DE29724835U1 - Water=based foam fire extinguisher with good stability - contains soluble ammonium salt, amphoteric fluoro- surfactant as film=former, amphoteric co=surfactant as foaming agent, and antifreeze - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Flüssigschaumlöschmittel auf Wasserbasis.The invention relates to a liquid foam extinguishing agent Water-based.
Es gibt drei Systeme für Löschmittel.
Hierzu gehören
die universell einsetzbaren Löschpulver,
die normalerweise Monoammoniumphosphat und Ammoniumsulfat als löschaktive
Substanzen enthalten, das mit CO2 als Treibgas
ausgetrieben wird. Nachteilig sind die nach dem Löschen verbleibenden
Rückstände des
Löschmittels
und ein Verstauben der Umgebung. Zur zweiten Gruppe gehören die
sogenannten Halone, bei denen halogenierte Kohlenwasserstoffe als
Löschmittel
fungieren. Diese verdampfen rückstandsfrei,
sind jedoch wegen der möglichen Umweltgefährdung nicht
mehr gängig.
Die dritte Gruppe umfaßt
die Flüssiglöschmittel.
Zu dieser Gruppe gehören
Schäume
auf Basis von Fluortensiden, die auch Lightwater-Schäume genannt
werden oder AFFF (Aqueous Film Forming Foam). Schäume auf
dieser Basis sind instabil und fließfähig und verbreiten sich sehr
schnell auf Oberflächen
und geben eine abdeckende Filmschicht. Sie decken die Oberfläche einer
brennenden Flüssigkeit
rasch ab, z.B. von brennendem Benzin. Die Fluortenside haben eine
sehr niedrige Oberflächenspannung
(15 bis 18 mN/m) und geben dem Schaum die Eigenschaft Oberflächen gut benetzen
zu können.
Da sie aber schwache Schäumer
sind und instabile Schäume
ergeben, werden Fluortenside mit einem Cotensid kombiniert, um eine
bestimmte Verschäumung
und Stabilität
des Schaumes zu erhalten. Schäume
dieser Art sind in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigschaumlöschmittel auf wässriger Basis zu schaffen, das in stabiler, lagerbeständiger und gebrauchsfertiger Form vorliegt. Das Löschmittel soll sowohl für Brandklasse A (glutbildende Feststoffe), als auch für Brandklasse 8 (flüssige oder flüssigwerdende brennbare Stoffe) nach DIN EN 2 geeignet, sein. Weiterhin soll es frostsicher sein und über einen breiten Temperaturbereich lagerfähig und einsetzbar sein.The invention is based on the object Liquid foam extinguishing agent on watery To create a basis that is stable, stable and ready to use Form is present. The extinguishing agent intended for both Fire class A (glowing solids), as well as for fire class 8 (liquid or becoming liquid flammable substances) according to DIN EN 2. It should continue be frost proof and over can be stored and used over a wide temperature range.
Durch die Erfindung wird ein Flüssigschaumlöschmittel auf Wasserbasis in stabiler, lagerbeständiger, gebrauchsfertiger und frostsicheren Form geschaffen. Es enthält in einer gemeinsamen LösungThe invention turns a liquid foam extinguishing agent water-based in stable, stable, ready-to-use and frost-proof shape. It contains a common solution
- a) mindestens ein wasserlösliches Ammoniumsalz,a) at least one water-soluble ammonium salt,
- b) mindestens ein amphoteres Fluortensid als Filmbildner,b) at least one amphoteric fluorosurfactant as film former,
- c) mindestens ein amphoteres Cotensid als Schaumbildner,c) at least one amphoteric cosurfactant as a foaming agent,
- d) mindestens ein Frostschutzmittel.d) at least one antifreeze.
Das erfindungsgemäße Löschmittel ist in einem weiten Temperaturbereich von – 20°C bis + 60°C lagerbeständig und ohne Entmischung stabil. Das Löschmittel ist weiterhin chloridfrei und nicht korrosionsfördernd. Vorzugsweise enthält es mindestens zwei voneinander verschiedene Frostschutzmittel in Kombination.The extinguishing agent according to the invention is wide Temperature range from - 20 ° C to + 60 ° C storage stable and stable without segregation. The extinguishing agent is still chloride-free and does not promote corrosion. It preferably contains at least a combination of two different antifreeze agents.
