KR101863914B1

KR101863914B1 - 감소된 불소 함량을 갖는 수성 소방용 포말

Info

Publication number: KR101863914B1
Application number: KR1020137010633A
Authority: KR
Inventors: 마티나 이. 보웬; 유안 시에; 파멜라 에이. 하벨카-리바드
Original assignee: 타이코 파이어 프로덕츠 엘피
Priority date: 2010-10-01
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2018-06-01
Also published as: IL255513A; CN103237577B; AU2011308494B2; EP2621590A1; EP2621590A4; RU2595689C2; WO2012045080A1; NZ609760A; BR112013007866A2; KR20140022363A; CN103237577A; US10328297B2; US20170259100A1; PE20131508A1; IL225509A0; SG189158A1; CO6731078A2; US20130277597A1; US9669246B2; AU2011308494A1

Abstract

분자량이 800달톤 미만인, 유효량의 단량체성의 쯔비터이온성 또는 음이온성 C₆ 퍼플루오로알킬 계면활성제를 함유하는 수성 막 형성 소방용 조성물 농축물이 제공된다. 상기 조성물은 또한 유효량의 포말 안정제, 및 유효량의 적어도 하나의 비플루오르화 계면활성제를 함유한다. 상기 조성물은 0.8% 미만의 F를 가지며, 6개 초과의 탄소 원자를 함유하는 퍼플루오로알킬 기를 함유하는 임의의 계면활성제가 실질적으로 없다. 상기 조성물은 군용 규격(Military Specification) MIL-F-24385F를 충족시킨다.

Description

감소된 불소 함량을 갖는 수성 소방용 포말{AQUEOUS FIRE-FIGHTING FOAMS WITH REDUCED FLUORINE CONTENT}

우선권 데이터 및 참조에 의한 포함

본 국제 출원은 2010년 10월 1일자로 출원된 발명의 명칭이 "감소된 불소 함량을 갖는 수성 소방용 포말(Aqueous Fire-Fighting Foams With Reduced Fluorine Content)"인 미국 가출원 제 61/389,027호에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 이의 내용은 그 전문이 본원에 참고로 포함된다.

소방용 포말 농축물은 용매 및 원하는 기계적 및 화학적 특성을 포말에 제공하는 기타 다른 첨가제와 함께, 발포제(foaming agent)로서 작용하는 계면활성제의 혼합물을 함유한다. 이러한 농축물은 현장에서(in situ) 물과 혼합되어 기계적 수단에 의해 발포되고, 생성된 포말은 화재 상으로, 통상적으로 연소 중인 액체의 표면 상으로 발사된다. 이러한 농축물은 통상적으로 약 1% 내지 6%의 농도로 사용된다.

수성 막 형성 포말(aqueous film-forming foam, AFFF) 농축물은 탄화수소 액체의 표면 상에 수성 막을 확산시키도록 설계되며, 이는 화재가 소화될 수 있는 속도를 증가시킨다. 이러한 확산 특성(spreading property)은 AFFF에서의 퍼플루오로알킬 계면활성제의 사용에 의해 가능해지는데, 퍼플루오로알킬 계면활성제는 용액 중에서 매우 낮은 표면 장력 값(15dyn cm^-1 내지 20dyn cm^-1)을 생성하며, 그럼으로써 수용액이 탄화수소 액체의 표면 상에서 확산될 수 있게 한다.

그러나, 통상적인 AFFF 포말은 수혼화성 연료, 예컨대 저분자량 알코올, 케톤, 및 에스테르 등에 의해 야기되는 화재에 대해서는 효과적이지 않은데, 그 이유는 이러한 용매의 혼화성은 연료에 의한 포말의 용해 및 파괴로 이어지기 때문이다. 이러한 문제에 대처하기 위하여, 알코올 저항성 AFFF(alcohol resistant AFFF, ARAFFF) 농축물이 사용되는데, 이는 수혼화성 연료와 접촉시에 침전하여 연료와 포말 사이에 보호층을 생성하는 수용성 중합체를 함유한다. ARAFFF에 사용되는 통상적인 수용성 중합체는 다당류, 예컨대 잔탄 검이다. ARAFFF 포말은 탄화수소 및 수용성 연료 둘 모두에 대해 효과적이다.

통상의 AFFF 농축물은 퍼플루오로알킬 계면활성제 및 비플루오르화 계면활성제(이들 각각은 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양쪽성일 수 있음), 용매, 예컨대 글리콜 및/또는 글리콜 에테르, 및 소량의 첨가제, 예컨대 킬레이트화제, pH 완충제, 부식 억제제 등의 혼합물을 함유한다. 다양한 AFFF 농축물이, 예를 들어 미국 특허 번호 제3,047,619호; 제3,257,407호; 제3,258,423호; 제3,562,156호; 제3,621,059호; 제3,655,555호; 제3,661,776호; 제3,677,347호; 제3,759,981호; 제3,772,199호; 제3,789,265호; 제3,828,085호; 제3,839,425호; 제3,849,315호; 제3,941,708호; 제3,95,075호; 제3,957,657호; 제3,957,658호; 제3,963,776호; 제4,038,198호; 제4,042,522호; 제4,049,556호; 제4,060,132호; 제4,060,489호; 제4,069,158호; 제4,090,976호; 제4,099,574호; 제4,149,599호; 제4,203,850호; 및 제4,209,407호에 기재되어 있다. ARAFFF 농축물은, 예를 들어 미국 특허 제4,060,489호; 미국 특허 제4,149,599호 및 미국 특허 제4,387,032호에 기재되어 있다.

