JP3191680B2 - Soil-stabilized polyurethane foam resin composition and soil stabilization method using the composition - Google Patents
Soil-stabilized polyurethane foam resin composition 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基末端プレポリ
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 containing an aqueous solution of an alkali metal silicate and an NCO-terminated 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、従来の問題点を改善するため土壌安定化ポリウレ
タン発泡樹脂組成物を得るに際し、NCO基末端プレポ
リマーからなる有機系成分と無機系成分を複合使用する
ことによって土壌安定化樹脂として要求される特性を満
足させる樹脂について鋭意研究検討した結果、有機ポリ
イソシアネートと活性水素基含有化合物とを使用して得
たNCO基末端プレポリマー、とケイ酸塩水溶液、カッ
プリング剤とアミン系触媒、発泡剤必要に応じて界面活
性剤を使用することにより、優れた性能を発揮すること
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 solve the conventional problems, the present inventors have attempted to obtain a soil-stabilized polyurethane foamed resin composition by using an organic component composed of an NCO-terminated prepolymer and an inorganic component in combination to form a soil-stabilized resin. As a result of diligent research and investigation on a resin satisfying the characteristics required as a product, an NCO-terminated prepolymer obtained by using an organic polyisocyanate and an active hydrogen group-containing compound, a silicate aqueous solution, a coupling agent and an amine-based resin The present inventors have found that the use of a surfactant as required for a catalyst and a foaming agent provides excellent performance, and have completed the present invention.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、(A)有
機ポリイソシアネートと活性水素基含有化合物とを反応
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
化ポリウレタン発泡樹脂組成物であって、NCO基末端
プレポリマー成分に使用する有機ポリイソシアネートが
ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート環
状三量体、又はヘキサメチレンジジイソシアネートのウ
レトジオン二量体とヘキサメチレンジイソシアネートの
イソシアヌレート環状三量体であることを特徴とする土
壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物である。That is, the present invention provides (A) an organic mixture comprising an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound and a viscosity modifier; B) A soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine-based catalyst, and an inorganic mixture comprising a blowing agent, wherein the NCO-terminated prepolymer component is Soil-stabilized polyurethane foam characterized in that the organic polyisocyanate used is an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate or a uretdione dimer of hexamethylene diisocyanate and an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate It is a resin composition.
【0005】本発明は、(A)有機ポリイソシアネート
と活性水素基含有化合物とを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
からなる無機系混合物、とから成る土壌安定化ポリウレ
タン発泡樹脂組成物であって、NCO基末端プレポリマ
ー成分に使用する有機ポリイソシアネートがヘキサメチ
レンジイソシアネートのイソシアヌレート環状三量体、
又はヘキサメチレンジジイソシアネートのウレトジオン
二量体とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌ
レート環状三量体であることを特徴とする土壌安定化ポ
リウレタン発泡樹脂組成物である。[0005] The present invention relates to an NCO obtained by reacting (A) an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound.
From an organic mixture comprising a base-terminated prepolymer, a viscosity modifier and a surfactant, and (B) an inorganic mixture comprising a silicate aqueous solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, and a foaming agent. A soil stabilized polyurethane foamed resin composition, wherein the organic polyisocyanate used for the NCO-terminated prepolymer component is hexamethylene diisocyanate isocyanurate cyclic trimer,
Or a soil-stabilized polyurethane foam resin composition comprising a uretdione dimer of hexamethylene didiisocyanate and an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate.
【0006】本発明は、(A)有機ポリイソシアネート
と活性水素基含有化合物とを反応させて得られるNCO
基末端プレポリマー、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
レタン発泡樹脂組成物であって、NCO基末端プレポリ
マー成分に使用する有機ポリイソシアネートがヘキサメ
チレンジイソシアネートのイソシアヌレート環状三量
体、又はヘキサメチレンジジイソシアネートのウレトジ
オン二量体とヘキサメチレンジイソシアネートのイソシ
アヌレート環状三量体であることを特徴とする土壌安定
化ポリウレタン発泡樹脂組成物である。The present invention relates to an NCO obtained by reacting (A) an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound.
An organic mixture comprising a base terminal prepolymer and a viscosity modifier, and (B) an aqueous silicate solution and / or aqueous silica sol,
An soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising a coupling agent, an amine catalyst, an inorganic mixture comprising a foaming agent and a surfactant, wherein the organic polyisocyanate used for the NCO-terminated prepolymer component is hexagonal. A soil-stabilized polyurethane foam resin composition, which is an isocyanurate cyclic trimer of methylene diisocyanate or a uretdione dimer of hexamethylene diisocyanate and an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate.
【0007】本発明は、(A)有機ポリイソシアネート
と活性水素基含有化合物とを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発泡樹脂組成物であって、NCO
基末端プレポリマー成分に使用する有機ポリイソシアネ
ートがヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレ
ート環状三量体、又はヘキサメチレンジジイソシアネー
トのウレトジオン二量体とヘキサメチレンジイソシアネ
ートのイソシアヌレート環状三量体であることを特徴と
する土壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物である。The present invention relates to an NCO obtained by reacting (A) an organic polyisocyanate with a compound having an active hydrogen group.
An organic mixture comprising a base-terminated prepolymer, a viscosity modifier and a surfactant, and (B) an inorganic solution comprising a silicate aqueous solution and / or aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a foaming agent and a surfactant. A soil stabilized polyurethane foamed resin composition comprising:
The organic polyisocyanate used for the group-terminated prepolymer component is a hexamethylene diisocyanate isocyanurate cyclic trimer, or a hexamethylene diisocyanate uretdione dimer and a hexamethylene diisocyanate isocyanurate cyclic trimer, Soil stabilized polyurethane foamed resin composition.
