182447. lajstromszámú szabadalom • Eljárás geológiai képződmények megszilárdítására
3 182447 4 Az 1 129 894 lajstromszámú Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírás geológiai képződményeknek víz és gáz ellen történő tömítésére és megszilárdítására poliuretán felhasználását ismerteti. Az eljárás szerint-NH-CO-O-csoportot tartalmazó térhálósítható reakciókomponenseket, nevezetesen egy di- vagy poliizocianátot és legalább egy, három reakcióképes hidroxil-csoport-ot tartalmazó poliolt egymással elkeverve egy folyékony vivőanyaggal együtt nyomás alatt a tömítendő vagy a megszilárdítandó képződménybe besajtolják. Di- vágj' poliizocianátként toluiléndiizocianátot vagy toluiléndiizocianátból és polihidroxil-vegyületekből, így ricinusolajból vagy hexántriolból képzett előpolimereket alkalmaznak. Ezeknek a vegyületeknek az a hátránya, hogy bányában, föld alatti felhasználásuk nehézkes vagy lehetetlen. A toluiléndiizocianátnak ugyanis viszonylag nagy gőznyomása van, és gőzei az emberi nyálkahártyát, főként a légzőszerveket károsítják. A toluiléndiizocianátból képzett előpolimerek viszkozitása magas, és általában kedvezőtlen a tárolásállóságuk. Ezeket csaknem kivétel nélkül folyékony vivőanyagokkal, így oldószerekkel vágj' lágyítószerekkel kell feldolgozni. A folyékony vivőanyagok a keverékek lobbanáspontját csökkentik, továbbá a képződő poliuretán szilárdságát is negatív módon befolyásolják. A toluiléndiizocianát említett hátrányait úgy lehet kiküszöbölni, hogy a poliuretán öntőgyantákban az utóbbi években egyre inkább olyan poliizocianátokat alkalmaznak, amelyek 4,4’-diizocianáto-difenilmetánon kívül főként még egy polifenilpolimetilén poliizocianátot tartalmaznak. Ezeket a poliizocianát-keverékeket a szakirodalomban Műivel jelölik, és például a 2 436 029 számú Német Szövetségi KÖztársaság-beli közzétételi irat szerint geológiai képződmények továbbá ömlesztett kőzet- és földmasszák megszilárdítására alkalmazzák. Az MDI hátránya az, hogy a szokásos polihidroxil-vegyületekkel, így poliéterpoliolénekkel és ricinusolajjal nem kombinálható (Bayer AG külön lenyomata, „Baygal/Baymidur, Polyurethan- Giessharze”, Ausgabe 1.11. 1974, Best.-Nr. KL 43006, 15. oldal. 1. hasáb, utolsó bekezdés, miszerint az MDI-nek a polihidroxil-vegyületekkel történő 3 perces összekeverése szükséges, túl rövid keverési idők szétkeveredés veszélyével járnak) (v. ö. Lottanti, G. és Schiegg, K. Kunststoffe- Plasties, Heft 2, 1976, 19. oldal, 2. hasáb, 3. bekezdés). A poliu rétán-gyártásban szokásos megoldás, az MDI és a polihidroxil-vegyületek összeférhetétlenségét a reakciókeverék reakcióképességének növelésével leküzdeni, amihez katalizátorokat, például tercier aminok vagy fémvegyületek alkalmazása szükséges, nem használható geológiai képződmények valamint ömlesztett kőzet- és földmasszák megszilárdításánál, mivel a poliizocianát és polihidroxil-vegyület elegyének az elkeverése után még elegendő folyási idővel kell rendelkezni ahhoz, hogy a megszilárdítandó képződmény repedéseibe és pórusaiba behatoljon, mielőtt a megszilárdulás vagy a folyamatot zavaró viszkozitásnövekedés bekövetkezne. Az említett katalizátoradalékok nélkül képzett poliizocianát-poliol-keverékek önmagában rövid, megszilárdít ási célokra éppen elegendő fazékidővel (feldolgozási idő) rendelkeznek (v. ö. Stahl: ,,A szénkamrák közötti pillérek megszilárdítása a felsőtelepi vágatok alatt poliuretán-habok felhasználásánál kezelőszemélyzet nélkül” c. cikk, Glückauf, 104, (1968), Heft 15, 667 oldal, bal hasáb, 4. bekezdés). A második kémiailag lehetséges megoldás, ahol az MDI poliolok összeférhetetlenségét előpolimerek készítésével csökkentik, szintén alkalmatlan talajszilárdítási célokra, mivel az előpolimerek viszkozitása túl magas. Meglepő módon azt találtuk, hogy geológiai képződmények megszilárdításánál az MDI-nek mint poliizocianát-komponensnek az összeférhetetlensége a poliolokkal szemben úgy küszöbölhető ki, hogy poliizocianát-komponensként 10— 80 súly% 2,4’-diizocianáto-difenilmetánt tartalmazó keveréket alkalmazunk. Ez a felismerés annyiban tekinthető meglepőnek, mivel az összeférhetetlenséget ezidáig egyrészt a reakcióképesség növelésével (vagyis katalizátor hozzáadásával) küszöbölték ki, másfelől ismeretes volt az is, hogy a 2,4’-diizocianáto-difenilmetán reakcióképessége a polihidroxil-vegyületekkel sokkal kisebb, mint a megfelelő p-, p’-izomereké (v. ö. 1 923 214 számú NSZK-beli közzétételi irat, 5. hasáb, 63. sor). A találmány tárgyát képező eljárás, geológiai képződmények és ömlesztett kőzet- és földmasszák megszilárdítására, szerves polihidroxil-vegyületekből és szerves poliizocianátokból álló, poliuretánképző-reakciókeveréknek a megszilárdítandó geológiai képződmények vagjT kőzet-, illetve foldmasszák üregeibe történő besajtolása útján, azzal jellemezhető, hogy legalább egy polihidroxilvegyületet és 10—80 súly% 2,4’-diizocianáto-difenilmetánt tartalmazó poliizocianát-keveréket szállítunk a megszilárdítandó geológiai képződménybe vagy* kőzet- és földmasszába. Az eljárás kivitelezésénél kéttartályos töltet használható fel, amely két egymástól elkülönített tartály, az egyik tartályban a poliizocianát-komponenst, a másikban a poliol-komponenst tartalmazza, és ahol a két komponens súlyaránya úgy van beállítva, hogy a töltet roncsolása után poliuretánná átalakuló keverék képződjön. A találmány? szempontjából döntő jelentőségű poliizocianát komponens az összes alkalmazott polihidroxil-vegyiilettel elkeverve rendkívül rövid elkeveredési idő után a megszilárdítandó képződmény? hasadékaiba, üregeibe és pórusaiba behatol, és oda besajtolható, a keverék reagálási (feldolgozhatósági) ideje elegendően hosszú ahhoz, hogy még a legkisebb elágazásokba és repedésekbe is behatoljon, így megszilárdulás után igen jó mechanikai szilárdságú és főként a nem folyamatos geológiai képződményt összetartó poliuretán a szétkeveredési jelenségtől teljesen mentes legyen. Az ily?en típusú poliizocianátokkal megszilárdított geológiai képződménynek, vagy ömlesztett kőzet- és földmasszák azzal az előnnyel rendelkeznek, hogy igen jó ragasztóképességet fejtenek ki a szénnel és ásványokkal szemben. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
