DE2933432C3 - Schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten - Google Patents

Schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten

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DE2933432C3
DE2933432C3 DE2933432A DE2933432A DE2933432C3 DE 2933432 C3 DE2933432 C3 DE 2933432C3 DE 2933432 A DE2933432 A DE 2933432A DE 2933432 A DE2933432 A DE 2933432A DE 2933432 C3 DE2933432 C3 DE 2933432C3
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
    • A62D1/0071—Foams

Description

HO
HCOH
COOX
COOX
(Ia)
Ub)
HCOH—COOX
(Ic)
H-
HCOH,
-COOX
(id)
worin X ein Wasserstoffatom, ein Alkalia'om, ein Ammoniumion, Triäthanolamin, Diethanolamin oder Monoäthanolamin, η eine ganze Zahl von 1 bis 10, m Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 5 und /eine ganze Zahl von 1 bis 5 bedeuten, (b) einer aliphatischen Carbonsäure oder einem Salz davon der allgemeinen Formel
R —CHCOOX
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, Triäthanolamin. Diäthanolamin oder Monoäthanolamin bedeuten,
(c) einem Salz einer organischen oder anorganischen Säure mit einem Metall, ausgenommen einem Alkalimetall, oder einem Metallhydroxid, ausgenommen einem Alkalihydroxid sowie,
(d) einem Schaummittel, das ein anionisches oder amphoteres synthetisches oberflächenaktives Mittel oder ein hydrolytisches Zersetzungsprodukt eines Proteins ist.
2. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxycarbonsäure Glyzerinsäure, Treoninsäure, Arabonsäure, Ribonsäure, 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 gemäß An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphatische Säure oder deren Salz
Triäthanolaminlaurat,
Triäthanolaminmyristat,
Tnathanolaminpalmitat,
Triäthanolaminstearat und/oder
Triäthanolaminoleat
ist
5. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz oder -hydroxid ein Salz oder Hydroxid von Ca+ +,MgT + , 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 An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummittel ein oberflächenaktives Mittel und zwar ein Alkylsulfat, Alkylensulfat, Alkylsulfonat und/oder Aikylensulfonat ist.
8. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummittel ein amphoteres oberflächenaktives Mittel ist, nämlich Imidazolin oder Betain.
9. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxycarbonsäure in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-% vorliegt.
10. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß An-(J]) spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aliphati-
J--, sehe Carbonsäure in einer Menge von 0,2 bis 15 Gew.-% vorliegt.
11. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz oder -hydroxid in einer Menge von 0,005 bis 5
4(i Gew.-% als Metallion vorliegt.
12. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das Schaummittel in einer Menge von 5 bis 40 Gew.-% vorliegt.
13. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Ani) spruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das Feuerlöschmittel auf eine Konzentration von 1,5 bis 10 Vol.-°/o mit Wasser verdünnt ist.
14. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser
--,: Frischwasser ist.
15. Schaumartiges Feuerlöschmittel gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser Meerwasser ist.
Die Erfindung betrifft 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 Flüssigkeiter, auslöschen kann. Das Feuerlöschmittel gemäß der Erfindung hat über die vorerwähnten zahlreiche weitere Eigenschaften, z. B., daß es ungefähr einen neutralen pH, eine niedrige Viskosität, einen niedrigen Verfestigungspunkt (-50C oder weniger) und nur einen geringen
Abbau bei längerer Aufbewahrung aufweist, und daß e.s 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 Feuerlöschmitte! gebilde: 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, wcbei man diese in die folgenden drei Gruppen einteilen kann:
(1) Feuerlöschmittel der Art, daß sie Zersetzungsprodukte natürlicher Proteine ah Grundmaterial enthalten, sowie Metallseifcn, die mit Hilfe von Triethanolamin 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 oberflächenak<;ve Mittel aus fluorierten aliphatischen Verbindungen, sowie andere Schaummittel enthalten.
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 Metallseifen 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 isi sehr hart und brüchig. Deshalb ist das Feuerlöschmittel häufig unwirksam, weii der Schaum nicht Hießen und sich über den gesamten Brandherd verbreiten kann. Darüber hinaus erfolgt beim Verdünnen mit Meerwasser eine erhebliche Verminderung der Schaumfähigkeit. Außerdem sind die Feuerlöschmittel der Gruppe (1) sehr unökonomisch, weii 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 ι Wasser ist).