【0008】本発明は、活性水素基含有化合物が、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で分子量500〜5000のポリエーテルグ
リコール又は、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で分子量500〜500
0のポリエーテルグリコールと炭素数4〜50のモノア
ルコールとを併用することを特徴とする請求項1〜4に
記載の土壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物である。According to the present invention, an active hydrogen group-containing compound is a polyether glycol having 2 to 8 functional groups containing 60 to 95% by weight of ethylene oxide units and having a molecular weight of 500 to 5000 or an ethylene oxide unit having 60 to 95% by weight.
% By weight containing 2 to 8 functional groups and a molecular weight of 500 to 500
The soil-stabilized polyurethane foam resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein a polyether glycol having 0 and a monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms are used in combination.
【0009】本発明は、前記の土壌安定化ポリウレタン
発泡樹脂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 method for stabilizing a soil, comprising injecting the above-mentioned soil stabilized polyurethane foamed resin composition into soil and consolidating the same.
【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に使用する有機ポリイソシアネート
としては、ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HD
Iと略す)のイソシアヌレート環状三量体、又はHDI
のウレトジオン二量体とHDIのイソシアヌレート環状
三量体との併用である。本発明に用いられるHDIのイ
ソシアヌレート環状三量体は、HDI又は、HDIのN
CO基の一部をポリオール付加体とした後イソシアヌレ
ート化して得られる。このHDIのポリオール付加体
は、全NCO基の一部(15重量%以下) をポリオール付
加体とした後、イソシアヌレート化したものである。ポ
リオール付加体を得るためのポリオールとしては、分子
量3000以下の2〜3官能のポリオールが用いられ
る。2官能のポリオールとしては、例えば、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、1,3−ブタンジオ
ール(以下、1,3−BDと略す)、1,4−ブタンジ
オール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオー
ル(以下、1,6−HDと略す)、3−メチル−1,5
−ペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロ
パンジオール、2−n−ブチル−2−エチル−1,3−
プロパンジオール(以下、2BEPDと略す)等のジオ
ールや2価のポリエステルポリオール、またはポリエー
テルポリオール等が挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION NCO which is the component (A) of the present invention
Hexamethylene diisocyanate (hereinafter referred to as HD) is used as the organic polyisocyanate for the terminal-terminated prepolymer.
I)) isocyanurate cyclic trimer or HDI
Uretdione dimer and HDI isocyanurate cyclic trimer. The isocyanurate cyclic trimer of HDI used in the present invention is HDI or NDI of HDI.
It is obtained by converting a part of the CO group into a polyol adduct and then isocyanurating it. In this HDI polyol adduct, a part (15% by weight or less) of all NCO groups is converted into a polyol adduct and then isocyanurated. As the polyol for obtaining the polyol adduct, a 2- or 3-functional polyol having a molecular weight of 3000 or less is used. Examples of the bifunctional polyol include ethylene glycol, diethylene glycol, 1,3-butanediol (hereinafter, abbreviated as 1,3-BD), 1,4-butanediol, propylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol (hereinafter abbreviated as 1,6-HD), 3-methyl-1,5
-Pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 2-n-butyl-2-ethyl-1,3-
Examples thereof include diols such as propanediol (hereinafter abbreviated as 2BEPD), divalent polyester polyols, and polyether polyols.
【0011】3官能のポリオールとしては、例えば、グ
リセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン等のトリオールや3価のポリエーテルポリオール等
が挙げられる。更に、2官能以上のポリエステルポリオ
ールが挙げられる。これらポリオールは1種または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
ポリオール類の好ましい分子量は、62〜1000であ
る。Examples of the trifunctional polyol include triols such as glycerin, trimethylolethane, and trimethylolpropane, and trivalent polyether polyols. Furthermore, a bifunctional or more polyester polyol is mentioned. These polyols can be used alone or as a mixture of two or more. The preferred molecular weight of such polyols is from 62 to 1,000.
【0012】このウレタン化率は、全NCO基に対して
15重量%以下が好ましい。15重量%以上になると、その
後生成するイソシアヌレート三量体の特徴を十分発揮す
ることができなくなる。更に好ましくは、1〜11重量
%である。This urethanization ratio is based on all NCO groups.
It is preferably at most 15% by weight. If the content is 15% by weight or more, the characteristics of the isocyanurate trimer produced thereafter cannot be sufficiently exhibited. More preferably, it is 1 to 11% by weight.
【0013】得られたHDIのポリオール付加体、又は
HDIに、触媒として一般式CnH2n+1COOHで示さ
れる有機酸のカリウム又はナトリウム塩を単独又は併用
し、必要に応じて助触媒を使用し、100℃以下で反応
を行なうことができる。触媒としては、例えばプロピオ
ン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリ
ル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ウンデシル酸及びこ
れらの脂肪酸のカリウム又はナトリウム塩が挙げられ
る。A potassium or sodium salt of an organic acid represented by the general formula C n H 2n + 1 COOH is used alone or in combination as a catalyst with the obtained polyol adduct of HDI or HDI. The reaction can be performed at 100 ° C. or lower. Examples of the catalyst include propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, heptanoic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, and potassium or sodium salts of these fatty acids.
