EP2964343B1 - Carbosilanhaltiger feuerlöschschaum - Google Patents

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EP2964343B1
EP2964343B1 EP14708851.2A EP14708851A EP2964343B1 EP 2964343 B1 EP2964343 B1 EP 2964343B1 EP 14708851 A EP14708851 A EP 14708851A EP 2964343 B1 EP2964343 B1 EP 2964343B1
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EP
European Patent Office
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independently
fire
acid
carbohydrate
methyl
Prior art date
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Active
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EP14708851.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2964343A1 (de
Inventor
Dirk Blunk
Kai Oliver Wirz
Richard Daniel Matthias MEISENHEIMER
Ralf Helmut HETZER
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.)
BLUNK, DIRK
Original Assignee
Universitaet zu Koeln
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 Universitaet zu Koeln filed Critical Universitaet zu Koeln
Publication of EP2964343A1 publication Critical patent/EP2964343A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2964343B1 publication Critical patent/EP2964343B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
    • 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
    • A62D1/0028—Liquid extinguishing substances
    • A62D1/0035—Aqueous solutions

Definitions

  • the present invention relates to the field of fire-extinguishing foams.
  • Fuels are the extinguishing water usually added special foaming agents. These have surface-active properties and, in contrast to conventional extinguishing foams, permit the self-wetting of the surface of the burned material. Therefore, such a so-called AFFF (Aqueous Film Forming Foams) extinguishing foams form as a special feature a film of water on the surface of the burning liquid. The resulting vapor barrier makes it more difficult for the combustible liquid to pass into the gas phase and thus maintain the fire or form ignitable or explosive gas mixtures.
  • AFFF Aqueous Film Forming Foams
  • the wetting ability characteristic of the AFFF foams also allows the foam to slide on the surface of the burning liquid so as to reach areas where the foam can not be applied directly.
  • the foam surface closes after failure (for example, by falling objects) again independently.
  • the film also flows and acts in areas that are not directly reached by foam.
  • PFOS perfluorooctylsulfonate
  • EU Directive 2006/122 / EC of 12.12.2006 Extinguishing foams with more than 50 ppm PFOS content must not be used in the EU.
  • various other perfluorinated or polyfluorinated surfactants are used as substitutes for PFOS in AFFF. These surfactants are heretofore believed to be non-bioactive or at least less bioaccumulating and toxic.
  • a final assessment is still pending and the fundamental problem of persistence of polyfluorinated compounds remains intact.
  • a fire-fighting foam concentrate which comprises a surfactant containing at least one substituted or unsubstituted carbohydrate or carbohydrate derivative and at least one linker substructure and at least one oligosilane or oxacarbosilane.
  • containing in this context means that both the carbohydrate or carbohydrate derivative and the oligosilane are subcomponents of a larger molecule and both are linked via covalent bonds to the remainder of the molecule.
  • Substances for extinguishing foams are among others from the US 2007/134283 . DE 44 37 886 and US 2007/135329 known.
  • A is a substituted or unsubstituted carbohydrate or carbohydrate derivative having one to twenty, preferably one to four sugar units.
  • mono-, di- and trisaccharides i. one, two or three sugar units, alternatively and equally preferred are higher saccharides, especially cyclodextrins.
  • subcomponent A or parts of subcomponent A may also be derived from carbohydrate derivatives such as e.g. the sugar acids (aldonic acids, uronic acids or aldaric acids), sugar alcohols (alditols), aminosugars or cyclitols, and their ethers, esters, amides or thioesters.
  • carbohydrate derivatives such as e.g. the sugar acids (aldonic acids, uronic acids or aldaric acids), sugar alcohols (alditols), aminosugars or cyclitols, and their ethers, esters, amides or thioesters.
  • sugar moieties or “carbohydrate” is understood to mean, in particular, hexoses, pentoses or cyclitols, which (in the presence of di- or higher saccharides) are preferably linked to one another in a glycosidic manner.
  • the carbohydrates may be substituted or unsubstituted, with unsubstituted carbohydrates being preferred because of the resulting higher water solubility.
