PL206792B1 - Safe, made non-flammable agent for injection to consolidate geological formations - Google Patents
Safe, made non-flammable agent for injection to consolidate geological formationsInfo
- Publication number
- PL206792B1 PL206792B1 PL380139A PL38013906A PL206792B1 PL 206792 B1 PL206792 B1 PL 206792B1 PL 380139 A PL380139 A PL 380139A PL 38013906 A PL38013906 A PL 38013906A PL 206792 B1 PL206792 B1 PL 206792B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- component
- safe
- geological formations
- flame
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 7
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 title claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 title description 30
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 12
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 12
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 12
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 7
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 5
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims description 5
- 150000002903 organophosphorus compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000012757 flame retardant agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 claims description 2
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- DYDNPESBYVVLBO-UHFFFAOYSA-N formanilide Chemical compound O=CNC1=CC=CC=C1 DYDNPESBYVVLBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920005906 polyester polyol Polymers 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 13
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 12
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 12
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 10
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 9
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 4
- -1 phosphorus flame retardant compound Chemical class 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Diphenylmethane Diisocyanate Chemical compound C1=CC(N=C=O)=CC=C1CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 UPMLOUAZCHDJJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HHDUMDVQUCBCEY-UHFFFAOYSA-N 4-[10,15,20-tris(4-carboxyphenyl)-21,23-dihydroporphyrin-5-yl]benzoic acid Chemical compound OC(=O)c1ccc(cc1)-c1c2ccc(n2)c(-c2ccc(cc2)C(O)=O)c2ccc([nH]2)c(-c2ccc(cc2)C(O)=O)c2ccc(n2)c(-c2ccc(cc2)C(O)=O)c2ccc1[nH]2 HHDUMDVQUCBCEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 2
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007706 flame test Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- KVMPUXDNESXNOH-UHFFFAOYSA-N tris(1-chloropropan-2-yl) phosphate Chemical compound ClCC(C)OP(=O)(OC(C)CCl)OC(C)CCl KVMPUXDNESXNOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OXTJFBHLOXGCPW-UHFFFAOYSA-N 6-cyanatohexyl cyanate Chemical compound N#COCCCCCCOC#N OXTJFBHLOXGCPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical class [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282373 Panthera pardus Species 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- HPRSWAFSMNDEGT-UHFFFAOYSA-N [cyanato(diphenyl)methyl] cyanate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(OC#N)(OC#N)C1=CC=CC=C1 HPRSWAFSMNDEGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GPDWNEFHGANACG-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(2-ethylhexanoyloxy)stannyl] 2-ethylhexanoate Chemical compound CCCCC(CC)C(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)C(CC)CCCC GPDWNEFHGANACG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000009614 chemical analysis method Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N spiromesifen Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C)=C1C(C(O1)=O)=C(OC(=O)CC(C)(C)C)C11CCCC1 GOLXNESZZPUPJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Fireproofing Substances (AREA)
- Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206792 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 380139 (51) Int.Cl. (12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 206792 (13) B1 (21) Application number: 380139 (51) Int.Cl.
