlöschmittel für die Bekämpfung von Bränden hydrophiler, brennbarer Flüssigkeiten vorgeschlagen worden, wobei man diese in die folgenden drei Gruppen einteilen kann:

(1) Feuerlöschmittel der Art, dass sie Zersetzungsprodukte natürlicher Proteine als Grundmaterial enthalten, sowie Metallseifen, die mit Hilfe von Triäthanolamin oder dergleichen in dem Grundmaterial dispergiert sind.

(2) Feuerlöschmittel, in denen die Metallseifen löslich gemacht wurden und in synthetischen oberflächenaktiven Mitteln dispergiert sind.

(3) Feuerlöschmittel,die wasserlösliche Hochpolymere in grossen Mengen enthalten und die ausserdem oberflächenaktive Mittel aus fluorierten aliphatischen Verbindungen, sowie andere Schaummittel enthalten.

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Feuerlöschmittel der ersten Gruppe werden hergestellt, indem man grosse Mengen an wasserunlöslichen Metallseifen löslich macht und in Feuerlöschmitteln mit Hilfe von Aminen und dergleichen dispergiert, wobei Vorratslösungen solcher Mittel im allgemeinen keinen pH in der Nähe des Neutralpunktes haben. Deshalb weisen sie eine Reihe von Nachteilen auf. Zum Beispiel unterliegen Behälter, in denen sie aufgehoben werden, der Korrosion und die Chemikalien sind für den menschlichen Körper gefährlich und ein Abbau oder ein Ausfällen und ein Auftrennen können bei längerer Lagerung eintreten. Darüber hinaus verlieren sie ihre Feuerlöschfähigkeit durch das Ausfallen der Metal?seifen aus der wässrigen Lösung, wenn sie nicht unmittelbar nach dem Vermischen mit Wasser geschäumt werden.

Der durch die Feuerlöschmittel der Gruppe (1) gebildete Schaum hat eine ausgezeichnete Alkoholbeständigkeit (d.h. dass der Schaum bei Berührung mit Alkohol nicht schmilzt), aber der erzeugte Schaum ist sehr hart und brüchig. Deshalb ist das Feuerlöschmittel häufig unwirksam, weil der Schaum nicht fliessen und sich über den gesamten Brandherd verbreiten kann. Darüber hinaus erfolgt beim Verdünnen mit Seewasser (Salzwasser) eine erhebliche Verminderung der Schaumfähigkeit. Ausserdem sind die Feuerlöschmittel der Gruppe (1) sehr unökonomisch, weil sie in der Praxis nur in 6 %-igen Verdünnungen vorkommen (der Ausdruck "Verdünnungen", wie er nachfolgend verwendet wird, bedeutet, dass z.B. eine 6 %-ige Verdünnung eine Verdünnung aus 6 Volumenteilen Flüssigschaum mit 94 Volumenteilen Wasser ist).

Die Feuerlöschmittel der zweiten Gruppe haben nur eine

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niedrige Schaumfähigkeit und auch die Alkoholbeständigkeit des erzeugten Schaums ist nur gering. Obwohl sie in 3 %-igen Verdünnungen auf den Markt kommen, benötigt man grosse Mengen der Mittel, um eine Feuerlöschwirkung zu erzielen, weil das Feuer nicht gelöscht werden kann, bis die brennende Flüssigkeit erheblich dadurch verdünnt ist, dass man grosse Mengen des Schaums aufbringt. Darüber hinaus kann die Feuerlöschwirkung bei Flüssigkeiten, wie Butanol, bei denen die Verdünnungswirkung nicht so gross ist, nicht eintreten und auch nicht bei Flüssigkeiten, wie Aceton, die eine starke Heizkraft und eine starke Entschäumungswirkung haben.

Die Mittel der dritten Gruppe sind dadurch gekennzeichnet, dass sie wasserlösliche Hochpolymere mit hoher Hydratisierungsfähigkeit enthalten und dass die Lösungen solcher wasserlöslichen Hochpolymeren eine Synerese in hydrophilen, brennbaren Flüssigkeiten bewirken, wodurch sich ein gelatinöses Vlies bildet, durch welches der darauf befindliche Schaum geschützt werden kann. Feuerlöschmittel dieser Art haben angeblich eine grössere Löschkraft, weil der aus ihnen erzeugte Schaum eine bessere Ausbreitungsfähigkeit hat als die Schäume der Feuerlöschmittel der Gruppe (1). Häufig jedoch hindert das gebildete gelatinöse Vlies, das Ausbreiten des Schaumes. Ausserdem sind die Viskositäten der Vorratslösungen dieser Feuerlöschmittel sehr hoch aufgrund der Zugabe von grossen Mengen an wasserlöslichen Hochpolymeren. Die Notwendigkeit, verhältnismässig hohe Konzentrationen an Hochpolymeren in den wässrigen Lösungen aufrecht zu erhalten (ein gelatinöses Vlies kann sich nicht bilden, wenn die Konzentration der Hochpolymeren in den Wasserlösungen zu niedrig sind) macht es erforderlich, Verdünnungsverhältnisse von 6 oder mehr in der Praxis anzuwenden. Wegen der

