ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ
НОВЫЕ ПАТЕНТЫ, ЗАЯВКИ НА ПАТЕНТ
БИБЛИОТЕКА ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ

состав для укрепления грунтов

Классы МПК:C09J175/08 из простых полиэфиров
C09K17/14 содержащие только органические соединения
C09K17/30 полиизоцианаты; полиуретаны
C08G18/10 Способы форполимеризации, включающие реакцию изоцианатов или изотиоцианатов с соединениями, имеющими активный атом водорода в первой стадии реакции
C08G18/48 простые полиэфиры
C08G18/72 полиизоцианаты или полиизотиоцианаты
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Иванов Михаил Георгиевич (RU),
Ломакин Сергей Валентинович (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2012-05-12
публикация патента:

Изобретение относится к двухкомпонентному составу для укрепления грунтов нагнетанием. Состав включает изоцианатный и гидроксильный компоненты в равных объемах. В качестве изоцианатного компонента состав содержит полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп. В качестве гидроксильного компонента состав содержит однородную смесь алкоксилированного алкандиола или триола с молекулярной массой 370-600 или их смеси, алкандиола или алкоксилированного алкандиола молекулярной массы 60-200 и катализатора уретанообразования. Катализатор уретанообразования выбирают из группы, включающей диазабициклооктан, дибутилдилауринат олова, диметилэтаноламин, метилдиэтаноламин. Состав обладает низкой вязкостью и отсутствием склонности к расслаиванию при сохранении низкой температуры реакции и ограниченного вспенивания. 2 табл., 20 пр.

Изобретение относится к составам, используемым в качестве связующих для укрепления грунтов, и может быть использовано в строительстве и горном деле.

Известны различные связующие, используемые для укрепления грунтов, на базе карбамидоформальдегидных смол (SU 790718, C08G 12/12, 1994; RU 2270840, C08G 12/12, 2006), акриловых олигомеров и полимеров (JP 62-22882, C08F 290/00, 1987; RU 2348792, E21B 33/38, C09K 8/508, 2009), полиуретановых композиций (JP 2001-152155, C08G 18/10, 2001).

Наиболее близким к предложенному является известный двухкомпонентный состав для укрепления грунтов нагнетанием, включающий изоцианатный и гидроксильный компоненты, который в качестве изоцианатного компонента содержит форполимер метилендифенилдиизоцианата, содержащий 18-24% NCO-групп, преимущественно полученный взаимодействием метилендифенилдиизоцианата с линейными двухатомными спиртами (гликолями), а в качестве гидроксильного компонента - многоатомные спирты, преимущественно содержащие не менее 3 гидроксильных групп в молекуле, причем один из компонентов содержит пеногаситель, состоящий из неионных ПАВ и неомыляемых веществ (RU 2346958, C08G 18/10, C08G 18/28, C08G 18/48, C09J 175/06, 2009). В качестве достоинств состава указаны: низкая температура реакции (менее 130°C), короткое время полимеризации, ограниченное вспенивание (не более, чем 5-кратное увеличение объема).

Недостатками известного состава являются высокая вязкость используемого изоцианатного компонента, даже в присутствии разжижителей (около 800 мПа·с), а также склонность гидроксильного компонента к расслаиванию, обусловленная тем, что он включает как высокомолекулярные (Мсостав для укрепления грунтов, патент № 2492204 3000), так и низкомолекулярные (М=280-450) полиэфирполиолы, обладающие ограниченной взаимной растворимостью. При использовании состава эти обстоятельства затрудняют его равномерное распределение в грунте, что снижает эффективность использования.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности укрепления грунтов с использованием для этой цели полимерных композиций.

Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является получение состава с низкой вязкостью и отсутствием склонности к расслаиванию при сохранении низкой температуры реакции и ограниченного вспенивания.

