JP2024024353A - Impregnating agent composition for consolidation of rock bed - Google Patents

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岸本龍介
Ryusuke Kishimoto
田中一幸
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  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an impregnating agent composition for consolidation of a rock bed which secures resin flowability in foaming, curability under the water, excellent ground improvement property due to sufficient void filling property, and can obtain stable reactivity without contamination of water even under an environment that water leakage and underground water are large.
SOLUTION: An impregnating agent composition for consolidation of a rock bed is composed of a polyol component and a polyisocyanate component, wherein the polyol component contains an aqueous solution of sodium silicate, specific polyether polyol, specific alcohol, and a specific tertiary amine catalyst, the polyisocyanate component contains a mixture of MDI and polymeric MDI, and a reaction product with specific polyether polyol, the MDI and the polymeric MDI have a specific mass ratio, and an isomer of the MDI has a specific mass ratio.
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Description

本発明は、湧水・漏水の多い環境下でも使用することができる注入薬液組成物に関する。 The present invention relates to an injection drug composition that can be used even in environments with a lot of spring water and leakage.

不安定岩盤や不安定地盤の強化方法として、例えばロックボルト工法と呼ばれるトンネル掘削時に周辺地山の安定化を行う工法がある。この工法は、ボルトを薬液にて固定・定着させることによって、トンネル構造物を保護することを目的として行われるものである。このような岩盤固結用の注入薬液としては、従来、高い強度を有するモルタルなどの無機系材料が使用されてきた。しかし、これら無機系材料は、強度発現までに要する時間が長いことから作業効率が悪く、また漏水や湧水が発生する場合では材料が水中に流出してしまうという問題があった。 As a method for strengthening unstable rock or unstable ground, there is, for example, a method called the rock bolt method, which stabilizes the surrounding ground during tunnel excavation. This construction method is carried out for the purpose of protecting the tunnel structure by fixing and fixing the bolts with a chemical solution. Conventionally, inorganic materials such as mortar having high strength have been used as injection chemicals for rock consolidation. However, these inorganic materials have a problem in that they have poor working efficiency because it takes a long time to develop their strength, and if water leaks or springs occur, the materials may flow into the water.

昨今、漏水や湧水が発生しやすい地域でトンネル掘削が行われる中、湧水下で岩盤固結用薬液を注入するケースが増加しており、薬液による湧水の汚染や、薬液注入によっても止水できない漏水が掘削作業の効率や安全面での障害となり、改善が求められている。 Recently, as tunnels are being excavated in areas prone to water leaks and springs, cases of injecting chemical solutions for rock solidification under spring water are increasing. Water leakage that cannot be stopped poses an obstacle to the efficiency and safety of excavation work, and improvements are needed.

これらの問題を解決するため、無機-有機複合系の土壌安定化薬液、すなわち水ガラスと称する珪酸塩水溶液とポリイソシアネート組成物とを組み合わせた注入薬液が使用されている。 To solve these problems, an inorganic-organic complex soil stabilizing chemical solution, ie, an injection chemical solution that combines a silicate aqueous solution called water glass and a polyisocyanate composition is used.

例えば、特許文献1では、アミン触媒及びポリオールを含有する珪酸塩水溶液成分とポリエーテルポリオールで変性されたジフェニルメタンジイソシアネートとを岩盤固結用の注入薬液として用いることにより、無機系の欠点である長い硬化時間及び強度発現時間と地下水や湧水汚染の改善ができることが報告されている。しかしながら、発泡時の樹脂流動性が低いことから、注入時の空隙充填性が低くなり、地盤改良範囲の確保ができない懸念もある。 For example, in Patent Document 1, by using a silicate aqueous solution component containing an amine catalyst and a polyol and diphenylmethane diisocyanate modified with a polyether polyol as an injection chemical for rock consolidation, a long curing time, which is a disadvantage of inorganic systems, is achieved. It has been reported that the time and intensity onset time can be improved, as well as groundwater and spring water contamination. However, since the resin fluidity during foaming is low, the void filling property during injection is low, and there is also a concern that it may not be possible to secure the ground improvement range.

また、特許文献2では、ポリオールを含有する固形分が29~36%の珪酸塩水溶液とポリイソシアネートとを岩盤固結用の注入薬液として用いることにより、樹脂流動性を保持しつつ、無機系の欠点である長い硬化時間及び強度発現時間の改善が可能となることが報告されている。しかしながら、得られた発泡体が脆くなる懸念があり、さらに地下水や湧水との接触により硬化性が悪化するうえ、接触した地下水を汚染する懸念がある。 Furthermore, in Patent Document 2, by using an aqueous silicate solution containing a polyol with a solid content of 29 to 36% and polyisocyanate as an injection chemical for rock consolidation, resin fluidity is maintained while inorganic It has been reported that it is possible to improve the disadvantages of long curing time and strength development time. However, there is a concern that the obtained foam will become brittle, and furthermore, its hardening properties will deteriorate due to contact with groundwater or spring water, and there is also a concern that it may contaminate the groundwater with which it comes into contact.

特開2005-225951号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-225951 特開2016-175982号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-175982

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、発泡時の樹脂流動性確保及び水中下での硬化性、十分な空隙充填性による優れた地盤改良性の確保と漏水や地下水が多い環境下においても水を汚染させることなく安定した反応性が得られる岩盤固結用注入薬液組成物を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above-mentioned background technology, and it ensures resin fluidity during foaming, hardenability under water, and excellent ground improvement properties due to sufficient void filling properties, and prevents water leakage and underground water from occurring. It is an object of the present invention to provide an injection chemical composition for rock consolidation that provides stable reactivity without contaminating water even in the environment.

本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、珪酸ナトリウム水溶液を含むポリオール成分(A)とジフェニルメタンジイソシアネート及びポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートと特定のモノオールとの反応生成物を含むポリイソシアネート成分(B)とからなる岩盤固結材用注入薬液組成物により、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive studies, the present inventors found that a polyisocyanate component (B) containing a reaction product of a polyol component (A) containing an aqueous sodium silicate solution, diphenylmethane diisocyanate, and a polyphenylpolymethylene polyisocyanate with a specific monool. The present inventors have discovered that the above-mentioned problems can be solved by an injection chemical composition for rock consolidation materials consisting of the following, and have completed the present invention.

すなわち本発明は以下の実施形態を含むものである。 That is, the present invention includes the following embodiments.

