JP3125286B2 - Composition for soil-stabilized polyurethane foam resin, and soil stabilization method using the composition - Google Patents

Composition for soil-stabilized polyurethane foam resin, and soil stabilization method using the composition

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JP3125286B2 JP08056859A JP5685996A JP3125286B2 JP 3125286 B2 JP3125286 B2 JP 3125286B2 JP 08056859 A JP08056859 A JP 08056859A JP 5685996 A JP5685996 A JP 5685996A JP 3125286 B2 JP3125286 B2 JP 3125286B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ケイ酸塩水溶液及
び/又は水性シリカゾルとNCO基末端プレポリマーと
を主成分とする土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組
成物、及び該組成物を用いた土壌安定化方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for a polyurethane foam-stabilized soil-based resin containing a silicate aqueous solution and / or an aqueous silica sol and an NCO-terminated prepolymer as main components, and using the composition. It relates to a soil stabilization method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液か
ら、酸又は潜在的酸の作用によって、無機質のシリカゲ
ルプラスチックを製造出来ることが知られている。水ガ
ラスからは軽量フォームプラスチックも製造される。こ
れらの製品は加熱時に高い寸法安定性を有し、完全に不
燃性であるが、砕け易く、強度は小さく、且つ完全に固
化するまでは耐水性に乏しい。一方、有機ポリイソシア
ネートと活性水素基含有化合物からポリウレタン樹脂や
ポリ尿素樹脂が製造できることは公知である。これら
は、発泡性土壌安定化樹脂として広く使用されており、
硬化速度、樹脂密度、物理的特性等を広く変化させるこ
とが可能である。例えば、特開平7−97566号公報
には、止水用薬剤としてジイソシアネートとポリエーテ
ルグリコールとを反応させて得られるNCO基含有プレ
ポリマーを、硬化促進剤を含有する金属塩水溶液と混合
して用る発明が開示されている。しかし、無機プラスチ
ックに比較すると極めてコスト高になり、外気温による
原材料の粘度変化が大きく、作業性が劣っている。そこ
で、これらの無機質のプラスチックと有機質の樹脂の欠
点を互いに改善する技術が種々提案されている。例え
ば、特公昭62−21039号公報には、親水性ポリオ
キシアルキレンポリオールと有機ポリイソシアネートを
反応させた末端NCO基含有ウレタンプレポリマーを含
有する主剤と、ケイ酸ソーダ又はポルトランドセメント
類の希薄水溶液を含有する硬化剤を使用する地盤安定処
理工法が開示されている。また、特開平4−28329
0号公報には、ケイ酸ソーダ水溶液とポリイソシアネー
ト及び反応性希釈剤等とから成る土質等の安定化用注入
薬液組成物、並びにこれを使用した地盤の安定強化止水
工法が記載されている。これに類似した発明として、特
公平7−72271号公報には、特開平4−28329
0号公報の発明において、ポリイソシアネート及び反応
性希釈剤のかわりに、有機ポリイソシアネートとポリオ
キシアルキレンモノ又はポリオールを反応させたNCO
基含有親水性ウレタンプレポリマーを使用した技術が開
示されている。更に、特開平5−78667号公報に
は、ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液とイイソシアネート
プレポリマーを主成分とする岩盤固結用薬液が開示され
ている。
2. Description of the Related Art It has been known that inorganic silica gel plastics can be produced from an aqueous solution of an alkali metal silicate by the action of an acid or a latent acid. Light glass foam is also produced from water glass. These products have high dimensional stability when heated and are completely non-flammable, but are friable, have low strength, and have poor water resistance until fully solidified. On the other hand, it is known that a polyurethane resin or a polyurea resin can be produced from an organic polyisocyanate and an active hydrogen group-containing compound. These are widely used as foaming soil stabilizing resins,
It is possible to widely change the curing speed, resin density, physical properties and the like. For example, JP-A-7-97566 discloses that an NCO group-containing prepolymer obtained by reacting diisocyanate and polyether glycol as a water-stopping agent is mixed with an aqueous metal salt solution containing a curing accelerator. Invention is disclosed. However, as compared with inorganic plastics, the cost is extremely high, the viscosity of the raw materials greatly changes due to the outside temperature, and the workability is poor. Therefore, various techniques have been proposed to remedy the disadvantages of these inorganic plastics and organic resins. For example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-21039 discloses a main agent containing a urethane prepolymer having a terminal NCO group obtained by reacting a hydrophilic polyoxyalkylene polyol with an organic polyisocyanate, and a dilute aqueous solution of sodium silicate or Portland cement. A ground stabilization method using a contained curing agent is disclosed. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-28329
No. 0 describes an injectable chemical composition for stabilizing soil and the like comprising a sodium silicate aqueous solution, a polyisocyanate, a reactive diluent, and the like, and a method for stopping the ground stability using the same. . As an invention similar to this, Japanese Patent Publication No. 7-72271 discloses Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-28329.
In the invention of JP-A No. 0, an NCO obtained by reacting an organic polyisocyanate with a polyoxyalkylene mono- or polyol instead of the polyisocyanate and the reactive diluent
A technique using a group-containing hydrophilic urethane prepolymer is disclosed. Further, JP-A-5-78667 discloses a rock consolidation chemical solution containing an aqueous solution of an alkali metal silicate and an isocyanate prepolymer as main components.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来公知の無機−有機複合系においては、固結の際に大
きな内部発熱が生じ、生成する(発熱)固結体は不均
質、不安定であり、その物性も不十分である。本発明者
等は、このような公知技術の問題点を改善するため、土
壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂を得るに際し、無機系
水性液とNCO基末端プレポリマーからなる有機系との
複合系において、土壌安定化樹脂として要求される特性
について鋭意研究検討した結果、無機−有機複合系にカ
ップリング剤とアミン系触媒と粘度調整剤と場合より界
面活性剤を併用することにより、前記従来技術の欠点を
改善できるだけでなく、反応速度が適当で土壌への浸透
性や充填性にも優れ、土壌を安定化しうることを見出
し、本発明を完成するに至った。
However, in these conventionally known inorganic-organic hybrid systems, large internal heat is generated during the consolidation, and the (exothermic) condensate produced is inhomogeneous and unstable. However, its physical properties are also insufficient. The present inventors, in order to improve such problems of the known art, when obtaining a soil-stabilized polyurethane foam resin, in a composite system of an inorganic aqueous liquid and an organic system comprising an NCO-terminated prepolymer, As a result of intensive studies on the properties required as a soil stabilizing resin, the use of a coupling agent, an amine-based catalyst, a viscosity modifier and a surfactant as the case may be in combination with an inorganic-organic composite system has led to the disadvantages of the prior art. It was found that not only can the soil be improved, but also that the reaction rate is appropriate, the permeability into the soil and the filling properties are excellent, and the soil can be stabilized, and the present invention has been completed.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、
(A)ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シリカゾル、カッ
プリング剤、アミン系触媒及び発泡剤からなる無機系混
合物と、(B)有機ポリイソシアネートと官能基数2〜
8の活性水素基含有化合物、モノアルコールを併用して
反応させて得られるNCO基末端プレポリマー及び粘度
調整剤からなる有機系混合物、とから成る土壌安定化ポ
リウレタン系発泡樹脂用組成物である。
That is, the present invention provides:
(A) an inorganic mixture composed of an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst and a blowing agent, (B) an organic polyisocyanate and two to two functional groups
8. An soil-stabilized polyurethane foam resin composition comprising: an active hydrogen group-containing compound of No. 8, an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting a monoalcohol in combination, and an organic mixture comprising a viscosity modifier.

