JPS6019256B2 - 水性泡消火剤 - Google Patents

水性泡消火剤

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JPS6019256B2
JPS6019256B2 JP13560981A JP13560981A JPS6019256B2 JP S6019256 B2 JPS6019256 B2 JP S6019256B2 JP 13560981 A JP13560981 A JP 13560981A JP 13560981 A JP13560981 A JP 13560981A JP S6019256 B2 JPS6019256 B2 JP S6019256B2
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fluorine
carbon atoms
extinguishing foam
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政之 亀井
富男 遠藤
豊 橋本
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なフッ素系界面活性剤含フッ素アンモニウ
ム塩を含有する水性泡消火剤に関する。
フッ素系界面活性剤のあるものは水の表面張力を顕著に
低下させ、ガソリン等の水不溶性可燃性溶剤の表面に水
性皮膜を形成し得る場合がある。この特性を応用した油
火災の再着火を防止するのに有効な消火剤はすでに特公
昭40一2008ぴ号公報等で提案されている。しかし
ながら、水成膜形成性をもったこれらの公知のフッ素系
界面活性剤は泡安定性が十分でなく、焔あるいは熱によ
り泡が容易に破壊される欠陥を有する。
泡安定剤を添加することにより、この欠陥を改善する試
みもなされているが、尚その効果は十分ではなく、効果
を発現するほど多に添加した場合、粘度を著しく増大さ
せる結果となり実用に供し得ない。また泡安定剤に優れ
た公知のフッ素系界面活性剤は、表、界面張力低下能力
が十分でなく水成膜形成性に劣る。
これを解決するために、炭化水素系界面活性剤をフッ素
系界面活性剤に添加し、主に油水間の界面張力を低下さ
せ水成膜形成性を高める試みが堤奏されている(例えば
特公昭48−23161号明細書参照)。しかしながら
炭化水素系界面活性剤を混合することにより消火泡の親
油性が増大するため、泡の中への燃焼油蒸気の侵入が助
長され、泡の耐油性、あるし、は耐焔性の低下をもたら
す。
これはガソリン等の高度に揮発性の可燃性溶剤の火災を
消火する場合に重大な欠陥となる。
本発明者等は炭化水素系界面活性剤を併用することなく
、十分な水成膜形成性をもち、かつ陵れた泡の安定性、
耐熱性、および耐焔性を有するフッ素系界面活性剤につ
いて鋭意研究を進めた結果、次一般式(1)で示される
新規なフッ素系界面活性剤である含フッ素アンモニウム
塩が、消火に必要な各種特性をバランスよく有し、油火
災用泡消火剤等の消火剤用界面活性剤として最適である
ことを見出し、またさらに検討を重ねた結果、上記含フ
ッ素アンモニウム塩に一般式(ロ)で示される含フッ素
化合物を配合することにより水成膜形成性、泡の耐熱性
、耐焔性等が相乗効果的に向上することを見出し本発明
を完成した。即ち本発明は一般式 (1) 〔但し式中、Rfは炭素数3〜16のフッ素化脂肪族基
であり、その様なもののうち好ましいものの例としては
パーフロロアルキル基またはパーフロ。
ァルケニル基であり、直鏡状、分枝状、またはこれらを
組合わせたもののいずれでもよい。Zはスルホアミドま
たはカルボアミド基を含む2価の連結基で、S02NR
2−,一CONR2一,(C比)と−S02NR2一,
(CH2)そ‐CONR2一,S02NR2−、または
ONR2− (但しR2は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基また
はヒドロキシアルキル基、乳ま2〜6の整数を表わす)
等の基が好ましい。
Q,は炭素数2〜12の2価の脂肪族基、ヒド。
キシ基により置換された脂肪族炭化水素基、芳香族炭化
水水素基またはこれらを組合わせたもので、一(C比)
m−(但しmは2〜12の整数を表わす)、−(C比)
m,一〇−(C弦)m2一(但しm・’岬は1〜6の整
