DE19728252A1 - Verfahren zur Herstellung von elastischen, thixotropen Organomineralsystemen, die damit erhaltenen Produkte und deren Verwendung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von elastischen, thixotropen Organomineralsystemen, die damit erhaltenen Produkte und deren VerwendungInfo
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Description
Auf dem Gebiet des Bergbaus spielen Anker und Befestigungs
systeme besonders für den untertägigen Einsatz, eine beson
dere Rolle. Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein
Verfahren zur Herstellung eines Organomineralsystems, mit
der Bohrlöcher verfüllt werden können und Anker eingeklebt
werden können. Die verwendeten erfindungsgemäßen Massen be
sitzen für diesen Zweck vorteilhafte Eigenschaften.
Bei Anker- und Verfestigungssystem spielt insbesondere für
den untertägigen Einsatz die Brennbarkeit eine Rolle. PU-Systeme,
Polyurethansysteme, sind ebenso wie die bekannten
Polyesterharzsysteme brennbar und entwickeln bei der Aushär
tung möglicherweise gesundheitsschädigende Gase und starke
Gerüche. Derzeit verwendete Epoxidharzsysteme genügen diesen
Ansprüche nicht. Die vorstehend genannten Kunststoffe finden
jedoch Anwendung, da es bisher nicht gelungen ist, ein
schnellfestes über Kopf anwendbares Ankerverfestigungssystem
bereitzustellen, welches mit einer Zweikomponentenverarbei
tungsanlage über Kopf in ein Bohrloch injiziert werden kann,
ohne daß das Material wieder zurückfließt. Ebenso wird neben
hoher Festigkeit Elastizität gewünscht, damit das Harz bei
eventuellen Gebirgsbewegungen nachgibt.
WO A-94/04588 bzw. DE-A-42 28 178 offenbaren primäre und se
kundäre Amine als Vernetzer zur Herstellung von Polyurethan
kunststoffen. Bekannt ist ferner, daß Organomineralsysteme
schlecht brennen und zu sprödharten Kunststoffen aushärten.
Ein derartiges Organomineralsystem wird in EP-A-0 167 002
beschrieben, nämlich ein Wasserglas/Isocyanatsystem. Es ist
bekannt, daß sich nur wenige Stoffe in Wasserglas lösen bzw.
darin emulgierbar sind. Vorwiegend sind dies kurzkettige
Diole und Triole. Fügt man nun der A-Komponente Mischungen
gemäß EP-A-0 167 002 Diole und/oder Triole hinzu, so wird
die Elastizität des Produkts nicht meßbar gesteigert. Im Re
gelfall wird ein inhomogenes Produkt erhalten, da die Reak
tionsgeschwindigkeiten zwischen Wasserglas und Isocyanat und
Diol/Triol und Isocyanat unterschiedlich sind. Es wird ein
Mehrphasenkunststoff erhalten. Verwendet man auf der Isocya
natseite ein Vorpolymer (Präpolymer), so entsteht zunächst
ein elastischer Kunststoff, der jedoch nach wenigen Tagen
versprödet.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die den im
Stand der Technik beschriebenen Massen eigenen Nachteile zu
überwinden und einen Werkstoff bereitzustellen, der schlecht
brennbar ist, schnell aushärtet, thixotrope Eigenschaften
besitzt und als Zweikomponentensystem maschinell verarbeit
bar ist. Nach der Aushärtung soll der Werkstoff eine Rest
elastizität aufweisen, ökologisch und toxikologisch unbe
denklich sein und wenn möglich kostengünstig hergestellt
werden.
Durch die nachstehende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen
definiert ist, wird diese Aufgabe gelöst.
Um ein dauerhaft elastisches Material zu erhalten, ist ein
in Wasserglas gelöstes oder dispergiertes, gegenüber Isocya
nat reaktives Monomer wünschenswert. Zur Erzielung thixotro
per Eigenschaften ist es notwendig, die Reaktionsgeschwin
digkeit so zu erhöhen, daß möglichst schlagartig ein gelar
tiger Zustand erreicht wird, der bei der Überkopfverarbei
tung ein Auslaufen des Reaktionsgemisches aus einem Bohrloch
verhindert. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß im
Gegensatz zu herkömmlichen Polyolen primäre und sekundäre
di- und vorzugsweise trifunktionelle Polyoxyalkylenamine in
Wasserglas dispergierbar sind ohne zu verquaddeln (gelie
ren). Setzt man, wie in den Ansprüchen definiert, dieses mit
Polyoxyalkylenamin versetzte Wasserglas mit Isocyanat bzw.
Präpolymeren um, so erhält man homogene Massen, die schlag
artig gelieren, so daß innerhalb von ca. 2 Minuten ein pud
dingartiges Produkt erhalten wird, in das ein Anker einge
setzt werden kann. Es wird angenommen, daß die Reaktionsge
schwindigkeiten der Polyoxyalkylenamine einerseits und von
Wasserglas andererseits mit der Polyisocyanatkomponente fast
gleich sind. Die daran anschließende Aushärtung führt zu
einem hochfesten, elastischen sowie schlecht brennbaren Pro
dukt.
Nachstehend werden die zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Massen verwendeten Ausgangsstoffe im einzelnen beschrieben.
Die in der Erfindung eingesetzten Verbindungen mit endstän
digen Aminogruppen, in denen mindestens ein freies Wasser
stoffatom an mindestens einer Aminogruppe sowie mindestens
eine durch mindestens ein Sauerstoff-, Stickstoff- und/oder
Schwefelatom unterbrochene Alkylengruppe vorliegen, sind
beispielsweise Polyoxyalkylenamine oder Polyalkylenpoly
amine. Diese Stoffe können zusätzlich zu den Alkylengruppen
unterbrechenden O- und/oder S-Atomen auch N-Atome enthalten.
Die in der Erfindung verwendeten Polyoxyalkylenamine verfü
gen über eine Polyoxyalkylenkette und eine oder mehrere end
ständige Aminogruppen, die mindestens ein freies Wasser
stoffatom in der Aminogruppe aufweisen. Bevorzugt sind Poly
oxyalkylenamine ausgewählt aus Verbindungen der Formel
in denen R, CH3OCH2CH2O- bedeutet, R' Wasserstoff oder einen
Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, A den Rest
eines dreiwertigen Alkohols, bevorzugt von Trimethylolpropan
oder Glycerin bedeutet, x' eine Zahl von 2 bis 70 bedeutet,
b eine Zahl von 5 bis 160 bedeutet, die Summe der Zahlen a+c
einen Wert von 2 bis 4 aufweist, n einen Wert von 4 bis 80
aufweist, x, y oder z einen Wert von 1 bis 100 aufweist,
oder Gemischen davon.
Besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Formel II.