  • Preferred carbohydrates or carbohydrate derivatives in the context of the present invention are for monosaccharides: glucose, glucosamine, fructose, galactose for disaccharides: maltose, isomaltose, sucrose, cellobiose, lactose, trehalose for trisaccharides: raffinose, maltotriose, isomaltotriose, maltotriulose, ciceritol for cyclitols: inositol, quebrachitol, pinitol in the case of sugar acids: gluconic acid, glucuronic acid, glucaric acid, tartaric acid, galactonic acid, galacturonic acid, maleic acid, mannuronic acid, mannaric acid, fructonic acid, fructuronic acid, fructaric acid, arabinonic acid, arabinuronic acid, arabinaric acid, xylonic acid, xyluronic acid, xylaric acid, rib
  • B is a linker substructure selected from the group consisting of unsubstituted or alkyl-substituted alkylene radicals, propylene bridges, ether groups, ester groups, oligopropylene glycol units and oligoethylene glycol units.
  • This chain may be a pure alkyl chain, i.
  • B is an unsubstituted or optionally alkyl-substituted alkylene radical, preferably having three, four, five, six or seven carbon atoms. Particularly preferred are propylene bridges (i.e., three carbon atoms).
  • B may also contain ether or ester groups. Still alternatively and insofar as preferred, B contains an oligoethylene or oligopropylene glycol unit, preferably with two, three or four units. As attachment to the radical C is preferably an ethylene or propylene unit.
  • B is preferably linked to residue A glycosidically via an anomeric carbon atom.
  • B may also be linked to A via an ester bond.
  • residue C the silane
  • B is linked via an Si-C or Si-O bond.
  • radical B-C or C may also be attached to other regiochemical positions of the carbohydrate or carbohydrate derivative A.
  • the "terminal" silanes are tri (m) ethylsilanes (i.e., they have three methyl and / or ethyl moieties, or two methyl and one ethyl or two ethyl and one methyl moiety (s)).
  • the individual silanes are preferably connected via methylene, ethylene or propylene bridges, particularly preferably methylene units, since these have the amphiphobicity of Do not lower the whole molecule too much.
  • C also comprises siloxane units
  • Si-O-Si bridges are of course present.
  • C is a tri- or higher silane
  • C may be linked to B via one of the terminal silanes (forming a kind of "continuous chain")
  • C may be linked to B via one of the intermediate silanes, so that a kind of X- or T-shaped or branched structure forms.
  • the substructures A-B associated with C may be the same or different.
  • C has one of the following structures: wherein each R, independently of one another, is ethyl or methyl, n (each independently of one another) is 1, 2 or 3, and j, k, m are 1-9, preferably 1, 2 or 3, where 1 ⁇ j + k + m ⁇ 10.
  • each R independently of one another, is ethyl or methyl
  • each X independently of one another (CH 2 ) n or O with n (each independently of one another) is 1, 2 or 3
  • j, k, m is 1-9 1, 2 or 3, wherein 1 ⁇ j + k + m ⁇ 10; such as wherein each R, independently of one another, is ethyl or methyl
  • each X independently of one another (CH 2 ) n or O with n (each independently of one another) is 1, 2 or 3
  • j, k is 1-9, preferably 1, 2 or 3, where 1 ⁇ j + k ⁇ 10.
  • D is an oligosiloxane, preferably a di-, tri- or tetrasiloxane.
  • the methyl and ethyl siloxanes or mixed siloxanes with methyl and ethyl radicals are preferred.
  • C is a tri- or higher siloxane
  • D may be linked to B via one of the terminal siloxanes (forming a kind of "continuous chain"), alternatively D may be linked to B also via one of the intermediate siloxanes such that a kind of X- or T-shaped or branched structure forms.
  • the D-linked substructures A-B may be the same or different.
  • D has one of the following structures: wherein each R, independently of one another, is ethyl or methyl and n is between 0 and 10, preferably between 0 and 5, more preferably 0, 1 or 2.
  • the fire-extinguishing foam concentrate still comprises one or more of the following constituents: Foaming agents, film formers, film stabilizers, antifreeze agents, preservatives and corrosion inhibitors, solubilizers and buffers.
  • linear alkylbenzenesulfonates may in particular be: linear alkylbenzenesulfonates, secondary alkanesulfonates, sodium alkylsulfonates, ⁇ -olefinsulfonates, sulfosuccinic esters, ⁇ -methyl ester sulfonates, alcohol ethoxylates, alkylphenol ethoxylates, fatty alcohol ethylene oxide / propylene oxide adducts, glycoside surfactants (these are particularly preferred, eg glucopone), lauryl sulfates , Laureth sulfates, imidazolium salts, lauriminodipropionate, acrylic copolymers.