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hohen Viskosität (in der Grössenordnung von 1000 Centistokes oder darüber) , die den Vorratslösungen der Feuerlöschmittel dieser dritten Gruppe eigen ist, bilden sich Blasen im Laufe der Herstellung oder beim Einfüllen oder es findet eine erhebliche Viskositätsänderung bei Veränderung der Umgebungstemperatur statt. Die Aufbewahrung von Vorratslösungen in der Kälte ist schwierig wegen des hohen Verfestigungspunktes dieser Mittel, der in der Nähe von O⁰C liegt. Die Feuerlöschmittel des dritten Typs haben somit eine Reihe von Nacht*len. Ausserdem sind sie sehr teuer, obgleich einige, die als Additive fluorierte aliphatische oberflächenaktive Mittel enthalten, auf dem Markt sind.

Die Probleme, die bei den üblichen Feuerlöschmitteln bei ihrer Anwendung bei Bränden brennbarer Flüssigkeiten, die von öl verschieden sind, auftreten, sind die folgenden:

Ein Problem, das Vorratslösungen von FeuerlöschmitteIn anhaftet, bei denen eine Metallseife in den Zersetzungsprodukten natürlicher Proteine dispergiert ist, besteht darin, dass diese nicht nur in sich selbst unstabil sind, sondern unvermeidbar ein Ausfällen der Metallseifen beim Verdünnen mit Wasser zum Zeitpunkt der Anwendung eintritt, weil die Metallseifen im allgemeinen unlöslich in Wasser und in den Lösungsmitteln sind, wie sie für die Herstellung der Seifen verwendet werden. Darüber hinaus weisen diese Mittel eine Verminderung der Schäumungsfähigkeit auf, sofern die Vorratslösungen mit Seewasser verdünnt werden. Ein weiteres Problem, das Mitteln anhaftet, die in oberflächenaktiven Mitteln dispergierte Metallseifen enthalten, steht in der unvermeidbaren technischen Begrenzung, nämlich

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der starken Abnahme der Schaumfähigkeit durch die Zugabe der Metallseifen, und darum ist es erforderlich, die zugegebene Menge der Metallseifen auf niedrige Mengen zu beschränken, um die Schäumungsfähigkeit zu erhöhen, aber wenn man dies wiederum tut, dann verlieren diese Feuerlöschmittel einen erheblichen Teil ihrer Alkoholbeständigkeit. Es ist nahezu unmöglich, diese Mittel in Verdünnung mit Seewasser zu verwenden und die den Vorratslösungen solcher Mittel anhaftenden Eigenschaften, wie der Verfestigungspunkt und dergleichen, sind unbefriedigend und können durch Zugabe von grossen Mengen an Lösungsmitteln nur wenig verbessert werden.

Ein weiteres Problem hinsichtlich solcher Mittel, die wasserlösliche Hochpolymere enthalten, liegt in deren physikalischen Eigenschaften und darin, dass die Anwendung der üblichen Verschäumungsvorrichtungen, bei kaltem Wetter, im Winter oder in kalten Gegenden nicht möglich ist, und dass man deshalb SpezialVorrichtungen benötigt, um diese Mittel in Schaumform zu bringen.

Ein Ziel der Erfindung ist es deshalb ein neues schaumartiges Feuerlöschmittel zu zeigen, das die vorerwähnten Schwierigkeiten nicht aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein neues Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten zu zeigen, welches einen Schaum bildet der gegenüber Alkohol sehr gut beständig und fliessfähig ist, und das eine Schäumungsfähigkeit auch bei Verdünnung mit Frischwasser und mit Seewasser aufweist.

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Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Feuerlöschmittel zu zeigen, das eine sehr gute Lagerungsfähigkeit hat und das in einer 3 %-igen Verdünnung verwendet werden kann.