【0005】本発明は、(A)ケイ酸塩水溶液及び/又
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発
泡剤及び界面活性剤からなる無機系混合物と、(B)有
機ポリイソシアネートと官能基数2〜8の活性水素基含
有化合物、モノアルコーを併用して反応させて得られる
NCO基末端プレポリマー及び粘度調整剤からなる有機
系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹
脂用組成物である。
The present invention relates to (A) an inorganic mixture comprising an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a blowing agent and a surfactant; (B) an organic polyisocyanate and a functional group. A soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising: an active hydrogen group-containing compound of 2 to 8, an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting monoalcohol in combination, and an organic mixture comprising a viscosity modifier. is there.

【0006】本発明は、(A)ケイ酸塩水溶液及び/又
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び
発泡剤からなる無機系混合物と、(B)有機ポリイソシ
アネートと官能基数2〜8の活性水素基含有化合物、モ
ノアルコーを併用して反応させて得られるNCO基末端
プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤からなる有機
系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹
脂用組成物である。
The present invention relates to (A) an inorganic mixture comprising an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst and a foaming agent; (B) an organic polyisocyanate having 2 to 8 functional groups. An active hydrogen group-containing compound, an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting in combination with a monoalcohol, an organic mixture comprising a viscosity modifier and a surfactant, and a composition for a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin. is there.

【0007】本発明は、(A)ケイ酸塩水溶液及び/又
は水性シリカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発
泡剤及び界面活性剤からなる無機系混合物と、(B)有
機ポリイソシアネートと官能基数2〜8の活性水素基含
有化合物、モノアルコーを併用して反応させて得られる
NCO基末端プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤
からなる有機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレ
タン系発泡樹脂用組成物である。
The present invention relates to (A) an inorganic mixture comprising an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a blowing agent and a surfactant; (B) an organic polyisocyanate and a functional group. A soil-stabilized polyurethane foam resin comprising: an active hydrogen group-containing compound of 2 to 8; an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting monoalcohol in combination; an organic mixture of a viscosity modifier and a surfactant; It is a composition for use.

【0008】本発明は、NCO基末端プレポリマーが、
ジフェニルメタンジイソシアネート及び/又はポリフェ
ニレンポリメチレンポリイソシアネートと、エチレンオ
キシドユニットを60〜95重量%含有する分子量50
0〜5000のポリエーテルグリコールと炭素数4〜5
0のモノアルコールとを併用し、反応させて得られるN
CO基末端プレポリマーである土壌安定化ポリウレタン
系発泡樹脂用組成物である。
[0008] The present invention provides an NCO-terminated prepolymer comprising:
Diphenylmethane diisocyanate and / or polyphenylene polymethylene polyisocyanate, and a molecular weight of 50 to 60 to 95% by weight containing ethylene oxide units.
0 to 5000 polyether glycol and 4 to 5 carbon atoms
N obtained by reacting a monoalcohol
It is a composition for a soil-stabilized polyurethane foam resin that is a CO-based terminal prepolymer.

【0009】また本発明は、前記の土壌安定化ポリウレ
タン系発泡樹脂用組成物を土壌に注入して固結させるこ
とを特徴とする土壌安定化方法である。
The present invention also provides a method for stabilizing a soil, which comprises injecting the above-mentioned composition for a soil-stabilized polyurethane foam resin into soil and consolidating it.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明に使用される(A)ケイ酸
塩水溶液について、例えばケイ酸塩水溶液は一般に水ガ
ラスと呼ばれているもので、二酸化ケイ素を20〜40
重量%、酸化ナトリウムを5〜20重量%含有する水溶
液が好ましい。本発明に最も適したものは二酸化ケイ素
を28〜32重量%、酸化ナトリウムを11〜13重量
%含有する水ガラスである。水性シリカゾルとしては、
固形分としてシリカを15〜20重量%含有し水を分散
媒とする透明性の膠質液である。本発明においては、水
性シリカゾル単独あるいはこれとケイ酸塩水溶液の併用
より、ケイ酸塩水溶液とくにケイ酸ソーダ水溶液を単独
で使用するほうが生成発泡樹脂の物性上好ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Regarding the silicate aqueous solution (A) used in the present invention, for example, the silicate aqueous solution is generally called water glass, and silicon dioxide is used in an amount of 20 to 40.
An aqueous solution containing 5% by weight and 5 to 20% by weight of sodium oxide is preferred. Most suitable for the present invention is water glass containing 28 to 32% by weight of silicon dioxide and 11 to 13% by weight of sodium oxide. As the aqueous silica sol,
It is a transparent colloid liquid containing 15 to 20% by weight of silica as a solid content and using water as a dispersion medium. In the present invention, it is more preferable to use an aqueous silicate solution, particularly an aqueous sodium silicate solution alone than the aqueous silica sol alone or a combination of the aqueous silica sol and the aqueous silicate solution in terms of the physical properties of the resulting foamed resin.

【0011】本発明に使用されるカップリング剤として
は、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリン
グ剤等が挙げられ、これにより(A)無機系混合物と
(B)有機系混合物との相溶性を向上させて、土壌への
浸透性や充填性に優れた均質な発泡性樹脂を形成しう
る。このうちシラン系カップリング剤が特に好ましい。
これらは単独又は2種以上の混合物として使用すること
ができる。カップリング剤の使用量は、NCO基末端プ
レポリマー100重量部に対して0.05〜10重量部
が好ましく、更に好適には0.1〜5.0重量部であ
る。
The coupling agent used in the present invention includes titanate-based coupling agents, silane-based coupling agents, and the like, whereby the compatibility between (A) the inorganic mixture and (B) the organic mixture is improved. And a homogeneous foaming resin excellent in soil permeability and filling property can be formed. Of these, silane coupling agents are particularly preferred.
These can be used alone or as a mixture of two or more. The amount of the coupling agent used is preferably 0.05 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the NCO group-terminated prepolymer.

【0012】チタネート系カップリング剤としては、例
えばテトラ−n−ブトキシチタン、テトライソプロポキ
シチタン、ビス[2−[(2−アミノエチル)アミノ]
エタノレート][2−[(2−アミノエチル)アミノ)
エタノレート−0](2−プロパノレート)チタニウ
ム、トリス(イソオクタデカノエート−0)(2−プロ
パノレート)チタニウム、ビス(ジトリデシルホスファ
イト−0″)テトラキス(2−プロパノレート)ジハイ
ドロゼンチタネート、ビス(ジオクチルホスファイト−
0”)テトラキス(2−プロパノレート)ジハイドロゼ
ンチタネート、トリス(ジオクチルホスファイト−
0″)(2−プロパノレート)チタニウム、ビス(ジオ
クチルホスファイト−0″)[1,2−エタンジオレー
ト(2−)−0,0’]チタニウム、トリス(ドデシル
ベンゼンスルフォネート−0)(2−プロパノレート)
チタニウム、テトラキス[2,2−ビス[(2−プロペ
ニルオキシ)メチル]−1−ブタノレートチタネート等
が挙げられる。具体的には例えば、味の素製のプレンア
クトKR TTS、KR 46B、 KR 55、KR
41B、KR 38S、KR 138S、KR 238
S、338X、KR 12、KR 44、KR 9S
A、KR 34S等が挙げられる。
Examples of titanate-based coupling agents include tetra-n-butoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, and bis [2-[(2-aminoethyl) amino].
Ethanolate] [2-[(2-aminoethyl) amino)
Ethanolate-0] (2-propanolate) titanium, tris (isooctadecanoate-0) (2-propanolate) titanium, bis (ditridecylphosphite-0 ″) tetrakis (2-propanolate) dihydrozentitanate, bis (Dioctyl phosphite-
0 ") tetrakis (2-propanolate) dihydrozentitanate, tris (dioctylphosphite-
0 ") (2-propanolate) titanium, bis (dioctylphosphite-0") [1,2-ethanediolate (2-)-0,0 '] titanium, tris (dodecylbenzenesulfonate-0) ( 2-propanolate)
Titanium and tetrakis [2,2-bis [(2-propenyloxy) methyl] -1-butanolate titanate. Specifically, for example, Ajinomoto's Prenact KR TTS, KR 46B, KR 55, KR
41B, KR 38S, KR 138S, KR 238
S, 338X, KR 12, KR 44, KR 9S
A, KR 34S and the like.