  • Suitable counterions for the anionic surfactants present in this list are, in particular, Li + , Na + , K + , NH 4 + , N (C 2 H 5 ) 4 +
  • the foaming agent concentrate may, inter alia, be admixed with the following constituents: polysaccharides, alginates, xanthan gum, starch derivatives
  • the foaming agent concentrate may be admixed with, inter alia, the following components: ethylene glycol, propylene glycol, glycerol, 1-propanol, 2-propanol, urea, inorganic salts
  • the foam concentrate may be admixed inter alia with the following components: Formaldehyde solution, alkylcarboxylic acid salts, ascorbic acid, salicylic acid, tolyltriazoles
  • the foam concentrate may be admixed with, inter alia, the following constituents: Butyl glycol, butyl diglycol, hexylene glycol
  • the present invention also relates to the use of a surfactant containing at least one substituted or unsubstituted carbohydrate or Carbohydrate derivative and at least one oligosilane as an additive to fire-fighting foams and / or concentrates.
  • Example I relates to a surfactant according to the present invention having the structure:
  • Example I Example I / g / l Glucopone / g / l spreading behavior 5.0 12.0 Spread moderately well 4.0 12.0 Spread mediocre 3.0 12.0 Spread slowly 2.0 12.0 Spread slowly 3.0 6.0 Spread moderately well 2.0 6.0 Spread mediocre 1.0 6.0 Spread slowly 0.5 6.0 Spread very slowly
  • Example II relates to a surfactant according to the present invention having the structure:
  • Example III relates to a surfactant according to the present invention having the following structure
  • Example IV relates to a surfactant according to the present invention having the structure:
  • Example V relates to a surfactant according to the present invention having the structure:
  • Example VI refers to a mixture of two surfactants, one according to the present invention, having the following structures:
  • Example VIII relates to a surfactant according to the present invention having the structure:
  • silane glycoside surfactants shown in the examples can be prepared, inter alia, from the corresponding carbohydrates as follows:

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Feuerlöschschäume bzw. -schaumkonzentrate.
  • Insbesondere bei Bränden größerer Flüssigkeitsmengen organischer Chemikalien wie z.B. Treibstoffen werden dem Löschwasser üblicherweise spezielle Schaummittel zugesetzt. Diese haben tensidische Eigenschaften und ermöglichen im Gegensatz zu herkömmlichen Löschschaummitteln die selbständige Benetzung der Brandgutoberfläche. Daher bilden solche sogenannten AFFF-Löschschäume (Aqueous Film Forming Foams) als besonderes Merkmal einen Wasserfilm auf der Oberfläche der brennenden Flüssigkeit aus. Die so entstehende Dampfsperre erschwert, dass die brennbare Flüssigkeit in die Gasphase übergeht und so das Feuer unterhält oder zünd- bzw. explosionsfähige Gasgemische bildet. Die für die AFFF-Schäume charakteristische Benetzungsfähigkeit ermöglicht dem Schaum zudem das Gleiten auf der Oberfläche der brennenden Flüssigkeit, so dass auch Stellen erreicht werden, auf denen der Löschschaum nicht direkt aufgetragen werden kann. Zudem schließt sich die Schaumfläche nach Störung (z.B. durch herabstürzende Gegenstände) wieder selbständig. Des Weiteren fließt und wirkt der Film auch in Bereichen, die nicht direkt von Schaum erreicht werden.
  • Lange Zeit galt Perfluoroktylsulfonat (PFOS) bei derartigen Feuerlöschschäumen als ein Mittel der Wahl Da es jedoch als toxisch, persistent und bioakkumulativ erkannt wurde, wurde seine Verwendung durch die EU-Richtlinie 2006/122/EG vom 12. 12. 2006 stark eingeschränkt. Löschschäume mit mehr als 50 ppm PFOS-Gehalt dürfen in der EU nicht mehr verwendet werden. Heute werden in AFFF verschiedene andere per- oder polyfluorierte Tenside als Ersatzprodukte für PFOS verwendet. Von diesen Tensiden wird bisher angenommen, dass sie nicht oder zumindest weniger bioakkumulativ und toxisch sind. Eine abschließende Bewertung steht diesbezüglich aber noch aus und das grundsätzliche Problem der Persistenz polyfluorierter Verbindungen bleibt in jedem Fall erhalten.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, alternative leistungsfähige AFFF-Feuerlöschschaumkonzentrate zu finden, die möglichst gleichwirkende, aber bevorzugt weniger toxische und bevorzugt halogenfreie Tenside enthalten.
