193771. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szén-, szikla-, talajképződmények és téglaszerkezetek megszilárdítására és tömítésére a bányászatban, alagútépítésben és építőiparban
ségi köztársaságbeli közzétételi irat 6. oldalának 9—14. sora említi, a reagensek sztöchiometrikus arányát amennyire lehet, ellenőrizni kell. Nem mutat rá azonban a nevezett irat arra, hogy ez milyen módon tehető. Ezen túlmenően, a sztöchiometrikus aránynyal kapcsolatosan csak az R-NCO/OH arányt veszik figyelembe. Semmi figyelmet nem szentelnek a Me20/Si02/C02 reakcióarány jelentőségének. A következő, megemlített szempont ebben az iratban az, hogy ha nagyobb a poliizocianát mennyiség, akkor a reakció gyorsan megy végbe, és a reakcióelegy felhabosodik. E tényeknek ismeretében a nevezett közlemény szerinti eljárással nyerhető termékek használati értéke meglehetősen korlátozott. A homokból és vízüvegből készített szerszámok gyártásából ismeretes, hogy abban az esetben, ha a vízüveg keményítéséhez fölös mennyiségű gázalakú széndioxidot használnak, akkor a szerszám elegy stabilitása előnytelenül változik meg. Ez olyan hatás, ami vízüveg-tartalmú reakcióelegyben nagy fölöslegekben alkalmazott poliizocianát hatására áll elő. A 24 60 834 számú német szövetségi köztársaságbeli irat szerint a vízüveg és poliizocianát reakcióelegyhez egy, a poliizocianát trimerizálására — önmagában ismert módon — alkalmas katalizátort adnak. A nevezett iratban leírt eljárás azonban csupán szerves-ásványi habok előállítását célozza. A 24 60 834 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi irat nem ad világos kitanítást a használandó katalizátor-mennyiségre vonatkozóan; a 2,4,6-trisz-(dimetil-aminometil)-fenolt, mint katalizátort és polifenol-polimetilén-poli-izocianátot alkalmazó példákban nevezett katalizátort — kb. 28% NCO-csoport tartalmú — kb. 18—36 mmól/NCO-csoport mennyiségben használják. Más katalizátorok vagy poliizocianátok esetében ez az arány még lényegesen nagyobb. A találmány elsőrendű célkitűzése eljárás szolgáltatása szén- és/vagy természetes vagy mesterséges szikla-, talajképződményeknek és téglaszerkezeteknek például a bányászatban vagy alagútépítésben történő megszilárdítására vagy tömítésére poliizocianátoknak és vizes alkáliszilikát oldatoknak a megszilárdítandó szén-, szikla- vagy talajágyban a fennálló körülmények mellett végzett reakciója útján. A találmány .további célkitűzése olyan eljárás szolgáltatása, mellyel nevezett megszilárdított képződmények és szerkezetek kitűnő szilárdsága, különösen húzó-hajlító szilárdsága biztosítható. A találmány még további célkitűzése olyan, fentebb említett típusú eljárás szolgáltatása, mellyel nevezett képződmények és szerkezetek szilárdsága igen rövid időn belül biztosítható. Végül a találmány ezen is túlterjedő célkitűzése olyan szilárdításí és tömítési eljárás 3 szolgáltatása, melynek alkalmazása esetén rövid időn belül biztosítható a bányászati és alagútépítési munka folytatása anélkül, hogy a munkásokra ez veszélyes lenne. Meglepő módon azt találtuk, hogy a találmány célkitűzése megoldható, ha a jelenlevő NCO-csoportok mennyiségére számított, meghatározott mennyiségű, speciális katalizátort használunk. Ily módon olyan szerves-ásványi termék nyerhető, amelyben egy szerves szerkezet és egy szervetlen szerkezet háromdimenziósán úgy szövődik egymáshoz, hogy a reakció alatt nem megy végbe térfogatnövekedés, ezért a végtermék nagy szilárdságú, egymásba összefonódott vagy egymással átszőtt hálószerkezet, amely kitűnően szilárdítja a szén-, szikla - és talajképződményeket. Ha a poliizocianát és vízüveg-oldat reakcióelegyhez meghatározott mennyiségű poliizocianát trimerizáló katalizátort adunk, akkor egyrészt az elegy szervetlen részének optimális térhálósításához szükséges mennyiségű gázalakú széndioxid képződik, másrészt a poliizocianát elegendő mértékben térhálósodik ahhoz, hogy egy szerves szerkezet épüljön fel. Ily módon egy egymásba szövődő, háromdimenziós, kitűnő mechanikai szilárdsággal rendelkező szervetlen-szerves szerkezet képződik. Ennek megfelelően a találmány tárgya eljárás szén- és/vagy szikla-, talajképződmények és téglaszerkezetek megszilárdítására és tömítésére a bányászatban, alagút-építésben és építőiparban poliizocianátoknak és vizes alkáliszilikát oldatoknak a megszilárdítandó szén- és/vagy szikla-, talajképződményekben és téglaszerkezetekben végzett reagáltatása útján, mely abban áli, hogy a reakciót a poliizocianát azonnali térhálósodását előidéző katalizátor jelenlétében végezzük, és a katalizátort 1 mól izocianátcsoportra vonatkoztatva 6,0—14,5 mmól mennyiségben, a poliizocianátot és az aIkáliszilikát-oldatot 0,8—1,4 NC0/Si02 mólarányban használjuk a reakcióelegyben, így a reakció folyamán szervetlen vagy szerves polimerek egymásba szövődő térhálószerkezete képződik. Azt találtuk, hogy a poliizocianátok lényegében térhálósodásra késztethetők vizes, a!kalikus Si02-oldatokban. Ennél az eljárásnál az NCO/víz reakció nagy mértékben viszs/.aszorul azzal az eredménnyel, hogy olyan mennyiségű gázalakú C02 képződik, ami a fenti összetétellel szabályozható, és optimálisan használható fel a vízüveggel végrehajtott reakcióban. A reakció folyamán egyidejűleg két, egymásba szövődő térhálós szerkezet képződik. Az első reakciólépésben a poliizocianát egy része a vízzel polikarbamid képződés és gázalakú széndioxid felszabadulás közben reagál. A képződött széndioxid in situ azonnal reagál a vfzüveg-oldat Me2C03 X H20 képződése közben (Me jelentése alkálifém-, különcsen nátrium- vagy káliumatom). A vízüveg-o dat Me20-tartalmának megkötésével a Si02 1 4 3 19377 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
