NO762677L - - Google Patents

Description

" Hurtigherdende blanding".

Foreliggende oppfinnelse gjelder hurtigherdende blandinger, mer spesielt slike produkter som er oppnådd fra borater, og anvendelsen av slike.

Ifølge foreliggende oppfinnelse tilveiebringes et produkt som er oppnådd ved sammenblanding av en vandig løsning eller suspensjon av et ammonium- eller alkalimetallborat og et organisk polyisocyanat og at blandingen får stivne.

Eksempler på ammoniumborater som kan anvendes er amraoniumdiborat og ammoniumpentaborat.

Eksempler på alkalimetallborater som kan anvendes er litiumborater, kaliumborater, f.eks. kaliumpentaborat, kalium-tetraborat og kalium-metaborat, og natriumborater, f.eks. vann-fritt natriumtetraborat, natriumtetraborat-pentahydrat, natriumtetraborat-tetrahydrat, natrium-metaborat-tetrahydrat, natrium-metaborat-dihydrat og natriumpentaborat-pentahydrat. Det foretrukne borat er natriumtetraborat-dekahydrat (boraks) på grunn av dets lette tilgjengelighet.

Det organiske polyisocyanat som anvendes kan enten være et enkelt polyisocyanat eller en isocyanat-avsluttet prepolymer som oppnås ved reaksjon mellom et overskudd av organisk polyisocyanat og en polymer polyol.

Som eksempler på egnede polyisocyanater kan det nevnes alifatiske diisocyanater som f.eks. heksametylen-diisocyanat, tetrametylen-diisocyanat, 2,2,4- og 2,4,4-trimetyl-heksametylen-diisocyanater, aromatiske diisocyanater som f.eks. tolylen-2,4-diisocyanat, tolylen-2,6-diisocyanat, difenylmetan-4,4'-diisocyanat, 3-metyldifenylmetan-4 , 4 '-diisocyanat, m- og p_-fenylen-diisocyanat, klorfenylen-2,4-diisocyanat, xylylen-diisocyanat, naftalen-1,5-diisocyanat, difenyl-4,4'-diisocyanat-3,3<1->dimetyl-difenyl og difenyleter-diisocyanat og cykloalifatiske diisocyanater som f.eks. dicykloheksylmetan-diisocyanater, metylcyklo- heksylen-diisocyanater og 3-isocyanatmetyl-3,5,5-trimetylcyklo-heksylisocyanat.Triisocyanater som kan anvendes omfatter aromatiske triisocyanater som f.eks. 2,4,6-triisocyanatotoluen og triisocyanatodifenyleter. Eksempler på andre egnede organiske polyisocyanater omfatter reaksjonsproduktene fra et overskudd av et diisocyanat med enkle flerverdige alkoholer, f.eks. etylenglykol, 1,4-, 1,3- og 2,3-butadioler, dietylenglykol, dipropylen-glykol, pentametylenglykol, heksametylenglykol, neopentylenglykol, propylenglykol, glycerol, heksantrioler, trimetylolpropan, penta-erytritol og lavmolekylvekts-reaksjonsprodukter av de ovennevnte polyoler med etylenoksyd eller propylenoksyd.

Det kan også anvendes uretedion-dimerer og isocyanu-ratpolymerer av diisocyanater, for eksempel tolylen-2,4-diisocyanat, tolylen-2,6-diisocyanat og blandinger derav, og de bi-uret-polyisocyanater som oppnås ved reaksjonen mellom polyisocyanater og vann.

Blandinger av polyisocyanater kan anvendes, omfattende de blandinger som oppnås ved fosgenering av de blandede polyaminer fremstilt ved reaksjon mellom formaldehyd og aromatiske aminer, som f.eks. anilin og ortotoluidin under sure betingelser. Et eksempel på sistnevnte polyisocyanatblanding er den som er kjent som rå MDI, fremstilt ved reaksjon mellom formaldehyd og anilin i nærvær av saltsyre og som består av difenylmetan-4,4'-diisocyanat blandet med isomerer derav og med metylensammenbundne poly-fenyl-polyisocyanater som inneholder mer enn 2 isocyanatgrupper.

Et ytterligere polyisocyanatholdig materiale som kan anvendes er den destillasjonsrest som oppnås ved destillasjon av i hovedsak alt flyktig diisocyanat fra et rått tolylen-diisocyanat fremstilt ved fosgenering avet tolylen-diamin.

Isocyanat—avsluttede prepolymerer som kan anvendes ved fremstilling av produktene ifølge oppfinnelsen, oppnås ved reaksjon mellom et overskudd av et av de organiske polyisocyanater som er definert ovenfor og en polymer polyol, f.eks. en hydroksyl-avsluttet polyester, polyesteramid, polyeter, polyetertioeter, poly-acetal eller polyolefin.