Vorstehend angeführte Polyoxyalkylenamine sind unter Han
delsnamen Jeffamine® handelsüblich.
Verwendbare Produkte der Formel I sind Jeffamine® D-230, D-400,
D-2000 oder D-4000. Produkte der Formel II sind Jeffa
mine® T-403, T-3000 sowie T-5000. Produkte der Formel III
sind Jeffamine® ED-600, ED.900, ED-2001, ED-4000 oder ED-6000.
Produkte der Formel IV sind Jeffamine® DU-700 oder DU-3000.
Produkte der Formel V sind beispielsweise Jeffamine®
BuD-2000 und ähnliche. Produkte der Formel VI sind Jeffa
mine® M-600, M-1000, M-2005 oder M-2070.
Sekundäre Polyoxyalkylenamine sind z. B. die Verbindungen der
Novamine®-Reihe.
Molekulargewichte von 100 bis 10 000 g/Mol sind verwendbar,
bevorzugt sind Bereiche von 400 bis 6000, besonders bevor
zugt 200 bis 5000, z. B. etwa 400 bis 1000 oder 4000 bis 5000
oder 1000 bis 3000 g/Mol.
Für vorstehend und nachstehend erfindungsgemäß verwendete
Verbindungen mit endständigen Aminogruppen gilt, daß bei
kürzerer Kettenlänge bzw. kleinerem Molekulargewicht die ka
talytischen Eigenschaften zunehmen und die Elastizität ab
nimmt.
Polyoxyalkylenamine in denen die mindestens ein freies Was
serstoffatom aufweisende Aminogruppe Teil einer Harnstoff-,
Guanidin-, basischen Heterocyclus- wie Imidazol-, Piperidin- usw.
Gruppe ist, sind ebenfalls verwendbar. Ein Beispiel
hierfür ist das vorstehend erwähnte Jeffamine® BuD-2000.
Somit sind unter Verbindungen mit endständigen Aminogruppen
alle jene Verbindungen zu verstehen, in denen am Molekülende
mindestens eine Stickstoff enthaltende Gruppe gebunden ist,
in der mindestens ein reaktives, d. h. freies Wasserstoffatom
an ein Stickstoffatom gebunden ist.
Beispiele für Polyalkylenamine sind Verbindungen der Formel
H2N-(R-NH)n-NH2
in der R einen Alkylenrest mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen be
deutet und n eine Zahl von 1 bis 50 ist, oder der Formel
A[(NH-R)n-NH2]m
in der R und n die vorstehende Bedeutung aufweist, A einen
Kohlenwasserstoffrest bedeutet und m eine Zahl von 3 bis 20
bedeutet. Bevorzugt sind Diethylentriamin, Triethylentetra
min und Tetraethylenpentamin. Besonders bevorzugt ist
Diethylentriamin.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Organomineralsysteme
können die auf dem Fachgebiet üblicherweise benutzten Alka
lisilikatlösungen eingesetzt werden. Verwendbar sind wäßrige
Lösungen von Natron und Kaliwassergläsern von 28 bis 60°B,
einem Molverhältnis von Na2O zu SiO2 bzw. K2O zu SiO2 von
1 : 4 und einem Trockensubstanzgehalt von 35 bis 60 Gew.-%.
Die Dichten der Wasserglaslösungen werden in °B angegeben.
K2O oder Na2O werden forthin auch allgemein als Me2O be
zeichnet.
Die erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten Wasserglaslösun
gen sind farblose, wasserklare und mehr oder minder viskose
wäßrige Lösungen von Natrium und/oder Kaliumsilikaten mit
einem Verhältnis von SiO2 zu Me2O ≧ 2.
In den Wasserglaslösungen ist die Anwesenheit von Me-OH⁻ und
H3SiO4- Ionen neben H4SiO4-Molekülen anzunehmen. Die Vernet
zung der H4SiO4-Moleküle zu linearen Ketten und dreidimen
sionalen Netzen erfolgt unter Wasseraustritt und ist für die
Viskosität der Wasserglaslösungen verantwortlich.
Zu den erfindungsgemäß eingesetzten Wasserglaslösungen gehö
ren u. a. die aus der nachstehenden Zusammenstellung ersicht
lichen im Handel erhältlichen Natrium- und Kaliumsilikatlö
sungen.
Wegen ihrer leichten Zugänglichkeit und geringen Viskosität
sind Natriumwassergläser bevorzugt.
Bevorzugt eingesetzt werden Natriumwassergläser mit verhält
nismäßig hohem Feststoffgehalt, die günstigerweise im Be
reich von etwa 40 bis 60, insbesondere etwa 42 bis 52 Gew.-%
anorganische Feststoffe liegen. Günstig sind aber auch Kali
umwassergläser mit einem Feststoffanteil von 25 bis 40 Gew.-%.
Denkbar sind auch höher konzentrierte Wasserglaslösungen
und im Sinne der Erfindung einsetzbar. Hierbei ist jedoch
starke Viskosität zu berücksichtigen. Ferner können Gemische
aus Natron- und Kaliwassergläsern eingesetzt werden.
Das Molverhältnis von SiO2 zu Me2O in den eingesetzten Was
serglaslösungen ist vorzugsweise verhältnismäßig hoch und
liegt günstigerweise im Bereich von etwa 2 bis etwa 5. Be
sonders bevorzugt ist ein Bereich von etwa 2,48 bis 4,45,
insbesondere 2,70 bis 2,95, aber auch 4,0 bis 4,30.
Durch einen Me2O-Gehalt innerhalb des vorstehend angegebenen
Bereichs wird der Aufbau von dreidimensionalen anorganischen
Kieselsäuregerüsten begünstigt. Die Zusammensetzung und die
Mengen an verwendetem Wasserglas müssen bei der Festlegung
der Katalysatormenge berücksichtigt werden, um eine optimale
Festigkeit des Produktes zu erzielen. Organomineralprodukte
mit ausgezeichneter Biegezugfestigkeit werden erfindungsge
mäß insbesondere dann erhalten, wenn das Polyisocyanat und
die Wasserglaslösung in einem Molverhältnis NCO/SiO2 von 0,8
bis 1,4 vorzugsweise von 0,85 bis 1,15 eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt ist ein Molverhältnis NCO/SiO2 von etwa
1,0. Die Verwendung konzentrierter Wasserglaslösungen ist
bevorzugt, um einen hohen Wassergehalt der Produkte zu ver
meiden, der ihre Festigkeitseigenschaften nachhaltig negativ
beeinflussen würde. Die Untergrenze des Wasserglasanteils
ist durch die Tatsache vorgegeben, daß seine Menge zum Auf
bau des anorganischen Gerüstes ausreichen muß. Dazu sind
mindestens etwa 0,2, vorzugsweise mindestens etwa 0,5 Gew.-Teile
Wasserglas pro Gewichtsteil Polyisocyanat erforder
lich. Genauso wie bei zu hohem Wassergehalt ist dann eine
vollständige Aushärtung nicht mehr möglich. Die Verwendung
von Natriumwasserglas 48/15 mit einem Molverhältnis von
SiO2/Me2O von etwa 2,85 liegt die Obergrenze des Wasserglas
gehaltes beispielsweise bei etwa 1,6 bis etwa 1,7 Gew.-Teile
Wasserglas pro Gewichtsteil Polyisocyanat.
