193771. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szén-, szikla-, talajképződmények és téglaszerkezetek megszilárdítására és tömítésére a bányászatban, alagútépítésben és építőiparban
193771 Mint már említettük, célszerű koncentrált vízűveg-oldatokat használni azért, hogy megelőzzük túl nagy víztartalmú termékek képződését; a nagy víztartalom ugyanis hátrányosan befolyásolja azok szilárdsági jellemzőit. Ezen túlmenően, abban az esetben, ha a reakcióelegy túlságoan hígított, akkor a felszabaduló hőmennyiség esetleg nem elegendő a térhálósodási reakció iniciálásához. A vizüveg-komponens mennyiségének alsó határát az szabja meg, hogy annak elegendőnek kell lennie a szervetlen szerkezet képzéséhez. Ezért 1 tömegrész poliizocianátra legalább 0,2 tömegrész, előnyösen legalább 0,5 tömegrész vízüvegre van szükség. A vízüveg-komponens megengedhető felső határát az szabja meg, ha a képződött széndioxid mennyisége már nem elegendő ahhoz, hogy a vízüveg MezO-részét megkösse. Ilyenkor ugyanúgy, mint túl nagy víztartalomnál, a teljes térhálósodás már nem lehetséges. 48/50-es, körülbelül 2,85 Si02/Me20 mólarányú nátrium-vízüveg esetében a vízüveg-tartalom felső határa például 1,6—1,7 tömegrész poliizocianátra. Ha más összetételű vizüvegeket használunk, akkor a határértékek különbözhetnek a megadottaktól. A találmány szerinti eljárás az ezen a műszaki területen általában használatos poliizocianátokkal, például a 0 000 579 számú európai szabadalmi leírásban, és a 24 60 834 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi iratban leírt poliizocianátokkal hajtható végre. Ezen túlmenően NCO-előadduktumok, így a poliuretánok előállítására ismert,és a 2460834 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi leírásban leírt előadduktumok is alkalmasak. A találmány szerinti eljárás céljaira előnyösek az olyan poliizocianátok, melyek háromdimenziós szerves szerkezetek képzésére könnyen lépnek térhálósodási reakcióba. Ezek a poliizocianátok olyan vegyületek, melyekben — amennyiben lehetséges — a reakcióban résztvevő NCO-csoportok nem mindegyike gátolt szterikusan. Ilyen szterikusan nem gátolt poliizocianát például a 4,4’-difenilmetán-diizocianát (anilin-formaldehid kondenzátumok foszgénezett terméke, vagyis nyers MDI formájában is.) A találmány szerinti eljárásban használt poliizocianátok előnyösen általában 10—55% NCO-csoportot tartalmaznak a poliizocianát tömegére számítva. Előnyösek a 24—36 tömegé NCO-csoport tartalmú, és különösen előnyösek a 28—32 tőmeg% NCO-csoport tartalmú poliizocianátok. Kisebb NCO-csoport tartalmú poliizocianátok megnehezítik a háromdimenziós szerves struktúra képződését. Másfelől nagyobb NCO-csoport tartalomnál könnyen előfordulhat, hogy túl sok gázalakú széndioxid képződik, aminek az lehet az eredménye, hogy a termék szervetlen része túlzottan térhálósodik. A találmány szerinti eljáráshoz szükséges harmadik komponens egy, a poliizocianát 7 komponens térhálósodását katalizálni képes katalizátor. Erre alkalmas katalizátorok a poliuretán kémiában ismert térhálósító — trimerizáló — katalizátorok, melyek előnyösen tercier aminok vagy aminoalkoholok. Speciális térhálósító katalizátorok például a 2,4,6- -trisz (dimetil-aminometil)-fenol és egyéb, olyan Mannich-féie bázisok, melyek az (I) általános képletű szerkezeti elemmel rendelkeznek, melyben R jelentése valamely-CH2-N v ; általános képletű csoport, n ér-NR2 téke 1,2 vagy 3, és R orto- vagy para-helyzetű, R és R2 jelentése pedig azonos vagy különböző, és metil- vagy hidroxilcsoport. A fent említett katalizátorok keverékei természetesen szintén használhatók. A találmány szerinti eljárásban a reakcióelegy katalizátor-NCO-csoport mólaránya kritikus, mert kitűnő megszilárdítási eredmények csak aránylag szűk mólarány-tartománynyal érhetők el. Ezt az arányt a kompozíció, és a használt vízüveg-mennyiség figyelembevételével a következő kritériumok határozzák meg: a) A katalizátor mennyisége elegendő kell legyen ahhoz, hogy katalizálja a szerves struktara képződéséhez szükséges térhálósodási reakciót. b) A katalizátor mennyisége nem lehet olyan nagy, hogy szabályozhatatlanul erős exoterm leakciót indítson, mert túl nagy mennyiségű széndioxid képződik, így a víz elpárolog, ez pedig a reakcióelegy felhabosodását idézi elő, és a keletkező termék nem megfelelő szilárdságú lesz. Ha az összetétel és a vízüveg-oldat mennyisége a találmányi eljárás szerinti, akkor az arány a reakcióelegyben 6—14,5, előnyösen 8,5—13,8, és előnyösen 10,2—13,3 mmól katalizátor 1 mól NCO-csoportra számítva. Ha a katalizátor mennyisége kisebb a jelzett tartomány alsó határánál, akkor a háromdimenziós polimerszerkezet nem képződik már elegendő mennyiségben. Másrészről, túl nagy katalizátor mennyiség azt eredményezi, hogy az erős exoterm reakció miatt a szervetlen komponens nem térhálósodik elegendő mértékben, és a termék némileg felhabosodik. A térhálósítási reakció további szabályozására kokatalizátor használható. Ilyen kokatalizátor lehet például valamely háromértékű vasvegyület, mint FeCl3. Ilyen háromértékű vasvegyületeket gyakran tartalmaznak a különféle technikai poliizocianátok a gyártási eljárás érdekében. Egyéb, önmagában ismert kokatalízátorok — például trialkil-foszfánok, mint a trimetil-foszfolin, karbonsav-alkálifémsók, mint nátrium-acetát vagy nátrium-maleát vagy átmeneti fém vegyületek, mint Sb203, ZnOCl2, SbCl5 vagy CuCl szintén rendelkezésre állnak. Különösen előnyös fizikai tulajdonságokkal rendelkező, megszilárdított képződménye8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