Eksempler på hydroksyl-avsluttede polyestere og polyesteramider som er egnet for anvendelse ved fremstilling av pre-polymerene er de som-oppnås ved hjelp av kjente metoder fra karboksylsyrer, glykoler og om nødvendig, små mengder av diaminer eller aminoalkoholer. Egnede dikarboksylsyrer omfatter rav-,

glutar-, adipin-, suberin-, azelain-, sebacin-, ftal-, isoftal-

og teiref talsyrer og blandinger av disse. Eksempler på toverdige alkoholer omfatter etylenglykol, 1,2-propylenglykol, 1-3-butylenglykol, 2,3-butylenglykol, dietylenglykol, tetrametylenglykol, pentametylenglykol, heksametylenglykol, dekametylenglykol og 2 , 2-dimetyl-trimetylenglykol. Egnede diaminer eller ami.noalko-holer omfatter heksametylendiamin, etylendiamin, mono-etanolamin og fenylendiaminer.Blandinger av polyestere og polyesteraminer kan anvendes om ønsket. Små mengder flerverdige alkoholer som f.eks. glycerol eller trimetylolpropan kan ogso anvendes, i hvilket tilfelle det oppnås forgrenede polyestere og polyesteramider.

Som eksempler på hydroksylavsluttede polyetere som kan omsettes med et overskudd av et organisk polyisocyanat som definert ovenfor, slik at det dannes en prepolymer, kan nevnes polymerer og kopolymerer av cykliske oksyder, f.eks. 1,2-alkylenoksyder som f.eks. etylenoksyd, epiklorhydrin, 1,2-propylenoksyd og 1,2-butylenoksyd, 2,3-butylenoksyd, oksycyklobutan og substi-tuerte oksycyklobutaner og tetrahydrofuran. Det kan også nevnes polyetere som oppnås ved polymerisasjon av et alkylenoksyd i nærvær av en basisk katalysator og vann, glykol eller et primært monoamin.Blandinger av slike polyetere kan anvendes.

Som eksempler på polyetertioetere som er egnet for anvendelse ved fremstilling av prepolymerer kan det nevnes produktene fra selvkondensasjonen av tioglykoler, f.eks. tiodi-glykol, eller av kondensasjonen av tioglykoler med glykoler.

Som eksempler på polyacetaler som er egnet for anvendelse ved fremstilling av prepolymerer kan nevnes reaksjonsproduktene av aldehyder, f.eks. formaldehyd, acetaldehyd og butyraldehyd med dihydriske alkoholer, f.eks. propylenglykol, butylenglykoler og dietylenglykol.

Som eksempler på hydroksyl-avsluttede polyolefiner

som er egent for anvendelse ved fremstilling av prepolymerer, kan nevnes de produkter som oppnås ved oksydativ nedbrytning av polyolefiner med høyere molekylvekt.Polymerer av butadien eller dets kopolymerer med andre monomerer, f.eks. styren eller akrylo-nitril, kan typisk oksyderes slik at det oppnås et produkt med lavere molekylvekt som har isocyanatreaktive grupper i endene. Gjenværende etylenisk umettethet kan fjernes ved hydrogenering. Alternativt kan olefinmonomeren polymeriseres eller kopolymeriseres

ved (1) en friradikalmekanisme eller (2) ved en anionmekanisme. Vanligvis polymeriseres den olefiniske monomer ved (1) i nærvær

av initiatorer og eventuelt kjedeoverføringsmidler som begge har 2 isocyanat-reaktive grupper eller som lett omdannes til isocyanat-reaktive grupper. Monomeren polymeres vanligvis ved (2) ved å bruke en forbindelse som tilveiebringer en difunksjonell polymer som initiator, hvis ende-funksjonaliteter lett omdannes til isocyanat-reaktive grupper ved hjelp av velkjente metoder på området.

Andre prepolymerer som kan anvendes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er de som oppnås ved å omsette kulltjærebek som inneholder isocyanat-reaktive grupper med et overskudd av et organisk polyisocyanat, f.eks. en eller flere av de organiske poly-isocyanater som er definert ovenfor, eventuelt sammen med en organisk forbindelse som inneholder isocyanat-reaktive grupper, f.eks. de polyestere, polyesteramider, polyetere dg andre hydroksyl-avsluttede polymerer som er definert ovenfor. Kulltjærebek-baserte prepolymerer av dette slag er beskrevet i søkernes britiske patent 1.093.375.

