DE10220203A1

DE10220203A1 - Feuerschutzchemikalie

Info

Publication number: DE10220203A1
Application number: DE2002120203
Authority: DE
Inventors: Bruno Wehr; Heinz Lehnert
Original assignee: Sprisol I G GmbH; Sprisol Ig GmbH
Current assignee: Sprisol I G GmbH; Sprisol Ig GmbH
Priority date: 2002-05-06
Filing date: 2002-05-06
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: DE10220203B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frostschutzlösung für Löschanlagen, insbesondere in Sprinkler- und Sprühflutanlagen, welche als den Gefrierpunkt herabsetzende Substanz CaCl¶2¶ enthält. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß sie ferner mindestens eine Hydroxyphosphonocarbonsäure als Salzstabilisator und zur Herabsetzung der Korrosivität enthält. Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung gewährleistet eine sofortige Löschfähigkeit, ist nicht toxisch und preisgünstig. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Frostschutzlösung, wobei eine Lösung aus 50 bis 80 Gew.-% Wasser und 20 bis 50 Gew.-% festem CaCl¶2¶ hergestellt und vorgelegt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Frostschutzlösung für Löschanlagen, insbesondere in Sprinkler- oder Sprühflutanlagen.
Rohrnetze von Sprinkleranlagen sind normalerweise mit Wasser gefüllt (Nasssystem). In frostgefährdeten Bereichen würden solche Leitungen jedoch einfrieren und dadurch platzen. Solche Anlagen wurden bisher ausschließlich mit Pressluft gefüllt (Trockensystem). Da im Brandfall zuerst die Pressluft entweichen muss, bevor das eigentliche Löschwasser in das Rohrnetz einströmen kann, geht zwischen der Branderkennung und dem eigentlichen Löschangriff wertvolle Zeit verloren. Ferner wird das Feuer durch die austretende Pressluft erst richtig angefacht.
Alternativ zur Pressluft kann ein Frostschutzmittel mit dem Handelsnamen "Antifrogen L^®" verwendet werden. Es wird dem Löschwasser beigemischt, welches somit direkt nach der Branderkennung zur Verfügung steht. Eine mit "Antifrogen L^®" gefüllte Anlage ersetzt daher ein Nasssystem. "Antifrogen L^®" hat aber einige andere entscheidende Nachteile:

1. Es dehnt sich bei Wärmeeinwirkung (bspw. bei Sonneneinstrahlung) stark aus und führt somit zu einem unzulässig hohen Druck in der Löschleitung. Dieser Druckanstieg muss dann wieder durch große und teure Ausdehnungsgefäße aufgefangen werden.
2. Wird die Wasser-/Frostschutzmittel-Mischung stark unterkühlt, ändert sich ihre Zähigkeit; die Mischung wird zähflüssig. Das heißt, dass die Mischung nicht wie berechnet ausströmen kann, weil die Daten der hydraulischen Berechnung nicht mehr eingehalten werden können.
3. Das Verhältnis Wasser/Frostschutzmittel beträgt etwa 60/40. Diese Mischung verliert aber ihre Löschfähigkeit, weil zu wenig Wasser vorhanden ist. Der Kühleffekt wird durch "Antifrogen L^® extrem stark behindert. Mit "Antifrogen L^®" kann man ein Feuer nicht oder zumindest nur sehr schwer löschen.
4. Dieses Frostschutzmittel ist wesentlich teuer als das Einfüllen von Pressluft. Daher ist diese Lösung zum Schutz frostgefährdeter Bereiche relativ kostspielig.

