DE957443C - Verfahren zur Herstellung eines Einkomponentenschaumes besonders zum Loeschen von brennenden, mit Wasser mischbaren, schaumzerstoerenden, organischen Fluessigkeiten wieAlkoholen, Ketonen, Estern od. dgl. - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 27. DEZEMBER 1957

F 11404 IV a/6ib

Ketonen, Estern od. dgl.

Das Verfahren läßt sich besonders bei der Bekämpfung von Bränden folgender mit Wasser mischbarer Flüssigkeiten einsetzen: Methanol, Äthanol, Isopropylalkohol, Aceton und andere.

Es ist bekannt, daß der auf mechanischem Wege erzeugte Schaum, z. B. Luftschaum, durch Zufügen stabilisierender Stoffe gegenüber brennbaren hydrophilen Flüssigkeiten wie Alkohol usw., die bekanntlich den Schaum aller nicht besonders stabilisierten Schaummittel zerstören, widerstandsfähig gemacht werden kann.

Es wurden schon folgende Zusätze vorgeschlagen: Metall- oder Äthanolaminsalze von Fettsäuren, höhermolekulare Alkohole wie Cetyl- und Stearylalkohol, Metall-Ammoniak-Komplexsalze mit fettsauren Salzen, Metall-Ammoniak-Komplexsalze mit Sulfonaten, und Salze quartärer Ammoniumbasen.

Abgesehen davon, daß die bisherigen Mittel zwar eine bemerkbare Resistenz gegenüber Alkohol u. dgl. zeigen, aber doch keine völlige Schaumbeständigkeit ergeben, handelt es sich entweder um Mehrkomponentenschaum, d. h. er wird erst im Augenblick der Verschäumung durch Zusammenmischen mehrerer Komponenten erzeugt, weil die Teile in einer Lösung zusammen nicht verträglich sind, oder um eine Schaummittellösung, die eine zeitlich nur sehr kurz bemessene oder gar keine

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Haltbarkeit in einer für viele Löschverfahren benötigten, verdünnten Lösung besitzt oder aber um Herstellungsverfahren, die kompliziert, bzw. um Rohstoffe, die teuer sind.
Durch die vorliegende Erfindung sollen die genannten Nachteile dadurch behoben werden, daß aus Seifen, lyobipolaren Sulfaten bzw. Sulfonaten und/oder Fettsäure-Eiweiß-Kondensationsprodukten bestehende, an sich bekannte Schaumbildner in ίο Gegenwart von Stoffen verschäumt werden, die beim Zusammentreffen des gebildeten Schaumes mit der brennbaren Flüssigkeit durch deren Einwirkung auf den Schaum eine auf der Flüssigkeit schwimmende, den übrigen Schaum tragende Zwischenschicht bilden.

Das erfmdungsgemäße Verfahren kann so ausgeübt werden, daß die Verschäumung der Schaumbildner in Gegenwart von eine Zwischenschicht bildenden Quellmitteln wie hochpolymeren Pflanzen- oder Kunststoffen oder Pflanzenschleimstoffen wie Pektinen, Alginaten oder ähnlichen Substanzen vorgenommen wird; nach einem besonderen Merkmal der Erfindung kann ein Alkylarylsulfonat in Gegenwart eines eine Zwischenschicht bildenden Alginates verschäumt werden.

Als hochpolymere Pflanzen- oder Kunststoffe haben sich vorzugsweise folgende als geeignet erwiesen: Obstpektine, Alginate, Johannisbrotkernmehl, Pflanzengummen und Cellulosederivate, z. B. celluloseglykolsaures Natrium, Methylcellulosen und ähnliche Körper.

Als hochpolymere Kunststoffe können weiterhin z. B. neutralisierte Polycarbonsäuren, insbesondere Polyacrylsäure, verwendet werden sowie Polyvinylalkohol.

Ammoniumverbindungen stören die Ausbildung der erfindungsgemäß anzustrebenden Zwischenschicht.

Es liegt bei dem erfindungsgemäßen Schaummittel für die Zwecke der Erzeugung mechanischen Schaumes eine homogene Flüssigkeit vor, die — wie bereits erwähnt — mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar ist und konzentriert wie verdünnt eine nahezu unbegrenzte Haltbarkeit besitzt. Die beim Ablöschen gebildete Zwischenschicht kann nach dem Brand leicht abgeschöpft werden, und die erfindungsgemäß verwendeten Rohstoffe sind äußerst preiswert.

