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JPH0386758A - Manufacture of organic mineral product - Google Patents

Manufacture of organic mineral product

Info

Publication number
JPH0386758A
JPH0386758A JP1215860A JP21586089A JPH0386758A JP H0386758 A JPH0386758 A JP H0386758A JP 1215860 A JP1215860 A JP 1215860A JP 21586089 A JP21586089 A JP 21586089A JP H0386758 A JPH0386758 A JP H0386758A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
organo
epoxy resin
organic
mineral
Prior art date
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Pending
Application number
JP1215860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Heinz Hilterhous Karl
カール ハインツ ヒルターハウス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP1215860A priority Critical patent/JPH0386758A/en
Publication of JPH0386758A publication Critical patent/JPH0386758A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/50Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials
    • C04B41/5076Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with inorganic materials with masses bonded by inorganic cements
    • C04B41/5089Silica sols, alkyl, ammonium or alkali metal silicate cements
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
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    • G21F9/307Processing by fixation in stable solid media in polymeric matrix, e.g. resins, tars
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Abstract

PURPOSE: To obtain an organic mineral product which is excellent in adhesion etc., and suitable for a stratum reinforcing agent, radioactive material storing container sealing, etc., by adding an organic polyisocyanate and an epoxy resin to an alkali metal silicate aqueous solution and reacting the mixture.
CONSTITUTION: An organic polyisocyanate (example: diphenylmethane-4,4'- diisocyanate) and an epoxy resin (example: a bisphenol A type epoxy resin) are added to the aqueous solution of an alkali metal silicate (example: sodium silicate), and the mixture is reacted. An organic mineral product is produced, and an adhesive organic polymer structure containing oxazolidinone ring structure is produced by the reaction between the epoxy resin and polyisocyanate or a compound formed in an intermediate stage. In this way, the obtained organic mineral product has a property of bonding a rock to a synthetic resin with high adhesive strength.
COPYRIGHT: (C)1991,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) −knnn  l+  L  −/  +   ++、
tt!:牢 U  144m4−+1−  +−IJ 
 !  74A4岩石及び/または鉱石の地層強化剤と
して特に適している有機鉱物性生成物の製造方法に関す
る。
[Detailed description of the invention] (Industrial application field) -knnn l+ L -/ + ++,
tt! : Prison U 144m4-+1- +-IJ
! 74A4 A process for producing an organo-mineral product which is particularly suitable as a formation strengthening agent for rocks and/or ores.

その理由としてその方法は強化されるべき地層構造物の
なかの本来の場所に有機鉱物性生成物を直接製造する地
層強化法として行われる。さらにその方法によればその
材料は例えば水及びガスに抗して安定化及び/または封
止のためガス穿孔及び石油穿孔においてタンク構造の壁
、基礎のような人工構造物に使用できる。本発明はさら
に天然及び/または人工構造物の強化及び/または封止
のために豊富な高放射エネルギにさらす有利な方法とじ
て使用できる。
The reason for this is that the method is carried out as a strata strengthening method in which the organo-mineral product is produced directly in situ within the strata structure to be strengthened. Furthermore, according to the method, the material can be used in man-made structures such as walls, foundations of tank structures, for example in gas and oil drilling for stabilization and/or sealing against water and gas. The invention can further be used as an advantageous method of exposing natural and/or man-made structures to abundant high radiant energy for reinforcement and/or sealing.

(従来の技術) 本発明の範囲において、有機及び無機成分を同時に含み
、単一反応混合物から製造され、有機及び/または無機
成分をさらに入れることのできる有機重合体と無機ケイ
酸塩の内部的に結合した網目形成に適している多かれ少
かれ均一な物質が有機鉱物性生成物として記載されてい
る。
PRIOR ART Within the scope of the present invention, an internal composition of an organic polymer and an inorganic silicate which simultaneously contains organic and inorganic components and which is prepared from a single reaction mixture and which can additionally contain organic and/or inorganic components is used. More or less homogeneous materials suitable for network formation bonded to are described as organo-mineral products.

そのような成る有機鉱物性生成物はすでに多くの先行技
術の刊行物から公知であり、特にフランス特許公報(P
R−A)l、 362.003、イギリス特許公報(C
B−A)l、 186.771. ドイツ特許公報(D
E−A)2、325.090、ドイツ特許公報(DB−
A )2.460.834、ドイツ特許公報(DE−A
 )3,421,086、アメリカ特許公報(US−A
 )4.042.536及びヨーロッパ特許公報(EP
−A )0.000.580が参照される。
Such organo-mineral products are already known from numerous prior art publications, in particular from French Patent Publication (P.
R-A)l, 362.003, British Patent Publication (C
B-A)l, 186.771. German patent publication (D
E-A) 2, 325.090, German Patent Publication (DB-
A) 2.460.834, German Patent Publication (DE-A
) 3,421,086, United States Patent Publication (US-A
) 4.042.536 and European Patent Publication (EP
-A) 0.000.580 is referenced.

すべての記載された場合における有機鉱物性生成物はポ
リイソシアナートとアルカリ金属ケイ酸塩水溶液(水ガ
ラス溶液)を含む反応混合物から製造されている。さら
に変性剤、触媒、安定剤及び種々の発泡剤が各々の場合
に特別な性質を得るために使用されている。均一な性質
をできるかぎり達成するために水によりこまかく分散し
た乳濁液を生じるので使用される有機化合物の溶解度ま
たは溶媒和について注意が特別に払われている。
The organo-mineral products in all the cases described are prepared from reaction mixtures containing polyisocyanates and aqueous alkali metal silicate solutions (water glass solutions). Furthermore, modifiers, catalysts, stabilizers and various blowing agents are used in each case to obtain special properties. Particular attention is paid to the solubility or solvation of the organic compounds used as this results in finely dispersed emulsions with water in order to achieve as homogeneous properties as possible.

開示された応用の有機鉱物性生成物の記載はセメント及
び接着化合物を経て、成形化合物及び絶縁発泡体から土
壌改良剤及び地層強化剤にまで拡大している。
The description of organo-mineral products for the disclosed applications extends from cement and adhesive compounds, to molding compounds and insulating foams, to soil amendments and formation strengthening agents.

本発明による方法の主な応用の1つが本発明の範囲の内
で地層の強化であるため、さらに最近のこの特殊な分野
での技術的な進歩を要約し、概論的に記述することは適
切なことであると思われる。
Since one of the main applications of the method according to the invention is the strengthening of geological formations within the scope of the invention, it is appropriate to summarize and describe in general terms the more recent technical advances in this special field. This seems to be the case.