De organiske polyisocyanater og isocyanat-avsluttede polyuretanprepolymerer som er fremstilt som beskrevet ovenfor er vanligvis stabile ved normale temperaturer i fravær av fuktughet. Når de er til stede som del av en blanding som definert ovenfor, som også inneholder en vandig løsning eller suspensjon av et ammonium- eller alkalimetall-borat, vil de frie isocyanatgrupper reagere med tilstedeværende vann slik at det dannes en polymer som opptrer som bindemiddel.

De relative forhold mellom boratet og det organiske polyisocyanatet i blandingen kan variere meget, og brykbare produkter oppnås med et borat/polyisocyanat-vekt-forhold fra 1:0,5

til 1:50.

Produktene fremstilles enkelt ved å blande den vandige løsning eller suspensjon av boratforbindelsen med det organiske polyisocyanat inntil blandingen i det vesentlige er homogen, hvor-ved vannmengden er slik at det oppnås en spredbar pasta eller flytende blanding.Blandingen herder ganske raske og kan, avhengig av valget av reaktanter, forbli bearbeidbar i tidsrom opp til 20 eller 30 minutter.

Ifølge et ytterligere, og foretrukket, trekk ved oppfinnelsen kan blandingen også inneholde en organisk, polyfunksjonell isocyanatreaktiv forbindelse som kan være hvilken som helst av de hydroksyl-avsluttede polymerer som allerede er angitt ovenfor som egnet for fremstilling av isocyanat-avsluttede prepolymerer. Andre polyfunksjonelle isocyanat-reaktive, organiske forbindelser som kan anvendes omfatter enkle flerverdige alkoholer som inneholder fra 2 til 6 karbonatomer og fra 2 til 4 hydroksyl-grupper og de lavmolekylære reaksjonsproduktene derav med etylenoksyd eller propylenoksyd, aminoalkoholer, f.eks. monoetanolamin, polyaminer, f.eks. etylendiamin, heksametylendiamin, m- og p-fenylendiamirier og 2,4- og 2,6-diaminotoluener, epoksyharpikser som også inneholder isocyanat-reaktive grupper, f.eks. de hydroksyl-gruppeholdige produkter som oppnås ved reaksjon mellom difenylolpropan og epiklorhydrin, tørkende olje- og ikke-tørkende olje-modifiserte alkydharpikser, ricinusolje, hydrogenert ricinus-olje, uretan-oljer, som er reaksjonsproduktene av diisocyanater med alkoholyseproduktene av en tørkende olje, f.eks. mono- eller di-glycerider fra linfrøolje, og uretanalkyder som er alkydharpikser ved hvis fremstilling en del av ftalsyreanhydridet er erstattet med et diisocyanat. Et ytterligere og meget nyttig materiale som kan anvendes som den isocyanat-reaktive, organiske forbindelse er den som oppnås ved høytemperatur-reaksjon mellom ricinusolje og en kompleks harpiks som oppnås ved å omsette sammen naturlig kolofonium, glycerol og en resolharpiks ved høy temperatur. Ricinusoljen og den komplekse harpiksen kan omsettes i vektforholdene fra 95:5 til 20:80 ved en temperatur fra 230 til 250°C i et tidsrom av 1/2 time til 2 timer. Ricinusoljen og den komplekse harpiksen oppvarmes typisk i vekt-forholdet 4:1 ved en temperatur av ca. 240°C i ca. 45 minutter. For å fremstille den komplekse harpiksen oppvarmes naturlig kolofonium, glycerol og resol (fremstilt ved kondensasjon av 1 mol difenylolpropan med ca. 4 mol formaldehyd under alkaliske betingelser ved moderat temperatur)

i vektforholdene på ca. 8,2:1,1:1,0 ved en temperatur opp til 275°C i en inert atmosfære inntil syretallet er mindre enn 20 mg KOH/g.

I tillegg til, eller istedenfor, den polyfunksjonelle, isocyanat-reaktive organiske forbindelsen kan det anvendes en monofunksjonell, organisk isocyanat-reaktiv forbindelse, som fortrinnsvis er en enverdig alkohol, men også kan være en monokarboksylsyre, og, mindre foretrukket, et monoamin. Eksempler på enverdige alkoholer er metanol, etanol, n-propanol, isopropanol,

de isomere butanoler, heksanol, iso-oktanol, nonanol, dekanol,

dodekanol, cetanol, umettede alkoholer som f.eks. allyl-, oleyl-og propargylakoholer og polyeteralkoholene som oppnås ved inn-virkning av alkylenoksyder, f.eks. etylenoksyd og/eller propylenoksyd på enverdige alkoholer. Det kan også anvendes enverdige diepoksyalkoholer med formelen:

Eksempler på egnede monokarboksylsyrer er mettede monokarboksylsyrer av den normale fettsyreserien som inneholder fra 2 til 18 karbonatomer, omfattende de blandede fettsyrer som oppnås ved forsåpning av naturlige glycerider, og umettede fettsyrer, f.eks. eleostearinsyre, linolensyre, linolsyre og oljesyre.