【0014】これらの触媒と同時に、助触媒を用いると
反応は更に容易に進行する。助触媒としては、例えば、
フェノール性ヒドロキシ化合物、アルコール性ヒドロキ
シ化合物、または第三級アミン類等である。HDIのイ
ソシアヌレート化反応は、40〜80℃で3〜5時間で
行うことができる。HDIのイソシアヌレート環状三量
体のNCO含量は、16.5〜23.5重量%である。
また反応は、HDIにポリオールと三量化触媒を同時に
加えて、ポリオール付加体と環状三量体を同時に得るこ
ともできる。When a co-catalyst is used simultaneously with these catalysts, the reaction proceeds more easily. As the co-catalyst, for example,
Examples include phenolic hydroxy compounds, alcoholic hydroxy compounds, and tertiary amines. The HDI isocyanuration reaction can be performed at 40 to 80 ° C. for 3 to 5 hours. The NCO content of the HDI isocyanurate cyclic trimer is 16.5 to 23.5% by weight.
In addition, in the reaction, a polyol and a trimerization catalyst can be simultaneously added to HDI to simultaneously obtain a polyol adduct and a cyclic trimer.
【0015】本発明に用いられるHDIのウレトジオン
二量体とHDIのイソシアヌレート環状三量体の混合物
は、HDIのNCO基の一部を必要に応じてポリオール
付加体とした後イソシアヌレート化させて得られる。こ
のHDIのポリオール付加体は、全NCO基の一部(15
重量%以下) をポリオール付加体とした後、イソシアヌ
レート化したものである。このポリオールは、HDIの
イソシアヌレート環状三量体を得るときに使用したポリ
オールを用いることができる。HDIのウレトジオン二
量体とHDIのイソシアヌレート環状三量体を得るため
の効果的な触媒としては、トリエチルホスフィン、ジブ
チルエチルホスフィン、トリ−n−プロピルホスフィ
ン、トリオクチルホスフィン、トリアミルホスフィン等
のホスフィン類が挙げられる。反応は、三量体を得ると
きと同様にして行うことができる。このようにして得た
反応混合物は、例えば薄膜蒸留により未反応のHDI
(モノマー)を除去することができる。ウレトジオン二
量体とイソシアヌレート環状三量体は、該二量体20〜
60重量%に対して環状三量体は11〜40重量%の比
率である。このNCO含量は、17〜25重量%であ
る。The mixture of the uretdione dimer of HDI and the isocyanurate cyclic trimer of HDI used in the present invention is obtained by converting a part of the NCO group of HDI into a polyol adduct, if necessary, followed by isocyanuration. can get. The HDI polyol adduct has a portion (15%) of all NCO groups.
(% By weight or less)) as a polyol adduct and then isocyanurated. As this polyol, the polyol used for obtaining an HDI isocyanurate cyclic trimer can be used. Effective catalysts for obtaining uretdione dimer of HDI and isocyanurate cyclic trimer of HDI include phosphines such as triethylphosphine, dibutylethylphosphine, tri-n-propylphosphine, trioctylphosphine and triamylphosphine. And the like. The reaction can be performed in the same manner as when obtaining a trimer. The reaction mixture thus obtained can be used, for example, by undistilled HDI by thin-film distillation.
(Monomer) can be removed. Uretdione dimer and isocyanurate cyclic trimer are the dimers 20 to
The cyclic trimer is in a ratio of 11 to 40% by weight to 60% by weight. The NCO content is between 17 and 25% by weight.
【0016】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活性水素基含有化合物として
は、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で分子量500〜5000のポリエ
ーテルグリコール、炭素数4〜50のモノアルコール等
が挙げられる。該分子量500〜5000のポリエーテ
ルグリコールとしては、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ようなアミン類
の単独又は2種以上の混合物あるいは、これらの化合物
の2種以上を開始剤として、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それ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。
好ましいエチレンオキシドユニット含量は、80〜95
重量%で、分子量は、1000〜4000である。この
場合、使用量は、有機ポリイソシアネート100重量部
に対して活性水素基含有化合物は、0.1〜15重量部
である。好ましくは、2〜10重量部である。As the active hydrogen group-containing compound for obtaining the NCO-terminated prepolymer which is the component (A) of the present invention, the compound having 2 to 8 functional groups containing 60 to 95% by weight of ethylene oxide units and having a molecular weight of 500 to 5000 is used. Examples thereof include polyether glycol and monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms. Examples of the polyether glycol having a molecular weight of 500 to 5000 include ethylene glycol,
Propanediol, butanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, hexamethylene glycol, decamethylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, glycerin, trimethylolpropane, penta Erythritol,
A single or a mixture of two or more of such as sucrose, glucose, fructose sorbitol, and a single or two or more of amines such as ethylenediamine, propylenediamine, diethylenetriamine, toluenediamine, metaphenylenediamine, diphenylmethanediamine, xylylenediamine, etc. Or ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, amylene oxide,
Examples include those obtained by subjecting one or more monomers such as glycidyl ether, methyl glycidyl ether, t-butyl glycidyl ether, and phenyl glycidyl ether to addition polymerization by a known method.
Preferred ethylene oxide unit content is from 80 to 95
In weight%, the molecular weight is between 1000 and 4000. In this case, the amount of the active hydrogen group-containing compound used is 0.1 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the organic polyisocyanate. Preferably, it is 2 to 10 parts by weight.
