DE3409602C2

DE3409602C2 -

Info

Publication number: DE3409602C2
Application number: DE3409602A
Authority: DE
Inventors: Hilda 2803 Weyhe De Cordes; Ernst Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt De Achilles
Original assignee: Regeltechnische Geraete P Luethge 2805 Stuhr De GmbH
Current assignee: ANSTALT FUER INTERNATIONALE SICHERHEITSTECHNIKEN,
Priority date: 1984-03-15
Filing date: 1984-03-15
Publication date: 1987-08-27
Also published as: AU4065185A; EP0208682B1; DE3409602A1; EP0208682A1; AU568730B2; DE3574677D1; WO1985004109A1; BR8507162A; JPS61501435A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Brandbekämpfung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-AS 23 30 571 ist bereits ein flüssiges Schaumlöschmittel bekannt, das aus einem oder zwei Halogenkohlenwasserstoff(en) und einem Schaummittel zur Brandbekämpfung besteht. Dieses Verfahren ist jedoch mangels einer ausreichenden Lehre zum technischen Handeln nicht wiederholbar ausführbar.

Die US-PS 36 09 074 betrifft ein Feuerlöschmittel, welches aus einem Gemisch von Wasser, Schaummittel, Treibmittel, Frostschutzmitteln, Puffer, Korrosionsinhibitoren und Verdickern besteht. Als Treibmittel werden inerte, bei Umgebungstemperatur gasförmige Substanzen eingesetzt, wie etwa Stickstoff, Kohlendioxyd, Schwefelhexafluorid und/oder Chlorfluoralkane mit niedrigem Siedepunkt, wie z. B

CHClF₂, Kp-40,8°C CCL₂F₂, Kp-29,8°C CClF₃, Kp-81,4°C CF₄, Kp-129°C

Wie aus der Patentschrift nach Versuch deutlich hervorgeht, werden die Schaummittel nicht ausschließlich durch enthaltene Treibgase aufgeschäumt, sondern dieses geschieht vielmehr unmittelbar während des Aufbringungsvorganges mittels Druckbeaufschlagung durch Stickstoff oder Druckluft bzw. geeignete mechanische Ausbringungsmethoden (Pumpen). Es besteht außerdem kein Zweifel, daß diese Substanzen nur unter Druck oder Niedertemperatur lagerfähig sind. Anderenfalls erfolgt eine Phasentrennung und die niedrigsiedenen Anteile verdampfen.

Aus der E-PA 01 09 046 sind Feuerlöschmittel bekannt, die aus mindestens 50% Halogenkohlenwasserstoffen (Halonen) und 0,5 bis 40% Fluortensiden bestehen, die als funktionelle Gruppen unter anderem auch Carboxylgruppen enthalten. Dabei sind jedoch die Fluortenside in den Halonen löslich und es werden Druckgasflaschen, Typ Sprayflasche, hergestellt, die im Falle von Küchenbränden eingesetzt werden.

Die AT-PS 3 09 235 betrifft eine schäumbare Zusammensetzung zur Brandbekämpfung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ein Schaummittel, Wasser, eine flammenhemmende halogenhaltige Verbindung mit einem Siedepunkt von mindestens -100 bis +200°C und ein oberflächenaktives Mittel, das eine endständige aliphatische Perfluorkohlenstoffkette mit mindestens 3 Kohlensstoffatomen aufweist, enthält. Aus dieser Druckschrift läßt sich nicht entnehmen, wie die flammhemmende Halogenverbindung in das Löschmittel eingebracht wird. Für den Fachmann ergibt sich aus dieser Druckschrift, daß das Aufschäumen dieser Löschmittelzusammensetzung nur durch "Schlagen" oder Einbringen vom komprimierten Gasen erreicht wird. Da bei dieser Zusammensetzung die Aufschäumung bereits vor dem Aufbringen auf den Brandherd erfolgt, kann der Vorteil nicht realisiert werden, das Löschmittel über weite Strecken werfen zu können und Wurfweiten zu erreichen, die üblicherweise nur mit "reinem" Wasser erzielbar sind.