C09K 8/508 (2006.01) C08L 75/04 (2006.01) C09K 21/14 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 10.07.2006 (54) Bezpieczny, uniepalniony środek do iniekcyjnej konsolidacji formacji geologicznych (73) Uprawniony z patentu:C09K 8/508 (2006.01) C08L 75/04 (2006.01) C09K 21/14 (2006.01) (22) Filing date: 07.10.2006 (54) Safe, flame retardant injection consolidation agent for geological formations (73) Patent holder:
MINOVA EKOCHEM SPÓŁKA AKCYJNA, Siemianowice Śląskie, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:MINOVA EKOCHEM SPÓŁKA AKCYJNA, Siemianowice Śląskie, PL (43) Application was announced:
21.01.2008 BUP 02/08 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:21.01.2008 BUP 02/08 (45) The following was announced about the grant of the patent:
30.09.2010 WUP 09/10 (72) Twórca(y) wynalazku:30.09.2010 WUP 09/10 (72) Inventor (s):
JAN FRANEK, Katowice, PL STANISŁAW MAKARSKI, Gliwice, PL KRZYSZTOF CHABRZYK, Czeladź, PL GRZEGORZ POLITAŃSKI, Chorzów, PL MARIUSZ RASEK, Świętochłowice, PL PAWEŁ TRELENBERG, Rybnik, PL (74) Pełnomocnik:JAN FRANEK, Katowice, PL STANISŁAW MAKARSKI, Gliwice, PL KRZYSZTOF CHABRZYK, Czeladź, PL GRZEGORZ POLITAŃSKI, Chorzów, PL MARIUSZ RASEK, Świętochłowice, PL PAWEŁ TRELENBERG, Rybnik, PL (74) Plenipotentiary:
rzecz. pat. Lampart Jerzyitem. stalemate. George the leopard
PL 206 792 B1PL 206 792 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest uniepalniony środek do iniekcyjnej konsolidacji formacji geologicznych w górnictwie podziemnym i budownictwie górniczym, zwłaszcza w górnictwie węgla kamiennego.The subject of the invention is a flame-retardant agent for the injection consolidation of geological formations in underground mining and mining construction, especially in hard coal mining.
W górnictwie podziemnym, zwł aszcza wę gla kamiennego oraz w budownictwie górniczym powszechnie stosowane są środki poliuretanowe do konsolidacji formacji geologicznych. Używa się ich do sklejania rys i szczelin, wzmacniania i uszczelniania kruchych, słabych warstw górotworu oraz węgla skłonnego do odspajania się od calizny, a także do uszczelniania górotworu przed wypływem wody i gazów. Zasadniczo technika konsolidacji polega na wtłoczeniu do górotworu reagującej mieszaniny składników systemu poliuretanowego, które w górotworze, po określonym czasie polimeryzują, klejąc i uszczelniając go. W zależności od składu poliuretanu oraz warunków w górotworze, proces polimeryzacji może przebiegać z efektem spienienia lub bez takiego efektu. Reagującą mieszaninę uzyskuje się przez pompowanie do mieszalnika przepływowego dwóch oddzielnych komponentów systemu poliuretanowego. Składniki systemu poliuretanowego to składnik A na bazie poliolowej i skł adnik B na bazie izocyjanianowej.In underground mining, especially hard coal, and in mining construction, polyurethane agents are commonly used to consolidate geological formations. They are used to glue cracks and gaps, strengthen and seal brittle, weak layers of the rock mass and coal prone to detachment from the mass, as well as to seal the rock mass against the outflow of water and gases. Basically, the consolidation technique consists in injecting a reaction mixture of polyurethane system components into the rock mass, which polymerize in the rock mass after a certain time, gluing and sealing it. Depending on the composition of the polyurethane and the conditions in the rock mass, the polymerization process may take place with or without a foaming effect. The reacting mixture is achieved by pumping two separate components of the polyurethane system into the flow mixer. The components of the polyurethane system are component A on a polyol basis and component B on an isocyanate basis.
W miarę postę pu wiedzy o skutkach stosowania ś rodków poliuretanowych w wyrobiskach górniczych, zmieniały się formalne i praktyczne kryteria oceny tych materiałów, będące podstawą uzyskania świadectw dopuszczających ich stosowanie w warunkach górnictwa podziemnego.With the progress of knowledge about the effects of using polyurethane agents in mining excavations, the formal and practical criteria for assessing these materials have changed, which are the basis for obtaining certificates authorizing their use in underground mining conditions.
Jednym z kryteriów bezpiecznego stosowania środków poliuretanowych w górnictwie jest ich palność oraz temperatura towarzysząca reakcji składników środka poliuretanowego w górotworze. Jest to szczególnie ważne przy klejeniu /konsolidacji/ w wyrobiskach górniczych węgli ortokoksowych charakteryzujących się niską temperaturą samozapalenia.One of the criteria for the safe use of polyurethane agents in mining is their flammability and the temperature accompanying the reaction of polyurethane agents in the rock mass. It is especially important when gluing / consolidating / in mining excavations of orthocoking coals characterized by a low self-ignition temperature.