Es ist an sich bekannt, hochmolekulare Stoffe wie Proteine, Pektin, Alginat, Tragant, Caragheenmoos und ähnliche bei der Herstellung von Feuerlöschmitteln zu verwenden. Bei den bekannten Mitteln sollen entweder die kolloiden Eigenschaften dieser Stoffe ausgenutzt werden oder dieselben dienen zur Erhöhung der Viskosität der Schaumbildnerlösung, da diese Einfluß auf die Stabilität des Schaumes hat.

Es läßt sich bekanntlich durch entsprechende Zusätze solcher Stabilisierungsmittel ein Schaum erzeugen, dessen Schaumblasen außerordentlich beständig sind.

Das Problem, alkoholbeständige Schäume zu erzeugen, stellt einen Sonderfall .in der Feuerlöschtechnik dar. Im allgemeinen versteht man unter der sogenannten Stabilisierung des Schaumes eine Verbesserung der Haltbarkeit der Schaumbläschen, eine Versteifung oder Verdichtung des Schaumes an sich. Sie dient zur Erhöhung des Abbrandwiderstandes. Ein solcher stabilisierter Schaum braucht aber nicht gegen Alkohol beständig zu sein. Die Stabilität gegen Alkohol stellt eine besondere Eigenschaft dar, die nicht durch den Begriff »Stabilität« schlechthin mit umfaßt wird.

In Berührung mit Alkohol und den anderen bekannten schaumfeindlichen Flüssigkeiten zerplatzen daher die mit Hilfe der genannten hochmolekularen Stoffe nach dem bisherigen Verfahren hergestellten Bläschen sofort.

Es ist deshalb ein grundsätzlicher Unterschied, ob ein Stoff, der einer Stabilisierung der Bläschen dient, dem Schaummittel zugesetzt wird oder einer, der die Bildung einer Schicht zwischen Alkohol und Schaum bewirkt und damit den Schaum vor der Zerstörung durch Alkohol schützt.

Während bei allen Bränden von hohen Temperaturen, wie Ölbränden, auch die Kühlwirkung des Löschmittels eine Rolle spielt, ist eine solche beim Löschen von Bränden hydrophiler Flüssigkeiten wie von mit Wasser mischbaren Alkoholen, Ketonen, Estern oder anderen Flüssigkeiten wie Äther, Petroläther, bei denen die Hitzeentwicklung nur mäßig ist, nicht vonnöten, um einen guten Löscheffekt zu erzielen. Die Kühlwirkung, die z. B. bei Ölbränden gefordert wird, kann nach bekannten Verfahren durch den Austritt von Wasser aus einer Schaumdecke erzeugt werden. Auf den obengenannten Flüss^;gkeiten ist jedoch kein Schaum stabil, wenn er nicht Stabilisatoren enthält, die seine Schaumlamellen gegen den Angriff der Flüssigkeiten resistent machen.

Da bei der Ablöschung obengenannter Flüssigkeitsbrände der Kühleffekt nicht wichtig ist, es vielmehr allein auf eine gute Deckwirkung (Luftsauerstoffabschluß) ankommt, wird gemäß vorliegender Erfindung die rasche Bildung einer zusammenhängenden, flammbeständigen, auf der Flüssigkeitsoberfläche schwimmenden und leicht darüber hinfließenden Decke herbeigeführt, ohne daß wesentliche Mengen Wasser das Volumen der brennenden Flüssigkeit vergrößern.

Es wurde gefunden, daß eine solche Decke durch gewisse Quell- oder Verdickungsmittel, zweckmäßig in wäßriger Lösung, erzeugt werden kann, wenn man solche Körper anwendet, die beim Auftreffen auf die genannten brennbaren Flüssigkeiten in einer zusammenhängenden Schicht unlöslich werden und dadurch, vorzugsweise in Verbindung mit geeigneten Schaummitteln als Schaum aufgetragen, eine ideale Deckschicht bilden, die durch Abschluß der Luft die Flammen erstickt.

Es sind nicht alle technisch schlechthin als Quellstoffe oder Verdickungsmittel bezeichneten Körper geeignet. Jedoch lassen sich die hier verwendbaren Stoffe chemisch nicht klassifizieren, da ihre Wirkung auf einer naturgegebenen physikaiischen Eigenschaft vieler, aber nicht sämtlicher

Körper dieser Kategorie hochpolymerer Stoffe beruht.

Die erforderlichen Konzentrationen dieser Lösungen hängen von Art, Viskositätsstufe und Güte der handelsüblichen Erzeugnisse ab.

