DE3736743A1 - Schaumkonzentrat fuer einen feuerloeschschaum - Google Patents
Schaumkonzentrat fuer einen feuerloeschschaumInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schaumkonzentrat zur Herstellung
eines Feuerlöschschaums in Form einer wäßrigen
Lösung, insbesondere für brennende, polare Flüssigkeiten
und für mit Wasser nicht mischbare, brennende organische
Flüssigkeiten.
Polare chemische Verbindungen können wegen ihrer Wasserlöslichkeit
nicht mit Löschschaumtypen behandelt werden
wie sie gewöhnlich verwendet werden, um Brände von mit
Wasser nicht mischbaren organischen Materialien zu
bekämpfen und ausgelaufene Stoffe dieser Art abzudecken.
Vielmehr wurden zum Einsatz bei polaren Verbindungen
spezielle Schaumarten entwickelt, von denen die am
häufigsten verwendeten ein Polysaccharid enthalten.
Das Polysaccharid geliert bei Kontakt mit der polaren
Verbindung und bildet eine schwimmende Schicht, welche
den Schaum von der polaren Flüssigkeit trennt und die Möglichkeit
schafft, daß der Schaum eine Decke bildet, die ein
Feuer löscht und/oder das Aufsteigen von Dämpfen verhindert.
Nicht alle Polysaccharide zeigen die Fähigkeit zum
Gelieren. Diejenigen Polysaccharide, die gelieren, sind
jedoch gleichzeitig dadurch gekennzeichnet, daß sie eine
sogenannte Pseudo-Wasserlöslichkeit besitzen. Dies bedeutet,
daß sie das Wasser, wenn sie damit gemischt
werden, absorbieren und sich gleichzeitig darin dispergieren,
ohne sich jedoch vollständig aufzulösen und
eine echte Lösung zu bilden. Trotzdem werden derartige
Gemische bzw. Dispersionen gewöhnlich - auch in der vorliegenden
Anmeldung - als Lösungen bezeichnet.
In den meisten Fällen ist die kolloidale Dispersion
stabil. Externe Faktoren können die Dispersion jedoch
destabilisieren und ein Absitzen des Polysaccharids
(der Polysaccharide) bewirken.
Eine Kategorie von Stoffen, die eine Destabilisierung
bewirken kann, sind die oberflächenaktiven Stoffe.
Da zur Herstellung von Schäumen ein oberflächenaktiver
Stoff erforderlich ist, sind folglich Schaumrezepturen
mit Polysacchariden schwer zu realisieren. Bei den derzeitigen
Rezepturen wird mit der Technik gearbeitet,
daß das Schaumkonzentrat derart eingedickt wird, daß
ein Absitzen bzw. Ausfallen verhindert wird. Andererseits
können normalerweise Materialien mit hoher
Viskosität nicht mit den Dosiereinrichtungen gehandhabt
werden, die für die Feuerbekämpfung gewöhnlich
verfügbar sind. Einige der derzeit verwendeten Schaumstrukturen
sind jedoch thixotrop, wobei ihre natürliche
Fähigkeit, sich bei der Einwirkung hoher Scherkräfte
als Fluid niedrigerer Viskosität zu verhalten, ihren
Einsatz in Verbindung mit zahlreichen vorhandenen
Dosiereinrichtungen ermöglicht, wie dies beispielsweise
in den US-PS′en 40 60 132, 40 60 489, 41 49 599
und 43 87 032 beschrieben ist. Bei einigen Dosiervorrichtungen,
wie z. B. bei Anordnungen, in denen das
Material unter dem Einfluß der Schwerkraft zu einer
Dosierpumpe oder dergleichen fließt, können sich mit
thixotroper Konzentration Schwierigkeiten ergeben.