Znanych jest szereg dodatków obniżających palność żywic poliuretanowych oraz sposobów ich stosowania, jednak w przypadku środków używanych w warunkach podziemnych wyrobisk górniczych występuje szereg ograniczeń wynikających z konieczności dostosowania proporcji składników systemu poliuretanowego do urządzeń iniekcyjnych.There are a number of additives to reduce the flammability of polyurethane resins and methods of their use, however, in the case of agents used in the conditions of underground mining excavations, there are a number of limitations resulting from the need to adjust the proportions of the polyurethane system components to injection devices.
Znany z polskiego opisu patentowego wynalazku 176952 niepalny środek do konsolidacji formacji geologicznych składa się z poliolowego komponentu A i izocyjanianowego komponentu B, które po połączeniu reagują z utworzeniem tworzyw poliuretanowych. Komponent A jest mieszaniną zawierającą niskolepkie poliole (polieterowe i/lub poliestrowe), olej rycynowy, środki obniżające palność, środki pomocnicze i/lub wodę oraz katalizatory, zwłaszcza metaloorganiczne pochodne cyny II. Składnikiem obniżającym palność jest zestaw specjalnego poliolu lub mieszaniny polioli zawierających chlorowce i pochodnej alkilowej kwasu alkilofosfonowego. Natomiast komponentem B są poliizocyjaniany polifenylo-polimetylenowe lub ciekłe w temperaturze pokojowej pochodne tych poliizocyjanianów zawierające grupy -NCO.The non-flammable agent for consolidating geological formations, known from the Polish patent specification 176952, consists of a polyol component A and an isocyanate component B, which, when combined, react to form polyurethane materials. Component A is a mixture containing low viscosity polyols (polyether and / or polyester), castor oil, flame retardants, auxiliaries and / or water and catalysts, especially organometallic tin II derivatives. The flame retardant component is a special polyol or mixture of halogen containing polyols and an alkyl derivative of alkylphosphonic acid. Component B, on the other hand, are polyphenyl-polymethylene polyisocyanates or derivatives of these polyisocyanates containing -NCO groups that are liquid at room temperature.
Znany z opisu patentowego wynalazku US 4.237.182 powłokowy środek do uszczelniania składa się z polioksyalkilenowego uretanowego prepolimeru, wody i co najmniej trójskładnikowej mieszanki uniepalniającej zawierającej fosforowy związek uniepalniający, zawiesinę wodorotlenku glinu oraz dyspergowany w wodzie palny związek węgla posiadający 0,1 do 1 grup hydroksylowych na każdy atom węgla. Związkiem węgla jest celuloza drzewna w ilości niepowodującej żelowania mieszanki.The coating sealant known from US Patent 4,237,182 consists of a polyoxyalkylene urethane prepolymer, water and at least a ternary flame retardant mixture containing a phosphorus flame retardant compound, an aluminum hydroxide suspension and a water dispersible combustible carbon compound having 0.1 to 1 hydroxyl groups for each carbon atom. The carbon compound is wood cellulose in an amount that does not cause gelling of the blend.
Natomiast znana z opisu patentowego wynalazku US 4-266,042 uszczelniająca pianka poliuretanowa składa się komponentu A będącego polieterowym poliolem dwu-lub trójfunkcyjnym, gdzie, co najmniej 50% końcowych grup hydroksylowych jest grupami pierwszorzędowymi na końcu łańcucha, komponentu B będącego izocyjanianem wybranym z grupy zawierającej izocyjanian, mieszaninę izocyjanianów, addukt izocyjanianu i prepolimer izocyjanianowy oraz systemu uniepalniającego stanowiącego mieszaninę trójtlenku antymonu, chlorowanej parafiny i wodorotlenku glinu.On the other hand, the sealing polyurethane foam known from the patent specification US 4-266,042 consists of component A, which is a di- or trifunctional polyether polyol, where at least 50% of the end hydroxyl groups are primary groups at the end of the chain, component B being an isocyanate selected from the group containing the isocyanate. , isocyanate mixture, isocyanate adduct and isocyanate prepolymer, and a flame retardant system consisting of a mixture of antimony trioxide, chlorinated paraffin and aluminum hydroxide.