【0017】本発明のNCO基末端プレポリマー成分を
得るための活性水素基含有化合物としては、炭素数4〜
50のモノアルコールがある。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。炭素数5〜50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、オクタデシルアルコ
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 active hydrogen group-containing compound for obtaining the NCO-terminated prepolymer component of the present invention is preferably a compound having 4 to 4 carbon atoms.
There are 50 monoalcohols. The monoalcohol includes a linear monoalcohol and a branched monoalcohol. Examples of the linear monoalcohol having 5 to 50 carbon atoms include amyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol, octyl alcohol, nonyl alcohol,
Examples include decyl alcohol, lauryl alcohol, tridecyl alcohol, tetradecyl alcohol, pentadecyl alcohol, heptadecyl alcohol, octadecyl alcohol (stearyl alcohol), nonadecyl alcohol, eicosyl alcohol, seryl alcohol, and melisyl alcohol. Preferred linear monoalcohols have 5 to 40 carbon atoms.
【0018】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。モノアルコールの使用
量は、ポリオール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. The amount of the monoalcohol used is 0.5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol.
【0019】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.
【0020】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, with carbonates being 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.
【0021】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
の併用より、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が生成発泡樹脂の物性上好ましい。With respect to 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, it is more preferable to use a silicate aqueous solution, particularly a sodium silicate aqueous solution alone, than the aqueous silica sol alone or the combined use of the aqueous silica sol and the silicate aqueous solution in terms of physical properties of the resulting foamed resin.
【0022】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0.05〜10.0重
量部が好ましく、更に好適には0.1〜5.0重量部で
ある。Examples of the coupling agent used in the present invention include titanate-based coupling agents and silane-based coupling agents, 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 to be used is preferably 0.05 to 10.0 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.
【0023】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、イソプロピルトリイソステアロイルチタネー
ト、イソプロピル−n−ドデシルベンゼンスルホニルチ
タネート、イソプロピルトリス(ジオクチルピロホスフ
ェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオク
チルホスファイトチタネート、テトラオクチルビス(ジ
トリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2
−ジアルキルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−ト
リデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチル
ピロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス
(ジオクチルピロホスフェート)エチレンチタネート、
イソプロピルトリオクチノイルチタネート、イソピロピ
ルジメタアクリロイルイソステアロイルチタネート、イ
ソピロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イ
ソピロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネー
ト、イソピロピルトリクミルフェニルチタネート、イソ
ピロピルトリ(N−アミノエチル−アミノエチル)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 5
5、KR 41B、KR 38S、KR 138S、K
R 238S、338X、KR 12、KR44、KR
9SA、KR 34S等が挙げられる。Examples of titanate-based coupling agents include tetra-n-butoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, isopropyltriisostearoyl titanate, isopropyl-n-dodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyltris (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl Bis (dioctyl phosphite titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) titanate, tetra (2,2
-Dialkyloxymethyl-1-butyl) bis (di-tridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate,
Isopropyl trioctinoyl titanate, isopropyl propyl dimethacryloyl isostearyl titanate, isopropyl isopropyl isosteroyl diacryl titanate, isopropyl propyl tri (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl propyl tricumyl phenyl titanate, isopropyl propyl tri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate And the like. Specifically, for example, Ajinomoto Prenact KR TTS, KR 46B, KR 5
5, KR 41B, KR 38S, KR 138S, K
R 238S, 338X, KR 12, KR 44, KR
9SA, KR 34S and the like.
【0024】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。カップリング剤を使用することにより(B)成
分の相溶性が良くなり、(A)成分と(B)成分の混合
が良好となって土壌等へ注入後は、密着性が良く、発泡
倍率の良い安定したポリウレタン発泡体となる。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 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. By using the coupling agent, the compatibility of the component (B) is improved, and the mixing of the component (A) and the component (B) is improved. Good and stable polyurethane foam.
【0025】本発明に用いられる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があり、三級アミンと
して、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
しくい。Suitable examples of the amine catalyst used in the present invention include long-chain amines and imidazoles. As long-chain amines, for example, n
-Butylamine, n-octylamine, n-dodecylamine, n-hexamethylamine, etc., and N, N-dimethyl-n-dodecylamine, N, N
-Dimethyl-n-tetradecylamine, N, N-dimethyl-n-hexadecylamine, N, N-dimethyl-n-
Octadecylamine and the like. Examples of imidazoles include, for example, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole,
-Ethyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2
-Methylimidazole, 1-isobutyl-2-methylimidazole and the like. 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.
【0026】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 a 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.
【0027】本発明に用いられる界面活性剤としては、
(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、プロピ
レンオキシド、ブチレンオキシド、好ましくはエチレン
オキシドのような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。このような少なくととも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、それらのアミドである非イオン性界面活
性剤、また、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である界
面活性剤等を挙げることができる。The surfactant used in the present invention includes:
In the mixing operation of (A) the organic mixture and (B) the inorganic mixture, it also has performance as a foam stabilizer for dispersion and foaming. Such surfactants include, for example, polyglycol ethers containing the required number of alkylene oxides such as propylene oxide, butylene oxide, preferably ethylene oxide, and organic compounds containing at least one reactive hydrogen atom. By condensation. Non-ionic surfactants such as alcohols, phenols, thiols, primary or secondary amines, carboxylic acids or sulfonic acids, or amides thereof, are organic compounds containing at least one reactive hydrogen atom. And a surfactant which is a polyalkylene oxide derivative of a phenolic compound having one or more alkyl substituents.