In den USA wurde ein Frostschutzmittel auf Basis von Calciumchlorid getestet. Calciumchlorid ist allerdings eine stark korrosiv wirkende Sole. Daher wurde ein Chromat als Korrosionsinhibitor zugesetzt. Da Chromate äußerst giftig sind, ist diese Lösung nicht praktikabel.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine Frostschutzlösung für Löschanlagen, insbesondere in Sprinkler- und Sprühflutanlagen, bereitzustellen, welches die Löschfähigkeit des Wassers nicht herabsetzt, nicht toxisch wirkt, innerhalb bestimmter Temperaturgrenzen fließfähig bleibt und kostengünstig ist. Die Frostschutzlösung sollte sich ferner durch Wärmeeinwirkung nicht stärker ausdehnen als Wasser.
Die Lösung besteht in einer Frostschutzlösung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung ist somit eine Frostschutzlösung auf der Basis von Calciumchlorid. Der Lösung wird erfindungsgemäß eine Hydroxyphosphonocarbonsäure als Stabilisator zugesetzt. Diese Substanzen setzt die Korrosivität des Calciumchlorids herab und verhindert ein Ausfällen des Calciumchlorids in der Kälte, indem die entstehenden Kristallkeime in der Schwebe gehalten werden (Scheinlösung) und im Prinzip in Lösung bleiben.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Frostschutzlösung besteht darin, dass die Löschfähigkeit des Löschwassers nicht herabgesetzt wird und das Löschwasser bei jeder Temperatur wirksam eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung ist auch kostengüns tig, da sie einfache und daher vergleichsweise billige Chemikalien enthält.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Eine vergleichsweise geringfügige Menge von Hydroxyphosphonocarbonsäure genügt bereits, bspw. 100 bis 1000 ppm, vorzugsweise 200 ppm. Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung kann auch einen oder mehrere Farbstoffe enthalten, um eine Verwechslung mit Wasser zu vermeiden. Geeignet sind beispielsweise Farbstoffe wie Natriumfluorescein oder pH-Indikatorfarbstoffe, die im pH-Bereich unter pH 6 farbig sind, da die erfindungsgemäße Frostschutzlösung selbst immer noch leicht sauer ist. Der pH-Indikatorfarbstoff sollte vorteilhafterweise einen deutlichen Farbumschlag im pH-Bereich über pH 6 aufweisen. Vorzugsweise werden 1 bis 3 ppm, besonders bevorzugt 2 ppm davon eingesetzt.
Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung kann ferner ein oder mehrere biozid wirkende Substanzen, bspw. Isothiazolinon(e) (= Dihydroisothiazol-3-on(e)) enthalten, um eine Verkeimung des in der Sprinkleranlage befindlichen Wassers zu vermeiden. Einer Verkeimung des Frostschutzmittels selbst steht ferner auch die hohe Salzkonzentration entgegen. Es genügt bspw. ein Anteil von 20 bis 100 ppm einer 1,2%-igen Lösung eines Isothiazolinons.
Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung wird vorzugsweise so hergestellt, dass zunächst 58 Gew.-% Trinkwasser mit 0,02 Gew.-% Hydroxyphosphonocarbonsäure unter Rühren versetzt werden, beispielsweise in Form von 0,04 der kommerziell erhältlichen Substanz MEKOSTAT 1115F der Fa. MEKORIN Chemie GmbH, D-56290 Lütz. MEKOSTAT 1115F ist ei ne 50%ige Hydroxyphosphonocarbonsäure, die mit Wasser und einem geringen Anteil eines Neutralisationsmittels versetzt ist. Zu diesem Ansatz werden rund 42 Gew.-% als Rest zu 100% an Calciumchlorid-Schuppen zugesetzt, welches in technischer Qualität mit 77% bis etwa 88% Calciumchlorid verfügbar ist. Es kann auch höherwertige Qualität eingesetzt werden.
CaCl₂ ist leicht in Wasser löslich. Beim Lösen von CaCl₂ in Wasser findet eine starke Erwärmung statt, da sich CaCl₂ exotherm in Wasser löst. Die Lösung wird deshalb gekühlt, um eine Erwärmung über 31,5°C zu vermeiden. Der pH-Wert wird kontrolliert und soll nicht über pH 7,5 steigen. Bei einem Anstieg über pH 7,5 muss mit der Zugabe von CaCl₂ pausiert werden. Bereits durch eine vergleichsweise geringfügige Mengenzugabe von Hydroxyphosphonocarbonsäure wird die Neigung des Calciumchlorids, bei niedrigen Temperaturen in der Sprinkleranlage auszufallen, reduziert. Die Dichte der CaCl₂-Lösung kann ferner auf 1,260 bis 1,275 eingestellt werden. Der pH-Wert liegt bei 5,4. Vorzugsweise wird die abgekühlte gesättigte Lösung anschließend dekantiert und ggf. mit den weiteren Bestandteilen des erfindungsgemäßen Frostschutzmittels versetzt.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden näher erläutert.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Frostschutzlösung wurde eine Lösung aus 58 Gew.-% enthärtetem Trinkwasser und 0,04 Gew.-% MEKOSTAT 1115F sowie 42 Gew.-% CaCl₂-Schuppen hergestellt. Beim Lösen der Calciumchlorid-Schuppen erwärmte sich die Lösung unter ständiger Kühlung auf ca. 31°C, da sich das Salz exotherm in Wasser löst. Nach dem Abkühlen wurde die Lösung dekantiert, filtriert und mit 0,0002 Fluorescein-Natrium grün eingefärbt. Die Ausbeute betrug im Ausführungsbeispiel etwa 87%. Die Dichte stellt sich auf 1,272 und der pH-Wert auf 5,4 ein.
Damit erhält man die Frostschutzlösung gemäß Tabelle 1. Tabelle 1
Die Hydroxyphosphonocarbonsäure wird von der Fa. MEKORIN Chemie GmbH unter der Bezeichnung MEKOSTAT 1115F angeboten. Sie enthält außer einem Neutralisationsmittel keine weiteren Zusätze und ist nicht toxisch. Das Natriumfluorescein (oder ein anderer geeigneter Farbstoff) dient zur Unterscheidung der Frostschutzlösung von reinem Wasser bzw. nicht gefärbten wäßrigen Lösungen. Ferner enthält die Frostschutzlösung ein Biozid der Fa. Röhm und Haas Deutschland GmbH in Form einer Zubereitung auf der Basis einer 1,2%-igen Lösung von 5-Chlor-2-methyl-4- isothiazolin-3-on in Wasser. Die Lösung enthält die Komponenten gemäß Tabelle 2.
Diese Frostschutzlösung wurde in eine Sprinkleranlage eingefüllt, wobei die vom Natriumfluorescein herrührende Färbung der Unterscheidbarkeit von nicht gefärbten wäßrigen Lösungen dient. Die erfindungsgemäße Frostschutzlösung wird also direkt als Löschmittel eingesetzt. Tabelle 2