[1]ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)とからなる岩盤固結用注入薬液組成物であって、ポリオール成分(A)が、珪酸ナトリウム水溶液(A-1)と、エチレンオキサイドユニットを60~90質量%の範囲で含む数平均分子量400~1000のポリエーテルポリオール(A-2)と、分子量が150以下の一級水酸基を有するアルコール(A-3)と、活性水素を一つ有する3級アミン触媒(A-4)とを含み、ポリイソシアネート成分(B)が、ジフェニルメタンジイソシアネートとイソシアネート官能基数3以上のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートとの混合物(B-1)、及びエチレンオキサイドユニットを60~90質量%の範囲で含む数平均分子量400~1000のポリエーテルポリオール(B-2)と(B-1)との反応生成物を含み、さらに(B-1)のジフェニルメタンジイソシアネートとイソシアネート官能基数3以上のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートの比率が質量比50/50~75/25であり、ジフェニルメタンジイソシアネート中の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートと、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、及び2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの合計との質量比が70/30~55/45であることを特徴とする岩盤固結用注入薬液組成物。 [1] An injection chemical composition for rock consolidation consisting of a polyol component (A) and a polyisocyanate component (B), wherein the polyol component (A) is a sodium silicate aqueous solution (A-1) and an ethylene oxide unit. A polyether polyol (A-2) with a number average molecular weight of 400 to 1000 containing in the range of 60 to 90% by mass, an alcohol (A-3) having a primary hydroxyl group with a molecular weight of 150 or less, and one active hydrogen. tertiary amine catalyst (A-4), the polyisocyanate component (B) contains a mixture (B-1) of diphenylmethane diisocyanate and polyphenylpolymethylene polyisocyanate having an isocyanate functional group number of 3 or more, and an ethylene oxide unit. Contains a reaction product of polyether polyol (B-2) with a number average molecular weight of 400 to 1000 in the range of 60 to 90% by mass and (B-1), and further contains diphenylmethane diisocyanate of (B-1) and an isocyanate functional The ratio of polyphenylpolymethylene polyisocyanate having a base number of 3 or more is 50/50 to 75/25 by mass, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, and 2,4 in diphenylmethane diisocyanate. An injection chemical composition for rock consolidation, characterized in that the mass ratio of '-diphenylmethane diisocyanate to the total is 70/30 to 55/45.

[2]ポリオール成分(A)に含まれる分子量150以下の一級水酸基を有するアルコール(A-3)が、ジエチレングリコール、グリセリン、1,3-ブタンジオール、及び3-メチル-1,5-ペンタンジオールから選ばれる少なくとも一種類である、上記[1]に記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 [2] The alcohol (A-3) having a primary hydroxyl group with a molecular weight of 150 or less contained in the polyol component (A) is made from diethylene glycol, glycerin, 1,3-butanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol. The injection chemical composition for rock consolidation according to the above [1], which is at least one selected type.

[3]ポリオール成分(A)に分散安定剤を含む、上記[1]、または[2]に記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 [3] The injection chemical composition for rock consolidation according to [1] or [2] above, wherein the polyol component (A) contains a dispersion stabilizer.

[4]ポリイソシアネート成分(B)に減粘剤を含む、上記[1]、乃至[3]のいずれかに記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 [4] The injection chemical composition for rock consolidation according to any one of [1] to [3] above, wherein the polyisocyanate component (B) contains a thinning agent.

[5]ポリイソシアネート成分(B)に整泡剤を含む、上記[1]、乃至[4]のいずれかに記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 [5] The injection chemical composition for rock consolidation according to any one of [1] to [4] above, wherein the polyisocyanate component (B) contains a foam stabilizer.

本発明の岩盤固結用注入薬液組成物によれば、発泡時の樹脂流動性確保、及び水中下での硬化性、十分な空隙充填性による優れた地盤改良性の確保と、漏水や地下水が多い環境下においても水を汚染させることなく安定した反応性が得られる。 According to the injection chemical composition for rock consolidation of the present invention, it is possible to ensure resin fluidity during foaming, hardenability under water, and excellent ground improvement properties due to sufficient void filling properties, and to prevent water leakage and groundwater. Stable reactivity can be obtained without contaminating water even in harsh environments.

本発明における岩盤固結用注入薬液組成物は、ポリオール成分(A)(以下単に「成分(A)」とも言う。)と、ポリイソシアネート成分(B)(以下単に「成分(B)」とも言う。)からなるものである。 The injection chemical composition for rock consolidation of the present invention comprises a polyol component (A) (hereinafter also simply referred to as "component (A)") and a polyisocyanate component (B) (hereinafter also simply referred to as "component (B)"). ).

まず、ポリオール成分(A)について説明する。 First, the polyol component (A) will be explained.

ポリオール成分(A)は、珪酸ナトリウム水溶液(A-1)(以下単に(A-1)とも言う。)、エチレンオキサイドユニット(以下、EOユニット、またはEOとも言う。)を60~90質量%の範囲で含む数平均分子量400~1000のポリエーテルポリオール(A-2)(以下単に(A-2)とも言う。)、分子量が150以下の一級水酸基を有するアルコール(A-3)(以下単に(A-3)とも言う。)、および活性水素を一つ有する3級アミン触媒(A-4)(以下単に(A-4)とも言う。)を含むものである。 The polyol component (A) is a sodium silicate aqueous solution (A-1) (hereinafter also simply referred to as (A-1)) and an ethylene oxide unit (hereinafter also referred to as EO unit or EO) in an amount of 60 to 90% by mass. A polyether polyol (A-2) having a number average molecular weight of 400 to 1000 (hereinafter also simply referred to as (A-2)), an alcohol having a primary hydroxyl group with a molecular weight of 150 or less (A-3) (hereinafter simply referred to as (A-2)). (Also referred to as A-3)), and a tertiary amine catalyst (A-4) having one active hydrogen (hereinafter also simply referred to as (A-4)).

本発明における(A-1)としては、通常市販されている珪酸ナトリウム水溶液を用いることができる。この珪酸ナトリウムは一般式でNaO・xSiO・nHOで表される。ここでxはSiO(二酸化珪素)とNaO(酸化ナトリウム)とのモル比を表し、本発明においては2.0~3.0が好ましく、2.0~2.5がより好ましく、2.0~2.4が最も好ましい。xが2.0未満の場合、成分(A)と成分(B)とを混合し硬化させた際に発泡性を確保できず、硬化性が悪化する恐れがある。3.0を超えると、珪酸ナトリウム水溶液の粘度が高くなり、成分(B)との混合性が悪化するほか、低温時の作業性が低下する恐れがある。 As (A-1) in the present invention, a commercially available sodium silicate aqueous solution can be used. This sodium silicate is represented by the general formula Na 2 O.xSiO 2.nH 2 O. Here, x represents the molar ratio of SiO 2 (silicon dioxide) and Na 2 O (sodium oxide), and in the present invention, it is preferably 2.0 to 3.0, more preferably 2.0 to 2.5. 2.0 to 2.4 is most preferred. When x is less than 2.0, foamability cannot be ensured when component (A) and component (B) are mixed and cured, and there is a possibility that curability may deteriorate. If it exceeds 3.0, the viscosity of the aqueous sodium silicate solution will increase, the miscibility with component (B) will deteriorate, and workability at low temperatures may decrease.

