EP0765676A1 - Fire-fighting polyvalent emulsifier - Google Patents
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- EP0765676A1 EP0765676A1 EP96401822A EP96401822A EP0765676A1 EP 0765676 A1 EP0765676 A1 EP 0765676A1 EP 96401822 A EP96401822 A EP 96401822A EP 96401822 A EP96401822 A EP 96401822A EP 0765676 A1 EP0765676 A1 EP 0765676A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- radical
- foam
- units
- carbon atoms
- fluorinated
- Prior art date
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- Withdrawn
Links
- YGWWRMBPMIMBEU-XRVVJQKQSA-N C1C(CC2)[O]3[C@@H]2C13 Chemical compound C1C(CC2)[O]3[C@@H]2C13 YGWWRMBPMIMBEU-XRVVJQKQSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62D—CHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
- A62D1/00—Fire-extinguishing compositions; Use of chemical substances in extinguishing fires
- A62D1/0071—Foams
- A62D1/0085—Foams containing perfluoroalkyl-terminated surfactant
Definitions
- the present invention relates to the extinction of fires and more particularly relates to versatile fire-fighting foam concentrates, effective both against hydrocarbon fires and against polar liquids fires.
- the emulsifiers according to the invention do not contain a high molecular weight thixotropic hydrophilic polymer of the polysaccharide type and are therefore perfectly fluid even at low temperature.
- the emulsifiers according to the invention have a rheological profile of the Newtonian fluid type, that is to say that their viscosity is independent of the shear rate; this facilitates their flow in the injection and dilution systems at the time of their use.
- Fire-fighting foam concentrates are an effective means of fighting fires involving combustible liquids. When in use, they are diluted in city water or sea water, generally at a volume concentration of 3% (i.e. 3 volumes of foam concentrate for 97 volumes of water ) or 6% (6 volumes of foam concentrate for 94 volumes of water).
- the quantity of active ingredients necessary to satisfy the minimum extinguishing performance required being identical in the two cases of dilution, the emulsifiers dilutable at 3% are therefore twice as concentrated as those dilutable at 6%; they allow users to store lesser amounts of foam concentrate, save space and reduce their storage costs.
- Recently, the demand for even more concentrated products has led manufacturers to develop 1% dilutable foam concentrates which are particularly useful in the protection of ships or oil platforms where the available space is very limited.
- the resulting mixture After diluting the foam concentrate with water, the resulting mixture produces an aqueous foam by incorporating air and supplying mechanical energy by means of a fire-fighting lance or any other foam generator.
- This foam is poured over fires of combustible liquids and acts by suffocation and cooling until total extinction.
- AFFF Aqueous Film Forming Foam
- these are aqueous solutions comprising as main ingredients a mixture of fluorinated surfactants, hydrocarbon surfactants and foam stabilizing solvents, generally belonging to the glycol family.
- AFFF foam concentrates are described, for example, in US Patents 3,562,156, US 3,772,195, FR 2,347,426 and US 5,085,786.
- Fluoro-protein foam concentrates constitute the other large family of foam concentrates.
- the base foaming agent consists of a hydrolyzate of animal proteins to which fluorinated surfactants and foam stabilizing solvents are added.
- emulsifiers are described for example in patents GB 1,280,508 and GB 1,368,463.
- polar liquids is taken here in the sense accepted by those skilled in the art, that is to say to designate liquids having a certain affinity for water, the most common of which are alcohols (for example, methanol, ethanol and isopropanol), ketones (e.g. dimethyl ketone and methyl isobutyl ketone), esters (e.g. n-butyl acetate) and ethers (e.g. methyl tert-butyl ether ).
- alcohols for example, methanol, ethanol and isopropanol
- ketones e.g. dimethyl ketone and methyl isobutyl ketone
- esters e.g. n-butyl acetate
- ethers e.g. methyl tert-butyl ether
- the most common method of fighting polar solvent fires is to incorporate a high molecular weight hydrophilic polymer into either of the two types of foam concentrates described above; a polysaccharide of thixotropic and alcoophobic character is generally used.
- a versatile foam concentrate is thus obtained, that is to say usable both on hydrocarbon fires and on polar liquid fires.
- the polysaccharide contained in the foam precipitates on contact with the polar liquid and forms a protective gelatinous sheet which isolates the foam against the destructive action of the polar liquid.
- the foam can then spread over the gelatinous sheet and extinguish the fire.
- Such versatile emulsifiers are described in US Patents 4,464,267, US 4,149,599, FR 2,206,958 and WO 92/15371.
- 3x3 foam concentrates (dilutable to 3% both on hydrocarbon fires and on polar liquid fires) have been developed.
- the advantage of these 3x3 foam concentrates compared to 6x6 foam concentrates is that it is sufficient for an identical efficiency to store them half as much; compared to 3x6 foam concentrates, they have the advantage of being able to be used with a single mixing system whatever the type of fire and thus eliminating the risk of dosage error.
- Patent EP 595,772 describes the association of a polysaccharide with an anionic hydrophilic polymer making it possible to prepare low viscosity solutions, these solutions forming part of the composition of 3 ⁇ 3 polyvalent emulsifiers.
- Patent EP 609 827 describes the association of a polysaccharide and an alginate and indicates that the viscosity of a polyvalent 3 ⁇ 3 foam concentrate can be reduced by controlling the relative proportions of the polysaccharide and the alginate; viscosity can also be reduced by controlling the ratio of the concentration of aryl or alkylaryl sulfonic acid salts to the concentration of other hydrocarbon surfactants.
- the polysaccharide in aqueous solution leads to pseudoplastic emulsifiers whose viscosity varies with the shear rate.
- the polysaccharide is in dispersed form using hydrophobic colloidal silica and the amount of water in the foam concentrate is minimized so that the polysaccharide, which is only soluble in l water, does not increase the final viscosity of the foam concentrate.
- the polysaccharide level can be increased until a 1x1 foam concentrate is obtained, dilutable to only 1% in water, both on hydrocarbon fires and on fires of polar liquids.
- the dispersing medium is a water-miscible solvent of the glycol family. Under these conditions, the need to replace the dilution water with an equivalent quantity of solvent leads to emulsifiers having a high cost price.
- Patent EP 524 138 relates to versatile emulsifiers combining a polysaccharide with a fluorinated co-telomer.
- the fluorinated co-telomer is obtained by radical telomerization of a fluorinated telogen on a mixture of non-fluorinated acrylic or methacrylic monomers.
- the association of the co-telomer with the polysaccharide reinforces its effectiveness and allows the incorporation of lower quantities, therefore obtaining less versatile viscous emulsifiers.
- these emulsifiers nevertheless retain a pseudoplastic character, the viscosity of which varies with the shear rate.
- Multipurpose emulsifiers containing no polysaccharide are described in US Pat. No. 4,536,298.
- the polysaccharide is replaced by a cationic, water-soluble homopolymer, from the family of polyamines, polyamides and polyimines neutralized by acids.
- polyfunctional carboxylic the association of the two families of products leads to a synergy which reinforces the resistance of the extinguishing foam on polar liquid.
- US Patent 4,563,287 describes an extinguishing composition for cooking oil fires, containing a high molecular weight copolymer comprising perfluoroalkylated side chains and hydrophilic side chains; the hydrophilic monomer level is high enough to make the copolymer soluble in water.
- Patent FR 2 438 484 describes the use of a copolymer prepared from a hydrophilic monomer and from a perfluorinated chain monomer. To be sufficiently soluble in water, the copolymer must comprise 1 to 10 hydrophilic units for each unit with a perfluorinated chain.
- the present invention aims to overcome all the problems associated with the use of polysaccharides and to prepare versatile foam concentrates containing a copolymer with a high fluorine content so as to increase the performance of the foam concentrate on polar liquid fires.
- the level of fluorinated monomer is high, the copolymer becomes generally insoluble in water.
- the units M 1 are preferably those of formula: in which R f represents a linear or branched perfluoroalkyl radical containing 4 to 16 carbon atoms, B represents a bivalent chain linked to O by a carbon atom and which may contain one or more oxygen, sulfur and / or nitrogen, and R represents a hydrogen atom or a methyl radical.
- R f (CH 2 ) n - (X) p - (CH 2 ) m -OH (III-a) R f (CH 2 ) r (OCH 2 CH 2 ) q -OH (III-b) R f - CH CH - (CH 2 ) m -OH (III-c) in which R f has the same meaning as above, X represents an oxygen or sulfur atom or a group COO, SO 2 , CONR'-, -SO 2 NR'-, R 'representing a hydrogen atom or an alkyl radical containing 1 to 4 carbon atoms, n represents an integer ranging from 0 to 20 (preferably equal to 0 or 2), n not being zero if X is an oxygen or sulfur atom, p is equal to 0 or 1, the symbols m, q and r, identical or
- the units M 2 are preferably chosen from the units of acrylic or methacrylic monomers, optionally quaternized, of general formula: in which R 'represents a hydrogen atom or a methyl radical, B' represents an alkylene radical, linear or branched, containing 1 to 4 carbon atoms (preferably the radical CH 2 CH 2 ), the symbols R 1 and R 2 , identical or different, each represent a hydrogen atom or an alkyl radical, linear or branched, containing 1 to 12 carbon atoms (preferably 1 to 4), hydroxyethyl or benzyl or R 1 and R 2 together with the nitrogen atom to which they are attached form a morpholino, piperidino or pyrrolidinyl-1 radical.
- acrylates and methacrylates of the following amino alcohols dimethylamino-2-ethanol, diethylamino-2-ethanol, dipropylamino-2-ethanol, di -isobutylamino-2-ethanol, N-tertiobutylamino-2-ethanol, N-tertiobutyl-N-methylamino-2-ethanol, morpholino-2-ethanol, N-methyl-N-dodecylamino-2-ethanol, N-ethyl-N - (ethyl-2-hexyl) amino-2-ethanol, piperidino-2-ethanol, (pyrrolidinyl-1) -2-ethanol, diethylamino-3-propanol-1, diethylamino-2-propanol-1, dimethylamino-1- propanol-2, diethylamino-4-butanol-2.
- the units M 3 which come from acrylic, methacrylic or vinyl monomers with nonionic side chain, preferably hydrophobic, are advantageously chosen from those of general formula: in which R "represents a hydrogen atom or a methyl radical, Y represents the group COO or OCO or an oxygen atom, and R 3 denotes an alkyl, hydroxyalkyl or methoxyalkyl group containing 1 to 18 carbon atoms.
- the copolymer (a) can be prepared by any known method of radical copolymerization of the monomers, preferably in solution in an inert solvent or a mixture of inert solvents.
- the synthetic solvent can be miscible or immiscible with water.