Inna hydrouszczelniajaca pianka poliuretanowa znana z opisu patentowego US 4.454.252 jest mieszaniną komponentu A będącego poliolem o ciężarze cząsteczkowym 400-600 i liczbie hydroksylowej 340-400, komponentu B będącym poliizocyjanianem wybranym z grupy zawierającej, diizocyjanian toluilenowy, dicyjanian heksametylenowy, diizocyjanian difenylometanowy oraz mieszane dicyjanianu difenylometanowego z poliizocyjanianem polifenyleno-polimetylenowym oraz przyśpieszacza i stabilizatora piany. Przyś pieszaczem jest sól metalu ciężkiego kwasu karboksylowego i/lub di-n-butyltin di(2-etylheksanian), a stabilizatorem blokowy polimer dimetylosiloksan-polioksyalkalen.Another hydro-seal polyurethane foam known from US Pat. No. 4,454,252 is a mixture of component A being a polyol with a molecular weight of 400-600 and a hydroxyl number of 340-400, component B being a polyisocyanate selected from the group consisting of toluene diisocyanate, hexamethylene dicyanate, and mixed diisocyanate diisocyanate. Diphenylmethane dicyanate with polyphenylene polymethylene polyisocyanate and foam accelerator and stabilizer. The blender is a heavy metal salt of a carboxylic acid and / or di-n-butyltin di (2-ethylhexanoate), and the stabilizer is a dimethylsiloxane-polyoxyalkalene block polymer.
Uniepalniony środek do iniekcyjnej konsolidacji formacji geologicznych według wynalazku składa się z komponentu A - poliolowego i komponentu B - izocyjanianowego, które to w wyniku reakcji poliaddycji tworzą tworzywo poliuretanowe.The flame-retardant injectable consolidation agent according to the invention consists of the polyol component A and the isocyanate component B, which form a polyurethane material as a result of the polyaddition reaction.
PL 206 792 B1PL 206 792 B1
Komponent A jest mieszaniną niskolepkich polioli (polieterów i/Iub poliestrów) o liczbie hydroksylowej 160-450 w ilości 18-63% wagowych, środków uniepalniających w ilości 25-80% wagowych, katalizatora - zwłaszcza metaloorganicznej pochodnej cyny II w ilości 0,5% wagowych oraz środków pomocniczych w ilości 0,5-1,5% wagowych. Środek uniepalniający to organiczny związek fosforu w iloś ci 5-20% wagowych i wodorotlenek glinu w iloś ci 5-60% wagowych komponentu A. Organiczny związek fosforu zawiera estry fosforoorganiczne o ogólnym wzorze (PO)R1R2R3, gdzie R1, R2 i R3 są jednakowymi lub różnymi grupami alkilowymi i/lub alkoksylowymi posiadającymi, lub nieposiadającymi, tomy chloru.Component A is a mixture of low-viscosity polyols (polyethers and / or polyesters) with a hydroxyl number of 160-450 in the amount of 18-63% by weight, flame retardants in the amount of 25-80% by weight, catalyst - especially organometallic derivative of tin II in the amount of 0.5% by weight and auxiliaries in an amount of 0.5-1.5% by weight. The flame retardant is an organic phosphorus compound in the amount of 5-20% by weight and aluminum hydroxide in the amount of 5-60% by weight of component A. The organic phosphorus compound contains organophosphorus esters of the general formula (PO) R1R2R3, where R1, R2 and R3 are the same or with various alkyl and / or alkoxy groups with or without chlorine groups.