Das erfindungsgemässe Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten ist dadurch gekennzeichnet, dass es enthält:

(_a) eine Hydroxycarbonsäure oder ein Salz davon der nachfolgenden allgemeinen Formeln und/oder einem Lacton, das sich im Gleichgewicht mit einer Hydroxycarbonsäure der nachfolgenden Formeln bildet:

HCK HCOH-^COOX (Ia)

HfHCOHf^COOX (Ib)

CH₃-fCH₂-^_m-fHCOH-}^COOX (Ic)

(Id)

worin X ein Wasserstoffatom, ein Alkaliatom, ein Ammoniumion, Triäthanolamin, Diäthanolamin oder Monoäthanolamin, η eine ganze Zahl von 1 bis 10, m Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 5 und 1 eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten,

(b) einer aliphatischen Carbonsäure oder einem Salz davon der allgemeinen Formel

D
R - CHCOOX (II)

worin R eine Alkyl- oder Alkylengruppe mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, D ein Wasserstoffatom oder eine Aminogruppe und X ein Wasserstoffatom, ein Alkaliatom, ein Ammoniumion, Triathanol, Diäthanolamin oder Monoäthanolamin bedeuten,030008/0882

einem Salz einer organischen oder anorganischen Säure mit einem Metall, ausgenommen einem Alkalimetall» oder einem Metallhydroxid, ausgenommeneinen Alkalihydroxid sowie,

(d) einem Schaummittel.

Hydroxycarbonsäuren, die erfindungsgemäss verwendet werden können, schliessen Glyzerinsäure, Threoninsäure, Arabonsäure, Rhibonsäure und Hexonsäuren, wie Fluconsäure, Gulonsäure, Idonsäure, Allonsäure, Altronsäure, Mannonsäure, Galactonsäure und Talonsäure und weiterhin Galacturonsäure und Heptonsäuren ein. Sie sind wirksam auch in Form ihrer Alkalisalze, Ammoniumsalze oder Äthanolaminsalze. Auch Lactone, die im Gleichgewicht mit den vorerwähnten Hydroxycarbonsäuren gebildet werden, wie D-Glucono-o-lacton oder D-Glucono-ek -lacton aus D-Gluconsäure und dergleichen können verwendet werden. Unter diesen Säuren werden Hydroxycarbonsäuren der Formeln (Ia), (Ib) und/oder deren Lactone, die sich im Gleichgewicht mit den entsprechenden Hydroxycarbonsäuren bilden, besonders bevorzugt und davon ganz besonders die Hexon- und Heptonsäuren.

Obwohl dibasische Hydroxycarbonsäuren ähnliche Eigenschaften haben, wie monobasische Säuren der vorerwähnten Art, weisen sie beim Lagern der Vorratslösungen doch hohe Viskositäten auf und im Laufe der Zeit findet eine Gelierung statt. Deshalb können dibasische Hydroxycarbonsäuren nicht für die Ziele der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

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Wegen ihrer besonders guten Eigenschaften und ihrer leichten Erhältlichkeit werden in den nachfolgenden Beispielen von den vorerwähnten monobasischen Hydroxycarbonsäuren Hexonsäuren (HOCH₂(HCOh)₄COOH) und Heptonsäuren (HOCH₂(HCOH)₅COOH) verwendet.

Aliphatische Carbonsäuren, die erfindungsgemäss verwendet werden können, sind gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren oder c^-aminoaliphatische Carbonsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen. Sie werden in geeigneter Weise, je nach den Schaummitteln und löslichmachenden Mitteln bei den erfindungsgemässen FeuerlöschmitteIn ausgewählt. Beispiele für aliphatische Carbonsäuresalze, die besonders gut erfindungsgemäss verwendet werden können, sind Triäthanolaminlaurat, Triäthanolaminmyristat, Triäthanolaminpalmitat, Triäthanolaminstearat und Triäthanolaminoleat. Weiterhin kann man auch Ammonium- und Alkalisalze dieser Fettsäuren zum Vermischen verwenden. Auch et-aminoaliphatische Carbonsäuren kann man verwenden aber sie sind gegenüber den vorerwähnten gesättigten und ungesätti-ten Fettsäuren aus wirtschaftlichen Gründen nicht gleichwertig. Typische Beispiele von •L-aminoaliphatischen Carbonsäuren sind ct-Aminolaurinsäure, et-Aminomyristinsäure, et-Aminopalmitinsäure und oC-Aminostearinsäure.

Die erfindungsgemäss verwendeten Metallsalze sind Salze von Metallen, ausgenommen Alkalimetallen. Vorzugsweise haben die Salze hohe Löslichkeit und sind Salze von Metallionen, wie

2+ 2+ 3+ 3+
Ca »Mg /Al , Fe und dergleichen und anorganischen oder organischen Säureresten der Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und der Milchsäure. Recht gut geeignet sind z.B. Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Aluminiuralactat,

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Aluminiumnitrat und Ferrisulfat zum Vermischen mit den anderen Komponenten der erfindungsgemässen Feuerlöschmittel.