また、(A-1)から水を除いた固形分は30~50質量%が好ましく、33~42質量%がより好ましく、34~41質量%がさらに好ましく、35~40質量%が最も好ましい。珪酸ナトリウム水溶液の固形分が高すぎる場合は、水で希釈して調整することができる。固形分が30質量%より低いと成分(A)と成分(B)とを混合し硬化させた際に、発泡性を確保できない上、硬化後の発泡体機械強度が低下する恐れがある。50質量%を超えると、珪酸ナトリウム水溶液の粘度が高くなり、成分(B)との混合性が悪化するほか、低温時での作業性が低下する恐れがある。 Further, the solid content of (A-1) excluding water is preferably 30 to 50% by mass, more preferably 33 to 42% by mass, even more preferably 34 to 41% by mass, and most preferably 35 to 40% by mass. If the solid content of the sodium silicate aqueous solution is too high, it can be adjusted by diluting it with water. If the solid content is lower than 30% by mass, foamability cannot be ensured when component (A) and component (B) are mixed and cured, and the mechanical strength of the foam after curing may decrease. If it exceeds 50% by mass, the viscosity of the sodium silicate aqueous solution will increase, the miscibility with component (B) will deteriorate, and workability at low temperatures may decrease.

なお、本発明における(A-1)の固形分とは、(A-1)の水以外の成分の全体中の比率を表わす。 Note that the solid content of (A-1) in the present invention refers to the ratio of components other than water in (A-1) to the total.

本発明における(A-2)としては、数平均分子量が400~1000であってポリエーテルポリオール中のEOユニットが60~90質量%のポリオールを用いる。本発明における(A-2)の数平均分子量は400~900が好ましく、400~800がより好ましい。400未満の場合、発泡時の流動性が悪くなり、空隙充填性が悪化する。1000を超えると、発泡時の地下水の汚染性が悪化し、発泡体の強度や地下水接触時の樹脂硬化性が低下する。 As (A-2) in the present invention, a polyol with a number average molecular weight of 400 to 1000 and an EO unit content of 60 to 90% by mass in the polyether polyol is used. The number average molecular weight of (A-2) in the present invention is preferably 400 to 900, more preferably 400 to 800. When it is less than 400, fluidity during foaming becomes poor and void filling properties deteriorate. When it exceeds 1000, the contamination of groundwater during foaming deteriorates, and the strength of the foam and the resin curing property upon contact with groundwater decrease.

(A-2)のEOユニットは60~90質量%であり、60~85質量%が好ましい。60質量%未満の場合、成分(A)と成分(B)との混合性が悪くなり、発泡体のセルが崩壊し、シュリンクが発生する。90質量%を越えると、成分(A)の粘度が高くなり、低温時での作業性が低下する。 The EO unit of (A-2) is 60 to 90% by mass, preferably 60 to 85% by mass. If it is less than 60% by mass, the miscibility of component (A) and component (B) will be poor, cells of the foam will collapse, and shrinkage will occur. If it exceeds 90% by mass, the viscosity of component (A) will increase and workability at low temperatures will decrease.

なお、ポリエーテルポリオールにおけるEOユニット以外の成分は特に制限はないが、ポリプロピレンオキサイドユニット(以下、POユニット、またはPOとも言う。)であることが好ましい。 The components other than the EO unit in the polyether polyol are not particularly limited, but are preferably polypropylene oxide units (hereinafter also referred to as PO units or PO).

(A-2)の含有量は、成分(A)中に1~10質量%であることが好ましい。1質量%未満の場合、反応時の発泡性が確保できない恐れがあり、10質量%を超えると成分(A)の粘度が高くなり、作業性の悪化や、薬液注入時の地盤改良性が低下する恐れがある。 The content of (A-2) in component (A) is preferably 1 to 10% by mass. If it is less than 1% by mass, foaming properties during the reaction may not be ensured, and if it exceeds 10% by mass, the viscosity of component (A) will increase, resulting in poor workability and poor ground improvement properties during chemical injection. There is a risk that

本発明における(A-3)としては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールAなどの脂肪族ジオール類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。水中での硬化性や湧水汚染性の観点から、1,3-ブタンジオール、ジエチレングリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、グリセリンが好ましい。これらのアルコールは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。 (A-3) in the present invention includes, for example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol , 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, aliphatic diols such as hydrogenated bisphenol A, diethylene glycol, triethylene glycol , glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol and the like. From the viewpoint of curability in water and spring water stainability, 1,3-butanediol, diethylene glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, and glycerin are preferred. These alcohols may be used alone or in combination of two or more.

(A-3)の含有量は、成分(A)中に1~10質量%であることが好ましい。1質量%未満の場合、発泡体が脆くなったり、水中での硬化性が確保できない恐れがあり、10質量%を超えると成分(A)の粘度が高くなり、作業性の悪化や、薬液注入時の地盤改良性が低下する恐れがある。 The content of (A-3) in component (A) is preferably 1 to 10% by mass. If it is less than 1% by mass, the foam may become brittle or harden in water, and if it exceeds 10% by mass, the viscosity of component (A) will increase, resulting in poor workability and chemical injection. There is a risk that the soil improvement properties during the construction period will be reduced.

本発明における(A-4)は、N,N-ジメチルエタノールアミン、N-メチル-N-(N’,N’-ジメチルアミノエチル)アミノエタノール、N,N-ジメチルエトキシエタノール、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン-2-メタノール、6-ジメチルアミノ-1-ヘキサノール、N’,N-ジメチルエトキシ-N’-メチル-N’-エチルメタノール、N’’,N’’-ジメチルアミノ-N’-メチルエチルアミノ-N-メチル-2-プロパノール、ビス(2-ジメチルアミノエチルアミノ)-2-プロパノール、N’-[2-(ジメチルアミノ)エチル]-N,N-ジメチルエチレンジアミン、3,3-イミノビス(N,N-ジメチル-1-プロパンアミン)、N’-[2-(ジメチルアミノ)メチル]-N,N-ジメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラエチルジエチレントリアミン、2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]-N-[2-[2-(ジメチルアミノ)エトキシ]エチル]-エタンアミン等が挙げられる。 (A-4) in the present invention is N,N-dimethylethanolamine, N-methyl-N-(N',N'-dimethylaminoethyl)aminoethanol, N,N-dimethylethoxyethanol, 1,4- Diazabicyclo[2.2.2]octane-2-methanol, 6-dimethylamino-1-hexanol, N',N-dimethylethoxy-N'-methyl-N'-ethylmethanol, N'',N''- Dimethylamino-N'-methylethylamino-N-methyl-2-propanol, bis(2-dimethylaminoethylamino)-2-propanol, N'-[2-(dimethylamino)ethyl]-N,N-dimethyl Ethylenediamine, 3,3-iminobis(N,N-dimethyl-1-propanamine), N'-[2-(dimethylamino)methyl]-N,N-dimethylmethylenediamine, N,N,N',N' -tetraethyldiethylenetriamine, 2-[2-(dimethylamino)ethoxy]-N-[2-[2-(dimethylamino)ethoxy]ethyl]-ethanamine, and the like.