Komponentem B są poliizocyjaniany polifenyleno-polimetylenowe otrzymane w wyniku reakcji fosgenowania produktu kondensacji aniliny i formaldehydu (tzw. MDI) ciekłe w temperaturze pokojowej o zawartości wolnych grup izocyjanianowych 28 - 32%. Stosunek wagowy komponentów A:B = 1:1 do 3:1, korzystnie 2:1.Component B are polyphenylene-polymethylene polyisocyanates obtained as a result of phosgenation of the aniline-formaldehyde condensation product (MDI), liquid at room temperature, containing 28 - 32% free isocyanate groups. The weight ratio of components A: B = 1: 1 to 3: 1, preferably 2: 1.
Uniepalniony środek do iniekcyjnej konsolidacji formacji geologicznych według wynalazku charakteryzuje się obniżoną ilością gazów toksycznych w produktach termicznego jego rozkładu oraz obniżoną temperaturą osiąganą podczas wiązania środka w stosunku do dotychczas znanych i stosowanych w górnictwie podziemnym środków. Jest on również znacznie bezpieczniejszy od dotychczas stosowanych środków do konsolidacji górotworu, gdyż w przypadku pożaru w wyrobisku górniczym nie podtrzymuje palenia, a produkty termicznego rozkładu zawierają znacznie mniej gazów toksycznych niż produkty tegoż rozkładu innych środków do konsolidacji.The flame-retardant agent for injection consolidation of geological formations according to the invention is characterized by a reduced amount of toxic gases in the products of its thermal decomposition and a lower temperature achieved during the binding of the agent in relation to the previously known and used in underground mining agents. It is also much safer than the previously used means for consolidation of the rock mass, because in the event of a fire in a mining excavation, it does not support combustion, and the products of thermal decomposition contain much less toxic gases than the products of the same decomposition of other consolidation agents.
Dodatkowo, z uwagi na obniżoną temperaturę w trakcie sieciowania w górotworze można go bezpiecznie stosować do klejenia ociosu węglowego, nawet z gatunku węgli ortokoksowych, chociaż dotychczasowe szczegółowe regulacje zabraniały kleić ocios węglowy z powodu możliwości zapłonu spowodowaną wysoką temperaturą sieciowania poliuretanu.Additionally, due to the lowered temperature during cross-linking in the rock mass, it can be safely used for bonding carbon side wall, even of orthocarbon type coals, although the previous detailed regulations forbid gluing the carbon side wall due to the possibility of ignition caused by the high temperature of polyurethane cross-linking.
P r z y k ł a d I:P r z k ł a d I:
Komponent A o składzie.Component A with composition.
Poliol o liczbie hydroksylowej = 400 33,0% wagowychPolyol with hydroxyl number = 400 33.0% by weight
Wodorotlenek glinu 50,0% wagowychAluminum hydroxide 50.0% by weight
TCPP (fosforan tris(2-chloroizopropylowy) 15,0% wagowychTCPP (tris (2-chloroisopropyl) phosphate, 15.0 wt.%
Katalizator cynoorganiczny 0,5% wagowychOrganotin catalyst 0.5% by weight
Sita molekularne 3A 1,0% wagowych3A molecular sieves 1.0 wt.%
Zwilżacz 0,5% wagowych zmieszano z komponentem B, stanowiącym surowe MDI o zawartości wolnych grup izocyjanianowych 31,5%, w stosunku wagowym 2:1.A 0.5 wt% humidifier was mixed with crude MDI component B with a free isocyanate content of 31.5% in a weight ratio of 2: 1.
W wyniku reakcji tych komponentów otrzymano ś rodek o wytrzymał o ś ci na zginanie 55 MPa, wytrzymałości na ściskanie 75 MPa i palności (test płomieniowy) 1,2 s. Maksymalna temperatura przebiegu reakcji wynosiła 96°C.As a result of the reaction of these components, an agent with a bending strength of 55 MPa, compressive strength of 75 MPa and flammability (flame test) of 1.2 s was obtained. The maximum temperature of the reaction was 96 ° C.
