RU2531825C1 - Soil reinforcement composition - Google Patents
Soil reinforcement composition Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531825C1 RU2531825C1 RU2013122389/05A RU2013122389A RU2531825C1 RU 2531825 C1 RU2531825 C1 RU 2531825C1 RU 2013122389/05 A RU2013122389/05 A RU 2013122389/05A RU 2013122389 A RU2013122389 A RU 2013122389A RU 2531825 C1 RU2531825 C1 RU 2531825C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- component
- hydroxyl
- group
- isocyanate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам, используемым в качестве связующих для укрепления грунтов, и может быть использовано в строительстве и горном деле.The invention relates to compositions used as binders for soil strengthening, and can be used in construction and mining.
Известны различные связующие, используемые для укрепления грунтов, на базе карбамидоформальдегидных смол (SU 790718, C08G 12/12, 1994; RU 2270840, C08G 12/12, 2006), акриловых олигомеров и полимеров (JP 62-22882, C08F 290/00, 1987; RU 2348792, E21B 33/38, C09K 8/508, 2009), полиуретановых композиций (JP 2001-152155, C08G 18/10, 2001).There are various binders used to strengthen soils based on urea-formaldehyde resins (SU 790718, C08G 12/12, 1994; RU 2270840, C08G 12/12, 2006), acrylic oligomers and polymers (JP 62-22882, C08F 290/00, 1987; RU 2348792, E21B 33/38, C09K 8/508, 2009), polyurethane compositions (JP 2001-152155, C08G 18/10, 2001).
Наиболее близким к предложенному является известный двухкомпонентный состав для укрепления грунтов нагнетанием, включающий изоцианатный и гидроксильный компоненты, который в качестве изоцианатного компонента содержит форполимер метилендифенилдиизоцианата, содержащий 18-24% NCO-групп, преимущественно полученный взаимодействием метилендифенилдиизоцианата с линейными двухатомными спиртами (гликолями), а в качестве гидроксильного компонента - многоатомные спирты, преимущественно содержащие не менее 3 гидроксильных групп в молекуле, причем один из компонентов содержит пеногаситель, состоящий из неионных ПАВ и неомыляемых веществ (RU 2346958, C08G 18/10, C08G 18/28, C08G 18/48, C09J 175/06, 2009). В качестве достоинств состава указаны: низкая температура реакции (менее 130°C), короткое время полимеризации, ограниченное вспенивание (не более чем 5-кратное увеличение объема).Closest to the proposed one is the known two-component composition for strengthening soils by injection, including the isocyanate and hydroxyl components, which as an isocyanate component contains a prepolymer of methylene diphenyl diisocyanate containing 18-24% NCO-groups, mainly obtained by the interaction of methylene diphenyl diisocyanate with linear dihydric alcohols (glycols) as the hydroxyl component, polyhydric alcohols, mainly containing at least 3 hydroxyl groups in the molecule, it is one of the components comprises a defoamer consisting of a nonionic surfactant and unsaponifiables (RU 2346958, C08G 18/10, C08G 18/28, C08G 18/48, C09J 175/06, 2009). The advantages of the composition are: low reaction temperature (less than 130 ° C), short polymerization time, limited foaming (no more than 5-fold increase in volume).
Недостатками известного состава являются высокая вязкость используемого изоцианатного компонента, даже в присутствии разжижителей (около 800 мПа·с), а также склонность гидроксильного компонента к расслаиванию, обусловленная тем, что он включает как высокомолекулярные (М≈3000), так и низкомолекулярные (М=280-450) полиэфирполиолы, обладающие ограниченной взаимной растворимостью. При использовании состава эти обстоятельства затрудняют его равномерное распределение в грунте, что снижает эффективность использования.The disadvantages of the known composition are the high viscosity of the used isocyanate component, even in the presence of thinners (about 800 MPa · s), as well as the tendency of the hydroxyl component to delamination, due to the fact that it includes both high molecular weight (M≈3000) and low molecular weight (M = 280-450) polyether polyols having limited mutual solubility. When using the composition, these circumstances complicate its uniform distribution in the soil, which reduces the efficiency of use.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективности укрепления грунтов с использованием для этой цели полимерных композиций.The problem solved by the invention is to increase the effectiveness of soil stabilization using polymer compositions for this purpose.