Durch die gleichzeitige Anwesenheit von Ammoniumsalz, Frostschutzmittel und Fluortensid ergaben sich Probleme, die sich negativ auf die Stabilität (Entmischung) und auf die Schäumungseigenschaften auswirkten. Diese Probleme konnten dadurch gelöst werden, daß sowohl das Fluortensid, als auch das Cotensid in amphoterer Form eingesetzt werden. Ist eine Kombination aus mindestens zwei Frostschutzmitteln vorgesehen, dann ist eine übermäßig hohe Frostschutzmittelkonzentration, die ein Ausfällen des Ammoniumsalzes begünstigt, aufgrund eines synergistischen Effekts selbst zur Erreichung von Frostbeständigkeit bis – 20°C nicht notwendig. Das erfindungsgemäße Löschmittel zeigt hervorragende Schaumbildungs- und Löscheigenschaften. Die Verschäumungszahl liegt im Bereich von 5 bis 6 l Schaum/kg Löschmittel, insbesondere bei ca. 6 l Schaum/kg Löschflüssigkeit. Die Wasserhalbwertszeit eines ausgetragenenen Schaums, das ist die Zeit in Minuten, innerhalb der der Schaum die Hälfte der ursprünglich verwendeten Flüssigkeit wieder verliert, kann durch Einstellen der Tenside und Tensidmengen im Bereich von 20 bis 40 min liegen. Wesentlich ist, daß sämtliche Bestandteile des Löschmittels in einer gemeinsamen Lösung vorliegen und die Lösung in einem handelsüblichen Handfeuerlöscher (Inhalt ca. 9 l) bis zu einem etwaigen Einsatz aufbewahrt werden kann und einsatzbereit bleibt. Das Austragen des Schaumes kann dann in üblicher Weise mittels eines am Feuerlöscher vorgesehenen Druckgasvorrates, z.B. mittels einer CO2-Patrone vorgenommen werden.The simultaneous presence of ammonium salt, antifreeze and fluorosurfactant gave rise to problems which had a negative effect on the stability (segregation) and on the foaming properties. These problems could be solved by using both the fluorosurfactant and the cosurfactant in amphoteric form. If a combination of at least two antifreeze agents is provided, then an excessively high antifreeze agent concentration, which promotes precipitation of the ammonium salt, is not necessary due to a synergistic effect even to achieve frost resistance down to - 20 ° C. The extinguishing agent according to the invention shows excellent foaming and extinguishing properties. The number of foams is in the range of 5 to 6 l foam / kg extinguishing agent, in particular around 6 l foam / kg extinguishing liquid. The water half-life of a discharged foam, that is the time in minutes within which the foam loses half of the liquid originally used, can be in the range of 20 to 40 minutes by adjusting the surfactants and amounts of surfactants. It is essential that all components of the extinguishing agent are present in a common solution and that the solution can be stored in a commercially available hand-held fire extinguisher (content approx. 9 l) until it is used and remains ready for use. The foam can then be discharged in the usual way by means of a compressed gas supply provided on the fire extinguisher, for example by means of a CO 2 cartridge.