Wenn man den aus einer erfindungsgemäßen Mischung von Quellstoff .und Schaumbildner erzeugten Schaum auf den brennenden Alkohol usw. fließen läßt, so wirkt sich überraschenderweise die

ίο Anwesenheit der Quellstoffe auch bei hohen Konzentrationen nicht in der Weise aus, wie es von den Mehrkomponentenschäumen (den sogenannten chemischen Schäumen) oder solchen mittels abgebauten Eiweißstoffen erzeugten und mit Metallammoniakkomplexen stabilisierten Schäumen bekannt ist. Die Quellstoffe erhöhen nicht die Beständigkeit der Schaumlamellen bis zur Alkoholunempfindlichkeit, dafür bilden sie sofort beim Auffließen auf den Alkohol usw. infolge Aus-

ao scheidens aus den zuerst auftreffenden, aber zerspringenden Bläschen eine zusammenhängende, die ganze Oberfläche der brennenden Flüssigkeit rasch und leicht überziehende, schwimmende Schicht, die nicht vom brennenden Alkohol, Aceton, Äther usw.

zerstört wird und nun sogar imstande ist, den nachfließenden Schaum zu tragen und vor weiterer Zerstörung durch den Alkohol usw. zu schützen.. Wird die Decke an irgendwelcher Stelle mechanisch zerstört, so fließt sie sofort wieder zusammen, gegebenenfalls ^: unter Neubildung der Deckschicht aus dem aufliegenden Schaum.

Ein grundsätzlicher phänonienologischer Unterschied zwischen der · erfindungsgemäß erzielten Schaumdecke und der aller anderen Schäume, insbesondere der chemisch"erzeugten, ist folgender: Nach Zerstörung der "auf dem Alkohol schwimmenden Schaumblasen bleibt bei dem erfindungsgemäßen Schaum die schwimmende Schicht erhalten, während alle anderen Schäume danach hochstens unzusammenhängende Flocken bilden, die' vor allem bei Verwendung von Metallstabilisatoren (also meist bei chemischem Schaum) "keine Oberflächendecke bilden, sondern zu Boden sinken und den Alkohol verschmutzen; oder aber es bleiben steif gewordene Schaumlamellenbruchstücke (trockner Schaum) zurück, wie dies bei Zusatz von Gelatine infolge Gelierens durch Wasserentzug verständlich ist. Eine solche oder annähernd solche Festigkeit besitzen die erfindungsgemäß erzeugten Schaumblasen nicht und sollen es auch nicht, erstens um der besseren Fließfähigkeit willen und zweitens wegen der Notwendigkeit, daß die ersten Schaumblasen auf der Alkoholfläche erst einmal zerspringen müssen, um die zur Schichtbildung nötige Quellmittelmenge freizugeben. In den späteren Blasen, die infolge der Schutzschicht nicht mehr mit dem Alkohol in Berührung stehen, dient die Anwesenheit des Quellmittels als Stabilisator gegen Hitze.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die erfindungsgemäße Wirksamkeit durch die Gegenwart von einwertigen, geradkettigen Alkoholen mittle-, ren und/oder höheren Molekulargewichts, insbesondere mit 4 bis 14 C-Atomen, vorzugsweise von Decylalkohol, noch gesteigert wird.

Hochpolymere Substanzen der genannten Art, deren emulgierende, schutzkolloide Eigenschaften bekannt sind, ermöglichen es, wasserunlösliche Stoffe in eine wäßrige Lösung stabil einzuarbeiten, so daß durch Kombination von Schaummittel, polymerem Körper und diesen Alkoholen zwei schaumstabilisierende Eigenschaften verbunden werden, die jede für sich allein, besonders aber in ihrem Zusammenwirken eine überraschende Alkoholbeständigkeit aufweisen.

Es war bereits früher bekanntgeworden, daß der Zusatz höherer Alkohole wie Cetyl- und Stearylalkohol dem Schaum eine Resistenz verleihen kann. Die vorgeschlagenen Alkohole müssen jedoch zunächst in Methyl- oder Äthylalkohol heiß vorgelöst werden und ergeben nach Emulgierung mittels Gelatine mit dem Schaummittel eine nicht mehr flüssige, sondern mehr oder weniger pastöse Mischung von nur bedingter Haltbarkeit, die weder von einem Feuerlöschgerät ansaugbar noch mit Wasser leicht verdünnbar ist. Außerdem sind erheblich größere Mengen dieser Alkohole notwendig, während bei der jetzt vorgelegten Erfindung der Zusatz solcher Alkohole, vorzugsweise der mittleren, noch flüssigen, wie Decylalkohol, in wesentlich geringerer Menge erfolgen kann, denn er braucht die Alkoholbeständigkeit des Schaumes nicht allein zu bewirken, sondern diese nur zu erhöhen.