Außerdem nimmt die Viskosität thixotroper Konzentrate
bei niedrigen Temperaturen so stark zu, daß sich bei
allen Dosiervorrichtungen erfahrungsgemäß eine verringerte
Leistung ergibt. Da aber zur Schaumerzeugung
und/oder zur wirksamen Feuerbekämpfung dem Wasser
eine kritische Mindestmenge des Schaumkonzentrats
zugesetzt werden muß, kann sich eine Verringerung der
zugesetzten Konzentratmenge als schädlich erweisen.
Aussgehend vom Stand der Technik und der vorstehend
aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein stabiles Schaumkonzentrat niedriger
Viskosität anzugeben, welches bei Verdünnung mit Wasser
einen Schaum bildet, welcher eine gute Löschwirkung entfaltet
und speziell beim Löschen brennender, polarer
Flüssigkeiten und/oder beim Abdecken ausgelaufener
polarer Flüssigkeiten eine Abdeckung in Form einer
Gelmatte bildet. Dabei wird gleichzeitig angestrebt,
daß das Schaumkonzentrat, wenn es verdünnt wird, einen
Schaum bildet, der eine Oberflächenspannung von weniger
als 19 dyn/cm² besitzt und die Anforderungen an ein
Löschmittel für Kohlenwasserstoffbrände erfüllt.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein
Schaumkonzentrat gelöst, welches folgende Bestandteile
enthält:
4 bis 6 Gew.-% Citrus-Pectin;
3 bis 9 Gew.-% Alkylbetain als Schaumerzeuger;
9 bis 20 Gew.-% Natriumalkylsulfunat mit 8 bis 13 C-Atomen als Schaumerzeuger und
4 bis 12 Gew.-% Alkoamphoglycinat oder Alkoamphopropionat als Schaumerzeuger, wobei die Schaumerzeuger-Gesamtmenge mindestens 30 Gew.-% beträgt.
3 bis 9 Gew.-% Alkylbetain als Schaumerzeuger;
9 bis 20 Gew.-% Natriumalkylsulfunat mit 8 bis 13 C-Atomen als Schaumerzeuger und
4 bis 12 Gew.-% Alkoamphoglycinat oder Alkoamphopropionat als Schaumerzeuger, wobei die Schaumerzeuger-Gesamtmenge mindestens 30 Gew.-% beträgt.
Es ist ein wichtiger Vorteil des Schaumkonzentrats
gemäß der Erfindung, daß es die gewünschte geringe
Viskosität besitzt, daß es stabil gegen ein Absitzen
der Polysaccharidkomponente ist, daß es gute Schaumerzeugungsfähigkeiten
besitzt, und daß es beim Einsatz
gegen brennende und ausgelaufene, polare Flüssigkeiten
die Fähigkeit der Gelbildung hat.
In Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als günstig
erwiesen, wenn fluorsubstituierte Thioäther zugesetzt
werden, um die Oberflächenspannung des Schaums zu
verringern, ohne die Stabilität des Konzentrats nachteilig
zu beeinflussen und um so einen brauchbaren
Schaum zur Bekämpfung von Kohlenwasserstoffbränden
zu erhalten.
Das Schaumkonzentrat gemäß der Erfindung liegt als
wäßrige Lösung bzw. Pseude-Lösung vor und enthält
Citrus-Pectin und eine Mischung von Schaumerzeugern,
welche eine niedrige Viskosität von insbesondere
weniger als 1000 cp bei 20°C haben. Dieses Konzentrat
wird beim Einsatz mit Wasser verdünnt. Das verdünnte
Konzentrat wird dann einem Schaumgenerator zugeführt,
wo ein Schaum erzeugt wird, der für die Bekämpfung von
Feuer und für das Abdecken von gefährlichen, verschütteten
bzw. ausgelaufenen Flüssigkeiten geeignet ist. Die Feuerwehren
arbeiten derzeit mit Einrichtungen, die es ermöglichen,
das Konzentrat in einer Menge von 3 oder 6 Vol.-%
dem Wasser zuzusetzen. Die bevorzugten Rezepturen für
Schaumkonzentrate gemäß der Erfindung sind so ausgelegt,
daß für das Abdecken und Löschen polarer Flüssigkeiten
6 Vol.-% des Konzentrats zugesetzt werden, während für
das Abdecken und Löschen von mit Wasser nicht mischbaren
organischen Materialien entweder 3 oder 6% Konzentrat
eingesetzt werden.