유효량의 퍼플루오로알킬 계면활성제, 유효량의 포말 안정제, 및 유효량의 적어도 하나의 비플루오르화 계면활성제를 함유하는 수성 막 형성 소방용 조성물 농축물이 제공된다. 퍼플루오로알킬 계면활성제는 분자량이 800달톤 미만인, 단량체성의 쯔비터이온성 또는 음이온성 C₆ 퍼플루오로알킬 계면활성제이다. 상기 조성물은 0.8% 미만의 F를 가지며, 6개 초과의 탄소 원자를 함유하는 퍼플루오로알킬 기를 함유하는 임의의 계면활성제가 실질적으로 없다. 상기 조성물은 군용 규격(Military Specification) MIL-F-24385F를 충족시킨다.

퍼플루오로알킬 계면활성제는 화학식 I로 나타낸 구조를 가질 수 있으며,

[화학식 I]

R_f-X-Y-L-Z

상기 화학식 I에서,

R_f는 C₆ 직쇄 또는 분지쇄 퍼플루오로알킬이고;

X는 C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌, 또는 1개 또는 2개의 알켄 부분(moiety)을 함유하는, C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알케닐렌이며;

Y는 -S-CH₂CH(R¹)CON(R²)-, -O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-; -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-; -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-; -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-; 또는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-이고;

L은 C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌이며, 여기서 사슬 내의 1개의 탄소 원자는 -N(R⁶)(R⁷)-에 의해 임의로 대체될 수 있고;

Z는 -OSO₃ ^-, -SO₃ ^-, 또는 -CO₂ ^-이며,

여기서, R¹, R², R³, R⁴, R⁶ 및 R⁷은 독립적으로 H, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C₁-C₆ 알킬일 수 있고, R⁵는 H, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C₁-C₆ 알킬, 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 유리하게는, 조성물은 화학식 I에 따르지 않는, 유효량의 퍼플루오르화 계면활성제를 함유하지 않긴 하지만, 특정 실시양태에서, 조성물은 3개 내지 7개의 퍼플루오르화 탄소 원자를 함유하는, 유효량의 플루오르화 포말 안정제를 함유할 수 있다.

조성물의 구체적 실시양태에서, Y는 -S-CH₂C(R¹)CON(R²)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R¹은 H 또는 직쇄 알킬일 수 있고, R²는 H일 수 있다. 추가 실시양태에서, Y는 -O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸이다. 또 다른 실시양태에서, Y는 -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸일 수 있고, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Y는 -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 다른 실시양태에서, Y는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸일 수 있고, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Y는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-일 수 있으며, 여기서 R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다.

이들 실시양태 중 어느 한 실시양태에서, 화학식 I의 하나 초과의 퍼플루오로알킬 계면활성제가 사용될 수 있다.

농축물의 특정 실시양태에서, 비플루오르화 계면활성제는 음이온성 계면활성제일 수 있고/있거나 포말 안정제는 글리콜 에테르일 수 있다. 게다가, 조성물은 부식 억제제를 함유할 수 있다.

이들 실시양태 중 어느 한 실시양태에서, 조성물은 또한, 통상적으로 약 0.3% 내지 약 7%의 양으로 알킬폴리글리코사이드를 함유할 수 있다. 추가 실시양태에서, 조성물은 또한, 통상적으로 약 0.1% 내지 약 5%의 양으로 다당류 검을 함유할 수 있다.

조성물의 구체적 실시양태에서, 포말 안정제는 1% 내지 50%의 양으로 존재하고, 비플루오르화 계면활성제는 0.1% 내지 30%의 양으로 존재하며, 화학식 I의 퍼플루오로알킬 계면활성제 또는 계면활성제의 혼합물은 0.5% 내지 20%의 양으로 존재한다.

또한, 전술된 조성물, 및 물 또는 수성 액체를 함유하는 소방용 포말이 제공된다. 구체적 실시양태에서, 수성 액체는 기수(brackish water) 또는 염수일 수 있다.

전술된 조성물은 소방용 포말의 제조 방법에 사용될 수 있으며, 여기서 상기 조성물은 물 또는 수성 액체에 의해 발포된다. 구체적 실시양태에서, 수성 액체는 기수 또는 염수일 수 있다.

최근까지, 소방용에 사용된 수성 막 형성 포말은 변함없이 퍼플루오로알킬 기가 적어도 퍼플루오로옥틸 기인 퍼플루오로알킬 사슬을 갖는 계면활성제를 함유하였다. 소방 용도에 있어서의 효율적이고 지속적인 포말 형성에 필요한 물리화학적 속성을 제공하기 위하여, 계면활성제가 적어도 퍼플루오로옥틸 부분을 필요로 하는 것으로 여겨졌다. WO03/049813호를 참조한다. 그러나, 퍼플루오로옥틸 부분은 환경 잔류성(environmentally persistent)이고 시험 동물의 간에 축적(accumulate)되는 것으로 밝혀졌는데, 이는 퍼플루오로옥틸 기를 함유하는 재료의 단계적 폐지에 대한 요청으로 이어진다. 텔로미어계(telomer-based)의 고급 동족 퍼플루오르화 계면활성제에 관한 미국 EPA 관리 프로그램(Stewardship Program) 및 EC 지침서(EC directives)와 같은 최근의 규제 노력이 퍼플루오로옥틸 함유 계면활성제의 사용을 막으려고 해 왔다. 그에 응하여, 퍼플루오로헥실("C6"으로 통상 지칭됨) 부분을 함유하는 다양한 계면활성제가 개발되어 왔는데, 이 부분은 환경에 덜 잔류성이며, 또한 마찬가지로 생물 내 축적(bioaccumulate)이 되지 않는 것 같다. 미국 특허 제5,688,884호를 참조한다.

C6 플루오로계면활성제가 요구가 덜 많은 용도, 예컨대 세정 용액에 있어서 만족스러운 것으로 보고되어 오긴 했지만, 퍼플루오로알킬 사슬의 길이의 감소는 불행하게도 효과적인 소방에 필요한 특성들을 갖는 오래 가는 지속적인 포말을 형성하는 능력의 감소로 이어진다. 따라서, 퍼플루오로옥틸 계면활성제가 등가의 C6 화합물에 의해 대체된 AFFF 및 ARFFF 농축물은 소방 용도에 대한 미국 및 국제 표준의 요건을 충족시킬 수 없다.