【0013】シラン系カップリング剤としては、例えば
γ−メタクリロキシプリピルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシランなどのビニルシラン化合物やβ−
(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ンなどのエポキシシラン化合物やγ−アミノプロピルト
リエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノ
プロピルメチルジメキシシランなどのアミノシラン化合
物やγ−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどの
メルカプトシラン化合物等が挙げられる。具体的には例
えば、日本ユニカー製のA−174、A−187等が好
ましい。
As the silane coupling agent, for example, vinyl silane compounds such as γ-methacryloxy propyl trimethoxy silane and vinyl triethoxy silane, and β-
Epoxysilane compounds such as (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimex Examples include aminosilane compounds such as silane and mercaptosilane compounds such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. Specifically, for example, Nippon Unicar's A-174 and A-187 are preferable.

【0014】アミン系触媒としては、好適には、長鎖の
アミン類、イミダゾール類を例示することができる。長
鎖のアミン類としては、例えば、n−ブチルアミン、n
−オクチルアミン、n−ドデシルアミン、n−ヘキサメ
チルアミン等の一級アミンや、N,N−ジメチル−n−
ドデシルアミン、N,N−ジメチル−n−テトラデシル
アミン、N,N−ジメチル−n−ヘキサデシルアミン、
N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン等の三級ア
ミンが挙げられる。また、イミダゾール類としては例え
ば、1ーメチルイミダゾール、2−メチルイミダゾー
ル、1,2−ジメチルイミダゾール、2−エチル−4−
メチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダ
ゾール、1−イソブチル−2−メチルイミダゾール等が
挙げられる。これらは単独又は2種以上の混合物として
使用することができる。これらのアミン系触媒の使用量
は、ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シリカゾル100重
量部に対して0.1〜10重量部が好ましい。
Suitable examples of the amine catalyst include long-chain amines and imidazoles. As long-chain amines, for example, n-butylamine, n-butylamine
Primary amines such as -octylamine, n-dodecylamine and n-hexamethylamine, and N, N-dimethyl-n-
Dodecylamine, N, N-dimethyl-n-tetradecylamine, N, N-dimethyl-n-hexadecylamine,
Tertiary amines such as N, N-dimethyl-n-octadecylamine are exemplified. Examples of imidazoles include, for example, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-
Methyl imidazole, 1-benzyl-2-methyl imidazole, 1-isobutyl-2-methyl imidazole and the like can be mentioned. These can be used alone or as a mixture of two or more. The amount of the amine catalyst used is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous silicate solution and / or the aqueous silica sol.

【0015】発泡剤としては、水のほかに、アセトン、
イソヘプタン、ヘキサン、メチレンクロライド、尿素、
ホウ砂、ホウ酸、ニトロエタン等が挙げられる。環境保
護の目的からは、水が最も好ましい。この使用量は、ケ
イ酸塩水溶液及び/又は水性シリカゾル100重量部に
対して0.1〜10重量部が好ましい。
As the foaming agent, in addition to water, acetone,
Isoheptane, hexane, methylene chloride, urea,
Borax, boric acid, nitroethane and the like can be mentioned. Water is most preferred for environmental protection purposes. This amount is preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the aqueous silicate solution and / or the aqueous silica sol.

【0016】界面活性剤は、(A)無機系混合物と
(B)有機系混合物との混合操作において、分散や発泡
のための整泡剤等としての性能も有している。このよう
な界面活性剤は、例えば、エチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、等のアルキレンオキシ
ドの必要な数を含有するポリグリコールエーテルと、少
なくとも1個の反応性水素原子を含有する有機化合物と
を縮合することによって得られる。この少なくととも1
個の反応性水素原子を含有する有機化合物としては、ア
ルコール、フェノール、チオール、第一又は第二アミ
ン、カルボン酸又はスルホン酸、それらのアミドや、1
個以上のアルキル置換基を有するフェノール系化合物の
ポリアルキレンオキシド誘導体を挙げることができる。
好ましい界面活性剤としては、プルロニック型界面活性
剤を挙げることができる。これは一般には、ブチレンオ
キシド、アミレンオキシド、フェニルエチレンオキシ
ド、シクロヘキセンオキシド、プロピレンオキシド、又
はそれらの混合物のような、1,2−アルキレンオキシ
ドまたは置換アルキレンオキシドをアルカリ触媒の存在
下で重合させて、水に不溶性のポリアルキレングリコー
ルを製造し、次いで同条件下でエチレンオキシド等の必
要なモル数と縮合して得られる。更に、トリプロピレ
ン、テトラプロピレン、ペンタプロピレン、ジトリブチ
レン、トリイソブチレン、テトラブチレン、プロピレン
イソブチレン及びトリブテン等のようなポリオレフィン
と一酸化炭素及び水素との触媒反応によって生成するア
ルデヒドを還元して得られるアルコールに、必要なモル
数のエチレンオキシドを反応させて得られる非イオン性
界面活性剤等を挙げることができる。また、シリコーン
系界面活性剤を挙げることができ、これには、活性水素
基を含有するものと含有しないものがある。好ましいの
は活性水素基を含有しないものである。例えば、各種の
シロキサンポリアルキレンオキシドブロック共重合体が
挙げられる。具体的には、ユニオンカーバイド製のL−
5340、テー・ゴールドシュミット製のB−145
1、B−8407等を挙げることができる。このような
界面活性剤は、(A)無機系混合物及び/又は(B)有
機系混合物に添加することができる。界面活性剤の使用
量は、NCO基末端プレポリマー100重量部に対して
0.05〜5重量部が好ましい。
The surfactant also has a performance as a foam stabilizer for dispersion and foaming in the mixing operation of (A) the inorganic mixture and (B) the organic mixture. Such surfactants include, for example, the condensation of a polyglycol ether containing the required number of alkylene oxides, such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and an organic compound containing at least one reactive hydrogen atom. It is obtained by doing. This at least one
Organic compounds containing one reactive hydrogen atom include alcohols, phenols, thiols, primary or secondary amines, carboxylic acids or sulfonic acids, amides thereof,
Examples include polyalkylene oxide derivatives of phenolic compounds having at least two alkyl substituents.
Preferred surfactants include pluronic surfactants. This generally involves the polymerization of a 1,2-alkylene oxide or substituted alkylene oxide, such as butylene oxide, amylene oxide, phenylethylene oxide, cyclohexene oxide, propylene oxide, or mixtures thereof, in the presence of an alkali catalyst, It is obtained by producing a water-insoluble polyalkylene glycol and then condensing it with the required number of moles of ethylene oxide or the like under the same conditions. Furthermore, alcohols obtained by reducing aldehydes generated by the catalytic reaction of polyolefins such as tripropylene, tetrapropylene, pentapropylene, ditributylene, triisobutylene, tetrabutylene, propylene isobutylene, and tribune with carbon monoxide and hydrogen are converted to alcohols. And a nonionic surfactant obtained by reacting a required number of moles of ethylene oxide. In addition, there can be mentioned a silicone-based surfactant, which includes one containing an active hydrogen group and one containing no active hydrogen group. Preferred are those containing no active hydrogen groups. For example, various siloxane polyalkylene oxide block copolymers can be mentioned. Specifically, L- made by Union Carbide
5340, B-145 made by Te Goldschmidt
1, B-8407 and the like. Such a surfactant can be added to (A) the inorganic mixture and / or (B) the organic mixture. The amount of the surfactant used is preferably 0.05 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the NCO-terminated prepolymer.

