JP3125287B2 - 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 compositionInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、NCO基末端プレ
ポリマーとケイ酸塩水溶液及び/又は水性シリカゾルと
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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composition for a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin, comprising an NCO-terminated prepolymer and an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol 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と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
して用い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と
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4−2832
90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、特開平4−283290
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NCO基含有プレポリ
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 used by mixing with a metal salt aqueous solution containing a curing accelerator. The invention has been 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 curing agent containing is disclosed. Also, JP-A-4-2832
No. 90 describes an injection 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 a similar invention,
JP-B-7-72271, JP-A-4-283290
In the invention of Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-157, a technique using an NCO group-containing hydrophilic urethane prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate with a polyoxyalkylene mono or polyol, instead of the polyisocyanate and the reactive diluent, is disclosed. Furthermore, JP-A-5-78667 discloses that
There is disclosed a rock consolidation chemical solution containing an aqueous solution of an alkali metal silicate and an NCO group-containing 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、NCO
基末端プレポリマーからなる有機系と無機系水性液との
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、有機−無機複合系にカ
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. In order to improve such problems of the known art, the present inventors have proposed an NCO for obtaining a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin.
As a result of intensive studies and investigations on the characteristics required as a soil stabilizing resin in a composite system consisting of an organic and inorganic aqueous liquid consisting of a base-terminated prepolymer, the coupling agent, amine catalyst and viscosity It has been found that by using a surfactant in combination with a modifier, not only the disadvantages of the prior art can be improved, but also the reaction rate is appropriate, the permeability into the soil and the filling property are excellent, and the soil can be stabilized. Thus, 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)有機ポリイソシアネートの一部としてジフェニル
メタンジイソシアネートダイマー化合物を用い、活性水
素基含有化合物とモノアルコールを併用し、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、(B)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、とからなる土壌安定化ポリ
ウレタン系発泡樹脂用組成物である。That is, the present invention provides:
(A) a diphenylmethane diisocyanate dimer compound as a part of an organic polyisocyanate, an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol are used in combination, and an organic mixture comprising an NCO group-terminated prepolymer and a viscosity modifier obtained by reacting; (B) A soil stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an inorganic mixture comprising an amine catalyst and a foaming agent.
【0005】本発明は、(A)有機ポリイソシアネート
の一部としてジフェニルメタンジイソシアネートダイマ
ー化合物を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコー
ルを併用し、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なる有機系混合物
と、(B)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、とからな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) a diphenylmethane diisocyanate dimer compound as a part of an organic polyisocyanate, an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol in combination, and an NCO-terminated prepolymer obtained by reacting the compound and a viscosity modifier. And an organic mixture comprising a surfactant and (B) an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol,
A soil-stabilized polyurethane-based foamed resin composition comprising a coupling agent, an amine-based catalyst, and an inorganic mixture including a foaming agent.
【0006】本発明は、(A)有機ポリイソシアネート
の一部としてジフェニルメタンジイソシアネートダイマ
ー化合物を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコー
ルを併用し、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、(B)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) a diphenylmethane diisocyanate dimer compound as a part of an organic polyisocyanate, an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol in combination, and a viscosity modifier. Soil-stabilized polyurethane foam resin comprising: an organic mixture consisting of: (B) an inorganic mixture consisting of (B) an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a foaming agent and a surfactant. The composition for use.
【0007】本発明は、(A)有機ポリイソシアネート
の一部としてジフェニルメタンジイソシアネートダイマ
ー化合物を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコー
ルを併用し、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、(B)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) a diphenylmethane diisocyanate dimer compound as a part of an organic polyisocyanate, an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol in combination, and an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting the compound and a viscosity modifier. And (B) an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol,
A soil stabilized polyurethane foamed resin composition comprising a coupling agent, an amine catalyst, an inorganic mixture comprising a foaming agent and a surfactant.