これに関連して「地層の強化J (stratum c
onsolidation) Jなる術語は地質学の、
弛緩した岩石、土壌及び石炭構造物の強化及び封止の成
る方法を意味するものと理解される。主に強調すべきこ
とは採鉱においてまたは構造物技術において地面下の地
層の強化である。そのような方法はそれ自体及び実際上
の手段に関して公知であり、また本発明による方法はす
でに公知の地層強化方法に類似している。以下引用され
る先行技術の結果に・りいては本発明を補足する目的に
おいてその方法を逐行する可能性に関して考慮されるべ
きである。
In connection with this, “stratum reinforcement”
onsolidation) J is a term used in geology.
It is understood to mean a method consisting of the strengthening and sealing of loose rock, soil and coal structures. The main emphasis is on the reinforcement of subsurface formations in mining or in construction technology. Such methods are known per se and in practical terms, and the method according to the invention is similar to already known formation strengthening methods. The results of the prior art cited below should be considered with regard to the possibility of following the method for the purpose of supplementing the present invention.

地層強化は、粗い砂利、岩石、石炭または鉱石の鉱床を
流れない水及び流水または海水に対して適当な液状薬品
を注入することにより強化したり、または封止するとき
の化学的、土壌強化の特別な限ムーps七z Lハレふ
抑七辻ハ畠釦神士/10掛紀の終わりに記載されている
。その時硬化剤と共に水ガラスが使用されていた。水ガ
ラスはいろいろな方法で硬化される。かくして1925
年、HlJoos2OHは水ガラスを使用し、その後で
硬化剤成分として塩化カルシウムを注入した。さらにそ
の方法はモノゾル法に発展し、可成り稀釈された水ガラ
スとアルミン酸ソーダの単一注入が使用された。他の方
法として所謂「モノデュル(monodur) J法で
は水ガラス及び硬化剤成分としての有機酸との乳濁液が
作られ使用された。
Formation reinforcement is the process of chemical, soil reinforcement when coarse gravel, rock, coal or ore deposits are strengthened or sealed against non-flowing and flowing water or seawater by injection of suitable liquid chemicals. Special Limited Moops 7z L Harefuu Nanatsuji is written at the end of the Hatakekanshinshi/10th period. At that time water glass was used along with hardeners. Water glass can be hardened in a variety of ways. Thus 1925
In 2002, HlJoos2OH used water glass and then injected calcium chloride as a hardener component. The process was further developed into a monosol process, in which a single injection of highly diluted water glass and sodium aluminate was used. Another method, the so-called Monodur J method, used an emulsion of water glass and an organic acid as a hardener component.

20世紀の中頃に地層強化の目的のため合成樹脂の適応
性が検討され、特に、アメリカ硬、石炭の採鉱において
始めて行われた。そこでポリエステル、ポリアクリレー
ト、エポキシド及びポリウレタンを基礎にした硬化性プ
ラスチックの注入の実験が行われた。
In the middle of the 20th century, the suitability of synthetic resins for the purpose of strengthening strata was investigated, and this was first done particularly in the mining of American hardwood and coal. Experiments were therefore carried out with the injection of curable plastics based on polyesters, polyacrylates, epoxides and polyurethanes.

1959年には例えばエポキシ樹脂と充填剤の注入が行
われた。さらにそのような方法は実際ポリウレタンを基
礎にして純粋な有機塩基と合成樹脂をχ徨t+席中會 
プにム一  Vノルり此會七l  ’IeOIOe且び
また3、 139.395に3己載されている。
In 1959, for example, epoxy resin and filler injections were carried out. Moreover, such a method actually uses pure organic bases and synthetic resins based on polyurethane.
It is published in 139.395 in 139.395.

有機鉱物性生成物の開発は開始され土壌及び地層の強化
にそのような生成物が基本的には適していることが認め
られた。この種の初期の方法は、ドイツ特許明細書19
57年の1.069.878に記載され、それには水ガ
ラス及び重合性の不飽和エステル乳濁液が土壌強化の目
的で注入された。ドイツ特許公報1.186.77iは
採鉱における地層構造の封止のために水ガラスとポリイ
ンシアナートの混合物の適合性が言及されている。ドイ
ツ特許公報、2,908.746または平行してヨーロ
ッパ特許公報0.016.262は再び地層の強化及び
封止のために水ガラス溶液とポリイソシアナートとのそ
のような混合物の使用を開示している。しかしながら、
それらはそのような混合物に対してポリオールを添加す
ることによってのみ安定な構造物が得られ本当の強化が
結果として生じることを教示している。
The development of organo-mineral products has begun and it has been recognized that such products are fundamentally suitable for strengthening soils and strata. An early method of this kind was described in German patent specification 19
1.069.878 of 1957, in which water glass and polymerizable unsaturated ester emulsions were injected for the purpose of soil reinforcement. German Patent Publication 1.186.77i mentions the suitability of mixtures of water glass and polyincyanate for the sealing of geological formations in mining. German Patent Publication 2,908.746 or parallel European Patent Publication 0.016.262 again discloses the use of such mixtures of water glass solutions and polyisocyanates for strengthening and sealing formations. ing. however,
They teach that only by adding polyols to such mixtures can stable structures be obtained and true reinforcement result.

ドイツ特許公報3.421.085は純粋に3量体化し
たポリイソシアナートを基礎にした有機網目の構造を生
じる三量体化触媒の成る量が加えられ、る場合に、ポリ
イソシアナート及びアルカリ金属ケイ酸塩水溶液のどん
な混合物でも地層強化が有利に改善できることを記述し
ている。
German Pat. It is stated that any mixture of aqueous metal silicate solutions can advantageously improve formation strengthening.

しかしながら、従来知られているすべての地層の強化方
法は適用性及び信頼性が限定されるという欠点がある。
However, all previously known methods of strengthening geological formations have the disadvantage of limited applicability and reliability.

最初の注入方法の場合純粋に無機材料を使用する土壌及
び地層の強化のため最高な満足できる強化は得られなか
った。このことは恐らく主として使用された水ガラスに
おける固体物質含量に対する粘性がその時に好しい比率
でないことにより、また硬化反応の速度と程度を制御す
ることが最高な出来でなかったという事実によるもので
あった。土壌または地層構造の結合及び温度、多孔度の
効果、またはよどんだ水及び流水の発生は得られた効果
が計画した結果に一致しないようなやり方で結果的に影
響した。
In the case of the first injection methods, the most satisfactory reinforcement was not achieved due to the reinforcement of soils and strata using purely inorganic materials. This was probably due primarily to the fact that the ratio of viscosity to solids content in the water glass used was not then favorable, and also to the fact that control over the rate and extent of the curing reaction was not optimal. Ta. The effects of soil or strata structure bonding and temperature, porosity, or the occurrence of stagnant and running water may have affected the results in such a way that the effects obtained do not correspond to the planned results.

