[发明专利]具有减低的氟含量的水性灭火泡沫

说明书

优先权日和通过引用结合

本国际申请要求2010年10月1日提交的美国临时专利申请号61/389,027的优先权权益，标题为“具有减低的氟含量的水性灭火泡沫”，将其内容通过引用以其全文结合在此。

背景

灭火泡沫浓缩物包含以下各项的混合物：充当发泡剂的表面活性剂，连同溶剂和其它为泡沫提供所希望的机械特性和化学特性的其他添加剂。该浓缩物与水原位混合并使用机械设备发泡，并且将产生的泡沫投射到火焰上，通常是燃烧着的液体的表面上。该浓缩物通常地以约1%-6%的浓度使用。

水成膜泡沫（AFFF）浓缩物被设计为在烃类液体表面铺展水性膜，这增加了可以熄灭火焰的速度。该铺展性能通过利用AFFF中的全氟烷基表面活性剂成为可能，该表面活性剂将在溶液中产生非常低的表面张力值（15-20达因cm^-1）,从而允许该水性溶液在烃类液体表面上铺展。

然而，典型的AFFF泡沫对可与水混溶的燃料引起的火焰无效，可与水混溶的燃料如低分子量的醇、酮、和酯等等，因为该溶剂的可混溶性导致燃料对泡沫的溶解和破坏。为了解决这个问题，抗醇性AFFF（ARAFFF）浓缩物被采用，该浓缩物包含水溶性聚合物，该聚合物在同可与水混溶的燃料接触时析出，在燃料和泡沫之间生成保护层。用于ARAFFF的典型水溶性聚合物是多糖，如黄原胶。ARAFFF泡沫对烃和水溶性燃料都有效。

常规的AFFF浓缩物包含以下各项的混合物：全氟烷基和非氟化表面活性剂，其中的每一个可以是阴离子型的、阳离子型的、非离子型的或两性的；溶剂，如乙二醇和/或乙二醇醚；以及少量添加剂，如螯合剂、pH缓冲剂、腐蚀抑制剂等。以下描述了多种AFFF浓缩物，例如，U.S.专利号3,047,619；3,257,407；3,258,423；3,562,156；3,621,059；3,655,555；3,661,776；3,677,347；3,759,981；3,772,199；3,789,265；3,828,085；3,839,425；3,849,315；3,941,708；3,95,075；3,957,657；3,957,658；3,963,776；4,038,198；4,042,522；4,049,556；4,060,132；4,060,489；4,069,158；4,090,976；4,099,574；4,149,599；4,203,850；和4,209,407。例如，U.S.专利号4,060,489；U.S.专利号4,149,599以及U.S.专利号4,387,032描述了ARAFFF浓缩物。

概述

提供了水成膜灭火组合物浓缩物，其包含有效量的全氟烷基表面活性剂，有效量的泡沫稳定剂，以及有效量的至少一种非氟化表面活性剂。该全氟烷基表面活性剂是两性离子型的或阴离子型的、单体型C₆全氟烷基表面活性剂，该表面活性剂具有的分子量小于800道尔顿。该组合物具有少于0.8%的F，并且基本上不含任何包含多于6个碳原子的全氟烷基的表面活性剂。该组合物符合军用规范MIL-F-24385F。

该全氟烷基表面活性剂可以具有式I表示的结构：

I：R_f-X-Y-L-Z

其中R_f是C₆直链或支链的全氟烷基；

X是C₂-C₁₂直链或支链亚烷基，或C₂-C₁₂直链或支链亚链烯基，该亚链烯基包含1或2个烯部分；

Y是–S-CH₂CH(R¹)CON(R²)-，-O-CH₂CH₂-N(R³)(R⁴)-；-O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-；-O-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-；-S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-N(R³)(R⁴)-；或-S-CH₂CH(OR⁵)CH₂-S-；