- the copolymer (a) must be in solution in a water-miscible solvent.
- the synthesis solvent of the copolymer is immiscible with water, it should be replaced by an organic solvent miscible with water in which the copolymer (a) is soluble.
- the solvent for the copolymer (a) may optionally be the constituent (d).
- the hydrocarbon surfactant (b) makes it possible, in combination with the solvent (d), to obtain a stable dispersion of the copolymer (a); having a foaming effect, it also makes it possible to improve the expansion of the foam concentrate.
- the hydrocarbon-based surfactants which can be used in the emulsifier may be of anionic, cationic, nonionic or amphoteric nature.
- Non-limiting examples that may be mentioned include the compounds of the following formulas: R H -CONH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 COOM (VI-d) R H -N (CH 3 ) 2 ⁇ O R H -N (CH 2 CH 2 OH) 2 ⁇ O H (C 6 H 10 O 5 ) s -OR H (VI-j) R H - (OCH 2 CH 2 ) t -OH (VI-k) R H -SO 3 M (VI-m) R H -OSO 3 M (VI-n) R H - (OCH 2 CH 2 ) t ' -OSO 3 M (VI-q) R H -COOM (VI-s) R H -CON (CH 3 ) CH 2 COOM (VI-t) in which R H denotes an al
- the fluorinated surfactant (s) to be used according to the invention can be chosen, without limitation, from the compounds of formulas: R F - (CH 2 ) u ' - S - (CH 2 ) v - CONH - C (CH 3 ) 2 -CH 2 SO 3 Na (VII-g) in which R F represents a linear or branched perfluoroalkyl radical containing at least 6 carbon atoms, u is an integer ranging from 0 to 6, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl or ethyl radical, v and w are whole numbers ranging from 1 to 5, w 'is equal to 2 or 3, the symbols R 5 , R 6 and R 7 , identical or different, each represent a methyl or ethyl radical, and u' is an integer ranging from 1 to 6.
- fluorinated surfactants (c) the following compounds may be mentioned more particularly: VS 6 F 13 - CH 2 CH 2 - N / A 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - N (CH 3 ) 2 ⁇ OC 6 F 13 - CH 2 CH 2 - N / A 2 N (CH 3 ) - CH 2 CH 2 CH 2 -N (CH 3 ) 2 ⁇ O as well as the betaine mixtures of formula: mixtures of sulfobetaines of formula: mixtures of amine oxides of formula: VS k F 2k + 1 - CH 2 CH 2 - N / A 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - N (CH 3 ) 2 ⁇ O formulas in which k is an even whole number ranging from 6 to 16, the content of the mixture of compound with radical C 6 F 13 being at least 50% by weight.
- the water-miscible organic solvent (d) must be inert and a good solvent for the copolymer (a). It can be a single solvent miscible with water or a mixture of several solvents; in this case, the mixture must be generally miscible with water, even if it contains one or more solvents immiscible with water.
- ком ⁇ онентs of mono- or di-ethylene (or propylene) glycol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol or tertiobutanol, N-methylpyrrolidone, ⁇ -butyrolactone, DMSO.
- Certain glycol ethers such as n-butyl diglycol, or the tert-butyl ether of propylene glycol, also have good foam stabilizing power and they increase the expansion of the foam concentrate. It is therefore recommended to use them in admixture with the solvents described above. It is the same for the well-known antifreeze power of ethylene glycol, the latter solvent can then be used in combination with one or more other solvents.
- the foam concentrate according to the invention is advantageously stabilized at a pH at least equal to 4, preferably between 6 and 8.
- the preparation of the foam concentrate is carried out by simple mixing of the constituents (a), (b), (c), (d) and others optionally at room temperature or by heating to a moderate temperature and with stirring.
- the foam concentrate is then diluted with tap water or sea water at a rate of 0.5 to 6 parts by volume, preferably 1 to 3 parts by volume per 100 parts by volume in total.
- the resulting extinguishing composition is used to fight fires of hydrocarbons and polar liquids.
- the overrun (or expansion rate) is the ratio of the volume of foam produced from a 3% aqueous solution of foam concentrate to the volume of initial liquid.
- 100 ml of 3% aqueous emulsifier solution is introduced into a 1 liter test tube, then the solution is beaten for one minute at the rate of one beat per second using a circular piston perforated (30 holes of 5 mm in diameter representing 25% of the surface) and fixed in its center to a metal rod.
- This test which indicates the speed of formation of the aqueous film on the surface of the hydrocarbons is carried out by pouring 50 ml of hydrocarbon into a Petri dish (diameter: 11.8 cm) whose outer face is painted black in order to be able to observe the film.
- a Petri dish diameter: 11.8 cm
- 0.5 ml of a 3% aqueous solution of emulsifier is deposited using a micro pipette.
- the solution should be applied dropwise starting from the center and making an eccentric movement.
- the stopwatch is started when the first drop is deposited and stopped when the film has covered the entire surface of the hydrocarbon. We note the time. If the total recovery is not obtained in less than a minute, the percentage of surface covered after one minute is noted.
- the most efficient foam concentrates to give a foam which is impermeable to polar liquid vapors are those with the lowest evaporation in mg / min.
- Tests are also carried out under more severe conditions on polar liquid fires.
- the procedure is identical but the polar liquid is ignited and allowed to burn for 90 seconds before pouring the foam to extinguish it.
- the amount of polar liquid used is 150 ml and about 50 g of foam are poured.
- the acetone evaporation rate should be less than 85 mg / min for the cold test and less than 150 mg / min for the fire test.
- B 2 N-lauryl- ⁇ -iminodipropionate of formula: sold in 30% aqueous solution under the name Deriphat 160C by the company HENKEL.
- B 3 (C 8 and C 10 ) alkylamidoetherpropionate of formula: Alkyl - CONH - CH 2 CH 2 - NH - CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 COONa marketed in 50% aqueous solution under the name Rewoteric AMVSF by the company REWO.
- B 4 (C 8 and C 10 ) alkyl glucoside sold in a 60% aqueous solution under the name Triton CG-110 by the company UNION CARBIDE.
- B 5 (C 12 and C 14 ) N-hydroxyethylimidazoline alkyl of formula: sold in 40% aqueous solution under the name Sochamine A7527 by the company WITCO.
- B 6 sodium octyl sulfate sold in 42% aqueous solution under the name Texapon 842 by the company HENKEL.
- B 7 lauryl ether sulfate of formula: C 12 H 25 - (OCH 2 CH 2 ) 2 - OSO 3 Na sold in 30% aqueous solution under the name Neopon LOS by the company WITCO.
- B 8 sodium lauroyl sarcosinate sold in a 30% aqueous solution under the reference GM 9011 by the company ZSCHIMMER & SCHWARTZ.
- B 9 alkyl (copra radical) amine oxide of formula: Alkyl - N (CH 2 CH 2 OH) 2 ⁇ O marketed in 30% aqueous solution under the name Noxamine C2-30 by the company CECA.
- B 10 alkyl salt (copra radical) quaternary ammonium of formula: alkyl - N ⁇ (CH 3 ) 3 Cl ⁇ sold in 50% aqueous solution under the name Noramium MC 50 by the company
- CECA B 11 alkyl salt (copra radical) quaternary ammonium of formula: Alkyl - N ⁇ (CH 3 ) (CH 2 CH 2 OH) 2 Cl ⁇ sold in 50% aqueous solution under the name Noxamium MS 2-50 by the company
- CECA B 12 lauryl dimethyl amine oxide: VS 12 H 25 -N (CH 3 ) 2 ⁇ O marketed in a 30% aqueous solution under the name Rewominox L408 by the company REWO.
- C 1 fluorinated amine oxide of formula: VS 6 F 13 - CH 2 CH 2 - N / A 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - N (CH 3 ) 2 ⁇ O marketed by the Applicant in the form of a 40% hydroalcoholic solution.
- C 2 fluorinated betaine of formula: C 6 F 13 - CH 2 CH 2 - SO 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - ⁇ N (CH 3 ) 2 CH 2 COO - marketed by the Applicant in the form of a 27% hydroalcoholic solution.
- C 3 mixture of fluorinated betaines of formula: C n F 2n + 1 - CH 2 CH 2 - SO 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - ⁇ N (CH 3 ) 2 CH 2 COO ⁇ having the following weight composition:
- P 1 denotes a fluorinated copolymer obtained by radical polymerization of a mixture of monomers having the following composition: monomers contents% M 1a 85 M 2a 15
- copolymer P1 and the other constituents are mixed at ambient temperature and with moderate stirring, then the mixture is adjusted to pH 7 by addition of diethanolamine.
- An emulsifier according to the invention is thus obtained, the contents of active materials of which are as follows: constituents contents% P 1 2.4 B 1 4.5 C 2 1.4 ethanol 1.7 butyl diglycol 15 acetone 0.5 N-methyl pyrrolidone 2.3 water (qs 100%) 72.2
- P 2 denotes a fluorinated copolymer obtained by radical polymerization of a mixture of monomers having the following composition: monomers contents% M 1a 76 M 2a 15 M 3b 9
- the procedure is as for the synthesis of P 1 , but after the addition of the 15 g of monomer M 2a , 9 g of monomer M 3b are added and then 76 g of monomer M 1a .
- the copolymer P 2 is thus obtained in solution with 27.9% of dry extract.
- copolymer P 2 and the other constituents are mixed at ambient temperature and with moderate stirring, then the mixture is adjusted to pH 7 by addition of diethanolamine.
- An emulsifier according to the invention is obtained, the contents of active materials of which are as follows:
- Example foam concentrate Cyclohexane spreading test Leak test with acetone (mg / min) Cold test Fire test 3 60% 51 98 4 9s 40 76 5 11s 33 71 6 7s 61 101 7 10 s 64 95 8 9s 67 91 9 8s 61 107 10 58s 31 89 11 65% 70 97 12 12s 56 141 13 95% 53 90 14 8s 58 89 15 9s 54 86 16 4s 46 108 17 6s 47 80 18 8s 40 79 19 7s 42 82 20 12s 38 69 21 6s 37 72 22 25s 36 66 23 25s 37 66
- An emulsifier is prepared by proceeding as in Example 3 but the copolymer P 2 is removed which does not replace an equivalent amount of water (Example 24).
- Example 25 the procedure is as in Example 1-b but the fluorinated surfactant C 2 is removed, which is replaced by an equivalent amount of water (Example 25).