  • Diese Aufgabe wird durch Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung gelöst. Demgemäß wird ein Feuerlöschschaumkonzentrat vorgeschlagen, welches ein Tensid umfasst, enthaltend mindestens ein substituiertes oder unsubstituiertes Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat sowie mindestens eine Linkersubstruktur und mindestens ein Oligosilan oder Oxacarbosilan.
  • Der Term "enthaltend" in diesem Zusammenhang bedeutet, dass sowohl das Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat wie das Oligosilan Unterbestandteile eines größeren Moleküls sind und beide über kovalente Bindungen an den Rest des Moleküls angeknüpft sind.
  • Substanzen für Löschschäume sind unter anderem aus der US 2007/134283 , DE 44 37 886 und US 2007/135329 bekannt.
  • Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass derartige Tenside zur Erzeugung von wasserfilmbildenden Feuerlöschschäumen geeignet sind und je nach Anwendung mindestens einer der folgenden Vorteile erreicht werden kann:
    • Durch die hohe Wasserlöslichkeit der Kohlenhydrate ist die Gesamtmolekülgröße der erfindungsgemäßen Tenside bei ausreichender Löslichkeit hinreichend klein; kleine Moleküle sind bei den meisten Anwendungen bevorzugt, da ihre Diffusionskoeffizienten höher sind.
    • Das Tensid ist halogen-, insbesondere fluorfrei und lässt sich weitestgehend aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen.
    • Die Tenside ermöglichen die selbständige Bildung eines geschlossenen Wasserfilms auf der Oberfläche des Brandguts (z.B. Treibstoff): Als Dampfsperre behindert dieser Wasserfilm den Übergang der brennbaren Flüssigkeit in die Gasphase und minimiert auf diese Weise, dass das Brandgut das Feuer unterhält oder brand-/explosionsfähige Gasgemische bildet.
    • Aufgrund der Wasserfilmbildung ist es besonders für Flüssigkeitsbrände geeignet, ohne poly- oder perfluorierte Verbindungen zu enthalten
    • Die Tenside verfügen über eine ausgezeichnete Haltbarkeit, insbesondere Hydrolysestabilität.
  • Gemäß Anpruch 1 umfasst das Tensid ein Molekül ausgewählt aus der Gruppe enthaltend
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
     oder Mischungen daraus,
    • wobei A ein substituiertes oder unsubstituiertes Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat mit ein bis zwanzig, bevorzugt ein bis vier Zuckereinheiten ist,
    • B eine Linkersubstruktur ausgewählt aus der Gruppe enthaltend unsubstituierte oder alkylsubstituierte Alkylenreste, Propylenbrücken, Ethergruppen, Estergruppen, Oligopropylenglykoleinheiten und Oligoethylenglykoleinheiten,
    • C ein Oligosilan oder Oxacarbosilan ist, bevorzugt ein Di-, Tri-, Tetra- oder Pentasilan, sowie
    • D ein Oligosiloxan ist, bevorzugt ein Di-, Tri- oder Tetrasiloxan.
  • Im Folgenden werden die Unterbestandteile des Tensids näher erläutert, wobei einzelne Merkmale oder Angaben beliebig kombiniert werden können.
    • Unterbestandteil A:
  • A ist ein substituiertes oder unsubstituiertes Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat mit ein bis zwanzig, bevorzugt ein bis vier Zuckereinheiten. Bevorzugt sind auf der einen Seite Mono-, Di- und Trisaccharide, d.h. ein, zwei oder drei Zuckereinheiten, alternativ und ebenso bevorzugt sind höhere Saccharide, insbesondere Cyclodextrine.
  • Des Weiteren kann Unterbestandteil A oder Teile des Unterbestandteils A auch aus Kohlenhydratderivaten wie z.B. die Zuckersäuren (Aldonsäuren, Uronsäuren oder Aldarsäuren), Zuckeralkoholen (Alditole), Aminozuckern oder Cyclitolen, sowie deren Ethern, Estern, Amiden oder Thioestern bestehen.
  • Unter dem Term "Zuckereinheiten" oder "Kohlenhydrat" werden insbesondere Hexosen, Pentosen oder Cyclitole verstanden, die (bei Vorliegen von Di- oder höheren Sacchariden) bevorzugt miteinander glykosidisch verbunden sind.
  • Andere regiochemische Verknüpfungen der Zuckereinheiten untereinander oder der Substituenten (Linker) daran werden allerdings explizit nicht ausgeschlossen.
  • Wie beschrieben, können die Kohlenhydrate substituiert oder unsubstituiert sein, wobei unsubstituierte Kohlenhydrate bevorzugt sind aufgrund der resultierenden höheren Wasserlöslichkeit.