Техническим результатом, получаемым при осуществлении изобретения, является получение состава с низкой вязкостью и отсутствием склонности к расслаиванию при сохранении низкой температуры реакции и ограниченного вспенивания.The technical result obtained by carrying out the invention is to obtain a composition with a low viscosity and lack of tendency to delamination while maintaining a low reaction temperature and limited foaming.
Для достижения указанного результата предложен двухкомпонентный состав для укрепления грунтов нагнетанием, включающий изоцианатный и гидроксильный компоненты в равных объемах, отличающийся тем, что в качестве изоцианатного компонента он содержит полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп, а в качестве гидроксильного компонента - однородную смесь алкоксилированного алкантриола с молекулярной массой 370-500, этиленгликоля, катализатора уретанообразования, выбранного из группы, включающей диметилэтаноламин и метилдиэтаноламин, ацетата калия и разбавителя, выбранного из группы, включающей хлорпарафин ХП-470 и его смесь с дибутилфталатом, при следующем соотношении ингредиентов в составе гидроксильного компонента (мас.ч.):To achieve this result, a two-component composition for strengthening soils by injection is proposed, including equal amounts of isocyanate and hydroxyl components, characterized in that it contains polyphenylene-polymethylene-polyisocyanate containing 30-31% NCO groups, and a homogeneous mixture as a hydroxyl component alkoxylated alkanetriol with a molecular weight of 370-500, ethylene glycol, a urethane formation catalyst selected from the group consisting of dimethylethanolamine and methyld ethanolamine, potassium acetate and a diluent selected from the group comprising chloroparaffin HP-470 and its mixture with dibutyl phthalate, in the following ratio of ingredients in the composition of the hydroxyl component (parts by weight):
Неожиданно было обнаружено, что состав для укрепления грунтов, отвечающий всем необходимым требованиям к составам такого назначения и обладающий полезными свойствами, создающими его преимущества перед известными составами, может быть получен на базе легко доступного сырья.It was unexpectedly discovered that a composition for strengthening soils that meets all the necessary requirements for compositions for this purpose and has useful properties that create its advantages over known compositions can be obtained on the basis of readily available raw materials.
Изоцианатный компонент предложенного состава, выпускаемый в больших промышленных масштабах полифениленполиметиленполиизоцианат с содержанием 30-31% NCO-групп, известный также под общеупотребительным названием «полимерный МДИ», обладает гораздо более низкой вязкостью (150-250 мПа·с), чем изоцианатный компонент известного состава.The isocyanate component of the proposed composition, produced on a large industrial scale polyphenylene polymethylene polyisocyanate with a content of 30-31% NCO-groups, also known under the common name "polymer MDI", has a much lower viscosity (150-250 MPa · s) than the isocyanate component of the known composition .
Гидроксильный компонент состава состоит из пяти ингредиентов. Первым из этих ингредиентов является алкоксилированный алкантриол молекулярной массы 370-500, которым может быть, например, этоксилированный или пропоксилированный глицерин. Вторым ингредиентом является этиленгликоль. Катализатор уретанообразования, который всегда вводят в состав гидроксильных компонентов, применяемых для получения полиуретановых пен, выбран из числа обычно применяемых для этой цели катализаторов - диметилэтаноламин (ДМЭА) или метилдиэтаноламин (МДЭА). Одновременно в качестве дополнительного катализатора, обеспечивающего специфические свойства компонента, в его состав введен ацетат калия. Наконец, состав содержит инертный по отношению к реакционной системе разбавитель, в качестве которого использован промышленный хлорпарафин ХП-470 с добавлением дибутилфталата или без него.The hydroxyl component of the composition consists of five ingredients. The first of these ingredients is an alkoxylated alkanetriol of molecular weight 370-500, which may be, for example, ethoxylated or propoxylated glycerol. The second ingredient is ethylene glycol. The urethane formation catalyst, which is always introduced into the composition of the hydroxyl components used to produce polyurethane foams, is selected from the catalysts commonly used for this purpose - dimethylethanolamine (DMEA) or methyldiethanolamine (MDEA). At the same time, as an additional catalyst providing the specific properties of the component, potassium acetate was introduced into its composition. Finally, the composition contains a diluent inert with respect to the reaction system, for which industrial chlorine paraffin HP-470 with or without dibutyl phthalate is used.
