DE60216632T2

DE60216632T2 - Feuer löschendes oder verzögerndes material

Info

Publication number: DE60216632T2
Application number: DE60216632T
Authority: DE
Inventors: P. Kirtland Mansfield CLARK
Original assignee: Chemguard Inc
Current assignee: Chemguard Inc
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2022-08-10
Also published as: AU2002326605A1; EP1450902A1; CA2468436C; EP1450902B1; US20030141081A1; WO2003045505A1; ES2278042T3; ATE347404T1; US7135125B2; US7011763B2; DE60216632D1; US20060097217A1; CA2468436A1

Description

HINTERGRUND
Der Stand der Technik lehrt die Verwendung von AFFF-(Aqueous Film Forming Foam)-Agenzien zum raschen Löschen von Bränden der Klasse B und zum Erhöhen der Sicherheit durch Erzielen von Flashback- oder Wiederaufflammbeständigkeit. Zunächst von Francen im US-Patent Nr. 4,562,156 beschrieben, müssen AFFF-Agenzien definitionsgemäß einen positiven Ausbreitungskoeffizienten auf Cyclohexan haben. Viele US-Patente beschreiben die Zusammensetzung von AFFF-Agenzien, die die positiven Ausbreitungskoeffizientenkriterien erfüllen, wie die US-Patente Nr. 4,420,434; 4,472,286; 4,999,119; 5,085,786; 5,218,021 und 5,616,273.
Alle Dokumente des Standes der Technik haben ein gemeinsames Element; der Bedarf an verschiedenen Mengen und Typen von fluorchemischen Tensiden, um den positiven Ausbreitungskoeffizienten in Kombination mit verschiedenen Kohlenwasserstofftensiden zu erhalten. Das US-Patent Nr. 5,616,273 beschreibt heutige AFFF- und AR-AFFF-(Alcohol Resistant Aqueous Film Forming Foam)-Agenzien, die zum Erzeugen von filmbildenden Wasser-Schaum-Gemischen mit einem Fluorgehalt im Bereich von 0,020 bis 0,044% in einer Vormischungsform verwendet werden. Der eigentliche Fluorgehalt war von den benötigten Leistungsspezifikationen mit höherem Fluorgehalt abhängig, so dass sich eine raschere Löschung und eine bessere Wiederaufflammbeständigkeit ergaben. Das Produkt mit dem geringsten Fluorgehalt (0,020% F) würde etwa 1,3 Gew.-% fluorchemische Tensidfeststoffe im 3%igen Flüssigkonzentrat enthalten, da diese Produkte etwa 50% nach Fluorgewicht enthalten.
Das Kriterium, das zum Erzielen einer spontanen Ausbreitung von zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten nötig ist, wurde von Harkins et al. in Journal of American Chemistry, 44, 2665 (1922) gelehrt. Das Maß für die Tendenz einer spontanen Ausbreitung einer wässrigen Lösung über die Oberfläche von unpolaren Lösungsmitteln wie Kohlenwasserstoffen wird durch den Ausbreitungskoeffizienten (SC) definiert und kann wie folgt ausgedrückt werden: CEa/b = γa – γb – γi, (1)
Dabei gilt:
SC_a/b = Ausbreitungskoeffizient;
γ_a = Oberflächenspannung der unteren Kohlenwasserstoffphase;
γ_b = Oberflächenspannung der oberen wässrigen Phase; und
γ_i = Grenzflächenspannung zwischen der wässrigen oberen Phase und der unteren Kohlenwasserstoffphase.
Bei positivem SC sollte sich eine wässrige Lösung theoretisch ausbreiten und es sollte zu einer Filmbildung auf der Kohlenwasserstoffoberfläche kommen. Je positiver der SC, desto stärker die Ausbreitungstendenz. In der Praxis wurde jedoch gefunden, dass eine sichtbare Filmversiegelung erst dann auf Cyclohexan auftritt, wenn der SC über +3,5 bis etwa +4,0 liegt, besonders dann, wenn der fluorchemische Gehalt niedrig ist. Es ist in der Technik ferner bekannt, dass γ_a mit zunehmender Temperatur des Kohlenwasserstoffs, wie dies beim Brennen dieser Brennstoffe auftritt, abnimmt. Dies senkt den effektiven SC beim Löschen, es sei denn, dass auch die Feuerlöschlösung einen abnehmenden γ_b bei zunehmender Temperatur hat.
Fluorchemische Tenside wurden kürzlich von der EPA und von Umweltgruppen angegriffen. In der Tat erklärte sich 3M im Mai 2000 bereit, die Herstellung von Perfluoroktansulfonat (PFOS) und Perfluoroktanoesäure (PFOA) auf der Basis von Produkten mit fluorinierten Tensiden einzustellen, die in AFFF- und AR-AFFF-Agenzien verwendet werden. Die EPA hatte vor dem Mai 2000 ermittelt, dass PFOS eine langfristige Gefahr für die Umwelt darstellt, nachdem PFOS in allen getesteten Tieren gefunden wurde und nach verschiedenen Langzeitfütterungsstudien als toxisch ermittelt wurde. Die EPA hat seitdem ein Programm ins Leben gerufen, das von den Produzenten anderer Perfluorchemikalien verlangt, Informationen über ihre Produkte zur EPA zu senden. So kann die EPA potentielle Umweltprobleme von anderen bereits auf dem Markt befindlichen fluorchemischen Tensiden beurteilen.
Es besteht daher Bedarf an Feuerlöschprodukten, die keine fluorchemischen Tenside enthalten und dabei Brände der Klasse B so gut wie AFFF-Agenzien löschen, da sie den meisten Anforderungen von EPA/Umweltbehörden genügen.
Die US 4303534 beschreibt ein Beispiel für ein solches Produkt, bei dem eine Feuerlöschschaumzusammensetzung Fluorpolymere mit hoher Molekülmasse und ein tensidhaltiges Fluor, ein fluoratomfreies synthetisches Tensid oder einen teilhydrolisierten proteinhaltigen Schaumbildner enthält.
Die vorliegende Erfindung stellt Zusammensetzungen bereit, die wenig oder keine fluorchemischen Tenside benötigen, aber diese neuen Feuerlöschflüssigkonzentrate erfüllen oder übersteigen doch die AFFF-(Aqueous Film Forming Foam Agent)-Leistungskriterien für Brände der Klasse B, UL162. Wenn der Einsatz von fluorchemischen Tensiden von der EPA stark eingeschränkt wird, dann könnten diese Agenzien für die Feuerwehr in der Zukunft von Bedeutung sein.
Der kommerzielle Markt für AFFF-Agenzien besteht vornehmlich aus Produkten, die in der UL-Liste aufgeführt sind, so dass Verbraucher eine Gewähr für die Mindestleistungscharakteristiken von AFFF-Agenzien haben. Der Standard UL162 für Sicherheit deckt Schaumgeräte und Flüssigkonzentrate ab. Absatz 3.16, UL162 (siebte Ausgabe, 1997) definiert sechs von UL als Flüssigkonzentrate mit geringer Expansion anerkannte Flüssigkonzentrate. Teil a) definiert Aqueous Film Forming (AFFF) als „a liquid concentrate that has a fluorinated surfactant base plus stabilizing additives" (ein Flüssigkonzentrat, das eine fluorinierte Tensidbasis plus Stabilisierungszusätze hat). Teil b) definiert Protein als „a liquid concentrate that has a hydrolyzed protein plus stabilizing additives" (ein Flüssigkonzentrat, das ein hydrolisiertes Protein plus Stabilisierungszusätze hat). Teil c) definiert Fluorprotein (FP) als „a liquid concentrate that is similar to protein, but with one or more fluorinated surfactant additives" (ein Protein ähnliches Flüssigkonzentrat, aber mit einem oder mehreren fluorinierten Tensidzusätzen). Teil d) definiert Film Forming Fluoroprotein (FFFP) als „a liquid concentrate that has both hydrolyzed protein and fluorinated surfactant base plus stabilizing additives" (ein Flüssigkonzentrat, das sowohl ein hydrolisiertes Protein als auch eine fluorinierte Tensidbasis plus Stabilisierungszusätze hat). Teil e) definiert Synthetik als „a liquid concentrate that has a base other than fluorinated surfactant or hydrolyzed protein" (ein Flüssigkonzentrat, das eine andere Basis als ein fluoriniertes Tensid oder ein hydrolisiertes Protein hat). Teil f) schließlich definiert alkoholbeständig als „a liquid concentrate intended to extinguish both hydrocarbon and polar (water miscible) fuel fires" (ein Flüssigkonzentrat zum Löschen von Kohlenwasserstoff- und polaren (mit Wasser mischbaren) Brennstoffbränden).
Brandtestschaumanwendung und Dauer bis zum Wiederaufflammen ist in UL162 Tabelle 10.1 für Brandtests der Klasse B angegeben. Diese Mindestleistungskriterien müssen erfüllt sein, damit Flüssigkonzentrate als solche der Klasse B in der UL-Liste aufgeführt werden. Von den sechs in UL162 definierten Flüssigkonzentraten enthalten nur Protein und Synthetik ein Fluortensid und von diesen hat nur Protein in der UL-Liste aufgeführte Produkte für die Verwendung bei Flüssigkeitsbränden der Klasse B. Derzeit sind nur synthetische Flüssigkonzentrate in der UL-Liste als Benetzungsmittel aufgeführt und werden von UL definiert als „liguid concentrates which, when added to plain water in proper quantities, materially reduce the surface tension of plain water and increases its penetration and spreading ability... Listed wetting agents solutions or foams improve the efficiency of water in extinguishing fires" (Flüssigkonzentrate, die bei Zugabe zu Leitungswasser in geeigneten Mengen Oberflächenspannung von Leitungswasser erheblich reduziert und seine Penetrations- und Ausbreitungsfähigkeit erhöht... Aufgeführte Benetzungsmittellösungen oder -schäume verbessern die Effizienz von Wasser beim Löschen von Bränden).
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Feuerlöschzusammensetzung bereitgestellt, die Folgendes umfasst: Wasser, wenigstens ein nicht fluorhaltiges Kohlenwasserstofftensid, ein fluorchemisches Tensid und ein Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse mit einer mittleren relativen Molekülmasse von wenigstens 3000 g/Mol, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen Ausbreitungskoeffizienten auf Cyclohexan von etwa –4 (mN/M) bis weniger als etwa +3,5 (mN/M) hat und das Fluorpolymer in einer Menge vorliegt, bei der die Zusammensetzung keine stabile Versiegelung auf Cyclohexan bildet und die UL 162, Klasse B Leistungskriterien für AFFF-Agenzien erfüllt, und wobei die Zusammensetzung weniger als etwa 0,008 Gew.-% Fluor enthält, das von dem fluorchemischen Tensid bereitgestellt wird.
Die Erfindung stellt somit Zusammensetzungen für die Verwendung als Feuerlöschkonzentrate bereit, die die Fluorprotein (FP), AFFF und AR-AFFF Leistungskriterien für Klasse B, UL162 Brände erfüllt oder übersteigt. Zu diesen Zusammensetzungen gehören synthetische Flüssigkonzentrate, die mit fluorinierten Polymeren mit hoher Molekülmasse (HMW-FP) stabilisiert sind, die sowohl unpolare Brände nach Klasse B als auch polare Brände löschen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Löschen oder Hemmen eines Feuers bereitgestellt, das die folgenden Schritte beinhaltet: Bereitstellen einer Feuerlöschzusammensetzung, die Folgendes umfasst: Wasser, wenigstens ein nicht fluorhaltiges Kohlenwasserstofftensid, ein fluorchemisches Tensid und ein Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse mit einer mittleren relativen Molekülmasse von wenigstens 3000 g/Mol, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen Ausbreitungskoeffizienten auf Cyclohexan von etwa –4 (mN/M) bis weniger als etwa +3,5 (mN/M) hat und das Fluorpolymer in einer Menge vorliegt, bei der die Zusammensetzung keine stabile Versiegelung auf Cyclohexan bildet und die UL 162, Klasse B Leistungskriterien für AFFF-Agenzien erfüllt, und wobei die Zusammensetzung weniger als etwa 0,008 Gew.-% Fluor enthält, das von dem fluorchemischen Tensid bereitgestellt wird; und
Aufbringen der Zusammensetzung auf einen Bereich, bei dem die Löschung oder Hemmung eines Feuers erwünscht ist.
Die Erfindung stellt somit ein Verfahren zum Löschen von Bränden der Klasse B unter Verwendung von neuen Feuerlöschzusammensetzungen mit einem sehr geringen Gehalt an fluorchemischem Tensid bereit. Dieses Verfahren bietet eine schnelle Löschung und ein Wiederaufflammverhalten ähnlich dem, das von FP- sowie AFF-Agenzien mit hohem Gehalt an fluorchemischem Tensid erzielt wird.
Es wurde gefunden, dass das synthetische Flüssigkonzentrat gemäß Flüssigkeitsbrandleistung der Klasse B (UL162) mit der Zugabe verschiedener schaumstabilisierender Polymerzusätze stabilisiert werden kann. Der wirksame Polymerzusatz und der effektive Pegel, der zum Verbessern des synthetischen Flüssigkonzentrats nötig ist, kann durch einen Labortest identifiziert und bestimmt werden. Besonders wirksam beim Stabilisieren der synthetischen Flüssigkonzentratschaumblase für Flüssigkeiten der Klasse B sind Polymere mit hoher Molekülmasse (HMW-FPs), die perfluorierte Substituenten enthalten, einschließlich kommerzieller Produkte wie Lodyne 5100, das von der Ciba Speciality Chemicals Corporation aus Basel in der Schweiz vermarktet wird; Chemguard FP-111 und FP-211, erhältlich von Chemguard Incorporated aus Mansfield in Texas; und Dynax 5011, vermarktet von Dynax Corporation, Elmsford, New York. Alle diese Produkte sind Zusätze für die Verwendung in polaren AFFF-(AR-AFFF)-Agenzien. Sie wirken bekanntlich in AR-AFFF-Formulierungen, indem sie in der Schaumblase bleiben und einen dünnen dampfundurchlässigen Film zwischen dem polaren wasserlöslichen Lösungsmittel und der Schaum-Wasser-Schicht niederlegen, während die ersten Blasen vom Lösungsmittel attackiert werden.
Die vorliegende Erfindung kann auch proteingestützte Feuerlöschmittel ohne Verwendung von fluorchemischen Tensiden bereitstellen.
HMW-FP hat eine niedrigere Toxizität als monomere fluorchemische Tenside. In der Tat ist es weitaus leichter, Polymere (nicht reaktiv) im TOSCA-Inventar aufzuführen als Stoffe mit niedriger Molekülmasse. Ebenso sind Polymere in Europa von der EINICS-Liste ausgenommen. Es wird weithin verstanden, dass mit Zunahme der Molekülmasse von Polymeren deren Absorptionsrate durch die Haut abnimmt. Ferner werden Polymere mit hoher Molekülmasse rasch auf festen Oberflächen wie Schmutz, Stein usw. adsorbiert, so dass weitaus geringere Mengen in Wasserläufe eindringen können. Daher sind sie im Allgemeinen umweltfreundlicher als Tenside und Chemikalien mit niedriger Molekülmasse.
Die vorliegende Erfindung betrifft neuartige Feuerlöschzusammensetzungen, die besonders nützlich zum Löschen von polaren (wasserlöslichen) und unpolaren (wasserunlöslichen) Flüssigkeitsbränden nach UL162 Klasse B sind, da wirksames HMW-FP zu verschiedenen synthetischen Flüssigkonzentraten in effektiven Konzentrationen zugegeben wird. Das wirksame Polymer und die effektive Konzentration können durch einen Labortest ermittelt werden, der nachfolgend im Versuchsabschnitt unten beschrieben ist.
Die synthetischen Tensidflüssigzusammensetzungen können in vielen Stärken hergestellt werden, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, 1, 3 und 6% nach Gewicht der Schaumkonzentrate, die typische kommerzielle Konzentrationen sind. Die Konzentrate können weniger als 1 Gew.-% bis zu mehr als 6 Gew.-% oder sogar 10 Gew.-% haben, falls gewünscht. Die geringste Stärke für das Konzentrat ist tatsächlich das am meisten konzentrierte Produkt. Daher ergeben ein Teil 1%iges Konzentrat und 99 Teile Wasser 100 Teile einer Vormischung in Gebrauchsstärke, während drei Teile 3% und 97 Teile Wasser 100 Teile Vormischung ergeben. Der hierin verwendete Begriff „Wasser" kann reines, deionisiertes oder destilliertes Wasser, Leitungs- oder Süßwasser, Meerwasser, Sole oder eine) wässriges) oder wasserhaltiges) Lösung oder Gemisch bedeuten, die/das als Wasserkomponente für die Feuerlöschzusammensetzung dienen kann.