이러한 활성의 손실에 대응하기 위하여, 제조업체는 AFFF 농축물 중의 플루오로계면활성제의 농도를 증가시키고/증가시키거나, 다수의 퍼플루오로알킬 기가 짧은 중합체성 담체 분자에 공유 결합된 올리고머성 계면활성제를 사용할 수밖에 없었다. WO01/030873호를 참조한다. 두 경우 모두, (중량 백분율 기준으로 계산된) 불소 원자의 총 농도는 바람직하지 않게 높은 수준으로 유지된다.

불행하게도, 현재까지 퍼플루오로옥틸보다 더 짧으면서도 여전히 불소 수준의 "산업 표준"으로 효과적인 AFFF 의 제조를 가능하게 하는 데 필요한 특성들을 보유하는 퍼플루오로알킬 기를 함유하는 조성물을 제조하는 것이 가능하지 않다. 예기치 않게도, AFFF의 제조를 가능하게 함에 있어서 C₈ 퍼플루오로 부분을 대체하는 데 사용될 수 있는 C₆ 퍼플루오로 부분을 함유하는 특정 플루오로계면활성제가 제조될 수 있음을 지금에 이르러서야 알아내었다. 게다가 더욱 더 예기치 않게도, 이들 플루오로계면활성제는 높은 염 함량을 함유하는 물, 예를 들어 해수 또는 기수에 의해 발포될 때에도 여전히 효과적인 AFFF 농축물을 제조하는 데 사용될 수 있다.

매우 바람직하고 지금까지 얻을 수 없던 이러한 특성들을 제공하는 C₆ 플루오로계면활성제는 단량체성인데, 이는 본 발명의 내용에서, 퍼플루오로알킬 함유 부분이 올리고머성 또는 중합체성 담체 분자에 공유 결합된 다량체성(multimeric) 계면활성제 조성물과 대립되는 것으로서 단일의 명확히 정의된 구조를 갖는 분자를 말하는 것으로 이해될 것이다. 그러한 다량체성 조성물은 일정 범위의 분자량 및 상응하는 다양한 분자 구조 및 조성을 갖는 계면활성제를 함유한다. 더욱이, 가장 통상의 퍼플루오로계면활성제는 이들의 제조에 사용된 텔로머화 공정의 결과로서 상이한 사슬 길이(통상적으로, C₂, C₄, C₆, C₈ 등)의 혼합물을 함유한다. 본 발명의 단량체성 플루오르화 계면활성제는 기타 다른 사슬 길이의 퍼플루오로알킬 기가 본질적으로 없다. 따라서, 예를 들어 C₆ 단량체성 계면활성제는 C₂, C₃, C₄, C₅, C₇, C₈ 등이 본질적으로 없다.

단량체성 C₆ 플루오로계면활성제는 유리하게 분자량이 800달톤 미만인데, 이는 이들을 전술된 다량체성 조성물과 추가로 구별해 준다. 더욱이, 단량체성 C₆ 플루오로계면활성제가 유효량의 포말 안정제, 예를 들어 글리콜 에테르, 및 유효량의 비플루오르화 계면활성제와 함께 제형화될 때, 생성된 농축물은 중량 백분율을 기준으로 한 불소 원자의 최종 농도가 0.8% 미만인 농도에서 소방에 대한 미국 군용 규격 MIL-F-24385F의 엄격한 요건을 충족시킨다. 낮은 불소 수준에서의 이러한 성능 수준은 전례가 없으며, 퍼플루오로옥틸 (또는 더 긴) 사슬을 함유하는 임의의 플루오로계면활성제가 실질적으로 없는 조성에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 내용에서, 조성물이 어떠한 성분이 실질적으로 없다는 것은, 그 성분이, 가령 있다 하더라도, 조성물의 특성에 실질적으로 영향을 주기에는 너무 낮은 미량(불순물) 수준으로 존재할 때를 말한다. C₆ 플루오로계면활성제는 쯔비터이온성 또는 음이온성일 수 있다.

단량체성 C₆ 플루오로계면활성제는 화학식 I로 나타낼 수 있다:

[화학식 I]

R_f-X-Y-L-Z

상기 화학식 I에서, R_f는 C₆ 직쇄 또는 분지쇄 퍼플루오로알킬이다. X는 C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌, 또는 1개 또는 2개의 알켄 부분을 함유하는, C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알케닐렌이고;

Y는 -S-CH₂CH(R¹)CON(R²)-, -O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-; -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-; -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-; -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-; 또는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-이며;

L은 C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌이고, 여기서 사슬 내의 1개의 탄소 원자는 -N(R⁶)(R⁷)-에 의해 임의로 대체될 수 있으며;

Z는 -OSO₃ ^-, -SO₃ ^-, 또는 -CO₂ ^-이다.

화학식 I의 화합물에서, 각각의 R¹, R², R³, R⁴, R⁶ 또는 R⁷은 독립적으로 H 또는 직쇄 또는 분지쇄 C₁-C₆ 알킬일 수 있고, R⁵는 H, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C₁-C₆ 알킬, 또는 트리알킬실릴일 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어 "알킬 기" 또는 "알킬"은 직쇄 및 분지쇄 탄소 사슬 라디칼을 포함한다. 용어 "알킬렌"은 비치환 또는 치환된 알칸의 디라디칼(diradical)을 말한다. 예를 들어, "C1-6 알킬"은 1개 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다. C₁-C₆ 직쇄 알킬 기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, n-펜틸, 및 n-헥실이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 분지쇄 알킬 기의 예에는 이소프로필, tert-부틸, 이소부틸 등이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 알킬렌 기의 예에는 -CH₂-, -CH₂-CH₂-, -CH₂-CH(CH₃)-CH₂-, 및 -(CH₂)₃이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 알킬 기는 지시된 바와 같이 치환 또는 비치환될 수 있다. 치환된 알킬의 예에는 할로알킬, 티오알킬, 아미노알킬 등이 포함된다. 알킬렌 기는 지시된 바와 같이 치환 또는 비치환될 수 있다.

