202625. lajstromszámú szabadalom • Eljárás geológiai képződmények megerősítésére
1 HU 202 625 B 2 A találmány geológiai képződmények megerősítésére alkalmas új eljárásra vonatkozik. Az eljárás különösen föld alatti bányaművelésnél vagy más föld alatti munkáknál, különösen a szénbányászatban végezendő olyan műveletekre terjed ki, amelyek során poliuretánt képezünk szerves poliizocianátok és olyan polihidroxi-vegyületek elegyeiből, amelyek speciális dihidroxi-alkoholokat tartalmaznak viszkozitáscsökkentő adalékként annak érdekében, hogy javítsák a keverési műveletet, meggyorsítsák a kikeményedést és szabályozzák a habképző folyamatot. Geológiai képződményeknek a megerősítése a felszín alatt, különösen szénbányákban, poliuretánok segítségével, amelyek habot képeznek és kikeményednek a képződményben, már ismertek például a következő irodalmakból: Glückauf (1968) 666-670. oldal, Glückauf (1977) 707-711. oldal és aBcrgbau (1977) 124-129. oldal újságokból, az 1 129 894.1. számú, az 1 758 185. 1. számú, az 1 784 458 1. számú, a 2 436 0291. számú, a 2 623 646 1. számú és a 3 139 395 1. számú DE szabadalmi leírásokból. Olyan elegyek, amelyek poliurelánokat alkotnak, szintén ismertek víz és/vagy gáz elleni szerkezetek lezárására. Az ismert eljárásokat általában a következő módon vitelezik ki. A két reakciókomponenst, a poliizocianátot és a polihidroxi-alkoholt (polihidroxi-komponenst) külön-külön vezetik a fúrólyukkal szembe, ahol azokat folyamatosan egyesítik egy statikus keverőben és a fúrólyukon át benyomják a képződménybe, ahol azok habot képeznek és kikeményednek. Az eljárásnak ebben a szakaszában a polihidroxikomponens előnyösen poliéter-poliolok és ricinusolaj elegyein alapul. Hidroxicsoportokat tartalmazó zsírszármazékok, különösen azok, amelyek a ricinusolajban vannak jelen, javítják a kötési tulajdonságot és a tapadási szilárdságot, valamint a poliuretánelegyek rugalmasságát. Ugyanakkor ezek a poliolok habcsökkentő szerekként is működnek, így visszaszorítják a poliuretángyanta túlzott habzását, amely hátrányos a mechanikai tulajdonságokra. A ricinusolaj általában 1-50 tömeg%, előnyösen 5-20 tömcg% mennyiségben kerül felhasználásra a poliolelegyre számítva. Ez jelentős költségtényezőt képvisel, mivel ennek a természetes terméknek az ára átlagosan jóval nagyobb, mint más polioloké. Ezen túlmenően, mivel a ricinusolaj természetes termék, a minősége nagy mértékben ingadozik. A ricinusolajat tartalmazó ilyen poliol-elegyeknck egy másik nagyon súlyos technikai hátránya az, hogy ezek az elegyek csak kismértékben összeférhetők a poliizocianátokkal. Jóllehet homogén emulziók készíthetők a két komponens hosszú ideig tartó erőteljes keverése útján, de az ilyen emulziók legalább részben szétválnak az egyes alkotókra rövid időn belül és így ezek a komponensek nem teljes mértékben reagálnak mindig egymással a képződmény réseiben. Az ismert erősítő eljárás ennélfogva megbízhatatlanná válik. Egy másik hátrány ezeknél a hosszú kikeményedési idő, amely 2-2,5 óra hosszat tart, amelynek során a ricinusolajat tartalmazó poliolból és a fent említett poliizocianátokból álló elegyek csak hosszú idő alatt adnak poliuretángyantát. Mivel a megerősítés minősége függ a kikeményedett poliurctánhab szilárdságától, magától értetődik, hogy a hosszú