EP0828537A1 - Composition moussante et son utilisation comme emulseur anti-incendie - Google Patents

Composition moussante et son utilisation comme emulseur anti-incendie

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EP0828537A1
EP0828537A1 EP96920875A EP96920875A EP0828537A1 EP 0828537 A1 EP0828537 A1 EP 0828537A1 EP 96920875 A EP96920875 A EP 96920875A EP 96920875 A EP96920875 A EP 96920875A EP 0828537 A1 EP0828537 A1 EP 0828537A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
foaming composition
composition according
formula
weight
hemisulfosuccinate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96920875A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Michel Barbarin
Alain Milius
Maryse Carrausse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe dExploitation de Produits pour les Industries Chimiques SEPPIC SA
Original Assignee
Societe dExploitation de Produits pour les Industries Chimiques SEPPIC SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe dExploitation de Produits pour les Industries Chimiques SEPPIC SA filed Critical Societe dExploitation de Produits pour les Industries Chimiques SEPPIC SA
Publication of EP0828537A1 publication Critical patent/EP0828537A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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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

  • Foaming composition and its use as a fire-fighting foam concentrate are provided.
  • the present invention relates to foaming compositions comprising fluorinated surfactants, these compositions being useful as fire-fighting emulsifiers. It is well known to use foaming or foaming compositions based on surfactants to extinguish fires of liquid solvents. These foam concentrates, known as fire-fighting foam concentrates, are generally sprayed onto the fire in the form of a foam obtained by mixing them under pressure with water. A particular class of fire-fighting foam concentrates is known under the designation of AFFF, for "Aqueous Film-Forming Foam” or "Agent Forming a Floating Film”. AFFF compositions make it possible to quickly extinguish fires caused by hydrocarbon liquids.
  • AFFF foam concentrates contain fluorinated surfactants which have a very low surface tension value.
  • these surfactants make it possible to produce a foam which, by decantation, forms an aqueous film floating above the surface of the hydrocarbon. This aqueous film makes it possible to extinguish the fire and to avoid a possible re-ignition of the hydrocarbon.
  • AFFF type foam concentrates if they are effective for extinguishing fires caused by hydrocarbon liquids, are not effective for fires caused by polar solvents, in particular alcohols, ketones and low molecular weight esters. . Indeed, with this type of polar solvents, the foams obtained from AFFF foam concentrates are dissolved and destroyed quickly.
  • polar solvents in particular alcohols, ketones and low molecular weight esters.
  • a particular class of foam concentrates has been developed to combat fires formed from such a polar solvent.
  • These emulsifiers comprise fluorinated surfactants and a water-soluble polymer which precipitates on contact with the polar solvent so as to form a protective layer between said polar solvent and the foam.
  • foam concentrates are known under the designation A4P, for "Agent Producing a Polyvalent Protective Film” or under the designation ARAFFF for "Alcohol Resistant Aqueous Film-Forming Foam". It is the designation ARAFFF which is used in the present specification.
  • ARAFFF type foam concentrates are effective both on fires caused by hydrocarbon solvents and polar solvents.
  • the AFFF and ARAFFF emulsifiers include, in addition to fluorinated surfactants, that is to say surfactants having a perfluoroalkyl residue, non-fluorinated surfactants.
  • the Applicant has however been able to observe that the surfactants of the alkylpolyglycoside type have the disadvantage of having to be combined with another third non-fluorinated surfactant in order to obtain a short expansion time of the foam concentrate.
  • the expansion time is the time necessary for the foam concentrate mixed with water to form the foam useful for extinguishing fires.
  • the present invention therefore relates to new foaming compositions useful as fire-fighting foam concentrates which overcome the drawbacks mentioned above.
  • the first object of the invention is foaming compositions comprising, in addition to a fluorinated surfactant, another non-fluorinated surfactant which does not need to be combined with a third non-fluorinated surfactant in order to obtain a time. of rapid proliferation.
  • it consists of a foaming composition which, while enabling excellent extinguishing power to be obtained, also allows a stable foam to be obtained for a long period of time once the fire extinguished.
  • the invention therefore relates to a foaming composition, characterized in that it comprises at least one fluorinated surfactant and at least one alkypolyglycoside hemisulfosuccinate of formula I:
  • R represents a linear or branched chain alkyl radical having from 6 to 18 carbon atoms
  • S represents the remainder of a sugar
  • - one of Rj or R 2 represents an SO3M group, the other being a d atom 'hydrogen
  • M represents an alkali metal, preferably sodium
  • x represents an integer between 1 and 10, preferably between 1 and 4.
  • the fluorinated surfactants used are those conventionally used in foaming compositions of fire-fighting foam type. More particularly, these fluorinated surfactants are anionic, cationic, nonionic or, more preferably, amphoteric fluorinated surfactants.
  • Preferred amphoteric fluorosurfactants consist of fluorinated betaines of formula (II):
  • Rf is a perfluoroalkyl radical, linear or branched, comprising from 4 to 18 carbon atoms, preferably from 6 to 16 carbon atoms
  • X denotes a group CO or S0 2 , preferably a group S0 2
  • Rg represents a hydrogen atom or a methyl or ethyl radical
  • Rk and Rj identical or different, each represent a methyl or ethyl radical
  • s is an integer ranging from 0 to 6, preferably equal to 0 or 2
  • t is an integer ranging from 1 to 5, preferably equal to 3
  • q is an integer ranging from 1 to 5, preferably equal to 1 or 2.