본 명세서에 기재된 특정 화합물은 다중 결정질 또는 비정질 형태로(즉, 다형체로서) 존재할 수 있다. 일반적으로, 모든 물리적 형태는 본 발명에서 고려되는 용도에 대해서 등가이며, 현재 본 명세서에 기재된 조성물 및 방법의 범주 내에 있고자 한다.

본 명세서에 기재된 특정 화합물이 또한 호변이성체 형태로 존재할 수 있음이 당업자에게 명백할 것이며, 화합물의 모든 그러한 호변이성체 형태는 본 명세서에 기재된 조성물의 범주 내에 있다. 유사하게, 본 명세서에 기재된 화합물이 비대칭 탄소 원자(광학 중심) 또는 이중 결합을 함유하는 범위 내에서, 라세미체, 부분입체 이성체, 기하 이성체 및 개별 이성체(예를 들어, 분리된 에난티오머)는 모두 본 발명 화합물의 범주 내에 포함시키고자 한다.

화학식 I의 화합물의 구체적 실시양태에서, Y는 -S-CH₂C(R¹)CON(R²)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R¹은 H 또는 직쇄 알킬일 수 있고, R²는 H일 수 있다. Y는 또한 -O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸이다. 다른 실시양태에서, Y는 -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸일 수 있고, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Y는 -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 추가 실시양태에서, Y는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-일 수 있으며, 예를 들어 여기서 R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸일 수 있고, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다. 또 다른 실시양태에서, Y는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-일 수 있으며, 여기서 R⁵는 H 또는 트리알킬실릴일 수 있다.

당업자는 화학식 R_f-X-Y-L-Z에 의한 계면활성제의 설명이, 달리 구체적으로 기재되지 않는 한, 각각의 원자의 가수를 고려하여, R_f-X-Y-L-Z의 가능한 조합 각각이 마치 개별적으로 제시된 것처럼 이들을 포함함을 인식할 것이다. 예를 들어, 계면활성제는 하기의 원소 조합을 갖는 화합물을 포함한다:

화학식 I의 화합물의 구체적 예에는 화합물 (a) 내지 화합물 (j)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다:

당업자는 AFFF 농축물을 제조할 때, 화학식 I의 하나 초과의 퍼플루오로알킬 계면활성제가 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 통상적으로, 화학식 I의 계면활성제 또는 계면활성제의 혼합물은 중량 기준으로 약 0.5% 내지 약 20%의 양으로 존재한다.

농축물의 특정 실시양태에서, 비플루오르화 계면활성제는 음이온성 계면활성제일 수 있다. 적합한 음이온성 계면활성제에는 당업계에 잘 알려진 화합물, 예를 들어 중쇄 내지 장쇄 알킬 설페이트, 알킬 에테르 설페이트, 알킬 설포네이트, 지방산 염, 예컨대 데실 설페이트, 알킬 포스페이트 등을 포함한다.

조성물은 또한 하나 이상의 포말 안정제를 함유할 수 있다. 그러한 제제는 당업계에 잘 알려져 있으며, 디에틸렌 글리콜 에테르(카르비톨), 예컨대 부틸 카르비톨을 포함한 글리콜 에테르를 포함한다. 포말 안정제는 약 1% 내지 약 50%의 양으로 존재한다.

조성물은 또한 농축물이 오랜 기간에 걸쳐 보관될 수 있는 보관 용기 및 파이프에서의 부식을 최소화하는 하나 이상의 부식 억제제를 함유할 수 있다. 적합한 부식 억제제는 당업계에 잘 알려져 있으며, 톨릴트리아졸과 같은 화합물을 포함한다. 부식 억제제는 통상적으로 원하는 정도까지 부식을 억제하는 데 필요한 최소한의 농도(약 0% 내지 2%)로 존재하지만, 더 높은 농도가 사용될 수도 있다.

조성물은 또한 알킬폴리글리코사이드 계면활성제를 함유할 수 있다. 적합한 알킬폴리글리코사이드에는 미국 특허 제4,999,119호에 기재된 것들이 포함되며, 이는 그 전문이 본 명세서에 참고로 포함된다. 알킬폴리글리코사이드는 통상적으로 약 0.3% 내지 약 7%의 양으로 존재한다.

조성물은 유리하게 고분자량 수용성 중합체, 예컨대 다당류 검을 함유한다. 그러한 검을 함유하는 AFFF가 친수성 액체에 의해 가속화된 화재에 적용될 때, 검은 친수성 액체와 접촉시에 침전되고 젤라틴질 매트(gelatinous mat)로서 알려진 보호층을 형성하는데, 이는 포말의 붕괴를 방해한다. 검은 통상적으로 약 0.1% 내지 약 5%의 양으로 존재한다.

조성물의 구체적 실시양태에서, 포말 안정제는 1% 내지 50%의 양으로 존재하고, 비플루오르화 계면활성제는 0.1% 내지 30%의 양으로 존재하고, 화학식 I의 퍼플루오로알킬 계면활성제 또는 계면활성제의 혼합물은 0.5% 내지 20%의 양으로 존재한다.

또한, 전술된 조성물 및 수성 액체를 함유하는 소방용 포말이 제공된다. 통상적으로, 수성 액체는 물이다. 구체적 실시양태에서, 수성 액체는 기수 또는 염수일 수 있다.

전술된 조성물은 소방용 포말의 제조 방법에 사용될 수 있으며, 여기서 상기 조성물은 수성 액체, 예를 들어 물에 의해 발포된다. 구체적 실시양태에서, 수성 액체는 기수 또는 염수일 수 있다.

