MXPA03004354A - Metodos de extincion de incendios utilizando hidrofluoroeteres. - Google Patents

Abstract

Los hidrofluoroeteres saturados e insaturados altamente fluorados son agentes para extincion de incendios, no reductores de ozono, economicos y eficientes utilizados solos o en mezclas con otros agentes para extincion de incendios en sistemas portatiles y de inundacion total.

Description

METODOS PARA EXTINCION DE INCENDIOS UTILIZANDO HIDROFLUOROETERES CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se dirige a agentes para la extinción de incendios de hidrofluoroéter y métodos para extinción de incendios utilizando los idrofluoroóteres. Más particularmente, la presente invención se dirige a agentes para extinción de incendios y métodos que utilizan hidrofluoroéteres de C4 y/o C5 fluorados, saturados o insaturados, combinaciones de uno o más de los hidrofluoroéteres con uno o más agentes para extinción de incendios.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Y TECNICA ANTERIOR El uso de ciertos agentes químicos halogenados que contienen bromo, cloro y yodo para la extinción de incendios es común. Se piensa que estos agentes son en general efectivos debido a su interferencia con las reacciones en cadena normales responsables de la propagación de las llamas. El mecanismo más ampliamente aceptado para la supresión de llamas es el mecanismo de retención de radicales propuesto por Fryburg en Review of üterature Pertinent to Fíre Extinguishing Agents and to Basic Mechanisms Involved in Their Action, NACA-TN 2102 (1950). El descubrimiento de que la efectividad de los halógenos se encuentra en una base molar en el orden de CI<Br<l soporta el mecanismo de retención de radicales, como se reporta por medio de Malcom en Vaporizing Fire Extinguishing Agents, Report 1 17, Dept. of Army Engineering Research and Development Laboratories, Fort Bevoir, vA, 1950 (Project-8-76-04-003). Generalmente se acepta de esta manera, que los compuestos que contienen los halógenos Cl, Br y I actúan al interferir con el radical libre o especies iónicas en la llama y que la efectividad de estos halógenos se encuentra en el orden l>Br>CI. Además, generalmente se piensa que para ser efectivo como un agente para extinción de incendios, un compuesto debe contener Cl, Br o I. El uso de compuestos que contienen yodo como agentes para extinción de incendios se ha evitado principalmente debido al gasto de su fabricación o debido a consideraciones de toxicidad. Hasta hace poco, los tres agentes para extinción de incendios en la actualidad en uso común eran todos compuestos que contenían bromo, Halón 1301 (CF3Br), Halón 121 1 (CFzBrCI) y Halón 2402 (BrCF2CF2Br). La efectividad de estos tres compuestos que contienen bromo volátil para extinción de incendios se ha descrito en la patente de E.U.A No. 4,014,799 para Owens. Aunque no se emplean comercialmente, ciertos compuestos que contienen cloro también conocidos por ser agentes efectivos para extinción, por ejemplo Halón 251 (CF3CF2CI) como se describe por Larsen en la patente de E.U.A. No. 3,844,354. Aunque los Halóns que contienen bromo o cloro nombrados anteriormente son agentes efectivos para luchar contra los incendios, aquellos agentes que contienen bromo o cloro son confirmados por algunos por ser capaces de destruir la capa de ozono que protege a la tierra. También, ya que los agentes no contienen átomos de hidrógeno que permitirían su destrucción en la troposfera, los agentes también pueden contribuir al efecto de calentamiento invernadero. Mas recientemente, los hidrofluorocarbonos han sido propuestos como supresores de incendios, por ejemplo en la patente de E.U.A No. 5,124,053. Sin embargo, un inconveniente de estos compuestos es su potencial de calentamiento global relativamente elevado. Por lo tanto es un objeto de esta invención proveer un método para extinción de incendios que extinga fuegos tan rápido y efectivamente como las técnicas que emplean agentes Halón, mientras evita los inconvenientes antes mencionados. Es un objeto adicional de esta invención proveer un agente para el uso en un método del carácter descrito, que sea eficiente, económico de fabricar, y ambientalmente seguro con respecto a la reducción de ozono y los efectos de calentamiento invernadero. Es aún un objeto adicional de la invención proveer combinaciones de los nuevos agentes y otros agentes para extinción de incendios que sean efectivos y ambientalmente seguros.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Los objetos anteriores y otros objetos, ventajas y características de la presente invención pueden lograrse al emplear hidrofluoroéteres altamente fluorados, saturados o insaturados y combinaciones de los mismos con otros agentes como extintores de incendios para utilizarse en los métodos y aparatos para extinción de incendios. Más particularmente, el método de esta invención implica introducir a un incendio un hidrofluoroóter de C4 o C5 fluorado, saturado o insaturado en una concentración para extinción de incendios y mantener dicha concentración hasta que el incendio se extinga. Los hidrofluoroéteres de C4 o C5 fluorados, saturados específicos de esta invención incluyen: CF3CHFCF2OCH3, CF3CHFCF2OCH2F, CF3CHFCF2OCF2H, CF3CHFCF2OCF3, (CF3)2CHCF2OCH3, (CF3)2CHCF2OCH2F, (CF3)2CHCF2OCHF2 y (CF3)2CHCF2OCF3. Los hidrofluoroéteres de C4 o C5 fluorados, insaturados específicos de la presente invención incluyen: CF3CF=CFOCH3, CF3CF=CFOCH2F, CF3CF=CFOCHF2, CF3CF=CF=CFOCF3, CF2=CFCF2OCH3, CF2=CFCF2OCH2F, CF2=CFCF2OCF2H, CF2=CFCF2OCF3, (CF3)2C=CF0CH3, (CF3)2C=CFOCH2F, (CF3)2C=CFOCF2H, (CF3)2C=CF0CF3, CF2=C(CF3)CF2OCH3, CF2=C(CF3)CF2OCH2F, CF2=C(CF3)CF2OCF2H y CF2=C(CF3)CF2OCF3.