【0008】本発明は、NCO基末端プレポリマーとし
て、使用する有機ポリイソシアネートが0.1〜30重
量%のジフェニルメタンジイソシアネートダイマー化合
物を含有するポリフェニレンポリメチレンポリイソシア
ネート(以下ポリメリックMDIと略す)又は、1〜3
0重量%のジフェニルメタンジイソシアネートダイマー
化合物を含有するジフェニルメタンジイソシアネート、
又は0.1〜30重量%のジフェニルメタンジイソシア
ネートダイマー化合物を含有するポリフェニルレンポリ
メチレンポリイソシアネートとジフェニルメタンジイソ
シアネートを併用し、エチレンオキシドユニットを60
〜95重量%含有する官能基数2〜8、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、反応させて得ることを特徴
とす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 polyphenylenepolymethylene polyisocyanate (hereinafter abbreviated as polymeric MDI) containing 0.1 to 30% by weight of a diphenylmethane diisocyanate dimer compound as an NCO group-terminated prepolymer. ~ 3
Diphenylmethane diisocyanate containing 0% by weight of diphenylmethane diisocyanate dimer compound,
Alternatively, a polyphenylenepolymethylene polyisocyanate containing 0.1 to 30% by weight of a diphenylmethane diisocyanate dimer compound is used in combination with diphenylmethane diisocyanate, and an ethylene oxide unit of 60% is used.
-95% by weight containing 2-8 functional groups, molecular weight 500-
A composition for a soil-stabilized polyurethane foam resin, which is obtained by reacting 5,000 polyether glycols and a monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms in combination.
【0009】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 is a soil stabilizing method characterized by injecting the above-mentioned composition for soil-stabilizing polyurethane foam resin into soil and consolidating it.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の(A)成分であるNCO
基末端プレポリマーを得るための有機ポリイソシアネー
トとしては、0.1〜30重量%のジフェニルメタンジ
イソシアネートダイマー化合物(以下MDIダイマー化
合物と略す)を含有するポリイソシアネートである。こ
のMDIダイマー化合物を含有するポリイソシアネート
としては、ジフェニルメタンジイソシアネート(以下M
DIと略す)を一部ダイマー化させたもの、又はMDI
ダイマー化合物として精製したものを他のポリイソシア
ネートに添加したものであってもよい。このような他の
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、トルエンジイソシアネート(以下TDIと略
す)、MDI、ポリメリックMDI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TDI、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、MD
I、ポリメリックMDI、これらの異性体含有物であ
り、MDIは、4,4′−MDI60〜85重量%、
2,4′−MDI5〜30重量%、2,2′−MDI1
〜5重量%の混合物であり、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。またMDIとポリメリックMDIの使用割合は、M
DI15〜90重量部に対してポリメリックMDI85
〜10重量部である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION NCO which is the component (A) of the present invention
The organic polyisocyanate for obtaining the group-terminated prepolymer is a polyisocyanate containing 0.1 to 30% by weight of a diphenylmethane diisocyanate dimer compound (hereinafter abbreviated as MDI dimer compound). Examples of the polyisocyanate containing the MDI dimer compound include diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as M
DI), or MDI
What was purified as a dimer compound may be added to another polyisocyanate. Such other polyisocyanates include, for example, p-phenylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate,
1,3-xylylene diisocyanate, 1,4-xylylene diisocyanate, 1,4-naphthylene diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate, 4,
4'-diphenyl ether diisocyanate, 2-nitrodiphenyl-4,4'-diisocyanate, 2,2 '
-Diphenylpropane-4,4'-diisocyanate,
Aromatic polyisocyanates such as 3,3'-dimethyldiphenylmethane-4,4'-diisocyanate, 4,4'-diphenylpropane diisocyanate, toluene diisocyanate (hereinafter abbreviated as TDI), MDI, and polymeric MDI; tetramethylene diisocyanate; Examples thereof include aliphatic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, and alicyclic diisocyanates such as hydrogenated TDI, hydrogenated MDI, and 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. Of these, preferred organic polyisocyanates are MD
I, polymeric MDI, isomers thereof, MDI is 60-85% by weight of 4,4'-MDI,
5 to 30% by weight of 2,4'-MDI, 2,2'-MDI1
-5% by weight, and the 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. The usage ratio of MDI and polymeric MDI is M
Polymeric MDI85 to 15 to 90 parts by weight of DI
To 10 parts by weight.
【0011】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1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 group-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.
【0012】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.
【0013】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。好ましい分岐状モノアル
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好ましい使用量
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重量部である。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 preferred use amount of such a monoalcohol is 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of an active hydrogen group-containing compound having 2 to 8 functional groups.
【0014】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.
【0015】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の好ましい使用量は、NCO
基末端プレポリマー100重量部に対して1〜15重量
部である。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. The preferred amount of such a viscosity modifier is NCO
It is 1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the base terminal prepolymer.