Zur Herstellung von Organomineralsystemen der Erfindung kön
nen auf dem Fachgebiet der Polyurethanherstellung üblich
verwendete Polyisocyanate eingesetzt werden. Dazu gehören
solche Isocyanatverbindungen, die mindestens zwei Isocyanat
gruppen aufweisen. Vorzugsweise werden Isocyanatgemische
eingesetzt, die in überwiegender Menge Polyisocyanatverbin
dungen mit mindestens drei Isocyanatgruppen aufweisen. Bei
spiele dafür sind die im Handel erhältlichen Produkte Desmo
dur 44V und Papi. Zu den besonders bevorzugt eingesetzten
Polyisocyanatgemischen gehören die Gemische von Polyisocya
naten, in denen praktisch keine Diisocyanate und Monoisocya
nate enthalten sind. Bei diesem Verfahren wird ein durch
Phosgenierung von rohen Anilinformaldehydharzen erhaltenes
organisches Polyisocyanatgemisch, das in überwiegender Menge
die Diphenylmethandiisocyanatisomere und höhere funktionelle
Polyisocyanate mit mehr als 2 Benzolringen im Molekül ent
hält, in die Diphenylmethandiisocyanatisomere und in die hö
herfunktionellen Polyisocyanate getrennt.
Zu geeigneten organischen Diisocyanaten gehören beispiels
weise aliphatische Diisocyanate, aromatische Diisocyanate,
alicyclische Diisocyanate und heterocyclische Diisocyanate,
beispielsweise Methylendiisocyanat Ethylendiisocyanat, Pro
pylendiisocyanat, Butylendiisocyanat, Cyclohexylen-1,4-di
isocyanat, Cyclohexylen-1,2-diisocyanat, Tetra- und Hexame
thylendiisocyanat, Arylendiisocyanate oder ihre Alkylie
rungsprodukte, wie die Phenylendiisocyanate, Naphthylendi
isocyanate, Diphenylmethandiisocyanate, Toluylendiisocya
nate, Di- oder Triisopropylbenzoldiisocyanate, Aralkyldi
isocyanate, wie Dixylylendiisocyanate, fluorsubstituierte
Isocyanate, Ethylenglykoldiphenylether-2,2'-diisocyanat,
Naphthalin-1,4-diisocyanat, Naphthalin-1,1'-diisocyanat, Bi
phenyl-2,4'-diisocyanat, Biphenyl-4,4'-diisocyanat, Benzo
phenon-3,3'-diisocyanat, Fluoren-2,7-diisocyanat, Anthrachi
non-2,6-diisocyanat, Pyren-3,8-diisocyanat, Chrysen-2,8-di
isocyanat, 3'-Methoxyhexan-diisocyanat, Octan-diisocyanat,
ω,ω'-Diisocyanat-1,4-diethylbenzol, ω,ω'-Diisocyanat-1,4-di
methylnaphthalin, Cyclohexan-1,3-diisocyanat, 1-Isopropyl
benzol-2,4-diisocyanat, 1-Chlorbenzol-2,4-diisocyanat,
1-Fluorbenzol-2,4-diisocyanat, 1-Nitrobenzol-2,4-diisocyanat,
1-Chlor-4-methoxybenzol-2,5-diisocyanat, Benzolazonaphtha
lin-4,4'-diisocyanat, Diphenylether-2,4-diisocyanat, Diphe
nylether-4,4-diisocyanat, sowie Isocyanuratgruppen enthal
tende Polyisocyanate.
Bevorzugt werden davon Roh-MDI mit einem NCO-Gehalt von etwa
31% sowie modifiziertes Roh-MDI mit einem NCO-Anteil von
etwa 30%.
Gemäß der Erfindung können auch die bei der Herstellung von
Polyurethan eingesetzten NCO-Voraddukte verwendet werden.
Bei NCO-Voraddukten handelt es sich um höhermolekulare Ver
bindungen mit mindestens zwei endständigen NCO-Gruppen, die
vorzugsweise ein Molekulargewicht von 500 bis 10 000, insbe
sondere 800 bis 2500 aufweisen. Vorzugsweise weisen diese
NCO-Voraddukte einen Gehalt an NCO-Gruppen von 1,5 bis etwa
30% auf, wobei 17 bis 25% bevorzugt sind. Die Herstellung
dieser NCO-Voraddukte erfolgt in bekannter Weise durch Um
setzung höhermolekularer OH-Gruppen enthaltender Verbindun
gen mit einem Überschuß an Polyisocyanat.
Als geeignete höhermolekulare OH-Gruppen enthaltende Verbin
dungen, die zur Herstellung von NCO-Voraddukten geeignet
sind, seien beispielsweise erwähnt Polyester, Polyether, Po
lyesteramide, Polythioether und Polyacetale. Als Polyole zur
Herstellung der NCO-Voraddukte können z. B. lineare Hydroxyl
polyester eingesetzt werden, die endständige Hydroxylgruppen
enthalten und die man entweder durch Polykondensation von
ε-Caprolacton oder 6-Hydroxycapronsäure oder durch Copolymeri
sation von ε-Caprolacton mit zweiwertigen Alkoholen oder
durch Polykondensation von Dicarbonsäuren mit zweiwertigen
Alkoholen erhalten hat.
Die zur Herstellung der NCO-Voraddukte eingesetzten Hydroxy
polyester können auch aus Dicarbonsäuren oder Gemischen von
Dicarbonsäuren mit zweiwertigen Alkoholen hergestellt wer
den. Zu geeigneten Dicarbonsäuren gehören beispielsweise
Adipinsäure, Bernsteinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Oxal
säure, Methyladipinsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure,
Azelainsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure,
Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure. Zu ge
eigneten zweiwertigen Alkoholen oder deren gemische, die mit
den Dicarbonsäuren oder ε-Caprolacton zu den gewünschten Hy
droxypolyestern umgesetzt werden, gehören beispielsweise
Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykole, beispiels
weise 1,4-Butandiol; Butendiol, Butindiol, Bis-(hydroxy
methylcyclohexan), Diethylenglykol, 2,2-Dimethylpropylen
glykol, 1,3-Propylenglykol.