また、反応を補助するために活性水素基を有しない3級アミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N’,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N’,N’-トリメチルアミノエチルピペラジン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、ビス-(ジメチルアミノエチル)エーテル、N,N’,N’-トリス(3-ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ-S-トリアジン、2-メチルトリエチレンジアミン、N,N-ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルアミノプロピルイミダゾール、ヘキサメチルトリエチレンテトラミン、ヘキサメチルトリプロピレンテトラミン、N,N,N-トリス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、N-メチル-N,N-ビス(3-ジメチルアミノプロピル)アミン、トリエチレンジアミン、N-メチルモルホリン、N-メチルイミダゾール、等を併用しても良い。 In addition, to assist the reaction, tertiary amines without active hydrogen groups, N,N,N',N'-tetramethylhexamethylenediamine, N,N,N',N'-tetramethylpropylenediamine, N ,N,N',N',N''-pentamethyldiethylenetriamine, N,N',N'-trimethylaminoethylpiperazine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, bis-(dimethylaminoethyl) Ether, N,N',N'-tris(3-dimethylaminopropyl)hexahydro-S-triazine, 2-methyltriethylenediamine, N,N-dimethylaminoethylmorpholine, dimethylaminopropylimidazole, hexamethyltriethylenetetramine, Hexamethyltripropylenetetramine, N,N,N-tris(3-dimethylaminopropyl)amine, N-methyl-N,N-bis(3-dimethylaminopropyl)amine, triethylenediamine, N-methylmorpholine, N- Methylimidazole, etc. may be used in combination.

(A-4)の含有量は、成分(A)中に0.1~5質量%であることが好ましい。0.1質量%未満の場合、硬化性悪化と発泡性低下の恐れがあり、5質量%を超えると、反応性制御が困難となり、薬液注入時に樹脂の詰まりによる注入不良が発生する恐れがある。 The content of (A-4) in component (A) is preferably 0.1 to 5% by mass. If it is less than 0.1% by mass, there is a risk of deterioration of curability and foaming properties, and if it exceeds 5% by mass, it will be difficult to control the reactivity, and there is a risk of injection failure due to clogging of the resin during chemical injection. .

本発明において、成分(A)の均一性確保や、成分(A)と成分(B)との相溶性を向上させるために分散安定剤等の添加剤を使用することができる。分散安定剤としては陰イオン系分散安定剤、陽イオン系分散安定剤、非イオン系分散安定剤等が挙げられる。 In the present invention, additives such as dispersion stabilizers can be used to ensure uniformity of component (A) and improve compatibility between component (A) and component (B). Examples of the dispersion stabilizer include anionic dispersion stabilizers, cationic dispersion stabilizers, and nonionic dispersion stabilizers.

陰イオン系分散安定剤としては、例えばアルキルカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル、アルキルスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル等を挙げることができる。 Examples of the anionic dispersion stabilizer include alkyl carboxylates, alkyl sulfates, alkyl sulfonates, and alkyl phosphates.

陽イオン系分散安定剤としては、例えば塩化ベンザルコニウム等のアンモニウム塩等を挙げることができる。 Examples of the cationic dispersion stabilizer include ammonium salts such as benzalkonium chloride.

非イオン系分散安定剤としては、例えばグリセリン脂肪酸エステルや、アルキルポリエチレングリコール、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルグリコシド等を挙げることができる。 Examples of nonionic dispersion stabilizers include glycerin fatty acid esters, alkyl polyethylene glycols, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, and alkyl glycosides.

これら分散安定剤は単独、または2種以上を混合して使用することができる。 These dispersion stabilizers can be used alone or in combination of two or more.

本発明における成分(B)は、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下MDIと言う。)及びイソシアネート官能基数3以上のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(以下ポリメリックMDIと言う。)の混合物(B-1)(以下(B-1)とも言う。)、及び(B-1)とEOユニットを60~90質量%の範囲で含む数平均分子量400~1000のポリエーテルポリオール(B-2)(以下(B-2)と言う。)との反応生成物を含むものである。 Component (B) in the present invention is a mixture (B-1) of diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI) and polyphenylpolymethylene polyisocyanate having 3 or more isocyanate functional groups (hereinafter referred to as polymeric MDI) (hereinafter referred to as (B-1)). -1)), and polyether polyol (B-2) with a number average molecular weight of 400 to 1000 containing (B-1) and EO units in the range of 60 to 90% by mass (hereinafter referred to as (B-2)). ).

なお、本発明におけるMDIは、4,4’-MDI、2,4’-MDI、2,2’-MDIの各種異性体を含むものであり、ポリメリックMDIは、MDIにさらにイソシアネート基を有するフェニル基がメチレン基を介し一つ以上付加し、イソシアネート官能基数が3以上のものを意味する。 Note that MDI in the present invention includes various isomers of 4,4'-MDI, 2,4'-MDI, and 2,2'-MDI, and polymeric MDI is defined as phenyl which further has an isocyanate group in MDI. It means one or more groups added via a methylene group and the number of isocyanate functional groups is 3 or more.

(B-1)としては、MDIとポリメリックMDIの質量比が、MDI/ポリメリックMDI=50/50~75/25が好ましく、55/45~75/25がより好ましい。MDIの質量比が50%を下回るとポリイソシアネートの粘度が高くなり、ハンドリングが悪化するおそれがあり、75%を越えると、発泡樹脂の強度が低下する恐れがある。 For (B-1), the mass ratio of MDI to polymeric MDI is preferably MDI/polymeric MDI=50/50 to 75/25, more preferably 55/45 to 75/25. If the mass ratio of MDI is less than 50%, the viscosity of the polyisocyanate may increase and handling may deteriorate, and if it exceeds 75%, the strength of the foamed resin may decrease.

また、MDIにおける4,4’-MDIと、2,4’-MDI及び2,2’-MDIとの質量比が、70/30~55/45が好ましく、70/30~60/40がより好ましい。2,4’-MDI及び2,2’-MDIの質量比が30%を下回るとポリイソシアネートの低温安定性が悪くなり固化する恐れがあり、45%を上回ると、発泡樹脂の強度が低下する恐れがある。 Furthermore, the mass ratio of 4,4'-MDI to 2,4'-MDI and 2,2'-MDI in MDI is preferably 70/30 to 55/45, more preferably 70/30 to 60/40. preferable. If the mass ratio of 2,4'-MDI and 2,2'-MDI is less than 30%, the low-temperature stability of the polyisocyanate may deteriorate and solidify, and if it exceeds 45%, the strength of the foamed resin will decrease. There is a fear.

(B-2)としては、数平均分子量が400~1000であってポリオール中のEOユニットが60~90質量%のポリエーテルポリオールを用いる。本発明における(B-2)の数平均分子量は400~900が好ましく、400~800がより好ましい。数平均分子量が400未満の場合、発泡時の流動性が悪くなり、空隙充填性が悪化する。1000を超えると、発泡体の強度が低下する
(B-2)のEOユニットは60~90質量%であり、60~85質量%が好ましい。60質量%未満の場合、成分(A)と成分(B)との混合性が悪くなり、発泡体のセルが崩壊し、シュリンクが発生する。90質量%を越えると、ポリオール成分(A)の粘度が高くなり、低温時での作業性が低下する。
As (B-2), a polyether polyol with a number average molecular weight of 400 to 1000 and an EO unit content of 60 to 90% by mass in the polyol is used. The number average molecular weight of (B-2) in the present invention is preferably 400 to 900, more preferably 400 to 800. When the number average molecular weight is less than 400, fluidity during foaming becomes poor and void filling properties deteriorate. When it exceeds 1000, the strength of the foam decreases.The EO unit (B-2) is 60 to 90% by mass, preferably 60 to 85% by mass. If it is less than 60% by mass, the miscibility of component (A) and component (B) will be poor, cells of the foam will collapse, and shrinkage will occur. When it exceeds 90% by mass, the viscosity of the polyol component (A) increases and workability at low temperatures decreases.