Estos hidrofluoroéteres pueden ser utilizados solos, en mezcla entre sí o como combinaciones con otros agentes para extinción de incendios. Generalmente, los agentes de esta invención se emplean en concentraciones que se encuentran en la escala de alrededor de 3 a 15%, preferiblemente 5 a 10% en aire, o en una base v/v. Los agentes de esta invención son adecuados para utilizarse tanto en aplicaciones de supresión de incendios portátiles como de inundación. Los agentes para extinción adecuados ("combinaciones") para mezclarse con los hidrofluoroéteres incluyen CF3CHFCF3, CF3CF2CF2H, CF3CH2CF3, CF3CF2H, y CF3H, Los hidrofluoroéteres de esta invención pueden producirse por medio de numerosas vías. Por ejemplo, CF3CHFCF2OCF2H puede prepararse por medio de un procedimiento de tres pasos que comprende (i) reacción de metanol con hexafluoropropeno comercialmente disponible (CF3CF=CF2) en presencia de base para producir CF3CHFCF2OCH3; (ii) cloración de CF3CHFCF2OCH3 con C para producir CF3CHFCF2OCHCI2; y (¡ii) fluoración de CF3CHFCF2OCHO2 con HF para producir el producto final CF3CHFCF2OCF2H. Al hacer reaccionar adicionalmente con una base fuerte similar al hidróxido de sodio o potasio los hidrofluoroéteres de C4 o C5 insaturados correspondientes pueden prepararse.