Der Einfachheit halber werden hier nur 3%ige Konzentratprodukte exemplifiziert, während die Fachperson natürlich verstehen wird, dass auch Produkte anderer Stärken verwendet werden können. Wenn nicht anders angegeben, basieren alle hierin für Zusammensetzungen angegebenen Prozentwerte auf Gewicht. Eine allgemeine Zusammensetzung für ein 3%iges Flüssigkonzentrat (mit 3 Teilen Konzentrat auf 97 Teile Süß- oder Leitungswasser) kann die folgenden Komponenten beinhalten:

Komponente	Gew-% (100%)
A Fluoriniertes Polymer mit hoher MM (HMW-FP)	0,2–10
B Amphoteres Kohlenwasserstofftensid	0–3
C Anionisches Kohlenwasserstofftensid	2–10
D Nichtionisches Kohlenwasserstofftensid	0 – 5
E Fluorchemisches Tensid	0–0,4
F Schaumhilfen mit Glykolether	0–15
G Gefrierschutzpackung	0–45
H Sequestrierungs-, Puffer-, Korrosionspackung	0–5
I Polymere Filmbildner	0–2
J Biozide, antimikrobiell	0–0,1
K Elektrolyte	0–3
L Polymere Schaumstabilisatoren und Verdickungsmittel	0–10
M Wasser	Rest