Die Frostschutzmittel sind vorzugsweise nicht ionisch, was sich positiv auf die Korrosionsfreiheit auswirkt. Geeignet sind Frostschutzmittel in Form von organischen Verbindungen, insbesondere mehrwertige Alkohole, insbesondere in Verbindung mit Harnstoff. Geeignete Kombinationen sind Glykol und Harnstoff oder Glycerin und Harnstoff, wobei das Gewichtsverhältnis von mehrwertigen Alkohol zu Harnstoff bevorzugt bei 4 zu 1 bis 8 zu 1, insbesondere bei ca. 6 zu 1 liegt. Durch die Zugabe von Harnstoff als zweitem Frostschutzmittel kann die für eine Frostsicherheit, bis – 20°C erforderliche Menge an mehrwertigem Alkohol nach oben hin begrenzt werden, wodurch wiederum ein Ausfallen bzw. Auskristallisieren des Ammoniumsalzes verhindert werden kann. Normalerweise enthält das Frostschutzmittel ca. 20 bis 35 Gew.-%, insbesondere ca. 30 Gew.-%, mehrwertigen Alkohol und 3 bis 10 Gew.-%, insbesondere ca. 5 Gew.-%, Harnstoff.The antifreeze agents are preferably non-ionic, which has a positive effect on the freedom from corrosion. Antifreeze agents in the form of organic compounds, in particular polyhydric alcohols, in particular in combination with urea, are suitable. Suitable combinations are glycol and urea or glycerin and urea, the weight ratio of polyhydric alcohol to urea preferably being 4 to 1 to 8 to 1, in particular approximately 6 to 1. By adding urea as a second antifreeze, the amount of polyhydric alcohol required for frost protection down to - 20 ° C can be limited, which in turn prevents the ammonium salt from precipitating or crystallizing out can. The antifreeze normally contains about 20 to 35% by weight, in particular about 30% by weight, of polyhydric alcohol and 3 to 10% by weight, in particular about 5% by weight, of urea.
Als Rmmoniumsalze werden normalerweise Monoammoniumorthophosphat oder Diammoniumorthophosphat verwendet. Die Menge an Ammoniumsalz ist ein vielfaches höher als die Gesamtmenge an Tensid. Die Gewichtsmenge an Ammoniumsalz ist normalerweise mindestens 10mal so hoch, vorzugsweise mindestens 20mal so hoch wie die gesamte Gewichtsmenge an Tensid. Im Normalfall ist sie etwa 25mal bis 30mal so hoch. Auch Cotensid und Fluortensid liegen in unterschiedlichen Mengen miteinander vor. Es wird mehr Fluortensid benötigt als Cotensid. So ist die Menge an Fluortensid mindestens zweimal so hoch, vorzugsweise drei- bis viermal so hoch wie die Menge an Cotensid. Geeignete Cotenside sind amphotere Kohlenwasserstofftenside, die sich in Ampholyte und Betaine einteilen lassen, wobei zu den Betainen auch die Sulfobetaine gehören. Beispiele für Cotenside sind Alkylpolyglykoside und Fettsäurederivate, wie Fettsäureamide, Fettsäureimide und insbesondere Fettsäureamidoalkylbetaine. Typische Ampholyte sind Aminocarbonsäuren. Typische Betaine sind Säureamid-, Säureimid-, oder Imidazolinbetaine.The ammonium salts are normally monoammonium orthophosphate or diammonium orthophosphate is used. The amount of ammonium salt is many times higher than the total amount of surfactant. The amount by weight of ammonium salt is normally at least 10 times, preferably at least 20 times the total weight of surfactant. Normally it is about 25 times to 30 times as high. Also cosurfactant and fluorosurfactant are present in different quantities with each other. It will be more Fluorosurfactant needed as a cosurfactant. So the amount of fluorosurfactant is at least twice as high, preferably three to four times the amount of Cosurfactant. Suitable cosurfactants are amphoteric hydrocarbon surfactants, which can be divided into ampholytes and betaines, with the Betaines also include the sulfobetaines. Examples of cosurfactants are alkyl polyglycosides and fatty acid derivatives, such as fatty acid amides, Fettsäureimide and especially fatty acid amidoalkyl betaines. typical Ampholytes are amino carboxylic acids. Typical betaines are acid amide, imide, or imidazoline betaines.