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS De conformidad con la presente invención, se ha encontrado que los hidrofluoroóteres de C4 y C5 saturados e insaturados son extintores de incendios efectivos en concentraciones seguras para uso. Sin embargo, debido a que dichos hidrofluoroeteres no contienen bromo o cloro, tienen un potencial para la reducción de ozono de cero. Además, ya que los compuestos se caracterizan por pequeños tiempos de vida atmosférica son, susceptibles a descomponerse en la atmósfera inferior y en consecuencia no presentan una amenaza como los gases de calentamiento invernadero. Los hidrofluoroeteres específicos útiles de conformidad con esta invención son: CF3CHFCF2OCH3, CF3CHFCF20CH2F, CF3CHFCF2OCF2H, CF3CHFCF2OCF3, (CF3)2CHCF2OCH3l (CF3)2CHCF2OCH2F, (CF3)2CHCF2OCHF2, (CF3) CHCF2OCF3, CF3CF=CF0CH3, CF3CF=CFOCH2F, CF3CF=CFOCHF2, CF3CF=CF0CF3, CF2=CFCF2OCH3, CF2=CFCF2OCH2F, CF2=CFCF2OCF2H, CF2=CFCF2OCF3, (CF3)2C=CFOCH3, (CF3)2C=CFOCH2F, (CF3)2C=CFOCF2H, (CF3)2C=CFOCH3, CF2=C(CF3)CF2OCH3l CF2=C(CF3)CF2OCH2F, CF2=C(CF3)CF2OCF2H y CF2=C(CF3)CF2OCF3. Estos hidrofluoroeteres pueden utilizarse solos, mezclados entre sí o como combinaciones con otros agentes para extinción de incendios. Generalmente, cuando un solo hidrofluoroéter de esta invención se emplea, se utilizan las concentraciones que yacen en la escala de alrededor de 3 a 15%, preferiblemente 5 a 0% en aire, en una base v/v; cuando se emplean en una mezcla, se utilizan las concentraciones que yacen en la escala de alrededor de 3 a 15%, preferiblemente 5 a 10% en aire, en una base v/v. En donde los hidrofluoroéteres de esta invención se emplean en mezcla con otros agentes para extinción de incendios ("combinaciones"), los hidrofluoroéteres se comprenden de manera deseable de al menos 10% en peso de la combinación, y la concentración total de la combinación yace en la escala de alrededor de 3 a 15%, preferiblemente 5 a 10% en aire, en una base v/v. Los agentes de esta invención son adecuados para utilizarse tanto en aplicaciones de inundación como en aplicaciones de supresión de incendios portátiles. Los agentes de extinción adecuados para mezclarse con los hidrofluoroéteres incluyen CF3CHFCF3, CF3CF2CF2H, CF3CH2CF3, CF3CF2H, y CF3H. Los hidrofluoroéteres de C4 o C5 de esta invención pueden emplearse sustancialmente en cualquier concentración mínima a la cual el incendio puede extinguirse, el nivel mínimo exacto dependiendo del material combustible particular, el hidrofluoroéter particular y las condiciones de combustión. Sin embargo, en general, mejores resultados se logran en donde los hidrofluoroéteres o mezclas y combinaciones de los mismos se emplean a un nivel de al menos alrededor de 3% (v/v). En donde se emplean solos los hidrofluoroéteres, mejores resultados se logran con niveles del agente de al menos alrededor de 5% (v/v). De igual manera, la cantidad máxima a emplear será gobernada por asuntos de economía y toxicidad potencial a los seres vivos. Aproximadamente el 15% (v/v), provee una concentración máxima conveniente para uso de hidrofluoroéteres y mezclas y combinaciones de los mismos en áreas ocupadas. Las concentraciones por arriba de 15% (v/v) pueden emplearse en áreas no ocupadas, con el nivel exacto determinado por el material combustible particular, el hidrofluoroéter (o mezcla o combinación del mismo) elegido y las condiciones de combustión. La concentración preferida de los agentes de hidrofluoroéter, combinaciones y mezclas de conformidad con esta invención yace en la escala de alrededor de 5 a 10% (v/v). Los hidrofluoroéteres pueden aplicarse utilizando técnicas de aplicación convencionales y métodos utilizados para Halóns tales como Halón 1301 y Halón 121 1. De este modo, estos agentes pueden ser utilizados en un sistema para extinción de incendios de inundación total en donde el gente se introduce a una región encerrada (por ejemplo, un cuarto u otro lugar encerrado) que rodea un incendio a una concentración suficiente para extinguir el incendio. De acuerdo con un aparato de sistema de inundación total, el equipo o aún los cuartos o lugares cerrados pueden proveerse con una fuente de agente y tuberías apropiadas, válvulas y controles para ser introducidos automática y/o manualmente en concentraciones apropiadas en caso de incendio. De este modo, como lo saben los expertos en la técnica, la extinción de incendios puede ser presurizada con nitrógeno u otro gas inerte a hasta alrededor de 42.18 Kg/cm2 manomótrico a condiciones ambientales.

Alternativamente, los agentes de hidrofluoroóter pueden aplicarse a un incendio a través del uso de equipo para extinción de incendios portátil convencional. Es usual incrementar la presión en extintores de incendio portátiles con nitrógeno u otros gases inertes para asegurar que la gente es completamente expulsado desde el extintor. Los sistemas que contiene hidrofluoroéter de conformidad con esta invención pueden ser presurizados convenientemente en cualquier presión deseable hasta alrededor de 42.18 Kg/cm2 manométríco a condiciones ambientales. Los compuestos de la presente invención son agentes no destructivos, y son especialmente útiles en donde la limpieza de otros medios presenta un problema. Algunas de las aplicaciones de los hidrofluoroéteres de esta invención son la extinción de incendios por combustible líquido y gaseoso, la protección de equipo eléctrico, combustibles ordinarios tales como madera, papel y textiles, sólidos peligrosos, y la protección de instalaciones de computadora, equipo de procesamiento de datos y cuartos de control. La invención se describirá adicionalmente con relación a los ejemplos específicos siguientes. Sin embargo se entenderá que estos ejemplos son ilustrativos en naturaleza y no restrictivos en naturaleza.