  • amphoteric perfluoroalkylated surfactants can be used in the context of the present invention.
  • Rf represents a linear or branched perfluoroalkyl radical containing from 4 to 18 carbon atoms, preferably from 6 to 16 carbon atoms,
  • - X 'de notes a group CO or S0 2 , preferably a group S0 2 ,
  • Rg ' represents a hydrogen atom or a methyl or ethyl radical
  • - Rk' and Rj ' identical or different, each represent a methyl or ethyl radical
  • - s' is an integer ranging from 0 to 6, preferably equal to 0 or 2
  • - t ' is an integer ranging from 1 to 5, preferably equal to 3.
  • the content by weight in the foaming composition according to the invention of fluorinated surfactant can be between 1 and 8%.
  • alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates are surfactants well known to pose no environmental problem, to be harmless for the human body, weakly irritating and easily biodegradable. They are for example described, as well as their preparation process, in European patent application EP-A-0,454,321. They are also described in international PCT application FR 92/00980, in the name of SEPPIC, in combination with fatty alcohols hemisulfosuccinates of formula (III):
  • R ' is a linear or branched alkyl radical having from 6 to 32 carbon atoms, preferably from 8 to 16 carbon atoms and more preferably from 10 to 14 carbon atoms, - one of R'i and R' 2 is an SO3M 'group, the other is a hydrogen atom, M' is an alkali metal, preferably sodium.
  • the alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates of formula (I) mentioned above can comprise a residue of a sugar S chosen from the residues of maltose, dextrose, fructose and, preferably, glucose.
  • a sugar S chosen from the residues of maltose, dextrose, fructose and, preferably, glucose.
  • mixtures of alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates of formula (I) will be used, characterized on the one hand by the nature of the alkyl radicals represented by R and on the other hand by the average value of x.
  • Preferred mixtures of alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates of formula (I) are those for which R represents an alkyl radical, linear or branched, comprising from 8 to 16 carbon atoms, more preferably from 10 to 14 carbon atoms, the average value of x being between 1, 1 and 2.
  • the foaming compositions according to the invention usually comprise more than 3% by weight, preferably from 5 to 15% by weight of at least one alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate of formula (I).
  • the foaming composition according to the invention when it is used as an ARAFFF foam concentrate, comprises a water-soluble polymer forming a thickening agent.
  • a water-soluble synthetic polymer or copolymer such as the methylvinyl ether and maleic anhydride copolymer or
  • a heteropolysaccharide more particularly a heteropolysaccharide chosen from tragacanth, carob gum, guar gum, sodium alginate, scleroglucan or, preferably xanthan gum
  • cellulose ethers and esters such as methylcellulose , carboxymethylcellulose and hydroxypropylmethylcellulose.
  • the concentration of thickening agent in the foaming composition of the invention can be between 0.1 and 10% by weight, preferably between 0.5 and 4% by weight.
  • a foaming composition according to the invention can also comprise a mineral salt such as NaCI or, preferably, MgCI 2 .
  • a mineral salt such as NaCI or, preferably, MgCI 2 .
  • the presence of such a mineral salt is especially required when the foaming composition is intended to be mixed with city water to form a foam. It has in fact been observed that, contrary to what happens with sea water, the foam formed by mixing the foaming composition of the invention with city water does not always form a continuous film at the surface of which it is dispersed. This drawback can, surprisingly, be overcome when the foaming composition according to the invention comprises such a mineral salt, in particular MgCl 2 .
  • the concentration of mineral salt in the foaming composition according to the invention is between 1 and 30% by weight, preferably between 5 and 20% by weight.
  • the foaming composition according to the invention can also comprise a fatty alcohol R3OH, R3 being an alkyl radical in C6 ⁇ C3 2 , preferably in Cs- Ci 4.
  • the weight ratio between this fatty alcohol and the alkypolyglycoside hemisulfosuccinate of formula (I) is generally between 1/20 and 1/4.
  • the alkypolyglycoside hemisulfosuccinate can be used alone or in combination with an alcohol hemisulfosuccinate of formula (III) as mentioned above.
  • Such an association between an alkypolyglycoside hemisulfosuccinate of formula (I) and a fatty alcohol hemisulfosuccinate of formula (III) can be prepared according to the process described in international application PCT FR 92/00980.
  • the compounds of formulas (I) and (III) comprise substituents respectively, R and R ', and M and M ', identical.
  • This combination usually comprises from 40 to 90%, preferably from 50 to 70% by weight, of at least one alkypolyglycoside hemisulfosuccinate of formula (I) and from 10 to 50%, preferably from 10 to 30% by weight of at least one fatty alcohol hemisulfosuccinate of formula (III).
  • composition according to the invention may comprise, as a non-fluorinated surfactant, the only alkypolyglycoside hemisulfosuccinate surfactant of formula (I).
  • this composition may also contain another non-fluorinated surfactant.
  • This non-fluorinated surfactant can be anionic, amphoteric or nonionic.
  • an anionic non-fluorinated surfactant of those comprising carboxylate, phosphate, sulfonate and sulfate groups, such as sodium alkyl ether sulfates, alkyl sulfates and alkyl benzenesulfonates.
