Brevet FR2010842A1 — publié le 19700220

20î0842 Il existe des solutions aqueuses contenant 10 à 40 $ en poids de protéine hydrolysée, connues sous le nos de concentrats de mousse, qu'on peut diluer avec environ 10 à 30 fois leur volume d'eau pour produire une solution moussante constituant la phase liquide d'une mousse pour contre les incendies . 5 Ces concentrats de mousses peuvent également contenir d'autres additifs comme des sels de métaux polyvalents et de l'urée pour améliorer la résistance thermique de la mousse . On peut également utiliser d'autres additifs pour prolonger la durée de conservation du concentrât de mousse . En se servant d'un appareillage convenable, il est possible d'incorporer de l'air dans la solution moussante et de produire 10 une mousse stable particulièrement utile pour éteindre des incendies de liquides inflammables . Il importe qu'aine mousse servant à la lutte contre les incendies ait une bonne résistance thermique pour qu'elle ne se détruise pas rapidement quand on l'applique sur du combustible en feu . Il importe également que la mousse s'écoule 15 facilement sur des surfaces ou autour d'obstacles . On peut avoir une mesure de cette propriété en utilisant ùn viscosimètre à palettes de torsion qui indique la contrainte de cisaillement maximum que peut supporter une mousse . La contrainte de cisaillement maTium est donnée en dyne/cm2 et une mousse caractérisée par une faible valeur de cette contrainte de cisaillement maximum s'écoule plus facilement 20 qu'une mousse possédant une valeur plus élevée de cette contrainte . La contrainte de cisaillement nwximim d'une n&usse de protéine dépend en grande partie de la quantité de travail mécanique effectuée lors du mélange de la solution de mousse avec l'air . Les mousses de protéine caractérisées par une valeur élevée de la contrainte de cisaillement maximum exigent plus de travail 25 mécanique pour les obtenir que les mousses caractérisées par une valeur plus faible de cette contrainte . En utilisant différents types d'appareillages générateurs de mousse, on peut faire varier la quantité de travail fournie pour produire la mousse, de telle sorte qu'il est possible de produire, à partir de la même solution moussante, des mousses caractérisées par des valeurs élevées ou faibles 30 de la contrainte de cisaillement maximum . Une façon utile de comparer la capacité de lutte contre l'incendie, ou capacité d'extinction des mousses de protéine consiste à appliquer la mousse à partir d'un générateur de mousse équipé d'un dispositif de mesure du débit et à déterminer le débit ■•jm'rwini avec lequel on doit appliquer le liquide moussant sur un incendie de 35 dimension donnée, pour l'éteindre , Ce débit minimum, appelé débit critique d'application, peut être relié à la dimension du foyer d'incendie et exprimé en litres de liquide moussant/minute/m2 de foyer d'incendie . Il est souhaitable d'avoir des mousses caractérisées par une faible valeur de ce débit critique d'application en raison de leur capacité d'extinction d'un incendie dans des conditions où. on est 40 limité dans l'équipement producteur de mousse ou dans la quantité de mousse dont on 69 19759 2. 2010842 dispose . Les mousses ayant une bonne résistance thermique sont caractérisées par de faibles débits critiques parce qu'elles ne sont pas détruites, par la chaleur du feu . Les mousses à faible valeur de contrainte de cisaillement maTirmim permettent une 5 extinction rapide quand on les applique à des incendies de combustible avec des débits bien au-dessus du débit critique d'application en raison dè la facilité relative avec laquelle elles s1étendent sur le combustible pour en isoler la surface . C'est pourquoi une mousse caractérisée par une bonne résistance thermique et 10 une faible valeur de la contrainte de cisaillement maximum aura un faible débit critique d'application et assurera une extinction rapide des incendies quand on l1 appliquera à des débits supérieurs au débit critique . Malheureusement, les mousses de protéine ayant une bonne résistance thermique ont des valeurs élevées de la contrainte de cisaillement maximum et, inversement, 15 les mousses ayant une faible valeur de cette contrainte ont comparativement une faible résistance thermique . Une mousse idéale pour de nombreuses applications devrait avoir une très faible valeur de contrainte maximum de cisaillement et une très bonne résistance thermique, mais il n'est pas possible de produire une telle mousse par des moyens mécaniques à partir de solutions de protéine hydrolysée 20 que l'on trouve couramment . En pratique, si on cherche à avoir une mousse à faible valeur de la contrainte de cisaillement maxiiœun, on ne peut y parvenir qu'en