Blandinger av forskjellige monofunksjonelle og poly-funks jonelle , organiske isocyanat-reaktive forbindelser, og av monofunksjonelle og polyfunksjonelle forbindelser, kan anvendes.

Vandige løsninger eller suspensjoner av ammonium-eller alkalimetallborater opptrer som utmerkede emulgeringsmidler for det organiske polyisocyanatet og, om de anvendes, for de organiske, isocyanatreaktive forbindelser, som beskrevet foran. Det er derfor bare nødvendig å røre disse organiske forbindelser inn i det vandige boratet for å sikre tilfredsstillende disper-gering av dem.

Mengden av isocyanat-reaktiv forbindelse som anvendes er fortrinnsvis opp mot den mengde som teoretisk er nødvendig for å reagere fullstendig med alle isocyanatgrupper i det organiske polyisocyanatet. I praksis kan denne mengde effektivt være et overskudd, siden noe av polyisocyanatet brukes opp ved reaksjon med det vandige boratet. Et moderat overskudd på opp til 25 vekt% av den isocyanat-reaktive forbindelse over den teoretiske mengde for reaksjon med polyisocyanatet kan anvendes, men store overskudd er ikke ønskelig, da egenskapene for det herdede produktet kan påvirkes skadelig.

Britisk patent 1.186.771 beskriver og krever beskyt-telse for en fremgangsmåte for fremstilling av silikatprodukter som omfatter å omsette en- vandig alkalimetallsilikatløsning med et organisk isocyanat eller isotiocyanat.

Det er nå funnet at delvis erstatning av alkalimetallsilikatet i disse kjente produkter med et alkalimetall- eller ammoniumborat gir produkter som har den fordel at de herder mye langsommere enn et hel-silikatprodukt. Herdehastigheten avtar progressivt når forholdet mellom borat og silikat øker.

Foreliggende oppfinnelse omfatter således også produkter som foran definert hvor opp til 90vekt% av ammonium-

eller alkalimetallboratet, basert på den vannfrie forbindelsen, erstattes med et ammonium- eller alkalimetallsilikat.

Alkalimetallsilikatet som anvendes kan være litium-silikat eller kaliumsilikat, men er fortrinnsvis natriumsilikat, som er et billig, lett tilgjengelig produkt som hensiktsmessig kan kjøpes i form av en vandig løsning kjent som "vannglass", inneholdende 40%eller mer natriumsilikat. Natriumsilikatet i vannglass har et molforhold SiO^Na^o på ca. 3,3:1,0, men ethvert vannløselig natriumsilikat med molforhold Si02/Na20 fra 1,65 til 3,86:1,0 kan hensiktsmessig anvendes.

Søkernes samtidig løpende britiske patentsøknad 33.044/75 beskriver produkter som oppnås.ved å blande en vandig alkalimetall- eller ammonium-silikat-løsning med minst én ikke-silikat-forbindelse av et flerverdig metall med en løselighet i vann ved 20°C på minst 0,01 gram pr. liter, i en mengde som minst er lik den som kreves for dannelse av et uløselig metallsilikat med alle silikationer som foreligger, i nærvær av (1) et organisk polyisocyanat eller (2) et organisk polyisocyanat og en poly-funks jonell, organisk isocyanat-reaktiv forbindelse, og la blandingen herde.

Det er nå funnet at ammonium- eller alkalimetallsilikatet i det ovenfor nevnte produkt delvis eller helt. kan erstattes av et ammonium- eller alkalimetallborat slik at det oppnås produkter som har liknende egenskaper, men som herder langsommere. Også her avtar herdehastigheten progressivt nar forholdet mellom borat og silikat øker og har et minimum når det ikke er noe silikat til stede. Videre kan ikke-silikat-flerverdige metallforbindelser delvis eller helt erstattes med en hydraulisk sement. Ifølge et ytterligere trekk ved oppfinnelsen tilveiebringes det således et produkt som foran beskrevet som også inneholder minst én forbindelse av et flerverdig metall i en mengde av fra 5% til 100 ganger den som er teoretisk nødvendig for å reagere fullstendig med ammonium- eller alkalimetallboratet, eller borat og silikat sammen, og/eller en hydraulisk sement.