Amphotere Fluortenside sind Analoge der Kohlenwasserstofftenside, bei welchen die H-Atome ganz oder teilweise durch F-Atome substituiert sind. Es kommen somit grundsätzlich die gleichen Tensidprodukte wie bei den Cotensiden in Frage, jedoch in fluorsubstituierter Form. Geeignete Beispiele sind Polyf luoralkylaminoxide und insbesondere Polyfluoralkylbetaine und Polyfluoralkylsulfobetaine. Bei den Fluortensiden hat es sich weiterhin als günstig erwiesen, eine Kobination von mindestens zwei. verschiedenen Fluortensiden vorzusehen, von denen eines eine höhere Temperaturbeständigkeit besitzt als ein anderes. Als Fluortensid mit höherer Temperaturbeständigkeit eignen sich insbesondere Polyflouralkylbetaine.Amphoteric fluorosurfactants are analogs the hydrocarbon surfactants in which the H atoms are wholly or partly by F atoms are substituted. So basically the same surfactant products come as with the cosurfactants in question, but in fluorine-substituted form. Suitable examples are polyfluoroalkylamine oxides and in particular Polyfluoroalkyl betaines and polyfluoroalkyl sulfobetaines. With fluorosurfactants it has continued to be cheap proven a combination of at least two. various fluorosurfactants to provide one of which has a higher temperature resistance owns than another. As a fluorosurfactant with higher temperature resistance polyfluoroalkyl betaines are particularly suitable.
Der pH-Wert des erfindungsgemäßen Löschmittels ist schwach sauer und liegt normalerweise bei pH 4,5 bis 5. Dies ist bedingt durch die leicht sauren Eigenschaften der Ammoniumsalze, insbesondere von Monoammonium- und Diammoniumphosphat.The pH of the extinguishing agent according to the invention is slightly acidic and is usually pH 4.5 to 5. This is due to the slightly acidic properties of the ammonium salts, in particular of monoammonium and diammonium phosphate.
Die Menge an Ammoniumsalz kann im Löschmittel innerhalb weiter Grenzen variieren und liegt normalerweise bei 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des wässrigen Löschmittels. Es können auch noch kleinere Mengen an weiteren Bestandteilen, wie Verdickungsmittel, Korosionsinhibitor und Schaumstabilisator vorgesehen sein. Diese Bestandteile sind jedoch nicht notwendig. Die Verwendung und Menge eines Verdickungsmittels hängt davon ab, wie die Ausgabedüse eines Feuerlöschers gestaltet ist. Ein Verdickungsmittel, das in Mengen von 0,01 bis 0,2 Gew.-% im Löschmittel vorgesehen sein kann, verbessert die Stabilität des Löschmittels gegen Entmischung. Auch wirkt sich ein Verdickungsmittel positiv auf die Stabilität des ausgetragenen Schaumes gegenüber organischen Lösungsmitteln, wie Alkohol und Benzin aus. Geeignete Verdickungsmittel sind solche auf Polysaccharidbasis. Die Obergrenze an Verdickungsmitteln, die bei ca. 0,2 Gew.-% liegt ergibt sich dadurch, daß der Schaum nach Ausgabe noch fließfähig sein soll. Bei sehr fein zerstäubenden Düsen an Feuerlöschern werden auch ohne Verdickungsmittel volumige und stabile Schäume ausge tragen, so daß hier ein Verdickungsmittel in geringen Mengen eingesetzt oder ganz weggelassen werden kann.The amount of ammonium salt can be in the extinguishing agent vary within wide limits and is usually 1 up to 30 wt .-%, in particular 5 to 15 wt .-%, based on the total weight of the watery Extinguishing agent. It can also smaller amounts of other components, such as thickeners, Corrosion inhibitor and foam stabilizer may be provided. This However, components are not necessary. The use and quantity of a thickener depends on how the dispensing nozzle a fire extinguisher is designed. A thickener that is used in amounts from 0.01 to 0.2% by weight in the extinguishing agent can be provided, improves the stability of the extinguishing agent against segregation. A thickener also has a positive effect on the stability of the discharged foam across from organic solvents, such as Alcohol and gasoline. Suitable thickeners are based on polysaccharide. The upper limit of thickeners that 0.2% by weight results from the fact that the foam is still after dispensing be fluid should. With very fine atomizing Nozzles on fire extinguishers will produce voluminous and stable foams even without a thickener, so here a thickener is used in small amounts or omitted entirely can.