なお、ポリエーテルポリオールにおけるEOユニット以外の成分は特に制限はないが、POユニットであることが好ましい。 Note that components other than the EO unit in the polyether polyol are not particularly limited, but are preferably PO units.

また、本発明の主旨を逸脱しない範囲でポリエーテルポリオール以外にもポリエステルポリオールや、グリコールを併用してもよい。 In addition to polyether polyol, polyester polyol or glycol may be used in combination without departing from the spirit of the present invention.

グリコールとしては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,2-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールAなどの脂肪族ジオール類、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等を挙げることができる。 Glycols include ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,5-pentanediol, 1 , 6-hexanediol, cyclohexanedimethanol, 3-methyl-1,5-pentanediol, neopentyl glycol, aliphatic diols such as hydrogenated bisphenol A, diethylene glycol, triethylene glycol, and the like.

成分(B)の(B-2)による変性率は0.5~10質量%であることが好ましく、0.5~6.0質量%であることがより好ましい。0.5質量%未満の場合、ポリオール成分(A)との相溶性が悪化し、薬液注入時に硬化物の強度が低下する恐れがある。6.0質量%を超えると、親水性が高くなり地下水と接触した場合、水に溶出することで白濁や泡立ちが起こり、湧水を汚染する恐れがある。 The modification rate of component (B) with (B-2) is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 6.0% by mass. If it is less than 0.5% by mass, the compatibility with the polyol component (A) may deteriorate, and the strength of the cured product may decrease during chemical injection. If it exceeds 6.0% by mass, it becomes highly hydrophilic and when it comes into contact with groundwater, it dissolves into the water, causing cloudiness and foaming, which may contaminate spring water.

なお、前記(A-2)、および(B-2)は、公知の方法で合成、または市販品を使用することができる。 Note that (A-2) and (B-2) can be synthesized by a known method, or commercially available products can be used.

本発明において、成分(B)に発泡時のセル径を安定化させるために整泡剤を用いても良く、整泡剤としてはシリコン系整泡剤等が挙げられる。シリコン系整泡剤としては、たとえば、ポリオキシアルキレンジメチルポリシロキサンコポリマー、オルガノポリシロキサン等が挙げられる。 In the present invention, a foam stabilizer may be used in component (B) in order to stabilize the cell diameter during foaming, and examples of the foam stabilizer include silicone foam stabilizers. Examples of silicone foam stabilizers include polyoxyalkylene dimethyl polysiloxane copolymers, organopolysiloxanes, and the like.

本発明において整泡剤を用いる場合の含有量は成分(B)中に3質量%以下であることが好ましい。3質量%を超えると、樹脂強度が低下する恐れがある。 In the present invention, when a foam stabilizer is used, the content in component (B) is preferably 3% by mass or less. If it exceeds 3% by mass, the resin strength may decrease.

また、成分(B)に粘度調整を目的とした減粘剤を併用してもよい。減粘剤としては、成分(B)との相溶性や減粘性、混合安定性に優れたものとして、例えばプロピレンカーボネート等のアルキレンカーボネート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のアルキルエーテル類やエステル類が挙げられる。これらは作業環境、安全面の観点から、添加量は成分(B)に対して1~5質量%が好ましい。 Moreover, a thinner for the purpose of viscosity adjustment may be used in combination with component (B). Examples of the thinner include alkylene carbonates such as propylene carbonate, alkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether acetate, and diethylene glycol monomethyl ether acetate, as those having excellent compatibility with component (B), thinning properties, and mixing stability. and esters. From the viewpoint of working environment and safety, the amount added is preferably 1 to 5% by mass based on component (B).

以上説明した成分(A)、および成分(B)からなる岩盤固結用注入薬液組成物により、優れた空隙充填性を有する固結体を得ることができる。 By using the injection chemical composition for rock consolidation consisting of the component (A) and component (B) described above, a consolidated body having excellent void-filling properties can be obtained.

以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、実施例中の「%」は質量基準である。 Examples of the present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited to these Examples. Note that unless otherwise specified, "%" in the examples is based on mass.

<ポリイソシアネート成分の調製>
<調製例1>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を448g、ポリオール1を50g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B1)(NCO含量29.1%、25℃における粘度100mPa・s)を得た。
<Preparation of polyisocyanate component>
<Preparation example 1>
494 g of polyisocyanate 1, 448 g of diisocyanate 1, and 50 g of polyol 1 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60° C., 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B1) (NCO content 29.1%, viscosity at 25° C. 100 mPa·s).

<調製例2>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を448g、ポリオール1を50g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、希釈剤1を30g、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B2)(NCO含量28.5%、25℃における粘度70mPa・s)を得た。
<Preparation example 2>
494 g of polyisocyanate 1, 448 g of diisocyanate 1, and 50 g of polyol 1 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, it was cooled to 60°C, 30g of diluent 1 and 8g of foam stabilizer were added, and stirred for 30 minutes to obtain polyisocyanate composition (B2) (NCO content 28.5%, viscosity at 25°C 70mPa・s) I got it.

<調製例3>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を448g、ポリオール3を50g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B3)(NCO含量30.1%、25℃における粘度63mPa・s)を得た。
<Preparation example 3>
494 g of polyisocyanate 1, 448 g of diisocyanate 1, and 50 g of polyol 3 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60° C., 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B3) (NCO content 30.1%, viscosity at 25° C. 63 mPa·s).

<調製例4>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を448g、ポリオール4を50g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B4)(NCO含量29.8%、25℃における粘度86mPa・s)を得た。
<Preparation example 4>
494 g of polyisocyanate 1, 448 g of diisocyanate 1, and 50 g of polyol 4 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60°C, 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B4) (NCO content 29.8%, viscosity at 25°C 86 mPa·s).

<調製例5>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を448g、ポリオール5を50g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B5)(NCO含量29.2%、25℃における粘度111mPa・s)を得た。
<Preparation example 5>
494 g of polyisocyanate 1, 448 g of diisocyanate 1, and 50 g of polyol 5 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60°C, 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B5) (NCO content 29.2%, viscosity at 25°C 111 mPa·s).

<調製例6>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を448g、ポリオール6を50g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B6)(NCO含量29.7%、25℃における粘度125mPa・s)を得た。
<Preparation example 6>
494 g of polyisocyanate 1, 448 g of diisocyanate 1, and 50 g of polyol 6 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60°C, 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B6) (NCO content 29.7%, viscosity at 25°C 125 mPa·s).