純粋な無機の地層強化についての試みにおいて極端な含
水のゲルのために構造物の不十分な強度、不完全なまた
は過剰に架橋した硬化反応によるもろさ、地下水にささ
えられた河床による流出、または全く大きなくぼみ領域
のなかの注入材料の漏れのような多くの望ましくない副
効果が現われる。
Attempts at purely inorganic formation reinforcement may result in insufficient strength of the structure due to extreme water-containing gels, brittleness due to incomplete or overly cross-linked hardening reactions, runoff from groundwater-supported river beds, or no A number of undesirable side effects appear, such as leakage of injection material into large recessed areas.

くりぬかれた穴を通して水平線上の成る1つの角度で注
入することは完全に不可能であった。例えばホルムアミ
ド及びグリオキザールのような使用された水ガラス硬化
剤は大量に地面構造物のなかに導入されたが今日では環
境上危険なものとして分類すべきものである。
It was completely impossible to inject through a hollowed-out hole at an angle above the horizon. The water glass hardening agents used, such as formamide and glyoxal, have been introduced into ground construction in large quantities and today must be classified as environmentally hazardous.

同様な制限は有害な物質を放出するかまたは含んでいる
多数のプラスチック主成分の注入材料に対しても論じら
れている。例としてフェノール、ホルムアルデヒド、有
機溶剤及び水溶性発泡剤及び塩素・フッ素化炭化水素が
言及されている。注入により地層強化−及び/または封
止のための大多数の想像できるプラスチック調合剤から
、唯わずかのものが実際上の意義をかち得た。これらに
はまづドイツ特許公報1.758.185及び3.13
9.395に記載されたポリウレタン合成樹脂が含まれ
ている。
Similar limitations have been discussed for many plastic-based injection materials that emit or contain hazardous substances. Mention may be made, by way of example, of phenol, formaldehyde, organic solvents and water-soluble blowing agents, and chlorinated and fluorinated hydrocarbons. Of the large number of imaginable plastic preparations for strengthening and/or sealing formations by injection, only a few have achieved practical significance. These include German Patent Publications 1.758.185 and 3.13.
The polyurethane synthetic resin described in 9.395 is included.

材料の経済的な理由のために再び、その処方はそれ白8
!5iられた条件下で発泡する場合で使用されるのが好
ましかった。この場合、発泡処方の利点は、特に膨張圧
力が発泡の間に生じ、注入材料がそれ自体で注入すると
いう効果を生じ、外側を封止するくりぬかれた穴のなか
での注入材料を注入するのが簡単になり、または低い注
入圧力で操作できることである。しかしながら、それ自
身発泡により硬化された合成樹脂の強度が減少するとい
う不利が認められている。
Again for material economic reasons, the formula is that white 8
! It was preferable to use it when foaming under 5i conditions. In this case, the advantage of foam formulations is that, in particular, the expansion pressure is generated during foaming, creating the effect that the injection material injects itself, and injecting the injection material inside the hollowed-out hole that seals the outside. This makes it easier to operate or requires lower injection pressures. However, it has been recognized that foaming itself has the disadvantage that the strength of the hardened synthetic resin is reduced.

発泡処方の応用が拡大したにも拘らず、しかしながら、
発泡体はたとえ危険でないとしてもすくなくとも好まし
いとはみなされないだろう。膨張圧力は事実単に注入材
料がそれ自体で注入する有利さを生じるだけでなく、主
に膨張圧力が全く大きな地層にかくれて蓄積されそして
層を移転させる場合には、逆効果になる。合成樹脂発泡
体の固有な弾性のためにそのような発泡体゛はさらに地
層で圧力がかかる間に地層の亀裂の新しい生成を導き地
層の移動が可能になるという結果を生じる。
Despite the expanded application of foam formulations, however,
Foams would at least not be considered desirable, if not dangerous. Expansion pressures in fact not only create an advantage for the injected material to inject by itself, but can also be counterproductive, primarily if the expansion pressures accumulate behind-the-scenes in large formations and displace the formations. Due to the inherent elasticity of synthetic resin foams, such foams also lead to new formation of cracks in the formation during stress in the formation, with the result that movement of the formation becomes possible.

さらに大抵の発泡体は通常の採鉱機械にうまく対り几1
.むい論卯た弾性単動2示l、ている。
Furthermore, most foams handle well against conventional mining equipment.
.. The theory of elastic single action 2 is shown below.

ポリウレタン反応混合物を使用するときのさらに特別な
危険な源泉は作業面でそれ自身で発生する反応熱の制御
が不十分である。大きな地層のくぼみのなかに完全に注
入する場合、ポリウレタン混合物の自発的発火が発生す
る。特に石炭採鉱及び/または発火性雰囲気を含む採鉱
口においてこのことは末だに解決されない問題である。
A further particular source of danger when using polyurethane reaction mixtures is the inadequate control of the heat of reaction generated itself at the work surface. When completely injected into large formation depressions, spontaneous ignition of the polyurethane mixture occurs. In particular in coal mines and/or in mines containing flammable atmospheres, this remains an unresolved problem.

それ故にそのような処方では発生するのがやむえない反
応熱は時間を延長して周囲に放出できる救済手段を採用
する必要がある。しかしながら、この目的のために処方
は反応の挙動に関して固化を遅くする必要がある。しか
しながら、これは使用者に対してきびしい製法技術的問
題を押し付け、製法の信頼性を損なう。長い反応時間を
有する注入処方は事実副反応の発生の影響を受けやすく
、例えば、水の吸収により、結果として反応を化学量論
的に移動させ望ましい反応生成物が得られないという結
果になる。水との反応において生じる大量の炭酸ガスは
ガス圧力を生じ、層状のひびのなかで地層鉱床の移動を
生じ、結果として到達しようとする地層の固定化に対し
て反対に働く。さらに反応を遅くした処方はくぼみのな
かへの浸透または地層の強化から排水の危険を増加し、
注入材料の実質的な摘出を増加する。狭い溝のわれ目は
高い注入圧力を浸透のために必要とし、注入材料は他方
では到達できない。
Therefore, it is necessary to adopt remedies that allow the heat of reaction that is unavoidably generated in such formulations to be released into the surroundings over a prolonged period of time. However, for this purpose the formulation needs to slow down solidification in terms of reaction behavior. However, this imposes severe manufacturing process technical problems on the user and impairs the reliability of the manufacturing process. Injection formulations with long reaction times are in fact susceptible to the occurrence of side reactions, for example due to absorption of water, resulting in a stoichiometric shift of the reaction and failure to obtain the desired reaction products. The large amount of carbon dioxide generated in reaction with water creates a gas pressure that causes the movement of the mineral deposits within the stratified cracks, thus working against the immobilization of the strata that it is trying to reach. Additionally, slower-reacting formulations increase the risk of drainage from seepage into depressions or reinforcement of formations;
Increases the substantial extraction of injected material. The narrow groove edges require high injection pressures for penetration, which the injection material cannot reach on the other hand.