【0016】本発明に使用される(B)成分のケイ酸塩
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例えば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
液を併用することができる。ケイ酸塩水溶液特にケイ酸
ソーダ水溶液を単独で使用する方法が生成発泡樹脂の物
性上好ましい。Regarding the aqueous silicate solution of the component (B) used in the present invention, for example, the aqueous silicate solution is generally called water glass, and contains 20 to 40% by weight of silicon dioxide and 5 to 5% of sodium oxide. An aqueous solution containing 〜20% by weight is preferred. Most suitable for the present invention are 28 to 32% by weight of silicon dioxide and 11 to 13% by weight of sodium oxide.
It is a water glass contained. The aqueous silica sol is a transparent colloid liquid containing, for example, 15 to 20% by weight of silica as a solid content and using water as a dispersion medium. In the present invention, an aqueous silica sol can be used alone or in combination with an aqueous silicate solution. A method in which an aqueous silicate solution, particularly an aqueous sodium silicate solution, is used alone is preferable from the viewpoint of the physical properties of the resulting foamed resin.
【0017】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)有機系混合物と
(B)無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 organic mixture and (B) the inorganic 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.
【0018】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.
【0019】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等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
ン等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等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等のメルカ
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。Examples of the silane coupling agent include vinyl silane compounds such as γ-methacryloxy propyl trimethoxy silane and vinyl triethoxy silane;
Epoxysilane compounds such as (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimex Examples include an aminosilane compound such as silane and a mercaptosilane compound such as γ-mercaptopropyltrimethoxysilane. Specifically, for example,
A-174 and A-187 manufactured by Nippon Unicar are preferred.
【0020】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.
【0021】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.
【0022】界面活性剤は、(A)有機系混合物と
(B)無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。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。また界面活性剤
は、(A)有機系混合物、(B)無機系混合物のいずれ
か一方、又は双方に添加することができる。The surfactant also has a performance as a foam stabilizer for dispersion and foaming in the mixing operation of (A) the organic mixture and (B) the inorganic 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. 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. The surfactant can be added to one or both of (A) the organic mixture and (B) the inorganic mixture.
【0023】本発明においては、(B)無機系混合物中
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 (B).
【0024】本発明において(A)有機系混合物と
(B)無機系混合物とは、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 organic mixture and (B) the inorganic mixture are those in which the NCO content of the NCO group-terminated prepolymer in the organic mixture is not more than the equivalent to the 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)有機系混合物と(B)無機系水性混合
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 organic mixture and (B) an inorganic aqueous 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)有機系混合物と
(B)無機系水性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
等のため、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) organic mixture and the (B) inorganic aqueous mixture and to increase the contact area between the two layers as much as possible. An active hydrogen group-containing compound that 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, a double-ended polyether glycol is used, and preferably,
A branched monoalcohol is 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、NCO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 low molecular weight isocyanates such as MDI, the NCO groups react with water, the carbon dioxide formed contributes to foaming in the material, and some of the carbon dioxide reacts with the surrounding aqueous silicate phase. Gel the interface. The foam thus obtained has the properties of a silicic acid foam containing a non-agglomerated zone of foamed polyurea, is easily crushed, and has low strength. 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、有機質及び無機質
の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 these combinations, a colloidal fiber structure is formed, so that the two phases can exist as an aggregate phase, and a homogeneous composite material is obtained, and the advantages of each of the organic and inorganic substances are sufficiently utilized. Will be demonstrated.