Die obigen Komponenten würden dementsprechend relativ zum 3%igen Konzentrat reduziert oder erhöht, um 6%ige und 1%ige synthetische Flüssigschaumkonzentrate oder andere Konzentratniveaus herzustellen. So können die obigen Mengen für ein 1%iges Konzentrat um einen Faktor von 3 erhöht werden, während für ein 6%iges Konzentrat die obigen Mengen um die Hälfte reduziert werden können.
Die meisten Schaumkonzentrate der Klasse A fallen unter die obige Grundtensiddefinition. Daher kann auch ein wirksames HMW-FP (das mit dem beschriebenen Labortest ermittelt werden kann) vielen Schaumkonzentraten der Klasse A zugegeben werden. Ebenso kann auch ein wirksames HMW-FP zu einem 3 oder 6%igen Flüssigproteinkonzentrat gegeben werden, das keine oder begrenzte Mengen an fluorchemischem Tensid enthält.
Die HMW-FPs (Komponente A) sind Produkte, die von perfluorinierten Monomeren hergestellt wurden, entweder mono- oder polyfunktionell, polymerisiert mit reaktiven polyfunktionellen Monomeren, Vorpolymeren oder Polymeren mit hoher Molekülmasse mit geeigneten Reaktionsstellen. Der hierin mit Bezug auf die beschriebenen Fluorpolymere verwendete Begriff hohe Molekülmasse (HMW) ist so zu verstehen, dass er Polymere mit einer durchschnittlichen Molekülmasse von etwa 3000 g/mol oder mehr umfasst, spezieller solche mit einer durchschnittlichen Molekülmasse von etwa 5000 g/mol oder mehr und noch spezieller solche mit einer durchschnittlichen Molekülmasse von etwa 10.000 g/mol, 20.000 g/mol, 30.000 g/mol, 50.000 g/mol oder mehr. Ein geeigneter Bereich kann ein solcher mit einer durchschnittlichen Molekülmasse von etwa 5000 g/mol, 10.000 g/mol, 20.000 g/mol oder 30.000 g/mol bis etwa 100.000 g/mol, 150.000 g/mol oder mehr sein. Diese löslichen Polymere mit relativ höheren Molekülmassen können besonders gut geeignet sein.
Zu Beispielen für geeignete Fluorpolymere gehören – ohne Begrenzung – die, die in den US-Patenten Nr. 6,156,222, 5,750,043 und 4,303,534 und im europäischen Patent Nr. EP 0 765 676 A1 beschrieben sind, die hierin durch Bezugnahme eingeschlossen sind. Szonyi und Cambon beschreiben im Fire Safety Journal, 16, (1990), auf den Seiten 353–365 (hierin durch Bezugnahme eingeschlossen) ein geeignetes Additionspolymer zwischen Fluotan B830, einem Perfluoralkylpolyamin und Xanthangummi. Ein weiteres geeignetes perfluoriniertes Polymer wird von (Hydroxypropyl) Cellulose (Hercules Klucel, MW = 60.000) und Perfluoroktanylchlorid gemäß Beschreibung in Macromolecules, 27, 1994, auf den Seiten 6988–6990 hergestellt (hierin durch Bezugnahme eingeschlossen).
Ein geeignetes, im Handel erhältliches Polymer (Komponente A) ist Lodyne 5100, eine perfluorinierte Polyaminsäure (anionisch) mit hoher Molekülmasse, die etwa 19% Fluor nach Feststoffgewicht enthält. Andere im Handel erhältliche Polymere beinhalten perfluorinierte Polyole mit hoher Molekülmasse, erhältlich als Chemguard FP-111, das ein nicht anionisches Polyol ist und etwa 17% Fluor nach Feststoffgewicht enthält, und Chemguard FP-211. Chemguard FP-111 hat Perfluorschwänze von C₆-C₁₂, während Chemguard FP-211 nur C₄ Perfluorschwänze (CF₃CF₂CF₂CF₂-) hat.
Dynax 5011 ist ein anionisches Polymer mit relativ geringerer Molekülmasse (d.h. MW ~5000 g/mol), das etwa 18% Fluor nach Feststoffgewicht enthält und das alleine nicht gut, aber in Kombination mit Lodyne 5100 in einem Gemisch von 50/50 gut funktionierte. Daher wurde gefunden, dass Polymere geringerer Leistung effektiv benutzt werden können, wenn sie mit Polymeren höherer Effizienz wie z.B. Lodyne 5100 oder Chemguard FP-111 gemischt werden.
Die Fluorpolymere mit hoher Molekülmasse können in einer Menge verwendet werden, die ein Schaumkonzentrat ergibt, das von etwa 0,005% oder weniger bis etwa 6% oder mehr Fluor nach Konzentratgewicht haben kann, typischer von etwa 0,01% bis etwa 4,5% Fluor nach Konzentratgewicht. Der/die endgültige Feuerlöschschaum oder – zusammensetzung kann einen Fluorgehalt von etwa 0,0003% bis etwa 0,065% Fluor nach Lösungsgewicht haben, wobei unter den Fluorpolymeren etwa 0,0006% bis etwa 0,05% nach Fluorgewicht typisch und von 0,001% bis etwa 0,035% nach Fluorgewicht typischer sind. Die Fluormengen von dem Fluorpolymer variieren in dem Konzentrat je nach dem Typ des verwendeten Konzentrats. Somit kann ein 3%iges Konzentrat etwa 0,01% nach Fluorgewicht bis etwa 2% nach Fluorgewicht vom HMW-FP haben, wobei etwa 0,02 bis etwa 1,5 Gew.-% typisch und etwa 0,05 bis etwa 1 Gew.-% typischer sind. Ein 1%iges Schaumkonzentrat kann von etwa 0,03% bis etwa 6% nach Fluorgewicht vom HMW-FP haben, wobei ca. 0,06% bis etwa 4,5% nach Fluorgewicht typisch und etwa 0,15% bis etwa 3% nach Fluorgewicht typischer sind. Ein 6%iges Konzentrat kann etwa 0,005% bis etwa 1% nach Fluorgewicht vom HMW-FP haben, wobei etwa 0,01% bis etwa 0,5% nach Fluorgewicht typisch und etwa 0,025% bis etwa 0,4% nach Fluorgewicht typischer sind.
Zu amphoteren Kohlenwasserstofftensiden (Komponente B) gehören – ohne Begrenzung – diejenigen, die im selben Molekül Amino- und Carboxyl-, Sulfon-, Schwefelester und dergleichen enthalten.
Es sind höhere Alkyl-(C6-C14)-Betaine und Sulfobetaine enthalten. Im Handel erhältliche Produkte sind u.a. Chembetain CAS und Miratain CS, beides Sulfobetaine, und Deriphat 160C, ein C12 Aminodicarboxylat. Diese Produkte sind Schäumungsmittel und tragen dazu bei, die Grenzflächenspannung in der Wasserlösung zu reduzieren.
Zu anionischen Kohlenwasserstofftensiden (Komponente C) gehören – ohne Begrenzung – Alkylcarboxylate, Sulfate, Sulfonate und deren ethoxylierte Derivate. Alkalimetall- und Ammoniumsalze sind geeignet. C8-C16 Kohlenwasserstofftenside sind geeignet, spezieller der Bereich C8-C12, noch spezieller der Bereich C8-C10.
Die nichtionischen Kohlenwasserstofftenside (Komponente D) tragen zur Reduzierung der Grenzflächenspannung und zum Solubilisieren anderer Komponenten, besonders in hartem Wasser, in Meerwasser oder in Solelösungen bei. Darüber hinaus dienen sie zum Regeln des Schaumabflusses, der Schaumfluidität und der Schaumexpansion. Zu geeigneten nichtionischen Tensiden gehören – ohne Begrenzung – Polyoxyethylenderivate von Alkylphenolen, lineare oder verzweigte Alkohole, Fettsäuren, Alkylamine, Alkylamide und Acetylenglykole, Alkylglykoside und Polyglykoside, gemäß Definition im US-Patent 5,207,932 (hierin durch Bezugnahme eingeschlossen) und andere, und Blockpolymere von Polyoxyethylen- und Polyoxypropyleneinheiten.
Die fluorchemischen Tenside (Komponente E) sind typischerweise Moleküle mit einem Perfluorschwanz und können mehrere hydrophile Köpfe haben. Beispiele für fluorchemische Tenside befinden sich in den zahlreichen AFFF-bezogenen Patenten, einschließlich, aber nicht begrenzt auf, denen, die im US-Patent Nr. 5,616,273, 5,218,021; 5,085,786; 4,999,119; 4,472,286; 4,420,434; 4,060,489 beschrieben sind.
Es können Mengen von fluorchemischem Tensid zugegeben werden, um die Löschgeschwindigkeit und die Wiederaufflammbeständigkeit zu erhöhen. Der Gesamtgehalt an fluorchemischem Tensid kann weniger als die Hälfte der typischen funktionsfähigen Niveaus in Abwesenheit von fluorinierten Polymeren sein, um die Brandleistung gemäß UL162 Klasse B zu erzielen. Das Fluortensid kann jeweils weniger als etwa 0,2% oder 0,1% Fluor in einem 3%igen Konzentrat oder weniger als 0,006% bzw. 0,003% Fluor bei Arbeitsstärke ergeben. Der Fluorgehalt eines beliebigen Fluortensids in der endgültigen oder Arbeitsfeuerlöschzusammensetzung kann weniger als 0,002% oder sogar 0,001% Fluor nach Gewicht der Arbeitszusammensetzung betragen. Dies ist sehr günstig im Vergleich zu Daten des US-Patents Nr. 5,207,932, die zu einem kommerziellen Produkt mit einem niedrigen Endarbeitsfluorgehalt von 0,013% Fluor (eine 55%ige Reduzierung des Fluorgehalts) führt.
Schaumhilfen (Komponente F) werden zum Verbessern der Schaumexpansions- und -ablaufeigenschaften verwendet und bieten Solubilisierung und Frostschutzwirkung. Nützliche Schaumhilfen sind in den US-Patenten Nr. 5,616,273, 3,457,172; 3,422,011 und 3,579,446 offenbart.
Typische Schaumhilfen sind Alkohole oder Ether wie Ethylenglykolmonoalkylether, Diethylenglykolmonoalkylether, Propylenglykolmonoalkylether, Dipropylenglykolmonoalkylether, Triethylenglykolmonoalkylether, 1-Butoxyethoxy-2-propanol, Glycerin und Hexylenglykol.
Das Gefrierschutzpaket (Komponente G) beinhaltet Glycerin, Ethylenglykol, Diethylenglykol und Propylenglykol. Es sind auch Salze und andere Feststoffe enthalten, die den Gefrierpunkt senken, wie z.B. Calcium, Kalium, Natrium und Ammoniumchlorid und Harnstoff. Komponente H, das Sequestrierungs-, Puffer- und Korrosionspaket, besteht aus Sequestrierungsmitteln und Chelatbildnern, exemplifiziert durch Polyaminopolycarbonsäuren, Ethylendiamintetraessigsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Nitriltriessigsäure, Hydroxyethylethylendiamintriessigsäure und Salze davon. Beispiele für Puffer sind Sorensen-Phosphat oder Mcllvaine-Citratpuffer. Korrosionshemmer sind nur durch die Kompatibilität mit anderen Formelkomponenten begrenzt. Beispiele hierfür sind u.a. Orthophenylphenol-, Toluyltriazol- und viele andere Phosphatestersäuren.