P r z y k ł a d II:P r z x l a d II:
Komponent A o składzie:Component A with the following composition:
Poliol o liczbie hydroksylowej=400 18,0% wagowychPolyol with hydroxyl number = 400 18.0% by weight
Wodorotlenek glinu 60,0% wagowychAluminum hydroxide 60.0% by weight
TCPP (fosforan tris(2-chloroizopropylowy) 20,0% wagowychTCPP (tris (2-chloroisopropyl) phosphate 20.0 wt.%
Katalizator cynoorganiczny 0,5% wagowychOrganotin catalyst 0.5% by weight
Sita molekularne 3A 1,0% wagowych3A molecular sieves 1.0 wt.%
Zwilżacz 0,5% wagowych zmieszano z komponentem B, stanowiącym surowe MDI o zawartości wolnych grup izocyjanianowych 31,5%, w stosunku wagowym 2:1.A 0.5 wt% humidifier was mixed with crude MDI component B with a free isocyanate content of 31.5% in a weight ratio of 2: 1.
W wyniku reakcji tych komponentów otrzymano ś rodek o wytrzymał o ś ci na zginanie 61 MPa, wytrzymałości na ściskanie 79 MPa i palności (test płomieniowy) 1,0 s. Maksymalna temperatura przebiegu reakcji wynosiła 91°C.As a result of the reaction of these components, an agent with a flexural strength of 61 MPa, compressive strength of 79 MPa and flammability (flame test) of 1.0 s was obtained. The maximum temperature of the reaction was 91 ° C.
Przeprowadzono badania porównawcze środka według przedmiotowego wynalazku i środka znanego z opisu patentowego PL 176952.Comparative tests of the agent according to the present invention and the agent known from the patent description PL 176952 were carried out.
Pierwszym badaniem było określenie palności obydwu środków zgodnie z normą ISO 3582-1978. Test palności przeprowadzono używając wykonanych z poszczególnych środków kształtek o dł ugoś ci 200 mm, szerokoś ci 25 mm i gruboś ci 10 mm. Badanie wykonano przy uż yciu palnikaThe first test was to determine the flammability of both agents in accordance with the ISO 3582-1978 standard. The flammability test was carried out using specimens made of individual agents, 200 mm long, 25 mm wide and 10 mm thick. The test was performed using a burner
PL 206 792 B1 spirytusowego o średnicy kominka 20 mm. Kształtki zamocowane poziomo w uchwycie statywu poddano działaniu płomienia palnika przez okres 30 sekund. Po czym po wyłączeniu palnika mierzono z dokładnością do 0,1 s czas palenia i żarzenia się próbek. Palność środka według opisu patentowego nr PL 176952 wyniosła 8 sekund, natomiast środka według przedmiotowego wynalazku poniżej 5 sekund.With a fireplace diameter of 20 mm. Fittings horizontally mounted in a tripod holder were exposed to the flame of a burner for a period of 30 seconds. Then, after the burner was turned off, the burning and glow time of the samples was measured with an accuracy of 0.1 s. The flammability of the agent according to the patent description PL 176952 was 8 seconds, while the agent according to the present invention was less than 5 seconds.
Kolejnym badaniem porównawczym tych obu rozwiązań było badanie ilości toksycznych substancji w produktach ich termicznego rozkładu. Rozkład termiczny w temperaturze 500°C przeprowadzono w kwarcowej rurze umieszczonej w piecu rurowym przy ustalonej i jednakowej dla obu środków szybkości przepływu powietrza. Produkty rozkładu gromadzono w płuczkach i aspiratorze, skąd pobierano do oznaczania zawartości poszczególnych składników za pomocą odpowiednich metod analizy chemicznej. W produktach termicznego rozkładu określono zawartość chlorowcowodorów (w przeliczeniu na HCl), cyjanowodoru, metanu, tlenku węgla i dwutlenku węgla oraz zwęgloną pozostałość.Another comparative study of these two solutions was the study of the amount of toxic substances in the products of their thermal decomposition. Thermal decomposition at a temperature of 500 ° C was carried out in a quartz tube placed in a tube furnace at a constant and equal for both measures air flow rate. Decomposition products were collected in washers and an aspirator, from where they were collected for the determination of the content of individual components using appropriate chemical analysis methods. In the products of thermal decomposition, the content of hydrogen halides (converted into HCl), hydrogen cyanide, methane, carbon monoxide and carbon dioxide as well as carbonized residue was determined.