【0017】本発明においては、無機系混合物(A)中
に更に分散剤、増粘剤、老化防止剤、耐熱性付与剤、坑
酸化剤等を添加することができる。
In the present invention, a dispersant, a thickener, an antioxidant, a heat resistance imparting agent, an antioxidant and the like can be further added to the inorganic mixture (A).

【0018】本発明におけるNCO基末端プレポリマー
を製造するための有機ポリイソシアネートとしては、例
えばp−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレン
ジイソシアネート、1,3−キシリレンジイソシアネー
ト、1,4−キシリレンジイソシアネート、1,4−ナ
フチレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソ
シアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシア
ネート、2−ニトロジフェニルー4,4′−ジイソシア
ネート、2,2′−ジフェニルプロパン−4,4′−ジ
イソシアネート、3,3′−ジメチルジフェニルメタン
−4,4′−ジイソシアネート、4,4′−ジフェニル
プロパンジイソシアネート、TDI、ジフエニルメタン
ジイソシアネート(以下、MDIと略す)、ポリフェニ
ルメタンポリイソシアネート(以下、ポリメリックMD
Iと略す)等の芳香族ポリイソシアネート類や、テトラ
メチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート等の脂肪族ジイソシアネート類や、水素添加TD
I、水素添加MDI、イソホロンジイソシアネート等の
脂環族ジイソシアネート類等が挙げられる。更に有機ポ
リイソシアネートとして、これらのNCO基の一部をビ
ウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾ
リドン、アミド、イミド等に変性したものも使用するこ
とができる。これらは、単独又は2種以上の混合物とし
て使用することができる。これらのうち、好ましい有機
ポリイソシアネートは、MDI、ポリメリックMDI、
これらの異性体、これらの粗製混合物等のMDI系ポリ
イソシアネートであり、更に好ましくは、MDI及び/
又はポリメリックMDIで、ポリメリックMDIはMD
Iを30〜55重量%及びベンゼン環を3個以上有する
MDI系多核縮合体を70〜45重量%含む混合物であ
る。
The organic polyisocyanate for producing the NCO-terminated prepolymer in the present invention includes, for example, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, 1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, 2,4-naphthylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2'-diphenylpropane-4,4'-diisocyanate, 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, TDI, diphenylmethane diisocyanate (hereinafter abbreviated as MDI), polyphenylmethane polyiso Aneto (hereinafter referred to as polymeric MD
I); aliphatic diisocyanates such as tetramethylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate; hydrogenated TD
I, hydrogenated MDI, and alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate. Further, as the organic polyisocyanate, those obtained by modifying a part of these NCO groups into biuret, allophanate, carbodiimide, oxazolidone, amide, imide and the like can also be used. These can be used alone or as a mixture of two or more. Among these, preferred organic polyisocyanates are MDI, polymeric MDI,
MDI-based polyisocyanates such as these isomers and crude mixtures thereof, and more preferably MDI and / or
Or polymeric MDI, polymeric MDI is MD
It is a mixture containing 30 to 55% by weight of I and 70 to 45% by weight of an MDI polynuclear condensate having three or more benzene rings.

【0019】本発明のNCO基末端プレポリマーを得る
ための官能基数2〜8の活性水素基含有化合物として
は、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、
ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレン
グリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレン
グリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレン
グリコール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−
1,5−ペンタンジオール、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、シュクローズ、グ
ルコース、フラクトースソルビトール等の単独又は2種
以上の混合物、及びエチレンジアミン、プロピレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トルエンジアミン、メタ
フェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、キシ
リレンジアミン等の単独又は2種以上の混合物、あるい
は、これらを開始剤としてエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、ブチレンオキシド、アミレンオキシド、グ
リシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、tーブ
チルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル
等のモノマーの一種又は2種以上を公知の方法により付
加重合することによって得られたものが挙げられる。こ
れらは単独又は2種以上の混合物として使用することが
できる。これらの分子量は、250〜5000であるこ
とが好ましい。このうち、好ましい活性水素基含有化合
物は、エチレンオキシドユニットを60〜95重量%含
有する分子量500〜5000のポリエーテルグリコー
ルである。活性水素基含有化合物は、有機ポリイソシア
ネート100重量部に対して1〜20重量部使用するの
が好ましく、特に2〜18重量部使用するのが好まし
い。
The active hydrogen group-containing compound having 2 to 8 functional groups for obtaining the NCO-terminated prepolymer of the present invention includes, for example, ethylene glycol, propanediol, and the like.
Butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-
1,5-pentanediol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, sucrose, glucose, fructose sorbitol, or a mixture of two or more thereof, and ethylenediamine, propylenediamine, diethylenetriamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine , Xylylenediamine or the like, or a mixture of two or more thereof, or using these as initiators such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, amylene oxide, glycidyl ether, methyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, etc. And those obtained by addition polymerization of one or more of the above monomers by a known method. These can be used alone or as a mixture of two or more. These molecular weights are preferably from 250 to 5000. Among these, a preferred compound containing an active hydrogen group is polyether glycol having a molecular weight of 500 to 5000 and containing 60 to 95% by weight of an ethylene oxide unit. The active hydrogen group-containing compound is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by weight, particularly preferably 2 to 18 parts by weight, based on 100 parts by weight of the organic polyisocyanate.

【0020】本発明のNCO基末端プレポリマーを得る
ためのモノアルコールとしては、炭素数4〜50のモノ
アルコールである。このモノアルコールには、直鎖状モ
ノアルコールと分岐状モノアルコールとがある。この炭
素数4〜50の直鎖状モノアルコールとしては、アミル
アルコール、ヘキシルアルコール、ヘプチルアルコー
ル、オクチルアルコール、ノニルアルコール、デシルア
ルコール、ラウリルアルコール、トリデシルアルコー
ル、テトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコー
ル、ヘプタデシルアルコール、オクコデシルアルコール
(ステアリルアルコール)、ノナデシルアルコール、エ
イコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルアル
コール、等が挙げらる。好ましい直鎖状モノアルコール
は、炭素数5〜40である。
The monoalcohol for obtaining the NCO-terminated prepolymer of the present invention is a monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms. The monoalcohol includes a linear monoalcohol and a branched monoalcohol. Examples of the linear monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms include amyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, pentadecyl alcohol, and heptadecyl. Alcohol, octodecyl alcohol (stearyl alcohol), nonadecyl alcohol, eicosyl alcohol, seryl alcohol, melisyl alcohol and the like can be mentioned. Preferred linear monoalcohols have 5 to 40 carbon atoms.