  • Sofern die Kohlenhydrate substituiert sind, sind Ethylenoxy-, Oligo(ethylenoxy)-, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Allyl- oder Acetylsubstituenten bevorzugt.
  • Bevorzugte Kohlenhydrate oder Kohlenhydratderivate im Sinne der vorliegenden Erfindung sind
    bei Monosacchariden: Glucose, Glucosamin, Fructose, Galaktose
    bei Disacchariden: Maltose, Isomaltose, Saccharose, Cellobiose, Lactose, Trehalose
    bei Trisacchariden: Raffinose, Maltotriose, Isomaltotriose, Maltotriulose, Ciceritol
    bei Cyclitolen: Inosite, Quebrachitol, Pinitol
    bei Zuckersäuren: Gluconsäure, Glucuronsäure, Glucarsäure, Weinsäure, Galactonsäure, Galacturonsäure, Galactarsäure, Mannonsäure, Mannuronsäure, Mannarsäure, Fructonsäure, Fructuronsäure, Fructarsäure, Arabinonsäure, Arabinuronsäure, Arabinarsäure, Xylonsäure, Xyluronsäure, Xylarsäure, Ribonsäure, Riburonsäure, Ribarsäure, Ascorbinsäure
    bei Alditolen: Sorbitol, Xylitol, Mannitol, Lactitol, Maltitol, Isomaltitol, Threitol, Erythritol
    bei höheren Sacchariden: α- Cyclodextrin, β- Cyclodextrin, γ-Cyclodextrin,δ-Cyclodextrin
    • Unterbestandteil B:
  • B ist eine Linkersubstruktur ausgewählt aus der Gruppe enthaltend unsubstituierte oder alkylsubstituierte Alkylenreste, Propylenbrücken, Ethergruppen, Estergruppen, Oligopropylenglykoleinheiten und Oligoethylenglykoleinheiten.
  • Diese Kette kann eine reine Alkylkette sein, d.h. B ist ein unsubstituierter oder ggf. alkylsubstituierter Alkylenrest, bevorzugt mit drei, vier, fünf, sechs oder sieben Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugt sind Propylenbrücken (d.h. drei Kohlenstoffatome).
  • Alternativ kann B auch Ether- oder Estergruppen enthalten. Noch alternativ und insofern bevorzugt enthält B eine Oligoethylen- oder Oligopropylenglykoleinheit, bevorzugt mit zwei, drei oder vier Einheiten. Als Anbindung an den Rest C dient bevorzugt eine Ethylen- oder Propyleneinheit.
  • B ist mit Rest A bevorzugt glykosidisch über ein anomeres Kohlenstoffatom verbunden. Im Fall eines Carbonsäurederivates als A kann B auch über eine Esterbindung mit A verknüpft sein.
  • Mit Rest C (dem Silan) ist B über eine Si-C- oder Si-O-Bindung verbunden.
  • Desweiteren kann bei einigen Tensiden gemäß der vorliegenden Erfindung der Rest B-C bzw. C auch an anderen regiochemischen Positionen des Kohlenhydrats oder Kohlenhydratderivats A angebunden sein.
    • Unterbestandteil C:
  • C ist ein Oligosilan, bevorzugt ein Di-, Tri-, Tetra oder Pentasilan, wobei C explizit nicht darauf beschränkt sein soll und auch größere Reste mit umfasst sein sollen. Unter "Oligosilan" im Sinne der vorliegenden Erfindung werden dabei Verbindungen bzw. Reste/"Teilverbindungen" verstanden, die entweder
    • mehr als eine SiR1R2R3R4 - Einheit (mit R1,R2,R3,R4 = identische oder verschiedene organische Reste, so dass vier Si-C-Bindungen vorliegen) enthalten oder
    • eine SiR1R2R3R4 - Einheit (mit R1,R2,R3,R4 = identische oder verschiedene organische Reste, so dass vier Si-C-Bindungen vorliegen) sowie mindestens eine weitere Siloxaneinheit (d.h. eine Verbindung SiR1R2R3R4, wobei mindestens eines der R ein Alkoxy- oder Oxorest ist) enthalten. Es sei angemerkt, dass diese Verbindungen üblicherweise als Oxacarbosilane bezeichnet werden. Im Sinne dieser Erfindung werden jedoch aus Gründen der besseren Lesbarkeit und Übersichtlichkeit diese Verbindungen der Einfachheit halber ebenfalls als Oligosilane bezeichnet bzw. diese Verbindungen unter der Gruppe der Oligosilane mit eingeordnet.