Zestawienie otrzymanych wyników badania przedstawiono w poniższej tabeli.The summary of the obtained test results is presented in the table below.
Podane w tabeli wartości liczbowe zostały przeliczone na 1 g badanego środka poddawanego termicznemu rozkładowi.The numerical values given in the table were converted into 1 g of the tested agent subjected to thermal decomposition.
Przeprowadzono również badanie określające temperaturę, jaka towarzyszy reakcji poliaddycji komponentu A z komponentem B obu omawianych porównawczo środków do konsolidacji górotworu.A study was also carried out to determine the temperature that accompanies the polyaddition reaction of component A with component B of both comparatively discussed means for rock mass consolidation.
Badanie to przeprowadzono w następujący sposób. Do pojemnika o pojemności 10 l wlano reagującą mieszaninę komponentów A i B poszczególnych środków uzyskaną przez wymieszanie w głowicy mieszającej dwustrumieniowego aparatu dozującego. Następnie w ciągu kilku godzin obserwowano wskazania termometru umieszczonego w centralnej części pojemnika. Najwyższe wskazania termometru, dla obydwóch środków, odnotowano po 1 godzinie od momentu napełnienia pojemnika mieszaniną reagującego środka. Dla środka według opisu patentowego PL 176952 temperatura ta wynosiła 135°C, a dla środka według niniejszego wynalazku znacznie poniżej 95°C. Przeprowadzono także badania porównawcze stosowanych dotychczas środków i środka według wynalazku w celu określenia i porównania parametrów decydujących o bezpieczeństwie ich stosowania w warunkach panujących w górnictwie podziemnym oraz określających ich zachowanie w trakcie ewentualnego pożaru w wyrobisku węglowym.This study was conducted as follows. The reactive mixture of components A and B of the individual agents was poured into a 10 liter container, obtained by mixing a two-stream dispensing apparatus in the mixing head. Then, for several hours, the readings of the thermometer placed in the central part of the container were observed. The highest readings of the thermometer for both agents were recorded 1 hour after filling the container with the mixture of the reacting agent. For the agent according to the patent description PL 176952 this temperature was 135 ° C, and for the agent according to the present invention it was significantly below 95 ° C. Comparative studies of the agents and the agent according to the invention used so far were also carried out in order to determine and compare the parameters determining the safety of their use in conditions prevailing in underground mining and determining their behavior in the event of a fire in a coal excavation.
Badania takie prowadzono zgodnie z normą ISO 5660 przy użyciu kalorymetru stożkowego Analizowano czasy zapalenia (TTI), wartości średnie (RHR) i maksymalne (PHR) szybkości wydzielania ciepła, wartości maksymalne powierzchni zadymienia (SEA) oraz ubytek masy oraz ich umiejscowienie w czasie. Ze względu na to, że wartości maksymalne szybkości wydzielania ciepła obrazują etap rozgorzenia pożaru w skali rzeczywistej, wykonano obliczenia wskaźników FIGRA i SMOGRA, zdefiniowanych, jako:Such tests were carried out in accordance with ISO 5660 using a cone calorimeter. The ignition times (TTI), mean values (RHR) and maximum values (PHR) of the heat release rate, maximum values of the smoke area (SEA) and weight loss and their location in time were analyzed. Due to the fact that the maximum values of the heat release rate show the stage of a fire flashover in the real scale, the calculations of the FIGRA and SMOGRA indicators were performed, defined as:
FIGRA = PHR/(TTI + tPHR) oraz SMOGRA = SEAmax/(TTI + tSEAmax)FIGRA = PHR / (TTI + tPHR) and SMOGRA = SEAmax / (TTI + tSEAmax)
-2s -1-2s -1