sacrifiant en partie la résistance thermique . Il est apparu que l'adâditon à une solution de protéine hydrolysée de certains agents tensio-actifs hydrocarbonés permet d'abaisser la valeur de la contrainte de 25 cisaillement maximum de la mousse qu'on obtient, mais la résistance thermique s'en trouve réduite en sorte qu'on n'en tire aucun avantage . La Demanderesse a découvert que l'addition de faibles proportions de certains agentst tensios-/^uorocarbonés à une solution moussante d'hydrolysat de protéine donne une mousse ayant une faible valeur de contrainte de cisaillement maximum avec néanmoins une bonne 30 résistance thermique . L'invention .vise ... un concentrât aqueux d'une protéine hydrolysée destiné à être utilisé, après dilution, pour produire une mousse servant à lutter contre les incendies, qui contient une teneur de 0,05 à 10 % en poids d'un agent t e n 3 i Gpèrflu or oc arb oné hydrosoluble ou d'un mélange d'agents tensio-actifs 35 perfluorocarbonés hydrosolubles . » Les agents tensfo^'/per^Luorocarûonés non-ion^ug^ ^pu anioiîiques apparaissent comme les plus utiles car les agents c&eHigîJfec./ cationiqueq tendent à produire . actifs un précipité dans le concentrât de mousse . Les agents tensi©-^ doivent . avoir un certain degré de solubilité dans l'eau, qui" dépend de la fongueux de,-la.chaîne. 40 fluorocarbonée et du type de groupé solubilisant . •- ■ ■ * : ? . , 69 19759 j. 2010842 Comme exemples d'agents tensio-actifs convenables, on peut citer : Agents non ioniques g '• ^Wl) S02 4 H Agents anioniaues 2. )S02 I CH2C 0 0 M 5 3* C±P(2x+1)S02 ^ ^C2H40)nS03K 4* C±S,(2X+1)C0° M 5* CyP(^D° °6H4 Cyf"(2j-1)0 CgH4 C 00 M CyP(2y_i)0 (ch2)2 C 00M 10 6. H(CF2)x C 00M Bans ces formules, H est un métal ou un radical ammonium ou un radical dérivé d'vnc aminé, z est compris entre 4 et 20, y est supérieur à 7, 15 a est inférieur à 20 et E est un groupe aleoyle . / Les agents tensio-actifs perfluorocarbonés du type utilisable, conformément à l'invention, sont essentiellement constitués d'un groupe perfluorocarboné relié chimiquement à un groupe solubilisant, comme un sel d'acide sulfoatique ou un 20 ou un sel d'acide carboxylique . Les composés perfluorocarbonés qui ne possèdent pas dë tels groupes solubilisants sont iaaciluhlflsdans l'eau ou les hydrocarbures et la longueur et la structure du groupe perfluorocarboné ainsi que la nature du groupe solubilisant déterminent la solubilité dans l'eau et les propriétés tensio-actives de ces agents perfluorocarbonés tensio-actifs . Les composés de formule 6 25 ci-dsseus qui renferment des substituants dans le groupe fluorocarboné doivent avoir des valeurs de z plus grandes pour pouvoir servir conformément à l'invention que les costposis non substitués du type représenté par la formule 4 • Les groupes perfluorocarbonés qu'on peut utiliser pour former des agents tensio-actifs utiles suivant l'invention peuvent être du type aleoyle, aryle, alcoylaryle, en chaîne 30 droite ou ramifiée complètement fluorée ou partiellement substituée, entièrement saturée ou partiellement non saturée . Le groupe assurant la solubilité dans l'eau peut être du type sel d'acide carboxylique ou d'acide sulfonique, ester sulfurique ou groupe hydroxyle, et il peut être lié à la chaîné perfluorocarbonée directement ou par l'intermédiaire d'une 35 chaînqèydrocarbonée aromatique ou aliphatique pouvant contenir d'autres groupes fonctionnels comme un groupe amide, sulfone ou éther . On dispose d'une grande diver 69 19759 4. 2010842 site de groupes solubilisants de ce genre pour préparer des agents tensio-actifs à base de composés hydrocarbonés et les mêmes types de groupes peuvent servir à fabriquer des agents tensio-actifs perfluorocarbonés . Les mousses modifiées suivant l'invention sont caractérisées par une faible 5 valeur de débit critique d'application en raison de leur bonne résistance thermique et elles assurent une extinction rapide des incendies quand on les applique avec des débits supérieurs au débit critique du fait de leur faible valeur de contrainte de cisaillement ma xi imiin . Dans une série d'essais, on ajoute 0,1 % en poids d'un perfluorocapiylate 10 d'ammonium à un concentrât de mousse contenant 20 fo en poids de protéine hydrolysée et on compare les propriétés de la mousse obtenue avec une solution aqueuse à 4 $ en volume de ce concentrât avec les propriétés d'une mousse obtenue avec le même concentrât mais ne contenant pas d'agent tensio-actif . En utilisant un appareil générateur de mousse identique, on obtient une réduction de 25 % de la valeur de 15 contrainte de cisaillement maximum, et une réduction de 20 % du débit critique d'application avec la mousse modifiée par l'agent fluorocarboné par rapport à la mousse non modifiée . On règle ensuite le générateur de mousse de façon que la mousse produite avec le concentrât mon modifié ait la même valeur de contrainte de cisaillement nwxi tïïuïïi que celle obtenue précédemment avec la mousse modifiée . 