- Example foam concentrate Cyclohexane spreading test Leak test with acetone (mg / min) Cold test Fire test 24 11s 125 385 25 not filming 47 95
- Example Foam concentrate Foam application time (seconds) Power off (seconds) Re-ignition time (seconds) 90% 99% Extinction 26
Abstract
Description
La présente invention concerne l'extinction des incendies et a plus particulièrement pour objet des émulseurs anti-incendies polyvalents, efficaces à la fois contre les feux d'hydrocarbures et contre les feux de liquides polaires. Les émulseurs selon l'invention ne contiennent pas de polymère hydrophile thixotrope à haut poids moléculaire du type polysaccharide et sont donc parfaitement fluides même à basse température. Contrairement aux émulseurs polyvalents contenant un polysaccharide, les émulseurs selon l'invention possèdent un profil rhéologique du type fluide newtonien, c'est-à-dire que leur viscosité est indépendante du taux de cisaillement; ceci facilite leur écoulement dans les systèmes d'injection et de dilution au moment de leur utilisation.The present invention relates to the extinction of fires and more particularly relates to versatile fire-fighting foam concentrates, effective both against hydrocarbon fires and against polar liquids fires. The emulsifiers according to the invention do not contain a high molecular weight thixotropic hydrophilic polymer of the polysaccharide type and are therefore perfectly fluid even at low temperature. Unlike versatile emulsifiers containing a polysaccharide, the emulsifiers according to the invention have a rheological profile of the Newtonian fluid type, that is to say that their viscosity is independent of the shear rate; this facilitates their flow in the injection and dilution systems at the time of their use.
Les émulseurs anti-incendies constituent un moyen efficace de lutte contre les incendies de liquides combustibles. Lors de l'utilisation, ils sont dilués dans l'eau de ville ou l'eau de mer, généralement à une concentration en volume de 3 % (c'est-à-dire 3 volumes d'émulseur pour 97 volumes d'eau) ou 6 % (6 volumes d'émulseur pour 94 volumes d'eau). La quantité de matières actives nécessaire pour satisfaire aux performances extinctrices minimales requises étant identique dans les deux cas de dilution, les émulseurs diluables à 3 % sont donc deux fois plus concentrés que ceux diluables à 6 %; ils permettent aux utilisateurs de stocker des quantités moindres d'émulseur, de gagner de la place et de réduire leur frais de stockage. Récemment, la demande de produits encore plus concentrés a conduit les fabricants à développer des émulseurs diluables à 1 % qui sont particulièrement utiles dans le cadre de la protection des navires ou des plates-formes pétrolières où l'espace disponible est très limité.Fire-fighting foam concentrates are an effective means of fighting fires involving combustible liquids. When in use, they are diluted in city water or sea water, generally at a volume concentration of 3% (i.e. 3 volumes of foam concentrate for 97 volumes of water ) or 6% (6 volumes of foam concentrate for 94 volumes of water). The quantity of active ingredients necessary to satisfy the minimum extinguishing performance required being identical in the two cases of dilution, the emulsifiers dilutable at 3% are therefore twice as concentrated as those dilutable at 6%; they allow users to store lesser amounts of foam concentrate, save space and reduce their storage costs. Recently, the demand for even more concentrated products has led manufacturers to develop 1% dilutable foam concentrates which are particularly useful in the protection of ships or oil platforms where the available space is very limited.
Après dilution à l'eau de l'émulseur, le mélange résultant produit une mousse aqueuse par incorporation d'air et apport d'énergie mécanique au moyen d'une lance anti-incendies ou tout autre générateur de mousse. Cette mousse est déversée sur les feux de liquides combustibles et agit par étouffement et refroidissement jusqu'à extinction totale.After diluting the foam concentrate with water, the resulting mixture produces an aqueous foam by incorporating air and supplying mechanical energy by means of a fire-fighting lance or any other foam generator. This foam is poured over fires of combustible liquids and acts by suffocation and cooling until total extinction.
Pour l'extinction des feux d'hydrocarbures, les émulseurs synthétiques formant film AFFF (Aqueous Film Forming Foam) ont été développés; il s'agit de solutions aqueuses comprenant en tant qu'ingrédients principaux un mélange d'agents tensio-actifs fluorés, d'agents tensio-actifs hydrocarbonés et de solvants stabilisateurs de mousse, appartenant généralement à la famille des glycols. Des exemples d'émulseurs AFFF sont décrits par exemple dans les brevets US 3 562 156, US 3 772 195, FR 2 347 426 et US 5 085 786. Les émulseurs fluoro-protéiniques constituent l'autre grande famille d'émulseurs. Dans ce cas, la base moussante est constituée d'un hydrolysat de protéines animales auquel sont ajoutés des agents tensio-actifs fluorés et des solvants stabilisateurs de mousse. De tels émulseurs sont décrits par exemple dans les brevets GB 1 280 508 et GB 1 368 463.To extinguish hydrocarbon fires, synthetic foam concentrates forming the AFFF (Aqueous Film Forming Foam) film have been developed; these are aqueous solutions comprising as main ingredients a mixture of fluorinated surfactants, hydrocarbon surfactants and foam stabilizing solvents, generally belonging to the glycol family. Examples of AFFF foam concentrates are described, for example, in US Patents 3,562,156, US 3,772,195, FR 2,347,426 and US 5,085,786. Fluoro-protein foam concentrates constitute the other large family of foam concentrates. In this case, the base foaming agent consists of a hydrolyzate of animal proteins to which fluorinated surfactants and foam stabilizing solvents are added. Such emulsifiers are described for example in patents GB 1,280,508 and GB 1,368,463.
Les émulseurs décrits ci-dessus ne peuvent pas être utilisés tels quels pour l'extinction des feux de liquides polaires. En effet, la mousse produite à partir de tels émulseurs est détruite par les liquides polaires et ne peut pas être utilisée pour combattre de tels incendies. Diverses explications du phénomène de destruction de la mousse par les liquides polaires ont été proposées, par exemple par Charovarnikov A.F. dans " Etudes sur le Mécanisme de Destruction de Mousses par des Substances Organiques - Kolloidnyi Zhurnal, Vol. 42, No. 4, pp. 797-799, (1980)", par Pletnev M.Yu. dans "Mechanism of the Antifoaming Action of Polar Organic Liquids - Kolloidnyi Zhumal, Vol. 43, No. 4, pp. 826-827, (1981)" et par Dervichian D.G. dans "Les Mousses: Formation, Stabilité, Destruction - Bulletin de la Société Chimique de France - 5 ème série, pp. 15-22, (1955)". The foam concentrates described above cannot be used as such for extinguishing polar liquid fires. Indeed, the foam produced from such foam concentrates is destroyed by polar liquids and cannot be used to fight such fires. Various explanations for the phenomenon of destruction of foam by polar liquids have been proposed, for example by Charovarnikov AF in "Studies on the Mechanism of Destruction of Foams by Organic Substances - Kolloidnyi Zhurnal, Vol. 42, No. 4, pp. 797-799, (1980) ", by Pletnev M.Yu. in "Mechanism of the Antifoaming Action of Polar Organic Liquids - Kolloidnyi Zhumal, Vol. 43, No. 4, pp. 826-827, (1981)" and by Dervichian DG in "Les Mousses: Formation, Stabilité, Destruction - Bulletin de the Chemical Society of France - 5th series, pp 15-22, (1955). ".
L'expression "liquides polaires" est prise ici au sens admis par les gens du métier, c'est-à-dire pour désigner les liquides ayant une certaine affinité pour l'eau dont les plus courants sont les alcools (par exemple, le méthanol, l'éthanol et l'iso-propanol), les cétones (par exemple la diméthylcétone et la méthyl isobutyl cétone), les esters (par exemple l'acétate de n-butyle) et les éthers (par exemple le méthyl tertiobutyl éther).The expression "polar liquids" is taken here in the sense accepted by those skilled in the art, that is to say to designate liquids having a certain affinity for water, the most common of which are alcohols (for example, methanol, ethanol and isopropanol), ketones (e.g. dimethyl ketone and methyl isobutyl ketone), esters (e.g. n-butyl acetate) and ethers (e.g. methyl tert-butyl ether ).
La méthode la plus utilisée pour combattre les feux de solvants polaires consiste à incorporer à l'un ou l'autre des deux types d'émulseurs décrits ci-dessus un polymère hydrophile à haut poids moléculaire; on utilise généralement un polysaccharide à caractère thixotrope et alcoophobe. On obtient alors un émulseur polyvalent, c'est-à-dire utilisable à la fois sur les feux d'hydrocarbures et sur les feux de liquides polaires. Lors de l'extinction des feux de liquides polaires, le polysaccharide contenu dans la mousse précipite au contact du liquide polaire et forme une nappe gélatineuse protectrice qui isole la mousse contre l'action destructrice du liquide polaire. La mousse peut alors s'étaler sur la nappe gélatineuse et éteindre le feu. De tels émulseurs polyvalents sont décrits dans les brevets US 4 464 267, US 4 149 599, FR 2 206 958 et WO 92/15371.The most common method of fighting polar solvent fires is to incorporate a high molecular weight hydrophilic polymer into either of the two types of foam concentrates described above; a polysaccharide of thixotropic and alcoophobic character is generally used. A versatile foam concentrate is thus obtained, that is to say usable both on hydrocarbon fires and on polar liquid fires. When the polar liquid fires are extinguished, the polysaccharide contained in the foam precipitates on contact with the polar liquid and forms a protective gelatinous sheet which isolates the foam against the destructive action of the polar liquid. The foam can then spread over the gelatinous sheet and extinguish the fire. Such versatile emulsifiers are described in US Patents 4,464,267, US 4,149,599, FR 2,206,958 and WO 92/15371.
L'extinction des feux de liquides polaires à l'aide d'un émulseur polyvalent est d'autant plus efficace que la quantité de polysaccharide présente dans l'émulseur est importante. Mais en contrepartie, les polysaccharides en solution aqueuse étant des macromolécules viscosifiantes, ils augmentent considérablement la viscosité finale de l'émulseur, ce qui entraîne des problèmes de pompabilité dans les systèmes d'injection et de dilution, surtout avec le froid. Dans ces conditions, la majorité des émulseurs polyvalents contiennent la quantité nécessaire de polysaccharide pour pouvoir être dilués seulement à 6% sur les feux de solvants polaires. L'efficacité extinctrice de ces mêmes émulseurs polyvalents sur feux d'hydrocarbure dépendant des ingrédients autres que le polysaccharide, il existe des versions diluables à 3 % et d'autres diluables à 6 % sur feux d'hydrocarbures. On obtient alors des émulseurs polyvalents du type 6x6 (dilués à 6 % sur les feux d'hydrocarbures et à 6 % sur les feux de liquides polaires) et 3x6 (dilués à 3 % sur les feux d'hydrocarbures et à 6 % sur les feux de liquides polaires).The extinction of polar liquid fires using a versatile foam concentrate is all the more effective when the quantity of polysaccharide present in the foam concentrate is high. On the other hand, the polysaccharides in aqueous solution being viscosifying macromolecules, they considerably increase the final viscosity of the foam concentrate, which causes pumpability problems in the injection and dilution systems, especially with cold. Under these conditions, the majority of polyvalent emulsifiers contain the necessary quantity of polysaccharide for can be diluted only to 6% on polar solvent fires. The extinguishing efficiency of these same versatile foam concentrates on hydrocarbon fires depends on ingredients other than the polysaccharide, there are versions dilutable at 3% and others dilutable at 6% on hydrocarbon fires. Multipurpose foam concentrates of the 6x6 type (6% diluted on hydrocarbon fires and 6% on polar liquid fires) and 3x6 (diluted 3% on hydrocarbon fires and 6% on polar liquid fires).