Сочетание указанных ингредиентов позволяет создать гидроксильный компонент, который совершенно не склонен к расслаиванию, легко распределяется в укрепляемом грунте и достаточно эффективно реагирует с выбранным изоцианатным компонентом, создавая быстро затвердевающий полиуретановый полимер достаточной прочности. При этом температура, развивающаяся при реакции компонентов, остается достаточно низкой - далекой, например, от температуры воспламенения угля (300-325°C), что обеспечивает безопасность применения состава при укреплении грунта в угольных разработках.The combination of these ingredients allows you to create a hydroxyl component, which is completely not prone to delamination, is easily distributed in the soil to be strengthened, and reacts quite effectively with the selected isocyanate component, creating a rapidly solidifying polyurethane polymer of sufficient strength. At the same time, the temperature developing during the reaction of the components remains quite low - far, for example, from the ignition temperature of coal (300-325 ° C), which ensures the safety of the composition when strengthening the soil in coal mining.
Сущность изобретения иллюстрируется приведенными ниже примерами. Примеры 1-10 иллюстрируют получение и свойства гидроксильного компонента, примеры 11-20 - получение и свойства полиуретанового полимера.The invention is illustrated by the following examples. Examples 1-10 illustrate the preparation and properties of a hydroxyl component, examples 11-20 illustrate the preparation and properties of a polyurethane polymer.
Примеры 1-8. В колбу при комнатной температуре помещают алкоксилированный алкантриол молекулярной массы 370-500, этиленгликоль и разбавитель. Ингредиенты перемешивают механической мешалкой до полной гомогенизации. Затем добавляют катализатор уретанообразования и ацетат калия. Раствор перемешивают в течение 30 мин, определяют плотность, вязкость и гидроксильное число, а затем используют в качестве гидроксильного компонента состава для укрепления грунта. Данные о составе и свойствах полученного гидроксильного компонента приведены в таблице 1.Examples 1-8. An alkoxylated alkantriol of molecular weight 370-500, ethylene glycol and a diluent are placed in the flask at room temperature. The ingredients are mixed with a mechanical stirrer until complete homogenization. A urethane formation catalyst and potassium acetate are then added. The solution is stirred for 30 minutes, the density, viscosity and hydroxyl number are determined, and then used as the hydroxyl component of the composition to strengthen the soil. Data on the composition and properties of the obtained hydroxyl component are shown in table 1.
Примеры 9-16. Данные о процессе взаимодействия компонентов предложенного состава и свойствах получаемого полиуретанового полимера определяют в модельных экспериментах. В пластмассовый стакан помещают равные объемы полифениленполиметиленполиизоцианата (содержание NCO-групп 30-31%) и гидроксильного компонента, полученного в одном из примеров 1-8. Компоненты перемешивают быстроходной механической мешалкой и отмечают время схватывания (по образованию твердой корки на поверхности массы). После полного затвердевания полученный блок распиливают и определяют твердость по Шору (шкала D) и кажущуюся плотность, на основании которой рассчитывают фактор вспенивания. Результаты экспериментов приведены в таблице 2.Examples 9-16. Data on the process of interaction of the components of the proposed composition and the properties of the resulting polyurethane polymer are determined in model experiments. Equal volumes of polyphenylene-polymethylene-polyisocyanate (the content of NCO-groups 30-31%) and the hydroxyl component obtained in one of examples 1-8 are placed in a plastic beaker. The components are mixed with a high-speed mechanical stirrer and the setting time is noted (by the formation of a hard crust on the surface of the mass). After complete solidification, the resulting block is sawn and the Shore hardness (scale D) and apparent density are determined, based on which the foaming factor is calculated. The experimental results are shown in table 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013122389/05A RU2531825C1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Soil reinforcement composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013122389/05A RU2531825C1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Soil reinforcement composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2531825C1 true RU2531825C1 (en) | 2014-10-27 |
Family