  • Bevorzugt sind dabei die "endständigen" Silane Tri(m)ethylsilane (d.h. sie verfügen über drei Methyl und/oder Ethyleinheiten bzw. zwei Methyl- und eine Ethyl- oder zwei Ethyl- und eine Methyleinheit(en)).
  • Die einzelnen Silane sind dabei bevorzugt über Methylen, Ethylen oder Propylenbrücken verbunden, besonders bevorzugt Methyleneinheiten, da diese die Amphiphobizität des Gesamtmoleküls nicht zu stark herabsenken. Für den Fall, dass C auch Siloxaneinheiten umfasst, liegen natürlich Si-O-Si- Brücken vor.
  • Falls C ein Tri- oder höheres Silan ist, kann C mit B über eines der endständigen Silane verknüpft sein (so dass sich eine Art "durchgehende Kette" bildet), alternativ kann C mit B auch über eines der mittelständigen Silane verknüpft sein, so dass sich eine Art X- bzw.T-förmige oder verzweigte Struktur bildet.
  • Ggf. können die mit C verbundenen Substrukturen A-B gleichartig oder unterschiedlich sein.
  • Bevorzugt hat C eine der folgenden Strukturen:
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl, n (jeweils unabhängig voneinander) für 1, 2 oder 3, sowie j,k,m für 1-9, bevorzugt 1, 2 oder 3 stehen, wobei 1 ≤ j+k+m ≤ 10 ist.
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl, jedes X, unabhängig voneinander (CH2)n oder O mit n (jeweils unabhängig voneinander) für 1, 2 oder 3, sowie j,k,m für 1-9, bevorzugt 1, 2 oder 3 stehen, wobei 1 ≤ j+k+m ≤ 10 ist; sowie
    Figure imgb0007
    Figure imgb0008
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl, jedes X, unabhängig voneinander (CH2)n oder O mit n (jeweils unabhängig voneinander) für 1, 2 oder 3, sowie j,k für 1-9, bevorzugt 1, 2 oder 3 stehen, wobei 1 ≤ j+k ≤ 10 ist.
  • Falls C "mittelständig" ist, ist natürlich einer der Reste R entsprechend geändert.
    • Unterbestandteil D:
  • D ist ein Oligosiloxan, bevorzugt ein Di-, Tri- oder Tetrasiloxan. Dabei sind die Methyl und Ethylsiloxane oder gemischte Siloxane mit Methyl und Ethylresten bevorzugt.
  • Falls C ein Tri- oder höheres Siloxan ist, kann D mit B über eines der endständigen Siloxane verknüpft sein (so dass sich eine Art "durchgehende Kette" bildet), alternativ kann D mit B auch über eines der mittelständigen Siloxane verknüpft sein, so dass sich eine Art X- bzw.T-förmige oder verzweigte Struktur bildet.
  • Falls D von einem Di- oder Trihydrosiloxan abgeleitet ist, können die mit D verbundenen Substrukturen A-B gleichartig oder unterschiedlich sein.
  • Bevorzugt hat D eine der folgenden Strukturen:
    Figure imgb0009
    Figure imgb0010
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl steht und n zwischen 0 und 10 liegt, bevorzugt zwischen 0 und 5, noch bevorzugt 0, 1 oder 2 ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Feuerlöschschaumkonzentrat noch einen oder mehr der folgenden Bestandteile:
    Schaumbildner, Filmbildner, Filmstabilisatoren, Frostschutzmittel, Konservierungs- und Korrosionsschutzmittel, Lösungsvermittler sowie Puffer.
  • Im Folgenden werden diese Komponenten näher erläutert, wobei einzelne Merkmale oder Angaben beliebig kombiniert werden können.
    • Schaumbildner:
  • Zur Verbesserung der Schaumbildung können Cotenside beigemischt werden.
  • Insbesondere können dies sein: lineare Alkylbenzolsulfonate, sekundäre Alkansulfonate, Natriumalkylsulfonate, α-Olefinsulfonate, Sulfobernsteinsäureester, α-Methylestersulfonate, Alkoholethoxylate, Alkylphenolethoxylate, Fettalkohol-ethylenoxid-/propylenoxid-Addukte, Glycosid-Tenside (diese sind besonders bevorzugt, z.B. Glucopon), Laurylsulfate, Laurethsulfate, Imidazoliumsalze, Lauriminodipropionat, Acrylcopolymere.