【0021】炭素数4〜50の分岐状モノアルコールと
しては、2−エチルヘキサノール、メチル−1−ノナノ
ール、ジメチル−1−オクタノール、テトラメチル−1
−ヘキサノール、3−エチル4,5,6−トリメチルオ
クタノール、4,5,6,7−テトラメチルノナノー
ル、4,5,8−トリメチルデエノール、4,7,8−
トリメチルトリデカノール、トリデカノール、テトラデ
カノール、2−ヘキシルドデカノール、2−ヘキサデシ
ルオクタノール等が挙げらる。好ましい分岐条モノアル
コールは、炭素数4〜35である。このようなモノアル
コールの中で特に好ましいのは、分岐状モノアルコール
である。このようなモノアルコールの使用量は、官能基
数2〜8の活性水素基含有化合物100重量部に対して
0.5〜10重量部使用するのが好ましい。
Examples of the branched monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms include 2-ethylhexanol, methyl-1-nonanol, dimethyl-1-octanol and tetramethyl-1.
-Hexanol, 3-ethyl 4,5,6-trimethyloctanol, 4,5,6,7-tetramethylnonanol, 4,5,8-trimethyldeenol, 4,7,8-
Trimethyl tridecanol, tridecanol, tetradecanol, 2-hexyl decanol, 2-hexadecyl octanol and the like can be mentioned. Preferred branched monoalcohols have 4 to 35 carbon atoms. Particularly preferred among such monoalcohols are branched monoalcohols. The amount of the monoalcohol used is preferably 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the active hydrogen group-containing compound having 2 to 8 functional groups.

【0022】本発明におけるNCO基末端プレポリマー
のNCO含量は20〜30重量%が好ましく、24〜2
9重量%が更に好ましく、25〜28重量%が最も好ま
しい。
The NCO content of the NCO-terminated prepolymer in the present invention is preferably 20 to 30% by weight, and 24 to 2% by weight.
9 wt% is more preferred, and 25-28 wt% is most preferred.

【0023】本発明の粘度調整剤としては、エチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート等のカーボネート類や脂肪族カルボン酸類等が挙
げられるが、特にカーボネート類が好ましい。これらは
単独又は2種以上の混合物として使用することができ
る。このような粘度調整剤は、NCO基末端プレポリマ
ー100重量部に対して1〜15重量部使用するのが好
ましい。
Examples of the viscosity modifier of the present invention include carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate, and aliphatic carboxylic acids, and carbonates are particularly preferred. These can be used alone or as a mixture of two or more. Such a viscosity modifier is preferably used in an amount of 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the NCO-terminated prepolymer.

【0024】本発明において(A)無機系混合物と
(B)有機系混合物とは、有機系混合物中のNCO基末
端プレポリマーのNCO含量が無機系混合物中の活性水
素基に対して当量以下となる割合で使用するが、具体的
には、容量比で(A)/(B)=0.8〜1.2の範囲
で使用するのが好ましい。
In the present invention, (A) the inorganic mixture and (B) the organic mixture are defined as those in which the NCO content of the NCO group-terminated prepolymer in the organic mixture is equal to or less than the equivalent of active hydrogen groups in the inorganic mixture. Although it is used at a certain ratio, it is specifically preferable to use it in a capacity ratio of (A) / (B) = 0.8 to 1.2.

【0025】本発明による土壌安定化ポリウレタン系発
泡樹脂は、(A)無機系水性混合物と(B)有機系混合
物とを公知の攪拌・混合装置を使用し、強制混合するこ
とにより得られる。これら2相関の反応性を調整する目
的で、ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シリカゾルには、
水溶性、微臭且つ無機系混合物中で安定性の良いアミン
系触媒を併用する。
The soil-stabilized polyurethane foamed resin according to the present invention can be obtained by forcibly mixing (A) an inorganic aqueous mixture and (B) an organic mixture using a known stirring / mixing device. For the purpose of adjusting the reactivity of these two correlations, an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol include:
An amine catalyst having good stability in a water-soluble, slightly odorous and inorganic mixture is used in combination.

【0026】本発明においては、(A)無機系水性混合
物と(B)有機系混合物の混和性を向上させ、でき得る
限り両層の接触面積を大きくする目的で、有機ポリイソ
シアネートを活性水素基含有化合物で変性してNCO基
末端水分散型プレポリマーとし、且つ、有機相の粘度調
整、無機相との混和性の向上、混合後の液安定性の向上
等ため、活性水素基含有化合物として好適には両末端封
鎖型ポリエーテルグリコールが用いられ、好適には、分
岐状モノアルコールが併用される。一般的に非反応型の
添加剤は樹脂中に取り込まれた後、僅かづつ樹脂外へし
み出してくるのが通例であるので、土壌安定化という目
的の本発明においては好ましくない。しかし、本発明に
おいて、活性水素基含有化合物として好適な両末端封鎖
型ポリエーテルグリコールと、好適な分岐状モノアルコ
ールの併用で、樹脂外へのしみ出しはほとんど観察され
ない。本発明で得られる組成物は発泡性であり、且つ無
機及び有機の双方の良好な特性を併せ持っている。
In the present invention, the organic polyisocyanate is converted to an active hydrogen group in order to improve the miscibility of the (A) inorganic aqueous mixture and (B) the organic mixture and to increase the contact area between the two layers as much as possible. As an active hydrogen group-containing compound, it is modified with an NCO-containing compound to form an NCO group-terminated water-dispersible prepolymer, and to adjust the viscosity of the organic phase, improve the miscibility with the inorganic phase, and improve the liquid stability after mixing. Preferably, double-ended polyether glycol is used, and a branched monoalcohol is preferably used in combination. In general, non-reactive additives are generally incorporated into the resin, and then slightly exude from the resin, which is not preferred in the present invention for the purpose of soil stabilization. However, in the present invention, exudation to the outside of the resin is scarcely observed by using both ends-blocked polyether glycol suitable as an active hydrogen group-containing compound and a suitable branched monoalcohol in combination. The compositions obtained according to the invention are foamable and have good properties both inorganic and organic.

【0027】例えばケイ酸アルカリ金属塩の水溶液を、
MDIのような低分子量イソシアネートと反応させる
と、イソシアネート基が水と反応し、生成した二酸化炭
素が物質中で発泡に寄与し、二酸化炭素の一部は周囲の
ケイ酸塩水性相と反応して界面をゲル化する。この様に
して得られた発泡体は、発泡したポリ尿素の非凝集帯を
含有するケイ酸発泡体の性質を有しており、砕け易く、
強度は小さい。また、量的に大過剰のジイソシアネート
を使用した場合は、得られる生成物はポリ尿素発泡体で
あり、その中に非凝集性のケイ酸塩層が分散することに
なる。そのため、この生成物はシリカを充填したポリ尿
素発泡体の性質を示し、砕け易く、無機質としての耐火
性も乏しい。
For example, an aqueous solution of an alkali metal silicate is
When reacted with a low molecular weight isocyanate such as MDI, the isocyanate groups react with water, the carbon dioxide produced contributes to foaming in the material, and some of the carbon dioxide reacts with the surrounding silicate aqueous phase. Gel the interface. The foam thus obtained has the properties of a silicic acid foam containing a non-agglomerated zone of foamed polyurea, and is easily crushed,
The strength is small. Also, if a large excess of diisocyanate is used, the resulting product is a polyurea foam in which the non-agglomerated silicate layer is dispersed. The product therefore exhibits the properties of a silica-filled polyurea foam, is easily crushed, and has poor inorganic fire resistance.