【0028】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、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、対応する水に不溶性のポリア
ルキレングリコールを製造し、同条件下でエチレンオキ
シドの必要なモル数と縮合し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。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。Preferred surfactants include Pluronic surfactants, which are generally
1,2-alkylene oxides or substituted alkylene oxides, such as butylene oxide, amylene oxide, phenylethylene oxide, cyclohexene oxide, propylene oxide, or mixtures thereof, are polymerized in the presence of an alkali catalyst to render them insoluble in the corresponding water. And a non-ionic surfactant obtained by condensing the polyalkylene glycol with the required number of moles of ethylene oxide 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.
【0029】また、シリコーン系界面活性剤があり、こ
れには、活性水素基を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、日本ユニカー製のL−5340、テー・ゴール
ドシュミット製のB−8451、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。整泡剤としての効果のあるものとして
は、各種のシロキサンポリアルキレンオキサイドブロッ
ク共重合体が挙げられ、水に分散又は溶解可能なものが
選択され、その選択は配合処方によって決定される。添
加することによって発泡倍率の良い良好な発泡体を得る
ことができる。There are also silicone surfactants, some of which have active hydrogen groups and some of which do not. Preferred are those containing no active hydrogen groups.
For example, N-5340 manufactured by Nippon Unicar, B-8451, B-8407 manufactured by Te Goldschmidt, and the like can be given. 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 is (A) an organic mixture,
(B) It can be added to one or both of the inorganic mixtures. As the foam stabilizer, various siloxane polyalkylene oxide block copolymers can be mentioned, and those which can be dispersed or dissolved in water are selected, and the selection is determined by the formulation. By adding the compound, a good foam having a good expansion ratio can be obtained.
【0030】本発明においては、(B)無機系混合物中
にさらに分散剤、増粘剤、老化防止剤、耐熱性付与剤、
坑酸化剤等を添加しりことがせきる。In the present invention, (B) a dispersant, a thickener, an antioxidant, a heat resistance imparting agent,
Antioxidants can be added.
【0031】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.
【0032】ケイ酸アルカリ金属塩の水溶液を、HDI
のイソシアヌレート環状三量体(以下、HDIの三量体
と略す)、又はHDIのウレトジオン二量体(以下、H
DIの二量体と略す)とHDIの三量体の混合物と反応
させると、イソシアネート相が水と反応し、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。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珪ケイ酸塩層が分散すること
になる。従って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。The aqueous solution of the alkali metal silicate is treated with HDI
Isocyanurate cyclic trimer (hereinafter abbreviated as HDI trimer) or HDI uretdione dimer (hereinafter H
When reacted with a mixture of a dimer of DI) and a trimer of HDI, the isocyanate phase reacts with water and the carbon dioxide produced contributes to foaming in the material, and some of the carbon dioxide Reacts with the surrounding silicate aqueous phase to gel the interface. The resulting foam has the properties of a silicic acid foam containing a non-agglomerated zone of foamed polyurea and is easily crushed,
The strength is small. 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 friable and has poor inorganic fire resistance.
【0033】本発明における特徴は、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
にすることにある。このコロイド状の形態は、ケイ酸塩
水溶液と混合される物質が、末端基がNCO基の水分散
型プレポリマーであれば得ることが出来る。プレポリマ
ーの使用は、有機及び水性無機相の均質な分布を生じ、
その結果、化学的相互作用が増加し、新しい型の複合材
料が得られるのである。末端基がNCO基の水分散型プ
レポリマーは、コロイド繊維構造を生成するという特別
な効果をもち、その結果、2種の相は凝集相として存在
することが出来る。すなわち均質な複合物質が得られる
ことになり、そのことが有機質及び無機質各々の利点を
併有することになる。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 be obtained if the substance to be mixed with the aqueous silicate solution is a water-dispersible prepolymer having NCO groups at the end groups. The use of a prepolymer results in a homogeneous distribution of the organic and aqueous inorganic phases,
As a result, chemical interactions increase and a new type of composite material is obtained. Water-dispersed prepolymers with NCO-terminated end groups have the special effect of forming a colloidal fibrous structure, so that the two phases can exist as aggregated phases. That is, a homogeneous composite material is obtained, which has both advantages of organic and inorganic substances.
【0034】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.
【0035】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. 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.
【0036】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, when an aqueous solution of an alkali metal silicate is reacted with a low molecular weight isocyanate such as MDI, the isocyanate group reacts with water, and the generated carbon dioxide contributes to foaming in the substance. Some react with the surrounding aqueous silicate phase to 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.
【0037】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.
【0038】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 viscosities 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.
【0039】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
の方法はいずれも採用できる。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。
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 can be adopted. 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. 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 of the components in the tank is pressurized and injected therein, and a predetermined amount of each component is uniformly mixed through a static mixer, and injected into a predetermined soil such as unstable rock or ground,
A method of curing and consolidating and stabilizing can be exemplified.
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 the static mixer and lock bolt into the
The mouth of the lock bolt is sealed 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 composition is injected in the same manner as described above. Generally, 30 to 200 kg of the composition is injected per injection hole.
【0040】[0040]
【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.
【0041】[0041]
【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.