Foretrukne mengder av den flerverdige metallforbind-elsen når den anvendes ovenfor, dvs. i fravær av hydraulisk sement er fra 10 til 8000% av den mengde som er teoretisk nødvendig for fullstendig reaksjon med boratet/silikatet.

Den flerverdige ikke-silikatmetallforbindelsen kan være hvilken som helst forbindelse av et metall fra gruppene IB til VIII i det periodiske system (som angitt på det indre bakom-slaget i boken "Advanced Inorganic Chemistry" av Cotton og Wilkin-son, 2. utgave, publisert 1966 avInterscience Publishers) som kan danne ét i hovedsak vann-uløselig borat eller silikat og hvilken forbindelse selv har en løselighet i vann av 20°C på minst 0,01 gram pr. liter. Flerverdige metallforbindelser som kan anvendes omfatter forbindelser av kopper, magnesium, kalsium, strontium, barium, sink, kadmium, kvikksølv, aluminium, titan, tinn, bly, krom, mangan, jern, kobolt og nikkel.Blandinger av flerverdige metallforbindelser kan anvendes.

Spesielle flerverdige metallforbindelser som kan anvendes omfatter kopper(II)klorid, kopper(II)sulfat, kopper(ll)-nitrat, kopper(II)acetat, kopper(II)karbonat, kopper(II)hydroksyd, magne siumsulfat, magnesiumklorid, magnesiumkarbonat, magnesium-hydroksyd, kalsiumklorid, kalsiumsulfat (hydratisert), kalsiumhydroksyd, kalsiumkarbonat, strontiumklorid, bariumklorid, barium-hydroksyd, sinkklorid, sinksulfat, sinkkromat, sinkacetat, sink-karbonat, sinkoksyd, sinkhydroksyd, kadmiumsulfat, kvikksølv(II)-klorid, aluminiumsulfat, aluminiumhydroksyd, tinn(II)klorid, bly-(Il)klorid, bly(II)nitrat, krom(III)sulfat, mangan(II)klorid, jern(ll)klorid, jern(II)sulfat, jern(III)klorid, jern(III)oksyd, jern(IIl)hydroksyd, kobolt(II)klorid, kobolt(II)sulfat, nikkel-(Il)klorid, nikkel(il)nitrat og nikkel(II)sulfat.

Av økonomiske grunner er det foretrukket å anvende flerverdige metallforbindelser som er lett tilgjengelige og billige, f.eks. kalsiumhydroksyd, som har den tilleggsfordel at dets forbindelser med farveløse anioner i seg selv er farveløse eller hvite.

Den flerverdige metallforbindelse anvendes fortrinnsvis i form av en vandig løsning, eller hvor løseligheten i vann er for lav til å tillate anvendelse av den ønskede mengde i opp-

løst form, som en vandig oppslemming eller suspensjon.

Det er avgjørende at den flerverdige metallforbindelse har tilstrekkelig løselighet i vann til at den kan undergå kjemisk reaksjon med ammonium- eller alkalimetallborat/silikat-løsningen eller -suspensjonen. Forbindelser med meget liten løselighet i vann, f.eks. bariumsulfat og titandioksyd, kan ikke anvendes. Når det anvendes en vandig oppslemming eller suspensjon av den flerverdige metallforbindelse, må forbindelsen foreligge i meget findelt form, fortrinnsvis med partikkelstørrelse ikke over 75 mikron.

Den hydrauliske sement som kan anvendes omfatter et medlem eller medlemmer av den klasse av strukturelle materialer som anvendes i blanding med vann og som deretter stivner eller herder som resultat av fysikalske og/eller kjemiske forandringer som forbruker minst en del av det tilstedeværende vann. I tillegg til Portland-sement kan andre hydrauliske sementer anvendes, omfattende: 1. Hurtigherdende sementer,karakterisert vedat de har høyt aluminiumoksydinnhold. 2. Lav-varme-sementer,karakterisert vedhøye prosentinnhold av dikalsiumsilikat og tetrakalsium-aluminoferritt og lavt prosentinnhold av trikalsiumsilikat og trikalsiumaluminat. 3. Sulfat-resistente sementer,karakterisert veduvanlig høyt prosentinnhold av trikalsiumsilikat og dikalsiumsilikat og uvanlig lavt prosentinnhold av trikalsiumaluminat og tetrakalsium-aluminoferritt. 4. Portland-masovns-sement,karakterisert veden blandingav Portland-sement-klinker og granulert slagg. 5. Sementer som vanligvis anvendes i murerarbeid,karakterisert veden blanding av Portland-sement og en eller flere av de følgende: hydratisert kalk, pulverisert kalsten, kolloidal leire, diatoméjord eller andre findelte former av silisiumdioksyd. 6. Naturlige sementer,karakterisert vedmaterialer oppnådd fra leirer i Lehigh Valley, U.S.A. 7.Kalksementer,karakterisert vedkalsiumoksyd i ren eller uren form med eller uten leiremateriale. 8. Selenitisk sement,karakterisert vedtilsetning av 5-10% gips til kalk. 9. Pozzolansement,karakterisert vedblanding av pozzolan, trass, kiselgur, pumpsten, tuff, "santorin-jord" eller

granulert slagg med kalkmørtel.