Komponente 1 ist ein wasserlöslicher polymerer Filmbildner und kann für die Formulierung von AR-AFFF (alkoholbeständigen) Agenzien verwendet werden, die zum Bekämpfen von polaren (wasserlöslichen) und unpolaren Lösungsmittel- und Brennstoffbränden eingesetzt werden. Diese polymeren Filmbildner, in AR-AFFF-Agenzien aufgelöst, fällen aus Lösung aus, wenn die Blasen mit polaren Lösungsmitteln und Brennstoff in Kontakt kommen, und bilden einen dampfabweisenden Polymerfilm an der Grenzfläche zwischen Lösungsmittel und Schaum und verhindern ein weiteres Zusammensinken des Schaums. Beispiele für geeignete Verbindungen sind u.a. thixotrope Polysaccharidgummis, wie in den US-Patenten Nr. 3,957,657; 4,060,132; 4,060,489; 4,306,979; 4,387,032; 4,420,434; 4,424,133; 4,464,267, 5,218,021 und 5,750,043 beschrieben ist. Geeignete im Handel erhältliche Verbindungen werden als Rhodopol, Kelco, Keltrol, Actigum, Cecalgum, Calaxy und Kalzan vermarktet.
Als Komponente 1 nützliche Gummis und Harze sind u.a. saure Gummis wie Xanthan, Pektinsäure, Alginsäure, Agar, Carrageenan-Gummi, Rhamsamgummi, Welangummi, Mannangummi, Johannisbrotgummi, Galactomannangummi, Pektin, Stärke, bakterielle Alginsäure, Succinoglukan, Gummiarabikum, Carboxymethylcellulose, Heparin, Phosphorsäure-Polysaccharidgummis, Dextransulfat, Dermantansulfat, Fukansulfat, Gummikaraya, Gummitragacanth und sulfoniertes Johannisbrotgummi.
Als Komponente 1 nützliche neutrale Polysaccharide sind u.a. Cellulose, Hydroxyethylcelullose, Dextran und modifizierte Dextrane, neutrale Glukane, Hydroxypropylcellulose und andere Celluloseether und -ester. Zu modifizierten Stärken gehören Stärkeester, Ether, oxidierte Stärken und enzymatisch verdaute Stärken.
Komponenten J, antimikrobielle Wirkstoffe und Konservierungsmittel, können verwendet werden, um eine biologische Zersetzung von als Komponenten I eingebauten natürlichen produktgestützten Polymeren zu verhüten. Dazu gehören Kathon CG/ICP und Givgard G-4-40, hergestellt von Rohm & Haas Company bzw. Gibaudan Inc. und offenbart im US-Patent Nr. 5,207,932, das hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Zusätzliche Konservierungsmittel sind in den oben erwähnten Patenten über polare Agenzien offenbart – US-Patente Nr. 3,957,657; 4,060,132; 4,060,489; 4,306,979; 4,387,032; 4,420,434; 4,424,133; 4,464,267, 5,218,021 und 5,750,043.
Zu den Komponenten K gehören Elektrolyte, die zu AFFF- und AR-AFFF-Agenzien zum Ausgleichen der Leistung solcher Agenzien bei Proportionierung mit Wasser im Bereich von weich bis sehr hart, einschließlich Meerwasser oder Sole, und zum Verbessern der Agensleistung in sehr weichem Wasser zugegeben werden. Typische Elektrolyte sind Salze von ein- oder mehrwertigen Metallen der Gruppen 1, 2 oder 3 oder organische Basen. Besonders nützliche Alkalimetalle sind Natrium, Kalium und Lithium oder die Erdalkalimetalle, besonders Magnesium, Calcium, Strontium und Zink oder Aluminium. Zu organischen Basen könnten Ammonium, Trialkylammonium, Bis-Ammoniumsalze oder dergleichen gehören. Die Katione des Elektrolyts sind nicht kritisch, mit der Ausnahme, dass Halide vom Standpunkt der Metallkorrosion aus gesehen evtl. nicht wünschenswert sind. Sulfate, Bisulfate, Phosphate, Nitrate und dergleichen sind akzeptabel. Beispiele für mehrwertige Salze sind z.B. Magnesiumsulfat und Magnesiumnitrat.
Die Komponenten L sind polymere Schaumstabilisatoren und Verdickungsmittel, die bei Bedarf in AFFF und AR-AFFF-Agenzien eingebaut werden können, um die Schaumstabilitäts- und Schaumablaufeigenschaften zu verbessern. Beispiele für polymere Stabilisatoren und Verdickungsmittel sind teilhydrolisiertes Protein, Stärken, Polyvinylharze wie Polyvinylalkohol, Polyacrylamide, Carboxyvinylpolymere, Polypyrrolidin und Poly(oxyethylen)glykol.
Zalreiche kommerzielle synthetische Tensidkonzentrate werden weltweit vermarktet und beinhalten solche, die von Chemguard, Kidde und Tyco erhältlich sind. Diesen Flüssigkonzentraten können perfluorinierte Polymere mit hoher Molekülmasse in einer effektiven Konzentration zugegeben werden. Zu diesen Produkten gehören: Schäume der Klasse A (CLASS A PLUS und SILVEX), ausgezeichnet zum Löschen von Waldbränden, Gebäudebränden und Reifenbränden; Hochexpansionsschäume, die unter den Namen HI-EX, EXTRA, C2 und VEE-FORM verkauft werden; Dampfunterdrückungsschaum, von Chemguard als VRC-Schaum verkauft; Bombenschaum, ein von Chemguard als AFC-380 verkauftes 6%iges Produkt.
Als „Benetzungsmittel" von Underwriters Laboratory aufgeführte synthetische Tensidkonzentrate können ebenfalls als Basistensidgemische für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung einbezogen werden. Von UL als „Benetzungsmittel" aufgeführte Produkte sind: Fire Strike von Biocenter Inc.; Bio-Fire von Envirorenu Technologies LLC; Enviro-Skin 1% von Environmental Products Inc.; F-500 von Hazard Control Technologies Inc.; Knockdown von National Foam Inc.; Phos-Chek WD881 von Solutia Inc.; Flameout von Summit Environmental Corp. Inc.; Micro-Blazeout von Verde Environmental Inc.; Bio-solve von Westford Chemical Corp.
In den folgenden Beispielen wird auf Spezifikationen oder Prozeduren Bezug genommen, die in der Industrie zum Beurteilen der Effizienz von synthetischen Tensidkonzentraten verwendet werden können. Spezieller, die Beispiele beziehen sich auf die folgenden Spezifikationen und Labortestmethoden:
1. Oberflächenspannung und Grenzflächenspannung: gemäß ASTM D-1331-56
Auf der Basis von Labortests betrug die zum Berechnen des SC verwendete Oberflächenspannung von Cyclohexan 24,7 dynes/cm (mN/M). Der SC auf Cyclohexan für die hierin beschriebenen Feuerlöschzusammensetzungen kann im Bereich von etwa –4 bis 4 (mN/M) oder mehr liegen, ohne bei 23°C einen Film zu bilden.
2. Laborfilmausbreitungs- und Wiederaufflammtest:
Dieser Test kann durchgeführt werden, um die Filmgeschwindigkeit und die Filmbildung von synthetischen Tensidvormischungen auf Cyclohexan zu bestimmen.
Eine 100 × 20 mm Pyrex-Petrischale wird auf eine dunkle, nasse Oberfläche gestellt, um eine gute visuelle Beobachtung zu ermöglichen. 50 ml Cyclohexanlösungsmittel werden zur Petrischale gegeben. Eine 0,5 Zoll (etwa 1,3 cm) lange Edelstahlholzschraube wird nach oben zeigend in der Mitte der Schale platziert. Die Zeituhr wird gestartet, gleichzeitig werden 3 ml Vormischung tropfenweise aus einer Pipette in Ein-Sekunden-Intervallen auf die Oberseite der Schraube gegeben.
Wenn die Oberfläche des Lösungsmittels vollständig mit dem Film überzogen ist, wird die Versiegelungszeit notiert. Die Zeituhr wird laufen gelassen und die Schraube wird vorsichtig entfernt, um die Filmschicht nicht zu stören. Mit einer offenen Flamme wird die Oberfläche auf Vollständigkeit der Versiegelung getestet. Wenn die Versiegelung nicht vollständig oder unterbrochen ist, dann entzündet sich das Lösungsmittel oder flammt auf. Die Flammen werden durch Ersticken gelöscht und das Ergebnis wird notiert. Eine stabile Versiegelung ist dann gegeben, wenn der Brennstoff nach zwei Minuten nach dem Bilden der Versiegelung nicht zündet, wenn sich der Brennstoffoberfläche eine Flamme nähert.
3. Laborschaumexpansions- und -ablaufzeittest:
100 ml einer zu testenden Vormischung werden mit Leitungs- oder künstlichem Meerwasser (gemäß Definition in ASTM D1141) hergestellt. 100 ml Vormischung werden mit einer Glaskanne in einen Waring-Blender gegossen. Bei Mischgeschwindigkeit wird die Vormischungslösung 20 Sekunden lang vermischt. Der erzeugte Schaum wird in einen graduierten 1000 ml Zylinder gegeben. Die Schaumhöhe wird aufgezeichnet und das Schaumexpansionsverhältnis wird durch Dividieren des Schaumvolumens (ml) durch das Schaumgewicht (g) berechnet.
Es wird die Zeit notiert, die zwischen dem Zeitpunkt des Stoppens des Blenders und dem Zeitpunkt verstreicht, an dem der Abfluss im graduierten Zylinder 25,0 ml erreicht. Diese Zeit wird ¼ Ablaufzeit genannt.
4. Heißheptan-Schaumstabilitätslabortest:
Dieser Test kann durchgeführt werden, um zu ermitteln, welcher der vielen kommerziellen HMW-FPs nützlich sein kann und welche Konzentration notwendig sein kann, um die gewünschte Feuerlöschleistung zu erzielen.
Das beurteilte Polymer oder Polymergemisch wird gewöhnlich bei etwa 0,3 – 0,5% Fluorgehalt zu einem 3%igen synthetischen Flüssigkonzentrat (Prüfling A, Tabelle 1) formuliert. Das Konzentrat wird zu einer Vormischung gefertigt und dann mit der Prozedur von Testmethode 3 wie oben beschrieben aufgeschäumt.