<調製例7>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を914g、ジイソシアネート1を111g、ポリオール1を18g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B7)(NCO含量29.6%、25℃における粘度175mPa・s)を得た。
<Preparation example 7>
914 g of polyisocyanate 1, 111 g of diisocyanate 1, and 18 g of polyol 1 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60°C, 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B7) (NCO content 29.6%, viscosity at 25°C 175 mPa·s).

<調製例8>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を914g、ジイソシアネート1を111g、ポリオール5を18g仕込み、80℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら3時間ウレタン化反応を行った。その後、60℃まで冷却し、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B8)(NCO含量28.6%、25℃における粘度180mPa・s)を得た。
<Preparation example 8>
914 g of polyisocyanate 1, 111 g of diisocyanate 1, and 18 g of polyol 5 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 80°C. The urethane-forming reaction was carried out for 3 hours while maintaining the temperature and uniformly mixing with a stirring blade. Thereafter, the mixture was cooled to 60°C, 8 g of a foam stabilizer was added, and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B8) (NCO content 28.6%, viscosity at 25°C 180 mPa·s).

<調製例9>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ポリイソシアネート1を494g、ジイソシアネート1を221g、ジイソシアネート2を227g仕込み、50℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら30分攪拌を行った。その後、希釈剤2を100g、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B9)(NCO含量28.5%、25℃における粘度28mPa・s)を得た。
<Preparation example 9>
494 g of polyisocyanate 1, 221 g of diisocyanate 1, and 227 g of diisocyanate 2 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 50°C. Stirring was performed for 30 minutes while uniformly mixing with a stirring blade while maintaining the temperature. Thereafter, 100 g of diluent 2 and 8 g of foam stabilizer were added and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B9) (NCO content 28.5%, viscosity at 25° C. 28 mPa·s).

<調製例10>
攪拌機、温度計、冷却器及び窒素ガス導入管のついた容量1Lの反応器に、ジイソシアネート1を355g、ジイソシアネート2を645g仕込み、50℃まで昇温した。温度を維持したまま攪拌羽根で均一に混合しながら30分攪拌を行った。その後、希釈剤2を100g、整泡剤8gを添加し、30分撹拌を行いポリイソシアネート組成物(B10)(NCO含量30.1%、25℃における粘度については固化したため測定不可)を得た。
<Preparation example 10>
355 g of diisocyanate 1 and 645 g of diisocyanate 2 were charged into a 1 L reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a cooler, and a nitrogen gas inlet tube, and the temperature was raised to 50°C. Stirring was performed for 30 minutes while uniformly mixing with a stirring blade while maintaining the temperature. Thereafter, 100 g of diluent 2 and 8 g of foam stabilizer were added and stirred for 30 minutes to obtain a polyisocyanate composition (B10) (NCO content 30.1%, viscosity at 25° C. could not be measured due to solidification). .

表1における各原料は以下の通り。
・ポリイソシアネート1:MDI/ポリメリックMDI=40/60(PA比)、MDIにおける2,4’-MDI及び2,2’-MDIと4,4’-MDI比率=3/97、NCO含量31.0%(商品名:MR-200、東ソー社製)
・ジイソシアネート1:MDI/ポリメリックMDI=100/0(PA比)、MDIにおける2,4’-MDI及び2,2’-MDIと4,4’-MDI比率=55/45、NCO含量33.5%(商品名:ミリオネートNM、東ソー社製)
〇ジイソシアネート2:MDI/ポリメリックMDI=100/0(PA比)、MDIにおける2,4’-MDI及び2,2’-MDIと4,4’-MDI比率=1/99、NCO含量33.5%(商品名:ミリオネートMT、東ソー社製)当原料は常温固体の為、仕込みに使用する際は60℃に加温し融解させて使用する。
・ポリオール1:PO/EO系ポリエーテルポリオール、数平均分子量400、EO含量75%
・ポリオール2:PO/EO系ポリエーテルポリオール、数平均分子量900、EO含量75%
・ポリオール3:PO/EO系ポリエーテルポリオール、数平均分子量1900、EO含量50%
・ポリオール4:PO/EO系ポリエーテルポリオール、数平均分子量2000、EO含量80%
・ポリオール5:PO系ポリエーテルポリオール、数平均分子量400、EO含量0%
・ポリオール6:PO系ポリエーテルポリオール、数平均分子量2000、EO含量0%
・整泡剤:シロキサン‐ポリアルキレンオキシド共重合体(商品名:NIAX SILICONE Y-16136、MOMENTIVE社製)
・希釈剤1:プロピレンカーボネート
・希釈剤2:トリスクロロプロピルホスフェート
なお、ポリイソシアネート1、ジイソシアネート1のMDI/ポリメリックMDIの比率は、GPC測定で得られるピーク面積の比率(PA比)であり、(MDIモノマーピーク面積)/(MDIモノマー以外のMDIオリゴマーのピーク面積の総和)を表す。
Each raw material in Table 1 is as follows.
- Polyisocyanate 1: MDI/polymeric MDI = 40/60 (PA ratio), 2,4'-MDI and 2,2'-MDI to 4,4'-MDI ratio in MDI = 3/97, NCO content 31. 0% (Product name: MR-200, manufactured by Tosoh Corporation)
・Diisocyanate 1: MDI/polymeric MDI = 100/0 (PA ratio), 2,4'-MDI and 2,2'-MDI to 4,4'-MDI ratio in MDI = 55/45, NCO content 33.5 % (Product name: Millionate NM, manufactured by Tosoh Corporation)
〇Diisocyanate 2: MDI/polymeric MDI = 100/0 (PA ratio), 2,4'-MDI and 2,2'-MDI to 4,4'-MDI ratio in MDI = 1/99, NCO content 33.5 % (Product name: Millionate MT, manufactured by Tosoh Corporation) This raw material is solid at room temperature, so when using it for preparation, it is heated to 60°C and melted.
・Polyol 1: PO/EO polyether polyol, number average molecular weight 400, EO content 75%
・Polyol 2: PO/EO polyether polyol, number average molecular weight 900, EO content 75%
・Polyol 3: PO/EO polyether polyol, number average molecular weight 1900, EO content 50%
・Polyol 4: PO/EO polyether polyol, number average molecular weight 2000, EO content 80%
・Polyol 5: PO-based polyether polyol, number average molecular weight 400, EO content 0%
・Polyol 6: PO-based polyether polyol, number average molecular weight 2000, EO content 0%
・Foam stabilizer: Siloxane-polyalkylene oxide copolymer (product name: NIAX SILICONE Y-16136, manufactured by MOMENTIVE)
・Diluent 1: Propylene carbonate ・Diluent 2: Trischloropropyl phosphate The ratio of MDI/polymeric MDI of polyisocyanate 1 and diisocyanate 1 is the ratio of peak areas obtained by GPC measurement (PA ratio), MDI monomer peak area)/(sum of peak areas of MDI oligomers other than MDI monomers).