Die DE-AS 12 16 116 betrifft kein Verfahren, sondern eine "wäßrige Löschschaum-Stammlösung zur Bekämpfung und Vermeidung von Flüssigkeitsbränden, gegebenenfalls in Kombination mit oder nach einem Löschpulvereinsatz, gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 0,1 bis 10% eines wasserlöslichen, ionenaktiven Derivats einer Fluorcarbon- oder einer Fluorsulfonsäure mit mindestens 3, besonders 6 bis 8 Kohlenstoffatome, in der perfluorierten Alkylgruppe, und gegebenenfalls durch den gleichzeitigen Gehalt eines wasserlöslichen, schaumstabilisierenden Polymerisats.

Zum Verschäumen sind grundsätzlich, wie auf Seite 4, Zeile 4 beschrieben, Luft, Difluordichlormethan, Stickstoff oder andere geeignete gasförmige Medien notwendig. Die Polymerisate von Äthylenoxid, Polyvinylharze, Polyglykol und Carboxyvinylpolymerisate werden zur Schaumstabilisierung benutzt.

Die in dieser Entgegenhaltung verwendeten Produkte sollen die Wärmebeständigkeit des Löschschaumes und die Fähigkeit zur Beibehaltung der Oberflächenausdehnung und des Flüssigkeitsgehaltes steigern.

Es sind weitere Schaumlöschmittel bekannt, bei denen die Bildung des Schaumes durch ein Schaumrohr unter Zumischung von Luft oder CO₂ zum Löschmittel hervorgerufen wird. Derartige Schaumlöschmittel kommen nachteiligerweise in Form von Schaum am Brandherd an, was bedeutet, daß das Schaummittel gegebenenfalls über einen längeren Weg in bereits verschäumter Form zum Brandherd zu fördern ist. Diese bekannten Schaummittel erlauben nur einen geringen Abstand des Schaumrohres zu den Flammfronten. Trotz der Verwendung von Hitzeschutzanzügen ist es daher den Rettungsmannschaften häufig nicht möglich, nahe genug an den Brandherd heranzukommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Brandbekämpfung der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf effektive Weise eine Brandbekämpfung, insbesondere eine Bekämpfung von Treibstoffbränden oder dergleichen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Kohlenwasserstoffe sind derart in das Schaummittel eingebracht, daß ein gelartiges oder wäßriges homogenes Schaumlöschmittel entsteht. Mit Wasser vermischt ergibt sich eine Löschemulsion, die überraschenderweise erst am Brandherd aufschäumt. Das Hologenkohlenwaserstoffgemisch entfaltet vorteilhafterweise erst am Brandherd seine volle Wirkung, indem es das Schaummittel erst am Brandherd zum Verschäumen bringt. Die sich aus Emulgationströpfchen ergebenden Schaumbläschen sind mit einem quasi Inertgas gefüllt, so daß jede Rückzündgefahr ausgeschlossen ist.

Das wäßrig aussehende oder gelartige Schaumlöschmittel wird in einem bestimmten Verhältnis dem Löschwasser unter Bildung einer Emulsion zugegeben und in Form eines Vollstrahles oder Sprühstrahles wie Wasser auf den Brandherd gebracht. Erst im bzw. am Brandherd kommt es aufgrund der am Brandherd vorhandenen Energie bzw. Hitze durch Verdampfen der Halogenkohlenwasserstoffanteile zur Schaumbildung selbst.

Ein weiterhin überraschender Effekt ist die Haftfähigkeit des flüssigen Schaumlöschmittels, das an senkrechten Wänden kaum abfließt und das eine wirksame Brandbekämpfung auch an senkrechten Wänden ermöglicht.