数を表わす)、‐CQC日(OH)C弘一、または 日2 日2−等の基が好ましい。
R,は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、または一
(CQC日20)iH(但しiは1〜20の整数を表わ
す)である。
Q2は炭素数2〜12の2価の脂肪族基、ヒドロキシ基
により置換された脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基
またはこれらを組合わせたもので−(CH2)n(但し
nは2〜12の整数を表わす)、一CQC日(OH)C
比−、または−CH2 の基が好ましい。
Q2′は炭素数1〜12の2価の脂肪族基、ヒドロキシ
基により置換された脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素
基またはこれらを組合わせたもので−(CH2)n(但
しnは1〜12の整数を表わす)、一CWC日(OH)
C比−、または−CH2 の基が好ましい。
MおよびM′は同一でも異なっていてもよく水素原子ま
たは無機もしくは有機のカチオンであり、Li+、Na
十、K1、Ca2十、M〆十、NH4十、〔N(H)p
(R)q〕+(但しRは炭素数1〜4のアルキル基また
はヒドロキシェチル基、pおよびqは094の整数でp
+q=4を満たすものを表わ)またはH+が好ましい。
〕×は無機または有機のアニオンであり、 ひ。
He、Cそe、Bre、・e、C夕。4@、夢。
4e、CH3S。
4e、N○8e、CQC○○eまたはリン酸基が好まし
い。
〕で示される含フッ素アンモニウム塩を含有することを
特徴とする耐熱性、耐焔性に優れた水性泡消火剤および
談合フッ素アンモニウム塩と一般式Rf′−W
(0)〔但し式中、Rf′は炭素数3〜16のフッ素化
脂肪族基であり、その様なもののうち好ましいものの様
としてはバーフロロアルキル基、またはパーフロロアル
ケニル基であり、直鎖状、分枝状またはそれらを組合わ
せたもののいずれでもよい。
Wは−Z(CH2C比○)iH、−Z′Q,NR,′R
″,{但しZ′はスルホアミド基またはカルポアミド基
を含む2価の連結基で、一S02NR2′−、CONR
2−、一(CH2)〆び−S02NR2′−、一(CE
2)〆′−CONR2′−、S。
2NRご−、または CONR乞−(但しR2′は水素原 子、炭素数1〜6のアルキル基またはヒドロキシアルキ
ル基、ク′は2〜6の整数を表わす)等の基が好ましい
iは0〜5の整数、Q.′は炭素数(A)2〜12の2
価の脂肪族基、ヒドロキシ基により置換された脂肪族炭
化水素基、芳香族炭化水素基、またはこれらを組合わせ
たもので一(CQ)m′−(但しm′は2〜12の整数
を表わす)、一(C比)m,′−0−(CH2)m2′
ー(但しm,′、m2′は1〜6の整数を表わす)、−
CQC日(OH)C4−、または −CH2 日2−等の基が好ましい R,′およびR″,は同一でも異なっていてもよく水素
原子、炭素数1〜6のアルキル基または−(C比CH2
0)iHを表わす}、または−(CH2)kY(但しk
‘ま1〜6の整数、Yは一〇Hまたは一SHを表わす)
である。
〕で示される含フッ素化合物を含有することを特徴とす
る耐熱性、耐焔性に優れた水性泡消火剤と要約される。
本発明において使用される含フッ素アンモニウム塩およ
び含フッ素化合物の具体例はそれぞれ次のA項、B項に
て示される。
<B) C8F,7S02NH2 C6F,3S02NHCH3 C7F,5CONHCH2CH20H C8F,7S02NH(CH2)3NH2C6F13S
2NHくCH2)3NHCH3C7F,5CON日(C
H2)2N(C2日5)2C8F17S。
2N<CH3)CH2CH<。
H>CH2NくCH2CH20H)2C6F,3S02
N(CH2CH20H)(CH2)8N(CH3)2日
C8F17CH2CH2S。
2N<CH2)3NH<CH3)C9F,7S。
2N<CH2)2N<C2日5>2 C9F,7 &母CH2NH2 C7F15CON日(CH2)30くCH2)3NH<
CH2CH20H)C6F,3S02NH(CH2),
2NH2本発明の含フッ素四級アンモニウム塩は種々の
方法により製造できるが、好ましい製造法として、Rf
ZQ,NHR,、 RfZQ,NR,Q2S03Na
ま た はRfZQ.NR,Q2′AM′で示される化