【0042】〔HDIの三量体、又はHDIの二量体と
HDIの三量体の製造〕 HDIの三量体(A−1)の製造 温度計、攪拌機、窒素シール管を備えた 500mlセパラブ
ルフラスコにHDI 300部を入れ、次に触媒としてカプ
リン酸カリウム0.06部、助触媒としてフェノール 0.3部
を加え、60℃で 4.5時間反応させ、イソシアヌレート化
反応を行なった。この反応液に停止剤としてリン酸を
0.042部加え、60℃で1時間攪拌後、分子蒸留装置によ
り遊離HDIを除去した。得られた液は、淡黄色透明液
体でNCO含量22.0%、粘度 2100mPa・ s/25℃、遊離H
DI含量 0.4%であった。このHDIの三量体をA−1
とする。[Production of HDI trimer or HDI dimer and HDI trimer] Production of HDI trimer (A-1) A 500 ml separator equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen sealed tube. 300 parts of HDI was placed in a bull flask, then 0.06 parts of potassium caprate as a catalyst and 0.3 parts of phenol as a co-catalyst were added, and reacted at 60 ° C. for 4.5 hours to carry out an isocyanuration reaction. Phosphoric acid is added as a terminator to this reaction solution.
After adding 0.042 parts and stirring at 60 ° C. for 1 hour, free HDI was removed by a molecular distillation apparatus. The obtained liquid is a pale yellow transparent liquid having an NCO content of 22.0%, a viscosity of 2100 mPa · s / 25 ° C. and free H
The DI content was 0.4%. This trimer of HDI is represented by A-1.
And
【0043】HDIの三量体(A−2)の製造 温度計、攪拌機、窒素シール管を備えた 500mlセパラブ
ルフラスコにHDI 300部、ポリオールとして1,3−
BD 2.4部を入れ、フラスコ中の空気を窒素で置換し、
攪拌しながら反応温度80℃に加温し、同温度で2時間反
応しNCO含量を測定したところ48.8%であった。次に
触媒としてカプリン酸カリウム0.06部、助触媒としてフ
ェノール 0.3部を加え、60℃で 4.5時間イソシアヌレー
ト化反応を行なった。この反応液に停止剤としてリン酸
を 0.042部加え、80℃で1時間攪拌後、分子蒸留装置に
より遊離HDIを除去した。得られた液は、淡黄色透明
液体でNCO含量21.0%、粘度 2200mPa・ s/25℃、遊離
HDI含量 0.4%であった。このHDIの三量体をA−
2とする。Preparation of trimer of HDI (A-2) 300 parts of HDI was placed in a 500 ml separable flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a nitrogen sealed tube, and 1,3-polyol as a polyol.
Put 2.4 parts of BD, replace the air in the flask with nitrogen,
The mixture was heated to a reaction temperature of 80 ° C. with stirring and reacted at the same temperature for 2 hours. The NCO content was measured to be 48.8%. Next, 0.06 part of potassium caprate as a catalyst and 0.3 part of phenol as a cocatalyst were added, and an isocyanurate-forming reaction was performed at 60 ° C. for 4.5 hours. To this reaction solution, 0.042 part of phosphoric acid was added as a terminator, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 1 hour, and then free HDI was removed by a molecular distillation apparatus. The obtained liquid was a pale yellow transparent liquid having an NCO content of 21.0%, a viscosity of 2200 mPa · s / 25 ° C, and a free HDI content of 0.4%. This trimer of HDI is called A-
Let it be 2.
【0044】HDIの三量体(A−3)の製造 A−1と同様の装置を用いてHDI 300部、1,3−B
D10.2部、触媒としてプロピオン酸カリウム0.06部、フ
ェノール 0.3部、リン酸 0.072部を用いてA−2と同様
に反応を行った。HDIにポリオールを反応後はNCO
含量は45.3%であった。蒸留後は、NCO含量19.2%、
粘度 2800mPa・ s/25℃、遊離HDI含量0.3 %であっ
た。この変性体をA−3とする。Preparation of Trimer of HDI (A-3) 300 parts of HDI, 1,3-B
The reaction was carried out in the same manner as in A-2, using 10.2 parts of D, 0.06 part of potassium propionate, 0.3 part of phenol and 0.072 part of phosphoric acid as a catalyst. After reacting the polyol with HDI, NCO
The content was 45.3%. After distillation, the NCO content is 19.2%,
The viscosity was 2,800 mPa · s / 25 ° C., and the free HDI content was 0.3%. This modified product is designated as A-3.
【0045】HDIの三量体(A−4)の製造 A−2と同様の装置を用いてHDI 300部、1,6−H
D 3.3部、ウンデシル酸ナトリウム0.03部、リン酸 0.1
98部を用いてA−2と同様に反応を行った。HDIにポ
リオールを反応後はNCO含量48.6%であった。蒸留後
は、NCO含量20.5%、粘度 3000mPa・ s/25℃、遊離H
DI含量0.4 %であった。このHDIの三量体をA−4
とする。Preparation of trimer of HDI (A-4) 300 parts of HDI, 1,6-H
D 3.3 parts, sodium undecylate 0.03 parts, phosphoric acid 0.1
The reaction was carried out in the same manner as in A-2 using 98 parts. After reacting the polyol with HDI, the NCO content was 48.6%. After distillation, NCO content 20.5%, viscosity 3000 mPa · s / 25 ° C, free H
The DI content was 0.4%. This trimer of HDI is designated as A-4
And
【0046】HDIの二量体とHDIの三量体(A−
5)の製造 A−2と同様の装置を用いてHDI 300部、NPG6.4
部、トリブチルホスフィン0.4 部、リン酸 0.6部を用い
てA−2と同様に反応を行った。反応後はNCO含量3
7.1%であった。蒸留後は、NCO含量21.2%、粘度 21
5mPa ・ s/25℃、遊離HDI含量0.2 %であった。この
HDIの二量体は32%、HDIの三量体は28%であ
った。このHDIの二量体とHDIの三量体をA−5と
する。なお、遊離HDIは、ガスクロマトグラフィー分
析により求めた。またHDIの二量体とHDIの三量体
の含量は、示差屈折率計検出によるゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィーによって得られる各ピークの面積
百分率をもとに検量線から求めた。The dimer of HDI and the trimer of HDI (A-
Production of 5) 300 parts of HDI and 6.4 NPG using the same apparatus as A-2.