Durch die sich als überraschend gezeigte Wirkung des flüssigen Schaumlöschmittels, erst am Brandherd selbst durch die Hitzeenergie aufzuschäumen, ist es ohne weiteres möglich, das Schaumlöschmittel über weite Distanzen zu fördern; damit ist die Anwendung des flüssigen Schaumlöschmittels auch über größere Abstände ohne weiteres möglich und eine gezielte Brandherdbekämpfung erreichbar.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des flüssigen Schaumlöschmittels sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen flüssigen Schaumlöschmittels näher erläutert.

Das flüssige Schaumlöschmittel weist mindestens einen Halogenkohlenwasserstoff und ein Schaummittel auf. Das Schaumlöschmittel enthält 20 bis 90 Gewichtsteile Fluorchlorkohlenwasserstoff(e) und das Schaummittel. Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Fluortensiden als Schaummittel herausgestellt. Als Fluortensid wird eine amphotere Fluoralkylaminokarbonsäure oder ein anionisches Fluoralkylnatriumsulfonat verwendet. Generell bestehen die benutzten Fluortenside aus anionenaktiven Perfluoralkylverbindungen. Die Fluortenside sind auf der Basis von Perfluoralkansulfonaten aufgebaut.

Nach einer weiteren Ausführungsform enthält das flüssige Schaumlöschmittel vorzugsweise Korrosionsinhibitoren und/oder Puffer und/oder Frostschutzmittel. Als Frostschutzmittel werden beispielsweise Glykole, als Puffer Amine und als Korrosionsinhibitoren z. B. das Na-Salz des Mercaptobenzothiazol eingesetzt. Der Einsatz von Frostschutzmittel kann notwendig sein, wenn das Löschmittel im Winter in ungeheizten Räumen lagern muß. Puffer halten den pH-Wert stabil und Korrosionsinhibitoren helfen die in den Löscharmaturen enthaltenen Materialien wie Eisen, Kupfer und Messing zu schützen.

Zur Einarbeitung des oder der Fluorchlorkohlenwasserstoffe in das oder die Tenside wird als Stabilisator ein Propylenoxid-Ethylenoxid- Block und Mischpolymerisat und als Lösungsvermittler Butyldiglykol benutzt. Besonders vorteilhaft ist die Einarbeitung von Propylenoxid-Ethylenoxid-Block und Mischpolymerisaten zu sehen. Durch ihre solubilisierende und konsistenzgebende Wirkung ist eine stabile Einarbeitung des spezifisch schwereren Halogenkohlenwasserstoffes möglich. Das so entstandene Schaumlöschmittel zeichnet sich durch besondere Stabilität gegenüber polaren Lösungsmittelbränden und Treibstoffbränden aus.

Als Halogenkohlenwasserstoffgemisch oder Fluorchlorkohlenwasserstoffe werden vorzugsweise das niedrigsiedende Dichlortetrafluoräthan mit einem Siedepunkt von 3,6°C und das demgegenüber höher siedende Trichlortetrafluoräthan mit einem Siedepunkt von 47,6°C verwendet.

Die bei dem flüssigen Schaumlöschmittel vorgesehenen Fluortenside sind Perfluoralkylverbindungen. Als Schaummittel werden synthetische Schaummittel und AFFF-Schaummittel eingesetzt. Die AFFF-Schaummittel bestehen aus reinen Fluortensid-Schaumtypen auf Wasserbasis. Wesentlich für das flüssige Schaumlöschmittel ist der Einsatz von Fluorchlorkohlenwasserstoff oder Fluorchlorkohlenwasserstoffen in Verbindung mit den vorgenannten Schaummitteln in Form von Tensiden bzw. Fluortensiden.

Im folgenden werden Beispiele der Zusammensetzung des flüssigen Schaummittels angegeben.