EJEMPL0 1 Este ejemplo demuestra el "lanzamiento" deseable obtenido con los agentes de supresión de incendio de la presente invención cuando se emplea en aplicaciones portátiles ("flujo"). El lanzamiento es la distancia que el flujo del agente puede ser descargado; mientras mayor es el lanzamiento, mejor, ya que esto permitirá la extinción sin acercamiento al incendio, que puede conducir a la exposición del operador al incendio y humos tóxicos del procedimiento de combustión. Un cilindro SS de 50 mi se equipó con un tubo de entrada tubo de inmersión conectado por medio de una válvula de encendido/apagado a una boquilla de suministro. El cilindro se cargó con 50 g de CF3CHFCF2OCF2H y posteriormente se presurizó con nitrógeno a la presión deseada. Los contenidos del cilindro se descargaron por completo y se anotó la distancia del lanzamiento (cuadro 1 ).

CUADRO 1 Lanzamiento vs. presión para el sistema CF?CHFCF¾OCF¾H Presión, Lanzamiento, Kg/cm2 m manométrico 1 .75 3.05 5.6 4.5 8.4 5.1 10.5 5.4 EJEMPLO 2 Este ejemplo demuestra la extinción de incendios de clase B con los agentes de la presente invención. Un cilindro SS de 150 mi se equipó con un tubo de entrada y un tubo de inmersión conectado por medio de una válvula de encendido/apagado a una boquilla de suministro. El cilindro se cargó con 30 g de CF3CHFCF2OCF2H y posteriormente se presurizó con nitrógeno a 8.4 Kg/cm2 manométrico. Una bandeja SS de 5.08 cm x 10.16 cm x 1 .27 cm se llenó con 20 mi de metanol. El metanol se encendió y se permitió quemar durante 30 segundos; el agente se descargó posteriormente desde una distancia de 1.22 m en el incendio. El incendio de metanol se extinguió en 1 .5 segundos; un total de 16 g de agente se descargó.

EJEMPLO 3 El método del ejemplo 2 se empleó con acetona, isopropanol y combustibles de heptano Todos los incendios se extinguieron rápidamente (véase cuadro 2).

CUADRO 2 Extinción con CF3CHFCF2OCF2H EJEMPLO 4 Este ejemplo demuestra la extinción de incendios de clase A asentados profundamente con los agentes de la presente invención. Un cilindro SS de 150 mi se equipó con un tubo de entrada y un tubo de inmersión conectado por medio de una válvula de encendido/apagado a una boquilla de suministro. El cilindro se cargó con 30 g de CF3CHFCF2OCF2H y posteriormente se presurizó con nitrógeno a 8.4 Kg/cm2 manométrico. Una cuna de madera se construyó de 6 capas de 15.24 cm x 5.08 cm por tiras de 0.31 cm de pino secado en horno, cada capa consistía en 4 piezas. La cuna se sumergió con heptano, se encendió, y se quemó durante 5 minutos. El agente posteriormente se descargó en el incendio, dando como resultado una extinción rápida (< 2 segundos); un total de 25 gramos de agente se descargó. Inmediatamente después de extinguir la cuna madera se enfrió, demostrando la supresión efectiva producida por el agente.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.- Un método para extinguir un incendio que comprende los pasos de introducir al incendio una concentración para extinción de incendios de una composición que comprende un compuesto seleccionado del grupo que consiste en CF3CHFCF2OCH2F, CF3CHFCF2OCF2H, CF3CHFCF2OCF3, (CF3)2CHCF2OCH3, (CF3)2CHCF2OCH2F, (CF3)3CHCF2OCHF2) (CF3)2CHCF2OCF3, CF3CF=CFOCH3, CF3CF=CFOCH2F, CF3CF=CFOCHF2, CF3CF=CFOCF3, CF2=CFCF2OCH3, CF2=CFCF2OCH2F, CF2=CFCF2OCF2H, CF2=CFCF2OCF3, (CF3)2C=CFOCH3, (CF3)2C=CFOCH2F, (CF3)2C=CFOCF2H, (CF3)2C=CFOCH3, CF2=C(CF3)CF2OCH3, CF2=C(CF3)OCH2F,