Récemment, des émulseurs polyvalents 3x3 (diluables à 3 % à la fois sur les feux d'hydrocarbures et sur les feux de liquides polaires) ont été mis au point. L'avantage de ces émulseurs 3x3 par rapport aux émulseurs 6x6 est qu'il suffit pour une efficacité identique d'en stocker deux fois moins; par rapport aux émulseurs 3x6, ils présentent l'avantage de pouvoir être utilisés avec un seul et même système de mélange quelque soit le type d'incendies et de supprimer ainsi le risque d'erreur de dosage.Recently, multipurpose 3x3 foam concentrates (dilutable to 3% both on hydrocarbon fires and on polar liquid fires) have been developed. The advantage of these 3x3 foam concentrates compared to 6x6 foam concentrates is that it is sufficient for an identical efficiency to store them half as much; compared to 3x6 foam concentrates, they have the advantage of being able to be used with a single mixing system whatever the type of fire and thus eliminating the risk of dosage error.
L'amélioration de l'efficacité extinctrice sur les feux de liquides polaires et, par la même, la mise au point d'émulseurs 3x3 peut se faire selon deux voies.The improvement of the extinguishing efficiency on polar liquid fires and, by the same token, the development of 3x3 foam concentrates can be done in two ways.
Tout d'abord, il est possible de diminuer la viscosité du polysaccharide. Le brevet EP 595 772 décrit l'association d'un polysaccharide avec un polymère hydrophile anionique permettant de préparer des solutions de faible viscosité, ces solutions entrant dans la composition des émulseurs polyvalents 3x3. Le brevet EP 609 827 décrit l'association d'un polysaccharide et d'un alginate et indique qu'on peut réduire la viscosité d'un émulseur polyvalent 3x3 en contrôlant les proportions relatives du polysaccharide et de l'alginate; la viscosité peut également être réduite en contrôlant le ratio de la concentration des sels d'acide aryl ou alkylaryl sulfonique à la concentration des autres agents tensio-actifs hydrocarbonés. Cependant, même faiblement visqueux, le polysaccharide en solution aqueuse conduit à des émulseurs pseudoplastiques dont la viscosité varie avec le taux de cisaillement.First of all, it is possible to decrease the viscosity of the polysaccharide. Patent EP 595,772 describes the association of a polysaccharide with an anionic hydrophilic polymer making it possible to prepare low viscosity solutions, these solutions forming part of the composition of 3 × 3 polyvalent emulsifiers. Patent EP 609 827 describes the association of a polysaccharide and an alginate and indicates that the viscosity of a polyvalent 3 × 3 foam concentrate can be reduced by controlling the relative proportions of the polysaccharide and the alginate; viscosity can also be reduced by controlling the ratio of the concentration of aryl or alkylaryl sulfonic acid salts to the concentration of other hydrocarbon surfactants. However, even slightly viscous, the polysaccharide in aqueous solution leads to pseudoplastic emulsifiers whose viscosity varies with the shear rate.
Selon le brevet ES 2 040 176, le polysaccharide se trouve sous forme dispersée à l'aide de silice colloïdale hydrophobe et la quantité d'eau dans l'émulseur est minimisée de telle sorte que le polysaccharide, qui n'est soluble que dans l'eau, n'augmente pas la viscosité finale de l'émulseur. Dans ces conditions, le taux de polysaccharide peut être augmenté jusqu'à l'obtention d'un émulseur 1x1, diluable à seulement 1 % dans l'eau aussi bien sur feux d'hydrocarbures que sur feux de liquides polaires. Dans ce type d'émulseur où la quantité d'eau doit être la plus faible possible, le milieu dispersant est un solvant miscible à l'eau de la famille des glycols. Dans ces conditions, la nécessité de remplacer l'eau de dilution par une quantité équivalente de solvant conduit à des émulseurs ayant un prix de revient élevé.According to patent ES 2 040 176, the polysaccharide is in dispersed form using hydrophobic colloidal silica and the amount of water in the foam concentrate is minimized so that the polysaccharide, which is only soluble in l water, does not increase the final viscosity of the foam concentrate. Under these conditions, the polysaccharide level can be increased until a 1x1 foam concentrate is obtained, dilutable to only 1% in water, both on hydrocarbon fires and on fires of polar liquids. In this type of foam concentrate where the amount of water must be as low as possible, the dispersing medium is a water-miscible solvent of the glycol family. Under these conditions, the need to replace the dilution water with an equivalent quantity of solvent leads to emulsifiers having a high cost price.
Un autre moyen de réduire la viscosité consiste à diminuer le taux de polysaccharide dans l'émulseur. Cependant, pour maintenir les mêmes propriétés extinctrices de l'émulseur final, il est nécessaire d'augmenter l'efficacité du polysaccharide. Les brevets FR 2 636 334 et 2 637 506 décrivent la modification chimique des polysaccharides par greffage de groupements perfluoroalkyle sur les chaînes latérales hydrophiles du polysaccharide. La présence de radicaux perfluoroalkyle augmente le caractère alcoophobe du polysaccharide et améliore son efficacité à former un gel insoluble à la surface du solvant polaire; ceci permet de réduire la teneur en polysaccharide et donc la viscosité finale de l'émulseur. Cependant, cette réaction de greffage chimique nécessite un chauffage à 50-70°C pendant deux heures. Le brevet EP 524 138 concerne des émulseurs polyvalents associant un polysaccharide avec un co-télomère fluoré. Le co-télomère fluoré est obtenu par télomérisation radicalaire d'un télogène fluoré sur un mélange de monomères acryliques ou méthacryliques non fluorés. Dans ce cas également, l'association du co-télomère avec le polysaccharide renforce son efficacité et autorise l'incorporation de quantités plus faibles, donc l'obtention d'émulseurs polyvalents moins visqueux. Bien qu'ayant une viscosité réduite, ces émulseurs n'en conservent pas moins un caractère pseudoplastique dont la viscosité varie avec le taux de cisaillement.Another way to reduce viscosity is to decrease the level of polysaccharide in the foam concentrate. However, to maintain the same extinguishing properties of the final foam concentrate, it is necessary to increase the efficiency of the polysaccharide. The patents FR 2 636 334 and 2 637 506 describe the chemical modification of polysaccharides by grafting perfluoroalkyl groups on the hydrophilic side chains of the polysaccharide. The presence of perfluoroalkyl radicals increases the alcoophobic nature of the polysaccharide and improves its efficiency in forming an insoluble gel on the surface of the polar solvent; this makes it possible to reduce the polysaccharide content and therefore the final viscosity of the foam concentrate. However, this chemical grafting reaction requires heating at 50-70 ° C for two hours. Patent EP 524 138 relates to versatile emulsifiers combining a polysaccharide with a fluorinated co-telomer. The fluorinated co-telomer is obtained by radical telomerization of a fluorinated telogen on a mixture of non-fluorinated acrylic or methacrylic monomers. In this case also, the association of the co-telomer with the polysaccharide reinforces its effectiveness and allows the incorporation of lower quantities, therefore obtaining less versatile viscous emulsifiers. Although having a reduced viscosity, these emulsifiers nevertheless retain a pseudoplastic character, the viscosity of which varies with the shear rate.
Des émulseurs polyvalents ne contenant pas de polysaccharide sont décrits dans le brevet US 4 536 298. Dans ce cas, le polysaccharide est remplacé par un homopolymère cationique, soluble dans l'eau, de la famille des polyamines, polyamides et polyimines neutralisées par des acides carboxyliques polyfonctionnels; l'association des deux familles de produits conduit à une synergie qui renforce la résistance de la mousse extinctrice sur liquide polaire.Multipurpose emulsifiers containing no polysaccharide are described in US Pat. No. 4,536,298. In this case, the polysaccharide is replaced by a cationic, water-soluble homopolymer, from the family of polyamines, polyamides and polyimines neutralized by acids. polyfunctional carboxylic; the association of the two families of products leads to a synergy which reinforces the resistance of the extinguishing foam on polar liquid.
Le brevet US 4 563 287 décrit une composition extinctrice pour feux d'huile de cuisine, contenant un copolymère à haut poids moléculaire comportant des chaînes latérales perfluoroalkylées et des chaînes latérales hydrophiles; le taux de monomère hydrophile est suffisamment élevé pour rendre le copolymère soluble dans l'eau.US Patent 4,563,287 describes an extinguishing composition for cooking oil fires, containing a high molecular weight copolymer comprising perfluoroalkylated side chains and hydrophilic side chains; the hydrophilic monomer level is high enough to make the copolymer soluble in water.
Le brevet FR 2 438 484 décrit l'utilisation d'un copolymère préparé à partir d'un monomère hydrophile et d'un monomère à chaîne perfluorée. Pour être suffisamment soluble dans l'eau, le copolymère doit comprendre 1 à 10 motifs hydrophiles pour chaque motif à chaîne perfluorée.Patent FR 2 438 484 describes the use of a copolymer prepared from a hydrophilic monomer and from a perfluorinated chain monomer. To be sufficiently soluble in water, the copolymer must comprise 1 to 10 hydrophilic units for each unit with a perfluorinated chain.
La présente invention vise à s'affranchir de tous les problèmes liés à l'utilisation de polysaccharides et à préparer des émulseurs polyvalents contenant un copolymère à taux de fluor élevé de façon à augmenter les performances de l'émulseur sur les feux de liquides polaires.The present invention aims to overcome all the problems associated with the use of polysaccharides and to prepare versatile foam concentrates containing a copolymer with a high fluorine content so as to increase the performance of the foam concentrate on polar liquid fires.
Cependant, lorsque le taux de monomère fluoré est élevé, le copolymère devient globalement insoluble dans l'eau.However, when the level of fluorinated monomer is high, the copolymer becomes generally insoluble in water.