Die Feuerlöschmittel der zweiten Gruppe haben nur eine 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 Flüssigkei'en 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 hohen Viskosität 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 Nachteilen. Außerdem sind sie sehr teuer, obgleich einige, die als Additive fluorierte aliphatische oberflächenaktive Mitte! enthalten, auf dem Markt sind.
Die Probleme, die bei den üblichen Feuerlöschmitteln bei ihrer Anwendung bei Bränden hydrophiler, brennba rer Flüssigkeiten auftreten, sind die folgenden:
Ein Problem, das Vorratslösungen von Feuerlösch mitteln anhaftet, bei denen eine Metallseife in der: Zersetzungsprodukten natürlicher Proteine dispergien ist, besteht darin, daß diese nicht nur in sich selbst unstabil sind, sondern unvermeidbar ein Ausfällen der Metallseifen beim Verdünnen mit Wasser zum Zeit punkt 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 Meerwasser verdünnt werden. Ein weiteres Problem, das Mitteln anhaftet, die in oberflächenaktiven Mitteln dispergierte Metallseifen enthalten, steht in der unvermeidbaren technischen Begrenzung, nämlich 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 Feuerlöschmit-
tel einen erheblichen Teil ihrer Alkoholbeständigkeit, Es ist nahezu unmöglich, diese Mittel in Verdünnung mit Meerwasser 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 verbessei t 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.
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 sowohl bei Verdünnung mit Frischwasser als auch mit Meerwasser aufweist und weiterhin eine sehr gute Lagerungsfähigkeit hat und das in einer 3%igen Verdünnung verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Feuerlöschmittel gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Geeignete Hydroxycarbonsäuren schließen Glyzerinsäure, Threoninsäure, Arabonsäure, Ribonsäure und Hexonsäure, wie Gluconsäure, 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-a-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.
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.
Geeignete aliphatische Carbonsäuren sind gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren oder et-aminoaliphatische Carbonsäuren mit 10 bis 22 Kohlenstoffatomen. Sie werden in geeigneter Weise, je nach den Schaummittcln und löslichmachenden Mitteln bei den erfindungsgcmäßen Feuerlöschmitteln ausgewählt. Beispiele für aliprwtische Carbonsäuresalze, die besonders gut verwendet werden können, sind
Triäthanolaminlaurat.
Triäthanolaminmyristat,
Triäthanolaminpalmitat,
Triäthanolaminstearat und
Triäthanolan:inoleat.
Weiterhin kann man auch Ammonium- und Alkalisalze ", dieser Fettsäuren zum Vermischen verwenden. Auch Λ-aminoaliphatische Carbonsäuren kann man verwenden aber sie sind gegenüber den vorerwähnten gesättigten und ungesättigten Fettsäuren aus wirtschaftlichen Gründen nicht gleichwertig. Typische Beispiele id von Λ-aminoaliphatischen Carbonsäuren sind
Λ-Aminolaurinsäure,
a-Aminomyristinsäure,
a-Aminopalmitinsäure und
a-Aminostearinsäure.
Die erfindungsgemäß verwendeten Metallsalze sind Salze von Metallen, ausgenommen Alkalimetallen. Vorzugsweise haben die Salze hohe Löslichkeit und sind Salze von Metallionen, wie Ca2+, Mg2 + , Al3+, Fe3+ und 2(i dergleichen und anorganischen oder organischen Säureestern der Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure und der Milchsäure. Recht gut geeignet sind z. B.
Aluminiumsulfat,
τ-, Aluminiumchlorid,
Aluminiumlactat,
Alurr.iniumnitratund Ferrisulfat.
Die erfindungsgemäßen Feuerlöschmittel können in
in üblicher Weise mit schaumförmigen Feuerlöschmitteln, wie sie bisher für Ölbrände verwendet wurden, zusammen vermischt werden. Dazu gehören anionische und amphotere oberflächenaktive Stoffe und hydrolytische Zersetzungsprodukte von Proteinen. Synthetische
π oberflächenaktive Stoffe werden bevorzugt bei der Herstellung von Vorratslösungen der Feuerlöschmittel verwendet, weil die dabei erhaltenen Vorratslösungen über lange Zeiträume stabil sind. Kanonische synthetische oberflächenaktive Mittel kann man nicht anwen-
41) den. Nichtionische oberflächenaktive Mittel kann man verwenden, aber sie sind nicht wünschenswert, weil sie schlechtere Schaumfähigkeiten ergeben. Polyoxyäthylensorbitan-monofettsäureester-artige und rohrzuckerartige, nichtionische oberflächenaktive Mittel haben
4-, 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 bevorzugte Schäumungsmittel sind anionische oberflächenaktive Mittel, nämlich Alkyl-
,(I oder Alkylensulfate oder Alkyl- oder Alkylsulfonate.