1. Beispiel

5%Fluoralkylnatriumsulfonat

1%Propylenoxid-Ethylenoxid-Block- und Mischpolymerisat

2%Butyldiglykol

10%Fluorchlorkohlenwasserstoffgemisch
ergibt ein homogenes wäßr. aussehendes Schaumlöschmittel, mit

82%Wasser gemischt ergibt dies die fertige Löschemulsion

2. Beispiel

5%Fluoralkylaminocarbonsäure

1%Propylenoxid-Ethylenoxid-Block- und Mischpolymerisat

2%Butyldiglykol

82%Wasser gemischt ergibt dies die fertige Löschemulsion

3. Beispiel

6%AFFF-Schaummittel (aequeous film forming foam)

1,5%Propylenoxid-Ethylenoxid-Block- und Mischpolymerisat

10%Fluorchlorkohlenwasserstoffgemisch
ergibt ein gelartiges Schaumlöschmittel, mit

82,5%Wasser vermischt ergibt dies die fertige Löschemulsion

4. Beispiel

6%AFFF-Schaummittel mit Frostschutz (aequeous film forming foam)

1%Propylenoxid-Ethylenoxid-Block- und Mischpolymerisat

10%Fluorchlorkohlenwasserstoffgemisch
ergibt ein homogenes, wäßrig aussehendes Schaumlöschmittel, mit

83%Wasser vermischt ergibt dies die fertige Löschemulsion

5. Beispiel

5%AFFF-Schaummittel für polare Flüssigkeiten

0,3%Propylenoxid-Ethylenoxid-Block- und Mischpolymerisat

5%Fluorchlorkohlenwasserstoffgemisch
ergibt ein gelartiges Schaumlöschmittel, mit

89,7%Wasser vermischt ergibt dies die fertige Löschemulsion

Die Erprobung der flüssigen Schaumlöschmittel gemäß den vorstehend angegebenen Beispielen an einem 4 qm Normfeuer hat Löschzeiten von maximal 18 Sekunden bei einem Verbrauch von circa 8 Litern flüssiger Schaumlöschemulsion maximal ergeben. Mit dieser Löschemulsion ließen sich große Wurfweiten, vergleichbar mit Wasser, erreichen, so daß es möglich war, den Brandherd aus großer Entfernung zu bekämpfen. Die niedrigsiedende Komponente der verwendeten Fluorchlorkohlenwasserstoffe, nämlich das Dichlortetrafluoräthan im Fluorkohlenwasserstoffgemisch bewirkt, daß bereits beim Passieren der Flammfronten ein Schaum auf der Oberfläche verbleibt, so daß ein Absinken der noch nicht zum Verdampfen gebrachten höher siedenden Kohlenwasserstoffe vermieden wird. Der benutzte Fluorchlorkohlenwasserstoff oder die verwendeten Fluorchlorkohlenwasserstoffe, die auch als Fluorchlorkohlenwasserstoffgemisch bezeichnet werden können, entfalten damit erst am Brandherd die volle Wirkung, wobei das Verschäumen erst am Brandherd erfolgt und sich die Emulgationströpfchen durch Verdampfen der quasi Inertgas Schaumbläschen ergeben, wodurch eine Rückzündgefahr praktisch auszuschließen ist. Die Emulgationströpfchen bestimmen die Bläschengröße. Die Schaumbildung wird dadurch hervorgerufen, daß der Fluorchlorkohlenwasserstoff durch Hitze verdampft. Das Fluorchlorkohlenwasserstoffgemisch ist in Form von ganz kleinen Tröpfchen in dem Schaumlöschmittel enthalten. Jedes Tröpfchen Fluorchlorkohlenwasserstoff verdampft erst durch die vorhandene Energie am Brandherd. Jedes dieser kleinen Fluorchlorkohlenwasserstoffbläschen ist mit einem Tensidfilm mit geringer Oberflächenspannung ummantelt, weshalb durch die Tröpfchengröße in dem flüssigen Schaumlöschmittel die Größe der Bläschen im entstehenden Schaum vorgegeben ist. Dadurch bildet sich überraschenderweise ein feinporiger Schaum von großer Haftfähigkeit. Dadurch, daß jedes Schaumbläschen mit einem quasi Inertgas gefüllt ist, wird jede Rückzündgefahr ausgeschlossen, solange eine Schaumdecke vorhanden ist.