Zu den zur Herstellung der NCO-Voraddukte bevorzugt einge
setzten Polyolen gehören Polyester auf der Basis von Adipin
säure, 1,6-Hexandiol und Neopentylglykol mit einem durch
schnittlichen Molekulargewicht von ca. 2000, Polyester auf
Polycaprolactonbasis mit einem durchschnittlichen Molekular
gewicht von 2000 und Polyether, insbesondere Polyetherdiole
mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2000.
Weiterhin sind auch höhermolekulare Verbindung mit endstän
digen Carboxyl-, Amino- und Mercaptogruppen geeignet. Poly
siloxane, die gegenüber Isocyanaten reaktionsfähige Gruppen
aufweisen, seien ebenfalls erwähnt.
Bevorzugt sind Polyetherdiole, wobei insbesondere Polyether
diole mit einer OH-Zahl von etwa 56 bevorzugt sind.
In den erfindungsgemäßen Massen können auch Vernetzer einge
setzt werden. Diese sind mehrfachfunktionelle, gegen Isocya
nat reaktive Verbindungen. Insbesondere sind sie ein Zucker,
wie Sorbit oder Saccharose oder ein verzweigtes Polyol wie
Trimethylolpropan, Glycerin oder Pentaerythrit.
Ein spezielles Beispiel ist 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat
(auch in Form des Phosgenierungsproduktes von Anilinformal
dehydkondensaten, rohes MDI bekannt). Als Präpolymerisat
eignet sich ein Umsetzungsprodukt von rohem MDI mit Glykol
gestartetem Polysiloxan mit einer OH-Zahl von 40 bis 200.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyisocyanate haben vor
zugsweise einen Gehalt an NCO-Gruppen von etwa 10 bis 55%
bezogen auf die Masse des Polyisocyanats. Besonders bevor
zugt sind Polyisocyanat mit einem NCO-Gruppengehalt von 24
bis 36, insbesondere 28 bis 32 Gew.-%.
Eine weitere zur Herstellung der erfindungsgemäßen Massen
notwendige Komponente ist ein Katalysator, der die Trimeri
sierung der Polyisocyanatkomponente zu katalysieren vermag.
Geeignet sind die aus der Polyurethanchemie bekannten Trime
risierungskatalysatoren, die vorzugsweise tertiäre Amine und
Aminoalkohole sind. Spezielle Beispiele für geeignete Trime
risierungskatalysatoren sind 2,4,6-Tris(dimethylaminome
thyl)-phenol sowie andere Mannichbasenprodukte mit dem
Strukturelement
in dem R einen Rest
bedeutet,
n einen Wert von 1 bis 3 hat und die Reste R sich in o- oder p-Stellung befinden. Die Reste R1 und R2 sind gleich oder verschieden und bedeuten C1-4-Alkylreste, vorzugsweise Me thylgruppen oder C1-4-Hydroxyalkylreste, vorzugsweise Hydro xymethylgruppen.
n einen Wert von 1 bis 3 hat und die Reste R sich in o- oder p-Stellung befinden. Die Reste R1 und R2 sind gleich oder verschieden und bedeuten C1-4-Alkylreste, vorzugsweise Me thylgruppen oder C1-4-Hydroxyalkylreste, vorzugsweise Hydro xymethylgruppen.
Selbstverständlich können auch Gemische der vorstehend ge
nannten Katalysatoren eingesetzt werden.
Weitere geeignete Katalysatoren sind Katalysatoren, ausge
wählt aus Methyldiethanolamin, N-Methyldipropyldiamin, N-Bu
tylaminoethanol, Dimethylamino-2-propanol, Diethylaminoeth
oxyethanol und o-Tolylpropanolamin. Zu weiteren geeigneten
Katalysatoren gehören 1,4-Diaza(2,2,2)bicyclooctan (DABCO®,
auch Triethylendiamin bezeichnet), N,N'-Bis-dimethyldiethyl
piperazin, Hexamethyltriethylentetramin, Dimethylbenzylamin,
Dimethylacetylamin, 1,8-Diazobicyclo[5,4,0]undecen(7),
Tetramethyl-1,3-butandiamin. Bevorzugt setzt man jedoch die
Katalysatoren mit tertiären Aminogruppen, vorzugsweise die
vorstehend erwähnte Verbindung 2,4,6-Tris(dimethylaminome
thyl)phenol oder Dimethylbenzylamin ein.
Das Molverhältnis von Katalysator zu NCO-Gruppen im Reakti
onsgemisch ist für die Herstellung der erfindungsgemäßen
Massen wichtig und muß unter nachstehenden Gesichtspunkten
eingestellt werden:
- a) Die Katalysatormenge muß ausreichen, um die für den Auf bau des organischen Gerüstes erforderliche Reaktion zu katalysieren,
- b) die Katalysatormenge darf nicht so groß sein, daß eine unkontrollierte starke exotherme Reaktion abläuft, da diese wegen zu starker CO2-Entwicklung und ohne Verdamp fung von Wasser zu einem Aufschäumen des Reaktionsgemi sches und zu Produkten mit unzulänglicher Festigkeit führen würde.
Bei der üblichen erfindungsgemäß bevorzugten Zusammensetzung
und Menge der Wasserglaslösung beträgt das Verhältnis 6,0
bis 14,5, vorzugsweise 8,5 bis 13,8 und insbesondere 10,2
bis 13,3 mMol Katalysator pro Mol NCO-Gruppen im Reaktions
gemisch.
Zur weiteren Steuerung der Trimerisierungsreaktion kann ein
Cokatalysator eingesetzt werden. Dieser kann z. B. aus einer
dreiwertigen Eisenverbindung wie FeCl3 bestehen, wie sie in
den verschiedenen technischen Polyisocyanaten häufig her
stellungbedingt anzutreffen ist. Selbstverständlich sind
auch die anderen an sich bekannten Cokatalysatoren einsetz
bar, z. B. Trialkylphosphane, wie Trimethylphospholin, Alka
limetallsalze von Carbonsäuren, wie Natriumacetat oder Na
triummaleat, oder Übergangsmetallverbindungen, wie Sb2O3,
ZrOCl2, SbCl5 oder CuCl. Des weiteren kann man zusätzlich
Organometallverbindungen verwenden, beispielsweise Dibutyl
zinndilaurat, Dibutylzinndiacetat, Zinn-2-octoat, Dibutyl
zinndioctoat und Di-n-butylzinncarboxylat.
Massen mit besonders günstigen physikalischen Eigenschaften
werden erfindungsgemäß dann erhalten, wenn Polyisocyanat und
Wasserglas in derartiger Menge und Zusammensetzung einge
setzt werden, daß sich das erläuterte bevorzugte Verhältnis
von Katalysatormenge zu NCO-Gruppen zusammen mit dem eben
falls erläuterten bevorzugten Verhältnis NCO/SiO2 einstellt
und außerdem der Katalysator in einer derartigen Menge vor
liegt, daß die entwickelte CO2-Menge gerade zur vollständi
gen Ausfällung des Me2O-Anteils des Wasserglases ausreicht.