10- Kalsiumsulfatsementer,karakterisert vedde som avhenger av hydratiseringen av kalsiumsulfat og omfatter gips, Keen's sement og Pariasement. 11. VannfastE sementer,karakterisert vedblandinger av Portland-sement med kalsiumstearat eller paraffin.

Den foretrukne hydrauliske sement er Portland-sement, omfattende hvit Portland-sement som er en spesiell type som har lavt jernoksydinnhold.

t Ikke-silikat-forbindelsen av et flerverdig metall og den hydrauliske sement kan anvendes alene, i fravær av hverandre, eller de kan anvendes i blanding i alle ønskede forhold.

Når det lages produkter som inneholder en flerverdig metallforbindelse og/eller hydraulisk sement ifølge oppfinnelsen,

må det organiske polyisocyanatet og, om det anvendes, den organiske isocyanat-reaktive forbindelse blandes med ammonium- eller alkali-me tallborat/silikatløsningen eller -suspensjonen før tilsetning av den flerverdige metallforbindelse og/eller den hydrauliske sement, eller alternativt må de organiske bestanddeler blandes med den flerverdige metallforbindelse og/eller den hydrauliske sement før det vandige boratet/silikatet tilsettes. Tilfredsstillende resul-tater kan ikke oppnås om den vandige borat/silikat-løsning eller

-suspensjon blandes med den flerverdige metallforbindelse og/eller den hydrauliske sement før de organiske bestanddeler tilsettes. Reaksjon mellom boratet/silikatet og den flerverdige metallforbindelse og/eller den hydrauliske sement er vanligvis så rask at de organiske bestanddeler ikke kan innblandes etterpå. Det er derfor avgjørende at borat/silikat-løsningen eller -suspensjonen og den flerverdige metallforbindelse og/eller den hydrauliske sement blandes i nærvær av det organiske polyisocyanat og den organiske isocyanatreaktive forbindelse. Portland-sement og andre hydrauliske sementer som foran definert undergår også kjemisk reaksjon med ammonium- og alkalimetall-silikat/borat-løsninger/ suspensjoner, hvilket leder til rask herding av blandingene. De reaksjoner som.foregår, spesielt med Portland-sement og andre sementer som inneholder Portland-sement, er ikke fullt forstått, slik at angivelse av mengden av slik hydraulisk sement som kan anvendes, uttrykt som det teoretisk nødvendige for reaksjonen, er vanligvis ikke mulig. Generelt sett kan imidlertid mengden av hydraulisk sement, når sement anvendes i fravær av en flerverdig

ikke-silikat-metalTforbindelse som ovenfor definert, være fra 1 til 40 vekt% av totalvekten av blandingen.

Når en flerverdig ikke-silikat-metallforbindelse og

en hydraulisk sement anvendes sammen, er det en enkel sak for fagmannen å velge forhold mellom disse to bestanddeler som gir en blanding med de ønskede herde-egenskaper.

Mengden av vann i blandingen, inkludert det som er til stede i ammonium- eller alkalimetallborat-løsningen eller -suspensjonen (og silikatløsningen når den er til stede) må være tilstrekkelig til å sikre at blandingen etter sammenblanding forblir bearbeidbar for adekvat anvendelse før den herder. Det skal for-stås at denne mengde vil variere betraktelig, avhengig av de relative mengder av borat, flerverdige metallforbindelse og/eller hydraulisk sement og organisk bestanddel som anvendes, og vil også avhenge av naturen til disse siste to bestanddeler. Vanligvis kan imidlertid mengden av vann som anvendes være fra 5 til 200% av totalvekten av borat (og silikat når dette forefinnes), flerverdig metallforbindelse og/eller hydraulisk sement og organiske bestanddeler tilsammen.

Det organiske polyisocyanat og den organiske isocyanat-reaktive forbindelse , dersom en slik anvendes, må være til stede i blandingen i en mengde slik at det sikres at blandingen etter herdingen forblir sammenhengende og har en viss motstandsevne mot mekaniske sjokk, dvs. ikke er skjør eller for sprø. Den nødvendige mengde vil tydeligvis i noen grad avhenge av naturen til de organiske forbindelser som anvendes, men mengder i området fra 10 til 800% av vekten av ammonium- eller alkalimetallborat (og -silikat når dette forefinnes) og flerverdig metallforbindelse og/eller hydraulisk sement når disse legges sammen, er vanligvis tilfredsstillende.