GPC測定条件は以下の通り。
(1)測定器:HLC-8220(東ソー社製)
(2)カラム:TSKgel(東ソー社製)
・G3000H-XL
・G2500H-XL
・G2000H-XL
・G1000H-XL
(3)キャリア:THF(テトラヒドロフラン)
(4)検出器:RI(屈折率)検出器
(5)温度:40℃
(6)流速:1.000ml/min
(7)検量線:標準ポリスチレン(東ソー社製)
・F-80(分子量:7.06×10、分子量分布:1.05)
・F-20(分子量:1.90×10、分子量分布:1.05)
・F-10(分子量:9.64×10、分子量分布:1.01)
・F-2(分子量:1.81×10、分子量分布:1.01)
・F-1(分子量:1.02×10、分子量分布:1.02)
・A-5000(分子量:5.97×10、分子量分布:1.02)
・A-2500(分子量:2.63×10、分子量分布:1.05)
・A-500(分子量:5.0×10、分子量分布:1.14)
(8)サンプル溶液濃度:0.5%THF溶液。
The GPC measurement conditions are as follows.
(1) Measuring device: HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation)
(2) Column: TSKgel (manufactured by Tosoh Corporation)
・G3000H-XL
・G2500H-XL
・G2000H-XL
・G1000H-XL
(3) Carrier: THF (tetrahydrofuran)
(4) Detector: RI (refractive index) detector (5) Temperature: 40°C
(6) Flow rate: 1.000ml/min
(7) Calibration curve: Standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
・F-80 (molecular weight: 7.06×10 5 , molecular weight distribution: 1.05)
・F-20 (molecular weight: 1.90×10 5 , molecular weight distribution: 1.05)
・F-10 (molecular weight: 9.64×10 4 , molecular weight distribution: 1.01)
・F-2 (molecular weight: 1.81×10 4 , molecular weight distribution: 1.01)
・F-1 (molecular weight: 1.02×10 4 , molecular weight distribution: 1.02)
・A-5000 (molecular weight: 5.97×10 3 , molecular weight distribution: 1.02)
・A-2500 (molecular weight: 2.63×10 3 , molecular weight distribution: 1.05)
・A-500 (molecular weight: 5.0×10 2 , molecular weight distribution: 1.14)
(8) Sample solution concentration: 0.5% THF solution.

<ポリオール成分の調製>
ポリオール成分を表2、表3に示す配合にて調製した。
<Preparation of polyol component>
Polyol components were prepared according to the formulations shown in Tables 2 and 3.

表2、表3における各原料は以下の通り。
・珪酸ナトリウム水溶液1:固形分37.5%、モル比(SiO/NaO)=2.0(商品名:1号ケイ酸ソーダR0、東曹産業社製)
・珪酸ナトリウム水溶液2:固形分39.5%、モル比(SiO/NaO)=2.0(商品名:1号ケイ酸ソーダP0、東曹産業社製)
・アルコール1:1,3-ブタンジオール(分子量90、1級水酸基含有)
・アルコール2:3-メチル1,5-ペンタンジオール(分子量118、1級水酸基含有)
・アルコール3:ジエチレングリコール(分子量106、1級水酸基含有)
・アルコール4:2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール(分子量160、1級水酸基含有)
・アルコール5:ポリエチレングリコール(数平均分子量200、1級水酸基含有)
・アルコール6:グリセリン(分子量92、1級水酸基含有)
・TMAEE:N-メチル-N-(N’,N’-ジメチルアミノエチル)アミノエタノール(商品名:TOYOCAT RX5、東ソー社製)
・TMHDA:N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン
・TEDA:トリエチレンジアミン(商品名:TEDA L33、東ソー社製)。
Each raw material in Tables 2 and 3 is as follows.
・Sodium silicate aqueous solution 1: Solid content 37.5%, molar ratio (SiO 2 /Na 2 O) = 2.0 (Product name: No. 1 Sodium Silicate R0, manufactured by Toso Sangyo Co., Ltd.)
・Sodium silicate aqueous solution 2: Solid content 39.5%, molar ratio (SiO 2 /Na 2 O) = 2.0 (Product name: No. 1 Sodium Silicate P0, manufactured by Toso Sangyo Co., Ltd.)
・Alcohol 1: 1,3-butanediol (molecular weight 90, contains primary hydroxyl group)
・Alcohol 2: 3-methyl 1,5-pentanediol (molecular weight 118, contains primary hydroxyl group)
・Alcohol 3: Diethylene glycol (molecular weight 106, contains primary hydroxyl group)
・Alcohol 4: 2,4-diethyl-1,5-pentanediol (molecular weight 160, contains primary hydroxyl group)
・Alcohol 5: Polyethylene glycol (number average molecular weight 200, contains primary hydroxyl group)
・Alcohol 6: Glycerin (molecular weight 92, contains primary hydroxyl group)
・TMAEE: N-methyl-N-(N',N'-dimethylaminoethyl) aminoethanol (product name: TOYOCAT RX5, manufactured by Tosoh Corporation)
・TMHDA: N,N,N',N'-tetramethylhexamethylenediamine ・TEDA: Triethylenediamine (trade name: TEDA L33, manufactured by Tosoh Corporation).

<反応挙動および各種評価方法>
上記ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)とを用い、表4、および表5に示す配合にて発泡試験を行った(撹拌条件:液温15℃のとき、スリーワンモーターを使用し300rpm×10秒、液温25℃のとき、撹拌条件:スリーワンモーターを使用し400rpm×10秒)。結果を表4、表5に示す。
<Reaction behavior and various evaluation methods>
Using the above polyol component (A) and polyisocyanate component (B), a foaming test was conducted with the formulations shown in Tables 4 and 5 (stirring conditions: 300 rpm using a three-one motor when the liquid temperature was 15°C). x 10 seconds, when the liquid temperature was 25°C, stirring conditions: 400 rpm x 10 seconds using a three-one motor). The results are shown in Tables 4 and 5.

反応性試験における「自由発泡」とは、成分(A)と成分(B)とを前記条件で1Lカップにて配合、混合撹拌し、そのままカップ内で発泡させたものであり、「水中発泡」とは成分(A)と成分(B)とを前記条件で1Lカップにて配合、混合撹拌した直後、配合液100mLを素早く水500mLの入った別の1Lカップに投入し、撹拌棒で水を30秒強くかき混ぜて発泡させたものである。 "Free foaming" in the reactivity test means that component (A) and component (B) are blended in a 1L cup under the above conditions, mixed and stirred, and then foamed in the cup as it is, and "foaming in water". What is Component (A) and Component (B) under the above conditions in a 1L cup? Immediately after mixing and stirring, quickly pour 100mL of the blended liquid into another 1L cup containing 500mL of water, and add water using a stirring rod. The mixture was stirred vigorously for 30 seconds to foam.