Die Citrus-Pectin-Komponente des Schaumkonzentrats ist
vorzugsweise ein handelsübliches Nahrungsmittel-Pectin,
welches kleinere Mengen von Zucker- oder Citrat-Zusätzen
enthalten kann. Eine 4%ige Konzentration des Citrus-Pectins
(alle Prozentangaben in den Rezepten betreffen
Gewichtsprozente) in dem Schaumkonzentrat ist ausreichend,
um ein wirksames Gelieren des Schaums bei einem Konzentratzusatz
von 6% zu erreichen. Die Pectinkonzentration kann
auf etwa 6% erhöht werden, ohne daß die Viskositätsgrenze
von etwa 1000 cp für die praktische Verwendung in Schaumgeneratoren
überschritten würde.
Gemäß der Erfindung wird ferner eine Konzentration von
Schaumerzeugern verwendet, um die geforderte Schaumerzeugungsfähigkeit
zu schaffen, ohne die Pectinlösung
zu destabilisieren, wobei die einzelnen Schaumerzeuger
in den angegebenen Mengen eingesetzt werden und wobei
die Gesamtmenge an Schaumerzeugern mindestens 30%
beträgt.
Alkylbetain-Schaumerzeuger haben die allgemeine Formel:
RN(CH₃)₂CH₂CO₂,
wobei R für einen geradkettigen Kohlenwasserstoffrest
mit etwa 10 bis 20 C-Atomen steht. Das bevorzugte Alkylbetain
ist Kokos-Betain (welches aus Kokosnußöl gewonnen
wird), in dem der Rest R überwiegend 12 C-Atome hat,
wobei die Anzahl der C-Atome von etwa 10 bis 20 reicht.
Kokos-Betain ist im Handel unter den Warenbezeichnungen
"Encol DG" und "McKam CB" erhältlich.
Natriumalkylsulfat-Schaumerzeuger mit etwa 8 bis 13
C-Atomen in der Alkylgruppe sind zur Verwendung in dem
erfindungsgemäßen Schaumkonzentrat geeignet. Natriumoctyl-(Ethylhexyl-)Sulfat
und Natriumtridecylsulfat sind
im Handel erhältlich. Alkylsulfate niedrigerer Ordnung sind
mit dem Pectin nicht kompatibel, während Stoffe höherer
Ordnung Feststoffe sind und die Lagertemperatur nachteilig
beeinflussen.
Die amphoteren Alkoamphoglycinate und -propionate haben
die Formel:
wobei X¹ für steht, wobei X²
für H oder CH₂COOH steht, und wobei R eine Alkylgruppe
mit 8 bis 12 C-Atomen ist. Caproamphocarboxypropionate,
Caproamphocarboxyglycinate und Kokos-Amphocarboxyglycinate
stehen beispielhaft für solche Schaumerzeuger, die unter
den Warenbezeichnungen "Miranol", "Mona" und "Lonza"
erhältlich sind.
Fluorsubstituierte Thioäther, welche für das erfindungsgemäße
Schaumkonzentrat brauchbar sind, haben folgende
Formel:
R f CH₂CH₂SCH₂CH₂CO₂Li,
wobei R f =F (CF₂CF₂)3-8 und unter dem Warenzeichen
"ZONYL" von der Firma DuPont Company in den Handel
gebracht wird.
Das Auflösen des Pectins macht ein heftiges Umrühren
erforderlich, so daß das Pectin zur Vermeidung einer
Schaumbildung in Wasser aufgelöst wird, ehe die Schaumerzeuger
des Konzentrats zugesetzt werden. Die Viskosität
des Schaumkonzentrats liegt bei Raumtemperatur in der
Größenordnung von 300 cp, so daß das Konzentrat ohne
weiteres mit konventionellen Dosier- bzw. Beimischeinrichtungen
beigesetzt werden kann. Dabei versteht es
sich, daß das Konzentrat im wesentlichen eine wäßrige
Lösung ist, jedoch kleinere Mengen Alkohol oder andere
Lösungsmittel enthalten kann, die Bestandteil der im
Handel erworbenen Schaumerzeuger-Rezepturen sind.