【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)有機系混合物と(B)無機
系水性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
の方法はいずれでもよい。例えば、(A)有機系混合物
及び(B)無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)有機系
混合物と(B)無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、この中に前記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 (A) organic mixture and the (B) inorganic aqueous mixture of the present invention is a soft or unstable ground, bedrock, shatter zone having many voids and cracks. Injection and consolidation into soil such as a layer are performed, but there is no particular limitation on the method of injection and consolidation, and any known method may be used. For example, using a proportional compounding pump capable of controlling the injection amount, pressure, compounding ratio, etc. of (A) the organic mixture and (B) the inorganic mixture, separate (A) the organic mixture and (B) the inorganic mixture. Into the tank
Through a perforated lock bolt or injection rod having a static mixer, a check valve, etc. fixed in advance, passing through a predetermined location (for example, a plurality of holes drilled at predetermined intervals) in a rock bed, and the like, Each component in the tank is injected under pressure, a predetermined amount of each component is evenly mixed through a static mixer, and injected into a predetermined soil such as unstable rock or ground, hardened, and consolidated to stabilize. Methods can be mentioned. 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
公知の有機−無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(有機、無
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 organic-inorganic composite system in soil, that is, heterogeneity as a foam,
Instability, friability, unnecessary internal heat generation, etc. can be easily solved. Furthermore, the viscosity and reaction rate are appropriate, the permeability and filling property to soil are excellent, and the flame retardant (organic , A foamable resin having both inorganic and inorganic properties). 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1〜28、比較例1〜3 表1〜表5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。これに粘度調整剤を加え(A)有機系混合物を調整
した。一方、表1〜表5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を15分
間高速混合して、(B)無機系混合物の水溶液を得た。
この水溶液を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。次に(A)有機系混合
物と(B)無機系混合物の水溶液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500ml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1〜5に示す。表1〜5におけ
る各種成分の使用量は、重量部である。Examples 1 to 28 and Comparative Examples 1 to 3 The organic polyisocyanates, active hydrogen group-containing compounds and monoalcohols shown in Tables 1 to 5 were heated to 80 ° C. and reacted for 3 hours to give NCO groups. A terminal prepolymer was obtained. To this was added a viscosity modifier to prepare (A) an organic mixture. On the other hand, a 50% aqueous solution of sodium silicate, water, an amine catalyst and a coupling agent shown in Tables 1 to 5 were mixed at a high speed for 15 minutes to obtain an aqueous solution of (B) an inorganic mixture.
This aqueous solution was left under an atmosphere of 5 ° C. or 25 ° C. for 24 hours, but no liquid separation was observed. Next, a predetermined amount of an aqueous solution of the (A) organic mixture and a predetermined amount of the aqueous solution of the (B) inorganic mixture are charged into a machine tank of an injection machine, and are discharged and solidified into a 500 ml beaker through a liquid feed pump and a static mixer to form a foam. I got Tables 1 to 5 show the reactivity and the physical property test results of the foam at that time. The amounts of the various components used in Tables 1 to 5 are parts by weight.
【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】本発明は、(A)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。According to the present invention, the viscosity of the organic mixture (A) is low, so that the workability is good, the permeability and the filling property to the soil are good, and the range of solidifying and stabilizing 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〕 A−1 :MDIダイマー化合物15%とポリメリックMDI85%と の混合物 A−2 :MDIダイマー化合物5%とポリメリックMDI95%との 混合物 A−3 :MDIダイマー化合物7%と4,4′−MDI72%、2, 4′−MDI25%、2,2′−MDI3%からなる混合物 93%との混合物 MDI(1) :4,4′−MDI75%、2,4′−MDI23%、2,2 ′−MDI2%からなるMDI 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80% 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 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(1):日本ユニカー製、A−174 カップリング剤(2):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 8451 なお、原料の使用量は重量部である。[Description of Raw Materials Used] A-1: A mixture of 15% of MDI dimer compound and 85% of polymeric MDI A-2: A mixture of 5% of MDI dimer compound and 95% of polymeric MDI A-3: MDI dimer compound 7 % And 93% of a mixture consisting of 72% 4,4'-MDI, 25% 2,4'-MDI and 3% 2,2'-MDI MDI (1): 75% 4,4'-MDI, 2,4 ' -MDI PPG (1) consisting of 23% MDI and 2% 2,2'-MDI: 2 functional groups, molecular weight 3500, EO content 80% PPG (2): 2 functional groups, molecular weight 2000, EO content 95% PPG (3) : Functional group 2, molecular weight 400, EO content 80% Monoalcohol (1): Octyl alcohol Monoalcohol (2): Dimethyl-1-octanol Sodium silicate No .: tertiary amine catalyst (1): N, N-dimethyl-n-dodecylamine manufactured by Tosao Sangyo tertiary amine catalyst (2): N, N-dimethyl-n-tetradecylamine imidazole catalyst: 2-methyl Imidazole Coupling agent (1): manufactured by Nippon Unicar, A-174 Coupling agent (2): manufactured by Nippon Unicar, A-187 Surfactant: manufactured by Te Goldschmidt, B8451 The amount of raw materials used is parts by weight. It is.
【0042】実施例29 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)有機系混合物と(B)無機系混合物の
水溶液を表1に示す比率で、注入圧20〜50kg/c
m2 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 29 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, Example 1 was added to each of the fixed injection ports.
The aqueous solution of (A) the organic mixture and the aqueous solution of the (B) inorganic mixture adjusted in the step (1) were used at the ratio shown in Table 1 at an injection pressure of 20 to 50 kg / c.