Bevorzugte Bedingungen zur Herstellung der Massen sind eine
Katalysatormenge von vorzugsweise 6,0 bis 14,5, bevorzugter
8,5 bis 13,8, und insbesondere 10,2 bis 13,3 mMol pro Mol
NCO-Gruppen, Verwendung des Polyisocyanats und der Alkalisi
likatlösung in einem Molverhältnis NCO/SiO2 von 0,8 bis 1,4,
vorzugsweise 0,85 bis 1,15, eine Molmenge an Reaktivmasse
(d. h. alle Verbindungen, die die Gruppen -OH, NH2, -NRH
aufweisen bzw. H2O) von vorzugsweise 2,0 bis 4,0, bevorzug
ter 2,5 bis 3,8 aber auch 2,9 bis 3,8, ein Molverhältnis von
Aminogruppen aus z. B. Polyoxyalkylenamin zu einem Alkalioxid
Me2O von 0,01 bis 1, vorzugsweise 0,01 bis 0,4, aber auch
0,01 bis 0,3 bzw. 0,2 bis 0,4, ein Index, definiert als In
dex = 100.NCO/OH, im Bereich von 10 bis 30, vorzugsweise
11 bis 25, aber auch 10 bis 20 oder 14 bis 22, ein Anteil an
-NCO (absolut) im Bereich von 0,1 bis 2,0 vorzugsweise 0,3
bis 1,0 Mol, bevorzugter 0,4 bis 0,7 Mol aber auch 0,1 bis
0,7 Mol, sowie 0,6 bis 1,8 Mol, ein Anteil an Alkalioxid
Me2O (wobei Me neben Na und K auch Li, Cs und Rb umfaßt), im
Bereich 0,01 bis 2, vorzugsweise 0,05 bis 0,2 aber auch 0,01
bis 0,1 oder 0,2 bis 0,5 oder 0,1 bis 1, ein Anteil an Amin
aus Polyaminen (absolut) von 0,001 bis 0,1, bevorzugter
0,002 bis 0,05 aber auch 0,001 bis 0,02 oder 0,01 bis 0,08
Mol, ein Molverhältnis -NCO zu Me2O im Bereich 1 bis 15,
vorzugsweise 2 bis 9 aber auch 1 bis 6 oder 5 bis 12 und ein
Molverhältnis von -NCO zu Amin 5 bis 500, insbesondere 10
bis 300, aber auch 11 bis 80 oder 100 bis 400.
Das Wasserglas soll die übliche bevorzugte Zusammensetzung,
d. h. ein Molverhältnis SiO2/Me2O wie vorstehend definiert
aufweisen.
Zur Herstellung hochwertiger erfindungsgemäßer Massen ist
bei der Umsetzung von Polyisocyanat und Wasserglaslösung die
gleichmäßige Verteilung des Katalysators im Reaktionsgemisch
wünschenswert. Der Katalysator wird zweckmäßigerweise der
Wasserglaslösung zugesetzt.
Zur Herstellung der bevorzugten Massen der Erfindung ist der
Zusatz eines Treibmittels zum Reaktionsgemisch grundsätzlich
nicht erforderlich. Je nach der genauen Rezepturgestaltung
und den übrigen Bedingungen der Reaktion kann jedoch dem Ge
misch eine genau dosierte geringe Menge an Treibmittel zuge
setzt werden, die jedoch nicht ausreichend ist, um eine Ex
pandierung des Produktes bei der Polymerisation zu bewirken.
Dazu eignen sich flüchtige Substanzen, die bei Raumtempera
tur flüssig sind und während der Umsetzung des Wasserglases
mit dem Polyisocyanat infolge der dabei freiwerdenden Wärme
verdampfen. Beispiele für geeignete flüchtige Stoffe sind
die bekannten FCKW-freien Treibmittel bzw. nicht Ozonschicht
schädigenden halogenierten Treibmittel.
Die zugesetzte Menge an flüchtigem Stoff beträgt vorzugs
weise höchstens 3,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse des
Reaktionsgemisches. Besonders bevorzugt ist ein Gehalt des
Reaktionsgemisches an flüchtigem Stoff von 1 bis 2,8 Gew.-%.
Ein derartig geringer Zusatz bewirkt kein Expandieren (Auf
schäumen) des Produktes während der Umsetzung. Vielmehr ent
weicht der flüchtige Stoff praktisch vollständig in der An
fangsphase der Umsetzung aus dem Reaktionsgemisch und hin
terläßt dabei einzelne Hohlräume und Kanäle, die die im Re
aktionsgemisch verbleibende Alkalicarbonatlösung aufnehmen
können. Dieser Mechanismus trägt mit zu der mechanischen Fe
stigkeit der entstehenden Produkte bei.
Dem Reaktionsgemisch können ferner keimbildende und stabili
sierende Stoffe zugesetzt werden. Geeignete keimbildende
Stoffe sind beispielsweise feinzerteilte Feststoffe, wie Si
liciumdioxid und Aluminiumoxid, gegebenenfalls zusammen mit
Zinkstearat oder amorphen Kieselsäuren oder Metallsilikate.
Davon ist als Keimbildner das aus der kolloidalen Wasser
glaslösung ausfallende Siliciumdioxid bevorzugt.
Geeignete Stabilisatoren sind Silikonöle auf der Basis von
Polysiloxanen. Sie können in einer Menge von etwa 0,5 bis 2,
insbesondere 0,8 bis 1,4 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse
des Reaktionsgemisches zugesetzt werden.
Je nach den gewünschten Eigenschaften der Organomineral
systeme können dem Reaktionsgemisch noch weitere Zusätze
einverleibt werden. Hierzu gehören beispielsweise organische
Verbindungen, die gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähige
Reste aufweisen. Beispiele dafür sind Polyole, wie Polyester
und Polyetherpolyole sowie Phosphonatester, z. B. Tri-β-chlor
ethyl- oder -isopropylphosphonat, die in der Po
lyurethanchemie bekannt sind. Die Polyole sollen in ihrer
Menge derart begrenzt sein, daß ihr Zusatz den Aufbau eines
dreidimensionalen organischen und eines damit verwobenen an
organischen Gerüstes nicht stört. Zweckmäßigerweise wird der
Zusatz an Polyol oder Phosphonatester deshalb auf höchstens
2 bis 45, vorzugsweise 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die
Isocyanatkomponente begrenzt.