【0028】本発明の特徴は、2種の相のコロイド状分
布と相互浸透にあり、それがキセロゾルの特性である強
度な特有の表面相互作用又は界面相互作用を可能にす
る。このコロイド状の形態は、ケイ酸塩水溶液及び/又
は水性シリカゾルと混合される物質が、カップリング剤
と末端基がNCO基の水分散型プレポリマーであっては
じめて得ることが出来るのである。このようなNCO基
末端プレポリマーとカップリング剤等との併用によっ
て、水性無機相と有機相が均質に分布し、その結果、化
学的相互作用が増加し、新しい複合材料が得られる。こ
れらの併用によって、コロイド繊維構造を生成し、その
結果、2種の相は凝集相として存在することができ、均
質な複合物質が得られることになり、無機質及び有機質
各々の利点が充分に発揮されることになる。
A feature of the present invention lies in the colloidal distribution and interpenetration of the two phases, which allows for strong specific surface or interfacial interactions that are characteristic of xerosols. This colloidal form can only be obtained when the substance to be mixed with the aqueous silicate solution and / or the aqueous silica sol is a coupling agent and a water-dispersible prepolymer having terminal groups of NCO groups. By using such an NCO-terminated prepolymer in combination with a coupling agent or the like, the aqueous inorganic phase and the organic phase are homogeneously distributed, and as a result, the chemical interaction is increased and a new composite material is obtained. By the combination of these, a colloid fiber structure is formed, and as a result, the two types of phases can exist as an aggregated phase, and a homogeneous composite material is obtained, and the advantages of each of the inorganic and organic substances are fully exhibited. Will be done.

【0029】粘度調整剤は、強制混合される2液の混和
性を向上させることを目的として、2液の粘度を出来う
る限り接近させる様選択使用される。水性無機相には必
要に応じてカルボキシルメチルセルロースのような水溶
性の増粘剤類が添加され、有機相には粘度調整剤が粘度
を低下させ浸透性を改善するために添加される。
The viscosity modifier is selected and used so as to make the viscosity of the two liquids as close as possible for the purpose of improving the miscibility of the two liquids which are forcibly mixed. A water-soluble thickener such as carboxymethylcellulose is added to the aqueous inorganic phase as needed, and a viscosity modifier is added to the organic phase to reduce the viscosity and improve the permeability.

【0030】本発明の(A)無機系混合物と(B)有機
系混合物からなる土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用
組成物は、空隙やクラックの多い軟質ないし不安定な地
盤、岩盤、破砕帯層等の土壌に注入し固結させるが、注
入固結する方法については特に限定はなく、公知の方法
はいずれも採用しうる。例えば、(A)無機系混合物及
び(B)有機系混合物の注入量、圧力、配合比等をコン
トロールしうる比例配合ポンプを用い、(A)無機系混
合物と(B)有機系混合物とを別々のタンクに入れ、岩
盤等の所定箇所(例えば、所定間隔で穿設された複数の
孔)に、予め固定されたスタチックミキサーや逆止弁等
を内装した有孔のロックボルトや注入ロッドを通して、
この中に前期タンク内の各成分を加圧注入し、スタチッ
クミキサーを通して、所定量の各成分を均一に混合し、
不安定な岩盤や地盤等の所定の土壌に注入浸透、硬化さ
せて固結安定化する方法を挙げることができる。また例
えば、トンネルの天盤部に注入する場合には、注入に先
立ち、例えば所定の間隔でレッグオーガー等を用いて削
孔し、所定の深さ、削孔角度の注入孔を設け、この注入
孔にスタチックミキサー及びロックボルトを挿入し、こ
のロックボルトの口元を、注入薬液の逆流を防ぐため
に、急結セメントや発泡硬質ポリウレタン樹脂を予め含
浸させたウエス等を用いてシールし、前記組成物を前記
と同様の方法で注入する。一般に、注入孔1個あたり前
記組成物は30〜200kg注入される。
The composition for a soil-stabilized polyurethane foamed resin comprising the inorganic mixture (A) and the organic mixture (B) of the present invention can be used for soft or unstable ground, bedrock, and crushed strata having many voids and cracks. The method of injecting and consolidating the soil is not particularly limited, and any known method can be adopted. For example, using a proportional compounding pump capable of controlling the injection amount, pressure, compounding ratio, etc. of (A) the inorganic mixture and (B) the organic mixture, separate (A) the inorganic mixture and (B) the organic mixture. Through a perforated lock bolt or injection rod containing a static mixer, check valve, etc. fixed in advance in a predetermined location (for example, a plurality of holes drilled at a predetermined interval) such as rock. ,
Each component in the tank is injected under pressure into this, and a predetermined amount of each component is uniformly mixed through a static mixer.
A method of injecting and penetrating into predetermined soil such as unstable rock or ground and hardening it to stabilize the consolidation can be cited. Also, for example, when injecting into the roof of a tunnel, prior to the injection, holes are drilled at predetermined intervals using a leg auger or the like, and injection holes having a predetermined depth and a drilling angle are provided. Insert a static mixer and a lock bolt into the hole, and seal the mouth of the lock bolt with a quick-setting cement or a rag pre-impregnated with a foamed hard polyurethane resin in order to prevent backflow of the injected chemical solution, and The substance is injected in the same manner as described above. Generally, 30 to 200 kg of the composition is injected per injection hole.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明した通り、本発明により、従来
公知の無機−有機複合系の土壌安定化のための薬液にお
いて生じ易い欠点、すなわち発泡体としての不均質化、
不安定化、砕け易さや、不必要な内部発熱等を容易に解
決することが可能になり、更に、粘度や反応速度が適当
で土壌への浸透性や充填性に優れかつ難燃性(の無機、
有機双方の特性)を有する発泡性樹脂を得ることができ
る。また、本発明の土壌安定化工法により、山岳トンネ
ル、大断面トンネル堀削工事、大深度地下土木工事等に
おいて、土壌を広範囲に確実にしかも高強度に安定化し
止水することができる。
As described above, according to the present invention, disadvantages which are likely to occur in a conventionally known chemical solution for stabilizing an inorganic-organic composite system in soil, that is, heterogeneity as a foam,
Instability, friability, unnecessary internal heat generation, etc. can be easily resolved. Furthermore, the viscosity and reaction rate are appropriate, the permeability and filling property to soil are excellent, and the inorganic,
A foamable resin having both organic properties) can be obtained. In addition, the soil stabilization method of the present invention can reliably and stably stop the soil over a wide area in a mountain tunnel, a large section tunnel excavation work, a deep underground civil engineering work, and the like, and stop water.

【0032】[0032]

【実施例】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。特にことわりのない限り、実施例及び比較例中の
「部」及び「%」はそれぞれ「重量部」及び「重量%」
を示す。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below in detail, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “parts” and “%” in Examples and Comparative Examples are “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
Is shown.