  • an amphoteric non-fluorinated surfactant mention may, for example, be made of alkyl betaines, alkylamidopropyl betaines, sulfobetaines, amido ether propionates and ⁇ -iminopropionate alkyls.
  • non-fluorinated and nonionic surfactants it is possible, for example, to mention amine oxides, alkylpolyglycosides, ethoxylated alcohols and ethoxylated alkylphenols.
  • composition according to the invention may comprise urea, a glycol or a glycol ether such as diethylene glycol n-butyl ether, propylene glycol n-butyl ether or dipropylene glycol n-butyl ether.
  • a glycol or a glycol ether such as diethylene glycol n-butyl ether, propylene glycol n-butyl ether or dipropylene glycol n-butyl ether.
  • the subject of the invention is in particular a foaming composition of the ARAFFF type comprising approximately:
  • a foaming composition according to the invention can be prepared by simple mixing of these components.
  • the invention relates to the use of a foaming composition as described above as a fire-fighting foam concentrate.
  • this foaming composition comprises a water-soluble polymer, it can then be used as a fire-fighting foam concentrate of the ARAFFF type.
  • this foaming composition does not contain such a thickening agent, it can be used as a fire-fighting foam concentrate of the AFFF type.
  • a foaming composition according to the invention can be useful for forming a foam by expansion with city water or by expansion with sea water.
  • Foaming power of the foaming composition 250 ml of sea water, into which a foaming composition is added, are introduced into a 2 I beaker to form a 5% by weight solution in the latter; the solution is stirred with a microvortex at 3000 rpm for 2 min. We have determined:
  • This test consists in applying 200 ml of a foam formed according to the method described in point 1 above, on 100 ml of ethanol ignited for 30 seconds. We then measure:
  • Surfactants 1 (comparative): Mixture in variable contents of Amonyl TM 380 BA (5) and a solution of alkylpolyglycosides (APG) with 55% of active matter; APG consisting of a mixture 85% by weight of an alkylpolyglucoside with a C 1 -C alkyl chain 7.5% by weight of an alkylpolyglucoside with a C 1 -C alkyl chain
  • Surfactants 2 (comparison): Mixture in variable contents of sodium lauryl ether sulfate, LesNa 2.2 OE, with 70% of active material and of the solution with 55% of APG defined for the surfactants 1 above .
  • Surfactants 3 (according to the invention): an association between (i) 80% by weight of a mixture of sodium alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates of formula (I), where R represents, respectively, an alkyl radical in CJ O (85% by weight of the mixture), a C 2 alkyl radical (7.5% by weight of the mixture) and a C 14 alkyl radical (7.5% by weight of the mixture) and (ii) 20% by weight d 'a mixture of three sodium hemisulfosuccinates fatty alcohols of formula (III) where R' has the same meaning as R.
  • Surfactant 4 (according to the invention): an association between (i) 80% by weight of a 70/25/5 mixture of three sodium alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates of formula (I), where R represents, respectively, alkyl radicals in C-
  • the surfactants 3 and 4 are prepared according to the method described in Example 2 of international application PCT / FR 92/00980.
  • composition fluid gel foaming fluid gel at room temperature
  • composition according to the invention has a short expansion time, is stable at room temperature and allows rapid extinction of an alcohol fire.
  • a composition according to the invention makes it possible to obtain a time of destruction of the foam after extinguishing the fire greater, from 3 to 8 times, than all the foaming compositions tested for comparison.

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Abstract

Une composition moussante comprenant au moins un tensioactif fluoré et au moins un tensioactif alkypolyglycoside hémisulfosuccinate de formule (I), dans laquelle: R représente un radical alkyle à chaîne linéaire ou ramifiée ayant de 6 à 18 atomes de carbones, S représente le reste d'un sucre, l'un de R1 et R2 est un groupe SO3M, l'autre est un atome d'hydrogène, M représente un métal alcalin, de préférence le sodium, X représente un nombre entier compris entre 1 et 10, de préférence entre 1 et 4. Utilisation de cette composition moussante comme émulseur anti-incendie.

Description

Composition moussante et son utilisation comme émulseur anti-incendie.
La présente invention concerne des compositions moussantes comprenant des tensioactifs fluorés, ces compositions étant utiles comme émulseurs anti-incendie. II est bien connu d'utiliser des compositions moussantes ou émulseurs, à base d'agents tensioactifs pour éteindre des feux de solvants liquides. Ces émulseurs, dits émulseurs anti-incendie, sont généralement projetés sur le feu sous forme d'une mousse obtenue en les mélangeant sous pression avec de l'eau. Une classe particulière d'émulseurs anti-incendie est connue sous la désignation d' AFFF, pour "Aqueous Film-Forming Foam" ou "Agent Formant un Film Flottant". Les compositions AFFF permettent d'éteindre rapidement les feux causés par des liquides hydrocarbonés. Les émulseurs AFFF contiennent des agents tensioactifs fluorés qui ont une très faible valeur de tension de surface. De ce fait, ces tensioactifs permettent de produire une mousse qui par décantation forme un film aqueux flottant au- dessus de la surface de l'hydrocarbure. Ce film aqueux permet d'éteindre le feu et d'éviter une éventuelle réinflammation de l'hydrocarbure.