화학식 I의 분자의 제조

화학식 I의 분자는 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 3 위치에서 치환된 플루오로카본 함유 티오에테르를 갖는 아미드를 함유하는 화합물, 예컨대 (a) 및 (b)(화학식 I의 Y가 -S-CH₂CH(R¹)CON(R²)-인 화합물)는 적합한 아크릴아미드에 대한 티올의 마이클 부가에 의해 용이하게 제조될 수 있다. 아크릴아미드 전구체는 설톤의 친핵성 개환에 의해 제조될 수 있다. 그러한 분자의 제조 방법은, 특히 미국 특허 제4,098,811호에 기재되어 있다. 화합물 (a) 및 (b)를 제조하기에 적합한 반응 계획은 다음과 같다:

퍼플루오로 부분이 이중 결합에 부가된 화합물, 예컨대 (c) 내지 (f)는 하기에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 라디칼 개시제, 예컨대 롱갈리트(Rongalite; HOCH₂SO₂Na)를 사용하여 퍼플루오로알킬 요오다이드의 불포화 화합물에 대한 부가-제거(addition-elimination)를 사용하여 편리하게 제조될 수 있다:

(g) 내지 (j)와 같은 분자가 또한, 예를 들어 티올 또는 아민에 의한 에폭사이드의 친핵성 개환 반응에 의해 하이드록실 화합물을 생성하여 제조될 수 있으며, 이러한 하이드록실 화합물은 당업계에 잘 알려진 방법을 사용하여 추가로 합성될 수 있다.

유리하게, 조성물은 화학식 I에 따르지 않는 유효량의 퍼플루오르화 계면활성제를 함유하지 않긴 하지만, 특정 실시양태에서, 조성물은 3개 내지 7개의 퍼플루오르화 탄소 원자를 함유하는, 유효량의 플루오르화 포말 안정제를 함유할 수 있다.

이들 화합물을 제조하는 예시적인 방법의 구체적 세부사항이 하기 실시예에 제공되어 있다.

AFFF 농축물의 제조 및 용도

상기 열거된 성분들을 혼합하여 수성 막 형성 포말 농축물을 제조하였다. 이어서, 이 농축물은 물과, 통상적으로 3% 용액으로서 혼합되고, 당업계에 잘 알려진 발포 장치를 사용하여 발포될 수 있다.

이 농축물은 물에 의한 희석 및 통기(aeration)시에 수성 막 형성 포말을 생성하며, 이는 연소 중이거나 점화에 노출된 가연성 액체의 바디(body), 예를 들어 스필(spill) 또는 풀(pool)에 적용된다. 포말은 연료 표면을 덮도록 블랭킷(blanket)을 제공하고 공기를 배제시킴으로써, 연소 중인 액체를 소화시키고, 추가의 점화를 방지한다. 본 명세서에 기재된 것들과 같은 막 형성 포말 조성물은 가연성 연료, 예컨대 가솔린, 나프타, 디젤 오일, 유압유, 석유 및 기타 다른 탄화수소가 관련된 화재를 소화하는 데 특히 바람직하며, 또한 전술된 바와 같이 그리고 또한 미국 특허 제4,536,298호 및 제5,218,021호에 기재된 바와 같이, 적합한 고분자량 중합체, 예컨대 잔탄 검을 첨가함으로써 극성 용매(아세톤, 에탄올 등을 포함함)가 관련된 화재를 소화하는 데 사용될 수 있다.

농축물은 물로 희석되고 통기될 때 저밀도 공기 포말(air-foam)을 생성하며, 이 공기 포말은 탄화수소 연료 또는 기타 다른 가연성 액체의 바디의 표면 상에서 신속하게 확산되어 연료 또는 액체 위로 블랭킷을 형성한다. (가연성 액체의 표면 상의) 포말이 빠짐(drain)에 따라, 막이 형성되는데, 이는 흐트러지거나 부서질 경우 재형성되어 가연성 액체로부터 방출되는 고온 증기를 봉쇄하는 경향이 있으며, 따라서 화재를 소화하게 된다. 탄화수소 계면활성제가 포말 블랭킷을 형성할 수 있긴 하지만, 가연성 액체 증기는 포말을 통해 도피하여 재점화시킬 수 있다. 플루오로계면활성제를 포함하는 포말은 가연성 액체가 막을 통해 도피할 수 있는 능력을 감소시키고, 그럼으로써 재점화를 방지한다.

가압 하에서의 물이 소방 호스를 통과함에 따라, 통상적으로 3부피%의 농축물 조성물이 벤추리 효과에 의해 호스 라인 내로 인도되어 물로 희석된 농축물의 재혼합물(remixture)(또는 "프리믹스")를 형성한다. 이 프리믹스는 호스의 출구단에 위치된 공기 흡입식 노즐의 사용에 의해 통기된 상태가 되어 포말을 생성한다. 수성 공기 포말을 생성하고 적용하는 데 사용될 수 있는 장비는 당업계에 알려져 있으며, 또한 전미방화협회(National Fire Protection Association)에 의한 간행물에 기재되어 있다.

바람직하게는, 조성물은 화재 또는 화염을 소화하기에 충분한 양으로 화재 또는 화염 내로 도입된다. 당업자는 특정 위험물을 소화하는 데 필요한 소화용 조성물의 양이 위험물의 성질 및 정도에 따라 좌우될 것임을 인식할 것이다.

하기의 실시예는 청구된 발명을 예시하지만 이를 제한하지 않도록 제공된다.