Typische Beispiele für anionische oberflächenaktive Mittel sind Laurylsulfat, Dodecylsulfonat, Polyoxyäthylenlauryläthersulfat und Octylsulfat.
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-hydroxyäthyl-imidazolinium-betain, Laurylbetain und Stearylbe-
Mi tain. Hinsichtlich der Verdünnung der Vorratslösungen mit Meerwasser sind Polyoxyäthylenalkylsulfate unter den anionischen oberflächenaktiven Mitteln am günstigsten. Dabei sollte das oberflächenaktive Mittel zusätzlich 2 oder mehr Polyoxyäthyleneinheiten aufweisen,
ι,, wenn der Alkylrest 8 bis 18 Kohlenstoffatome aufweist. Andererseits sind amphotere oberflächenaktive Mittel vom Imidazolin- und Betaintyp gegenüber Meerwasser verdünnungsbeständig.
Geeignete Beispiele für Schaummittel sind
Laurylsulfat, Dodecylsulfat,
Polyoxy ät hy lenlauryläthersulf at,
Dodecylbenzolsulfonat,
Octylsulfat, Laurylbetain.
Stearylbetain.
2-Lauryl-N-carboxymethyl-N-hydroxyäihyl-
imidazoiinniumbetain und
hydrolytische Zersetzungsprodukte von
Proteinen.
Die Carbonsäuren werden unter Berücksichtigung von dem verwendeten Schäumungsmittel ausgewählt. Anionische und amphotere oberflächenaktive Mittel mit einer C12-Alkyl- oder Ci?-Alkylengruppe haben sehr gute Schäumungsfähigkcitcn und wenn man diese oberflächenaktive Mitte! als Schäumungsmittel verwendet, so sind Myristinsäure, Palmtinsäure und Salze davon als Carbonsäuren geeignet. Anionische oder amphotere oberflächenaktive Mittel, enthaltend eine O-Alkyl- oder eine Q-Alkylengruppe mit verhältnismäßig guten Schäumungsfähigkeiten können zusammen mit Laurinsäure und deren Salzen verwendet werden.
Die schaumförmigen Feuerlöschmittel gemäß der Erfindung enthalten vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-% der Komponente (a), 0,2 bis 15 Gew.-% der Komponente (b), 0,005 bis 5 Gew.-% der Komponente (c) und 5 bis 40 Gew.-% der Komponente (d), bezogen auf die Gesamtmenge des Feuerlöschmittels.
Wird ein oberflächenaktives Miuel mit einer hohen Schäumungsfähigkeit verwendet, so sind als Carbonsäuren Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Oleinsäure geeignet. Die Auswahl der geeigneten Carbonsäuren hängt nicht nur von den als Sehäumungsmittel ausgewählten oberflächenaktiven Mitteln ab, sondern auch von den hydrophilen Gruppen und weiterhin von der Art und der Größe der hydrophoben Gruppen in den Additiven, die in den Feuerlöschmitteln vorliegen können, wie Schäumungshilfsmiuel. iöslichkeitsmachende Mittel . Unter Berücksichtigung dieser vorerwähnten verschiedenen Faktoren wird man eine optimale Auswahl treffen können. Verwendet man z. B. Polyoxyätnylenlaurylsulfat 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 Stabilitätsverbesserung der erzeugten Schäume verwenden kann, sind höhere Alkohole (vorzugsweise mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen), wie Laurylalkohol oder Myristylalkohol, 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, Polyglykolester, Peptin. D-Galactomannan enthaltende Stoffe. Scleroglucan Polyacrylate. Polyacrylamid. Gummiarabikum, Carboxymethylzel-Mose, Carboxymethylstärke und Stärke. 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
in 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.
Äthylenglykolmonoäthyläther, :,, Äthylenglykolmonobutyläther,
Diäthylenglykolmonomethyläther.