And 0.4 parts of tributylphosphine and 0.6 parts of phosphoric acid were reacted in the same manner as in A-2. After the reaction, the NCO content is 3
7.1%. After distillation, the NCO content was 21.2% and the viscosity was 21.
The content was 5 mPa · s / 25 ° C. and the content of free HDI was 0.2%. The HDI dimer was 32% and the HDI trimer was 28%. This HDI dimer and HDI trimer is designated as A-5. The free HDI was determined by gas chromatography analysis. The content of the HDI dimer and HDI trimer was determined from a calibration curve based on the area percentage of each peak obtained by gel permeation chromatography using a differential refractometer.
【0047】HDIの二量体とHDIの三量体(A−
6)の製造 A−5と同様の装置を用いてHDI 300部、2−BEP
D 6.0 部、トリブチルホスフィン0.3 部、パラトルエ
ンスルホン酸メチル 0.33 部を用いてA−5と同様に反
応を行った。反応後はNCO含量39.0%であった。蒸留
後は、NCO含量21.9%、粘度 170mPa ・ s/25℃、遊離
HDI含量0.2 %であった。HDIの二量体43%、H
DIの三量体31%であった。このHDIの二量体とH
DIの三量体をA−6とする。The dimer of HDI and the trimer of HDI (A-
Production of 6) 300 parts of HDI, 2-BEP using the same device as A-5
The reaction was carried out in the same manner as in A-5 using 6.0 parts of D, 0.3 parts of tributylphosphine and 0.33 parts of methyl paratoluenesulfonate. After the reaction, the NCO content was 39.0%. After distillation, the NCO content was 21.9%, the viscosity was 170 mPa · s / 25 ° C, and the free HDI content was 0.2%. 43% of dimer of HDI, H
The trimer of DI was 31%. This HDI dimer and H
The trimer of DI is designated as A-6.
【0048】実施例1〜14、比較例1〜3 表1〜3に示す有機ポリイソシアネート(HDIの三量
体又はHDIの二量体とHDIの三量体)と活性水素基
含有化合物を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て(A)有機系混合
物を調整した。一方、表1〜3に示すケイ酸ソーダ50
%、水、アミン系触媒、カップリング剤、必要に応じて
界面活性剤を加えて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)成分無機系混合物
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。このときの反応性及び発泡体の物性試験結果を表1
〜3に示す。なお表1〜3における各種成分の使用量
は、重量部である。Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3 Organic polyisocyanates (HDI trimer or HDI dimer and HDI trimer) and an active hydrogen group-containing compound shown in Tables 1 to 3 were used. After raising the temperature to 0 ° C., the mixture was reacted for 3 hours to obtain an NCO-terminated prepolymer. A viscosity modifier and, if necessary, a surfactant were added thereto to prepare (A) an organic mixture. On the other hand, sodium silicate 50 shown in Tables 1 to 3
%, Water, an amine-based catalyst, a coupling agent, and a surfactant, if necessary, and mixed at a high speed for 15 minutes to obtain an aqueous solution of (B) an inorganic mixture. 5 ℃ or 25 ℃
After standing for 24 hours in an atmosphere, 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) component inorganic mixture are charged into a machine tank of an injector, and discharged into a beaker of a fixed amount of 500 ml through a liquid sending pump and a static mixer to be solidified. I got Table 1 shows the reactivity and the physical property test results of the foam at this time.
3 are shown. The amounts of the various components used in Tables 1 to 3 are parts by weight.
【0049】〔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)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 of foam appearance: :: good ×: soft and poor (2) Uniaxial compressive strength The test was performed according to JSF T511 (uniaxial compressive test method for soil based on the Japan Society of Soil Engineering). (3) Combustibility The test was performed according to ASTM-D-1692.
【0050】[0050]
【表1】 [Table 1]
【0051】[0051]
【表2】 [Table 2]
【0052】[0052]
【表3】 [Table 3]
【0053】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, (A) the viscosity of the organic mixture is low, so that the workability is good, the permeability to the soil and the filling property 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.
【0054】 〔使用した原料の説明〕 HDI(1):HDIと1,3−BDとを反応させたNCO含量45.3%品 PPG(1):官能基数2、分子量3500、EO含量65% PPG(2):官能基数2、分子量3000、EO含量85% PPG(3):官能基数2、分子量2000、EO含量95% PPG(4):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) :2−エチル−1,3−ヘキサノール ケイ酸塩水溶液 :東曹産業製、2号(N5)100部に水5部の溶液 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、B8541[Description of Raw Materials Used] HDI (1): a product obtained by reacting HDI with 1,3-BD and having an NCO content of 45.3% PPG (1): having 2 functional groups, a molecular weight of 3500 and an EO content of 65% PPG ( 2): Functional group 2, molecular weight 3000, EO content 85% PPG (3): Functional group 2, molecular weight 2000, EO content 95% PPG (4): Functional group 2, molecular weight 400, EO content 80% Monoalcohol (1) ): Octyl alcohol Monoalcohol (2): 2-ethyl-1,3-hexanol silicate aqueous solution: Toso Sangyo Co., Ltd., a solution of 5 parts of water in 100 parts of No. 2 (N5) Tertiary amine catalyst (1): N, N-dimethyl-n-dodecylamine Tertiary amine catalyst (2): N, N-dimethyl-n-tetradecylamine imidazole-based catalyst: 2-methylimidazole Coupling agent: Nihon Uni Car-made, A-174 Coupling agent: Nippon Unicar, A-187 Surfactant: T-Gold Schmidt, B8541
【0055】実施例15 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 15 A 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, 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.