II a maintenant été trouvé que l'utilisation conjointe d'un agent dispersant tensio-actif hydrocarboné et d'un solvant organique miscible à l'eau permet de disperser de façon homogène dans la phase aqueuse un copolymère fluoré insoluble dans l'eau. On peut ainsi obtenir, sous forme de dispersion aqueuse stable et hydrodiluable, un émulseur comprenant un copolymère fluoré dont le rapport molaire du monomère fluoré au monomère hydrophile peut être compris entre 1 et 10.It has now been found that the joint use of a hydrocarbon surfactant dispersing agent and a water-miscible organic solvent makes it possible to homogeneously disperse in the aqueous phase a fluorinated copolymer insoluble in water. One can thus obtain, in the form of a stable and water-dilutable aqueous dispersion, an emulsifier comprising a fluorinated copolymer, the molar ratio of the fluorinated monomer to the hydrophilic monomer can be between 1 and 10.
L'invention a donc pour objet un émulseur anti-incendies polyvalent, ne contenant pas de polysaccharide, caractérisé en ce qu'il consiste en une dispersion aqueuse comprenant en poids :
- (a) de 0,5 à 10 % (de préférence 1 à 5 %) d'au moins un copolymère fluoré insoluble dans l'eau, préparé à partir d'au moins un monomère à chaîne latérale perfluorée, d'au moins un monomère à chaîne latérale hydrophile ionique ou ionisable et, éventuellement, d'un ou plusieurs monomères à chaîne latérale non-ionique ;
- (b) de 1 à 20 % (de préférence 2 à 15 %) d'au moins un agent tensio-actif hydrocarboné contenant un radical alkyle, linéaire ou ramifié, contenant de 5 à 18 atomes de carbone (de préférence 8 à 14) ;
- (c) de 0,5 à 10 % (de préférence 1 à 5 %) d'au moins un agent tensio-actif fluoré dont une solution aqueuse à 1 g/l possède une tension superficielle à 20°C inférieure à 25 mN/m, de préférence inférieure à 20 mN/m (plus particulièrement inférieure à 17 mN/m) ; et
- (d) de 5 à 50 % (de préférence 10 à 30 %) d'au moins un solvant organique miscible à l'eau.
- (a) from 0.5 to 10% (preferably 1 to 5%) of at least one water-insoluble fluorinated copolymer, prepared from at least one monomer with a perfluorinated side chain, from at least one monomer with an ionic or ionizable hydrophilic side chain and, optionally, with one or more monomers with a nonionic side chain;
- (b) from 1 to 20% (preferably 2 to 15%) of at least one hydrocarbon-based surfactant containing an alkyl radical, linear or branched, containing from 5 to 18 carbon atoms (preferably 8 to 14) ;
- (c) from 0.5 to 10% (preferably 1 to 5%) of at least one fluorinated surfactant, an aqueous solution of 1 g / l of which has a surface tension at 20 ° C of less than 25 mN / m, preferably less than 20 mN / m (more particularly less than 17 mN / m); and
- (d) from 5 to 50% (preferably 10 to 30%) of at least one organic solvent miscible with water.
Le copolymère fluoré (a) peut être représenté par la formule générale :
-[M1]x - [M2]y -[M3]z - (I)
dans laquelle
- M1 représente une ou plusieurs unités de monomères acryliques ou méthacryliques contenant un radical perfluoroalkyle, linéaire ou ramifié, contenant 2 à 20 atomes de carbone ;
- M2 représente une ou plusieurs unités de monomères acryliques, méthacryliques ou vinyliques à chaîne latérale hydrophile ionique ou ionisable ;
- M3 représente une ou plusieurs unités de monomères acryliques, méthacryliques ou vinyliques à chaîne latérale non-ionique (de préférence hydrophobe) ;
- x, y et z représentent les pourcentages massiques respectifs des unités M1, M2 et M3 réparties statistiquement dans le copolymère, x étant compris entre 50 et 95 (de préférence entre 72 et 90), y entre 1 et 25 (de préférence entre 8 et 18) et z entre 0 et 25 (de préférence entre 0 et 10), le rapport molaire de M1 à M2 étant compris entre 1 et 10, de préférence entre 1 et 3.
- [M 1 ] x - [M 2 ] y - [M 3 ] z - (I)
in which
- M 1 represents one or more units of acrylic or methacrylic monomers containing a perfluoroalkyl radical, linear or branched, containing 2 to 20 carbon atoms;
- M 2 represents one or more units of acrylic, methacrylic or vinyl monomers with an ionic or ionizable hydrophilic side chain;
- M 3 represents one or more units of acrylic, methacrylic or vinyl monomers with a nonionic side chain (preferably hydrophobic);
- x, y and z represent the respective mass percentages of the units M 1 , M 2 and M 3 distributed statistically in the copolymer, x being between 50 and 95 (preferably between 72 and 90), y between 1 and 25 (preferably between 8 and 18) and z between 0 and 25 (preferably between 0 and 10), the molar ratio of M 1 to M 2 being between 1 and 10, preferably between 1 and 3.
Les unités M1 sont préférentiellement celles de formule :
Rf (CH2)n - (X)p - (CH2)m-OH (III-a)
Rf (CH2)r (OCH2CH2)q-OH (III-b)
Rf - CH=CH - (CH2)m-OH (III-c)
dans lesquelles Rf a la même signification que ci-dessus, X représente un atome d'oxygène ou de soufre ou un groupe COO, SO2, CONR'-, -SO2NR'-, R' représentant un atome d'hydrogène ou un radical alkyle contenant 1 à 4 atomes de carbone, n représente un nombre entier allant de 0 à 20 (de préférence égal à 0 ou 2), n n'étant pas nul si X est un atome d'oxygène ou de soufre, p est égal à 0 ou 1, les symboles m, q et r, identiques ou différents, représentent chacun un nombre entier allant de 1 à 20 (de préférence égal à 2 ou 4). On utilise préférentiellement les acrylates ou méthacrylates des alcools fluorés de formule :
Rf - CH2CH2-OH (III-d)
The units M 1 are preferably those of formula:
R f (CH 2 ) n - (X) p - (CH 2 ) m -OH (III-a)
R f (CH 2 ) r (OCH 2 CH 2 ) q -OH (III-b)
R f - CH = CH - (CH 2 ) m -OH (III-c)
in which R f has the same meaning as above, X represents an oxygen or sulfur atom or a group COO, SO 2 , CONR'-, -SO 2 NR'-, R 'representing a hydrogen atom or an alkyl radical containing 1 to 4 carbon atoms, n represents an integer ranging from 0 to 20 (preferably equal to 0 or 2), n not being zero if X is an oxygen or sulfur atom, p is equal to 0 or 1, the symbols m, q and r, identical or different, each represent an integer ranging from 1 to 20 (preferably equal to 2 or 4). The acrylates or methacrylates of fluorinated alcohols of formula:
R f - CH 2 CH 2 -OH (III-d)
Les unités M2 sont préférentiellement choisies parmi les unités de monomères acryliques ou méthacryliques, éventuellement quaternisées, de formule générale :
Comme exemples non limitatifs de monomères conduisant aux unités M2 de formule (IV), on peut citer les acrylates et les méthacrylates des amino-alcools suivants : diméthylamino-2-éthanol, diéthylamino-2-éthanol, dipropylamino-2-éthanol, di-isobutylamino-2-éthanol, N-tertiobutylamino-2-éthanol, N-tertiobutyl-N-méthylamino-2-éthanol, morpholino-2-éthanol, N-méthyl-N-dodécylamino-2-éthanol, N-éthyl-N-(éthyl-2-hexyl)amino-2-éthanol, pipéridino-2-éthanol, (pyrrolidinyl-1)-2-éthanol, diéthylamino-3-propanol-1, diéthylamino-2-propanol-1, diméthylamino-1-propanol-2, diéthylamino-4-butanol-2.As nonlimiting examples of monomers leading to the M 2 units of formula (IV), mention may be made of the acrylates and methacrylates of the following amino alcohols: dimethylamino-2-ethanol, diethylamino-2-ethanol, dipropylamino-2-ethanol, di -isobutylamino-2-ethanol, N-tertiobutylamino-2-ethanol, N-tertiobutyl-N-methylamino-2-ethanol, morpholino-2-ethanol, N-methyl-N-dodecylamino-2-ethanol, N-ethyl-N - (ethyl-2-hexyl) amino-2-ethanol, piperidino-2-ethanol, (pyrrolidinyl-1) -2-ethanol, diethylamino-3-propanol-1, diethylamino-2-propanol-1, dimethylamino-1- propanol-2, diethylamino-4-butanol-2.
Comme autres exemples non limitatifs de monomères conduisant à des unités M2, on peut citer :
- l'acide acrylique ou méthacrylique et leurs sels de métaux alcalins ou d'ions ammonium quaternaire ;
- l'acrylamide et ses dérivés: N-méthyl acrylamide, N-éthylacrylamide, N,N-diméthylacrylamide, N,N-diéthylacrylamide, N-méthyl-N-éthylacrylamide, N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-(hydroxyméthyl)acrylamide, N-(3-hydroxypropyl)-acrylamide, N-(2-hydroxyéthyl)-acrylamide ;
- la N-vinylpyrrolidone-2 et ses dérivés: N-vinyl méthyl-3 pyrrolidone-2, N-vinyl méthyl-4 pyrrolidone-2, N-vinyl méthyl-5 pyrrolidone-2,
- le vinylacétamide.
- acrylic or methacrylic acid and their alkali metal or quaternary ammonium ion salts;
- acrylamide and its derivatives: N-methyl acrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-methyl-N-ethylacrylamide, N-propylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N- (hydroxymethyl) acrylamide , N- (3-hydroxypropyl) -acrylamide, N- (2-hydroxyethyl) -acrylamide;
- N-vinylpyrrolidone-2 and its derivatives: N-vinyl methyl-3 pyrrolidone-2, N-vinyl methyl-4 pyrrolidone-2, N-vinyl methyl-5 pyrrolidone-2,
- vinylacetamide.
Les unités M3 qui proviennent de monomères acryliques, méthacryliques ou vinyliques à chaîne latérale non ionique préférentiellement hydrophobes, sont avantageusement choisies parmi celles de formule générale :
Comme exemples non limitatifs de tels monomères, on peut citer :
- les ester vinyliques tels que l'acétate de vinyle, le propionate de vinyle, l'isobutyrate de vinyle, l'isodécanoate de vinyle, le stéarate de vinyle;
- les éthers alkyl vinyliques, tels que le cétylvinyléther, le dodécylvinyl éther, l'isobutylvinyl éther, l'éthylvinyléther;
- les acrylates et méthacrylates d'allyle, de méthyle, d'éthyle, de butyle, d'isobutyle, d'hexyle, d'heptyle, d'éthyl-2-hexyle, de cyclohexyle, de lauryle, de stéaryle, de méthoxy-2-éthyle, d'hydroxy-2-éthyle ou d'hydroxy-2-propyle.
- vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl isobutyrate, vinyl isodecanoate, vinyl stearate;
- alkyl vinyl ethers, such as cetylvinyl ether, dodecylvinyl ether, isobutylvinyl ether, ethylvinyl ether;
- allyl, methyl, ethyl, butyl, isobutyl, hexyl, heptyl, ethyl-2-hexyl, cyclohexyl, lauryl, stearyl, methoxy acrylates and methacrylates 2-ethyl, hydroxy-2-ethyl or hydroxy-2-propyl.
Le copolymère (a) peut être préparé par toute méthode connue de copolymérisation radicalaire des monomères, préférentiellement en solution dans un solvant inerte ou un mélange de solvants inertes. Le solvant de synthèse peut être miscible ou non miscible à l'eau. Au moment de la préparation de l'émulseur, il est nécessaire que le copolymère (a) soit en solution dans un solvant miscible à l'eau. Dans le cas où le solvant de synthèse du copolymère est non miscible à l'eau, il convient de le remplacer par un solvant organique miscible à l'eau dans lequel le copolymère (a) est soluble. Le solvant du copolymère (a) peut éventuellement être le constituant (d).The copolymer (a) can be prepared by any known method of radical copolymerization of the monomers, preferably in solution in an inert solvent or a mixture of inert solvents. The synthetic solvent can be miscible or immiscible with water. When preparing the foam concentrate, the copolymer (a) must be in solution in a water-miscible solvent. In the case where the synthesis solvent of the copolymer is immiscible with water, it should be replaced by an organic solvent miscible with water in which the copolymer (a) is soluble. The solvent for the copolymer (a) may optionally be the constituent (d).
L'agent tensio-actif hydrocarboné (b) permet, en combinaison avec le solvant (d), d'obtenir une dispersion stable du copolymère (a); ayant un effet moussant, il permet aussi d'améliorer le foisonnement de l'émulseur.The hydrocarbon surfactant (b) makes it possible, in combination with the solvent (d), to obtain a stable dispersion of the copolymer (a); having a foaming effect, it also makes it possible to improve the expansion of the foam concentrate.
Les agents tensio-actifs hydrocarbonés utilisables dans l'émulseur peuvent être de nature anionique, cationique, non-ionique ou amphotère. A titre non limitatif, on peut citer les composés des formules suivantes :
RH-CONH-CH2CH2-NH-CH2CH2OCH2CH2COOM (VI-d)
H(C6H10O5)s-ORH (VI-j)
RH-(OCH2CH2)t-OH (VI-k)
RH-SO3M (VI-m)
RH-OSO3M (VI-n)
RH-(OCH2CH2)t'-OSO3M (VI-q)
RH-COOM (VI-s)
RH-CON(CH3)CH2COOM (VI-t)
dans lesquelles RH désigne un radical alkyle, linéaire ou ramifié, contenant de 5 à 18 atomes de carbone (de préférence 8 à 14), M représente un équivalent d'ion métallique alcalin, alcalino-terreux ou ammonium quaternaire, s est un nombre entier allant de 1 à 6 (de préférence égal à 1 ou 2), t un nombre entier allant de 6 à 20 (de préférence 8 à 16), t' un nombre entier allant de 1 à 6 (de préférence de 2 à 4).The hydrocarbon-based surfactants which can be used in the emulsifier may be of anionic, cationic, nonionic or amphoteric nature. Non-limiting examples that may be mentioned include the compounds of the following formulas:
R H -CONH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 COOM (VI-d)
H (C 6 H 10 O 5 ) s -OR H (VI-j)
R H - (OCH 2 CH 2 ) t -OH (VI-k)
R H -SO 3 M (VI-m)
R H -OSO 3 M (VI-n)
R H - (OCH 2 CH 2 ) t ' -OSO 3 M (VI-q)
R H -COOM (VI-s)
R H -CON (CH 3 ) CH 2 COOM (VI-t)
in which R H denotes an alkyl radical, linear or branched, containing from 5 to 18 carbon atoms (preferably 8 to 14), M represents an equivalent of alkali metal ion, alkaline earth metal or quaternary ammonium, s is a number integer ranging from 1 to 6 (preferably equal to 1 or 2), t an integer ranging from 6 to 20 (preferably 8 to 16), t 'an integer ranging from 1 to 6 (preferably 2 to 4 ).
Le ou les agents tensio-actifs fluorés (c) à utiliser selon l'invention peuvent être choisis, à titre non limitatif, parmi les composés de formules :
RF - (CH2)u' - S - (CH2)v - CONH - C(CH3)2 -CH2SO3Na (VII-g)
R F - (CH 2 ) u ' - S - (CH 2 ) v - CONH - C (CH 3 ) 2 -CH 2 SO 3 Na (VII-g)
Comme exemples d'agents tensio-actifs fluorés (c), on peut mentionner plus particulièrement les composés suivants:
Le solvant organique miscible à l'eau (d) doit être inerte et bon solvant du copolymère (a). Il peut s'agir d'un solvant unique miscible à l'eau ou bien d'un mélange de plusieurs solvants ; dans ce cas, le mélange doit être globalement miscible à l'eau, même s'il contient un ou plusieurs solvants non miscibles à l'eau. Comme exemples non limitatifs, on peut mentionner les monoalkyléthers de mono- ou di-éthylène (ou propylène) glycol, des cétones comme l'acétone, la méthyl éthylcétone ou la méthyl isobutylcétone, des alcools comme le méthanol, l'éthanol, l'isopropanol ou le tertiobutanol, la N-méthylpyrrolidone, la γ-butyrolactone, le DMSO. Certains éthers de glycol, comme le n-butyl diglycol, ou l'éther tertiobutylique du propylène glycol, possèdent en plus un bon pouvoir stabilisateur de mousse et ils augmentent le foisonnement de l'émulseur. Il est donc recommandé de les utiliser en mélange avec les solvants décrits ci-dessus. Il en est de même pour le pouvoir antigel bien connu de l'éthylène glycol, ce dernier solvant pouvant être alors utilisé en combinaison avec un ou plusieurs autres solvants.The water-miscible organic solvent (d) must be inert and a good solvent for the copolymer (a). It can be a single solvent miscible with water or a mixture of several solvents; in this case, the mixture must be generally miscible with water, even if it contains one or more solvents immiscible with water. As nonlimiting examples, mention may be made of monoalkyl ethers of mono- or di-ethylene (or propylene) glycol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or methyl isobutyl ketone, alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol or tertiobutanol, N-methylpyrrolidone, γ-butyrolactone, DMSO. Certain glycol ethers, such as n-butyl diglycol, or the tert-butyl ether of propylene glycol, also have good foam stabilizing power and they increase the expansion of the foam concentrate. It is therefore recommended to use them in admixture with the solvents described above. It is the same for the well-known antifreeze power of ethylene glycol, the latter solvent can then be used in combination with one or more other solvents.
En plus des constituants (a), (b), (c) et (d), l'émulseur peut également contenir divers additifs tels que :
- un agent antigel comme l'éthylène glycol ou le propylène glycol,
- un agent anticorrosion tel que le tolyltriazole ou le nitrite de sodium,
- un agent conservateur tel que le benzoate de sodium, le formaldéhyde, l'o-phénylphénol ou le dichlorophène,
- un stabilisateur de pH tel que l'ammoniaque, la diéthanolamine, la triéthanolamine.
- an antifreeze agent such as ethylene glycol or propylene glycol,
- an anticorrosion agent such as tolyltriazole or sodium nitrite,
- a preservative such as sodium benzoate, formaldehyde, o-phenylphenol or dichlorophene,
- a pH stabilizer such as ammonia, diethanolamine, triethanolamine.
Afin d'obtenir les performances optimales, l'émulseur selon l'invention est avantageusement stabilisé à un pH au moins égal à 4, de préférence compris entre 6 et 8.In order to obtain optimum performance, the foam concentrate according to the invention is advantageously stabilized at a pH at least equal to 4, preferably between 6 and 8.
La préparation de l'émulseur est réalisée par simple mélange des constituants (a), (b), (c), (d) et autres éventuellement à température ambiante ou en chauffant à une température modérée et sous agitation . L'émulseur est ensuite dilué à l'eau de ville ou à l'eau de mer à raison de 0,5 à 6 parties en volume, de préférence 1 à 3 parties en volume pour 100 parties en volume au total. La composition extinctrice résultante est utilisée pour combattre les feux d'hydrocarbures et de liquides polaires.The preparation of the foam concentrate is carried out by simple mixing of the constituents (a), (b), (c), (d) and others optionally at room temperature or by heating to a moderate temperature and with stirring. The foam concentrate is then diluted with tap water or sea water at a rate of 0.5 to 6 parts by volume, preferably 1 to 3 parts by volume per 100 parts by volume in total. The resulting extinguishing composition is used to fight fires of hydrocarbons and polar liquids.
Les performances des émulseurs selon l'invention peuvent être évaluées au moyen des tests suivants :The performance of the foam concentrates according to the invention can be evaluated by means of the following tests:
Le foisonnement (ou taux d'expansion) est le rapport du volume de mousse produit à partir d'une solution aqueuse à 3 % d'émulseur au volume de liquide initial. Pour déterminer le foisonnement, on introduit dans une éprouvette de 1 litre 100 ml de solution aqueuse à 3 % d'émulseur, puis la solution est battue pendant une minute au rythme d'un battement par seconde à l'aide d'un piston circulaire perforé (30 trous de 5 mm de diamètre représentant 25 % de la surface) et fixé en son centre à une tige métallique.The overrun (or expansion rate) is the ratio of the volume of foam produced from a 3% aqueous solution of foam concentrate to the volume of initial liquid. To determine the overrun, 100 ml of 3% aqueous emulsifier solution is introduced into a 1 liter test tube, then the solution is beaten for one minute at the rate of one beat per second using a circular piston perforated (30 holes of 5 mm in diameter representing 25% of the surface) and fixed in its center to a metal rod.