Als Korrosionsinhibitoren eignen sich Imidazolinderivate, Acetylenglykolderivate oder Natriumnitrit. Sie liegen in der Regel in Mengen von 0,01 bis 0,5 Gew.-% im Löschmittel vor. Als Schaumstabilisator eignet sich insbesondere Butyldiglykol. Es kann in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gew.% im Löschmittel vorliegen.Suitable as corrosion inhibitors themselves imidazoline derivatives, acetylene glycol derivatives or sodium nitrite. They are usually in quantities of 0.01 to 0.5% by weight in the extinguishing agent in front. Butyl diglycol is particularly suitable as a foam stabilizer. It can be present in the extinguishing agent in amounts of 0.1 to 5.0% by weight.
Das erfindungsgemäße Löschmittel kann insbesondere folgende Zusammensetzung haben, in Form von Gew.-% bezogen auf Gesamtmenge an wässrigem LöschmittelThe extinguishing agent according to the invention can in particular have the following composition, in the form of% by weight based on the total amount on watery extinguishing Media
- 1 bis 30, insbesondere 5 bis 15 Gew.-% Ammoniumsalz1 to 30, especially 5 to 15 wt .-% ammonium salt
- 0,05 bis 2,0, insbesondere 0,1 bis 1,0 Gew.-% amphoteres Fluortensid0.05 to 2.0, especially 0.1 to 1.0 wt .-% amphoteric fluorosurfactant
- 0,05 bis 1,0, insbesondere 0,1 bis 0,5 Gew.-% amphoteres Cotensid0.05 to 1.0, in particular 0.1 to 0.5% by weight of amphoteric cosurfactant
- 15 bis 40, insbesondere 25 bis 35 Gew.-% Frostschutzmittel, insbesondere als Gemisch15 to 40, in particular 25 to 35% by weight of antifreeze, especially as a mixture
- 0,1 bis 5,0, insbesondere 0,1 bis 2,5 Gew.-% Schaumstabilisator0.1 to 5.0, in particular 0.1 to 2.5 wt .-% foam stabilizer
- 0,01 bis 0,2, insbesondere 0,01 bis 0,1 Gew.-% Vekdickungsmittel0.01 to 0.2, in particular 0.01 to 0.1 wt .-% thickening agent
- 0,01 bis 0,5, insbesondere 0,1 bis 0,5 Gew.-% Korrosionsschutzmittel und als Rest Wasser.0.01 to 0.5, in particular 0.1 to 0.5 wt .-% corrosion protection agent and the rest water.
Das Frostschutzmittelgemisch gliedert sich vorzugsweise auf in 70 bis 95 Gew.-% mehrwertiger Alkohol und 30 bis 5 Gew.-% Harnstoff.The antifreeze mixture is structured preferably in 70 to 95 wt .-% polyhydric alcohol and 30 to 5 wt% urea.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen.More details and advantages The invention can be seen from the following examples in conjunction with the subclaims.
Beispiel 1example 1
In einem Rührbehälter werden 35 Gew.-% Leitungswasser vorgelegt, in welchem unter Rühren 6 Gew.-% Diammoniumphosphat und 6 Gew.-% Harnstoff gelöst werden. Hierzu gibt man unter ständigem Rühren 20 Gew.-% Glycerin und erhält eine klare Lösung als Vorstufe 1 des Produkts.35% by weight of tap water are in a stirred tank submitted in which 6 % By weight of diammonium phosphate and 6% by weight of urea are dissolved. For this you give under permanent stir 20 wt .-% glycerol and receives a clear solution as preliminary stage 1 of the product.