Toutefois, les émulseurs de type AFFF, s'ils sont efficaces pour l'extinction des feux dûs à des liquides hydrocarbonés, ne sont pas efficaces pour les feux provoqués par des solvants polaires notamment les alcools, les cétones et les esters de bas poids moléculaires. En effet, avec ce type de solvants polaires, les mousses obtenues à partir des émulseurs AFFF sont dissoutes et détruites rapidement. Une classe particulière d'émulseurs a été mise au point pour combattre les feux formés à partir de tel solvant polaire. Ces émulseurs comprennent des tensioactifs fluorés et un polymère hydrosoluble qui précipite au contact du solvant polaire de sorte à former une couche protectrice entre ledit solvant polaire et la mousse. Ces émulseurs sont connus sous la désignation A4P, pour "Agent Produisant une Pellicule Protectrice Polyvalente" ou sous la désignation ARAFFF pour "Alcohol Résistant Aqueous Film-Forming Foam". C'est la désignation ARAFFF qui est utilisée dans le présent mémoire descriptif.
Les émulseurs de type ARAFFF sont efficaces aussi bien sur les feux provoqués par des solvants hydrocarbonés que des solvants polaires. Les émulseurs de type AFFF et ARAFFF comprennent outre des tensioactifs fluorés, c'est-à-dire des tensioactifs ayant un reste perfluoroalkyle, des tensioactifs non fluorés.
Ainsi, les demandes internationales WO 91/01160 et WO 92/15371 décrivent des émulseurs anti-incendie de type AFFF et ARAFFF contenant des tensioactifs non ioniques du type alkylpolyglycoside. Ces tensioactifs de type alkylpolyglycoside ont pour premier intérêt de permettre une diminution de la concentration des tensioactifs fluorés dans les émulseurs de type AFFF. Ils permettent encore de diminuer la teneur en polymère hydrosoluble dans les émulseurs de type ARAFFF.
La demanderesse a cependant pu constater que les tensioactifs de type alkylpolyglycoside ont pour inconvénient de devoir être associés à un autre tensioactif non fluoré tiers en vue d'obtenir un temps faible de foisonnement de l'emulseur. Le temps de foisonnement est le temps nécessaire à l'emulseur mélangé à de l'eau pour former la mousse utile pour l'extinction des feux.
Il a également été constaté que les mousses formées à partir des émulseurs anti-incendie de type AFFF et ARAFFF comprenant des alkylpolyglycosides, même lorsque ces derniers sont associés à d'autres tensioactifs, se détruisaient relativement rapidement une fois le feu éteint. Des risques de reprise du feu sont alors possible.
La présente invention a alors pour objet de nouvelles compositions moussantes utiles comme émulseurs anti-incendie obviant aux inconvénients cités ci-dessus. Plus particulièrement, l'invention a pour premier objet des compositions moussantes comprenant outre un tensioactif fluoré, un autre tensioactif non fluoré qui n'a pas besoin d'être associé à un tensioactif non fluoré tiers en vue de l'obtention d'un temps de foisonnement rapide. Selon un autre objet de l'invention, celle-ci consiste en une composition moussante qui, tout en permettant l'obtention d'un excellent pouvoir extincteur, autorise aussi l'obtention d'une mousse stable pendant une longue période de temps une fois le feu éteint. L'invention concerne alors une composition moussante, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un tensioactif fluoré et au moins un alkypolyglycoside hémisulfosuccinate de formule I :
Ri R2
! I
R-0-(S)x - CO -CH -CH -C02M (I)
dans laquelle :
R représente un radical alkyle à chaîne linéaire ou ramifiée ayant de 6 à 18 atomes de carbone, S représente le reste d'un sucre, - l'un de R-j ou de R2 représente un groupe SO3M, l'autre étant un atome d'hydrogène,
M représente un métal alcalin, de préférence le sodium, x représente un nombre entier compris entre 1 et 10, de préférence entre 1 et 4. Les tensioactifs fluorés mis en oeuvre sont ceux classiquement utilisés dans des compositions moussantes de type émulseurs anti¬ incendie. Plus particulièrement, ces tensioactifs fluorés sont des tensioactifs fluorés anioniques, cationiques, non ioniques ou, plus préférentiellement, amphotères. Des tensioactifs fluorés amphotères préférés consistent en des bétaïnes fluorées de formule (II) :
Rk
I Rf (CH2)S - X -N - (CH2)t - ®-N-(CH2)u - Y" (II)
I I
Rg Rj
dans laquelle :
Rf est un radical perfluoroalkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 6 à 16 atomes de carbone, X désigne un groupe CO ou S02, de préférence un groupe S02, Rg représente un atome d'hydrogène ou un radical méthyle ou éthyle, Rk et Rj, identiques ou différents, représentent chacun un radical méthyle ou éthyle, - Y " désigne un groupe SOβ-, OSθ3~ ou COO~, s est un entier allant de 0 à 6, de préférence égal à 0 ou 2, t est un entier allant de 1 à 5, de préférence égal à 3, q est un entier allant de 1 à 5, de préférence égal à 1 ou 2.