kikeményedési idő nagymértékben késlelteti a munka folytatását. A gyakorlat azt mutatta, hogy a ricinusolajat tartalmazó poliolelegyek nagy viszkozitása hátrányosan hat a megszilárdítás, illetve megerősítés mértékére is. Ennélfogva szükségessé vált egy jobb megoldás kidolgozása, amely amellett, hogy megtartja a fent említett előnyöket, megszüntetné azokat a hátrányokat, amelyeket az előzőekben említettünk. Munkánk során felismertük, hogy bizonyos dihidroxi-alkoholok használata esetén nem csak a fent leírt hátrányokat szüntethetjük meg, illetve küszöbölhetjük ki, de a poliuretán tulajdonságait is javíthatjuk. A találmány tárgya tehát eljárás geológiai képződmények megerősítésére föld alatti bányaművelésnél vagy más föld alatti munkáknál, amelynek során a megerősítendő képződménybe olyan poliuretánképző reakcióelegyet vezetünk be, amely a) poliizocianát-komponensből és b) poliol-komponensből áll és az elegyre az jellemző, hogy a b) poliol-komponens 1) 100-600 hidroxi-számú szerves polihidroxi-vegyületek és 2) 62-150 molekulatömegű dihidroxi-alkoholok elegye, mimellett a 2) komponens 0,01-20 tömeg% mennyiségben van jelen a b) komponens teljes mennyiségére számítva. Az a) poliizocianát-komponens előnyösen polifenilén-polimetilén-poliizicianáton alapszik, amelyet úgy kapunk, hogy anilint formaldehiddel kondenzálunk, ezt követően foszgénezünk („polimer MDI”) vagy ezeknek a poliizocianátoknak olyan származékán alapul, amely karbodiimid, biuret, metán és/vagy allofanát csoportokat tartalmaz és szobahőmérsékleten folyékony. A poliizicianát-elegyek („polimer MDI”), amelyeket az anilin/formaldehid-kondenzátumok foszgénezésével állítunk elő és amelyek szobahőmérsékleten folyékonyak, valamint ezek olyan folyékony reakciótermékei, amelyek izocianát-csoportokat tartalmaznak és az említett elegyek cgyenértéknyi mennyiségénél kisebb mennyiségű (NCO/OH mólarány = körülbelül 1:0,005 -10,3), 62-3000-es hiolekulasúlyú polihidroxi-alkoholokkal, különösen 106-3000-es molekulasúlyú és étercsoportokat tartalmazó poliolokkal való reakciójából keletkeztek, különösen előnyösek. Ugyancsak alkalmasak a) poliizocianát-komponensként való használatra a 2,4’- és a 4,4’-diizocianáto-difenil-metán elegyei, amelyek szobahőmérsékleten folyékonyak. Elvileg más szerves poliizocianátok is alkalmazhatók a találmány szerinti eljárásnál, így például a 2 832 253 1. számú DE nyilvánosságrahozatali irat 10. és 11. oldalán vagy a 4 263 408.1. sz. számú US szabadalmi leírás 3. és 4. oszlopában megadott szerves poliizocianátok. A difenil-metán-sorozat olyan poliizocianát-elcgyci, amelyeknek a viszkozitása 25 'C-on körülbelül 50-500 mPa és az izocianáttartalma körülbelül 30-32 tömeg%, különösen előnyösek. A b) poliol-komponens olyan 1) szerves polihidroxivegyületek, amelyekben az OH-csoportok száma körülbelül 100-600, előnyösen körülbelül 250-400, és 2) dihidroxi-alkoholok elegyein alapszik. Az 1) polihidroxi vegyületek előnyösen bármilyen a poliuretánkémiából ismert poliétcr-poliol vagy ilyen poliéter-poliolok elegyei lehetnek. Abban az esetben, ha külöböző polihidroxi-vegyületek elegyeit használjuk, akkor a fent említett hidroxiszámok érvényesek ezekre a vegy illetékre. Ez azt jelenti, hogy az elegy egyes alkotói olyan 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