Dla środka według wynalazku otrzymano następujące wartości FIGRA = 1,57 kWm-2ss-1 i SMOGRA =17,07m2kg-1s-1 gdzie np. dla środka otrzymanego wg według opisu patentowego PL 176952, zawierającego w systemie uniepalniającym związki bromu, wskaźniki te wynosiły odpowiednio FIGRA = 1,20kWm-2s-1 i SMOGRA = 74,07m2kg-1s-1.For the agent according to the invention, the following values were obtained: FIGRA = 1.57 kWm -2s s -1 and SMOGRA = 17.07 m 2 kg -1 s -1 where e.g. for the agent obtained according to the patent description PL 176952, containing bromine compounds in the flame retardant system , these indicators were respectively FIGRA = 1.20kWm -2 s -1 and SMOGRA = 74.07 m 2 kg -1 s -1 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL380139A PL206792B1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Safe, made non-flammable agent for injection to consolidate geological formations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL380139A PL206792B1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Safe, made non-flammable agent for injection to consolidate geological formations |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL380139A1 PL380139A1 (en) | 2008-01-21 |
| PL206792B1 true PL206792B1 (en) | 2010-09-30 |
Family
ID=42941087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL380139A PL206792B1 (en) | 2006-07-10 | 2006-07-10 | Safe, made non-flammable agent for injection to consolidate geological formations |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL206792B1 (en) |
-
2006
- 2006-07-10 PL PL380139A patent/PL206792B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL380139A1 (en) | 2008-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2475205C (en) | Formulated resin component for use in a spray-in-place foam system to produce a low density polyurethane foam | |
| RU2040531C1 (en) | Method of preparing fireproof elastic polyurethane foam | |
| CA2737162C (en) | Polyurethane foam compositions and process for making same | |
| US20140343183A1 (en) | Novel phosphonamidates-synthesis and flame retardant applications | |
| EP2892937B1 (en) | Rigid foams suitable for wall insulation | |
| CN110799563B (en) | Flame retardant polyurethane foam | |
| Wang et al. | Bio-based melamine formaldehyde resins for flame-retardant polyurethane foams | |
| WO2010072582A2 (en) | Flexible polyurethane foam | |
| RS60856B1 (en) | Phosphorous containing flame retardants | |
| Höhne et al. | Intrinsic flame resistance of polyurethane flexible foams: Unexpectedly low flammability without any flame retardant | |
| Czupryński et al. | Properties of rigid polyurethane‐polyisocyanurate foams modified with the selected fillers | |
| CN109749052A (en) | Coal mine low halogen polyurethane water reinforcement material and preparation method thereof | |
| JP2025000758A (en) | Urea resin composition and polyurea foam | |
| PL206792B1 (en) | Safe, made non-flammable agent for injection to consolidate geological formations | |
| GB2585749A (en) | Composition for forming polyurethane foam having flame retardancy and yellowing resistance | |
| Amrollahi et al. | Evaluation of adhesion strength, flammability, and degradation of HBCD‐containing polyurethane adhesives | |
| US4546117A (en) | Combustion modified flexible polyurethane foam | |
| CN101528834A (en) | Flame retardant blends for flexible polyurethane foam | |
| JPS6314724B2 (en) | ||
| Doerge et al. | A new approach to the preparation of rigid urethane foams having reduced flame spread and smoke levels | |
| Meng et al. | Tuning Nitrogen Structures in Hyperbranched Flame Retardants for Balanced Flame Retardancy, Smoke Suppression, and Durability in Flexible Polyurethane Foam | |
| Mendoza | Effects of Ammonium Polyphosphate on the Thermal Degradation of Polyether Urethane | |
| RU2635130C1 (en) | Composition of fire-protective polyurethane coating | |
| NL8003106A (en) | PROCESS FOR PREPARING A FIRE-RESISTANT POLYOL. | |
| Madaj et al. | The technology of MDI-based combustion-modified flexible foam: testing and properties |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20110710 |