Claims

Frostschutzlösung für Löschanlagen, insbesondere in Sprinkler- oder Sprühflutanlagen, welches als den Gefrierpunkt herabsetzende Substanz CaCl₂ enthält, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner mindestens eine Hydroxyphosphonocarbonsäure enthält.
Frostschutzlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Hydroxyphosphonocarbonsäure 100 bis 1000 ppm, vorzugsweise 200 ppm, beträgt.
Frostschutzlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mindestens einen Farbstoff enthält.
Frostschutzlösung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Farbstoff 1 bis 3 ppm, vorzugsweise 2 ppm, beträgt.
Frostschutzlösung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner mindestens eine biozide Substanz enthält.
Frostschutzlösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es als biozide Substanz ein oder mehrere Isothiazolinone (= Dihydroisothiazol-3-one) enthält.
Frostschutzlösung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an biozider Substanz 100 bis 300 ppm, vorzugsweise 200 ppm, ausgehend von einer 1,2%-igen Lösung der bioziden Substanz, beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Frostschutzlösung für Löschanlagen, insbesondere in Sprinkler- oder Sprühflutanlagen, welches als den Gefrierpunkt herabsetzende Substanz CaCl₂ enthält, dadurch gekennzeichnet, dass 50 bis 80 Gew.-% Wasser mit einer Hydroxyphosphonocarbonsäure versetzt wird und 20 bis 50 Gew.-% an festem CaCl₂ zugesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lösung aus 60 bis 70 Gew.-% Wasser und 30 bis 40 Gew.-% festem CaCl₂ hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung während der Zugabe von CaCl₂ gekühlt und nach dem Abkühlen dekantiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der CaCl₂-Lösung auf 1,260 bis 1,275 eingestellt wird.