실시예

실시예 1:

A. 3-( 메타크릴아미도 )프로필 디메틸 베타인의 제조

2L의 둥근바닥 플라스크에 258g(1.50mol)의 N-[3-(디메틸아미노)프로필]-메타크릴아미드(Aldrich, 99%), 190g(1.60mol)의 클로로아세트산 나트륨, 1200g의 에탄올 및 60g의 물을 첨가하였다. 반응 혼합물을 2일 동안 환류 하에서 교반하였는데, 이 동안에는 6ml의 물 중에 3g의 NaOH의 용액을 주기적으로 첨가하여 반응 용액의 pH를 약 8 내지 9로 유지하였다. 반응이 완료되었을 때, 이 반응 동안 형성된 NaCl을, 60℃ 내지 70℃에서 반응 혼합물을 여과함으로써 실질적으로 제거하였다. 여과액을 증발 건조시켰으며, 반응이 완료된 것으로 가정하여, 조(crude) 생성물을 추가의 정제 없이 다음 반응 단계에서 직접 사용하였다.

B. N-( 카르복시메틸 )-N,N-디메틸-3-{[1-옥소-2- 메틸 -3-[{3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플루오로옥틸} 티오 ]프로필]아미노}-1- 프로파늄의 제조, 내염 ( inner salt ):

2L의 둥근바닥 플라스크에 308g(1.35mol)의 3-(메타크릴아미도)프로필 디메틸 베타인, 490g(1.29mol)의 1H,1H,2H,2H-퍼플루오로옥탄 티올, 1000g의 H₂O 및 250g의 부틸 카르비톨을 첨가하였다. 약 1.0g의 NaOH를 첨가하여 반응 용액의 pH를 8 내지 9로 조정하였다. 티올 전부가 소비될 때까지, 혼합물을 80℃ 내지 85℃에서 14시간 내지 16시간 동안 교반하였다. 투명한 반응 용액을 실온으로 냉각시켜 15.32중량%의 불소, 12중량%의 부틸 카르비톨 및 40중량%의 고형분을 함유하는 2100g의 용액을 제공하였다.

실시예 2

A. [(N,N-디메틸)- 알릴옥시에틸아미노 ]-프로필 설포베타인의 제조

알릴-2-(N,N-디메틸아미노)에틸 에테르(11.88g, 0.1mol) 및 부틸 글리콜 (40ml)의 혼합물을 60℃로 가열하고, 1,3-프로판 설톤(11.56g, 0.102mol)을 이 혼합물에 적가하였다. 혼합물을 60℃에서 1시간 동안, 그리고 105℃ 내지 110℃에서 추가 4시간 동안 교반하였다. 물(2.0ml)을 90℃로 냉각시키면서 혼합물에 첨가하고, 생성된 혼합물을 95℃에서 2시간 동안 교반하여 과량의 설톤을 파괴하였다. 물(35ml)을 첨가하고, 혼합물을 1분 동안 진탕한 다음 15분 동안 방치하였다. 혼합물을 에테르로 추출하고 수층을 진공 하에서 증발 건조시켰다. 조 생성물을 메탄올/메틸 아세테이트로 용리하여 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여, 황색을 띤 투명한 점성 액체로서 생성물 1(16.8g, 72.75%)을 제공하였으며, 이는 실온에서 3일 동안 방치시 침상(needle-like) 결정으로 결정화되었다.

B. N-( 프로필설포네이트 )-N,N-디메틸-2-[{(2E/Z)-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-트리데카플루오로-2- 노넨 -1-일} 옥시 ] 에틸아미노 ]-1- 프로파늄의 제조, 내염

퍼플루오로 n-헥실 요오다이드(n-C₆F₁₃I, 17.84g, 0.04mol) 및 HOCH₂SO₂Na(0.31g, 0.002mol)를 요오드의 자주색이 사라질 때까지 진탕하였으며, 이후에 10.25g(0.0408mol)의 생성물 1, NaHCO₃(3.36g, 0.04mol), 물(40ml) 및 에탄올(40ml)을 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 75℃ 내지 80℃에서 4시간 동안 교반하였다. 10ml의 물 중에 수산화나트륨(1.6g, 0.04mol)을 첨가하였으며, 투명한 반응 혼합물이 암갈색으로 변하였다. 70℃ 내지 75℃에서 교반한 지 2시간 후, 반응물을 실온에서 밤새 방치하였다. 여과하고 진공 중에서 용매를 제거한 후, 조 생성물(24g)을 수득하였다. 에탄올로부터 재결정화하여, 갈색을 띤 고형물로서 정제된 생성물(9g, 40%)을 제공하였다.

실시예 3: N-( 카르복시메틸 )-N,N-디메틸-3-[{(2E/Z)-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-트리데카플루오로-2- 노넨 -1-일} 옥시 ]2-( 트리메틸실록시 )프로필아미노]-1- 프로파늄의 제조, 내염

퍼플루오로 n-헥실 요오다이드(n-C₆F₁₅I, 14.72g, 0.033mol) 및 롱갈리트(HOCH₂SO₂Na, 0.254g, 0.00165mol)를 요오드의 자주색이 사라질 때까지 진탕하였으며, 이후에 9.83g(0.034mol)의 생성물 2, NaHCO₃(2.77g, 0.033mol), 물(50ml) 및 에탄올(50ml)을 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 75℃ 내지 80℃에서 4시간 동안 교반하였다. 10ml의 물 중에 수산화나트륨(1.32g, 0.033mol)을 첨가하였으며, 투명한 반응 혼합물이 암갈색으로 변하였다. 70℃ 내지 75℃에서 교반한 지 2시간 후, 반응물을 실온에서 밤새 방치하였다. 여과하고 진공 중에서 용매를 제거한 후, 조 생성물(23g)을 수득하였다. 컬럼 크로마토그래피 후, 84.8%의 단리 수율로 17g(0.028mol)의 황색을 띤 고형물을 수득하였다.

실시예 4

A: 3-[2- 프로펜 -1-일] 옥시 -2-( 하이드록시 ) 프로필티오 ]- 프로필설포네이트 에테르의 제조

3-메르캅토프로판설폰산, 나트륨 염(103g, 0.52mol) 및 800g의 H₂O의 혼합물에 0.9g의 NaOH를 첨가하여 이 용액의 pH를 8 내지 9로 조정하였다. 58.8g(0.51mol)의 에틸 글리시딜 에테르를 실온에서 0.5시간에 걸쳐 첨가하고, 이어서 생성된 혼합물을 65℃ 내지 75℃에서 밤새 교반하였으며, 이후에 중탄산나트륨(43g, 0.5mol)을 첨가하였다. 이 반응 혼합물을 조 상태로 운반하였다.