Heptan wird auf etwa 73°C erhitzt und 150 ml werden in jeden von zwei 1000-ml-Bechern, die in Isolierplatten gesetzt wurden, bis zum Stand von 150 ml gegossen. Wenn die Temperatur etwa 70°C erreicht, werden 150 ml vorgefertigter Schaum in jeden Becher gegossen. Die Zeit wird gemessen, sobald jede Heptanschicht völlig mit Schaum bedeckt ist. Man beachte: Wasser kann sofort vom Schaum abzulaufen beginnen und fließt durch das Heptan zum Boden des Bechers. Während Schaum fortgesetzt abläuft und zerfällt, werden die Dampfblasen in der Nähe der Heptanoberfläche geborsten, z.B. mit einer Pipette. Schließlich verdünnt die Schaumlage und die Heptanschicht bricht in die Luft durch. Wenn die Heptanschicht zu brechen beginnt, so dass etwa 1% der Heptanoberfläche offen sind, wird die Zeituhr gestoppt. Die Schaumhaltbarkeit wird mit der folgenden Gleichung berechnet: Schaumhaltbarkeit (Minuten) = FOt – FCt (2)
Wobei gilt:
FC_t = Schaumabdeckzeit
FO_t = Zeit zum Öffnen des Schaums auf 1
Die Schaumhaltbarkeit kann den Durchschnitt von zwei oder mehr Läufen von der Schaumabdeckzeit bis zur Schaumaufbrechzeit beinhalten. Die Schaumhaltbarkeiten nützlicher Polymere oder Polymergemische können gleich oder länger als 30 Minuten, 40 Minuten, 50 Minuten, 60 Minuten oder mehr sein. Nach etwa 60 Minuten, oder nach einer anderen zugeordneten Zeitperiode, wird der restliche Schaum vom Becher dekantiert und gewogen.
Zum Beispiel, die nachfolgend erörterte Formel von Prüfling A hat eine Schaumhaltbarkeit von nur 6,7 Minuten und der gesamte Schaum war nach 7,5 Minuten verschwunden.
5. Oberseitiger Brandtest (Heptan) für UL 162 Typ III, Klasse B, für AFFF-Agenzien:
Dieser Test kann zum Testen von synthetischen Flüssigkonzentraten als Vormischungen in Leitungswasser und synthetischem Meerwasser durchgeführt werden. In den hierin gegebenen Beispielen wurde dieser Test für 3%ige synthetische Flüssigkonzentrate verwendet. Für jeden Brandtest werden ca. 250 Liter (55 gal) Heptan in eine UL-Pfanne aus schwerem Stahl (ca. 4,645 m²/50 ft²) mit genügend Wasser am Boden gegeben, damit wenigstens acht Zoll Seitenhöhe entsteht. Eine Belüftungsdüse des US-Militärtyps, die so eingestellt ist, dass sie eine Durchflussmenge von ca. 9,092 Liter (2,0 gal) pro Minute ergibt, wird auf einem Ständer platziert. Das Feuer wird angezündet und 60 Sekunden lang brennen lassen, dann wird Schaum direkt auf die Oberfläche des Brennstoffs gerichtet, bis das Feuer etwa 75% gelöscht ist. Danach kann die Düse bewegt werden, um den Schaumstrom über die Oberfläche vor und zurück zu leiten, bis etwa 90% Löschung (Kontrollzeit) erreicht ist, jetzt kann das Feuer von zwei Seiten der Pfanne bekämpft werden. Die Zeiten werden bei 90% Kontrolle und bei Löschung notiert. Die Schaumapplikation wird für insgesamt 3 Minuten fortgesetzt.
Nach etwa 8 Minuten wird ein etwa 0,0929 m² (1,0 Quadratfuß) großes Stahlofenrohr 0,3048 m (1,0 Fuß) von jeder Seite der zuletzt gelöschten Ecke entfernt platziert und sämtlicher Schaum aus dem Rohrs wird entfernt. Nach 9 min Wartezeit nach dem Schaumzufuhrstopp wird der Brennstoff in dem Rohr angezündet und 1 Minute lang brennen gelassen. Das Rohr wird dann entfernt und es wird mit dem Stoppen der Zeit bis zum Wiederaufflammen begonnen. Wenn das Feuer auf 20% der Pfannenfläche zugenommen hat, wird die Wiederaufflammzeit notiert.
Die Schaumqualität wird gemessen, indem das Expansionsverhältnis und die Ablaufzeit aus der Düse nach dem Durchführen des Brandtests gemessen werden.
Ein AFFF-Produkt besteht den oberseitigen Brandtest gemäß UL 162 Typ III, Klasse B, wenn es vor Ablauf von 3 Minuten gelöscht hat und eine Wiederaufflammzeit von gleich oder länger als 5 Minuten hat. Stärkere Produkte ergeben kürzere Lösch- und längere Wiederaufflammzeiten.
6. Der oberseitige Isopropanolbrandtest für UL 162 Typ II, Klasse B, für AR-AFFF-Agenzien:
Für diesen Test wird dieselbe Pfanne (~4,645 m²/50 ft²) wie für den obigen Heptantest (5) verwendet, aber jetzt wird der Schaum auf eine Rückwand anstatt direkt in den Brennstoff gerichtet. Die Applikationsrate beträgt ~20,4575 lpm (4,5 gpm) oder ~4,40 Liter/m² (0,09 gal/ft²), aus einer auf einem Ständer platzierten Düse. Bei der Applikation des Schaums darf die Düse nicht berührt oder bewegt werden. Ca. 250 Liter (55 gal) Isopropanol (kein Wasser) werden in die Pfanne gegeben, die Temperatur wird gemessen und das Feuer wird angezündet. Nach einer Minute Vorbrennzeit beginnt die Schaumapplikation. Schaum wird für 5 min aufgebracht, die Kontroll- und Löschzeiten werden notiert.
Etwa 13 Minuten nach dem Ende der Schaumapplikation wird ein ~0,0929 m² (1,0 Quadratfuß) breites Stahlofenrohr 0,3048 m (1,0 Fuß) von jeder Seite der zuletzt gelöschten Ecke platziert und der gesamte Schaum wird aus dem Rohr entfernt. Nach 15 Minuten Wartezeit ab dem Schaumzufuhrstopp wird der Brennstoff in dem Rohr angezündet und 1 Minute lang brennen gelassen. Das Rohr wird dann entfernt und es wird mit dem Stoppen der Wiederaufflammzeit begonnen. Wenn das Feuer auf 20% der Pfannenfläche zunimmt, wird die Wiederaufflammzeit notiert.
Die Schaumqualität wird unter Berücksichtigung des Expansionsverhältnisses und der Ablaufzeit von der Düse nach dem Ablauf des Brandtests gemessen.
Ein AR-AFFF (polares) Produkt besteht diesen Brandtest dann, wenn es vor Ablauf von 5 Minuten löscht und eine Wiederaufflammzeit von gleich oder länger als 5 Minuten hat. Stärkere Produkte ergeben kürzere Lösch- und längere Wideraufflammzeiten.
7. Oberseitiger Feuertest gemäß UL 162 Typ III, Klasse B, für Fluorprotein-(FP)-Agenzien:
Dieser Test kann zum Testen von Flüssigkonzentraten als Vormischungen in Leitungswasser und synthetischem Meerwasser durchgeführt werden. In den hierin gegebenen Beispielen wurde dieser Test an 3%igen synthetischen Konzentraten angewendet. Für jeden Brandtest werden ca. 250 Liter (55 gal) Heptan in eine ~4,645 m² (50 ft²) große UL-Pfanne aus schwerem Stahl mit genügend Wasser am Boden gegeben, damit wenigstens acht Zoll Seitenhöhe erreicht werden. Eine Belüftungsdüse des US-Militärtyps, die so eingestellt ist, dass sie eine Durchflussmenge von 13,6383 l (3,0 gal) pro Minute ergibt, wird auf einem Ständer platziert. Das Feuer wird angezündet und 60 Sekunden lang brennen lassen, dann wird Schaum auf die Oberfläche des Brennstoffs gerichtet, bis das Feuer etwa 75% gelöscht ist. Danach kann die Düse bewegt werden, um den Schaumstrom vor und zurück zu bewegen, bis etwa 90% Löschung (Kontrollzeit) erreicht ist, und jetzt kann der Brand von zwei Seiten der Pfanne bekämpft werden. Die Zeiten werden bei 90% Kontrolle und bei Löschung notiert. Die Schaumapplikation wird für insgesamt 5,0 Minuten fortgesetzt.
Nach etwa 14 Minuten wird ein ~0,0929 m² (1,0 Quadratfuß) breites Stahlofenrohr 0,3048 m (1,0 Fuß) von jeder Seite der zuletzt gelöschten Ecke entfernt aufgestellt und sämtlicher Schaum wird aus dem Rohr entfernt. 15 Minuten nach dem Schaumzufuhrstopp wird der Brennstoff in dem Rohr angezündet und 1 Minute lang brennen gelassen. Das Rohr wird dann entfernt und es wird mit dem Stoppen der Wiederaufflammzeit begonnen. Wenn das Feuer bis auf 20% der Pfannenfläche zugenommen hat, wird die Wiederaufflammzeit notiert.
Die Schaumqualität wird durch Berücksichtigen des Expansionsverhältnisses und der Ablaufzeit von der Düse nach dem Durchführen des Brandtests gemessen.
Ein FP-Produkt besteht diesen Brandtest dann, wenn es vor Ablauf von 5,0 Minuten löscht und eine Wiederaufflammzeit von gleich oder mehr als 5 Minuten hat. Stärkere Produkte ergeben kürzere Lösch- und längere Wiederaufflammzeiten. Es ist zu bemerken, dass FPs im Vergleich zu AFFF-Agenzien mit einer Rate von ~2,94 l/m² (0,06 gal/ft²) gegenüber ~1,948 l/m² (0,04 gal/ft²) und zwei Minuten länger appliziert werden als AFFF-Agenzien; für FPs wird eine längere Wiederaufflammzeit von mindestens 21 Minuten gegenüber 15 Minuten für AFFF-Agenzien benötigt.
BEISPIELE
Drei einfache 3%ige synthetische Tensidkonzentrate wurden für die in dieser Patentanmeldung gegebenen Beispiele verwendet; die Prüflinge A, B und C sind nachfolgend angegeben.
Tabelle 1
Chemguard HS-100 ist ein im Handel erhältliches anionisches Kohlenwasserstofftensid, das von Chemguard Inc. mit 45% Feststoffen in Wasser hergestellt wird. Das verwendete Kokoamidopropylhydroxypropylbetain war das, das von Chemron als Chembetaine CAS erhältlich ist, ein Kokoamidopropylhydroxypropylsulfobetan mit 50% Feststoffen. Das verwendete Natriumdecylsulfat war das, das als Sulfochem NADS von Chemron erhältlich ist, ein Natriumdecylsulfat mit 30% Feststoffen in Wasser. Das Polysaccharid war ADM-Xanthan von ADM. Glykolether DB ist Butylcarbitol oder 2-(2-Butoxyethoxy)ethanol und Magnesiumsulfat wird als Heptahydrat zugegeben. Tabelle 2a