Nachstehend soll nunmehr ein bevorzugtes Rezept für
ein erfindungsgemäßes Schaumkonzentrat angegeben werden,
welches zur Herstellung eines Löschschaums in Mengen
von 6% bzw. 3% zugesetzt wird. Erfindungsgemäß werden
5 kg Nahrungsmittel-Citrus-Pectin in 65 kg Wasser
aufgelöst. Dieser Lösung werden 7,5 kg Kokos-Betain,
10 kg Caproamphocarboxypropionat, 10,5 Ethylhexylsulfat
und 2 kg ZONYL FSA* zugesetzt. Beim Einsatz wird
das Konzentrat mit Wasser gemischt und die dabei erhaltene
Lösung wird einem Schaumgenerator zugeführt, um unter
Verwendung vorgegebener Düsen ein Feuer zu löschen, wobei
die Prüfbedingungen gemäß Underwriters Laboratories UL162,
Klasse B, Fire Tests, eingehalten werden.
Bei den Versuchen wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Ein erfindungsgemäßes Schaumstoffkonzentrat, welches dem
Löschwasser in einer Menge von 6% zugesetzt wird, und
welches für den Einsatz bei polaren Verbindungen und bei
mit Wasser nicht mischbaren organischen Materialien
geeignet ist, besteht aus 5,0 kg Citrus-Pectin, 9,0 kg
Natriummethylhexylsulfat, 7,0 kg Kokos-Betain, 7,0 Caproamphocarboxypropionat,
1,0 kg ZONYL FSA (ZONYL FSA = fluorsubstituierter Thioäther) und 72,0 kg Wasser.
Claims (6)
1. Schaumkonzentrat zur Herstellung eines Feuerlöschschaums
in Form einer im wesentlichen wäßrigen
Lösung, insbesondere für brennende, polare Flüssigkeiten
und für mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeiten,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Konzentrat etwa folgende Bestandteile
enthält:
4 bis 6 Gew.-% Citrus-Pectin;
3 bis 9 Gew.-% Alkylbetain als Schaumerzeuger;
9 bis 20 Gew.-% Natriumalkylsulfat mit 8 bis 13 C-Atomen als Schaumerzeuger und
4 bis 12 Gew.-% Alkoamphoglycinat oder Alkoamphopropionat als Schaumerzeuger,
und daß die Schaumerzeuger-Gesamtmenge mindestens 30 Gew.-% beträgt.
3 bis 9 Gew.-% Alkylbetain als Schaumerzeuger;
9 bis 20 Gew.-% Natriumalkylsulfat mit 8 bis 13 C-Atomen als Schaumerzeuger und
4 bis 12 Gew.-% Alkoamphoglycinat oder Alkoamphopropionat als Schaumerzeuger,
und daß die Schaumerzeuger-Gesamtmenge mindestens 30 Gew.-% beträgt.
2. Schaumkonzentrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Viskosität bei Raumtemperatur
kleiner als etwa 1000 cp ist.
3. Schaumkonzentrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet,
daß es etwa 1 bis 4 Gew.-% eines
fluorsubstituierten Thioäthers enthält.
4. Schaumkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß es als Alkylbetain
Kokos-Betain enthält.
5. Schaumkonzentrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumalkylsulfat
Natriummethylhexylsulfat oder Natriumtridecylsulfat
ist.
6. Verwendung eines Schaumkonzentrats nach einem der
Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung eines Feuerlöschschaums
zur Bildung einer Gelschicht auf einer
brennenden polaren Flüssigkeit.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE (1) | DE3736743A1 (de) |
| GB (1) | GB2196846B (de) |
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