95 Beispiele

1. Fettsäure-Eiweiß-Kondensat 40%

Na--Alginat- oder Pektinlösung 60 °/o

2. Fettsäure-Eiweiß-Kondensat 10 %

Alkylarylsulfonat 5 %>

i- bis 4°/oige Pektinlösung 85 %

3. Sulfonat 17 °/o

Na-Alginatlösung 82 %

Decylalkohol 1 %>

4. Fettsäure-Eiweiß-Kondensat 70 %

Celluloseglykolat '. 29 °/o

Decylalkohol 1 °/o

Da die handelsüblichen hochpolymeren Stoffe in verschiedenen Viskositätsstufen vorkommen, ist eine Angabe des Gehaltes an Trockenstoffen nicht möglich. Die genaue Dosierung dieser Lösungen ist auch nicht von ausschlaggebender Bedeutung.

Je nach dem durch das verwendete Material gegebenen Verdickungsgrad und der gewünschten Fließfähigkeit der Lösung kann z. B. der Gehalt an Trockensubstanz zwischen 1 und 4% eingestellt werden.

Desgleichen ist auch die Menge des Schaumbildners zu variieren, je nach der Schaumkraft des angewandten Stoffes.

Lyobipolare Sulfate bzw. Sulfonate werden in der Literatur auch als schaumfähige, waschaktive Substanzen bezeichnet.

Die im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens als wirksam bezeichneten Stoffe können sowohl einzeln als auch in Mischung miteinander zur Anwendung kommen.

Die wesentlichsten Vorteile der Quellstofflösungen, besonders in Verbindung mit einem Schaummittel gegenüber den bisher vorgeschlagenen chemisch erzeugten und/oder hochstabilisierten Schäumen liegen erstens in einer außerordentlich leichten Fließfähigkeit auf der brennenden Oberfläche; zweitens in der nur sehr geringen Verdünnung bzw. Vermischung der brennenden Flüssigkeit mit Wasser; drittens in dem Wegfall einer Verschmutzung durch zu Boden sinkende, schwebende oder sich lösende Stoffe; die gebildete Schicht kann leicht abgeschöpft werden; viertens aber vor allem in der Tatsache des technischen Vorzugs eines Einkomponentenlöschverfahrens, seiner geringen Kosten und der bedeutenden Verbilligung des Löschmittels selbst, besonders gegenüber dem Bicarbonatverfahren.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung eines Einkomponentenschaum.es, insbesondere zum Löschen von brennenden, mit Wasser mischbaren, schaumzerstörenden, organischen Flüssigkeiten wie Alkoholen, Aceton od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß aus Seifen, lyobipolaren Sulfaten bzw. Sulfonaten und/oder Fettsäure-Eiweiß-Kondensationsprodukten bestehende, an sich bekannte Schaumbildner in Gegenwart von Stoffen verschäumt werden, die beim Zusammentreffen des gebildeten Schaumes mit der brennbaren Flüssigkeit durch deren Einwirkung auf den Schaum eine auf der Flüssigkeit schwimmende, den übrigen Schaum tragende Zwischenschicht bilden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschäumung der Schaumbildner in Gegenwart von eine Zwischenschicht bildenden Quellmitteln wie hochpolymeren Pflanzen- oder Kunststoffen vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschäumung in Gegenwart von eine Zwischenschicht bildenden Pflanzenschleimstoffen wie Pektinen, Alginaten oder ähnlichen Substanzen erfolgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alkylarylsulfonat in Gegenwart eines eine Zwischenschicht bildenden Alginates verschäumt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschäumung in Gegenwart von einwertigen, geradkettigen Alkoholen mittleren und/oder höheren Molekulargewichts, insbesondere mit 4 bis 14 C-Atomen, vorzugsweise Decylalkohol, erfolgt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 861 794, 767 571,

   747474, 735 338, 734 526, 697646, 634794, 884;

   französische Patentschriften Nr. 968 630, 468, 904618;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 529 211, 2 514 310, 506 062, 2 413 667.

   © 609577/289 7.56 (709 821/6 12.57)