• dynes/cm (mN/M) ** dynes/cm (mN/M) auf Cyclohexan

* dynes/cm (mN/M) ** dynes/cm (mN/M) auf Cyclohexan

* dynes/cm (mN/M) dynes/cm (mN/M) auf Cyclohexan

Lodyne 5100 ist von der Ciba Speciality Chemicals Corporation erhältlich und enthält 6,5% Fluor unverändert. Chemguard FP-111 und Chemguard FP-211 hatten laut Assay jeweils 3,3% Fluor unverändert. Dynax 5011 von Dynax Corporation hatte laut Assay 6,3% Fluor unverändert und Forafac EMP68-II von Atofina hatte 6,2% Fluor unverändert. Tabelle 3a Heißheptan-Schaumstabilitätstest
Tabelle 3b Heißheptan-Schaumstabilitätstest

Tabelle 4a Heptanbrandtests UL162 Typ III, Klasse B, 3% Leitungswasser, ~1,948 l/m² (0,04 gal/ft²)

* Zeit in Minuten, ¹15% Wiederaufflammbereich bei 9,0 min, ²0,1% Wiederaufflammbereich bei 10 min

²

* Zeit in Minuten

²

* Zeit in Minuten, ¹Nur 6% brennt bei 8,0 min, ²Nur 1% brennt bei 4,0 min

²

* Zeit in Minuten

²

* Zeit in Minuten, ¹Nach 3,3 min Schaumapplikation nur 2% gelöscht, daher wurde Test mit Reserveeinheit gestoppt

²

* Gestrichelte Linie bedeutet keine Daten verfügbar. ** Zeit in Minuten

²

* Gestrichelte Linie bedeutet keine Daten verfügbar. ** Zeit in Minuten, ¹gemessen in Leitungswasser Prüflinge A, B und C