  • Als Gegenionen für die in dieser Liste enthaltenen anionischen Tenside kommen vor allem in Betracht Li+, Na+, K+, NH4 +, N(C2H5)4 +
    • Filmbildner, Filmstabilisatoren:
  • Zur Verbesserung der Film- und Schaumeigenschaften können dem Schaummittelkonzentrat unter anderem folgende Bestandteile zugemischt werden: Polysaccharide, Alginate, Xanthangummi, Stärkederivate
    • Frostschutzmittel:
  • Zur Verbesserung der Frostbeständigkeit und der Anwendungsfähigkeit bei tiefen Temperaturen können dem Schaummittelkonzentrat unter anderem folgende Bestandteile zugemischt werden: Ethylenglycol, Propylenglycol, Glycerin, 1-Propanol, 2-Propanol, Harnstoff, anorganische Salze
    • Konservierungs- und Korrosionsschutzmittel:
  • Zur Verbesserung der Lagerungsbeständigkeit und zum Schutz der Aufbewahrungsgefäße und -apparaturen können dem Schaummittelkonzentrat unter anderem folgende Bestandteile zugemischt werden:
    Formaldehydlösung, Alkylcarbonsäuresalze, Ascorbinsäure, Salicylsäure, Tolyltriazole
    • Lösungsvermittler:
  • Zur Verbesserung der Löslichkeit der Bestandteile können dem Schaummittelkonzentrat unter anderem folgende Bestandteile zugemischt werden:
    Butylglycol, Butyldiglycol, Hexylenglycol
    • Puffer:
  • Glycoside und Siloxantenside sind hinsichtlich der Lagerfähigkeit pH-empfindlich. Eine Pufferung des Konzentrats auf einen pH-Wert von ca. 7 ist daher vorteilhaft. Puffersysteme können zum Beispiel sein:
    • Kaliumdihydrogenorthophosphat/Natriumhydroxid,
    • Tris(hydroxymethyl)aminomethan/Salzsäure,
    • Dinatriumhydrogenphosphat/SalzsäureZitronensäure/Natriumhydroxid,
    • Zitronensäure/Natriumacetat.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die Verwendung eines Tensids, enthaltend mindestens ein substituiertes oder unsubstituiertes Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat sowie mindestens ein Oligosilan als Zusatz zu Feuerlöschschäumen und/oder -konzentraten.
  • Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Beispiele, die rein illustrativ und nicht beschränkend zu verstehen sind.
    • BEISPIEL I: Beispiel I bezieht sich auf ein Tensid gemäß der vorliegenden Erfindung mit folgender Struktur:
  • Figure imgb0011
  • Das Spreitverhalten von Lösungen von verschiedenen Konzentrationen Beispiel I und entweder 6,0 g/l bzw. 12 g/l Gluopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst: Tabelle I
    Beispiel I / g/l Glucopon / g/l Spreitverhalten
    5,0 12,0 Spreitet mäßig gut
    4,0 12,0 Spreitet mittelmäßig
    3,0 12,0 Spreitet langsam
    2,0 12,0 Spreitet langsam
    3,0 6,0 Spreitet mäßig gut
    2,0 6,0 Spreitet mittelmäßig
    1,0 6,0 Spreitet langsam
    0,5 6,0 Spreitet sehr langsam
    • BEISPIEL II Beispiel II bezieht sich auf ein Tensid gemäß der vorliegenden Erfindung mit folgender Struktur:
  • Figure imgb0012
  • Das Spreitverhalten einer Lösung von 2,0 g/l Beispiel II und 6,0 g/l Glucopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht; es wurde herausgefunden, dass diese Verbindung sehr langsam spreitet.
    • BEISPIEL III: Beispiel III bezieht sich auf ein Tensid gemäß der vorliegenden Erfindung mit folgender Struktur
  • Figure imgb0013
  • Das Spreitverhalten einer Lösung von 2,0 g/l Beispiel III und 6,0 g/l Glucopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht; es wurde herausgefunden, dass diese Verbindung sehr langsam spreitet.
    • BEISPIEL IV: Beispiel IV bezieht sich auf ein Tensid gemäß der vorliegenden Erfindung mit folgender Struktur:
  • Figure imgb0014
  • Das Spreitverhalten einer Lösung von 2,0 g/l Beispiel IV und 6,0 g/l Glucopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht; es wurde herausgefunden, dass diese Verbindung langsam spreitet.