In einem zweiten Rührbehälter löst man unter Rühren in 92,7 Gew.-% Wasser 3,6 Gew.-% eines Polyfluoralkylbetains, welches mit 25 Gew.-% in einer Ethanol/Wassermischung (1:1) gelöst ist.Hierzu gibt man 1,4 Gew.-% eines Kokosfettsäurediethanolamids, welches zu 30 Gew.-% in Wasser gelöst ist. Abschließend werden 2,3 Gew.-% Butyldiglykol zugesetzt. Von dieser Lösung werden langsam unter Rühren 33 Gew.-% zu der vorbereiteten Vorstufe 1 gegeben. Man erhält eine klare Lösung mit einer Verschäumungszahl von 6 l/kg und einer Wasserhalbwertszeit 20 min. Die Lösung ist stabil. In ein handelsübliches 9 l Löschgerät gefüllt, kann mit einer Füllung das Normalobjekt 27A oder 183B nach EN3 gelöscht werden.In a second stirred container, 3.6% by weight of a polyfluoroalkyl betaine, which is dissolved in an ethanol / water mixture (1: 1) at 25% by weight, is dissolved in 92.7% by weight of water 1.4% by weight of a coconut fatty acid diethanolamide which is 30% by weight dissolved in water. Finally, 2.3% by weight of butyl diglycol are added. 33% by weight of this solution are slowly added to the prepared precursor 1 with stirring. A clear solution with a foaming number of 6 l / kg and a water half-life of 20 min is obtained. The solution is stable. Filled in a commercially available 9 l extinguisher, the normal object 27A or 183B can be deleted with one filling according to EN3.
Beispiel 2Example 2
In einem Rührbehälter werden 40 Gew.-% Leitungswasser vorgelegt, in welchem unter Rühren 4 Gew.-% Monoammoniumphosphat und 5,5 Gew.-% Harnstoff gelöst werden. Hierzu gibt man unter ständigem Rühren 28 Gew.-% Ethylenglykol und erhält eine klare Lösung als Vorstufe 1 des Produkts.40% by weight of tap water are in a stirred tank submitted in which 4 % By weight of monoammonium phosphate and 5.5% by weight of urea are dissolved. For this you give under permanent stir 28 wt .-% ethylene glycol and receives one clear solution as preliminary stage 1 of the product.
In einem zweiten Rührbehälter löst man unter Rühren in 82,5 Gew.-% Wasser 4,5 Gew.-% eines Polyfluoralkylsulfobetains, welches mit 27 Gew.-% in einer Ethanol/Wassermischung (1:1) gelöst ist. Hierzu gibt man 1,2 Gew.-% eines Alkylpolyglykoids, welches in 50 Gew.-%iger wässriger Lösung vorliegt, und 1,8 Gew.-% eines Fettsäureimids, welches in 30 Gew.-% in Wassr vorgelöst, vorliegt. Abschließend werden 4,0 Gew.-% Butyldiglykol und 6,0 Gew.-% Propylenglykol zugesetzt. Von dieser Lösung werden langsam unter Rühren 22,5 Gew.-% zu der vorbereiteten Vorstufe 1 gegeben. Man erhält eine klare Lösung, die im Temperaturbereich + 60°C bis – 20°C stabil ist. Die Lösung hat eine Verschäumungszahl von 6 1/kg und eine Wasserhalbwertszeit von 20 min. Wird diese Lösung in ein handelsübliches 9 l Löschgerät gefüllt, kann mit einer Füllung das Normobjekt 21A oder 233B nach EN3 gelöscht werden.Dissolve in a second stirred tank stir in 82.5% by weight water 4.5% by weight of a polyfluoroalkylsulfobetaine, which with 27% by weight in an ethanol / water mixture (1: 1). To this are added 1.2% by weight of an alkyl polyglycoid, which in 50 % By weight aqueous solution and 1.8% by weight of a fatty acid imide, which in 30% by weight dissolved in Wassr, is present. In conclusion 4.0% by weight of butyl diglycol and 6.0% by weight of propylene glycol were added. From this solution are slowly stirring 22.5 wt .-% added to the prepared precursor 1. You get one clear solution, those in the temperature range + 60 ° C stable down to - 20 ° C is. The solution has a foaming number of 6 1 / kg and a water half-life of 20 min. Will this solution in a commercial one 9 l extinguisher filled, can with a filling the standard object 21A or 233B according to EN3 can be deleted.
Claims (14)
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