Tabelle 1 zeigt die Zusammensetzungen der Beispielprüflinge A, B und C. Prüfling A ist das Tensidkonzentrat, das in Tabellen 3a und 3b zur Beurteilung von HMW-FP mit dem Heißheptan-Schaumstabilitätstest verwendet wurde. Dies ist ein Grundkonzentrat und kein optimiertes Konzentrat. Das HMW-FP, einschließlich einzelner Produkte oder Gemische, kann bei ca. 0,3% bis 0,5% Fluorgehalt auf 3%igem synthetischem Flüssigschaumkonzentrat „unverändert" beurteilt werden.
Prüfling A (Tabelle 3A) ergab nur 6,7 Minuten Schaumhaltbarkeit, bestimmt mit dem Heißheptan-Schaumstabilitätstest (Test 4), und bestand den Brandtest gemäß UL162 Klasse B nicht (Tabelle 4a). Bei 3,0 Minuten hatte der Prüfling A nur 95% und, als der Schaum nach 3,8 Minuten zur Neige ging, nur 98% des Feuers gelöscht, daher konnte kein Wiederaufflammtest durchgeführt werden. 5,0 Minuten nach dem Stoppen der Schaumapplikation war der gesamte Schaum verschwunden. Diese Leistung ist für Benetzungsschäume von Klasse A und UL auf Brennstoffen der Klasse B bei ~9,092 Liter/min (2 gpm) oder ~1,948 l/m² (0,04 gal/ft²) beispielhaft. Typischerweise benötigen Schäume der Klasse A höhere Applikationsraten oder ~13,64–22,73 l/min (3,0–5,0 gpm) zum Löschen von Bränden der Klasse B innerhalb von 3,0 Minuten. Aber selbst bei dieser hohen Applikationsrate ist bei Schäumen der Klasse A gewöhnlich zu Beginn der Wiederaufflammzeit auf dem Brennstoff kein Schaum mehr vorhanden.
Beim Brandtest gemäß UL162 Klasse B, Prüfling B, bei dem Prüfling A plus 0,8% Feststoffe Chemguard HS-100 verwendet wurde, war das Feuer nach 3,0 Minuten zu 99,5% gelöscht, aber Kerzen entlang dem Rand brannten weiter und nahmen nach 1,0 Minuten an Intensität zu, daher konnte kein Wiederaufflammtest durchgeführt werden.
Prüfling C (Tabelle 1), für den Prüfling A plus Polysaccharid mit 0,8% Feststoffen und 0,9% Chembetaine CAS verwendet wurde, konnte nach 3,0 min nur 90% des Brandes gemäß UL162 Klasse B löschen (Tabelle 6). Daher bestand Prüfling C den Heptanbrandtest gemäß UL162 Klasse B nicht.
Referenzproben A1–A8
Die Zusammensetzungen der Proben A1–A8 sind in den Tabellen 1, 2a und 2b angegeben. Alle diese Konzentrate wurden durch Zugabe des HMW-FP zu Prüfling A hergestellt: Lodyne 5100, Chemguard FP-111, Chemguard FP-211, Dynax 5011, Forafac EMP68-II und Gemische davon.
Die in Leitungswasser auf Luft und Cyclohexan gemessenen Oberflächen- und Grenzflächenspannungen sind jeweils in den Tabellen 2a und 2b angegeben. Man stellte fest, dass Prüfling A sowohl die höchste Oberflächenspannung als auch die niedrigste Grenzflächenspannung und einen negativen Ausbreitungskoeffizienten von –0,6 dynes/cm (mN/M) hatte. Von den die fluorinierten Polymere A1–A8 enthaltenden Zusammensetzungen betrug die höchste Oberflächenspannung 24,3 dynes/cm (A4a und A4b mit Dynax 5011), die niedrigste betrug 20,3 dynes/cm (A2 und A6 mit Chemguard FP-111). Es gab eine geringere Grenzflächenspannungsverteilung mit einem Spitzenwert von 3,5 dynes/cm (mN/M) und einem Tiefstwert von 2,1 dynes/cm (mN/M). Daher wurden die Ausbreitungskoeffizienten mit nur –3,1 dynes/cm (mN/M) bis +2,3 dynes/cm (mN/M) berechnet. Obwohl jedoch nur 5 der 10 Zusammensetzungen positive Ausbreitungskoeffizienten hatten, verteilte sich keine der Vormischungen mehr als 10% auf Heptan und alle flammten sofort wieder auf, wenn sich der Cyclohexanoberfläche eine Flamme näherte.
Diejenigen Proben, die kein fluorchemisches Tensid enthielten, während sie in einigen Fällen positive Ausbreitungskoeffizienten hatten, versiegelten nicht auf Cyclohexan und verhinderten auch kein Aufflammen und Brennen von Dampf. Demgemäß sind sie definitionsgemäß keine AFFF-Zusammensetzungen.
Der Heißheptan-Schaumstabilitätstest (Test 4) für die Proben A1–A8 (Tabellen 3a und 3b) wurde zum Wählen geeigneter HMW-FPs benutzt. HMW-FP, einschließlich einzelner Produkte oder Gemische, kann bei etwa 0,3% und 0,5% Fluorgehalt an einem 3%igen synthetischen Flüssigschaumkonzentrat „unverändert" beurteilt werden. Aus den Tabellen 3a und 3b ist ersichtlich, dass sechs der zehn Proben Schaumhaltbarkeiten von mehr als 60 Minuten hatten. Die Proben A4a und A4b, die Dynax 5011 enthielten, Probe A5, die Forafac EMP68-II enthielt, und Prüfling A hatten jeweils eine Schaumhaltbarkeit unter 60 Minuten und sogar unter 30 Minuten.
Es wurde gefunden, dass ein 50/50 Gemisch aus Lodyne 5100/Dynax 5011 (Probe A8) jedoch eine Schaumhaltbarkeit von mehr als 60 Minuten ergab, wie auch Gemische von Lodyne 5100/Chemguard FP-111 (Probe A6) sowie Lodyne 5100/Chemguard FP-211 (A7).
Die Tabellen 4a und 4b zeigen Brandtests gemäß UL 162 Typ III, Klasse B, die auf 55 gal Heptan in einer quadratischen UL-Stahlpfanne von ~4,645 m² (50 Quadratfuß) durchgeführt wurden. Die Schaumapplikationsrate betrug ~9,092 l/min (2,0 gpm) oder ~1,948 l/m² (0,04 gal/ft²). Alle Brände erfolgten auf Brennstoff bei 25–30°C (77–86°F) und einer niedrigeren Wasserschicht bei 25–30°C (77–86°F). Prüfling A und A5 waren die einzigen 3%igen Konzentrate, die das Feuer nicht innerhalb der erforderlichen 3,0-Minuten-Periode löschen konnten. Prüfling A bestand auch den erforderlichen Wiederaufflammtest (5,0 Minuten) nicht, wie auch A4a, A4b und A5. Dies wurde angesichts ihrer schlechten Leistung beim Heißheptantest mit Schaumhaltbarkeiten von viel weniger als 60 Minuten oder sogar 30 Minuten erwartet. In der Tat werden Zusammensetzungen, die den Heißheptantest keine 60 oder sogar 30 Minuten lang aushalten können, nicht die Schaumstabilität haben, die nötig ist, um den Anforderungen des Wiederaufflammtests gemäß UL162 zu genügen, äquivalent mit einer Haltezeit von 15 Minuten nach dem Stoppen der Schaumapplikation.
Eine außergewöhnliche Wiederaufflammleistung wurde bei den Zusammensetzungen A1, A2 und A3 mit Lodyne 5100 und Chemguard FP-111 und FP-211 festgestellt. Sie hatten eine bessere Wiederaufflammleistung als viele AFFF-Agenzien, die mehr als 0,4% Fluor auf Feststoffen in der Form von fluorchemischen Tensiden enthielten. Die Schaumexpansionsverhältnisse und Ablaufzeiten lagen gut im Rahmen der für gute Feuerlöschmittel erwarteten Werte.
Die Zusammensetzungen A1, A2, A3, A6, A7 und A8 erfüllen die Anforderungen für den Brandtest gemäß UL162 Klasse B für AFFF-Agenzien bei nur 0,30 bis 0,40% Fluor, sind aber nicht so klassifiziert.
Referenzproben B1–B4a
Die Zusammensetzungen der Proben B1–B4a sind in den Tabellen 1 und 2c angegeben. Alle diese Konzentrate werden durch die Zugabe des folgenden HMW-FP zu Prüfling B hergestellt: Lodyne 5100, Chemguard FP-111, Chemguard FP-211 und Dynax 5011.
Die in Leitungswasser auf Luft und Cyclohexan gemessenen Oberflächen- und Grenzflächenspannungen sind jeweils in Tabelle 2c angegeben. Es ist zu bemerken, dass Prüfling B sowohl die höchste Oberflächenspannung als auch die höchste Grenzflächenspannung und einen negativen Ausbreitungskoeffizienten von –3,1 dynes/cm (mN/M) hatte. Von den Zusammensetzungen, die die fluorinierten Polymere B1–B4a enthielten, betrug die höchste Oberflächenspannung 24,4 dynes/cm (mN/M) (B4a mit Dynax 5011), die niedrigste 19,6 dynes/cm (mN/M) (B3 mit Chemguard FP-211). Die Grenzflächenspannungsverteilung war mit einem Spitzenwert von 3,0 dynes/cm und einem Tiefstwert von 2,2 dynes/cm (mN/M) geringer. Daher wurden die Ausbreitungskoeffizienten mit nur –3,1 dynes/cm (mN/M) bis +2,9 dynes/cm (mN/M) berechnet. Obwohl 2 der 5 Zusammensetzungen positive Ausbreitungskoeffizienten hatten, breitete sich keines der Vormischungen mehr als 10% auf Heptan aus und alle flammten sofort wieder auf und brannten, wenn sich eine Flamme der Cyclohexanoberfläche näherte.
Die Zusammensetzungen, die kein fluorchemisches Tensid enthielten, hatten zwar in einigen Fällen einen positiven Ausbreitungskoeffizienten, versiegelten aber auf Cyclohexan nicht und verhüteten auch kein Aufflammen und Brennen von Dampf.
In Tabelle 5 bestand nur Prüfling B den Brandtest gemäß UL162 nicht (d.h. Löschzeit < 3 min, Wiederaufflammzeit > 5 min), während alle Zusammensetzungen, die HMW-FP enthielten, die vom Heißheptantest (Test 4) der Tabellen 3a und 3b ausgewählt wurden, gut bestanden. Es ist zu bemerken, dass der Einbau von Chemguard HS-100 in Prüfling B im Allgemeinen kürzere Kontroll- und Löschzeiten ergab. Wenn man Probe A1 mit B2 und A2 mit B2 vergleicht, wurden die Löschzeiten jeweils um 0,8 und 0,5 Minuten reduziert. Auch hier war die Wiederaufflammleistung für B1 und B2 außergewöhnlich, die mit Lodyne 5100 und Chemguard FP-111 hergestellt wurde.
Tabelle 5 zeigt Meerwasserleistungsdaten für B1 und B2, die die Anforderungen für Brandtests gemäß UL162 Klasse B für AFFF-Agenzien vollständig erfüllen.
Referenzproben C1, C6, C7, C8
Polare Feuerlöschmittel lassen sich leicht mit den HMW-FPs wie hierin beschrieben herstellen. Diese Zusammensetzungen, die als 3×3 Produkte bekannt sind, können mit einem Verdünnungsverhältnis von 3% auf polaren und unpolaren Bränden verwendet werden. Die Zusammensetzungen der Beispiele C1, C6, C7 und C8 sind in den Tabellen 1, 6 und 7 angegeben. Alle diese Konzentrate werden durch die Zugabe der folgenden HMW-FPs zu Prüfling C hergestellt: Lodyne 5100 und Gemische aus Lodyne 5100 und Chemguard FP-111, Chemguard FP-211 und Dynax 5011. Prüfling C ist Prüfling A ähnlich, hat aber zusätzlich nur 0,8% Polysaccharidfeststoffe und 0,9% Feststoffe von Chembetaine CAS. Der Polysaccharidgehalt wurde niedrig gehalten, um ein besseres Maß für die Stärke der HMW-FPs bei der Bildung von Dampfbarrieren auf Isopropanol zu erhalten.
Tabelle 6 zeigt Heptanbrandtests gemäß UL162 Typ III, Klasse B, mit Prüfling C, C1, C6 und C8; alle mit 3%. Prüfling C konnte das Feuer nicht löschen, daher wurde kein Wiederaufflammtest durchgeführt. C8 zeigte eine gute Löschleistung, bestand aber den Wiederaufflammtest nicht. C1 und C6 erfüllten alle die Leistungsanforderungen für Brände gemäß UL162 Typ III, Klasse B, obwohl C6 nur gerade so die Löschzeit erreichte. Man geht angesichts der Daten von den Chemguard HS-100 Formulierungen davon aus, dass die C-Formulierungen durch Zugeben dieses Kohlenwasserstofftensids beschleunigt werden könnten (Löschleistung).
Tabelle 7 beschreibt Brandtests gemäß UL162 Typ II, Klasse B, auf Isopropanol bei einer Applikationsdichte von ~20,4575 lpm (4,5 gpm) oder ~4,40 Liter/m² (0,09 gal/ft²) wie oben beschrieben (Test 6); alle mit 3%. Prüfling C erfüllte die Feuerlöschleistungsanforderungen nicht, da es den Isopropanolbrand nicht bekämpfte. Dieses Versagen demonstriert die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Schaumstabilisator wie in der Technik beschrieben. Alle Proben C1, C6, C7 und C8 erfüllten die Brandtestanforderungen gemäß Klasse B mit guten Lösch- und Wiederaufflammzeiten. Nur C8, das ein Gemisch aus Lodyne 5100 und Dynax 5011 enthielt, bestand den Test nicht und dann nur die Wiederaufflammzeit.
Proben A9–A10 + Referenzproben A11–A14
Die Tabellen 8a und 8b enthalten Daten, die die Heptanbrandleistung gemäß UL162 Klasse B zeigen, wenn niedrige Konzentrationen von Forafac 1157N zu den Zusammensetzungen A1 und A2 hinzukommen. Forafac 1157N, von Atofina hergestellt, ist ein amphoteres fluorchemisches Tensid, das für AFFF- und AR-AFFF-Agenzien verwendet wird. Das in der UL-Liste aufgeführte AFFF-Produkt mit dem niedrigsten Fluorgehalt von 3%, das nur Forafac 1157N verwendet, enthält bekanntlich 0,43% Fluor.
Die Proben A9 und A10 sind mit A1 und A2 äquivalent, wobei jeder nur 0,10% Fluor von Forafac 1157N zugegeben wurde. Man beachte, dass die Feuerlöschzeiten gesenkt und die Wiederaufflammzeiten verlängert wurden. A2 in Leitungswasser hatte eine Wiederaufflammzeit von 16,5 min. Die Leistungen in Meer- und Leitungswasser waren ähnlich. Diese Leistung wurde trotz der Tatsache erhalten, dass keine merkliche Änderung der Ausbreitungskoeffizienten für eine Konvertierung von A1 zu A9 beim Übergang von +1,6 zu +1,8 dynes/cm (mN/M) entstand. Der Ausbreitungskoeffizient für eine Umwandlung von A2 zu A10 sank beim Übergang von +3,1 (A2) zu +2,7 (A10) dynes/cm (mN/M).
Man stellte fest, dass sich weder A9 noch A10 auf Cyclohexan ausbreitete und es bei einem Flammtest sofort zu einem Aufflammen kam. Daher kann keine dieser Zusammensetzungen, trotz der Anwesenheit von Fluortensid bei 0,10% Fluorkonzentration im 3%igen Konzentrat, als AFFF-Agens angesehen werden.
In den Beispielen A11 bis A14 wurde Prüfling A nur Fluortensid zugegeben; es wurde kein HMW-FP zugegeben. A12 mit 0,20% Fluor von Forafac 1157N war die erste 3%ige Zusammensetzung, die den Brandtest gemäß UL162 Klasse B bestand, aber nur in Leitungswasser; A12 erfüllte aber beim Brandtest mit Meerwasser die Wiederaufflammspezifikation nicht und versagte nach 3,4 Minuten. A13 mit 0,30% Fluor bestand den Wiederaufflammtest in Meerwasser ebenfalls nicht. Ein Erfolg wurde in Meerwasser erst bei A14 erzielt, wenn Forafac 1157N auf eine Konzentration von 0,40% Fluor im 3%igen Konzentrat gebracht wurde.
Selbst bei einer so hohen Fluortensidkonzentration hatte A14 immer noch eine schlechtere Wiederaufflammleistung als A9 oder A10 mit nur 0,10% Fluor als Fluorensid. Ferner würde A14 nur bei Zugabe von 0,8% Polysaccharid und 0,9% Chembetaine CAS kein akzeptables polares 3×3-Agens ergeben, wie auch bei synthetischen 3%igen Konzentraten A1, A6 und A7 beim Umwandeln zu C1, C6 und C7 nur mit 0,3% Fluor als Polymer.
Cyclohexanversiegelungstests wurden bei A11 bis A14 mit 3% in Leitungswasser durchgeführt, um die AFFF-Eigenschaften zu ermitteln. A11 mit 0,10% Fluor versiegelte nicht und es kam bei einem Zündungsversuch zu einem sofortigen Aufflammen. A12, mit 0,20% Fluor, breitete sich auf Cyclohexan aus, aber es kam nach einem Zündungsversuch zu einem sofortigen Aufflammen. A13 (0,30% Fluor) und A14 (0,40% Fluor) versiegelten beide auf Cyclohexan und bestanden den Zündungstest. Daher war eine Mindestkonzentration des Fluortensids Forafac 1157N von 0,30% Fluor notwendig, um mit Prüfling A ein echtes AFFF-Agens zu erhalten. Und doch wurde eine akzeptable UL162 Wiederaufflammleistung in Meerwasser erst erhalten, als das Fluortensid mit 0,40% Fluor vorlag. Man beachte, dass ein SC von 3,9–4,1 erforderlich war, um eine AFFF-Agensleistung beim Cyclohexanversiegelungstest zu erhalten. Referenzproben D1–D3 Tabelle 9 Heptanbrandtests gemäß UL162 Typ III Klasse B, 3% Leitungswasser, ~2,94 l/m² (0,06 gal/ft²)

¹Nur 8% brennt bei 10,0 min; ²SE = Selbstlöschung; ³Nur 5% brennt bei 9,0 min.