言及した種類の理由として、石炭採鉱において発泡ポリ
ウレタンを注入に使用することは限界を狭くするもので
ある。その使用はまた薬局法の要求により厳しく規制さ
れている。
For reasons of the type mentioned, the use of foamed polyurethane for injection in coal mining narrows the limits. Its use is also strictly regulated by requirements of the Pharmacy Act.

純粋なポリウレタンと比較して有機鉱物性生成物は地層
強化のための注入剤として使用される実質的な利益を生
じたが、しかし多くの新しい困難を結果として生じてい
る。
Compared to pure polyurethanes, organo-mineral products have yielded substantial benefits for use as injectants for formation reinforcement, but have resulted in many new difficulties.

本発明の範囲の重要な有機鉱物性生成物はポリイソシア
ナートとアルカリ金属ケイ酸塩水溶液から得られる。そ
のような系においてイソシアナート基は水と反応して低
分子の尿素セグメントを形成し尿素セグメントは極端に
堅く荷重に耐えられるが、岩石地層に関して接着作用に
寄与しない。
Important organo-mineral products within the scope of the invention are obtained from polyisocyanates and aqueous solutions of alkali metal silicates. In such systems, the isocyanate groups react with water to form low-molecular urea segments, which are extremely stiff and can withstand loads, but do not contribute to the adhesive action with respect to rock formations.

同時に反応間に放出された炭酸ガスはアルカリ金属ケイ
酸塩溶液のなかに存在するアルカリ金属酸化物(Me2
OlここでMeはN8、Kである)と反応して炭酸塩を
形成し含水の乾燥ゲルと同程度にケイ酸塩残渣を沈澱す
る。アルカリ塩ケイ酸塩溶液のこの制御されない分解に
おいて接着作用に対する寄与は失われる。それ故、その
接着を改善するためにポリオール成分が例えばドイツ特
許公報2,908、746の実施例1の残された実施例
との比較からそのような反応混合物には必要なことであ
る。アルカリ水溶液媒体のなかのインシアナートの反応
混合物にポリオールを加えることは特に採鉱のきびしい
条件の下での反応動力学の観点から過剰な水により水に
誘起されるインシアナート反応が主反応であるので制御
できない。そのような系において、それ故、ポリオール
は無機のマトリックスのなかに分離された形で存在する
比較的短い鎖の有機分子セグメントを形成する。
At the same time, the carbon dioxide gas released during the reaction is absorbed by the alkali metal oxide (Me2) present in the alkali metal silicate solution.
Ol (where Me is N8, K) to form carbonates and precipitate silicate residues to the same extent as dry gels containing water. In this uncontrolled decomposition of the alkali salt silicate solution its contribution to the adhesive action is lost. A polyol component is therefore necessary in such reaction mixtures in order to improve their adhesion, for example in comparison with the remaining examples of Example 1 of German Patent Publication 2,908,746. The addition of polyols to the reaction mixture of incyanate in an alkaline aqueous medium cannot be controlled from the point of view of reaction kinetics, especially under the harsh conditions of mining, since the water-induced incyanate reaction is the main reaction due to excess water. . In such systems, the polyols therefore form relatively short chain organic molecular segments that exist in isolated form within an inorganic matrix.

それ故言及された系において無機化合物の存在で有機化
合物の寄与を増大する試みがなされた。
Attempts have therefore been made to increase the contribution of organic compounds in the mentioned systems with the presence of inorganic compounds.

しかしながら、合成樹脂成分の増加はその方法の効率を
より悪くしている。
However, the increase in the synthetic resin component makes the method less efficient.

ドイツ特許公報3.421.086によれば、従って適
当な三量体化触媒を同様に使用することによりアルカリ
金属ケイ酸塩溶液中のイソシアナートの反応を制御する
ことを試みることによる他の方法が追従され、一方、イ
ンシアナートの三量体化から誘導される網目を形成する
ような方法で反応物の量を同時に考慮して追求されてい
る。これは最終生成物に対して特別に高い強度を与える
とはいえ、特に湿気のある岩石について、適当な官能的
末端基が欠けているために何ら接着効果をもたらすこと
ができない硬い有機分子の構造に構成されている。
According to German Patent Publication 3.421.086, another method therefore attempts to control the reaction of isocyanates in alkali metal silicate solutions by likewise using suitable trimerization catalysts. has been followed, while simultaneously considering the amounts of reactants in such a way as to form a network derived from the trimerization of incyanates. Although this gives an especially high strength to the final product, especially for moist rocks, the structure of hard organic molecules cannot provide any adhesive effect due to the lack of suitable functional end groups. It is composed of

さらに触媒の三量体化の能力は物質比の触媒/イソシア
ナート基の量について狭い範囲内においてのみ完全に使
用されるという欠点がある。もしもその比率が減少する
かまたは最適を越えるならば通常のインシアナートと水
との反応が強く活性化され、望ましくない非接着性の尿
素成分を生威する結果となる。この処方に関する限界は
、しかしながら、製法技術には不利であり、時折望まし
い処方の反応速度の高い場合には、軽い粉末に砕ける生
成物に導き制御できない注入材料の発泡体が観察されて
いる。
A further disadvantage is that the trimerization capacity of the catalyst is only fully exploited within a narrow range of the substance ratio catalyst/amount of isocyanate groups. If the ratio is decreased or exceeds the optimum, the normal incyanate-water reaction is strongly activated, resulting in the production of undesirable non-adhesive urea components. This formulation limitation, however, is a disadvantage in process technology, and sometimes in the case of high reaction rates of the desired formulation, uncontrolled foaming of the injection material leading to a product that crumbles into a light powder has been observed.

これらの貯蔵及び保管目的のため選ばれた構造設備また
は地上または地下の現場は同時に安全性の理由のために
環境の条件と交換してガス及び液体に対する長期間の安
定性及び/または不滲透性を持たねばならない。
The structural facilities or above-ground or underground sites chosen for these storage and storage purposes must at the same time have long-term stability and/or impermeability to gases and liquids in exchange for environmental conditions for safety reasons. must have.