・クリームタイム :ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)とを混合撹拌し始めてから、その配合液がクリーム状に白濁し液面が立ち上がってくるまでの時間(秒)を表す。
・ライズタイム :ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)とを混合撹拌しはじめてから、その配合液が発泡して最高の高さに達するまでの時間(秒)を表す。
-Cream time: represents the time (in seconds) from when the polyol component (A) and the polyisocyanate component (B) begin to be mixed and stirred until the liquid mixture becomes cloudy and creamy and the liquid level rises.
- Rise time: represents the time (in seconds) from when the polyol component (A) and the polyisocyanate component (B) begin to be mixed and stirred until the blended liquid foams and reaches its maximum height.

・発泡倍率 :自由発泡時の発泡倍率を以下の式により算出する。
発泡倍率(倍)=発泡後の成形体体積(cm)/発泡前の配合液の体積(cm)。
・Foaming ratio: Calculate the foaming ratio during free foaming using the following formula.
Expansion ratio (times) = volume of molded body after foaming (cm 3 )/volume of compounded liquid before foaming (cm 3 ).

・発泡後の水濁り :水中発泡性試験においてライズタイム終了後の水質汚染の指標として水の濁りを濁度計(TURBIDIMETER 2100N、HACH社製)にて測定した。濁度20NTU以下であれば良好と言える。 - Water turbidity after foaming: In the underwater foaming test, water turbidity was measured using a turbidity meter (TURBIDIMETER 2100N, manufactured by HACH) as an indicator of water pollution after the rise time. It can be said that a turbidity of 20 NTU or less is good.

・発泡後の水泡立ち:水中発泡性試験においてライズタイム終了後の水質汚染の指標として水の泡立ちを測定。水中発泡性試験に用いたライズタイム終了後の水125mLを容量250mLのポリエチレンの瓶に入れ、密栓後10秒間強く振り混ぜてから静置し、泡が水表面から消えるまでの時間(秒)を表す。60秒以下であれば良好と言える。 - Foaming after foaming: In the underwater foaming test, water foaming is measured as an indicator of water pollution after the rise time. Pour 125 mL of the water after the rise time used in the underwater foaming test into a 250 mL polyethylene bottle, tightly stopper it, shake it vigorously for 10 seconds, then let it stand, and measure the time (seconds) it takes for the bubbles to disappear from the water surface. represent. If it is 60 seconds or less, it can be said to be good.

・発泡速度:1Lカップで発泡させた時に、クリームタイム後からカップを満たすまでの時間を以下の式より算出したもの。 ・Foaming speed: When foaming in a 1L cup, the time from after the cream time until the cup is filled is calculated using the following formula.

発泡速度(/秒)= 100/(撹拌開始から1Lカップを満たすまでの反応時間(秒)-クリームタイム(秒))
液温25℃において、発泡速度が14.0以下であれば良好と言える。
Foaming speed (/sec) = 100/(reaction time (sec) from start of stirring to filling 1L cup - cream time (sec))
If the foaming rate is 14.0 or less at a liquid temperature of 25°C, it can be said to be good.

・表面硬度:自由発泡5分後にゴム硬度計C型(Asker製)を用い、表面硬度を測定した値を示す。10以上であれば脆くなく良好と言える。 -Surface hardness: The surface hardness is measured using a rubber hardness meter C type (manufactured by Asker) 5 minutes after free foaming. If it is 10 or more, it can be said that it is not brittle and is good.

・水中硬化性:水中発泡2分後にカップの水を取り除き、発泡体表面のタックがなくなるまでの時間を示したもの。180秒以下であれば良好と言える。 - Underwater curability: The time required for the surface of the foam to become tacky after removing the water from the cup 2 minutes after foaming in water. If it is 180 seconds or less, it can be said to be good.

Claims (5)

ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)とからなる岩盤固結用注入薬液組成物であって、ポリオール成分(A)が、珪酸ナトリウム水溶液(A-1)と、エチレンオキサイドユニットを60~90質量%の範囲で含む数平均分子量400~1000のポリエーテルポリオール(A-2)と、分子量が150以下の一級水酸基を有するアルコール(A-3)と、活性水素を一つ有する3級アミン触媒(A-4)とを含み、ポリイソシアネート成分(B)が、ジフェニルメタンジイソシアネートとイソシアネート官能基数3以上のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートとの混合物(B-1)、及びエチレンオキサイドユニットを60~90質量%の範囲で含む数平均分子量400~1000のポリエーテルポリオール(B-2)と(B-1)との反応生成物を含み、さらに(B-1)のジフェニルメタンジイソシアネートとイソシアネート官能基数3以上のポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートの比率が質量比50/50~75/25であり、ジフェニルメタンジイソシアネート中の4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートと、2,2’-ジフェニルメタンジイソシアネート、及び2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネートの合計との質量比が70/30~55/45であることを特徴とする岩盤固結用注入薬液組成物。 An injection chemical composition for rock consolidation comprising a polyol component (A) and a polyisocyanate component (B), wherein the polyol component (A) contains an aqueous sodium silicate solution (A-1) and an ethylene oxide unit of 60 to A polyether polyol (A-2) with a number average molecular weight of 400 to 1000 contained in the range of 90% by mass, an alcohol (A-3) having a primary hydroxyl group with a molecular weight of 150 or less, and a tertiary amine having one active hydrogen. catalyst (A-4), the polyisocyanate component (B) is a mixture (B-1) of diphenylmethane diisocyanate and polyphenylpolymethylene polyisocyanate having an isocyanate functional group number of 3 or more, and 60 to 90 ethylene oxide units. Contains a reaction product of polyether polyol (B-2) with a number average molecular weight of 400 to 1000 in the range of mass % and (B-1), and further contains diphenylmethane diisocyanate of (B-1) and an isocyanate functional group number of 3 or more The ratio of polyphenylpolymethylene polyisocyanate is from 50/50 to 75/25 by mass, and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, and 2,4'-diphenylmethane in diphenylmethane diisocyanate. An injection chemical composition for rock consolidation, characterized in that the mass ratio of diisocyanate to the total is 70/30 to 55/45. ポリオール成分(A)に含まれる分子量150以下の一級水酸基を有するアルコール(A-3)が、ジエチレングリコール、グリセリン、1,3-ブタンジオール、及び3-メチル-1,5-ペンタンジオールから選ばれる少なくとも一種類である、請求項1に記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 The alcohol (A-3) having a primary hydroxyl group with a molecular weight of 150 or less contained in the polyol component (A) is at least one selected from diethylene glycol, glycerin, 1,3-butanediol, and 3-methyl-1,5-pentanediol. The injection chemical composition for rock consolidation according to claim 1, which is one type. ポリオール成分(A)に分散安定剤を含む、請求項1、または2に記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 The injection chemical composition for rock consolidation according to claim 1 or 2, wherein the polyol component (A) contains a dispersion stabilizer. ポリイソシアネート成分(B)に減粘剤を含む、請求項1、または2に記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 The injection chemical composition for rock consolidation according to claim 1 or 2, wherein the polyisocyanate component (B) contains a thinner. ポリイソシアネート成分(B)に整泡剤を含む、請求項1、または2に記載の岩盤固結用注入薬液組成物。 The injection chemical composition for rock consolidation according to claim 1 or 2, wherein the polyisocyanate component (B) contains a foam stabilizer.
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