Die erfindungsgemässen Feuerlöschmittel können in üblicher Weise zusammen vermischt werden mit schaumförmigen Feuerlöschmitteln, wie sie bisher für ölbrände verwendet wurden. Dazu gehören anionische und amphotere oberflächenaktive Stoffe und hydrolytische Zersetzungsprodukte von Proteinen. Synthetische oberflächenaktive Stoffe werden bevorzugt bei der Herstellung von Vorratslösungen der Feuerlöschmittel verwendet, weil die dabei erhaltenen Vorratslösungen über lange Zeiträume stabil sind. Kationische synthetische oberflächenaktive Mittel kann man nicht anwenden. Nichtionische oberflächenaktive Mittel kann man verwenden, aber sie sind nicht wünschenswert, weil sie schlechtere Schaumfähigkeiten ergeben.Tween-sorbitan-artige und rohrzuckerartige, nichtionische oberflächenaktive Mittel haben eine relativ hohe Schaumfähigkeit, aber ihre Schaumfähigkeit reicht doch nicht aus, um sie wünschenswert als Schaummittel für die vorliegende Erfindung zu machen.

Die am meisten bevorzugten Schäumungsmittel sind Alkyl- oder Alkylensulfate oder Alkyl- oder Alkylensulfonate von anionischen oberflächenaktiven Mitteln. Typische Beispiele für anionische oberflächenaktive Mittel sind Laurylsulfat, Dodecylsulfonat, Polyoxyäthylenlauryläthersulfat, Octylsulfat und dergleichen. Gute Ergebnisse erzielt man auch mit amphoteren oberflächenaktiven Mitteln vom Imidazolintyp und solchen vom Betaintyp. Typische Beispiele für amphotere oberflächenaktive Mittel vom Imidazolintyp und Betaintyp sind 2-Lauryl-N-carboxymethyl-N-hydrcxyäthyl-imidazolinium-betain, Laurylbetain, Stearylbetain

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und dergleichen. Hinsichtlich der Verdünnung der Vorratslösungen mit Seewasser sind Polyoxyäthylenalkylsulfate unter den anionischen oberflächenaktiven Mitteln am günstigsten. Dabei sollte das oberflächenaktive Mittel zusätzlich 2 oder mehr Polyoxyäthyleneinheiten aufweisen, wenn der Alkylrest 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist. Andererseits sind amphotere oberflächenaktive Mittel vom Imidazolin- und Betaintyp verdünnungsbeständig gegenüber Seewasser.

Geeignete Beispiele für erfindungsgemäss anwendbare Schaummittel sind Laurylsulfat, Dodecylsulfat, Polyoxyäthylenlauryläthersulfat, Dodecylbenzolsulfonat, Octylsulfat, Laurylbetain, Stearylbetain, 2-Lauryl-N-carboxymethyl-N-hydroxyäthylimidazoliniumbetain und hydrolytische Zersetzungsprodukte von Proteinen.

Die erfindungsgemäss verwendeten Carbonsäuren werden in Abhängigkeit von dem verwendeten Schäumungsmittel ausgewählt. Anionische und amphotere oberflächenaktive Mittel mit einer C₁--Alkyl- oder C^-Alkylengruppe haben sehr gute Schäumungsfähigkeiten und wenn man diese oberflächenaktive Mittel als Schäumungsmittel verwendet, so sind Myristinsäure, Palmitinsäure und Salze davon als Carbonsäuren geeignet. Anionische oder amphotere oberflächenaktive Mittel, enthaltend eine Cg-Alkyl- oder eine Cg-Alkylengruppe mit verhält-r nismässig guten Schäumungsfähigkeiten können zusammen mit Laurinsäure und deren Salzen verwendet werden.

Die schaumförmigen Feuerlöschmittel gemäss der Erfindung enthalten vorzugsweise etwa 1 bis 30 Gew.% Hydroxycarbonsäure, etwa 0,2 bis 15 Gew.% aliphatische Carbonsäure, etwa 0,2 bis

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15 Gew.% Metallsalze oder Hydroxide von metallischen Ionen und etwa 5 bis 40 Gew.% Schaummittel, bezogen auf die Gesamtmenge des Feuerlöschmittels.

Wie bereits erwähnt, werden die Carbonsäuren in Abhängigkeit von den damit in Kombination verwendeten Schäumungsmitteln ausgewählt. Wird ein oberflächenaktives Mittel mit einer hohen Schäumungsfähigkeit verwendet, so sind als Carbonsäuren Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Oleinsäure und dergleichen geeignet. Die Auswahl der geeigneten Carbonsäuren hängt nicht nur von den als Schäumungsmittel ausgewählten oberflächenaktiven Mitteln ab, sondern auch von den hydrophilen Gruppen und weiterhin von der Art und der Grosse der hydrophoben Gruppen in den Additiven, die in den FeuerlöschmitteIn vorliegen können, wie Schaumungshilfsmittel, löslichkeitsmachende Mittel und dergleichen, die dem Mittel im gewünschten Umfang zugegeben werden können. Unter Berücksichtigung dieser vorerwähnten verschiedenen Faktoren wird man eine optimale Auswahl treffen können. Verwendet man z.B. Polyoxyäthylenlaurylsulfat als Schäumungsmittel, so erhält man gute Ergebnisse mit Myristinsäure und Palmitinsäure.