Zur Verminderung der Entflammbarkeit der Organomineralpro
dukte der Erfindung können dem Reaktionsgemisch flammhem
mende Stoffe zugesetzt werden. Dazu eignen sich die in der
Kunststoffchemie bekannten flammhemmenden oder flammverzö
gernden Stoffe, wie Phosphate und Borate. Die Menge der
flammhemmenden Stoffe kann im Bereich von 2 bis 30 Gew.-%,
bezogen auf die Isocyanatkomponente liegen. Ein bevorzugtes
flammhemmendes Mittel sind halogenierte Phosphorsäureester.
Insbesondere bevorzugt ist ein Trichlorpropylphosphat.
Dem Reaktionsgemisch können ferner Zuschlags- und Füllstoffe
zugesetzt werden, die eine weitere Verstärkung des Produktes
bewirken. Beispiele für derartige Füllstoffe sind Diatomeen
erde, Aluminiumoxidhydrat, Magnesiumsilikat, Kreide, und
Glasfasern. Die Menge der zugesetzten Füllstoffe richtet
sich in erster Linie nach der Viskosität der Gemische. Sie
liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen
auf das Gewicht der eingesetzten Wasserglaslösung.
Nach Wunsch können dem Reaktionsgemisch auch Pigmente oder
Farbstoffe sowie fluoreszierende Stoffe einverleibt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Massen werden vorzugs
weise zunächst zwei Komponenten A und B hergestellt. Kompo
nente A besteht aus der Wasserglaslösung und enthält außer
dem die Verbindung mit endständigen Aminogruppen, sowie den
Katalysator und gegebenenfalls eine Verbindung, die den Ka
talysator dispergiert enthält. Die Komponente B umfaßt das
Polyisocyanat oder Voraddukt bzw. Präpolymerisat und enthält
gegebenenfalls den Cokatalysator sowie gegebenenfalls den
flüchtigen Stoff und den Stabilisator, sowie flammhindernde
Zusätze. Füllstoffe und Farbstoffe können in beliebiger
Weise sowohl in Komponente A als auch in Komponente B einge
setzt werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Massen werden die Kom
ponenten A und B sorgfältig vermischt. Dies geschieht vor
zugsweise mit einer Zweikomponentenmischvorrichtung, mit der
anschließend das entstandene Gemisch in die vorgesehenen
Hohlräume eingefüllt werden kann. Die Startzeit der erhalte
nen Gemische liegt im allgemeinen zwischen 5 und mehr als
100 Sekunden und ist nach Wunsch steuerbar. Gegebenenfalls
können die Komponenten oder das Gemisch erwärmt oder gekühlt
werden, um die Startzeit den Erfordernissen anzupassen.
Wie vorstehend erwähnt, wird zuerst ein gelartiges Produkt
erhalten, das sich nach 2 Minuten verfestigt.
Die Umsetzung des Gemisches beginnt mit der Reaktion der
NCO-Gruppen mit dem Wasser der Wasserglaslösung sowie den
Aminogruppen der endständigen Aminogruppen enthaltenden Ver
bindung. Dabei entsteht ein Organomineralsystem und gasför
miges CO2. Die Umsetzung verläuft exotherm. Die freiwerdende
Wärme führt einerseits zur Verflüchtigung von flüchtigem
Stoff und andererseits gegebenenfalls zur Trimerisierung
verbliebener NCO-Gruppen unter Einwirkung des Katalysators.
Das freigesetzte CO2 seinerseits setzt sich mit dem Me2O des
Wasserglases zu Alkalimetallcarbonat um. Dabei wird dem Was
serglas die Me2O-Komponente entzogen. Die verbleibende Kie
selsäurekomponente bildet im Verlauf der Umsetzung ein drei
dimensionales anorganisches Gerüst, das sich mit dem gleich
zeitig entstehenden organischen Polymerisat zu einem sich
gegenseitig durchdringenden Netzwerk großer Festigkeit ver
bindet. Die in den von den entweichenden flüchtigen Stoff
hinterlassenen Kanälen zurückbleibende Alkalicarbonatlösung
trägt zur Erhöhung der Festigkeit bei.
Die erfindungsgemäßen Massen eignen sich aufgrund ihrer her
vorragenden Eigenschaften insbesondere aufgrund ihrer hoch
festen elastischen sowie Brennbarkeitseigenschaften und auf
grund ihrer quasi thixotropen Eigenschaften bei der Verar
beitung in hervorragender Weise zum Verfüllen von Bohrlö
chern insbesondere bei der Verarbeitung über Kopf sowie zum
Befestigen von Ankern.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Es wird eine Reaktionskomponente A hergestellt, die folgende
Stoffe in den in Gew.-% angegebenen Mengen enthält:
Natronwasserglas 48/50 | 88,7 |
Wasser | 4,3 |
2,4,6-Tris-(dimethylamino-methyl)-phenol | 0,5 |
Jeffamine T-403 | 6,5 |
Getrennt davon wird Reaktionskomponente B aus folgenden Be
standteilen hergestellt:
Roh-MDI NCO 31%, 250 mPas | 98 |
Polyethersiloxanblockcopolymer | 2 |
Das Verhältnis von g A-Komponente zu g B-Komponente beträgt
100 : 87.
Beim Vermischen der beiden Reaktionskomponenten reagiert die
Masse spontan und geht sofort in einen gelartigen quasi
thixotropen Zustand über. Die Masse verbleibt bis zu 3 Minu
ten verformbar. Es ist möglich, diese Masse über Kopf anzu
spritzen ohne daß sie herunterfällt. Somit eignet sie sich
zum Verfüllen von Bohrlöchern und Einkleben von Ankern. Nach
ca. 5 bis 10 Minuten entsteht ein Feststoff.
Dieselbe Vorgehensweise wie in Beispiel 1 wird vorgenommen
mit der Abweichung, daß statt Jeffamine T-403 die gleiche
Menge Jeffamine T-5000 verwendet wird.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie in
Beispiel 1 erhalten.
Dieselbe Vorgehensweise wie in Beispiel 2 wird vorgenommen
mit der Abweichung, daß statt Jeffamine T-5000, Jeffamine D-2000
in gleicher Menge verwendet wird. Außerdem werden als
Katalysator zusätzlich 0,3 Gew.-Teile Dimethylbenzylamin zu
gesetzt.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie in
Beispiel 2 erhalten.
Die gleiche Vorgehensweise wie in Beispiel 3 wird wieder
holt, mit der Abweichung, daß statt Jeffamine D-2000 sekun
däres Polyoxyalkylenamin mit einem Molekulargewicht von 6000
eingesetzt wird.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts erhalten.
Beispiel 1 wird wiederholt mit der Abweichung, daß nachste
hende B-Komponente verwendet wird:
Roh-MDI NCO 31%, 250 mPas | 40,3 |
modifiziertes Roh-MDI NCO 30%, 170 mPas | 40,3 |
Polyethersiloxanblockcopolymer | 1,7 |
Polyetherdiol OHZ 56 | 17,7 |
Auf 100 g A-Komponente kommen 79 g B-Komponente.