Mit dem flüssigen Schaumlöschmittel wird vorteilhafterweise die Herstellung von Schaum mittels eines Schaumrohres oder der Beimischung von Luft oder CO₂ zum Löschmittel vermieden; vielmehr wird der Schaum durch das einemulgierte quasi inerte Treibgas von selbst durch Einwirkung der am Brandherd vorhandenen Hitze gebildet. Der niedrig siedende Anteil des Fluorkohlenwasserstoffgemisches erzeugt ein erstes schnelles Aufspringen der Bläschen, so daß die Löschemulsion, die schwerer als Wasser ist, auf Treibstoffen und Lösungsmitteln schwimmt. Der bei Temperaturen über den normalen Umgebungstemperaturen siedende Anteil des Fluorkohlenwasserstoffgemischs, beispielsweise in Form von Trichlortrifluoräthan erzeugt bei Einwirkung von Wärme den eigentlichen Schaum. Jede Schaumblase entspricht einem Emulsionströpfchen, so daß der Schaum sehr feinporig und gleichmäßig wird, so daß er eine ausgezeichnete Haftfähigkeit an senkrechten Strukturen erhält.

Die Herstellung des flüssigen Schaumlöschmittels erfolgt durch inniges Einrühren von Stabilisatoren, Lösungsvermittlern und Fluorkohlenwasserstoffgemisch zum Fluortensid oder Schaummittel unter Bildung einer homogenen Lösung oder einer gelartigen Form über einen Zeitraum von etwa 10 Minuten bei Raumtemperatur. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Fluorkohlenwasserstoff gemeinsam mit dem Stabilisator und dem Lösungsvermittler mit dem oder den Tensid(en) langsam solange zusammen verrührt, bis ein Gel oder eine homogene wäßrige Phase entsteht. Diese wäßrige Phase wird in einem bestimmten Verhältnis dem Löschwasser unter Bildung einer Emulsion beigemischt. Das Gel oder die wäßrige Phase werden dem Löschwasser in einem Verhältnis von etwa 1 : 99 bis 20 : 80 unter Bildung der Emulsion beigemischt. Die bei bekannten Schaumlöschmitteln notwendige Verwendung von zusätzlichen Treibmitteln wie Luft oder CO₂ erübrigt sich bei dem flüssigen Schaumlöschmittel völlig.

Claims

1. Verfahren zur Brandbekämpfung unter Verwendung eines flüssigen Schaumlöschmittels, das mindestens einen Halogenkohlenwasserstoff und ein Schaummittel enthält und das sich über weite Distanzen fördern läßt, dadurch gekennzeichnet,

a) daß zunächst 20 bis 90 Gew.-% Fluorchlorkohlenwasserstoff(e) mit Propylenoxid-Ethylenoxid- Block- und Mischpolymerisaten als Stabilisatoren und mit Schaummitteln zusammen so lange verrührt werden, bis ein Gel oder eine homogene Lösung vorliegt,
b) daß dann das Gel bzw. die homogene Lösung mit Löschwasser im Verhältnis 1 : 99 bis 20 : 80 unter Bildung einer Löschemulsion vermischt wird und
c) daß dann die Löschemulsion zur Bildung des Löschschaums in Form eines Vollstrahls oder Sprühstrahls auf den Brandherd gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaummittel Fluortenside verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluortensid eine amphotere Fluoralkylaminokarbonsäure oder ein anionisches Fluoralkylnatriumsulfonat verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Fluortenside aus anionenaktiven Perfluoralkyl-Verbindungen verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Fluortenside auf der Basis von Perfluoralkansulfonat verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaumlöschmittel Korrosionsinhibitoren und/oder Puffer und/oder Frostschutzmittel verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einarbeitung des oder der Fluorchlorkohlenwasserstoffe(s) in das Fluortensid Butyldiglykol als Lösungsvermittler eingesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluorchlorkohlenwasserstoff(e) niedrig siedendes Dichlortetrafluoräthan mit Siedepunkt 3,6°C und ein höher siedendes Trichlortrifluoräthan mit einem Siedepunkt von 47,6°C verwendet werden.