Ce test qui indique la vitesse de formation du film aqueux sur la surface des hydrocarbures est réalisé en versant 50 ml d'hydrocarbure dans une boite de Pétri (diamètre : 11,8 cm) dont la face extérieure est peinte en noir afin de pouvoir observer le film. Lorsque la surface de l'hydrocarbure est immobile, on dépose à l'aide d'une micro pipette 0,5 ml d'une solution aqueuse à 3 % d'émulseur. La solution doit être déposée goutte à goutte en partant du centre et en effectuant un mouvement excentrique. Le chronomètre est déclenché au moment du dépôt de la première goutte et arrêté lorsque le film a recouvert toute la surface de l'hydrocarbure. On note le temps. Si le recouvrement total n'est pas obtenu en moins d'une minute, on note le pourcentage de surface recouverte après une minute.This test which indicates the speed of formation of the aqueous film on the surface of the hydrocarbons is carried out by pouring 50 ml of hydrocarbon into a Petri dish (diameter: 11.8 cm) whose outer face is painted black in order to be able to observe the film. When the surface of the hydrocarbon is stationary, 0.5 ml of a 3% aqueous solution of emulsifier is deposited using a micro pipette. The solution should be applied dropwise starting from the center and making an eccentric movement. The stopwatch is started when the first drop is deposited and stopped when the film has covered the entire surface of the hydrocarbon. We note the time. If the total recovery is not obtained in less than a minute, the percentage of surface covered after one minute is noted.
On dispose d'une balance automatique reliée à un enregistreur. On verse dans un cristallisoir de 9,8 cm de diamètre posé sur le plateau de la balance 50 ml de solvant polaire (acétone). D'autre part, on dilue l'émulseur à 3 % dans l'eau de ville et on produit la mousse à l'aide d'un batteur électrique pendant 2 minutes. Environ 18 g de mousse sont déposés sur le solvant polaire. On remet la balance à zéro et on note la perte de poids, due à l'évaporation, du liquide polaire en fonction du temps. Les résultats s'expriment en mg/min.There is an automatic balance connected to a recorder. Poured into a crystallizer 9.8 cm in diameter placed on the scale pan 50 ml of polar solvent (acetone). On the other hand, the foam concentrate is diluted to 3% in tap water and the foam is produced using an electric mixer for 2 minutes. About 18 g of foam are deposited on the polar solvent. The balance is reset to zero and the weight loss due to evaporation of the polar liquid is noted as a function of time. The results are expressed in mg / min.
Les émulseurs les plus performants pour donner une mousse étanche aux vapeurs de liquide polaire sont ceux dont l'évaporation en mg/min est la plus faibleThe most efficient foam concentrates to give a foam which is impermeable to polar liquid vapors are those with the lowest evaporation in mg / min.
On réalise également des tests dans des conditions plus sévères sur feux de liquide polaire. Dans ce cas, la procédure est identique mais on enflamme le liquide polaire et on le laisse brûler pendant 90 secondes avant de déverser la mousse pour l'éteindre. La quantité de liquide polaire utilisée est de 150 ml et on verse environ 50 g de mousse.Tests are also carried out under more severe conditions on polar liquid fires. In this case, the procedure is identical but the polar liquid is ignited and allowed to burn for 90 seconds before pouring the foam to extinguish it. The amount of polar liquid used is 150 ml and about 50 g of foam are poured.
La vitesse d'évaporation de l'acétone doit être inférieure à 85 mg/min pour le test à froid et inférieure à 150 mg/min pour le test sur feu.The acetone evaporation rate should be less than 85 mg / min for the cold test and less than 150 mg / min for the fire test.
Dans les exemples suivants qui illustrent l'invention sans la limiter, les pourcentages indiqués sont exprimés en poids et les principaux constituants utilisés sont désignés, pour simplifier, par les abréviations suivantes :In the following examples which illustrate the invention without limiting it, the percentages indicated are expressed by weight and the main constituents used are designated, for simplicity, by the following abbreviations:
M 1a = mélange d'acrylates fluorés de formule :
CH2 = CH - COO - C2H4 - (CF2)n CF3
ayant la composition pondérale suivante:
M 1b = mélange d'acrylates fluorés de formule :
CH2 = CH - COO - C2H4 - N(CH3) - SO2 - C2H4 - (CF2)n CF3
ayant la composition pondérale suivante :
M 2a = méthacrylate de N,N-diméthylaminoéthyle:
CH2 = C(CH3) - COO - C2H4 - N(CH3)2
M 2b = méthacrylate de N-tertiobutylaminoéthyle :
CH2 = C(CH3) - COO - C2H4 - NH - C(CH3)3
M 3a = méthacrylate de l'éthylène glycol :
CH2 = C(CH3) - COO - C2H4 - OH
M 3b = acétate de vinyle :
CH2 = CH - OCO - CH3
B 1 = alkyl (C12 et C14)-amidopropylbétaïne de formule :
Alkyl - CONH - CH2CH2CH2 - N⊕ (CH3)2CH2COO⊖
commercialisé en solution aqueuse à 30 % sous la dénomination Amphotensid B4 par la société ZSCHIMMER & SCHWARTZ.
B 2 = N-lauryl-β-iminodipropionate de formule :
B 3 = alkyl (C8 et C10)-amidoétherpropionate de formule :
Alkyl - CONH - CH2CH2 - NH - CH2CH2OCH2CH2COONa
commercialisé en solution aqueuse à 50% sous la dénomination Rewoteric AMVSF par la société REWO.
B 4 = alkyl (C8 et C10)-glucoside commercialisé en solution aqueuse à 60 % sous la dénomination Triton CG-110 par la société UNION CARBIDE.
B 5 = alkyl (C12 et C14) N-hydroxyéthylimidazoline de formule :
B 6 = octyl sulfate de sodium commercialisé en solution aqueuse à 42 % sous la dénomination Texapon 842 par la société HENKEL.
B 7 = lauryl éther sulfate de formule :
C12H25 - (OCH2CH2)2 - OSO3Na
commercialisé en solution aqueuse à 30% sous la dénomination Neopon LOS par la société WITCO.
B 8 = lauroyl sarcosinate de sodium commercialisé en solution aqueuse à 30 % sous la référence GM 9011 par la société ZSCHIMMER & SCHWARTZ.
B 9 = alkyl (radical coprah) oxyde d'amine de formule :
B 10 = sel d'alkyl (radical coprah) ammonium quaternaire de formule :
alkyl - N⊕(CH3)3 Cl⊖
commercialisé en solution aqueuse à 50 % sous la dénomination Noramium MC 50 par la société CECA
B 11 = sel d'alkyl (radical coprah) ammonium quaternaire de formule :
Alkyl - N⊕(CH3)(CH2CH2OH)2Cl⊖
commercialisé en solution aqueuse à 50 % sous la dénomination Noxamium MS 2-50 par la société CECA
B 12 = lauryl diméthyl amine oxyde :
C 1 = oxyde d'amine fluorée de formule :
C 2 = bétaïne fluorée de formule :
C6F13 - CH2CH2 - SO2NH - CH2CH2CH2 - ⊕N(CH3)2CH2COO-
commercialisée par la Demanderesse sous forme de solution hydroalcoolique à 27 %.
C 3 = mélange de bétaïnes fluorées de formule :
CnF2n+1 - CH2CH2 - SO2NH - CH2CH2CH2 - ⊕N(CH3)2CH2COO⊖
ayant la composition pondérale suivante : M 1a = mixture of fluorinated acrylates of formula:
CH 2 = CH - COO - C 2 H 4 - (CF 2 ) n CF 3
having the following weight composition:
M 1b = mixture of fluorinated acrylates of formula:
CH 2 = CH - COO - C 2 H 4 - N (CH 3 ) - SO 2 - C 2 H 4 - (CF 2 ) n CF 3
having the following weight composition:
M 2a = N, N-dimethylaminoethyl methacrylate:
CH 2 = C (CH 3 ) - COO - C 2 H 4 - N (CH 3 ) 2
M 2b = N-tert-butylaminoethyl methacrylate:
CH 2 = C (CH 3 ) - COO - C 2 H 4 - NH - C (CH 3 ) 3
M 3a = ethylene glycol methacrylate:
CH 2 = C (CH 3 ) - COO - C 2 H 4 - OH
M 3b = vinyl acetate:
CH 2 = CH - OCO - CH 3
B 1 = (C 12 and C 14 ) -amidopropylbetaine alkyl of formula:
Alkyl - CONH - CH 2 CH 2 CH 2 - N ⊕ (CH 3 ) 2 CH 2 COO ⊖
sold in 30% aqueous solution under the name Amphotensid B4 by the company ZSCHIMMER & SCHWARTZ.
B 2 = N-lauryl-β-iminodipropionate of formula:
B 3 = (C 8 and C 10 ) alkylamidoetherpropionate of formula:
Alkyl - CONH - CH 2 CH 2 - NH - CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 COONa
marketed in 50% aqueous solution under the name Rewoteric AMVSF by the company REWO.
B 4 = (C 8 and C 10 ) alkyl glucoside sold in a 60% aqueous solution under the name Triton CG-110 by the company UNION CARBIDE.
B 5 = (C 12 and C 14 ) N-hydroxyethylimidazoline alkyl of formula:
B 6 = sodium octyl sulfate sold in 42% aqueous solution under the name Texapon 842 by the company HENKEL.
B 7 = lauryl ether sulfate of formula:
C 12 H 25 - (OCH 2 CH 2 ) 2 - OSO 3 Na
sold in 30% aqueous solution under the name Neopon LOS by the company WITCO.
B 8 = sodium lauroyl sarcosinate sold in a 30% aqueous solution under the reference GM 9011 by the company ZSCHIMMER & SCHWARTZ.
B 9 = alkyl (copra radical) amine oxide of formula:
B 10 = alkyl salt (copra radical) quaternary ammonium of formula:
alkyl - N ⊕ (CH 3 ) 3 Cl ⊖
sold in 50% aqueous solution under the name Noramium MC 50 by the company CECA
B 11 = alkyl salt (copra radical) quaternary ammonium of formula:
Alkyl - N ⊕ (CH 3 ) (CH 2 CH 2 OH) 2 Cl ⊖
sold in 50% aqueous solution under the name Noxamium MS 2-50 by the company CECA
B 12 = lauryl dimethyl amine oxide:
C 1 = fluorinated amine oxide of formula:
C 2 = fluorinated betaine of formula:
C 6 F 13 - CH 2 CH 2 - SO 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - ⊕ N (CH 3 ) 2 CH 2 COO -
marketed by the Applicant in the form of a 27% hydroalcoholic solution.
