Brevet FR2530477A1 — publié le 19840127

1. L'invention concerne un concentré liquide d'agent d'extinction d'incendies et un procédé pour sa préparation. Outre les agents d'extinction en poudre, on, em- ploie de-nombreuses mousses extinctrices de différentescom- positiore pour combattre les incendies Habituellement, la fabrication de mousse s'effectue en partant de solutions aqueuses de concentrés qui forment de la mousse par expan- sion au moyen d'air Souvent, les concentrés contiennent, outre l'agent moussant proprement dit ou un mélange d'agents moussants, un additif stabilisant Comme agents moussants, on a utilisé longtemps des hydrolysats de protéines qui, toutefois, sont passés au deuxième plan ces dernières années à cause de leur formation de mousse relativement réduite. Dans le cas de concentrés d'agentsÈ d'extinction d'incendies utilisés ces derniers temps, on utilise par exemple,comme agents moussants,des alcanesulfonates, arene- sulfonates et alkilarenesulfonates, des esters d'acide sulfu- rique et d'alcools supérieurs ou des sulfates d'alcanolami- nes d'acides gras Ainsi par exemple, par DE-AS 2 933 432, on connait un agent d'extinction d'incendies'sous forme de mousse pour liquides hydrophiles combustibles, qui contient un acide hydroxycarboxylique, un acide carboxylique alipha- tique, un sel formé par un acide organique-ou minéral avec un métal, et un agent tensio-actif anionique ou amphotère ou un hydrolysat de protéines. Les agents d'extinction d'incendies connus pré- sentent fréquemment cet inconvénient que la mousse formée fond au contact de la surface enflammée de liquides hydro- philes comme par exemple les alcools, cétones, éthers ou esters Par suite, il est impossible de recouvrir de mousse la surface qui brûle et d'éteindre ainsi l'incendie D'au- tres agents d'extinction d'incendies se dégradent lors d'un stockage prolongé ou manifestent une moindre aptitude à for- mer de la mousse Presque toujours, l'aptitude à former de la mousse dépend du type de l'eau'ajoutée Dans la majeure partie des agents d'extinction d'incendies, la formation de mousse diminue dans le cas o l'on ajoute de l'eau de mer. En outre, certains constituants des agents d'extinction d'incendies usuels dans le commerce ou leurs produits de dégradation font subir une pollution considérable à l'en- vironnement. C'est pourquoi l'invention a pour but de sur- monter les inconvénients mentionnés et de fournir un con- centré amélioré d'agent d'extinction d'incendies ayant de bonnes propriétés de formation de mousse et une bonne dé- gradabilit 4 biologique. Selon l'invention, ce problème est résolu grâce à un nouveau concentré d'agent d'extinction d'incendies qui contient 3 à 20 % en poids d'éther d'alkylphénol et de po- lyglycol, 2 à 18 % en poids d'alcanolamide d'acide gras, 6 à 25 % en poids de polyfluoroalkylbéta Tne sulfonée et 20 à 80 % en poids d'eau désionisée. Les constituants sont en particulier: 1 L'éther d'alkylphénol et de polyglycol Ces composés rentrent dans le groupe des agents tensio-actifs non ionogènes et on les prépare par condensa- tion d'alkylphénols avec l'oxyde d'éthylène Le fragment alkylphényle représente le constituant lipophile, le frag- ment polyéther représente le constituant hydrophile de l'agent tensio-actif. Les éthers d'alkylphénol et de polyglycol utili- sés selon l'invention contiennent des radicaux alkyle de 3 à 13 atomes de carbone Les composés contenant des radi- caux hexyle, heptyle, octyle, monyle et décyle sont préfé- rés. Un produit spécialement préféré est le produit de condensation d'octylphénol et de 10 unités oxyde d'éthy- lène: C 8 H 17 ( O(C 2 H 40)10 H 2 Alcanolamides d'acide gras Dans le cas de cette classe de composés, utili- sés dans le concentré selon l'invention, il s'agit d'ami- des d'acide gras N-alkylées et non