Для достижения указанного результата предложен двухкомпонентный состав для укрепления грунтов нагнетанием, включающий изоцианатный и гидроксильный компоненты в равных объемах, отличающийся тем, что в качестве изоцианатного компонента он содержит полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп, а в качестве гидроксильного компонента - однородную смесь алкоксилированного алкандиола или -триола с молекулярной массой 370-600 или их смеси, алкандиола или алкоксилированного алкандиола молекулярной массы 60-200 и катализатора уретанообразования, выбранного из группы, включающей диазабициклооктан, дибутилдилауринат олова, диметилэтаноламин, метилдиэтаноламин. при следующем соотношении ингредиентов в составе гидроксильного компонента (мас.ч.):

алкандиол или алкоксилированный алкандиол состав для укрепления грунтов, патент № 2492204
молекулярной массы 60-200 100
алкоксилированный алкандиол или -триолсостав для укрепления грунтов, патент № 2492204
молекулярной массы 370-600 или их смесь75-860
катализатор уретанообразования0,1-0,4

Неожиданно было обнаружено, что состав для укрепления грунтов, отвечающий всем необходимым требованиям к составам такого назначения и обладающий полезными свойствами, создающими его преимущества перед известными составами, может быть получен на базе легко доступного сырья.

Изоцианатный компонент предложенного состава - выпускаемый в больших промышленных масштабах полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп, известный также под общеупотребительным названием «полимерный МДИ», - обладает гораздо более низкой вязкостью (150-250 мПа·с), чем изоцианатный компонент известного состава.

Гидроксильный компонент состава состоит из трех ингредиентов. Первым из этих ингредиентов является диол молекулярной массы 60-200, которым может быть алкандиол, например, этилен- или пропиленгликоль, или низкомолекулярный алкандиол полученный алкоксилированием (этоксилированием или пропоксилированием) этих гликолей. Алкоксилированные гликоли (смеси диолов с различным числом алкоксильных звеньев) в практике часто именуют полиэтилен- или полипропиленгликолями с обозначением средней молекулярной массы.

Вторым ингредиентом является алкоксилированный алкандиол или -триол молекулярной массы 370-600 или их смесь. Алкоксилированный алкандиол в составе второго ингредиента имеет ту же природу, что и в составе первого, но большее число алкоксильных звеньев и, соответственно, большее значение молекулярной массы. Алкоксилированным алкантриолом может быть, например, этоксилированный или пропоксилировнный глицерин.

Катализатор уретанообразования, который всегда вводят в состав гидроксильных компонентов, применяемых для получения полиуретановых пен, выбран из числа применяемых для этой цели катализаторов - диазабициклооктан (ДАБКО), дибутил-дилауринат олова (ДБДЛО), диметилэтаноламин (ДМЭА), метилдиэтаноламин (МДЭА).

Сочетание указанных ингредиентов позволяет создать гидроксильный компонент, который совершенно не склонен к расслаиванию, легко распределяется в укрепляемом грунте и достаточно эффективно реагирует с выбранным изоцианатным компонентом, создавая быстро затвердевающий полиуретановый полимер достаточной прочности. При этом температура, развивающаяся при реакции компонентов, остается достаточно низкой - далекой, например, от температуры воспламенения угля (300-325°C), что обеспечивает безопасность применения состава при укреплении грунта в угольных разработках.

Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами. Примеры 1-10 иллюстрируют получение и свойства гидроксильного компонента, примеры 11-20 -получение и свойства полиуретанового полимера.

Примеры 1-10. В колбу при комнатной температуре помещают алкоксилированный алкандиол или -триол молекулярной массы 370-600 или их смесь и алкандиол или алкоксилированный алкандиол молекулярной массы не более 200. Ингредиенты перемешивают механической мешалкой до полной гомогенизации. Затем добавляют катализатор уретанообразования. Раствор перемешивают в течение 30 мин, определяют плотность, вязкость и гидроксильное число, а затем используют в качестве гидроксильного компонента состава для укрепления грунта. Данные о составе и свойствах полученного гидроксильного компонента приведены в таблице 1.