これらの安全性の要求の増加とは別に、しかしながら、
追加の強化及び/または封止を試みる際に材料から生じ
る高エネルギまたは放射能が強化及び/または封止に適
当であるところの数多くの材料を破壊するという事実の
理由のために追加の材料の問題が生じる。特にこれは有
機塩基を持つ大抵の樹脂にあてはまることである。
Apart from these increasing safety demands, however,
The use of additional materials due to the fact that the high energy or radiation generated from the materials when attempting additional reinforcement and/or sealing destroys many materials that are suitable for reinforcement and/or sealing. A problem arises. In particular, this applies to most resins with organic bases.

この関係において、特に地下または地上の最終または中
間の放射能材料用保管場所、放射能材料用輸送容器、原
子核発電所の構造設備または冷却油及び放射能材料を貯
蔵する水容器は封止されねばならない構造物であると考
えられている。それ故、本発明の目的はポリイソシアナ
ート及びアルカリ金属ケイ酸塩水容液とを基礎にした新
しい有機鉱物性生成物の製造方法を提供するものであり
その方法は再現性のあるやり方で言及した製法技術の不
利を避は非発泡重合体の有機鉱物性生成物を生成し、一
方において、しかし他方においても、比較できる生成物
に比べて可成接着性を改良し、さらに有機樹脂に比較し
て高エネルギ放射に対する抵抗性を改良している。この
関係において一方では無機ケイ酸塩構造の開発を導き他
方では発泡を確実に避けなければならないのである。
In this connection, in particular underground or above-ground final or intermediate storage locations for radioactive materials, transport containers for radioactive materials, structural equipment of nuclear power plants or cooling oil and water containers for storing radioactive materials must be sealed. It is considered to be a structure that cannot be built. It is therefore an object of the present invention to provide a new process for the production of organo-mineral products based on polyisocyanates and aqueous alkali metal silicate solutions, which process has been described in a reproducible manner. Avoiding the disadvantages of the process technology produces a non-foamed polymeric organo-mineral product, which on the one hand, but also on the other hand, has improved formable adhesion compared to comparable products and even compared to organic resins. improved resistance to high-energy radiation. In this connection, it is necessary, on the one hand, to develop inorganic silicate structures and, on the other hand, to reliably avoid foaming.

この目的は本発明の特許請求の範囲第1項に記載した方
法により達成される。すなわちその方法はアルカリ金属
ケイ酸塩水溶液の存在において有機ポリイソシアナート
とさらに共反応物としてエポキシ樹脂を加えて反応させ
、ポリイソシアナートとエポキシ樹脂との反応によりオ
キサゾリジノオン環構造を有する有機重合体構造を形成
した有機鉱物性生成物の製造方法である。この方法の有
利な特別な発展は従属の特許請求項に見ることができる
This object is achieved by the method defined in claim 1 of the invention. That is, the method involves reacting an organic polyisocyanate with an epoxy resin as a co-reactant in the presence of an aqueous alkali metal silicate solution. This is a method for producing an organo-mineral product having a polymer structure. Advantageous special developments of this method can be found in the dependent patent claims.

本発明は考えられる出発生成物をさらに正確に定義する
ことに関連して方法によるの生成物の性質及び組成物に
重要である主要部分の反応を以下詳しく説明する。
The present invention will be explained in more detail below, in connection with a more precise definition of the possible starting products, the reactions of the main parts which are important for the nature and composition of the products according to the process.

本発明によればポリイソシアナート(R−NCO)、混
合物において、主反応は以下の反応式に記載したように
進行する。しかしながら、この関係においてインシアナ
ートは主に2官能性であり、より高い官能性のポリイソ
シアナート及びその混合物であり、エポキシ樹脂は通例
中くとも2つのエポキシ基を有し、インシアナートのR
基とエポキシ樹脂のR′基とはさらに以下の反応式の意
味において反応できる中心を持っていることが指摘され
る。しかしながらこれは以下の反応式ではそのような基
を持って得られた反応生成物は事実高分子の有機構造の
一部分である。
According to the present invention, in the polyisocyanate (R-NCO) mixture, the main reaction proceeds as described in the following reaction formula. However, in this connection, incyanates are mainly difunctional, higher functionality polyisocyanates and mixtures thereof, and epoxy resins usually have at least two epoxy groups, R
It is pointed out that the group and the R' group of the epoxy resin further have centers capable of reacting in the sense of the following reaction scheme. However, in the reaction scheme below, the reaction product obtained with such a group is in fact part of the organic structure of the polymer.

生成物を生成する反応は次のように表わされる。The reaction that produces the product is expressed as:

1 、  RWCO+ H*O→(R−NH−C00H
)→RNHt+CO*十熱 2 、  R−NCO+ R−NH,−◆R−N11−
 CO−NH−R十熱 3 、 MevO+ COt→Me*C05R’−0C
R,−C−R’ H 本発明による有機鉱物性生成物の製造方法は上述の反応
式に示す反応により行われ、次のように相互に関係して
いる。反応式1はインシアナートと水との反応である。
1, RWCO+ H*O→(R-NH-C00H
)→RNHt+CO*10 heat 2, R-NCO+ R-NH,-◆R-N11-
CO-NH-R ten heat 3, MevO+ COt→Me*C05R'-0C
R, -C-R' H The method for producing an organo-mineral product according to the present invention is carried out by the reactions shown in the above reaction formula, which are interrelated as follows. Reaction formula 1 is a reaction between incyanate and water.

この反応はよく知られていて非常に重要であり、炭酸ガ
スの発生と発熱反応である。この反応で生成するアミン
は反応式2においてインシアナートと反応して尿素結合
を形成し、尿素構造物は後の反応生成物において知られ
るように第1の固体部分を生じている。一方、炭酸ガス
は反応式3においてアルカリ金属ケイ酸塩のアルカリ金
属酸化物成分と炭酸塩を形成して反応する。反応式1と
2で発生した熱は水といまだ反応しないインシアナート
基と反応混合物中に存在するエポキシ樹脂との反応を可
能とし、オキシラン環が開環し、高分子の有機構造体を
形成するポリオキサゾリジノンを生成する。
This reaction is well known and very important; it is exothermic and produces carbon dioxide. The amine produced in this reaction reacts with the incyanate in Scheme 2 to form a urea bond, the urea structure forming the first solid portion as known in the subsequent reaction product. On the other hand, carbon dioxide gas reacts with the alkali metal oxide component of the alkali metal silicate to form carbonate in Reaction Formula 3. The heat generated in Reactions 1 and 2 allows the reaction of the water and the still unreacted incyanate groups with the epoxy resin present in the reaction mixture, opening the oxirane ring and forming a polymeric organic framework. Produces oxazolidinone.