合物にハロアルカンスルホネート、ハロヒドロキシアル
カンスルホネート、ハロアリーレンスルホネートまたは
サルトンをアルカリ存在下または醸しで反応させること
により、一般式(1)で示される含フッ素アンモニウム
塩を製造する方法が挙げられる。
本発明者等の知見によれば本発明に係る含フッ素四級ア
ンモニウム塩の表、界面張力低下性および泡安定化作用
は、舟中性ないし弱アルカリ性領域で最高の性能を発現
することが見出された。消火剤は人体、生物等への安全
性、貯蔵容器の腐食性等からpH中性ないし弱アルカリ
性領域で使用することが好適であり、この点からも該含
フッ素四級アンモニウム塩の有用性がみとめられる。ま
た上述のように含フッ素四級アンモニウム塩はpH中性
領域において両性イオン的に挙動することからアニオン
性、カチオン性、非イオン性および両性のどのイオン性
界面活性剤とも良好な相溶性を有し、かつ泡の安定性、
耐熱性あるし、は耐焔性等の泡特性を相乗的に向上させ
る効果をもっていることも見出された。この性質により
フッ素系フッ素系界面活性剤、フッ素を含まない炭化水
素系フッ素系界面活性剤、または両者の混合物からなる
泡消火剤、または蛋白泡消火剤等の消火剤に含有される
界面活性剤成分中に該含フッ素アンモニウム塩を1〜1
0の重量%、好ましくは10〜10の重量%添加するこ
とにより泡特性を改善させることができる。とくに蛋白
泡消火剤原液に該含フッ素アンモニウム塩を0.01〜
5重量%含有させた場合、泡の流動性、耐油性、耐熱性
および耐焔性が著しく改善されフッ素化蛋白泡消化剤用
界面活性剤としても最適であることが見出された。上述
のように本発明に係る含フッ素アンモニウム塩は他の界
面活性剤とよく相溶し相乗効果を発揮する性質を有する
が特に一般式(0)で示される含フッ素化合物との相乗
効果は顕著である。
この場合、含フッ素アンモニウム塩と含フッ素化合物と
の混合割合は重量比で通常100:1〜1:2好ましく
は50:1〜1:1の範囲である。一般式(0)の含フ
ッ素化合物はpH中性領域において水不溶性であるかま
たは低水綾性であり、このため上記の混合比以上に添加
しても相溶せず、かえって泡特性を損う結果となり、ま
たこ混合比以下の添加量では相乗効果が少なくなる。水
成膜形成性泡消火剤として本発明に係る含フッ素アンモ
ニウム塩または含フッ素アンモニウム塩と一般式(0)
の含フッ素化合物の混合物を使用する場合、要求される
性能に応じて添加量を広範囲に変えることができる。一
般に消火剤中の全界面活性剤量の1〜10の重量%好ま
しくは10〜100重量%の範囲である。この範囲以下
の添加量では水成膜形成性または泡特性へ及ぼす効果が
4・さし、。本発明の消火剤において前記界面活性剤成
分および水に加えて必要により各種添加剤を加えること
ができる。
添加剤として、付加的泡安定剤、凝固点降下剤、防鈴剤
、緩衝剤、等が挙げられる。
付加的泡安定剤は主に発泡倍率あるいはドレーネジを調
節するために添加され、例としてポリエチレングリコー
ル、ポリビニルアルコール、ボリピニルピロリドン、カ
ルボキシメチルセルロース、アラビアゴム、アルギン酸
ソーダ、ポリプロピレングリコール、ポリピニル樹脂、
などがある。
凝固点降下剤としてはエチレングリコール、プロピレン
グリコール、セルソルブ類(エチルセロソルプ、プチル
セロソルブ)、カルビトール類(エチルカルビトール、
ブチルカルビトール)、低級アルコール(インプロピル
アルコール、ブタノール)、あるいは尿素などがある。
防錆剤、緩衝剤としては当該業界公知の種々のものを使
用し得る。
本発明の泡消火剤は公知の方法ですなわち空気、炭酸ガ
ス、窒素、ジフロロジクロロメタンのような低沸点フロ
ロカーボン類または他の適当な、不燃気体を吹き込むか
、混ぜることによって適用される。
本発明の泡消火剤はあらかじめ水(例えば消火用水、地
下水、水道水、あるいは海水など)で使用濃度に希釈し
て貯蔵し適用することができるが、適当な倍率(例えば
16.7倍、33.針昔など)で水で希釈して用いられ
る濃厚原液として貯蔵し、使用時通常の方法例えば濃厚
原液を消火装置または泡ノズルに至る途中から水流中に
吸い込ませることにより希釈度を調節し、空気等の不燃
性気体を吹き込むか、混ぜることにより発泡させ、火面
の上方または表面下より泡を放射または送り込む方法に