B: 3-[{(2E/Z)-4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9- 트리데카플루오로 -2- 노넨 -1-일}옥시]2-( 하이드록시 ) 프로필티오 ] 프로필설포네이트 에테르의 제조

롱갈리트(0.8g, 0.005mol) 및 34.6g(0.1mol)의 n-C₆F₁₃I를 무색이 될 때까지 진탕하고, 이어서 조 반응 혼합물에 첨가하였다. 이어서, 혼합물을 75℃ 내지 80℃에서 4시간 동안 교반하였다. 추가 20g의 n-C₆F₁₃I를 용액이 투명해질 때까지 첨가하였다. NaOH(4.0g, 0.1mol)를 첨가한 후, 70℃에서 2시간 동안 교반하였다. 용매를 진공 중에서 제거하고, 생성된 생성물을 60℃ 오븐 내에서 건조시켰다. 이 생성물을 에탄올/물로부터 재결정화하여 45g의 황색을 띤 고형물(88% 수율)을 제공하였다.

실시예 5: 제형 및 시험 결과

부틸 카르비톨(18.9중량%), 라우릴 디프로피오네이트(4.0중량%), 데실 설페이트(1.6중량%), 톨릴트리아졸(0.02중량%), 및 물(75.48중량%)을 사용하여 스톡 용액을 제조하였다. 표 1은 화학식 I의 특정 화합물을 사용한 AFFF 농축물의 제조를 기재한다. 비교 목적을 위하여, 실시예 1B에 예시된 방법에 의해, 상기에 나타낸 화합물 (b)의 2개의 유사체를 또한 제조하였다. 이들 화합물은 하기 표 2에 각각 화합물 (k)(R = C₈F₁₇) 및 (l)(R= C₄F₉)로 기재되어 있다. 제조된 모든 농축물은 불소 함량에 기초하였으며, 계산된 플루오로계면활성제 중량을 순도로 조정하였다.

소방용 포말 농축물의 실험실 제조

화합물	MW	%F	충전 중량(g)	스톡 용액(g)	물(g)
(a)	672	37%	0.87	27	2.13
(b)	608	16%	1.95	27	1.05
(c)	569	43%	0.73	27	2.27
(d)	607	41%	0.78	27	2.22
(e)	610	11%	2.79	27	0.21
(f)	535	46%	0.69	27	2.31
(g)	600	36%	0.89	27	2.11
(h)	597	39%	0.82	27	2.18
(i)	539	20%	1.59	27	1.41
(j)	604	41%	0.78	27	2.22

생성된 농축물을 97부의 합성 해수로 희석하여 프리믹스를 형성하고, 프리믹스 보유 탱크에 충전시키며, 그 탱크를 압축된 공기를 사용하여 10psi로 가압하였다. 1ft² 시험 팬을 500mL의 물 및 500mL의 헵탄으로 채우고, 점화시키며, 10초 동안 연소되게 하였다. 공기 흡입식 노즐을 통해 포말을 발생시키고, 이어서 최대 60초 동안 헵탄 화재에 적용하였다. 소화 시간(Ext)을 기록하고, 이어서 소형 역연소(burn back) 컵을 화재 시험 팬의 중심에 놓았다. 컵 속의 연료를 점화시키고, 화재가 팬의 100%를 덮을 때까지의 시간을 역연소 저항성(BB)으로 기록하였다. 화학식 I의 특정 화합물을 소화 및 역연소 저항성에 기초하여 비교하였다.

100mL의 프리믹스를 블렌더 내로 넣고 최저 설정에서 1분 동안 혼합함으로써 포말 품질을 결정하였다. 블렌더로부터 발생된 포말을 1000mL 눈금달린 실린더 내로 붓고 부피를 기록하였다. 기록된 부피를 출발 부피로 나눔으로써 포말 팽창률을 계산하였다. 1/4 드레인 시간을 25mL의 액체가 눈금달린 실린더의 바닥에 모이는 데 필요한 시간으로서 기록하였다. 하기의 표는 그 결과를 열거한다.

화재 시험 결과 및 포말 품질 측정

화합물	Ext. (초)	BB (분:초)	EX (비)	25% DT (분:초)	50% DT (분:초)
A	45	15:22	7	6:43	9:33
B	44	20:09	6.2	6:18	9:44
C	43	16:42	7.2	4:50	8:21
D	26	12:24	5.2	4:50	7:07
E	31	12:12	7.3	5:09	7:57
F	25	14:07	6.5	6:20	9:14
G	42	21:00	5.1	4:34	6:54
H	23	17:00	5.5	5:30	8:59
I	30	12:27	6.6	6:16	10:09
J	17	>30:00	7.1	6:43	10:20
K	24	>30:00	6.0	9:05	11:57
L	DNE	NA	5.4	4:40	7:03

DNE - 소화되지 않았음

화합물 (a) 내지 화합물 (j)는 구매가능한 제품 AFC-5A와 마찬가지로 잘 수행하였다. 이 구매가능한 제품은 C₈ 동족체 및 플루오로안정제를 함유할 수 있다. C₈ 동족체 및 플루오로안정제 둘 모두를 제거할 경우, 이는 이들 제품의 화재 성능에 유해한 영향을 미치는 것으로 밝혀져 있다. 화합물 (a) 내지 화합물 (j)를 독립형(standalone) 플루오로계면활성제로서 시험하였으며, 그 초기 화재 시험 결과는, 표에 나타낸 것들과 같은 화합물이 음이온성 및 양쪽성 플루오르화 계면활성제 둘 모두에 대한 대용물로서, 그리고 플루오로안정제 대체물로서 사용될 수 있음을 나타내었다. 전규모(full scale) 화재 시험은 화합물 (a) 내지 화합물 (j)가 상당히 감소된 불소 함량으로 사용되더라도 여전히 제3자 승인 기준, 예컨대 적용가능한 UL(Underwriters Laboratory), US 및 UK 군용 규격, 및 유럽연합에 의해 제시된 상응하는 표준을 충족시킬 수 있음을 나타내었다.