I tillegg til de nødvendige og eventuelle bestanddeler i prosuktene ifølge oppfinnelsen som allerede er beskrevet, kan produktene også inneholde inerte fyllstoffer, f.eks. kraftstasjons-flyveaske, ekspandert leire, skummet slagg, mika, talk, leirer (f.eks.kaolin), asbestin, baryt, silisiumdioksyd, pulverisert skifer og vermikulitt. Disse fyllstoffer kan anvendes fra et minimum på 1% av totalvekten av de essensielle tørre ingredienser. Fibrøse fyllstoffer, f.eks. stenull, glassfibre og asbest kan også anvendes som forsterkningsmaterialer.

Inerte mykningsmidler, f.eks. butylbenzylftalat, dioktylftalat eller dinonylftalat kan tilsettes til blandingene for å modifisere deres reologiske egenskaper før herdingen.

Inerte løsningsmidler, f.eks. estere, ketoner, hydrokarboner og halogenerte hydrokarboner kan også anvendes som hjelp ved innblanding av meget viskøse eller andre, vanskelig forenelige materialer i produktene, men anvendelse av flyktige eller brenn-bare løsningsmidler unngås helst på grunn av de farer de innebærer for omgivelsene.

Farvestoffer og pigmenter kan også tilsettes dersom produktene skal brukes til dekorative formål eller hvo r det er ønskelig med en dekorativ effekt.

Produktene som fremstilles ifølge oppfinnelsen kan før herdingen utbres over overflater, f.eks. gulv, vegger, tak og skrå eller kurveformige overflater ved hjelp av murskje, børsting, spray eller ved gummivalse, og kan støpes, formes eller ekstru-deres i alle ønskelige former, f.eks. plater, blokker eller åpne halvsylindere av det slag som anvendes meget for isolering av rør.

Når produktene skal anvendes for isoleringsformål, bør de organiske komponenter som skal anvendes for fremstilling av dem, velges ifølge den maksimale operasjonstemperatur som den polymer som oppstår ved reaksjonen mellom dem, underkastes. Den resul-terende polymer bør således ha et mykningspunkt som ligger godt over den maksimale operasjonstemperatur. På grunn av det høye innhold av uorganiske stoffer i slike produkter, er de meget resistente mot forbrenning og er lite brannfarlige.

Produktene kan også oppnås i oppskummet form ved innblanding av et esemiddel som av fagmannen er kjent som egnet for fremstilling av polyuretanskum, og/eller ved å redusere alkaliteteh i blandingen slik at det ikke er tilstrekkelig alkalitet til å absorbere alt karbondioksyd som dannes ved reaksjonen mellom det organiske polyisocyanatet og vann. Skumstabiliserende midler kan også om nødvendig anvendes.

Oppfinnelsen illustreres men begrenses ikke, av følg-ende eksempler hvor alle deler og prosenter er etter vekt.

Eksempel 1

Følgende produkter ble fremstilt, idet ingrediensene ble blandet i den viste rekkefølge:

Blanding nr. 7 er et sammenligningsprodukt.

Bearbeidingstid er den tid ved hvilken blandingen taper flyteegenskapene og det bemerkes tegn på gelering og herding.

Eksempel 2

Følgende produkter ble fremstilt:

Blanding nr. 3 er et sammenligningsprodukt.

Eksempel 3

Produktene 1, 2 og 3 som er beskrevet i eksempel 2, ble gjentatt med den forskjell at de 2 deler hydratisert kalk i hvert tilfelle ble erstattet med 3 deler Portland-sement. Liknende produkter med liknende bearbeidingstider ble oppnådd.

Blanding nr. 3 er et sammenligningsprodukt.

Claims (23)

1. Produkt, karakterisert ved at det er oppnådd ved sammenblanding av en vandig løsning eller suspensjon av et ammonium- eller alkalimetallborat og et organisk polyisocyanat, og at blandingen får stivne.

2. Produkt som angitt i krav 1, karakterisert ved at boratet er natriumtetraborat-dekahydrat.

3. Produkt som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at borat/polyisocyanatforholdet er fra 1:0,5 til 1:50 i vekt.

4. Produkt som angitt i hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at vannmengden som er tilstede i blandingen er slik at det oppnås en utspredbar pasta eller fluid blanding.

