179681. lajstromszámú szabadalom • Vízzáró tömítőanyag előállítására alkalmas aluril-monomereket és szilárd töltőanyagokat tartalmazó rendszer
5 179681 6 értékű fémek hatására, amelyek a vízben, illetve a talajban jelen lehetnek — túl sűrű térháló képződne. A találmány szerinti szilárd anyag-keverékek b) komponensként redox típusú katalizátor-rendszereket tartalmaznak, ahol a katalizátor-rendszer valamennyi komponense vízben legalább korlátozottan oldódik, és valamennyi komponens olvadáspontja 50 °C-nál, célszerűen 80 °C-nál nagyobb érték. A katalizátor-rendszerek oxidáló komponensként célszerűen ammóniumperszulfátot vagy kálium-perszulfátot, redukáló komponensként pedig előnyösenhexametilén-tetrammint.trietilén-diamint, szulfidokat és/vagy tioszulfátokat tartalmazhatnak. Ezek a katalizátor-rendszerek ismert, és a talajszilárdításban gélképzéshez szokásosan felhasznált anyagok. A találmány szerinti szilárd anyag-keverékek c) komponense szilárd töltőanyag vagy szilárd töltőanyagok keveréke. A szilárd töltőanyagnak legalább egy nagy vízmegkötő képességű komponenst kell tartalmaznia a szilárd anyag-keverék összsúlyára vonatkoztatva legalább 5 súly% mennyiségben. A nagy vízmegkötő képességű komponens természetesen több szilárd anyag keveréke is lehet. Ezek az anyagok biztosítják, hogy a szilárd anyag-keverék még hosszú tárolási idő alatt sem változtatja tulajdonságait, azaz a kompozícióba esetlegesen bekerülő víz hatására nem indul be az akril-monomerek polimerizációja. Nagy vízmegkötő képességű komponensként igen előnyösen alkalmazhatunk száraz szilikagél őrleményt, célszerűen a keverék összsúlyára vonatkoztatott 5—10 súly% mennyiségben. A nagy vízmegkötő képességű szilárd szervetlen töltőanyagok sorában különleges helyet foglal el a cementpor. Mint ismeretes, a cementpor jelentős vízmegkötő képességgel rendelkezik, ezáltal biztosítja a rendszer eltarthatóságát. Ennél fontosabb azonban az, hogy a cementpor tartalmú hagyományos építőanyagokhoz a cementpor-tartalmú rendszerek a gélesedés után sokkal erősebben tapadnak, mint a cementpor-mentes gélek. A cementpor alkalmazásának természetesen hátrányos következménye is van. A cement hidratációja során a rendszer erősen lúgos (13 és 14 pH közötti) kémhatásúvá válik, és-ilyen közegben felgyorsul a redox katalizátorrendszer oxidáló komponensének (pl. a perszulfátoknak) a bomlása. Ennek következtében a gélesedési folyamat cementpor-tartalmú rendszerekben lényegesen gyorsabban zajlik le, mint a cementpor távollétében. Ezt a legegyszerűbben úgy kompenzálhatjuk, hogy a cementpor-tartalmú rendszerekből részben vagy teljes egészében elhagyjuk az amin-típusú redukáló komponenst. A cementpor mindig tartalmaz jelentős mennyiségű, vízben oldódó, változó vegyértékű fémiont (pl. Fe3+, Mní+ stb.), amelyek a redox katalizátor-rendszer redukáló komponensének szerepét betöltik. Nagy vízmegkötő képességű anyagokként szerves anyagokat is felhasználhatunk. így igen előnyösen alkalmazhatunk kis vagy közepes térhálósűrűségű, természetes vagy szintetikus polimer hidrogélek kiszárításával és őrlésével készített gélporokat (a továbbiakban: xerogél porokat). Az akrilbázisú gélporok különösen előnyösek, mert kémiailag jól összeépülnek a gélképző rendszer komponenseiből „in situ” polimerizáció során képződő hidrogéllel. Xerogél porokként előnyösen alkalmazhatunk továbbá dextrin (Sephadex), dextrán, karboxi-etil-cellulóz, poliakrilamid (Acrylex) stb. alapú polimereket. A száraz gélpor a víz hozzáadását követően a reaktív vizes oldatból száraz súlyának 50—200%-át kitevő mennyiségű vizet vehet fel. A reaktív vizes oldat áz ’így kialakuló gélmátrixba bepolimerizál, ezáltal a gélpor kémiailag is összeépül a vizes oldatból képződő gélkötőanyaggal. Amennyiben nagy vízmegkötő képességű töltőanyagokként a fentiekben meghatározott xerogél porokat használjuk fel, a xerogél porokba előzetesen beágyazhatjuk a redox katalizátor-rendszer egyik vagy mindkét komponensét. Ezáltal növelhetjük a száraz porkeverékből víz hozzáadására kialakuló gélképző rendszer feldolgozhatósági idejét; a xerogél por gélmátrixába bezárt redukáló és/vagy oxidáló komponens ugyanis a vízzel való érintkezés során csak lassan, fokozatosan szabadul fel. A gélmátrixba például úgy vihetjük be a redukáló és/vagy oxidáló komponenst, hogy a beviendő komponens megfelelően tömény vizes oldatába szórjuk a száraz xerogél port, megvárjuk, amíg a duzzadási egyensúly beáll, majd a duzzadt gélszemcséket elkülönítjük és óvatosan ismét kiszárítjuk. Előnyös, ha a porkeverék szilárd töltőanyagként legalább egy nagy fajlagos felületű, nagy levegő-visszatartó képességű komponenst is tartalmaz. Ezekkel az adalékokkal szintén a polimerizáció indukciós periódusa szabályozható azáltal, hogy a levegő oxigénje a redox rendszer hatásának beálltát közömbösíti mindaddig, amíg a vízzel kezelt elegyből az oldott oxigén el nem fogy. Ezekből a nagy fajlagos felületű anyagokból az oxigén fokozatosan szabadul fel, s a polimerizáció inhibeálása is ezáltal kellően hosszú ideig tart. À nagy fajlagos felületű anyagok közül különösen hatásosak az Aerosil kereskedelmi néven forgalomba hozott, nagy fajtérfogatú szilikagél porok. Mennyiségük növelésének az szab határt, hogy erősen fokozzák a vizes rendszer viszkozitását. A találmány szerinti száraz készítmények az összsúly 1—15%-át, célszerűen 4—8%-át kitevő mennyiségben tartalmazhatnak Aerosilt. Egyes speciális szilikagélek a nagy vízmegkötő képesség mellett megfelelően nagy fajlagos felülettel, tehát jó levegő-visszatartó képességgel is rendelkeznek, így a találmány szerinti készítményekben különösen előnyösen alkalmazhatók. A találmány szerinti készítmények a felsoroltak mellett c) komponensként szokásos, a talajszilárdításban is már felhasznált töltőanyagokat is tartalmazhatnak. Ezeket a továbbiakban „inaktív töltőanyagok’’-nak nevezzük, annak érdekében, hogy megkülönböztessük a rendszer tárolhatóságát, valamint a polimerizációsebességet befolyásoló „aktív” töltőanyagoktól. Inaktív töltőanyagként például őrölt andezitet, kvarchomokot, rövidszálú azbesztpelyhet, üvegszál-vagdalékot és ezek keverékeit alkalmazhatjuk. A nagy fajlagos felületű „aktív” töltőanyagok további példáiként a szintetikus zeolitokat és a duzzasztott perlitet említjük meg. Egy előnyös módszer szerint az inaktív töltőanyagokat előkezelt állapotban használjuk fel annak érdekében, hogy a víz bekeverése után kapott gélképző oldat jól nedvesítse azokat. Az előkezelés során a töltőanyagot vagy töltőanyag-keveréket poliakrilamid, poliakrilsav vagy akrilamid/akrilsav kopolimer vizes oldatával megfelelő keverőberendezésben (például Z-karú keverőben) előimpregnáljuk, keverés közben a vízoldható polimert aldehidekkel (például formaldehiddel) vagy változó vegyértékű fémsók (például krómszulfát) oldatával tér-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