C(CF3)CF2=OCF2H y CF2=C(CF3)CF2OCF3 y mantener la concentración del compuesto hasta la extinción del incendio. 2 - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compuesto se selecciona del grupo que consiste en CF3CHFCF2OCH3, CF3CHFF2OCH2F, CF3CHFCF2OCF2H, CF3CHFCF2OCF3, (CF3)CHCF2OCH3, (CF3)2CHCF2OCH2F, (CF3)2CHCF2OCHF2 (CF3)2CHCF2OCF3

3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compuesto se emplea a un nivel de al menos alrededor de 3% (v/v).

4. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compuesto se emplea en un sistema de inundación total. 5. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el compuesto se emplea en un sistema para extinción portátil. 6. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la composición comprende una mezcla con otros agentes para extinción de incendios. 7.- El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque los otros agentes para extinción de incendios se seleccionan del grupo que consiste en CF3CHFCF3, CF3CF2CF2H, CF3CH2CF3, CF3CF2H, y CF3H. 8.- Un agente para extinción de incendios que comprende un compuesto seleccionado del grupo que consiste en CF3CHFCF2OCH2F, CF3CHFCF2OCF2H, CF3CHFCF2OCF3, (CF3)2CHCF2OCH3,

(CF3)2CHCF20CH2F, (CF3)3CHCF20CHF2, (CF3)2CHCF2OCF3,

CF3CF=CFOCH3, CF3CF=CFOCH2F, CF3CF=CFOCHF2, CF3CF=CF0CF3, CF2=CFCF2OCH3, CF2=CFCF2OCH2F, CF2=CFCF2OCF2H, CF2=CFCF2OCF3, (CF3)2OCFOCH3, (CF3)2C=CFOCH2F, (CF3)2C=CFOCF2H,

(CF3)2C=CFOCH3, CF2=C(CF3)CF20CH3, CF2=C(CF3)CF2OCH2F,

C(CF3)CF2OCF2H y CF2=C(CF3)CF2OCF3.

9.- Un método para elaborar CF3CHFCF2OCHF2H que comprende los pasos de (i) hacer reaccionar metanol con hexafluorpropeno en presencia de base para producir CF3CHFCF2OCH3; (ii) clorar CF3CHFCF2OCH3 con Cl2 para producir CF3CHFCF2OCHCI2; y (iii) fluorar CF3CHFCF2OCHCI3con HF para producir CF3CHFCF2OCF2H. 10 - Un método para elaborar un hidrofluoroéter de C o Cg fluorado, saturado seleccionado del grupo que consiste en CF3CHFCF2OCH2F, CF3CHFCF2OCF2H, CF3CHFCF2OCF3, (CF3)2CHCF2OCH3, (CF3)2CHCF2OCH2F, (CF3)3CHCF2OCHF2, (CF3)2CHCF2OCF3, CF3CF=CFOCH3, CF3CF=CFOCH2F, CF3CF=CFOCHF2, CF3CF=CFOCF3, CF2=CFCF2OCH3, CF2=CFCF2OCH2F, CF2=CFCF2OCF2H, CF2=CFCF2OCF3, (CF3)2C=CFOCH3, (CF3)2C=CFOCH2F, (CF3)2C=CFOCF2H, (CF3)2C=CFOCH3, CF2=C(CF3)CF2OCH3, CF2-C(CF3)CF2OCH2F, C(CF3)CF2OCF2H y CF2=C(CF3)CF2OCF3 que comprende los pasos de (i) hacer reaccionar un alcohol de Ci con alqueno de C3 o C4 fluorado en presencia de una base para formar un primer producto de reacción; (ii) clorar el primer producto de reacción con Cl2 para formar un segundo producto de reacción; y (iii) fluorar el segundo producto de reacción con HF para formar un hidrofluoroéter de C4 o C5 fluorado, saturado. 1 1 - El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque la base se selecciona del grupo que consiste en hidróxido de sodio y potasio. 12.- La composición que comprende CF3CHFCF2OCF3.