이 시험은 또한 이들 조성물이 기수 및 해수에서 그들의 성능을 유지하였음을 나타내었는데, 이는 기존의 구매가능한 재료로는 달성하기가 어려운 일이다.

레귤러 가솔린에 대한 군용 화재 시험(Military Fire Test) F-24385에 있어서의 화재 성능 결과는 화합물 (a) 내지 화합물 (j)가 불소에 있어서의 전체 25% 감소로 음이온성 플루오로계면활성제 및 플루오로안정제를 대체할 수 있음을 추가로 입증한다. 시험은 통상의 플루오로안정제가 결여된 제형이 여전히 시험 규격을 충족시킬 수 있었음을 나타내었다. 통상의 플루오로안정제는 통상적으로 역연소 저항성을 개선하고 포말 생성물의 수명을 증가시키는 데 사용된다. 통상의 플루오로안정제의 부재하에 군용 화재 시험의 요건을 충족시킬 수 있는 본 명세서에 기재된 포말 조성물의 능력은 매우 예기치 않은 것이었다.

군용 화재 시험은 또한, 빈약하거나 풍부한 비율의 생성물이 화재 시험 요건을 여전히 충족시킬 수 있음을 확보하기 위하여, 소방 포말 생성물이 넓은 범위의 비율 백분율로 시험될 것을 필요로 한다. 활성 성분의 감소로 절반 강도로 비율이 지정된 경우에도, 전술된 제형은 시험 요건을 충족시킨다.

이 조성물에 대하여, 감소된 불소 로딩률로 행한 UL 스프링클러 화재 시험(Sprinkler Fire Test)에 대한 추가 시험은 이 스프링쿨러 시험의 물 범람 규격(water deluge specification)과 관련된 난이도에 기초하여 탁월한 결과를 제공하였다. 불소에 있어서의 25% 감소에서도, 조성물은 UL 스프링클러 화재 시험의 소화 및 역연소 요건 둘 모두를 충족시켰다.

Claims

(a) 하기 화학식 I로 나타낸 구조를 갖는, 유효량의 퍼플루오로알킬 계면활성제:
[화학식 I]
R_f-X-Y-L-Z
(상기 화학식 I에서,
R_f는 C₆ 직쇄 또는 분지쇄 퍼플루오로알킬이고;
X는 C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌, 또는 1개 또는 2개의 알켄 부분을 함유하는, C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알케닐렌이며;
Y는 -S-CH₂CH(R¹)CON(R²)-, -O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-; -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-; -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-; -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-; 및 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-로 이루어진 군으로부터 선택되고;
L은 C₂-C₁₂ 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌이며, 여기서 사슬 내의 1개의 탄소 원자는 -N(R⁶)(R⁷)-에 의해 대체되거나 대체되지 않고;
Z는 -OSO₃ ^-, -SO₃ ^-, 또는 -CO₂ ^-이며,
여기서, R¹, R², R³, R⁴, R⁶ 및 R⁷은 독립적으로 H, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C₁-C₆ 알킬이고, R⁵는 H, 또는 직쇄 또는 분지쇄 C₁-C₆ 알킬, 또는 트리알킬실릴임);
(b) 적어도 하나의 글리콜 에테르를 포함하는 유효량의 포말 안정제; 및
(c) 유효량의 적어도 하나의 비플루오르화 음이온성 계면활성제를 포함하는 수성 막 소방용 조성물 농축물로서,
상기 조성물은 상기 화학식 I에 따르지 않는, 유효량의 퍼플루오르화 계면활성제를 함유하지 않는 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항에 있어서, 부식 억제제를 추가로 포함하는, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, Y는 -S-CH₂C(R¹)CON(R²)-인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 3항에 있어서, R¹은 H 또는 직쇄 알킬이고, R²는 H인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, Y는 -O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 5항에 있어서, R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, Y는 -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 7항에 있어서, R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸이고, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, Y는 -O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 9항에 있어서, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, Y는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 11항에 있어서, R³ 및 R⁴는 H 또는 메틸이고, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, Y는 -S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 13항에 있어서, R⁵는 H 또는 트리알킬실릴인, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 0.3 중량% 내지 7 중량%의 양으로 알킬폴리글리코사이드를 추가로 포함하는, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 0.1 중량% 내지 5 중량%의 양으로 다당류 검을 추가로 포함하는, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 화학식 I의 복수의 퍼플루오로알킬 계면활성제를 포함하는, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 포말 안정제는 1 중량% 내지 50 중량%의 양으로 존재하고, 상기 비플루오르화 음이온성 계면활성제는 0.1 중량% 내지 30 중량%의 양으로 존재하며, 상기 화학식 I의 퍼플루오로알킬 계면활성제 또는 계면활성제의 혼합물은 0.5 중량% 내지 20 중량%의 양으로 존재하는, 수성 막 소방용 조성물 농축물.
제 1항 또는 제 2항에 따른 수성 막 소방용 조성물 농축물 및 수성 액체를 포함하는 소방용 포말.
제 19항에 있어서, 상기 수성 액체는 기수(brackish water) 또는 염수인, 소방용 포말.
제 1항 또는 제 2항에 따른 수성 막 소방용 조성물 농축물을 수성 액체에 의해 발포시키는 단계를 포함하는, 소방용 포말의 제조 방법.
제 21항에 있어서, 상기 수성 액체는 기수 또는 염수인, 소방용 포말의 제조 방법.
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