D'autres tensioactifs perfluoroalkylés amphotères peuvent être mis en oeuvre dans le cadre de la présente invention. A ce titre, on peut citer des oxydes d'aminé fluorés de formule (IV) :
Rk'
I Rf (CH2)S' - X' - N - (CH2)t' - ©- N → 0 (IV)
I I
Rg' Rj'
dans laquelle : - Rf représente un radical perfluoroalkyle, linéaire ou ramifié, contenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 6 à 16 atomes de carbone,
- X' désigne un groupe CO ou S02, de préférence un groupe S02,
- Rg' représente un atome d'hydrogène ou un radical méthyle ou éthyle, - Rk' et Rj', identiques ou différents, représentent chacun un radical méthyle ou éthyle,
- s' est un nombre entier allant de 0 à 6, de préférence égal à 0 ou 2,
- t' est un nombre entier allant de 1 à 5, de préférence égal à 3.
Des mélanges de tensioactifs fluorés de formules (II) et (IV) ci- dessus peuvent être également mis en oeuvre.
La teneur en poids dans la composition moussante selon l'invention en tensioactif fluoré peut être comprise entre 1 et 8 %.
Les alkylpolyglycosides hémisulfosuccinates sont des tensioactifs bien connus pour ne poser aucun problème d'environnement, être sans danger pour le corps humain, faiblement irritants et facilement biodégradables. Ils sont par exemple décrits, ainsi que leur procédé de préparation, dans la demande de brevet européen EP-A-0.454.321. Il sont aussi décrits dans la demande internationale PCT FR 92/00980, au nom de SEPPIC, en association avec des alcools gras hemisulfosuccinates de formule (III) :
R'1 R'2
I I
R'-0-(S)x - CO - CH - CH -C02M' (III)
dans laquelle :
R' est un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 6 à 32 atomes de carbone, de préférence de 8 à 16 atomes de carbone et plus préférentiellement de 10 à 14 atomes de carbone, - l'un de R'i et R'2 est un groupe SO3M', l'autre est un atome d'hydrogène, M' est un métal alcalin, de préférence le sodium.
Dans le cadre de la présente invention, les alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates de formule (I) précitée, peuvent comporter un reste d'un sucre S choisi parmi les restes du maltose, du dextrose, du fructose et, de préférence du glucose. Généralement, on utilisera des mélanges d'alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates de formule (I) caractérisés d'une part par la nature des radicaux alkyles représentés par R et d'autre part par la valeur moyenne de x. Des mélanges d'alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates de formule (I) préférés sont ceux pour lesquels R représente un radical alkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 8 à 16 atomes de carbone, plus préférentiellement de 10 à 14 atomes de carbone, la valeur moyenne des x étant comprise entre 1 ,1 et 2. Les compositions moussantes selon l'invention comprennent habituellement plus de 3 % en poids, de préférence de 5 à 15 % en poids d'au moins un alkylpolyglycoside hémisulfosuccinate de formule (I).
La composition moussante selon l'invention, quand elle est utilisée comme émulseur ARAFFF, comprend un polymère hydrosoluble formant agent épaississant. Celui-ci peut notamment consister en (i) un polymère ou un copolymere synthétique hydrosoluble comme le copolymere du méthylvinyléther et de l'anhydride maléique ou (ii) en un hétéropolysaccharide, plus particulièrement un hétéropolysaccharide choisi parmi la gomme tragacanthe, la gomme de caroube, la gomme guar, l'alginate de sodium, le scléroglucane ou, de préférence la gomme xanthane ou (iii) les éthers et esters de cellulose tels que la méthylcellulose, la carboxyméthylcellulose et l'hydroxypropylméthylcellulose.
La concentration en agent épaississant dans la composition moussante de l'invention peut être comprise entre 0,1 et 10 % en poids, de préférence entre 0,5 et 4 % en poids.
Une composition moussante selon l'invention peut encore comprendre un sel minéral tel NaCI ou, de préférence, MgCI2. La présence d'un tel sel minéral est surtout requise lorsque la composition moussante est destinée à être mélangée à de l'eau de ville pour former une mousse. Il a été en effet constaté que contrairement à ce qui se passe avec de l'eau de mer, la mousse formée par mélange de la composition moussante de l'invention avec de l'eau de ville, ne formait pas toujours un film continu à la surface de laquelle elle est dispersée. Cet inconvénient peut, de manière surprenante, être surmonté lorsque la composition moussante selon l'invention comprend un tel sel minéral, en particulier MgCI2. Généralement, la concentration en sel minéral dans la composition moussante selon l'invention est comprise entre 1 et 30 % en poids, de préférence entre 5 et 20 % en poids.
En vue de stabiliser la mousse formée et de renforcer l'effet produit par le sel minéral, la compostion moussante selon l'invention peut encore comprendre un alcool gras R3OH, R3 étant un radical alkyle en C6~C32, de préférence en Cs-C-i 4.
Le rapport pondéral entre cet alcool gras et l'alkypolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I) est généralement compris entre 1/20 et 1/4.