Wird ein hydrolytisches Zersetzungsprodukt von Proteinen als Schäumungsmittel verwendet, so ist es wünschenswert, synthetische oberflächenaktive Mittel als Schaumhilfsmittel und löslichmachende Mittel zuzugeben. Ein synthetisches oberflächenaktives Mittel, das als löslichmachendes Mittel verwendet werden kann, kann ausgewählt werden unter den zuvor erwähnten Schäumungsmitteln.

Additive, die man zur Stabilitätsverbessrung der erzeugten

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Schäume verwenden kann, sind höhere Alkohole (vorzugsweise mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen), wie Lauryialkohol, Myristylalkohol und dergleichen, und wasserlösliche Amine. Im allgemeinen wendet man die höheren Alkohole in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Feuerlöschmittels, an, und die Amine in Mengen von 1 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Feuerlöschmittels.

Werden wasserlösliche Hochpolymere zur Verbesserung der Alkoholbeständigkeit den Zusammensetzungen zugegeben, so sind geeignete Beispiele hierfür Alginate, Alginsäure, PoIyglykolester, Peptin, D-Galactomannan enthaltende Stoffe, Scleroglucan, Polyacrylate, Polyacrylamid, AG-Harz, Gummiarabikum, Carboxymethylzellulose, Carboxymethylstärke, Stärke und dergleichen. Die zugegebene Menge solcher Hochpolymeren hängt von dem Gleichgewicht und der Hydratisierungskraft und der Erhöhung der Viskosität, die durch ihre Zugabe bewirkt wird, ab, aber im allgemeinen werden die Hochpolymeren in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.% verwendet.

Organische Lösungsmittel kann man zu den Zusammensetzungen zur Verbesserung der Stabilität der Vorratslösungen zugeben und eine solche Zugabe ist wünschenswert aus Gründen der Herstellung und der Eigenschaften der Produkte. Zum Beispiel wird durch eine Verminderung der Viskosität eine Blasenbildung vermieden und der Erstarrungspunkt erniedrigt. Beispiele für solche organische Lösungsmittel mit hohen Entzündungstemperaturen sind Äthylenglykol, Äthylenglykolmonomethyläther, Jühylenglykolmonoäthyläther, Äthylenglykolmonobutyläther, Diäthylenglykolmonomethyläther, Diäthylenglykolmonoäthylather, Diäthylenglykolmonobutyläther, Dimethylformamid, 3-Methyl-3-methoxybutanol und dergleichen. Die organischen

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Lösungsmittel können in Mengen von 5 bis 40 Gew.% verwendet werden.

Ausser der Zugabe der vorerwähnten Additive kann es zweckrcässig sein, den Zusammensetzungen Harnstoff zuzugeben, um den Gefrierpunkt zu erniedrigen und auch Rostschutzmittel und Antiseptika.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den nachfolgenden Beispielen gezeigt. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Teile, Prozentsätze und dergleichen auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Ein schaumförmiges Feuerlöschmittel wird hergestellt durch Compoundieren der folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen:

Polycxyäthylenlauryläthersulfat- 20 Gew.% Triäthanolaminsalz

Triäthanolaminpalmitat 2 Gew.%

Triäthanolamingluconat 10 Gew.%

Aluminaurosulfat 1 Gew.%

Laurylalkohol 1 Gew.%

Xthylenglykolmonobutyläther 25 Gew.%

Wasser 41 Gew.%

Das so erhaltene Mittel ist transparent und gelb und hat einen Fliesspunkt von -16°C,
und keinen Flammpunkt.

Fliesspunkt von -16°C, eine Viskosität von 9 Centistokes (20°C)

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Beispiel 2

Ein schäumform!ges Feuerlöschmittel wurde durch Compoundie- ren der folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen hergestellt:

Lauryldimethylbetain 15 Gew.%

Triäthanolaminmyristat 2,5Gew.%

Triäthanolamingluconat 10 Gew.%

Aluminiumsulfat 1 Gew.%

Laurylalkohol 0,5Gew;%

Äthylenglykolmonobutyläther 25 Gew.%

Wasser 46 Gew.%

Das erhaltene Mittel zeigte folgende Eigenschaften: Aussehen :farblos und transparent; Fliesspunkt:-15°Cj Viskos] tät:11 Centistokes (20°C); Flammpunkt: keiner.