ionogènes, préparées par réaction d'alcanolamines sur des acides gras et qui con- tiennent dans le fragment N-alkyle des groupes hydroxyle estérifiablesi Les amides utilisées dans le concentré d'agent d'extinction d'incendies selon l'invention sont aussi bien des monoalcanolamides que des dialcanolamides d'acides gras répondant à la formule générale: 1 2 R -CO-N(R)-(CH 2)n-OH o R 1 désigne le radical d'un acide gras saturé ou insatu- ré de 6 à 24 atomes de carbone De préférence, il s'agit en pareil cas de dérivés d'acides gras qui se trouvent dans la nature, par exemple les acides'caprorque, caprique, lau- rique, palmitique, stéarique, l'acide de graisse de coco et l'acide oléique. Le diéthanolamide, c'est-à-dire le N,N-bis-( 2- hydroxyéthyl)-amide) d'acide gras de coco est spécialement préféré. 3 Polyfluoroalkylbétaine sulfonée Dans le cas de ce groupe de composés utilisés dans le concentré d'agent-d'extinction d'incendies selon l'invention, il s'agit d'agents tensio-actifs amphotères polyfluorés Ce sont, de préférence, des composés de la formule générale: C F CH 2 (CH 2 CONH(CH 2)3 Me 2 (CH 2)3)SO 3 o N représente un nombre entier de 4 à 10, 1 représente un nombre entier de 12 à 24 et Me est un atome de métal al- calin. Des polyfluoroalkylbétaines spécialement préfé- rées sont celles de la formule: C 8 F 7 CH 2 (CH 2 CONH(CH 2) Me 2 (CH 2) SO O dans laquelle Me représente le sodium ou le potassium. 4 Eau désionisée Dans le cas de ce constituant, il s'agit d'eau que l'on a désionisée selon l'un des nombreux procédés con- nus. Formol Eventuellement, au concentré d'agent d'extinc- tion d'incendies selon l'invention, on ajoute une petite quantité de formol Celui-ci sert de conservateur, surtout dans le cas d'un stockage prolongé, par exemple sous forme de concentré mais aussi sous la forme prête à servir d'agent d'extinction d'incendies selon l'invention On ajoute le formol sous forme de solution à environ 40 %, usuelle dans le commerce. Les pourcentages en poids des constituants in- dividuels sont les suivants (la gamme préférée étant indi- quée entre parenthèses): 1 Ether d'alkylphénol et de polyglycol 3 à 20 % ( 8 à 12 %) 2 Alcanolamide d'acide gras 2 à 18 % ( 8 à 12 %) 3 Polyfluoroalkylbétarne sulfonée 6 à 25 %( 10 à 15 %) 4 Eau désionisée 20 à 80 %( 50 à 80 %) Eventuellement, on ajoute Formol (solution à 40 %) 0,1 à 3 % ( 0,1 à 1 %) Un concentré d'agent d'extinction d'incendies spécialement préféré, selon l'invention, présente la compo- sition suivante (% en poids): % d'éther d'octylphénol et de polyglycol; en pareil cas, il s'agit d'un produit de condensation de l'octylphénol avec environ 10 moles d'oxyde d'éthylène: 8 17 Q O (C 2 H 40)10 H % de NN-bis-( 2-hydroxyéthyl)-amide d'acide gras de coco, 12,3 % de polyfluoroalkylbétaine sulfonée de la formule: C 8 F 17 CH 2 (CH 2 CONH(CH 2)3 Na 2 (CH 2)3)SO 3 67,55 % d'eau désionisée, 0,15 % de formol. L'invention a également pour objet un procédé de préparation du concentré d'agent d'extinction d'incendies décrit ci-dessus. A cet effet, dans un récipient à une températu- re de 15 à 50 'C, avec agitation continue, on place de l'eau désioniste à raison de 20 à 80 % en poids (relativement au total de/composition) Ensuite, on ajoute avec agitation et en maintenant la température 3 à 20 % en poids d'éther d'alkylphénol et de polyglycol Puis on ajoute dans les mêmes conditions 2 à 28 % en poids d'alcanolamide d'acide gras On continue d'agiter et ensuite on ajoute au mélange obtenu 6 à 25 % en poids de polyfluoroalkylbétarne sulfo- née Eventuellement, on ajoute au mélange, pour la conser- vation, 0,1 à 3 % en poids de formol On continue d'agiter jusqu'à ce que les substances soient passées totalement en solution Ensuite, on irradie la solution, de préférence avec de la lumière polarisée. On mélange habituellement