20 On trouve dans ces conditions que le débit critique d'application pour cette Mousse est supérieur de 20 % à la vâleur notée avec la mousse non modifiée produite la première fois, ce qui indique que dans ce cas l'avantage gagné en réduisant la valeur de la contrainte de cisaillement maximum se trouve perdu du fait de l'abaissement de la résistance thermique . 25 Dans une autre série d'essais, on ajoute 0,5 i° en poids d'un mélange d'agents tensio-actifs perfluorocarbonés de formule 5 à un concentrât de mousse contenant 20 i° en poids de protéine hydrolysée . On prépare des solutions moussantes contenant 4 $ en volume de ce concentrât et on compare les propriétés d'extinction avec celles d'une solution analogue préparée avec le concentrât de mousse de protéine non 30 modifié . La mousse est produite avec une lance à incendie et on la dirige en jet sur un plateau circulaire de 1,67 m2 contenant 455 1 d'essence à 90 dJoctane . Dans chaque essai, on laisse brûler l'essence 2 minutes avant l'application de la mousse . Les résultats sont les suivants : Mousse non modifiée Mousse modifiée débit critique d'application 35 litres/m2/ miroites 2,93 1|46 temps d'extinction (la mousse étant appliquée à raison de 4,88 l/m2/mn) 2,5 uni 1,25 mn Il existe des concentrats de mousse protéinique qui renferment des additifs antigel comme des alcools ou des glycols qui permettent de conserver le concentrât 69 19759 5. 2010842 de mousse à des basses températures sans congélation . Les agents tensio-actifs perfluorocarbonés se sont révélés également efficaces pour améliorer les propriétés des concentrats contenant des additifs contre là congélation . Coame indiqué plus haut, on emploie souvent des additifs comme les sels de 5 métaux polyvalents, pour améliorer la résistance thermique des mousses de protéine. On utilise souvent des sels ferreux en raison de leur efficacité et de leur coût peu élevé, mais l'addition de ces sels peut conduire à la formation d'un précipité indésirable dans le concentrât de mousse . On ajoute parfois des agents anti-oxydants ou complexants pour empêcher la formation de précipités . Les concentrats de 10 mousse modifiés conformément à l'invention ont une excellente résistance thermique •t ne nécessitent pas lUtilisation d'additifs classiques améliorant la stabilisation thermique . 69 19759 6. 2010.842 fi E Y E N D I C A T I 0 H S 10 15 20 25 1. Concentrât aqueux d'une protéine hydrolysée destiné à produire, après dilution, une mousse pour lutter contre l'incendie, caractérisé en ce qu'il renferme de 0,05 à 10 fo en poids d'un agent tensio-actif perfluorocarboné hydrosàluble . 2. Concentrât aqueux d'une protéine hydrolysée destiné à produire, après dilution, une mousse pour lutter contre l'incendie, caractérisé en ce qu'il renferme de 0,05 à 10 $ en poids d'un agent tensio-actif perfluorocarboné hydro-aoluble contenant une chaîne perfluorocarbonée liée chimiquement à un groupe assurant lai solubilité dans l'eau ou d'un mélange de tels agents tensio-actifs . 3. Concentrât suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la chaîne perfluorocarbonée est de type aleoyle, aiyle, ou aleoylaryle, à chaîne droite ou ramifiée, entièrement fluorée ou partiellement substituée, saturée ou partiellement non saturée . 4. Concentrât suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le groupe assurant la solubilité dans l'eau est un sel d'acide sulfouique ou d'acide carboxylique, un ester sulfurique ou un groupe hydroxyle 3 qui est lié à la chaîne perfluorocarbonée directement ou par l'intermédiaire d'une chaîne hydrocarbonée aromatique ou aliphatique pouvant contenir un groupe sulfone, amide ou éther . 5. Concentrât suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif perfluorocarboné est anionique a 6. Concentrât suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent tensio-actif perfluorocarboné est non-ionique » 7. Concentrât suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il contient de 10 à 40 % en poids de protéine hydrolysée . 8. Concentrât suivant là revendication 1, caractérisé en ce que l'agent tensioactif perfluorocarboné est un composé répondant à l'uûe des formules suivantes c±EWi)c 0 0 M CyP(2jr-l)0 C6E4 SO^M CyP(2y-l) 0 C6H4 C 0 0 H dans lesquelles H est un natal, un radical ammonim en tm radical dérivé d'une aminé, x est compris entre 4- et 20, y est supérieur à 7, n est inférieur à 20 et B. est un groupe aleoyle 0 C^Px+1)S02 « Cl2 C 0 0 M S0, K CS, C 0 0 M