5. Produkt som angitt i hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at blandingen også inneholder en organisk polyfunksjone11 isocyanat-reaktiv forbindelse og/eller en monofunksjonell isocyanat-reaktiv forbindelse.

6. Produkt som angitt i krav 5, karakterisert ved at den polyfunksjonelle isocyanat-reaktive forbindelse er en forbindelse som er oppnådd ved høytemperatur-omsetning av ricinusolje og en kompleks harpiks oppnådd ved omsetning av naturharpiks, glycerol og en resolharpiks ved høy temperatur.

7. Produkt som angitt i krav 6, karakterisert ved at ricinusoljen og kompleksharpiksen omsettes i for-holdene fra 95:5 til. 20:80 vektdeler ved en temperatur på fra 230 til 250°C i et tidsrom av fra 1/2 til 2 timer.

8. Produkt som angitt i krav 5, karakterisert ved at den monofunksjonelle eller isocyanat-reaktive forbindelse er en enverdig alkohol, en monokarboksylsyre eller et monoamin.

9. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 5 til 8, karakterisert ved at den isocyanat-reaktive forbindelse er tilstede i en mengde opp til den som er teoretisk nødvendig for å reagére fullstendig med alle isocyanatgrupper i det organiske polyisocyanat.

10. Produkt som angitt i hvilket som helst av de fore-gående krav, karakterisert ved at opp til 90 vekt% av ammonium- eller alkalimetallboratet, basert på den vannfrie forbindelse, er erstattet med et ammonium- eller alkalimetallsilikat.

11. Produkt som angitt i krav 10, karakterisert ved at silikatet er et vannløselig natriumsilikat med molforhold Si02 /Na2 0 på fra 1,65 til 3,86:1,0.

12. Produkt, karakterisert ved at det er oppnådd ved sammenblanding av en vandig løsning av et alkalimetall- eller ammoniumborat, eller et borat og silikat, med (a) minst én ikke-silikatforbindelse av et flerverdig metall som har en løselighet i vann ved 20°C på minst 0,01 g pr. liter og/eller (b) en hydraulisk sement, i en mengde av fra 5% til 100 ganger det som er teoretisk nødvendig for å reagere fullstendig med alkalimetall- eller ammoniumboratet, eller boratet og silikatet sammen, i nærvær av (1) et organisk polyisocyanat eller (2) et organisk polyisocyanat og en mono- og/eller en polyfunksjonell organisk isocyanat-reaktiv forbindelse, og at blandingen får stivne.

13. Produkt som angitt i krav 12, karakterisert ved at den flerverdige metallforbindelse anvendes i form av en vandig løsning eller en vandig oppslemming eller suspensjon.

14. Produkt som angitt i krav 13, karakterisert ved at når en vandig suspensjon eller oppslemming an-véndes, har den flerverdige metallforbindelse en partikkelstør-relse på ikke mer enn 75 mikron.

15. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 14, karakterisert ved at mengden av flerverdig metallforbindelse som anvendes i fravær av hydraulisk sement er fra 10 til 8000% av den mengde som er teoretisk nød-vendig for fullstendig omsetning med borat/silikatet.

16. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 14, karakterisert ved at den hydrauliske sement er Portland-sement.

17. Produkt som angitt i krav 12, karakterisert ved at mengden av hydraulisk sement som anvendes i fravær av en eventuell ikke-silikat-flerverdig metall-forbindelse er fra 1 til 40 vekt% av den totale vekt av produktet.

18. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 17. karakterisert ved at den vannmengde som anvendes, er fra 5 til 200% av den totale vekt av borat (og silikat når dette er tilstede), flerverdig metallforbindelse og/eller hydraulisk sement og organiske komponenter regnet sammen.

19. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 18, karakterisert ved at den samlede vekt av organisk polyisocyanat og, hvis en slik anvendes, den organiske isocyanat-reaktive forbindelse er i området fra 10 til 800% av vekten av alkalimetall- eller ammoniumborat (og silikat når et slikt er tilstede) og flerverdig metallforbindelse og/eller hydraulisk sement regnet sammen.

20. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 19, karakterisert ved at det anvendes et inert fyllstoff fra et minimum av 1% av den totale vekt av tørre ingredienser.

21. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 20, karakterisert ved at en inert mykner tilsettes til produktet for modifisering av dets reologiske egenskaper før det stivner.

22. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 21, karakterisert ved at det anvendes et inert løsningsmiddel for å hjelpe til ved innlemmelse av meget viskøse eller på annen måte vanskelig forlikelige materialer i blandingen av ingredienser.

23. Produkt som angitt i hvilket som helst av kravene 12 til 22, karakterisert ved at det er oppnådd i skummet form ved innblanding av et esemiddel i blandingen av ingredienser.