le concentré d'agent d'extinction d'incendies selon l'invention à 90 à 99,5-% en poids d'eau A cet effet, on peut utiliser aussi bien de l'eau douce que de l'eau de mer sans que cela diminue no- tablement l'aptitude à la formation de mousse Entre les différentes classes d'agents d'extinction d'incendies, la composition selon l'invention se range parmi les agents fluorés du groupe appelé agents AFFF. L'agent d'extinction d'incendies selon l'inven- tion est spécialement propre à la lutte contre des incen- dies d'hydrocarbures liquides ou solides Il peut servir aussi d'émulsifiant pour la formation de mousses et, en tant que tel, servir à favoriser la pénétration de l'eau dans des'matières cellulosiques (bois, paille, papier,etc). Il en résulte une grande variété de possibilités d'utilisa- tion, par exemple dans l'industrie chimique, les raffine- ries, les aéroports, l'industrie des matières synthétiques, etc. L'action de l'agent d'extinction d'incendies selon l'invention est basée sur des effets de blocage et de refroidissement En outre, il présente cet avantage que la formation de mousse n'est pas amoindrie par des agents d'extinction en poudre éventuellement utilisés auparavant. -Dans des essais comparatifs avec des agents AFFF connus, le concentré d'agent d'extinction d'incendies selon l'invention a manifesté les avantages suivants: a) les produits éteints s'étaient refroidis considérable- ment, b) à concentration égale, la capacité d'extinction de l'agent selon l'invention est supérieure à celle des agents connus, c) le concentré selon l'invention peut être utilisé même à de très faibles concentrations sans perdre son apti- tude à l'extinction, d) la mousse formée par l'agent selon l'invention, dans le cas d'un hydrocarbure liquide, a recouvert la surface sans interruption de sorte qu'il ne pouvait pas s'échap- per de gaz combustibles, e) l'agent d'extinction d'incendies selon l'invention ne cause aucune pollution de l'environnement étant donné que tous les constituants sont biologiquement dégrada- bles. Le concentré selon l'invention peut être amené jusqu'au foyer de l'incendie à l'état dilué par l'eau, se- lon le lieu et la classe de l'incendie, avec des appareils portatifs ou transportables ou on l'utilise au moyen de systèmes d'extinction installés de façon fixe Ceux-ci-peu- vent éventuellement entrer -en action automatique, par exem- ple-au moyen de fusibles commandés par des capteurs opti- ques ou thermiques, dans des installations d'extincteurs etc. Exemple 1. Dans un matras équipé d'un système d'agitation et d'un entonnoir d'addition, on place 67,55 % en poids (relativement à la composition globale) d'eau désionisée. Pendant tout le processus, on maintient le matras à une température de 25 à 30 'C au moyen d'un bain d'eau Ensuite, avec agitation, on ajoute 10 % en poids d'éther d'octylphé- nol et de polyglycol (produit de condensation de l'octyl- phénol avec 10 moles d'oxyde d'éthylène), puis 10 % en poids de N,N-bis-( 2-hydroxyéthyl)-amide d'acide gras de coco. -On continue d'agiter le mélange et ensuite on incorpore 12,3 % en poids de polyfluoroalkylbétaine sulfonée: C 8 F 17 CH 2 (CH 2 CONH(CH 2)3 Me 2 (CH 2)3503- Ensuite, on ajoute 0,15-% en poids de formol et on agite le mélange obtenu jusqu'à la dissolution com- plète des constituants. On obtient un liquide de couleur turquoise ayant une viscosité de 98 m Pa S à 20 C Le liquide a une densité de 1,02 et il est miscible à l'eau en toutes pro- portions Il manifeste un caractère anionique et le p H est de 8 On a déterminé que le point de congélation est de O C. Le concentré est stable pendant au moins 5 à 6 ans et on peut facilement le mélanger à de l'eau à raison de 0,5 à 10 % en poids, des concentrations avantageuses étant de 2 à 4 % en poids du concentré. Exemple 2 On effectue le