より適用することもできる。
本発明の消火剤は重炭酸ソーダ、重炭酸カリ、重炭酸マ
グネシウム、硫酸アンモン、リン酸アンモン、炭酸カル
シウムなどを成分とする粉末消火剤、蛋白泡消火剤、木
材火災用泡消火剤等と併用することができる。
次に実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
以下の実施例で%は全て重量%を表わし、それ以外の比
も重量比を表わす。実施例 1〜4および比較例 1〜
2 フッ素系界面活性剤 0.2%ポリエ
チレングリコール(平均分子量4000)0.8%ブチ
ルカルビトール 1.0%水
聡.0%からなる組成物
3そを水成膜泡消火剤用小型消火器(日本消防検定協会
承認3そ型消火器)に充填し、窒素圧10k9/地、吐
出量6クノminでnーヘプタンを燃料とし燃焼面積1
.2〆(B−6スケール)の消火実験を行った。
結果を第1表に示す。尚、燃料は30qo、消火剤は2
0ooに調節したのち点火し、子熟1分後4・型消火器
の通常の使用方法で消火作業を行った。比較例2はフッ
素系界面活性剤含有水成膜泡消火剤の市販品(3%型)
を水で33.3倍に希釈して実験したものである。
聡 縦 総ヤ 轡 ト総処 ※選べ 薫き藁 ふ費錘 蟹湊零 *× × H蟻漁 恒」S 蓮X 灘 母欄ざ 量≦髪 ※Qり S桝べ 旨恒」 溝錘麺。
※処中処 ′側町ヤ 旨豚山敬 のべ食麗 ド叢総■ 仇ト食 一R 隣叢寒 ふさぎ く一壷薄 偽口 入Q簿y 〆にSゆ ト目ぶ廟 で戦れ総 ー※偽) cS恒0 S〕連べ 篭。
錘卓。
岬蓮き錘辱 窓杉柏S 溝g 潔史 町曲地 唾g 蓮S‐‐睦 篭連 X麓根も 類難ミLO 山中ふ9 蟻【 1や 稲山。
て総遜る処lg 産 7で 支き 実施例 5 この泡消火剤原液を合成海水で33.針節こ希釈して得
られた水溶液の表面張力は16.7む船/仇であった。
実施例 6この泡消火剤原液を合成海水で33.3倍に
希釈して得られた水溶液の表面張力は16.がy肥/抑
であつた。
次に実施例5および6の本発明の泡消火剤と従来の水成
膜形成泡消火剤(市販品)について自治省令第26号記
載の方法に基づき消火実験を行った。尚、燃料はnーヘ
プタンとし、燃料面積4〆(B−20)の火災模型を使
用し、予熱を1分間行った。
消火剤原液を消火用水にて33.3倍に希釈し、窒素圧
10kQ/地、吐出速度10夕/min、全吐出時間5
分とした。泡ノズルは水成膜泡消火剤試験用標準発泡ノ
ズルを使用した。結果を第2表に示す。2 くそ3) ペーパーシール試験:放射終了後1 5分間
ト−チを用いて泡面に炎を近ずけ着火するか否かを観察
する。
くそ4)耐熱試験:放射を終了してから15分後泡面の
中央部K油面を1辺15伽の正方形となるようK露出さ
せ、点火し5分後の燃焼面積を測定する。
からなる組成物の消火性能、耐′,、及び・ につい
て実施例1〜4と同様な実験を行ない評価した。結果を
第3表に示す。実施例 16〜19及び比較例 4〜5 市販蛋白泡消火剤3%型A及び6%型Bのそれぞれの原
液に本発明含フッ素アンモニウム塩を第4表記記載の添
加量だけ添加し、実施例5〜6と同様な消火試験を行い
、消火時間、ペーパーシール性、泡の耐熱性を調べ談合
フッ素アンモニウム塩の効果を調べた。
ただし燃料として自動車ガソリンを使用した。結果を第
4表に示す。船 舵 腿 船 ・船

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔但し式中、Rfは炭素数3〜10のツ素化脂肪族基
    であり、Zはスルホアミド基またはカルボアミド基を含
    む2価の連結基であり、Q_1,Q_2およびQ′_2
    は炭素数1〜12の2価の脂肪族基、ヒドロキシ基によ
    り置換された脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基また
    はこれらを組合わせたものであり、 R_1は水素原子
    、炭素数1〜6のアルキル基または−(CH_2CH_
    2O)iH(但し、iは1〜20の整数を表わす)であ
    り、Aは−SO_3または−COOであり、 MおよびM′は水素原子または無機のカチオンであり、
    Xは無機または有機のアニオンである。 〕で示される含フツ素アンモニウム塩を含有することを