    • BEISPIEL V: Beispiel V bezieht sich auf ein Tensid gemäß der vorliegenden Erfindung mit folgender Struktur:
  • Figure imgb0015
  • Das Spreitverhalten einer Lösung von 2,0 g/l Beispiel V und 6,0 g/l Glucopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht; es wurde herausgefunden, dass diese Verbindung sehr langsam spreitet.
    • BEISPIEL VI: Beispiel VI bezieht sich auf eine Mischung zweier Tenside, davon eines gemäß der vorliegenden Erfindung, mit folgenden Strukturen:
  • Figure imgb0016
  • Das Spreitverhalten einer Lösung von jeweils 0,5 g/l bzw. 1,0 g/l der einzelnen Komponenten von Beispiel VI und 6,0 g/l Glucopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht; es wurde herausgefunden, dass diese Mischungen schnell, bzw. sehr schnell spreiten.
    • BEISPIEL VIII: Beispiel VIII bezieht sich auf ein Tensid gemäß der vorliegenden Erfindung mit folgender Struktur:
  • Figure imgb0017
  • Das Spreitverhalten einer Lösung von 4,0 g/l Beispiel VIII und 6,0 g/l Glucopon 215 CSUP (Alkylpolyglycosid) wurde untersucht; es wurde herausgefunden, dass diese Verbindung sehr langsam und auf kleiner Fläche spreitet.
    • Herstellung der Glycosidsilane
  • Die in den Beispielen gezeigten Silan-glycosidtenside können u.a. wie folgt aus den entsprechenden Kohlenhydraten hergestellt werden:
    Figure imgb0018
    • Untersuchung des Spreitverhaltens
  • Zur Untersuchung des Spreitverhaltens wurden 5ml Cyclohexan in eine Petrischale mit 9 cm Durchmesser gegeben. Darauf wurde jeweils ein Tropfen der unverschäumten Tensidlösung gegeben und beobachtet, ob und wie sich die Tensidlösung auf der Oberfläche des Cyclohexans ausbreitet.

Claims (5)

  1. Feuerlöschschaumkonzentrat, umfassend ein Tensid, enthaltend mindestens ein substituiertes oder unsubstituiertes Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat sowie mindestens ein Oligosilan, wobei das Tensid ein Molekül umfasst, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend
    Figure imgb0019
    Figure imgb0020
     oder Mischungen daraus,
    wobei A ein substituiertes oder unsubstituiertes Kohlenhydrat oder Kohlenhydratderivat mit ein bis zwanzig Zuckereinheiten ist,
    B eine Linkersubstruktur ausgewählt aus der Gruppe enthaltend unsubstituierte oder alkylsubstituierte Alkylenreste, Propylenbrücken, Ethergruppen, Estergruppen, Oligopropylenglykoleinheiten und Oligoethylenglykoleinheiten,
    C ein Oligosilan oder Oxacarbosilan ist, sowie
    D ein Oligosiloxan ist.
  2. Konzentrat nach Anspruch 1, wobei C ein Di-, Tri-, Tetra- oder Pentasilan ist.
  3. Konzentrat nach Anspruch 1 oder 2, wobei C aus eine der folgenden Strukturen gewählt ist:
    Figure imgb0021
    Figure imgb0022
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl, n jeweils unabhängig voneinander für 1, 2 oder 3, sowie j,k,m für 1-9 stehen, wobei 1 ≤ j+k+m ≤ 10 ist; sowie
    Figure imgb0023
    Figure imgb0024
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl, jedes X, unabhängig voneinander (CH2)n oder O mit n jeweils unabhängig voneinander für 1, 2 oder 3, sowie j,k,m für 1-9 stehen, wobei 1 ≤ j+k+m ≤ 10 ist; sowie
    Figure imgb0025
    Figure imgb0026
     wobei jedes R, unabhängig voneinander, für Ethyl oder Methyl, jedes X, unabhängig voneinander (CH2)n oder O mit n jeweils unabhängig voneinander für 1, 2 oder 3, sowie j,k für 1-9 stehen, wobei 1 ≤ j+k ≤ 10 ist.
  4. Konzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei A ein Mono-, Di- und Trisaccharid, eine Zuckersäure, ein Aminozucker oder ein Cyclitol, oder ein Ether, Ester, Amid oder Thioester dieser Verbindungen darstellt.
  5. Verwendung eines Tensids nach Anspruch 1 bis 4 als Zusatz zu Feuerlöschschäumen und/oder -konzentraten.
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