この関係式において、反応式l及び2において、2モル
のRNCO(= 2 X mol)は1モルのCO,を
生じるのに用いられる点が指摘されねばならない。この
CO2は発泡を妨げるために反応混合物と完全に結合す
べきであり、イソシアナート基とMetO分子は、物質
量の比は2:1で存在すべきである。
In this relationship, it must be pointed out that in equations 1 and 2, 2 moles of RNCO (= 2 X mol) are used to produce 1 mole of CO. This CO2 should be completely combined with the reaction mixture to prevent foaming, and the isocyanate groups and MetO molecules should be present in a 2:1 ratio of amounts of substances.

インシアナートとエポキシ基の等量が互に反応式4で反
応するので、さらに追加したイソシアナート基(Y)の
部分がこの反応に必要である。
Since equal amounts of inocyanate and epoxy groups react with each other according to Scheme 4, an additional portion of isocyanate groups (Y) is required for this reaction.

網目構造形成の基礎的な反応式1から4までに加えて、
2つの反応式が本発明による方法において製造される生
成物の性質に非常に重要である。
In addition to basic reaction formulas 1 to 4 for network structure formation,
Two reaction equations are very important for the properties of the products produced in the process according to the invention.

反応においてそれから生成されるポリマまたはエポキシ
樹脂は成る比率の官能性の水酸基、ウレタンセグメント
を含むことはさけられない。反応式5において括弧で示
したR −1fH−C0OR’カルバミン酸エステルは
中間体として生成する。それは−方で遊離の水酸基(R
’−0R)を生し、他方ではエポキシ樹脂と反応してウ
レタンセグメンのオキサゾリジノンを生成する。
It is inevitable that the polymer or epoxy resin produced therefrom in the reaction contains a proportion of functional hydroxyl, urethane segments. The R -1fH-C0OR'carbamate ester shown in parentheses in Reaction Scheme 5 is produced as an intermediate. It has a free hydroxyl group (R
'-0R) and on the other hand react with the epoxy resin to form the urethane segment oxazolidinone.

これらのヒドロキシ化合物はまだ存在するエポキシ樹脂
のエポキシ基と反応でき、反応式6により、ilMの水
酸基を含む有機構造物が得られる。
These hydroxy compounds can react with the epoxy groups of the epoxy resin still present, and according to Reaction Scheme 6, organic structures containing hydroxyl groups of ilM are obtained.

本発明による反応において水酸基を含むセグメントは生
成する重合体鎖において副反応の生成物を結果的にさけ
られないものとしている。生成した有機重合体構造がま
た接着性を持つ効果を有するので、特に水酸基は異例的
に得られた生成物の性質に重要である。岩石材料の表面
に位置する酸素に対して水素結合を生成できる。それは
特に次式のように表現できる。
In the reaction according to the present invention, the segment containing a hydroxyl group results in inevitable side reaction products in the resulting polymer chain. The hydroxyl groups in particular are important for the properties of the exceptionally obtained products, since the organic polymer structure formed also has an adhesive effect. It can form hydrogen bonds with oxygen located on the surface of rock materials. In particular, it can be expressed as follows.

有機重合体構造が何ら接着効果を発生しない公知の方法
と著しく対照的に、本発明による方法では接着性重合体
構造が生成され、無機ケイ酸塩構造に附加して岩石と合
成樹脂との間の接着を改善するのに寄与している。本発
明による式においてもしも発生する炭酸ガスに結合する
のに必要なアルカリ金属酸化物の量が常に存在するよう
に注意するならば発泡はさけられる。
In sharp contrast to the known methods, in which the organic polymer structure does not produce any adhesive effect, in the method according to the invention an adhesive polymer structure is produced which, in addition to the inorganic silicate structure, forms a bond between the rock and the synthetic resin. contributes to improving the adhesion of Foaming can be avoided in the formula according to the invention if care is taken that the amount of alkali metal oxide necessary to bind the carbon dioxide gas generated is always present.

過剰なインシアナート基が事実エポキシ基と反応し、過
剰な水と反応しないことは基本的な反応において生ずる
熱によって確実にされる。さらにその反応では適当な触
媒が重要な制御機能をひき受けている。適当な触媒はア
ミン塩基触媒であり、特に第3級アミンまたは第4級ア
ンモニウム塩であり、有機金属化合物の形における触媒
、または無機塩の形における触媒である。これに関連し
て、本発明による方法の範囲内の2.4.6 トリス(
ジメチルアミノメチル)フェノールのようなアミン触媒
またはイソシアナート/エポキシド反応に好ましいベン
ジルジメチルアミン触媒が指摘され、その触媒はエポキ
シ基の不在において三量体化触媒として作用する。(ド
イツ特許公報3.421. (186を参照)。無機塩
特にFeCQs、 kQCQ−またはZnCQtは、特
にエポキシ基をNCO基と反応させるよう活性化し、イ
ソシアナート基とOH基との間の反応を阻害する。
The heat generated in the basic reaction ensures that excess incyanato groups actually react with epoxy groups and not with excess water. Furthermore, in the reaction, a suitable catalyst assumes an important control function. Suitable catalysts are amine base catalysts, especially tertiary amines or quaternary ammonium salts, in the form of organometallic compounds or in the form of inorganic salts. In this connection, 2.4.6 Tris(
Amine catalysts such as dimethylaminomethyl)phenol or benzyldimethylamine catalysts are preferred for isocyanate/epoxide reactions, which act as trimerization catalysts in the absence of epoxy groups. (See German Patent Publication 3.421. (186). Inorganic salts, in particular FeCQs, kQCQ- or ZnCQt, in particular activate epoxy groups to react with NCO groups and inhibit the reaction between isocyanate and OH groups. inhibit.

それ故にそのような化合物は、全塩素または加水分解性
の塩素として特別に同定される阻害剤として工業的イン
シアナートにはその有効量が含まれている。本発明によ
る方法の範囲内で触媒的に作用するそのような塩類が成
る場合において工業的ポリイソシアナートのなかに含ま
れているという事実は多くの場合においてさらに触媒の
分離的追加を不要にできる利点をさらに付加している。
Therefore, such compounds, specifically identified as total chlorine or hydrolyzable chlorine, are included in effective amounts in industrial incyanates as inhibitors. The fact that such catalytically active salts within the scope of the process according to the invention are included in the technical polyisocyanate in many cases makes it possible to dispense with the separate addition of further catalysts. Adds additional benefits.