Beispiel 3

Ein schaumförmiges Feuerlöschmittel wurde durch Compoundieren der folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen hergestellt:

hydrolytisches Zersetzungsprodukt

von Proteinen (D 67,7 Gew.%

Polyoxyäthylenlaurylathersulfat-Triäthanolaminsalz 10 Gew.%

Triäthanolaminpalmitat 1,5 Gew.%

Natriumheptonat 10 Gew.%

Aluminiumsulfat 0,8 Gew.%

Athylenglykolmonobutyläther 10 Gew.%

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Das so erhaltene Mittel hatte folgende Eigenschaften: Aussehen:braun und transparent; Fliesspunkt:-10⁰C; Viskosität¹^ Centistokes (20⁰C) und Flammpunkt:keiner.

(1): 3 %-ige Vorratslösung eines Proteinschaumlöschmittels für ölbrände.

Beispiel 4

20	Gew.%
1,5	Gew.%
10	Gew.%
0,7	Gew.%
0,5	Gew.%
25	Gew.%
5	Gew.%
37,5	Gew.%

Ein schaumförmiges Feuerlöschmittel wurde durch Compoundieren der folgenden Bestandteile in den angegebenen Mengen her gestellt:

Polyoxyathylenlaurylathersulfat-Triäthanolaminsalz

Triäthanolaminpalmitat Triäthanolamingluconat Aluminiumsulfat Triäthanolaminalginat Äthylenglykol

Äthylenglykolmonobutyläther

Wasser

Das so erhaltene Mittel hatte folgende Eigenschaften: Aussehen hellgelb und transparent; Fliesspunkt -5 C; Viskosität 100 Centistokes (20°C); Flammpunkt keiner.

Ein Vergleich verschiedener physikalischer Eigenschaften der erfindungsgemässen Feuerlöschmittel (bei denen synthetische oberflächenaktive Mittel verwendet wurden)mit üblichen schaumförmigen Feuerlöschmitteln für hydrophile brennbare

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Flüssigkeiten (einem Proteinsystem und wasserlöslichen Hochpolymeren-System) werden in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.

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Tabelle 1

O O α>

OO

Probe	Aussehen	Viskosität (bei 20°C) .	Fliess punkt	pH	Verdünnungs- verhä.l.tP.i.s, . , .	Stabili- . tat(3)	Preisver hältnis ⁽⁴⁾
Bei spiel 1	transpa rent, hell gelb	9 cm	-16°C	7,0	3 %	15 Jahre oder länger	1
Vergleich	opak, hell gelb	1230 es	-2°C	7,6	6-9 %	nicht klar	5
Vergleich 2 (2)	schwarz braun	48 es	-20°C	10,0	6 %	2-3 Jahre	2

Anmerkung:

(1) ein wasserlösliches Hochpolymer und ein fluoriertes aliphatisches oberflächenaktives Mittel

(2) ein Zersetzungsprodukt eines natürlichen Proteins als Grundkomponente, compoundiert mit einer Metallseife

(3) als Vorratslösung

(4) bezogen auf das Mittel pro Volumeneinheit Wasserlösung

ro co

CJD Ca) Ca)

Beim Vergleich 2 fiel im Laufe der Zeit ein Niederschlag aus.

Es wurden auch Versuche durchgeführt, um die Fähigkeit der Schäume zu erproben, Brände hydrophiler, brennbarer Flüssigkeiten zu löschen, und ebenso wurden die Schaumfähigkeiten der in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Mitteln erprobt .

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.

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Tabelle.

•^.
O
OD
CD
Ki

Mittel Brennende Wasser Verdün-Flüssigkeit (3) nungsver-

. hältnis

Atmosphärische Temperatur

Lösungstemperatur

Ausdehnungsgrad (1)

Bsp. 1 Methanol

Bsp. 2 MethaneI

Bsp. 3 Methanol

Bsp. 4 Methanol

Bsp. 1 Methanol

Bsp. 1 Aceton

Bsp. 1 n-Butanol

Süsswasser

Seewasser

Süsswasser

3 %

31°C

31,5°C

31°C

29,5⁰C

31,5°C

31°C

31,5⁰C

20°C

8,7 8,8 7,1 8,5 9,2 8,7 8,7

25 %-ige Drainagezeit (2)

5 min. 21 sek.

4 min.

5 sek.

3 min. 20 sek.

5 min. 42 sek.

5 min. 24 sek.

5 min. 33 sek.

5 min. 37 sek.

Vergl. 1 Methanol

Vergl. 1 Aceton

Vergl. 2 Methanol

Vergl. 2 n-Butanol

Süsswasser

6 %

29,5OC

31⁰C

31°C

31,5⁰C

20°C

20⁰C

20°C

5,6 5,6 7,6 7,6

7 min. 30 sek.