【0056】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)無機系混合物の水溶液と(B)有機系
混合物を表3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 drilling angle of 25 to 35 ° was formed at intervals of 2 m by a 42 mmφ bit leg auger on a tunnel roof having a crush zone.
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 the ratio shown in Table 3.
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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C09K 103: 00
Claims (6)
素基含有化合物とを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発泡樹脂組成物
であって、 NCO基末端プレポリマー成分に使用する有機ポリイソ
シアネートがヘキサメチレンジイソシアネートのイソシ
アヌレート環状三量体、又はヘキサメチレンジジイソシ
アネートのウレトジオン二量体とヘキサメチレンジイソ
シアネートのイソシアヌレート環状三量体であることを
特徴とする土壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物。1. An organic mixture comprising (A) an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound and a viscosity modifier,
(B) a soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, and an inorganic mixture comprising a foaming agent, wherein the NCO-terminated prepolymer component is Wherein the organic polyisocyanate used for is a isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate, or a uretdione dimer of hexamethylene diisocyanate and an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate. Foam resin composition.
素基含有化合物とを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発泡
樹脂組成物であって、 NCO基末端プレポリマー成分に使用する有機ポリイソ
シアネートがヘキサメチレンジイソシアネートのイソシ
アヌレート環状三量体、又はヘキサメチレンジジイソシ
アネートのウレトジオン二量体とヘキサメチレンジイソ
シアネートのイソシアヌレート環状三量体であることを
特徴とする土壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物。2. An organic mixture comprising (A) an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound, a viscosity modifier and a surfactant, and (B) a silicate. An soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an aqueous solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine-based catalyst, and an inorganic mixture comprising a blowing agent, wherein the organic polyisocyanate is used for an NCO-terminated prepolymer component. Is an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate, or a uretdione dimer of hexamethylene didiisocyanate and an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate.
素基含有化合物とを反応させて得られるNCO基末端プ
レポリマー、粘度調整剤からなる有機系混合物物と、
(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
ン発泡樹脂組成物であって、 NCO基末端プレポリマー成分に使用する有機ポリイソ
シアネートがヘキサメチレンジイソシアネートのイソシ
アヌレート環状三量体、又はヘキサメチレンジジイソシ
アネートのウレトジオン二量体とヘキサメチレンジイソ
シアネートのイソシアヌレート環状三量体であることを
特徴とする土壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物。3. An organic mixture comprising (A) an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound, and a viscosity modifier;
(B) a soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an aqueous silicate solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine-based catalyst, a foaming agent and a surfactant; The organic polyisocyanate used for the group-terminated prepolymer component is a hexamethylene diisocyanate isocyanurate cyclic trimer, or a hexamethylene diisocyanate uretdione dimer and a hexamethylene diisocyanate isocyanurate cyclic trimer, Soil stabilized polyurethane foam resin composition.
素基含有化合物とを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
ポリウレタン発泡樹脂組成物であって、 NCO基末端プレポリマー成分に使用する有機ポリイソ
シアネートがヘキサメチレンジイソシアネートのイソシ
アヌレート環状三量体、又はヘキサメチレンジジイソシ
アネートのウレトジオン二量体とヘキサメチレンジイソ
シアネートのイソシアヌレート環状三量体であることを
特徴とする土壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物。4. An organic mixture comprising (A) an NCO group-terminated prepolymer obtained by reacting an organic polyisocyanate with an active hydrogen group-containing compound, a viscosity modifier and a surfactant, and (B) a silicate An soil-stabilized polyurethane foamed resin composition comprising an aqueous solution and / or an aqueous silica sol, a coupling agent, an amine catalyst, a foaming agent and a surfactant, comprising: an NCO-terminated prepolymer component; Soil-stabilized polyurethane foam characterized in that the organic polyisocyanate used is an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate or a uretdione dimer of hexamethylene diisocyanate and an isocyanurate cyclic trimer of hexamethylene diisocyanate Resin composition.
シドユニットを60〜95重量%含有する官能基数2〜
8で分子量500〜5000のポリエーテルグリコール
又は、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で分子量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
とを併用することを特徴とする請求項1〜4に記載の土
壌安定化ポリウレタン発泡樹脂組成物。5. The active hydrogen group-containing compound according to claim 1, wherein the compound having an ethylene oxide unit content of 60 to 95% by weight has 2 to 2 functional groups.
8. Use of a polyether glycol having a molecular weight of 500 to 5000 or a polyether glycol having a functional group number of 2 to 8 and containing a ethylene oxide unit of 60 to 95% by weight and a molecular weight of 500 to 5000 and a monoalcohol having 4 to 50 carbon atoms. The soil-stabilized polyurethane foamed resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein
壌安定化ポリウレタン発泡樹脂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 consolidating the soil-stabilized polyurethane foamed resin composition according to any one of claims 1 to 5 into soil.
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