有機金属化合物、例えばトリイソブロビルアルミニラム
A(2(t  Cs1lyLは本発明による方法の好都
合な触媒であり、特異的な選択性の結果特別な応用のた
め望ましい性質を有する反応混合物を得ることができ、
本発明により計算され得る化学量論につけ加えて触媒は
それ自体非常に複雑なエポキシ樹脂/水ガラス/ポリイ
ソシアナート反応系を確実に制御することに寄与してい
る。
Organometallic compounds, such as triisobrobylaluminum A(2(tCs1lyL), are advantageous catalysts for the process according to the invention and, as a result of their specific selectivity, reaction mixtures with desirable properties for particular applications can be obtained. I can do it,
In addition to the stoichiometry that can be calculated according to the invention, the catalyst itself contributes to the reliable control of the highly complex epoxy resin/water glass/polyisocyanate reaction system.

この関係において、本発明による方法を実施するための
処方の開発の目的として、触媒または触媒系の量と種類
及びまた反応物の量と種類を変えることにより次の前提
条件を創造することである。
In this connection, the aim of the development of the formulation for carrying out the process according to the invention is to create the following preconditions by varying the amount and type of catalyst or catalyst system and also the amount and type of reactants: .

■、インシアナート/水の反応はその方法において生じ
る炭酸ガスが全処方により吸収できる限界まで進行しな
ければならない。
(2) The incyanate/water reaction must proceed to the limit that the carbon dioxide gas generated in the process can be absorbed by the entire formulation.

2、この出発反応において生成した発熱反応の熱及びオ
キサゾリジノン生成を活性化する触媒は、有機塩基と共
に重合体構造がアルカリ水溶液系において生成されるよ
うなやり方でお互に一致しなければならない。
2. The heat of the exothermic reaction generated in this starting reaction and the catalyst activating the oxazolidinone formation must match each other in such a way that the polymer structure together with the organic base is formed in the alkaline aqueous system.

No、 1の前提条件を満たすためには特許請求項2に
おいてさらに詳しく定義される反応物の比率が保持され
るよう注意すべきである。主として、有機鉱物性生成物
が固体の無発泡な形状の生成物を生成し、反応物のポリ
イソシアナート、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液及びエポ
キシ樹脂が反応に含まれる条件は次の関係を満すような
物質比の量で使用される。
In order to fulfill the precondition No. 1, care should be taken that the proportions of the reactants defined in more detail in claim 2 are maintained. Mainly, the organic mineral product produces a solid, non-foamed product, and the reactants polyisocyanate, aqueous alkali metal silicate solution, and epoxy resin are included in the reaction, and the following relationship is satisfied: used in such proportions of substances.

X (Me2O) 十Y (乙x )+ (2X + 
Y )(NCO)−〉  生成物 ここでX (Me2O)は使用されるアルカリ金属ケイ
酸塩においてナトリウム及び/またはカリウム酸化物の
モルで示した物質量である。
X (Me2O) 10Y (Otsu x ) + (2X +
Y )(NCO)-> product where X (Me2O) is the amount of substance in moles of sodium and/or potassium oxide in the alkali metal silicate used.

Y (,2)は、使用されるエポキシ樹脂におけるエポ
キシ基のモルで示した物質量である。
Y (,2) is the amount of epoxy groups in moles in the epoxy resin used.

(2X + Y )(NCO)は使用されるポリイソシ
アナートにおけるモルで示した一MCO基の物質量であ
り、ここでMeはNaまたはKを表し、X及びYはそれ
ぞれの相対するモル量を示す正の数であり、その正の数
は工業的市販製品として使用されるポリイソシアナート
では、個々の反応物において通常の量変化を与える許容
誤差の幅を持っている。そこでエポキシ樹脂は使用され
るアルカリ金属ケイ酸塩溶液の重量に基にして0.01
から60重量%が使用される。
(2X + Y)(NCO) is the amount of one MCO group in moles in the polyisocyanate used, where Me represents Na or K, and X and Y are the relative molar amounts of each. It is a positive number that, for polyisocyanates used as industrial commercial products, has a margin of error that allows for normal amount variations in the individual reactants. The epoxy resin is then 0.01% based on the weight of the alkali metal silicate solution used.
60% by weight is used.

反応混合物におけるエポキシ基に対するインシアナート
基の正しい比率及びそれに合致して反応式4を活性化す
る触媒の有効性は上述のNo、 2の前提条件の維持を
確保することである。
The correct ratio of incyanato groups to epoxy groups in the reaction mixture and the corresponding effectiveness of the catalyst to activate Reaction Scheme 4 are to ensure the maintenance of the preconditions No. 2 above.

次の条件を満たすように出発物質から反応混合物を製造
するのが好ましい。
Preferably, the reaction mixture is prepared from the starting materials so that the following conditions are met:

NCO基(ポリイソシアナートから) 100y当り0
、23g−1,19モル 1Aeto(アルカリ金属ケイ酸塩溶液から)100g
当り02O81−0.323モル エポキシ単位 (エポキシ樹脂から100g当り0.020−0.80
モルのオキシラン環) アルカリ金属ケイ酸塩溶液及びエポキシ樹脂のそのよう
な量はアルカリ金属ケイ酸塩溶液及びエポキシ樹脂が1
つの実施例によれば「成分A」として記載された予備的
な混合物の形で使用され、アルカリ金属ケイ酸塩溶液の
70から95重量%と、エポキシ樹脂の5から30重量
%の2成分からのみなる予備混合物のなかに存在するも
のが使用される。Me2Oの含量に相当するこれらの量
は100g当り0.09から0.28モルであり、エポ
キシ基は100g当り15〜210 ミリモルにそれぞ
れ相当している。
NCO group (from polyisocyanate) 0 per 100y
, 23g - 1,19mol 1Aeto (from alkali metal silicate solution) 100g
02O81-0.323 mole epoxy units per epoxy unit (0.020-0.80 per 100g from epoxy resin
moles of oxirane rings) such amounts of alkali metal silicate solution and epoxy resin are 1
According to one embodiment, it is used in the form of a preliminary mixture described as "component A", consisting of two components: 70 to 95% by weight of alkali metal silicate solution and 5 to 30% by weight of epoxy resin. Only those present in the premix are used. These amounts corresponding to the content of Me2O are 0.09 to 0.28 mol/100 g, and the epoxy groups correspond to 15 to 210 mmol/100 g, respectively.

これらのデータから好しいX/Yの比の範囲は0.4か
ら18,6と導き出される。
From these data, a preferred range of the X/Y ratio is derived from 0.4 to 18.6.