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4 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)有機系混合物と(B)無機系混合物の
水溶液を表5に示す比率で、注入圧20〜50kg/c
m2 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 4 A hole drilling angle of 25 to 35 ° was applied to the roof of a tunnel 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, Comparative Example 1 was added to each of the fixed injection ports.
The aqueous solution of (A) the organic mixture and the aqueous solution of the (B) inorganic mixture adjusted 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 18/10,18/79 C09K 17/30,17/46,17/48 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification symbol FI // C09K 103: 00 (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 18/10, 18/79 C09K 17 / 30,17 / 46,17 / 48
Claims (6)
してジフェニルメタンジイソシアネートダイマー化合物
を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコールを併用
し、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、(B)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、とからなる
土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成物。(A) A diphenylmethane diisocyanate dimer compound is used as a part of an organic polyisocyanate, and an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol are used in combination and a NCO-terminated prepolymer and a viscosity modifier obtained by reacting the compounds. A composition for a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin, comprising: an organic-based mixture; and (B) an inorganic-based mixture including a silicate aqueous solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine-based catalyst, and a foaming agent.
してジフェニルメタンジイソシアネートダイマー化合物
を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコールを併用
し、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なる有機系混合物と、(B)
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、
とからなる土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組成
物。2. An (A) diphenylmethane diisocyanate dimer compound as a part of an organic polyisocyanate, an NCO group-terminated prepolymer, a viscosity modifier and an interface obtained by reacting an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol in combination. An organic mixture comprising an activator, and (B)
An inorganic mixture comprising a silicate aqueous solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst and a blowing agent;
A composition for a soil-stabilized polyurethane foam resin comprising:
してジフェニルメタンジイソシアネートダイマー化合物
を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコールを併用
し、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、(B)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、とから成る土壌安定化ポリウレタン系発泡樹脂用組
成物。(A) A diphenylmethane diisocyanate dimer compound is used as a part of an organic polyisocyanate, and an active hydrogen group-containing compound is used in combination with a monoalcohol to comprise an NCO group-terminated prepolymer and a viscosity modifier. Composition for soil-stabilized polyurethane foam resin comprising an organic mixture and (B) an inorganic mixture comprising an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a foaming agent and a surfactant. object.
してジフェニルメタンジイソシアネートダイマー化合物
を用い、活性水素基含有化合物とモノアルコールを併用
し、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、
(B)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、とからなる土壌安定化ポリウレタン
系発泡樹脂用組成物。4. An (A) diphenylmethane diisocyanate dimer compound as a part of an organic polyisocyanate, an active hydrogen group-containing compound and a monoalcohol are used in combination and reacted to obtain an NCO-terminated prepolymer, a viscosity modifier and an interface. An organic mixture comprising an activator;
(B) A composition for a soil-stabilized polyurethane-based foamed resin comprising an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine-based catalyst, an inorganic-based mixture including a foaming agent and a surfactant.
する有機ポリイソシアネートが0.1〜30重量%のジ
フェニルメタンジイソシアネートダイマー化合物を含有
するポリフェニレンポリメチレンポリイソシアネート、
又は1〜30重量%のジフェニルメタンジイソシアネー
トダイマー化合物を含有するジフェニルメタンジイソシ
アネート、又は0.1〜30重量%のジフェニルメタン
ジイソシアネートダイマー化合物を含有するポリフェニ
レンポリメチレンポリイソシアネートとジフェニルメタ
ンジイソシアネートを併用し、エチレンオキシドユニッ
トを60〜95重量%含有する官能基数2〜8、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、反応させて得るこ
とを特徴とする請求項1〜4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。5. A polyphenylene polymethylene polyisocyanate in which the organic polyisocyanate used contains 0.1 to 30% by weight of a diphenylmethane diisocyanate dimer compound as an NCO-terminated prepolymer.
Alternatively, diphenylmethane diisocyanate containing 1 to 30% by weight of diphenylmethane diisocyanate dimer compound, or polyphenylene polymethylene polyisocyanate containing 0.1 to 30% by weight of diphenylmethane diisocyanate dimer compound and diphenylmethane diisocyanate are used in combination, and an ethylene oxide unit is used for 60 to 60% by weight. 95% by weight of a polyether glycol having 2 to 8 functional groups and a molecular weight of 500 to 5000, and 4 carbon atoms
The soil-stabilized polyurethane foam resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the composition is obtained by reacting a monoalcohol with 50 to 50 monoalcohols in combination.
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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