C 3 = mixture of fluorinated betaines of formula:
C n F 2n + 1 - CH 2 CH 2 - SO 2 NH - CH 2 CH 2 CH 2 - ⊕ N (CH 3 ) 2 CH 2 COO ⊖
having the following weight composition:
P1 désigne un copolymère fluoré obtenu par polymérisation radicalaire d'un mélange de monomères ayant la composition suivante :
Dans un réacteur de 500 ml équipé d'un agitateur, d'un thermomètre, d'un réfrigérant à reflux, d'une ampoule de coulée, d'une arrivée d'azote et d'un dispositif de chauffage, on charge 90 g de N-méthylpyrrolidone, 20 g d'acétone, 15 g de monomère M2a, 0,8 g d'acide 4,4'-azobis (cyano-4-pentanoïque) et 85 g de monomère M1a. On chauffe à 85°C sous atmosphère d'azote pendant 6 heures, puis on ajoute 8 g d'acide acétique dans 150 g d'eau. On maintient encore une heure à 75°C, puis on refroidit jusqu'à température ambiante. On obtient ainsi le copolymère P1 en solution à 27,9 % d'extrait sec.90 g are loaded into a 500 ml reactor equipped with an agitator, a thermometer, a reflux condenser, a dropping funnel, a nitrogen inlet and a heating device. of N-methylpyrrolidone, 20 g of acetone, 15 g of monomer M 2a , 0.8 g of 4,4'-azobis (cyano-4-pentanoic acid) and 85 g of monomer M 1a . The mixture is heated to 85 ° C. under a nitrogen atmosphere for 6 hours, then 8 g of acetic acid in 150 g of water are added. It is kept for another hour at 75 ° C., then cooled to room temperature. The copolymer P 1 is thus obtained in solution with 27.9% of dry extract.
On mélange à température ambiante et sous agitation modérée les quantités adéquates de copolymère P1 et des autres constituants, puis on ajuste à pH 7 par addition de diéthanolamine. On obtient ainsi un émulseur selon l'invention dont les teneurs en matières actives sont les suivantes :
Cet émulseur anti-incendies polyvalent possède les caractéristiques suivantes :
- Indice de réfraction (20°C) : 1,369
- Viscosité (20°C - 10,8 s-1) : 8,8mPa.s
- Tension superficielle (3 % eau de ville) : 18,6mN/m
- Tension interfaciale (3 % eau de ville/cyclohexane) : 3,5 mN/m
- Coefficient d'étalement sur cyclohexane : + 3,2 mN/m
- Refractive index (20 ° C): 1.369
- Viscosity (20 ° C - 10.8 s -1 ): 8.8 mPa.s
- Surface tension (3% city water): 18.6mN / m
- Interface tension (3% city water / cyclohexane): 3.5 mN / m
- Spreading coefficient on cyclohexane: + 3.2 mN / m
Soumis aux tests décrits précédemment, cet émulseur conduit aux performances suivantes :
- Foisonnement : 7,5
- Etalement sur cyclohexane : 38 secondes
- Test d'étanchéité à l'acétone - test à froid : 42mg/min
- Test d'étanchéité à l'acétone - test sur feu : 86mg/min
- Spread: 7.5
- Spreading on cyclohexane: 38 seconds
- Acetone tightness test - cold test: 42mg / min
- Acetone tightness test - fire test: 86 mg / min
P2 désigne un copolymère fluoré obtenu par polymérisation radicalaire d'un mélange de monomères ayant la composition suivante :
On procède comme pour la synthèse de P1, mais après l'addition des 15 g de monomère M2a, on ajoute 9 g de monomère M3b et ensuite 76 g de monomère M1a. On obtient ainsi le copolymère P2 en solution à 27,9 % d'extrait sec.The procedure is as for the synthesis of P 1 , but after the addition of the 15 g of monomer M 2a , 9 g of monomer M 3b are added and then 76 g of monomer M 1a . The copolymer P 2 is thus obtained in solution with 27.9% of dry extract.
On mélange à température ambiante et sous agitation modérée les quantités adéquates de copolymère P2 et des autres constituants, puis on ajuste à pH 7 par addition de diéthanolamine. On obtient un émulseur selon l'invention dont les teneurs en matières actives sont les suivantes :The appropriate quantities of copolymer P 2 and the other constituents are mixed at ambient temperature and with moderate stirring, then the mixture is adjusted to pH 7 by addition of diethanolamine. An emulsifier according to the invention is obtained, the contents of active materials of which are as follows:
Cet émulseur anti-incendies polyvalent possède les caractéristiques suivantes :
- Indice de réfraction (20°C) : 1,370
- Viscosité (20°C - 10,8 s-1) : 7,4mPa.s
- Tension superficielle (3 % eau de ville) : 18,3mN/m
- Tension interfaciale (3 % eau de ville/cyclohexane) : 1,2 mN/m
- Coefficient d'étalement sur cyclohexane : + 5,8 mN/m
- Refractive index (20 ° C): 1,370
- Viscosity (20 ° C - 10.8 s -1 ): 7.4mPa.s
- Surface tension (3% city water): 18.3mN / m
- Interface tension (3% city water / cyclohexane): 1.2 mN / m
- Spread coefficient on cyclohexane: + 5.8 mN / m
Soumis aux tests décrits précédemment, cet émulseur conduit aux performances suivantes :
- Foisonnement: 5
- Etalement sur cyclohexane : 8 secondes
- Etalement sur mélange cyclohexane/n-heptane (75 %/25 %) : 12 s
- Etalement sur mélange cyclohexane/n-heptane (50 %/50 %) : 19 s
- Test d'étanchéité à l'acétone - test à froid : 31 mg/min
- Test d'étanchéité à l'acétone - test sur feu : 61 mg/min
- Spread: 5
- Spreading on cyclohexane: 8 seconds
- Spread on cyclohexane / n-heptane mixture (75% / 25%): 12 s
- Spread on cyclohexane / n-heptane mixture (50% / 50%): 19 s
- Acetone tightness test - cold test: 31 mg / min
- Acetone tightness test - fire test: 61 mg / min
En procédant comme à l'exemple 2-a, on a synthétisé d'autres copolymères fluorés selon l'invention P3 à P6 dont la composition est résumée dans le tableau suivant :
En opérant comme aux exemples 1b et 2b, on a ensuite préparé une série d'émulseurs anti-incendies polyvalents dont les constituants (nature et teneur dans l'émulseur) sont indiqués dans le tableau suivant; les teneurs des ingrédients sont exprimées en pourcentage massique de matières actives. Les émulseurs sont complétés jusqu'à 100 % par addition d'eau.By operating as in Examples 1b and 2b, a series of versatile fire-fighting foam concentrates was prepared, the constituents of which (nature and content in the foam concentrate) are shown in the following table; the contents of the ingredients are expressed as a percentage by mass of active ingredients. The foam concentrates are completed up to 100% by addition of water.
Soumis aux tests décrits précédemment, ces émulseurs conduisent aux performances suivantes :
On prépare un émulseur en procédant comme à l'exemple 3 mais on supprime le copolymère P2 que l'on remplace pas une quantité équivalente d'eau (exemple 24).An emulsifier is prepared by proceeding as in Example 3 but the copolymer P 2 is removed which does not replace an equivalent amount of water (Example 24).
D'autre part, on procède comme à l'exemple 1-b mais on supprime le tensio-actif fluoré C2 que l'on remplace par une quantité équivalente d'eau (exemple 25).On the other hand, the procedure is as in Example 1-b but the fluorinated surfactant C 2 is removed, which is replaced by an equivalent amount of water (Example 25).
Soumis aux tests décrits précédemment, ces émulseurs conduisent aux performances suivantes :Subjected to the tests described above, these foam concentrates lead to the following performances:
L'absence de copolymère fluoré dans l'émulseur de l'exemple 24 ne permet pas d'obtenir une mousse stable sur solvant polaire; celle-ci disparaît immédiatement et la vitesse d'évaporation de l'acétone est très élevée. L'absence de tensio-actif fluoré dans l'émulseur de l'exemple 25 ne permet pas d'obtenir la formation du film aqueux sur cyclohexane. Ces deux émulseurs ne sont pas polyvalents.The absence of fluorinated copolymer in the foam concentrate of Example 24 does not make it possible to obtain a stable foam on polar solvent; it disappears immediately and the acetone evaporation rate is very high. The absence of fluorinated surfactant in the foam concentrate of Example 25 does not make it possible to obtain the formation of the aqueous film on cyclohexane. These two foam concentrates are not versatile.
On réalise une série d'essais d'extinction selon la norme NF S 60225 - Essai de référence sur foyer d'acétone de 0,25 m2. Le taux de dilution est de 3 % en eau de ville. Les résultats des essais d'extinction sont reportés dans le tableau suivant:
Claims (14)
-[M1]x - [M2]y-[M3]z - (I)
dans laquelle
- [M 1 ] x - [M 2 ] y - [M 3 ] z - (I)
in which
RH-CONH-CH2CH2-NH-CH2CH2OCH2CH2COOM (VI-d)
H(C6H10O5)s-ORH (VI-j)
RH-(OCH2CH2)t-OH (VI-k)
RH-SO3M (VI-m)
RH-OSO3M (VI-n)
RH-(OCH2CH2)t'-OSO3M (VI-q)
RH-COOM (VI-s)
RH-CON(CH3)CH2COOM (VI-t)
dans lesquelles RH désigne un radical alkyle, linéaire ou ramifié, contenant de 5 à 18 atomes de carbone (de préférence 8 à 14), M représente un équivalent d'ion métallique alcalin, alcalino-terreux ou ammonium quaternaire, s est un nombre entier allant de 1 à 6 (de préférence égal à 1 ou 2), t un nombre entier allant de 6 à 20 (de préférence 8 à 16) et t' un nombre entier allant de 1 à 6 (de préférence 2 à 4).Emulsifier according to one of claims 1 to 7 in which the hydrocarbon-based surfactant (s) are chosen from the compounds of formula:
R H -CONH-CH 2 CH 2 -NH-CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 COOM (VI-d)
H (C 6 H 10 O 5 ) s -OR H (VI-j)
R H - (OCH 2 CH 2 ) t -OH (VI-k)
R H -SO 3 M (VI-m)
R H -OSO 3 M (VI-n)
R H - (OCH 2 CH 2 ) t ' -OSO 3 M (VI-q)
R H -COOM (VI-s)
R H -CON (CH 3 ) CH 2 COOM (VI-t)
in which R H denotes an alkyl radical, linear or branched, containing from 5 to 18 carbon atoms (preferably 8 to 14), M represents an equivalent of alkali metal ion, alkaline earth metal or quaternary ammonium, s is a number integer ranging from 1 to 6 (preferably equal to 1 or 2), t an integer ranging from 6 to 20 (preferably 8 to 16) and t 'an integer ranging from 1 to 6 (preferably 2 to 4) .
RF - (CH2)u' - S - (CH2)v - CONH - C(CH3)2 -CH2SO3Na (Vll-g)
R F - (CH 2 ) u ' - S - (CH 2 ) v - CONH - C (CH 3 ) 2 -CH 2 SO 3 Na (Vll-g)
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