L'alkypolyglycoside hemisulfosuccinate peut être utilisé seul ou en association avec un alcool hemisulfosuccinate de formule (III) telle que mentionnée plus haut. Une telle association entre un alkypolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I) et un alcool gras hemisulfosuccinate de formule (III) peut être préparée selon le procédé décrit dans la demande internationale PCT FR 92/00980. Avantageusement, les composés de formules (I) et (III) comprennent des substituants respectivement, R et R', et M et M', identiques. Cette association comprend habituellement de 40 à 90 %, de préférence de 50 à 70 % en poids, d'au moins un alkypolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I) et de 10 à 50 %, de préférence de 10 à 30 % en poids d'au moins un alcool gras hemisulfosuccinate de formule (III).
La composition selon l'invention peut comporter en tant qu'agent tensioactif non fluoré, le seul tensioactif alkypolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I). Toutefois, cette composition peut encore comporter un autre tensioactif non fluoré. Ce tensioactif non fluoré peut être anionique, amphotère ou non ionique.
A titre de tensioactif non fluoré anionique, on peut par exemple citer ceux comprenant des groupes carboxylates, phosphates, sulfonates et sulfates, tels que les alkyléthersulfates de sodium, les alkylsulfates et les alkylbenzènesulfonates. A titre de tensioactif non fluoré amphotère, on peut par exemple citer les alkylbétaïnes, les alkylamidopropylbétaïnes, les sulfobétaïnes, les amidoétherpropionates et les alkyls β-iminopropionates.
A titre de tensioactif non fluoré et non ionique, on peut par exemple citer les aminés oxydes, les alkylpolyglycosides, les alcools éthoxylés et les alkylphénols éthoxylés.
Par ailleurs, la composition selon l'invention peut comprendre de l'urée, un glycol ou un glycoléther tel que le diéthylèneglycol n-butyléther, le propylèneglycol n-butyléther ou le dipropylèneglycol n-butyléther.
L'invention a notamment pour objet une composition moussante du type ARAFFF comprenant environ :
- 10 % en poids d'une association telle que définie précédemment entre un produit de formule (I) et un produit de formule (III)
- 4 % de tensioactifs fluorés amphotères de formule (II)
- 1 % d'un polymère hydrosoluble - 10 % d'un glycol ou d'un glycoléther
- 1 % d'un mélange d'alcools gras comprenant 85 % d'alcool en C12 et 15 % d'alcool en C14
- 10 % d'urée et
- de l'eau de mer QSP 100. Une composition moussante selon l'invention peut être préparée par simple mélange de ces composants.
Selon un autre aspect, l'invention concerne l'utilisation d'une composition moussante telle que décrite ci-dessus comme émulseur anti- incendie. Lorsque cette composition moussante comporte un polymère hydrosoluble, elle peut alors être utilisée comme émulseur anti-incendie du type ARAFFF. Quand cette composition moussante ne comporte pas un tel agent épaississant, elle peut être utilisée comme émulseur anti-incendie du type AFFF. Une composition moussante selon l'invention peut être utile pour former une mousse par foisonnement avec de l'eau de ville ou par foisonnement avec de l'eau de mer.
L'exemple ci-après a pour but d'illustrer la présente invention. Dans l'exemple, les paramètres pris en compte, ont été déterminés comme indiqué ci-après :
1. Pouvoir moussant de la composition moussante : on introduit dans un bêcher de 2 I, 250 ml d'eau de mer dans laquelle on ajoute une composition moussante pour former une solution à 5% en poids en cette dernière; on agite la solution avec un microvortex à 3000 tours/minute pendant 2 min. On a déterminé :
- le temps de foisonnement (Tf), soit le temps intermédiaire d'agitation écoulé à la disparition du vortex.
- la viscosité (Vo)de la mousse mesurée au moyen d'une viscosimetre Rheovisco à disque tournant, à 18 tours/minute (disque situé à
1 cm au-dessous du sommet de la mousse).
- la hauteur(Ho) de mousse (en mm) formée après 2 minutes d'agitation.
- le temps de demi-vie (T1/2) nécessaire pour séparer par drainage la moitié du volume initial de solution. Au temps de demi-vie, on mesure aussi la hauteur de mousse (H 1/2) et sa viscosité (V 1/2)
2. Test au feu d'alcool
Ce test consiste à appliquer 200 ml d'une mousse formée selon le procédé décrit au point 1 ci-dessus, sur 100 ml d'éthanol enflammé depuis 30 secondes. On mesure alors :
- le temps avant extinction totale du feu (Te) ; lorsque l'extinction est immédiate, Te = Os.;
- le temps avant destruction complète de la mousse une fois le feu éteint (Td).
Exemple : On a préparé par simple mélange de leurs composés, plusieurs compositions moussantes du type ARAFFF comprenant (% en poids de matière active) :
Monopropylène Glycol 10
Rhodopol 23 ) 1
Sipol C-|2-Ci4 (2) 1
Tensioactif (s) 10
Forafac 1157 (3) 2
Forafac 1157 N (4) 2
Urée 10
Eau de mer QSP100
(1) Gomme xanthane commercialisée par la société Rhône-
Poulenc,
(2) Mélange d'alcools gras comprenant, en poids, 85% d'alcool en C-|2 et 15% d'alcool en C14, commercialisé par la société Sidobre Sinnova, (3) et (4) Tensioactifs fluorés amphotères, fabriqués par la société Elf Atochem de formule générale :
CnF2n+ι CH2CH2S02NHCH2CH2CH2N©(CH3)2CH2COO- Le (s) tensioactif(s) mis en oeuvre étaient les suivants :
Tensioactifs 1 (comparatif) : Mélange en des teneurs variables d'Amonyl™ 380 BA(5) et d'une solution d'alkylpolyglycosides (APG) à 55% de matière active ; les APG consistant en un mélange 85% en poids d'un alkylpolyglucoside à chaîne alkyle en C-J Q. 7,5% en poids d'un alkylpolyglucoside à chaîne alkyle en C-|2 et 7,5% en poids d'un alkylpolyglucoside à chaîne alkyle en C14. (5) : cocoamidopropyl bétaïne en solution aqueuse à 30 % de matière active, commercialisée par la société SEPPIC.