【0033】実施例1〜18及び比較例1〜4 表1〜表4に示すケイ酸ソーダの50%水溶液、水、ア
ミン系触媒、及びカップリング剤必要に応じて界面活性
剤を15分間高速混合して、(A)無機系混合物を得
た。この混合物を5℃又は25℃雰囲気下に24時間放
置したが、液分離はみられなかった。一方、表1に示す
有機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物、モノ
アルコールを80℃まで昇温したのち、3時間反応させ
て、NCO基末端プレポリマーを得た。これに粘度調整
剤必要に応じて界面活性剤を加え(B)有機系混合物を
調整した。次に(A)無機系混合物と(B)有機系混合
物を注入機のマシンタンクにそれぞれ所定量仕込み、送
液ポンプ及びスタティックミキサーを通して一定量50
0mlのビーカーに吐出し固化させて、発泡体を得た。
そのときの反応性及び発泡体の物性試験結果を表1〜表
4に示す。
Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 4 A 50% aqueous solution of sodium silicate shown in Tables 1 to 4, water, an amine catalyst and a coupling agent If necessary, a surfactant is applied for 15 minutes. By mixing, (A) an inorganic mixture was obtained. This mixture was left under a 5 ° C. or 25 ° C. atmosphere for 24 hours, but no liquid separation was observed. On the other hand, the organic polyisocyanate, active hydrogen group-containing compound, and monoalcohol shown in Table 1 were heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours to obtain an NCO-terminated prepolymer. A surfactant was added to the mixture as needed to prepare a (B) organic mixture. Next, a predetermined amount of each of (A) the inorganic mixture and (B) the organic mixture is charged into a machine tank of an injection machine, and a predetermined amount is passed through a liquid feed pump and a static mixer.
The mixture was discharged into a 0 ml beaker and solidified to obtain a foam.
Tables 1 to 4 show the reactivity and the physical property test results of the foam at that time.

【0034】〔発泡体の物性試験方法〕 (1)発泡倍率及び発泡体外観 JIS A 9514に準じて行った。 発泡体外観の評価基準 ○:良好 ×:柔らかく不良 (2)一軸圧縮強度 JSF T511(土壌工学会基準の土の一軸圧縮試験
方法を準拠)に準じて行った。 (3)燃焼性 ASTM−D−1692に準じて行った。
[Method of Testing Physical Properties of Foam] (1) Expansion Ratio and Appearance of Foam The test was performed according to JIS A 9514. Evaluation criteria for foam appearance ○: good ×: soft and poor (2) Uniaxial compressive strength The test was performed in accordance with JSF T511 (conforms to the uniaxial compressive test method for soil of the Japan Society of Soil Engineering). (3) Combustibility The test was performed according to ASTM-D-1692.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[0036]

【表2】 [Table 2]

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】[0039]

【表5】 [Table 5]

【0040】本発明の(B)有機系混合物の粘度が低い
ので、作業性が良く、また、土壌への浸透性や充填性が
良好であり、土壌の固結安定化範囲が広い。また本発明
の組成物によって得られた発泡体はいずれも均質で一軸
圧縮強度が高く、更に、発泡倍率が大きく適当であるの
で土壌の止水効果も優れている。
Since the viscosity of the organic mixture (B) of the present invention is low, the workability is good, the permeability into the soil and the filling property are good, and the range for stabilizing the solidification of the soil is wide. The foams obtained from the composition of the present invention are all homogeneous, have high uniaxial compressive strength, and have a large expansion ratio and are suitable, so that they have an excellent soil water stopping effect.

【0041】〔使用した原料の説明〕 珪酸ソーダ2号:東曹産業製 3級アミン触媒(1):N,N−ジメチル−n−ドデシ
ルアミン 3級アミン触媒(2):N,N−ジメチル−n−テトラ
デシルアミン イミダゾール系触媒 :2−メチルイミダゾール カップリング剤:日本ユニカー製、A−174 カップリング剤:日本ユニカー製、A−187 界面活性剤:テー・ゴールドシュミット製、B 845
1 ポリメリックMDI(1) :日本ポリウレタン工業製、ミ
リオネートMR200 ポリメリックMDI(2) :日本ポリウレタン工業製、コ
ロネート1104 MDI(1):4,4′−MDI 72%、2,4′−
MDI 25.6%、2,2′−MDI 2.4%の混
合物 PPG(1):官能基数2、分子量3500、EO含量
80% PPG(2):官能基数2、分子量2000、EO含量
95% PPG(3):官能基数2、分子量400、EO含量8
0% モノアルコール(1) :オクチルアルコール モノアルコール(2) :ジメチル−1−オクタノール EC :エチレンカーボネート PC :プロピレンカーボネート
[Description of Raw Materials Used] Sodium silicate No. 2: Tertiary amine catalyst (1): N, N-dimethyl-n-dodecylamine manufactured by Tosao Sangyo Co., Ltd. Tertiary amine catalyst (2): N, N-dimethyl -N-tetradecylamine imidazole-based catalyst: 2-methylimidazole Coupling agent: Nippon Unicar, A-174 Coupling agent: Nippon Unicar, A-187 Surfactant: Te Goldschmidt, B 845
1 Polymeric MDI (1): manufactured by Nippon Polyurethane Industry, Millionate MR200 Polymeric MDI (2): manufactured by Nippon Polyurethane Industry, Coronate 1104 MDI (1): 4,4'-MDI 72%, 2,4'-
Mixture of 25.6% of MDI and 2.4% of 2,2'-MDI PPG (1): 2 functional groups, molecular weight 3500, EO content 80% PPG (2): 2 functional groups, molecular weight 2000, EO content 95% PPG (3): functional group number 2, molecular weight 400, EO content 8
0% Monoalcohol (1): Octyl alcohol Monoalcohol (2): Dimethyl-1-octanol EC: Ethylene carbonate PC: Propylene carbonate

【0042】実施例19 破砕帯を有するトンネル天盤部に、42mmφビットの
レッグオーガーにより2m間隔で削孔角度25〜35°
(トンネル堀削方向に対しての角度)で5個削孔し、こ
の孔に炭素鋼製の注入ボルト(外径27.2mm、内径
15mm、長さ3m、静止ミキサー及び逆止弁内蔵)を
挿入し、口元部分30cmに2液硬質発泡ポリウレタン
樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄棒で押し込みシ
ールした。次いで、この固定した各注入口に、実施例1
で調整した(A)無機系混合物の水溶液と(B)有機系
混合物を表1に示す比率で、注入圧20〜50kg/c
2 で1孔あたり80〜120kg注入した。注入して
から50分後に、堀進によりトンネル地盤の状態を調査
したところ、半径5mの半球状で、固結安定化してお
り、この範囲からは漏水は全く認められなかった。注入
固結部分をサンプラーで5cmφ×10cmの円柱形状
にサンプリングし、一軸圧縮強度を測定したところ、1
80kg/cm2 であつた。なお、未改良部は破砕帯の
ためサンプリングが不可能であった。
Example 19 A hole drilling angle of 25 to 35 ° was formed on a tunnel roof having a crushing zone at intervals of 2 m using a 42 mmφ bit leg auger.
Five holes were drilled at an angle to the tunnel excavation direction, and carbon steel injection bolts (outer diameter 27.2 mm, inner diameter 15 mm, length 3 m, built-in static mixer and check valve) were bored in these holes. The knitted fabric was impregnated with a two-component rigid foamed polyurethane resin into the mouth portion 30 cm, and the mouth was sealed with an iron bar. Next, Example 1 was added to each of the fixed injection ports.
The aqueous solution of the (A) inorganic mixture and the (B) organic mixture prepared in the step (1) were mixed at an injection pressure of 20 to 50 kg / c as shown in Table 1.
80 to 120 kg per hole was injected at m 2 . Fifty minutes after the injection, the state of the tunnel ground was examined by Hori Susumu. The state was a hemispherical shape with a radius of 5 m, and the consolidation was stabilized. No water leakage was observed from this range. The injection-consolidated part was sampled into a 5 cmφ × 10 cm cylindrical shape using a sampler, and the uniaxial compressive strength was measured.
The weight was 80 kg / cm 2 . The unimproved part could not be sampled because of the crush zone.