Die Masse weist ähnliche Verarbeitungseigenschaften wie in
Beispiel 1 und ähnliche Eigenschaften des fertigen Produkts
auf.
Beispiel 2 wird wiederholt mit der Abweichung, daß als B-
Komponente die in Beispiel 5 angeführte B-Komponente sowie
das dort angeführte Verhältnis von Komponente A zu Kompo
nente B eingesetzt werden.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts erhalten.
Beispiel 3 wird wiederholt mit der Abweichung, daß als B-
Komponente die in Beispiel 5 angeführte B-Komponente sowie
das dort angeführte Verhältnis von A-Komponente zu B-Kompo
nente verwendet werden.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und mit ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie in
Beispiel 3 erhalten.
Beispiel 4 wird wiederholt mit der Abweichung, daß als
B-Komponente die B-Komponente von Beispiel 5 sowie das dort
angeführte Verhältnis von A-Komponente zu B-Komponente ein
gesetzt werden.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie in
Beispiel 4 erhalten.
Es wird eine Reaktionskomponente A hergestellt, die folgende
Stoffe in Gew.-% in den angegebenen Mengen enthält:
Kaliwasserglas 28/30 | 88,7 |
Wasser | 4,3 |
Dimethylbenzylamin | 0,3 |
2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol | 0,5 |
Jeffamine T-403 | 6,5 |
Getrennt davon wird eine Reaktionskomponente B aus folgenden
Bestandteilen hergestellt:
Roh-MDI NCO 31%, 250 mPas | 98 |
Polyethersiloxanblockcopolymer | 2 |
Das Verhältnis von g A-Komponente zu g B-Komponente beträgt
100 : 87.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie vor
stehend erwähnt erhalten.
Beispiel 9 wird wiederholt mit der Abweichung, daß als Kom
ponente B die Zusammensetzung der Komponente B von Beispiel
5 sowie das entsprechende Verhältnis von A-Komponente zu
B-Komponente eingesetzt werden.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie vor
stehend erwähnt erhalten.
Es wird eine Reaktionskomponente A hergestellt, die folgende
Stoffe in Gew.-% in den angegebenen Mengen enthält:
Natronwasserglas | 88,7 |
Wasser | 4,3 |
Dimethylbenzylamin | 0,3 |
2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol | 0,5 |
Jeffamine T-403 | 6,5 |
Getrennt davon wird eine Reaktionskomponente B aus folgenden
Bestandteilen hergestellt:
Roh-MDI NCO 31%, 250 mPas | 98 |
Polyethersiloxanblockcopolymer | 2 |
Das Verhältnis von g A-Komponente zu g B-Komponente beträgt
100 : 87.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie vor
stehend erwähnt erhalten.
Beispiel 11 wird wiederholt, mit der Abweichung, daß Kompo
nente B zusätzlich 10 Gew.-Teile Trichlorpropylphosphat zu
gesetzt werden.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie vor
stehend erwähnt erhalten.
Beispiel 11 wird wiederholt mit der Abweichung, daß als Kom
ponente B nachstehende Zusammensetzung verwendet wird:
Roh-MDI NCO 31%, 250 mPas | 40,3 |
modifiziertes Roh-MDI NCO 30%, 170 mPas | 40,3 |
Polyethersiloxanblockcopolymer | 1,7 |
Propylencarbonat | 10 |
Polyetherdiol OHZ 56 | 17,7 |
Das Verhältnis von g A-Komponente zu g B-Komponente beträgt
100 : 87.
Es wird eine Masse mit ähnlichen Verarbeitungseigenschaften
und ähnlichen Eigenschaften des fertigen Produkts wie vor
stehend erwähnt erhalten.
Es wird eine Reaktionskomponente A hergestellt, die folgende
Stoffe in den in Gew.-% angegebenen Mengen enthält:
Natronwasserglas 48/50 | 88,7 |
Wasser | 4,3 |
2,4,6-Tris-(dimethylamino-methyl)-phenol | 0,5 |
Diethylentriamin | 2,5 |
Getrennt davon wird Reaktionskomponente B aus folgenden Be
standteilen hergestellt:
Roh-MDI NCO 31%, 250 mPas | 98 |
Polyethersiloxanblockcopolymer | 2 |
Das Verhältnis von g A-Komponente zu g B-Komponente beträgt
100 : 87.
Es wird eine Reaktionskomponente A hergestellt, die folgende
Stoffe in Gew.-% in den angegebenen Mengen enthält:
Natronwasserglas 48/50 | 88,7 |
Wasser | 4,3 |
Diethylentriamin | 0,3 |
2,4,6-Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol | 0,3 |
Getrennt davon wird als B-Komponente die in Beispiel 5 ange
führte B-Komponente hergestellt.
Auf 100 g A-Komponente werden 79 g B-Komponente eingesetzt.
Die Masse härtet so rasch aus, daß ein Einsetzen von Ankern
nach 1 bis 3 Minuten im Gegensatz zu den erfindungsgemäßen
Beispielen nicht mehr möglich ist.
Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung elastischer schlechtbrennbarer
Organomineralsysteme auf der Basis von Wasserglas, da
durch gekennzeichnet, daß dem Wasserglas Verbindungen
mit endständigen Aminogruppen, in denen mindestens ein
freies Wasserstoffatom an mindestens einer Aminogruppe
und mindestens eine durch mindestens ein Sauerstoff-,
Stickstoff- und/oder Schwefelatom unterbrochene Alkylen
gruppe vorliegen, zugesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die für die Herstellung des Organomineralsystems erfor
derlichen Ausgangsstoffe in zwei Komponenten vorliegen,
wobei Komponente A Wasserglas und die vorstehend ge
nannte(n) aminoendständige Verbindung(en) mit endständi
gen Aminogruppen umfaßt und die Komponente B Polyisocya
nate oder Polyisocyanat enthaltende PU-Vorpolymere um
faßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Mischungs
verhältnis von Komponente A zu Komponente B 1 : 2 bis 2 : 1
ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Verbindung mit endständigen Aminogruppen ein Polyoxyal
kylenamin oder ein Gemisch verschiedener Polyoxyalkylen
amine ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Polyoxyalkylenamin
ausgewählt ist aus Verbindungen der Formel
in denen R, CH3OCH2CH2O- bedeutet, R' Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, A den Rest eines dreiwertigen Alkohols, bevorzugt von Trimethylolpropan oder Glycerin bedeutet, x' eine Zahl von 2 bis 70 bedeutet, b eine Zahl von 5 bis 160 bedeu tet, die Summe der Zahlen a+c einen Wert von 2 bis 4 aufweist, n einen Wert von 4 bis 80 aufweist, x, y oder z einen Wert von 1 bis 100 aufweist, oder Gemischen da von.