    特徴とする耐熱性、耐焔性に優れた水性泡消火剤。 2 Rfが炭素数3〜16のパーフロロアルキル基であ
    る特許請求の範囲第1項記載の泡消火剤。 3 Zが−SO_2NR_2−、−CONR_2−、−
    (CH_2)lSO_2NR_2−、−(CH_2)l
    CONR_2−、▲数式、化学式、表等があります▼、
    または ▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、R_2 は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基またはヒドロキ
    シアルキル基、lは2〜6の整数を表わす)である特許
    請求の範囲第1または2項記載の泡消火剤。 4 Q_1が−(CH_2)_m−(但しmは2〜12
    の整数を表わす)、−(CH_2)_m_1−O−(O
    H_2)_m_2−(但しm_1、m_2は1〜6の整
    数を表わす)、−CH_2CH(OH)CH_2−、ま
    たは▲数式、化学式、表等があります▼ である特許請求の範囲第1、2または3項記載の泡消火
    剤。 5 Q_2が−(CH_2)n−(但しnは2〜12の
    整数を表わす)、−CH_2CH(OH)CH_2−、
    または▲数式、化学式、表等があります▼である特許請
    求の範囲第1、 2、3または4項記載の泡消火剤。 6 Q′_2が−(CH_2)p−(但しpは1〜12
    の整数を表わす)、−OH_2CH(OH)CH_2−
    、または▲数式、化学式、表等があります▼−である特
    許請求の範囲第 1、2、3、4または5項記載の泡消火剤。 7 MがLi^+、Na^+、K^+、Ca^2^+、
    Mg^2^+、NH_4^+、〔N(H)p(R)q〕
    ^+(但しRは炭素数1〜4のアルキル基またはヒドロ
    キシエチル基、p、qは0〜4の整数でp+q=4を満
    たすものを表わす)または▲数式、化学式、表等があり
    ます▼ である特許請求の範囲 第1、2、3、4、5または6項記載の泡消火剤。 8 XがOH(−),Cl(−),Br(−),I(−
    ),ClO_4(−),1/2SO_4(2−),CH
    _3SO_4(−),NO_3(−),CH_3COO
    (−)、またはリン酸基である特許請求の範囲第1、2
    、3、4、5、6または7項記載の泡消火剤。 9 一般式(I)で示される含フツ素アンモニウム塩を
    界面活性剤成分中1〜100%、好ましくは10〜10
    0%含有する特許請求の範囲第1、2、3、4、5、6
    、7または8項記載の泡消火剤。 10 一般式(I)で示される含フツ素アンモニウム塩
    および一般式R′_f−W (II) 〔但し式中、R′_fは炭素数3〜16のフツ素化脂肪
    族基であり、Wは−Z(CH_2CH_2O)jH、−
    Z′Q′_1,NR_1′R″_1(但しZ′はスルホ
    アミド基またはカルボアミド基を含む2価の連結基jは
    0〜5の整数、Q′_1は炭素数2〜12の2価の脂肪
    族基、ヒドロキシ基により置換された脂肪族炭化水素基
    、芳香族炭化水素またはこれらを組合せた基、R′_1
    およびR″_1は同一でも異なつていてもよく、水素原
    子、炭素数1〜6のアルキル基または−(CH_2CH
    _2O)jHを表わす)、または−(CH_2)kY(
    但しkは1〜6の整数、Yは−OHまたは−SHを表わ
    す)である。 〕で示される含フツ素化合物を含有することを特徴とす
    る耐熱性、耐焔性に優れた水性泡消火剤。11 一般式
    (I)で示される含フツ素アンモニウム塩と一般式(II
    )で示される含フツ素化合物の混合割合が重量比で10
    0:1〜1:2好ましくは20:1〜1:1である特許
    請求の範囲第10項記載の泡消火剤。 12 一般式(I)で示される含フツ素アンモニウム塩
    および一般式(II)で示される含フツ素化合物を界面活
    性剤成分中1〜100%好ましくは10〜100%含有
    する特許請求の範囲第10または11項記載の泡消火剤
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