【0043】比較例5 破砕帯を有するトンネル天盤部に42mmφビットのレ
ッグオーガーにより2m間隔で削孔角度25〜35°
(トンネル堀削方向に対しての角度)で5個削孔し、こ
の孔に炭素鋼製の注入ボルト(外径27.2mm、内径
15mm、長さ3m、静止ミキサー及び逆止弁内蔵)を
挿入し、口元部分30cmに2液硬質発泡ポリウレタン
樹脂を含浸させたメリヤス製ウエスを鉄棒で押し込みシ
ールした。次いで、この固定した各注入口に、比較例1
で調整した(A)無機系混合物の水溶液と(B)有機系
混合物を表5に示す比率で、注入圧20〜50kg/c
2 で1孔あたり80〜120kg注入した。注入して
から50分後に、堀進によりトンネル地盤の状態を調査
したところ、半径1.5mの半球状で、固結安定化して
いたが、僅かに漏水が認められた。注入固結部分をサン
プラーで5cmφ×10cmの円柱形状にサンプリング
し、一軸圧縮強度を測定したところ、100kg/cm
2 であつた。
COMPARATIVE EXAMPLE 5 A 42 mmφ bit leg auger was drilled at 2 m intervals on a tunnel roof having a crushing zone at an angle of 25 to 35 °.
Five holes were drilled at an angle to the tunnel excavation direction, and carbon steel injection bolts (outer diameter 27.2 mm, inner diameter 15 mm, length 3 m, built-in static mixer and check valve) were bored in these holes. The knitted fabric was impregnated with a two-component rigid foamed polyurethane resin into the mouth portion 30 cm, and the mouth was sealed with an iron bar. Next, Comparative Example 1 was added to each of the fixed injection ports.
The aqueous solution of the (A) inorganic mixture and the (B) organic mixture prepared in the above step were prepared at an injection pressure of 20 to 50 kg / c at a ratio shown in Table 5.
80 to 120 kg per hole was injected at m 2 . Fifty minutes after the injection, the state of the tunnel ground was examined by Hori Susumu. As a result, a hemispherical shape with a radius of 1.5 m was obtained, and the consolidation was stabilized, but slight leakage was observed. The injection-consolidated part was sampled into a 5 cmφ × 10 cm cylindrical shape with a sampler, and the uniaxial compressive strength was measured.
Two .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // C09K 103:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 18/10 C08L 75/04 - 75/12 C09K 17/30,17/46,17/48 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI // C09K 103: 00 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 18/10 C08L 75/04-75 / 12 C09K 17 / 30,17 / 46,17 / 48

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 (A)ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び発泡剤か
らなる無機系混合物と、(B)有機ポリイソシアネート
と官能基数2〜8の活性水素基含有化合物、モノアルコ
ールを併用して反応させて得られるNCO基末端プレポ
リマー及び粘度調整剤からなる有機系混合物、とから成
る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物。
1. An inorganic mixture comprising (A) an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst and a blowing agent, (B) an organic polyisocyanate and active hydrogen having 2 to 8 functional groups. A soil-stabilized polyurethane foam resin composition comprising: a group-containing compound, an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting a monoalcohol in combination, and an organic mixture comprising a viscosity modifier.
【請求項2】 (A)ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発泡剤及び
界面活性剤からなる無機系混合物と、(B)有機ポリイ
ソシアネートと官能基数2〜8の活性水素基含有化合
物、モノアルコーを併用して反応させて得られるNC
O末端プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤からな
る有機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系
発泡樹脂用組成物。
2. An inorganic mixture comprising (A) an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a foaming agent and a surfactant, (B) an organic polyisocyanate and two to two functional groups. active hydrogen group-containing compound of 8, obtained by reacting a combination of mono-alcohol NC
An soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an O-terminal prepolymer, an organic mixture comprising a viscosity modifier and a surfactant.
【請求項3】 (A)ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒及び発泡剤か
らなる無機系混合物と、(B)有機ポリイソシアネート
と官能基数2〜8の活性水素基含有化合物、モノアルコ
を併用して反応させて得られるNCO末端プレポリ
マー、粘度調整剤及び界面活性剤からなる有機系混合
物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組
成物。
3. An inorganic mixture comprising (A) an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst and a blowing agent; (B) an organic polyisocyanate and active hydrogen having 2 to 8 functional groups. group-containing compounds, NCO-terminated prepolymer obtained by reacting a combination of monoalcohols <br/> Lumpur, viscosity modifiers and organic surface-active agents ing mixture
For soil-stabilized polyurethane foam resin, comprising:
Adult.
【請求項4】 (A)ケイ酸塩水溶液及び/又は水性シ
リカゾル、カップリング剤、アミン系触媒、発泡剤及び
界面活性剤からなる無機系混合物と、(B)有機ポリイ
ソシアネートと官能基数2〜8の活性水素基含有化合
物、モノアルコーを併用して反応させて得られるNCO
基末端プレポリマー、粘度調整剤及び界面活性剤からな
る有機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレタン系
発泡樹脂用組成物。
4. An inorganic mixture comprising (A) an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a foaming agent and a surfactant, (B) an organic polyisocyanate and two to two functional groups. NCO obtained by reacting together an active hydrogen group-containing compound and monoalcohol 8
A composition for a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin, comprising: a base-terminated prepolymer, an organic mixture including a viscosity modifier and a surfactant.
【請求項5】 前記イソシアネート基末端プレポリマー
が、ポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート及
び/又はジフェニルメタンジイソシアネートと、エチレ
ンオキシドユニットを60〜95重量%含有する分子量
500〜5000のポリエーテルグリコールと炭素数4
〜50のモノアルコールとを併用し、反応させて得られ
るイソシアネート基末端プレポリマーである、請求項1
〜4に記載の土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成
物。
5. The isocyanate group-terminated prepolymer is a polyphenylenepolymethylene polyisocyanate and / or diphenylmethane diisocyanate, a polyether glycol having a molecular weight of 500 to 5000 containing ethylene oxide units in an amount of 60 to 95% by weight, and having 4 carbon atoms.
An isocyanate group-terminated prepolymer obtained by reacting a monoalcohol with a monoalcohol of from 50 to 50 in combination.
5. The composition for a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin according to any one of items 4 to 4.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の土
壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物を土壌に注入
して固結させることを特徴とする土壌安定化方法。
6. A method for stabilizing a soil, comprising injecting and solidifying the composition for a soil stabilized polyurethane foamed resin according to any one of claims 1 to 5 into soil.
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