Diäthylenglykolmonoäthyläther, Diäthylenglykolmonobutyläther,
Dimethylformamid und
r, 3-Methyl-3-methoxybutanol
Die organischen Lösungsmittel können in Mengen von bis 40 Gew.-% verwendet werden. Außer der Zugabe der vorerwähnten Additive kann
id es zweckmäßig 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 Mischen der folgenden Bestandteile
Polyoxyäthylenlauryläther-
sulfat-Triäthanolaminsalz 20 Gew.-°/o
4 ' Triäthanolaminpalmitat 2 Gew.-°/o
Triäthanolamingluconat 10 Gew.-%
Aluminiumsulfat 1 Gew.-%
Laurylalkohol 1 Gew.-%
Äthylenglykolmonobutyläther 25 Gew.-°/o
Wasser 41 Gew.-%
Das so erhaltene Mittel ist transparent und gelb und hat einen Fließpunkt von —16° C, eine Viskosität von · 10-* m2/s und keinen Flammpunkt.
Beispiel 2
Ein schaumförmiges Feuerlöschmittel wurde durch „ο Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
Lauryldimethylbetain 15Gew.-% Triäthanolaminmyristat Z5 Gew.-%
Triäthanolamingluconat 10Gew.-% t,5 Aluminiumsulfat 1 Gew.-°/o
Laurylalkohol 0,5 Gew.-%
Äthylenglykolmonobutyläther 25 Gew.-%
Wasser 46 Gew-%
ίο
Das erhaltene Mittel zeigte folgende Eigenschaften: Aussehen: farblos und transparent; Fließpunkt: — 15°C; Viskosität: 11 ■ 10 " m-'/s(20°C); Flammpunkt: keiner.
Beispiel 3
Ein schaumförmiges Feuerlöschmittel wurde durch Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:
hydrolytisches Zersetzungsprodukt von Proteinen1) 67,7 Gew.-% Polyoxyäthylenlauryläthersulfat-Triäthanolaminsalz 10 Gew.-% Triäthanolaminpalmhat 1,5 Gew.-% Natriumheptonat 10Gew.-% Aluminiumsulfat 0,8 Gew.-% Äthylenglykolmonobutyläther 10 Gew.-%
Das so erhaltene Mittel hatte folgende Eigenschaften: Aussehen: braun und transparent; Fließpunkt: —10°C; Viskosität: 19 · 10"6 m2/s (2O0C) und Flammpunkt: keiner.
') 3%ige vorratslösung eines Proteinschaumlöschmittels für ölbrände.
Beispiel 4
Ein schaumförmiges Feuerlöschmittel wurde durch Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt.
Polyoxyäthylenlauryläther-
sulfat-Triäthanolaminsalz 20 Gew.-%
Triäthanolaminpalmitat 1,5 Gew.-%
Triäthanolamingluconat 10 Gew.-%
Aluminiumsulfat 0,7 Gew.-%
Triäthanolaminalginat 0,5 Gew.-%
Äthylenglykol 25 Gew.-%
Äthylenglykolmonobutyläther 5 Gew.-%
Wasser 37,3 Gew.-%
Das so erhaltene Mittel hatte folgende Eigenschaften: Aussehen hellgelb und transparent; Fließpunkt -5°C; Viskosität 100 ■ 10-"m2/s (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 Flüssigkeiten (einem Proteinsystem und wasserlöslichen Hochpolymeren-System) werden in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle !
Aussehen
Viskosität (bei 200C)
Fließpunkt pH-Wert
Verdünnungs- Stabilität)
verhältnis
Preisverhältnis4)
Beispiel 1
transparent,
hellgelb
9 · 10"
Vergleich I1) opak, hellgelb 1230-10""
-16°C
-2°C
Vergleich 22) schwarz-braun 48 · 10"'' -200C 7,0
7,6
10.0
3%
6-9%
6%
15 Jahre
oder länger
nicht klar
2-3 Jahre
Anmerkung:
') Ein wasserlösliches Hochpolymer und ein fluoriertes aliphalisches oberflächenaktives Mittel.
7) Ein Zersetzungsprodukt eines natürlichen Proteins als Grundkomponente, compoundiert mit einer Metallseife.
3) Als Vorratslösung.
4I Bezogen auf das Mittel pro Volumeneinheit Wasserlösung.
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 erprob L
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Mittel Brennende Wasser3) Verdunnungs- Atmosphärische Lösungs- Ausdeh- 25%ige Drai-
Flüssigkeit verhältnis Temperatur temperatur nungsgrad1) nagezeit2)
Bsp. 1
Bsp. 2
Bsp. 3
Bsp. 4
Methanol
Methanol
Methanol
Methanol
Süßwasser 3%
Süßwasser 3%
Süßwasser 3%
Süßwasser 3%
3 rc 200C 8,7
31,5°C 200C 8,8
31°C 200C 7,1
29,5°C 200C 8,5
5 min
21 s
4 min
5s
3 min
20 s
5 min
ί M 1 ■ nilscl /ti η ti Brennende
I lü-isiiikcil		 Wasser Ί 29 33 432 3 1,50C 200C 12 Zeil bis zum
Wiederentfla.nmen		 25".iii!e Dui-
1) nage/eil '.