5 min. 13 sek.

5 min. 20 sek.

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Mittel

Dauer

des

Brandes.

Löschzeit

Zeit bis der gesamte Schaum freigegeben wurde

Bsp. 1

Bsp. 2

Bsp. 3

Bsp. 4

Bsp. 1

min.

GO
OO
»Ο

Bsp. 1 1 min

Vergl.1 1 min.

Vergl.2 1 min.

41 sek. 45 sek. 45 sek.

42 sek. 41 sek.

1 min. 41 sek.

1 min. 15 sek.

5 min. 5 min. 5 min. 5 min. 5 min. 5 min.

5 min.

1 min. 30 sek.

2 min. 40 sek.

nicht ausgelöscht

5 min. 5 min.

Zeit bis zum	gelöscht	Dicke des Schaum	cm
Wiederentflam	gelöscht	Schutzes	cm
men .	gelöscht		cm
sofort	gelöscht		cm
sofort	gelöscht	18	cm
sofort	gelöscht	14	cm
sofort	16
sofort	17
sofort	19
	15

sofort gelöscht

dehnte sich auf
13 cm Durchmesser
aus

dehnte sich auf
20 cm Durchmesser
aus

dehnte sich auf
17 cm Quadrat aus"

20 cm

9 cm

7 cm

14 cm

N)

(1) Verhältnis des gebildeten Schaumvolumens zu dem Volumen der verwendeten Lösung

(2) Grad, mit dem die Lösung vom Schaum abläuft

(3) zum Verdünnen verwendet

CO CO

Eine Standard-Schaumdüse, die zum Erproben von Feuerlöschmitteln verwendet wurde unter Verwendung von Schäumen auf Basis von synthetischen oberflächenaktiven Mitteln, gemäss der Verordnung 26 des Innenministeriums (Japan) wurde beim Erproben der gemäss Beispielen 1 bis 4 und Vergleich hergestellten Feuerlöschmitteln verwendet. Bei der Erprobung des Feuerlöschmittels des Vergleichs 1 wurde eine Vormischung unter Verwendung einer Standard-Schaumdüse für die Erprobung von wässrigen Schaumartigen Feuerlöschmitteln verwendet, wobei die Düse gleichfalls in der Verordnung Nr. 26 beschrieben wird. Die Düsen wurden mit einem Auspressdruck von

2
7 kg/cm und einer Auspressmenge von 10 l/min, betrieben.

Die Verbrennungszelle, in welche die zu verbrennende Flüssigkeit gegeben wurde, hatte eine Grundfläche von 1,415 m χ 1,415 m

2
= Hf 2 m und eine Tiefe von 0,3 m. Die Zelle wurde mit 100

der zu brennenden Flüssigkeit bei jedem Versuch gefüllt.

25 %-ige Drainagezeit in Tabelle 2 bedeutet die Zeit, die benötigt wird, um 25 Gew.% der Wasserlösung von dem Schaum abzuleiten.

Der Wiederbrenntest wurde wie folgt durchgeführt. Eine Flüssigkeit wurde in einer Verbrennungszelle entzündet und innerhalb eines Zeitraumes von 5 Minuten wurde ein Schaum über die Flüssigkeit gegossen. 15 Minuten später wurde eine quadratische Röhre mit einer Grundfläche von 15 χ 15 cm in das Zentrum der Verbrennungszelle eingeführt und der Schaum an der Oberfläche wurde aus dem Zentrum durch die Röhre entfernt, so dass die Flüssigkeitsoberfläche der Luft ausgesetzt war. Die freigegebene Flüssigkeitsoberfläche wurde angebrannt und

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30 Sekunden brennen gelassen. Dann wurde die quadratische Röhre schnell entfernt. Nach 5 Minuten wurde die noch brennende Fläche gemessen und die Flammbeständigkeit und Fliessbarkeit des Schaums wurde untersucht. Die Schäume, die von den Feuerlöschmitteln gemäss der vorliegenden Erfindung gebildet worden waren, bedeckten die brennende Oberfläche unmittelbar nach Entfernen der Röhre und löschten das Feuer schnell aus. Dies bedeutet, dass die Fliessbarkeit eines Schaums aus den erfindungsgemässen Feuerlöschmitteln während einer langen Zeit anhält. Die Fähigkeit, die brennbare Flüssigkeit vom Zutritt des Sauerstoffs abzudecken ist bei den erfindungsgemässen Feuerlöschmitteln erheblich besser als bei denen des Vergleiches 1 und 2.

Die Dicke des Schaumschutzes wurde zur Zeit des Wiederanbrennversuches gemessen.