Der Brandtest gemäß UL162 Typ III, Klasse B, macht einen Unterschied zwischen Brandschutzmitteln des AFFF- und des FP-Typs. AFFF-Agenzien müssen innerhalb von 3,0 min oder weniger bei einer Applikationsdichte von nur ~1,948 l/m² (0,04 gal/ft²) löschen, während FP-Agenzien nur innerhalb von 5,0 min bei einer Applikationsdichte von ~2,94 l/m² (0,06 gal/ft²) zu löschen brauchen. Das bedeutet, dass ~27,3 l (6,0 gal) Vormischung für AFFF und ~68,2 l (15,0 gal) Vormischung für FP-Agenzien verwendet werden. Wie oben erwähnt, sind aber die Wiederaufflammanforderungen für FP-Agenzien strenger als für AFFF-Agenzien. FP-Agenzien müssen eine Wiederaufflammzeit von mindestens 21 Minuten ab dem Zeitpunkt des Schaumzufuhrstopps haben, gegenüber einer Mindestwiederaufflammzeit von 15 Minuten für AFFF-Agenzien.
Aus den in Tabelle 9 gezeigten Daten ist ersichtlich, dass die Zusammensetzungen D1, D2 und D3 sowohl die Lösch- als auch die Wiederaufflammanforderungen des Brandtests UL162 auf Heptan bei einer Applikationsdichte von 0,06 gal/ft² erfüllen. D3 löschte langsamer als D1 oder D2, hatte aber eine ausgezeichnete Wiederaufflammleistung und demonstrierte eine bemerkenswerte Schaumstabilität auf heißem Heptan. Zu Beginn des Wiederaufflammtests auf D3 hatte das Heptan immer noch 52,7°C (127°F), und doch waren 100% des Heptans mit elastischem Schaum bedeckt, der nach 9 Minuten einem Wiederaufflammen bis auf eine Flächenbeteiligung von nur 5% widerstand. Dies ist gleich oder besser als 25 Minuten Wiederaufflammzeit gegenüber den geforderten 21 Minuten.
Es wurden nur 2% des „unveränderten" Chemguard FP-111 (HMW-FP, 0,067% Fluor) benötigt, um die UL-Leistungsanforderungen an FP-Agenzien zu erfüllen, im Vergleich zu etwa 0,30% Fluor für eine Zusammensetzung, um AFFF-Leistungskriterien zu erfüllen. Es wird erwartet, dass Fluorproteinprodukte für eine unterirdische Tankinjektion gut funktionieren, um Tankbrände auf eine Weise ähnlich kommerziellen FP-Agenzien zu löschen, die von Proteinkonzentrat hergestellt wurden. Der Unterschied ist, dass dieses Produkt nicht wie die meisten FP-Agenzien Proteinkonzentrat, Zink oder Eisen enthält, und daher sind die erfindungsgemäßen Formulierungen weitaus umweltfreundlicher.
Die hierin beschriebenen, die Fluorpolymere mit hoher Molekülmasse verwendenden Feuerlöschzusammensetzungen können auf flüssige Kohlenwasserstoffe, sowohl polare als auch unpolare, angewendet werden, um solche Flüssigkeiten beim Brennen zu löschen, und so kann eine haltbare Dampfbarriere aus Schaum auf der Oberfläche solcher Flüssigkeiten gebildet werden, um die Freisetzung von brennbaren Dämpfen davon zu verhüten oder zu reduzieren. Die Zusammensetzung kann auf die Oberfläche solcher Flüssigkeiten aufgebracht oder, z.B. durch Injektion, unter die Oberfläche geleitet werden. Die Zusammensetzung kann bei Bedarf in Kombination mit anderen Feuerlöschmitteln angewendet werden, z.B. bei einer Zweimittelanwendung von Schaum und Trockenchemikalien oder Pulverlöschmitteln. Ein Beispiel für eine) solches) Trockenchemikalie oder Pulvermittel ist das im Handel als Purple K erhältliche Mittel. Bei einer solchen Doppelanwendung können die Feuerlöschmittel durch die Verwendung von benachbarten oder allgemein konzentrischen Düsen angewendet werden. In einigen Fällen kann das Trocken- oder Pulvermittel allein angewendet werden, um zunächst Flammen zu löschen, und der Schaum kann dann angewendet werden, um eine Neuentzündung des Brennstoffs zu verhüten.

Claims

Feuerlöschzusammensetzung, die Folgendes umfasst: Wasser, wenigstens ein nicht fluorhaltiges Kohlenwasserstofftensid, ein fluorchemisches Tensid und ein Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse mit einer mittleren relativen Molekülmasse von wenigstens 3000 g/Mol, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen Ausbreitungskoeffizienten auf Cyclohexan von etwa –4 (mN/M) bis weniger als etwa +3,5 (mN/M) hat und das Fluorpolymer in einer Menge vorliegt, bei der die Zusammensetzung keine stabile Versiegelung auf Cyclohexan bildet und die UL 162, Klasse B Leistungskriterien für AFFF-Agenzien erfüllt, und wobei die Zusammensetzung weniger als etwa 0,008 Gew.-% Fluor enthält, das von dem fluorchemischen Tensid bereitgestellt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, die ferner ein fluorchemisches Tensid in einer Menge mit einem Gewichtsanteil von weniger als etwa 0,006% Fluor der Feuerlöschzusammensetzung beinhaltet.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Feuerlöschzusammensetzung UL 162, Klasse B Leistungskriterien für wenigstens zwei der Folgenden Agenzien erfüllt: AFFF-Agenzien, AR-AFFF-Agenzien und FP-Agenzien.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Feuerlöschzusammensetzung UL 162, Klasse B Leistungskriterien für AFFF-Agenzien, AR-AFFF-Agenzien und Fluorprotein-(FP)-Agenzien erfüllt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung einen Fluorgehalt mit einem Gewichtsanteil von weniger als 0,003% Fluor der Zusammensetzung hat, das von einem beliebigen fluorchemischen Tensid bereitgestellt wird.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorpolymer eine Schaumhaltbarkeit von wenigstens 30 Minuten hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorpolymer die Zusammensetzung mit Fluor in einem Gewichtsanteil von etwa 0,0003% oder mehr der Zusammensetzung versorgt.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse eine mittlere relative Molekülmasse von wenigstens 5000 g/Mol hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse eine mittlere relative Molekülmasse von wenigstens 10.000 g/Mol hat.
Verfahren zum Löschen oder Hemmen eines Feuers, das die folgenden Schritte beinhaltet: Bereitstellen einer Feuerlöschzusammensetzung, die Folgendes umfasst: Wasser, wenigstens ein nicht fluorhaltiges Kohlenwasserstofftensid, ein fluorchemisches Tensid und ein Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse mit einer mittleren relativen Molekülmasse von wenigstens 3000 g/Mol, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen Ausbreitungskoeffizienten auf Cyclohexan von etwa –4 (mN/M) bis weniger als etwa +3,5 (mN/M) hat und das Fluorpolymer in einer Menge vorliegt, bei der die Zusammensetzung keine stabile Versiegelung auf Cyclohexan bildet und die UL 162, Klasse B Leistungskriterien für AFFF-Agenzien erfüllt, und wobei die Zusammensetzung weniger als etwa 0,008 Gew.-% Fluor enthält, das von dem fluorchemischen Tensid bereitgestellt wird; und Aufbringen der Zusammensetzung auf einen Bereich, bei dem die Löschung oder Hemmung eines Feuers erwünscht ist.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Aufbringen der Zusammensetzung auf den Bereich in Kombination mit einem trockenen Feuerlöschmittel umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zusammensetzung ein fluorchemisches Tensid in einer Menge mit einem Gewichtsanteil von weniger als etwa 0,006% Fluor der Feuerlöschzusammensetzung beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Feuerlöschzusammensetzung UL 162, Klasse B Leistungskriterien für wenigstens zwei der folgenden Agenzien erfüllt: AFFF-Agenzien, AR-AFFF-Agenzien und FP-Agenzien.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Feuerlöschzusammensetzung UL 162, Klasse B Leistungskriterien für AFFF-Agenzien, AR-AFFF-Agenzien und Fluorprotein-(FP)-Agenzien erfüllt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fluorpolymer eine Schaumhaltbarkeit von wenigstens 30 Minuten hat.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fluorpolymer die Zusammensetzung mit Fluor in einem Gewichtsanteil von etwa 0,0003% oder mehr der Zusammensetzung versorgt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse eine mittlere relative Molekülmasse von wenigstens 5000 g/Mol hat.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Fluorpolymer von hoher relativer Molekülmasse eine mittlere relative Molekülmasse von wenigstens 10.000 g/Mol hat.