in denen R, CH3OCH2CH2O- bedeutet, R' Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeutet, A den Rest eines dreiwertigen Alkohols, bevorzugt von Trimethylolpropan oder Glycerin bedeutet, x' eine Zahl von 2 bis 70 bedeutet, b eine Zahl von 5 bis 160 bedeu tet, die Summe der Zahlen a+c einen Wert von 2 bis 4 aufweist, n einen Wert von 4 bis 80 aufweist, x, y oder z einen Wert von 1 bis 100 aufweist, oder Gemischen da von.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Polyoxyalkylenamin
die Formel II aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung mit end
ständigen Aminogruppen ein Polyalkylenpolyamin ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die
Verbindung mit endständigen Aminogruppen eine Molmasse
von 800 bis 10000 g/Mol aufweist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das
Verhältnis von NCO/OH < 2 ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ver
wendete Polyole und die verwendeten Verbindungen mit
endständigen Aminogruppen halogeniert sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei als
Vernetzer eine mehrfachfunktionelle, gegen Isocyanat re
aktive Verbindung zugesetzt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Vernetzer ein
Zucker ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Vernetzer Glycerin
oder Trimethylolpropan ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein
Flammschutzmitteladditiv auf der Basis von halogenierten
Phosphorsäureestern eingesetzt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei als
Katalysator ein tertiäres Amin oder Aminoalkohole ver
wendet werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der verwendete Kataly
sator, 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol ist.
17. Organomineralsystem erhältlich nach einem der Ansprüche
1 bis 16.
18. Verwendung eines Zweikomponentengemisches nach Anspruch
17 zum Verfüllen von Bohrlöchern und/oder zum Einkleben
von Ankern.
19. Mittel zur Herstellung eines Zweikomponentengemisches,
bestehend aus
Komponente A und Komponente B gemäß einem der Ansprüche
2 bis 17, jeweils in getrennten Behältern verpackt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19728252A DE19728252A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Verfahren zur Herstellung von elastischen, thixotropen Organomineralsystemen, die damit erhaltenen Produkte und deren Verwendung |
EP98932316A EP0993480A1 (de) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | Methode zur herstellung von elastischen, thixotropen organo-mineral-systemen, damit erhaltene produkte und ihre anwendung |
PL98337853A PL337853A1 (en) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | Method of obtaining elastic thixotropic organomineral systems, product obtained thereby and application thereof |
AU82262/98A AU744113B2 (en) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | A method for the manufacture of elastic, thixotropic organo-mineral systems, the products obtained therewith and their application |
PCT/GB1998/001907 WO1999001492A1 (en) | 1997-07-02 | 1998-06-30 | A method for the manufacture of elastic, thixotropic organo-mineral systems, the products obtained therewith and their application |
ZA985770A ZA985770B (en) | 1997-07-02 | 1998-07-01 | A method for the manufacture of elastic thixotropic organo-mineral szstems the products obtained therewith and their application |
US10/183,346 US6639010B2 (en) | 1997-07-02 | 2002-06-28 | Elastic, thixotropic organo-mineral systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19728252A DE19728252A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Verfahren zur Herstellung von elastischen, thixotropen Organomineralsystemen, die damit erhaltenen Produkte und deren Verwendung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19728252A1 true DE19728252A1 (de) | 1999-01-14 |
Family
ID=7834417
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19728252A Withdrawn DE19728252A1 (de) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Verfahren zur Herstellung von elastischen, thixotropen Organomineralsystemen, die damit erhaltenen Produkte und deren Verwendung |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0993480A1 (de) |
AU (1) | AU744113B2 (de) |
DE (1) | DE19728252A1 (de) |
PL (1) | PL337853A1 (de) |
WO (1) | WO1999001492A1 (de) |
ZA (1) | ZA985770B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001058975A1 (en) * | 2000-02-08 | 2001-08-16 | Fosroc International Limited | Compositions for the manufacture of organo-mineral products, products obtained therefrom and their use |
WO2002094903A1 (de) * | 2001-05-19 | 2002-11-28 | Carbotech Fosroc Gmbh | Organomineralsystem erhältlich durch umsetzung von polyisocyanaten mit wasserglas in gegenwart von aminosilanen |
WO2017067952A1 (en) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | Hilti Aktiengesellschaft | Fire-resistant two-component mortar system based on aluminous cement for a fire-resistant chemical fastening of anchors and post-installed reinforcing bars and use thereof |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001064603A1 (en) * | 2000-03-03 | 2001-09-07 | Scott Macpherson | Method for stabilizing irregular structures |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2908746C2 (de) * | 1979-03-06 | 1983-08-11 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zum Verfestigen und Abdichten von geologischen und geschütteten Gesteins- und Erdformationen |
DE3227580A1 (de) * | 1982-07-23 | 1984-01-26 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Stabile wasserglasloesungen, verfahren zu deren herstellung und verwendung fuer organosilikatschaumstoffe sowie ein herstellungsverfahren hierfuer |
DE3421086A1 (de) * | 1984-06-06 | 1985-12-12 | F. Willich GmbH & Co, 4600 Dortmund | Organomineralprodukte, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
JPH0772271B2 (ja) * | 1991-04-17 | 1995-08-02 | 第一工業製薬株式会社 | 土質などの安定化用注入薬液組成物およびそれを用いた安定強化工法 |
-
1997
- 1997-07-02 DE DE19728252A patent/DE19728252A1/de not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-06-30 PL PL98337853A patent/PL337853A1/xx unknown
- 1998-06-30 EP EP98932316A patent/EP0993480A1/de not_active Withdrawn
- 1998-06-30 WO PCT/GB1998/001907 patent/WO1999001492A1/en not_active Application Discontinuation
- 1998-06-30 AU AU82262/98A patent/AU744113B2/en not_active Ceased
- 1998-07-01 ZA ZA985770A patent/ZA985770B/xx unknown
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001058975A1 (en) * | 2000-02-08 | 2001-08-16 | Fosroc International Limited | Compositions for the manufacture of organo-mineral products, products obtained therefrom and their use |
AU768384B2 (en) * | 2000-02-08 | 2003-12-11 | Minova International Limited | Compositions for the manufacture of organo-mineral products, products obtained therefrom and their use |
US6713554B2 (en) | 2000-02-08 | 2004-03-30 | Fosroc International Limited | Compositions for the manufacture of organo-mineral products, products obtained therefrom and their use |
WO2002094903A1 (de) * | 2001-05-19 | 2002-11-28 | Carbotech Fosroc Gmbh | Organomineralsystem erhältlich durch umsetzung von polyisocyanaten mit wasserglas in gegenwart von aminosilanen |
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