Примеры 11-20. Данные о процессе взаимодействия компонентов предложенного состава и свойствах получаемого полиуретанового полимера определяют в модельных экспериментах. В пластмассовый стакан помещают равные объемы полифениленполиметилен-полиизоцианата (содержание NCO-групп 30-31%) и гидроксильного компонента, полученного в одном из примеров 1-10. Компоненты перемешивают быстроходной механической мешалкой и отмечают время схватывания (по образованию твердой корки на поверхности массы). После полного затвердевания полученный блок распиливают и определяют твердость по Шору (шкала D) и кажущуюся плотность, на основании которой рассчитывают фактор вспенивания. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.

Таблица 1
Получение гидроксильного компонента
ПримерЗагрузка состав для укрепления грунтов, патент № 2492204 Плотность, г/см 3Гидроксильное число, мг KOH/гВязкость, мПа·с
Диол М=60-200 Полиэфирполиол М=400-600Катализатор
типмас.ч. типмас.ч. типмас.ч.
1ЭГ100 ПЭГ 400860ДАБКО 0,11,12 44095
2ДЭГ100 ПЭГ 400390ДАБКО 0,11,12 44095
3ТЭГ100 ПЭГ 400195ДБДЛО 0,11,12 44085
4ПЭГ 200100 ПЭГ 40078 ДАБКО0,21,12 440100
5ТЭГ 100ПЭГ 600125 ДМЭА0,2 1,1244095
6ТЭГ 100Лапрол 502 М 117ДАБКО 0,21,01440 90
7 тэг100Пропол 400182ДАБКО 0,20,97 44080
8ДЭГ100 ПЭГ 400390МДЭА 0,41,12 44095
9ДЭГ 100ПЭГ 400383 ДАБКО 0,21,10 440120
Лапрол 373161
10ДЭГ100 Лапрол 503Б646 ДАБКО0,2 1,05440200
Обозначения: состав для укрепления грунтов, патент № 2492204
ЭГ - этиленгликоль Лапрол 502 М - полипропиленгликоль М=500
ДЭГ - диэтиленгликоль Пропол 400 - полипропиленгликоль М=400
ТЭГ - триэтиленгликоль Лапрол 373 - полипропилентриол М=370
ПЭГ 200 - полиэтиленгликоль М=200ДАБКО - диазабициклооктан
ПЭГ 400 - полиэтиленгликоль М=400ДБДЛО - дибутилдилауринат олова
ПЭГ 600 - полиэтиленгликоль М=600ДМЭА - диметилэтаноламин
Лапрол 503 Б - полипропилентриол М=500МДЭА - метилдиэтаноламин

Таблица 2
Получение полиуретанового полимера
ПримерГидроксильный компонент по примеру NCO:OH, г-экв/г-экв Время схватывания, сТемпература реакции, °CКажущаяся плотность пены, г/см 3Фактор вспенивания Твердость по Шору, шкала D
11 11,05 451251,02 1,280
122 1,0535130 1,071,1 75
13 31,0530 1301,001.2 75
14 41,05 271301,03 1,170
155 1,155116 1,181,0 82
16 61,045 1231,101,1 80
17 71,05 451231,07 1,180
188 1,0540125 1,171,0 82
19 91,0540 1250,911,3 70
20 101,05 401200,95 1,275

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Двухкомпонентный состав для укрепления грунтов нагнетанием, включающий изоцианатный и гидроксильный компоненты в равных объемах, отличающийся тем, что в качестве изоцианатного компонента он содержит полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп, а в качестве гидроксильного компонента - однородную смесь алкоксилированного алкандиола или -триола с молекулярной массой 370-600 или их смеси, алкандиола или алкоксилированного алкандиола молекулярной массы 60-200 и катализатора уретанообразования, выбранного из группы, включающей диазабициклооктан, дибутилдилауринат олова, диметилэтаноламин, метилдиэтаноламин, при следующем соотношении ингредиентов в составе гидроксильного компонента, мас.ч.:

алкандиол или алкоксилированный алкандиол

молекулярной массы 60-200 100
алкоксилированный алкандиол или -триолсостав для укрепления грунтов, патент № 2492204
молекулярной массы 370-600 или их смесь75-860
катализатор уретанообразования0,1-0,4.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2492204

patent-2492204.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C09J175/08 из простых полиэфиров

Класс C09K17/14 содержащие только органические соединения

Класс C09K17/30 полиизоцианаты; полиуретаны

Класс C08G18/10 Способы форполимеризации, включающие реакцию изоцианатов или изотиоцианатов с соединениями, имеющими активный атом водорода в первой стадии реакции

Патенты РФ в классе C08G18/10:
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2518125 (10.06.2014)
макромер с изоцианатной концевой группой и композиция на его основе для использования в качестве клея или уплотнителя для внутреннего применения -  патент 2516850 (20.05.2014)
вододиспергируемый полиуретан, его применение и косметическое средство -  патент 2515992 (20.05.2014)
полиуретановые композиции на основе форполимера для изготовления голографических сред -  патент 2515549 (10.05.2014)
обработанный полимочевиноуретаном шнур для приводного ремня и ремень -  патент 2515321 (10.05.2014)
покрывная композиция, включающая полиизоцианат и полиол -  патент 2510973 (10.04.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2510666 (10.04.2014)
не содержащий растворитель двухкомпонентный полиуретановый клей с низким содержанием свободного мономера мди -  патент 2510411 (27.03.2014)
способ получения гибкого пенополиуретана -  патент 2507215 (20.02.2014)

Класс C08G18/48 простые полиэфиры

Патенты РФ в классе C08G18/48:
пенополиуретаны, включающие полиолы на основе липидов -  патент 2529469 (27.09.2014)
способ получения жестких пенополиуретанов -  патент 2525240 (10.08.2014)
отверждаемая излучением полимерная композиция для покрытия проводов -  патент 2524945 (10.08.2014)
полиуретановая пена с низким содержанием мономеров -  патент 2524938 (10.08.2014)
отверждаемая излучением полимерная композиция для покрытия проводов -  патент 2524599 (27.07.2014)
полиуретановый состав и его применение для получения голографических сред -  патент 2518125 (10.06.2014)
композиция для получения жесткого напыляемого пенополиуретана -  патент 2517756 (27.05.2014)
способ получения полиэфир-сложноэфирных полиолов и их применение для изготовления жестких или вспененных полиуретановых материалов -  патент 2517702 (27.05.2014)
вододиспергируемый полиуретан, его применение и косметическое средство -  патент 2515992 (20.05.2014)
фотополимерная композиция и ее применение для изготовления голографических сред -  патент 2515991 (20.05.2014)

Класс C08G18/72 полиизоцианаты или полиизотиоцианаты

Патенты РФ в классе C08G18/72:
способ получения жестких пенополиизоциануратов с использованием полиолов натуральных масел -  патент 2502753 (27.12.2013)
полиуретановые покрытия, характеризующиеся улучшенной межслоевой адгезией -  патент 2489451 (10.08.2013)
полиуретановый эластомер и способ его получения -  патент 2467024 (20.11.2012)
адгезив на основе полиизоцианурата -  патент 2451709 (27.05.2012)
микрокапсулы с ацетиленкарбамид-полимочевинными полимерами и их композиции для регулированного высвобождения -  патент 2443723 (27.02.2012)
способ производства полиизоциануратного композиционного материала -  патент 2434027 (20.11.2011)
амфифильные полимерные композиции и их применение -  патент 2378293 (10.01.2010)
нелетучие катализаторы, содержащие иминовые связи и третичные амины и получаемый на основе указанных катализаторов полиуретановый материал -  патент 2376322 (20.12.2009)
способ производства полиизоцианатов -  патент 2361857 (20.07.2009)
способ производства полиуретанди(мет)акрилатов -  патент 2355714 (20.05.2009)


Наверх