Tensioactifs 2 (comparatif) : Mélange en des teneurs variables de lauryléther sulfate de sodium , LesNa 2,2 OE, à 70 % de matière active et de la solution à 55 % d'APG définie pour ce qui concerne les tensioactifs 1 ci-dessus.
Tensioactifs 3 (selon l'invention) : une association entre (i) 80 % en poids d'un mélange d'alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates de sodium de formule (I), où R représente, respectivement, un radical alkyle en C-J O (85 % en poids du mélange), un radical alkyle en C^2 (7,5 % en poids du mélange) et un radical alkyle en C-14 (7,5 % en poids du mélange) et (ii) 20 % en poids d'un mélange de trois alcools gras hemisulfosuccinates de sodium de formule (III) où R' a la même signification que R.
Tensioactif 4 (selon l'invention) : une association entre (i) 80 % en poids d'un mélange 70/25/5 de trois alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates de sodium de formule (I), où R représente, respectivement, des radicaux alkyles en C-|2, C14 et C-|6 et (ii) 20 % en poids d'un mélange 70/25/5 de trois alcools gras hemisulfosuccinates de sodium de formule (III) où R' a la signification de R indiquée ci-dessus.
Les tensioactifs 3 et 4 sont préparés selon le procédé décrit dans l'exemple 2 de la demande internationale PCT/FR 92/00980.
Les caractéristiques des différentes compositions moussantes préparées figurent dans les Tableaux 1 à 3 ci-après: Tableau 1
Essai 1 2 3 4 5
Tensioactifs 1 :
Amonyl™ 380 BA/ 100/0 70/30 50/50 30/70 0/100
Solution APG
Aspect de la composition gel fluide gel fluide gel fluide gel fluide gel fluide moussante à la température ambiante
Pouvoir moussant à 5% en Ne eau de mer foisonne
Tf/H()/Vθ 20"/l 60/4820 187170/3340 187165/3050 807145/2660 pas en 2
T1/2/H1/2/V1/2 347130/- 287140/- 267140/2140 267105/2010 min.
Test au feu d'alcool : Te/Td 0/7' 0/8' 0/9' 0/930"
Tableau 2
Essai 6 7 8 9 10
Tensioactifs 2 :
LesNa/solution APG 100/0 70/30 50/50 30/70 0/10
Aspect de la composition solution fluide gel fluide gel fluide gel fluide gel fluide moussante à la température déphase en lj ambiante
Pouvoir moussant à 5% en Ne eau de mer foisonne
TiTHo Vo 147170/2870 167165/2860 277165/3110 pas en 2
T1/2/H1/2/V1/2 217140/1770 227135/1940 247140/2080 min.
Test au feu d'alcool : Te/Td 0/9' 0/8' 0/7" Tableau 3 :
Essai 11 12
Tensioactif 3 + _
Tensioactif 4 _ +
Aspect de la composition gel fluide gel fluide moussante à la température ambiante
Pouvoir moussant à 5 % en eau de mer TfHo/Vo 197160/3130 677140/2930
T1/2/H1/2/V1/2 267135/1940 307115/2080
Test au feu d'alcool Te/Td 0/30' 6780'
Les résultats obtenus montrent qu'une composition selon l'invention présente un temps de foisonnement court, est stable à la température ambiante et permet l'extinction rapide d'un feu d'alcool.
Par ailleurs, une composition selon l'invention permet l'obtention d'un temps de destruction de la mousse après extinction du feu supérieure, de 3 à 8 fois, à toutes les compositions moussantes testées à titre comparatif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Composition moussante, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un tensioactif fluoré et au moins un tensioactif alkypolyglycoside hemisulfosuccinate de formule I :
Ri «2
I I
R-0-(S)x - CO -CH -CH -C02M (I)
dans laquelle :
R représente un radical alkyle à chaîne linéaire ou ramifiée ayant de 6 à 18 atomes de carbone, - S représente le reste d'un sucre, l'un de R-| et R2 est un groupe SO3M, l'autre est un atome d'hydrogène,
M représente un métal alcalin, de préférence le sodium, x représente un nombre entier compris entre 1 et 10, de préférence entre 1 et 4.