ID=53382117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013122389/05A RU2531825C1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | Soil reinforcement composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531825C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785877C1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-12-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибгеолаб" | Method for strengthening the rock mass and an organomineral two-component composition for its implementation |
CN117563189A (en) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 南京大学 | Soil cross-linking agent for directionally locking water-soluble salt in alkaline residue, preparation and application thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1357499A1 (en) * | 1985-08-02 | 1987-12-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства | Method of counter-seepage consolidation of soil |
RU2021519C1 (en) * | 1990-11-16 | 1994-10-15 | Донецкий Научно-Исследовательский Угольный Институт | Organomineral composition for consolidation of unstable rocks |
JP2003147358A (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-21 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Chemical grout composition for solidifying ground |
RU2346958C2 (en) * | 2003-02-12 | 2009-02-20 | А. Вебер | Double-component material |
US20100218953A1 (en) * | 2007-06-19 | 2010-09-02 | Leleux Jerome | Use of a fluid composition with delayed cross-linking for holding a casing inside a drill hole and method for reinforcing a drill hole |
-
2013
- 2013-05-14 RU RU2013122389/05A patent/RU2531825C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1357499A1 (en) * | 1985-08-02 | 1987-12-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства | Method of counter-seepage consolidation of soil |
RU2021519C1 (en) * | 1990-11-16 | 1994-10-15 | Донецкий Научно-Исследовательский Угольный Институт | Organomineral composition for consolidation of unstable rocks |
JP2003147358A (en) * | 2001-11-08 | 2003-05-21 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | Chemical grout composition for solidifying ground |
RU2346958C2 (en) * | 2003-02-12 | 2009-02-20 | А. Вебер | Double-component material |
US20100218953A1 (en) * | 2007-06-19 | 2010-09-02 | Leleux Jerome | Use of a fluid composition with delayed cross-linking for holding a casing inside a drill hole and method for reinforcing a drill hole |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785877C1 (en) * | 2022-01-26 | 2022-12-14 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Сибгеолаб" | Method for strengthening the rock mass and an organomineral two-component composition for its implementation |
CN117563189A (en) * | 2024-01-17 | 2024-02-20 | 南京大学 | Soil cross-linking agent for directionally locking water-soluble salt in alkaline residue, preparation and application thereof |
CN117563189B (en) * | 2024-01-17 | 2024-04-30 | 南京大学 | Soil cross-linking agent for directionally locking water-soluble salt in alkaline residue, preparation and application thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102082103B1 (en) | Improved shelf life of polyol blends containing halogenated olefins by encapsulation of active components | |
KR102090467B1 (en) | Improved stability of polyurethane polyol blends containing halogenated olefin blowing agent | |
ES2955664T3 (en) | Polyol premixes that have improved shelf life | |
CN108290997B (en) | Method for producing rigid polyurethane foams | |
ES2813958T3 (en) | PIPA based combustion modified polyurethane foam | |
CN1930202A (en) | Attached, high reactivity rigid polyurethane foams | |
WO2012141822A1 (en) | Improved stability of polyurethane polyol blends containing halogenated olefin blowing agent | |
JP2011006698A (en) | Production method of pipa polyol | |
CN105418878B (en) | A kind of high density high-toughness polyurethane foam produced using regenerating polyether polyol as raw material and preparation method thereof | |
JP7053051B2 (en) | Polyol composition for rigid polyurethane foam and method for manufacturing rigid polyurethane foam | |
TW201321426A (en) | Method for producing rigid foam synthetic resin | |
RU2531825C1 (en) | Soil reinforcement composition | |
KR20170129047A (en) | Polyol composition for rigid polyurethane foam and process for producing rigid polyurethane foam | |
RU2492204C1 (en) | Soil reinforcement composition | |
EP3368585B1 (en) | Polyurethane foam from high functionality polyisocyanate | |
EP0153031B1 (en) | Polyether polyol compositions and their use in polyurethane production | |
RU2257393C1 (en) | Method of producing rigid filled polyurethane foam | |
EP1254187A1 (en) | Low monomer foam | |
KR20220029683A (en) | Method of making flexible polyurethane foam with gradient of hardness | |
JP2020075942A (en) | Polyurethane foam and production method thereof | |
JP2007016078A (en) | Hydrous gel-like composition and method for producing the same |