mélange dans les mêmes conditior que dans l'exemple 1 On ajoute les constituants indiqués dans les proportions suivantes: eau désionisée 71,25 % en poids éther d'octylphénol et de polyglycol 15 % - alcanolamide d'acide gras 5 % polyfluoroalkylbétaine sulfonée 8,6 % " formol (à 40 %) 0,15 % " Après la fin de l'agitation et la dissolution complète des constituants, on irradie la solution avec de la lumière polarisée. ns R E-V E N D I C AT I O N S 1 Concentré liquide d'agent d'extinction d'in- cendies, caractérisé en ce qu'il contient: 3 à 20 % en poids d'éther d'éthylphénol et de polyglycol, 2 à 19 % en poids d'alcanolamide d'acide gras, 6 à 25 % en poids de polyfluoroalkylbétaine sulfonée,et à 80 % en poids d'eau désionisée; 2 Concentré selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il-contient, en outre, 0,1 à 3 % en poids de formol - 3 Concentré selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'éther d'alkylphénol et de polyglycol présente un radical alkyle de 3 à 13 atomes de carbone et contient, dans le fragment polyglycol, 6 à 20 unités oxyde d'éthylène. 4 Concentré selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'alcanolamide d'acide gras est -un monoalcanolamide ou dialcanolamide d'acide gras et est dérivé d'un acide gras de 6 à 24 atomes de carbone. 5 Concentré selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la polyfluoroalkylbétarne sulfonée répond à la formule générale: C F CH 2 (CH 2 CONH(CH 2)3 Me (CH 2)3))SO 3 n p 2 222 3 M 2233 dans laquelle N représente un nombre entier de 4 à 10, p est un nombre entier de 1-2 à 24 et Me est un atome de métal alcalin. 6 Concentré selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il contient: % en poids d'éther d'octylphénol et de polyglycol, 10 % en poids de NN-bis-( 2-hydroxyéthyl)-amide d'acide gras de coco, 12,3 % en poids de polyfluoroalkylbétaine sulfonée de for- mule: - C 8 F 17 CH 2 (CH 2 CONH(CH 2) 3 Na 2 (CH 2) 3)SO 3 67,55 % en poids d'eau désionisée, et 0,15 % en poids de formol. 7 Procédé de préparation d'un concentré selon 253047 7 l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'à une température de 15 à 50 C, avec agitation, on place initia- lement 20 à 80 % en poids d'eau désionisée et ensuite on ajoute 3 à 20 % d'éther d'alkylphénol et de polyglycol,, Un pao;s 2 à 18 % en poids d'alcanolamide d'acide gras, 6 à-25 9/ de polyfluoroalkylbétaine sulfonée, dans l'ordre indiqué, et éventuellement 0,1 à 3 % en poids de formol, et on agi- te le mélange jusqu'à dissolution complète des constituants. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'éther d'alkylphénol et de polyglycol ajouté présente un radical alkyle de 3 à 13 atomes de carbone et contient, dans le-fragment polyglycol, 6 à 20 unités d'oxy- de d'éthylène. 9 Procédé selon l'une des revendication 7 et 8, caractérisé en ce que l'alcanolamide d'acide gras est un monoalcanolamide ou dialcanolamide et est dérivé d'un aci- de gras de 6 à 24 atomes de carbone. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la polyfluoroalkylbétarne sulfonée ajoutée répond à la formule générale: Cn Fp CH 2 (CH 2 CONH(CH 2)3 Me 2 (CH 2)35 O 3 dans laquelle N représente un nombre entier de 4 à 10, p est un nombre entier de 12 à 24 et Me est un atome de métal alcalin. 11 Procédé selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que l'on ajoute, comme constituants individuels: % en poids d'éther d'octylphénol et de polyglycol, % en poids de N,N-bis-( 2hydroxyéthyl)-amide d'acide gras de coco, 12,3 % en poids de polyfluoroalkylbéta Tne sulfonée de for- mule: C 8 F 17 CH 2 (CH 2 CONH(CH 2)3 Na 2 (CH 2)3)SO 3 67,55 % en poids d'eau désionisée, et 0,15 % en poids de formol. 12 Procédé selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que l'on irradie la solution obtenue avec de la lumière polarisée.