2. Composition moussante selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le tensioactif fluoré est amphotère.
3. Composition moussante selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tensioactif fluoré amphotère est une bétaïne fluorée de formule II :
Rk I Rf (CH2)S - X -N - (CH2)t - ®-N-(CH2)u - Y" (II)
I I
Rg Rj dans laquelle :
Rf est un radical perfluoroalkyle, linéaire ou ramifié, comprenant de 4 à 18 atomes de carbone, de préférence de 6 à 16 atomes de carbone, X désigne un groupe CO ou S02, de préférence un groupe S0 , - Rg représente un atome d'hydrogène ou un radical méthyle ou éthyle, Rk et Ri, identiques ou différents, représentent chacun un radical méthyle ou éthyle, Y- désigne un groupe SO3-, OSθ3~ ou COO~, s est un entier allant de 0 à 6, de préférence égal à 0 ou 2, t est un entier allant de 1 à 5, de préférence égal à 3, q est un entier allant de 1 à 5, de préférence égal à 1 ou 2.
4. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend de 1 à 8 % en poids du tensioactif fluoré.
5. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange d'alkylpolyglycosides hemisulfosuccinates de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle ayant de 8 à 16 atomes de carbone, de préférence de 10 à 14 atomes de carbone, et la valeur moyenne des x est comprise entre 1 ,1 et 2.
6. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que dans la formule (I) S est le reste d'un glucose.
7. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend plus de 3 %, de préférence de 5 à 15 % en poids d'un alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I).
8. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un polymère hydrosoluble dans une proportion comprise entre 0,1 et 10 % en poids et de préférence entre 0,5 et 4 % en poids.
9. Composition moussante selon la revendication 8, caractérisée en ce que le polymère hydrosoluble est un hétéropoly-saccharide, tel la gomme xanthane.
10. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend un sel minéral dans une proportion comprise entre 1 et 30 % en poids et de préférence entre 5 et 20 % en poids.
11. Composition moussante selon la revendication 10, caractérisée en ce que le sel minéral est MgCI2.
12. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à 11 , caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un alcool gras R3OH où R3 représente un radical alkyle linéaire ou ramifié comprenant de 6 à 32 atomes de carbone, de préférence de 8 à 14 atomes de carbone.
13. Composition moussante selon la revendication 12, caractérisée en ce que le rapport pondéral entre l'alcool gras et l'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I), est compris entre 1/20 et 1/4.
14. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à
13, caractérisée en ce qu'un alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de formule (I) est associé à un alcool gras hemisulfosuccinate de formule (III) :
R'1 R'2
I I
R'-0-(S)x - CO - CH - CH -C0 M' (III)
dans laquelle : - R' est un radical alkyle linéaire ou ramifié ayant de 6 à 32 atomes de carbone, de préférence de 8 à 16 atomes de carbone et plus préférentiellement de 10 à 14 atomes de carbone, l'un de R'i et de R'2 représente un groupe SO3M', l'autre est un atome d'hydrogène, de préférence le sodium, - M' est un métal alcalin.
15. Composition moussante selon la revendication 14, caractérisée en ce que R et R' et M et M' sont identiques.
16. Composition moussante selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend une association entre : (i) 80 % en poids d'un mélange de :
- 85 % en poids d'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de sodium de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle en C*ι0 ;
- 7,5 % en poids d'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de sodium de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle en C 12 ; et,
- 7,5 % en poids d'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de sodium de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle en C 1 , et :
(ii) 20 % en poids d'un mélange correspondant d'alcools gras hemisulfosuccinates de sodium de formules (III).
17. Composition moussante selon la revendication 15 caractérisée en ce qu'elle comprend une association entre : (i) 80 % en poids d'un mélange de :
- 70 % en poids d'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de sodium de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle en C12 ,
- 25 % en poids d'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de sodium de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle en C14 , et
- 5 % en poids d'alkylpolyglycoside hemisulfosuccinate de sodium de formule (I) dans laquelle R représente un radical alkyle en C 16 et : (ii) 20 % en poids d'un mélange de :
- 70 % d'alcool gras hemisulfosuccinate de sodium de formule (III) dans laquelle R' représente un radical alkyle en C 12 ;
- 25 % d'alcool gras hemisulfosuccinate de sodium de formule (III) dans laquelle R' représente un radical alkyle en C 14 ; et, - 5 % d'alcool gras hemisulfosuccinate de sodium de formule
(III) dans laquelle R' représente un radical alkyle en C 16.
18. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à
17, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un glycol ou un glycoléther et/ou de l'urée.
19. Composition moussante selon l'une des revendications 1 à
18, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un tensioactif non fluoré anionique, amphotère ou non ionique.
20. Composition moussante du type ARAFFF comprenant environ en poids : - 10 % d'une association telle que définie à l'une des revendications 14 à 17 ;
- 4 % de tensioactifs fluorés amphotères de formule (II) telle que définie à la revendication 3
- 1 % d'un polymère hydrosoluble selon la revendication 9 - 10 % d'un glycol ou d'un glycoléther
- 1 % d'un mélange d'alcools gras comprenant 85 % d'alcool en C12 et 15 % d'alcool en C14
- 10 % d'urée et
- de l'eau de mer QSP 100.
21. Utilisation d'une composition moussante selon l'une des revendications 1 à 20, comme émulseur anti-incendie.
22. Utilisation d'une composition moussante selon l'une des revendications 8 à 20, comme émulseur anti-incendie du type ARAFFF.
23. Utilisation d'une composition moussante selon l'une des revendications 1 à 19 pour former une mousse par foisonnement avec de l'eau de mer.
24. Utilisation d'une composition moussante selon l'une des revendications 10 à 19 pour former une mousse par foisonnement avec de l'eau de ville.
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