MiIIeI Methanol Meerwasser 3 10C 20°C 5 min
24 s
Bsp. 1 Aceton Süßwasser 31,50C 200C \iisileh-
nungsiitiiLl		 5 min
33 s
Bsp. ] n-Läiitanol Süßwasser 29,5°C 200C 9.2 5 min
37 s
Bsp. 1 Methanol Süßvvasser Verdünnungs- Vmnsphiinsche l.ösiings-
verhältiiis I enipeiaUir temperatur		 31°C 200C 8.7 7 min
30 s
Vergl. 1 Aceton Süßwasser 3% 310C 200C 8.7 7 min
30 s
Vergl. I Methanol Süßwasser 37„ 3 1,5°C 2O0C 5,6 5 min
13 s
Vergl. 2 n-Butanol Süßwasser 3"/„ 5,6 5 min
20 s
t·
ί-		 Vergl. 2 (Fortsetzung) 6% Zeil bis der ge
samte Schaum
freigegeben wurde		 7,6
ι Tabelle 2 Dauer des
Brandes		 Löschzeit 6% 7,6 Dicke des
Schuumschuucs
γ
ρ 		Mittel 6%
[
i;		 6'1A,
Bsp. 1 1 min 41 s 5 min sofort gelöscht 18 cm
Bsp. 2 1 min 45 s 5 min sofort gelöscht 14 cm
Bsp. 3 1 min 45 s 5 min sofort gelöscht 16 cm
Bsp. 4 1 min 42 s 5 min sofort gelöscht 17 cm
Bsp. 1 1 min 41 s 5 min sofort gelöscht 19 cm
Bsp. 1 1 min 1 min 5 min sofort gelöscht 15 cm
41 s
Bsp. 1 1 min 1 min 5 min sofort gelöscht 20 cm
15 s
Vergl. 1 1 min 1 min 5 min dehnte sich auf 13 cm 9 cm
30 s Durchmesser aus
Vergl. 1 1 min 2 min 5 min dehnte sich auf 20 cm 7 cm
40 s Durchmesser aus
Vergl. 2 1 min 2 min 5 min dehnte sich auf 17 cm 14 cm
40 s Quadrat aus
Vergl. 2 1 min nicht aus- 5 min - -
gelöscht
') Verhältnis des ^cbildeisr· Schaumvclinnsris zu dem Volumen der verwendeten ") Grad, mit dem die Losung vom Schaum abläuft.
■") Zum Verdünnen verwendet.
Eine Standard-Schaumdüse, die zum Erproben von Feuerlöschmitteln verwendet wurde unter Verwendung von Schäumen auf Basis von synthetischen oberflächenaktiven Mitteln, wurde beim Erproben der gemäß Beispielen 1 bis 4 und Vergleich 2 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 Feuerlöschinitteln verwendet Die Düsen wurden mit einem Auspreßdruck von 7 bar und einer Auspreßmenee von 101/min betrieben.
Die Verbrennungszelle, in welche die zu verbrennende Flüssigkeit gegeben wurde, hatte eine Grundfläche von
1,415 m χ 1,415 m= «2 m2
und eine Tiefe von 0,3 m. Die Zelle wurde mit 1001 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 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 erfindungsgeniäßen Feuerlöschmitteln erheblich besser als bei denen des Vergleichers I 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
in 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 ausgezechne-
i« te 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
JU Verdünnen der Vorratslösungen angewendet werden und sie sind außerdem sehr preiswert.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Schaumartiges Feuerlöschmitte! für hydrophile, brennbare Flüssigkei'sn. gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wasser und als aktive Bestandteile
(a) einer Hydroxycarbonsäure oder ein Salz davon der nachfolgenden allgemeinen Formeln und/ oder einem Lacton, das sich im Gleichgewicht mit einer Hydroxycarbonsäure der nachfolgenden formein bildet:
DE2933432A 1978-08-17 1979-08-17 Schaumartiges Feuerlöschmittel für hydrophile, brennbare Flüssigkeiten Expired DE2933432C3 (de)

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