Aus den verschiedenen physikalischen Eigenschaften, z.B. den Fliesspunkt, die Viskosität, den pH-Wert usw., welche den erfindungsgemäss und in den Beispielen der vorliegenden Beschreibung hergestellten Feuerlöschmitteln eigen ist und durch Vergleiche der zahlreichen Eigenschaften mit üblichen Feuerlöschmitteln für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten und auch durch die experimentellen Untersuchungen beim Löschen von hydrophilen, brennbaren Flüssigkeiten, ergibt sich, dass die erfindungsgemässen Feuerlöschmittel ausgezeichnete physikalische Eigenschaften haben. Die Haltbarkeit ist selbst bei einer 3 %-igen Verdünnung sehr gut. Sie haben eine überlegene Alkoholbeständigkeit, Feuerlöschkraft und Wiederanbrenn-Verhinderungsfähigkeit; sie können mit Süsswasser und mit Meerwasser beim Verdünnen der

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Vorratslösungen angewendet werden und sie sind ausserdem sehr preiswert.

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Claims

Schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten

PATENTANSPRÜCHE

Schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wasser und als aktive Bestandteile

(a) einer Hydroxycarbonsäure oder ein Salz davon der nachfolgenden algemeinen Formeln und/oder einem Lac- ton, das sich im Gleichgewicht mit einer Hydroxycarbonsäure der nachfolgenden Formeln bildet:

HO-eHCOH-H-COOX (Ia)

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H-tHCOH^COOX (Ib)

(ic)

(Id)

worin X ein Wasserstoffatom, ein Alkaliatom, ein Ammoniumion, Triäthanolamin, Diäthanolamin oder Monoäthanolamin, η eine ganze Zahl von 1 bis 10, m Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 5 und 1 eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten,

(b) einer aliphatischen Carbonsäure oder einem Salz davon der allgemeinen Formel

D
R - CHCCX)X (II)

worin R eine Alkyl- oder Alkylengruppe mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, D ein Wasserstoffatom oder eine Aminogruppe und X ein Wasserstoffatom, ein Alkaliatom, ein Ammoniumion, Triäthanol, Diäthanolamin oder Monoäthanolamin bedeuten,

(c) einem Salz einer organischen oder anorganischen Säure mit einem Metall, ausgenommen einem Alkalimetall, oder einem Metallhydroxid, ausgenommeneinan Alkalihydroxid sowie,

(d) einem Schaummittel.
2. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Hydroxycarbonsäure Glyzerinsäure, Threoninsäure, Arabonsäure,

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Rhibonsäure, Hexonsäure, Galactoronsäure oder Heptonsäure oder Salze davon oder damit im Gleichgewicht gebildete Lactone darstellt.
3. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Hydroxycarbonsäure Hexonsäure, Heptonsäure, Salze davon oder davon im Gleichgewicht gebildete Lactone darstellt.
4. Schaumartiges Feuerlöschmittel genäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die aliphatische Säure oder deren Salz Triäthanolaminlaurat, Triäthanolaminmyristat, Triäthanolaminpalmitat, Triäthanolstearat und/oder Triathanolaminoleat ist.
5. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Metallsalz oder-hydroxid ein Salz oder Hydroxid von Ca ,

Mg , Al oder Fe ist.
6. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass das Metallsalz Aluminiumsulfat, Aluminiumchlorid, Aluminiumlactat, Aluminiumnitrat und/oder Ferrisulfat ist.
7. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Schaummittel ein anionisches oder amphoteres synthetisches oberflächenaktives Mittel oder ein hydrolytisches Zersetzungsprodukt eines Proteins ist.
8. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 7,

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dadurch gekennzeichnet, dass das Schaummittel ein oberflächenaktives Mittel und zwar ein Alkylsulfat, Alkylensulfat, Alkylsulfonat und/oder Alkylensulfonat ist.
9. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass das Schaummittel ein amphoteres oberflächenaktives Mittel ist, nämlich Imidazolin oder Betain.
Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Hydroxycarbonsäure in einer Menge von etwa 1 bis 30 Gew.% vorliegt.
11. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die aliphatische Carbonsöure in einer Menge von etwa 0,2 bis 15 Gew.% vorliegt.
12. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet , dass das Metallsalz oder -hydroxid in einer Menge von etwa 0,005 bis 5 Gew.% als Metallion vorliegt.
13. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Schaummittel in einer Menge von etwa 5 bis etwa 40 Gew.% vorliegt.
14. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das Feuerlöschmittel auf eine Konzentration von etwa 1,5 bis 10 Vol.% mit Wasser verdünnt ist.

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15. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Wasser Frischwasser ist.
16. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , dass das Wasser Meerwasser ist.

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