その方法は工業的品質の出発物質でも通常行われるので
、当然の許容誤差はさらに正規の生成物の変化による特
異量の物質比の範囲の内で上記反応物の物質量を生じる
。実際現在知られている品質の変化を基礎にしてだいた
い次の許容誤差がこの関係において妥当である。
Since the process is normally carried out with starting materials of technical quality, natural tolerances also result in the amounts of the reactants being within specific amounts of material ratios due to normal product variations. In practice, on the basis of currently known quality variations, approximately the following tolerances are reasonable in this relationship:

(NCO)  ± 5 % (Me2O)  ± 2.5% (乙上) ± 7.5% 本発明による方法に使用できる種々の考えられる水ガラ
ス及びエポキシ樹脂の品質が与えられるとさらに本発明
による方法のための反応混合物におけるエポキシ樹脂は
、使用する水ガラス溶液の重量を基にして0.01から
60重量%の比率で存在することが明らかである。
(NCO) ± 5% (Me2O) ± 2.5% (Otsu) ± 7.5% Given the various possible water glass and epoxy resin qualities that can be used in the method according to the invention, the method according to the invention It is clear that the epoxy resin in the reaction mixture for is present in a proportion of 0.01 to 60% by weight, based on the weight of the water glass solution used.

従来から上述したような方法で用いられた普通のポリイ
ソシアナート及びアルカリ金属ケイ酸塩水溶液は本発明
による方法においても使用できる。
The customary aqueous polyisocyanate and alkali metal silicate solutions conventionally used in the processes described above can also be used in the process according to the invention.

これに関連してポリイソシアナートは純粋なものであり
、または工業製品のポリイソシアナートである。特に溶
剤を含まない4,4′−ジフェニルメタンジイソシアナ
ートはより高い官能性インシアナートの種々の製法によ
って市場にでている粗製MDIとして記載されるものと
混合されている。しかしながら、所謂プレポリマはいま
だ反応性のあるNCO基を含んでいるが使用できる。そ
のような生成物は少くとも1つまたは2つそれ以上の水
素原子を含む有機化合物とポリイソシアナートとの反応
により得られ、このようなプレポリマはポリウレタン化
学者の間ではよく知られている。本発明によればプレポ
リマの使用は請求項によりエポキシ環を含む1つの樹脂
とモノイソシアナートから生成されるものが請求されて
いる。この場合NCO基は化学量論のまたは過剰量のO
H基と反応し、エポキシ基を含んだ樹脂の製造において
やむ得すして生成する。プレポリマはOH基のないもの
が製造される。このプレポリマは数カ月間安定に貯蔵さ
れる。さらに実施例に示すようにオキサゾリジノン生成
を活性化する触媒を普通含む工業用イソシアナートを加
えることもできる。この成分に対してもまた適当な貯蔵
安定性が得られている。
In this connection, the polyisocyanates are pure or technical polyisocyanates. In particular, solvent-free 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is mixed with what is described as crude MDI on the market by various methods of preparing higher functionality incyanates. However, so-called prepolymers can still be used although they contain reactive NCO groups. Such products are obtained by the reaction of polyisocyanates with organic compounds containing at least one or more hydrogen atoms, and such prepolymers are well known among polyurethane chemists. According to the invention, the use of a prepolymer is claimed, which is produced from one resin containing epoxy rings and a monoisocyanate. In this case the NCO group is stoichiometric or in excess of O
It reacts with H groups and is inevitably produced in the production of resins containing epoxy groups. Prepolymers are produced without OH groups. This prepolymer is stable in storage for several months. Additionally, technical isocyanates, which normally contain catalysts to activate oxazolidinone formation, can be added as shown in the examples. Adequate storage stability has also been obtained for this component.

使用されるアルカリ金属ケイ酸塩水溶液はナトリウム及
び/またはカリウムの水ガラスであり、またはその混合
物であり、溶解した固体物質の含量は10から60重量
%であり、特に35から55重量%が好ましい。アルカ
リ金属酸化物の含量は5から20重量%であり、特に8
から18重量%が好ましい。
The aqueous alkali metal silicate solution used is a sodium and/or potassium water glass or a mixture thereof, the content of dissolved solid substances being from 10 to 60% by weight, preferably from 35 to 55% by weight. . The content of alkali metal oxides is from 5 to 20% by weight, especially 8
to 18% by weight is preferred.

本発明による使用に関連してこの範囲における水ガラス
は流動性のすぐれた工程技術上の性質を示していて、特
別な熱範囲及び一般的な生理学的及び環境安全のような
反応−動力学的性質が十分に使用できる。
In connection with the use according to the invention, the water glasses in this range exhibit excellent process-technical properties of fluidity, special thermal range and general physiological and environmental safety, such as reaction-kinetics. The properties are fully usable.

さらにアルカリ金属ケイ酸塩水溶液は、処方に依存して
高または低の水含量を有する最終製品を生じ、低い水含
量を有する製品が実施例9で示すように<1mD(ミリ
ダルシ、 a+1llidarcy)の値のガスに対す
る不浸透性であると考えられることは驚くべきことであ
る。
Additionally, aqueous alkali metal silicate solutions yield final products with high or low water content depending on the formulation, with products with low water content having values of <1 mD (a+1llidarcy) as shown in Example 9. It is surprising that it is considered impermeable to gases.

用いられるエポキシ樹脂はそれ自体よく知られているエ
ポキシ樹脂であり、官能基のエポキシ基の含量は200
から8000mmol/ kgの広い範囲にあり、好ま
しくは300から700mmol/ kgの範囲にある
。そのような樹脂は特に変性ビスフェノールAに基づく
エポキシ樹脂または三量化脂肪酸または標準ビスフェ/
−ルへのエポキシ樹脂に基づくエポキシ樹脂である。し
かしながらそのような樹脂は少くとも2つのエポキシ基
を含んでいて、またモノエポキシドが加えることもでき
る。さらに高い官能性エポキシ樹脂としてフェノール/
ノボラックベースを持つエポキシ樹脂が使用できる。
The epoxy resin used is a well-known epoxy resin, and the content of epoxy groups as functional groups is 200
It lies in a wide range from 300 to 700 mmol/kg, preferably from 300 to 700 mmol/kg. Such resins are in particular epoxy resins based on modified bisphenol A or trimerized fatty acids or standard bisphenol/
- is an epoxy resin based on epoxy resins. However, such resins contain at least two epoxy groups and monoepoxides can also be added. Phenol/as a highly functional epoxy resin
Epoxy resins with a novolak base can be used.

士へ〇+++++し2士’t+ I= トに+リハハ卿
A士辻九田電\ることかできる。第1の混合方法によれ
ばA成分はアルカリ金属ケイ酸塩溶液と共にエポキシ基
を含んでいる材料から製造される。これはその後にB成
分の計算量と反応させられる。もしも工業用インシアナ
ートがBli分として用いられるならばオキサゾリジノ
ン反応を活性化する触媒がすでに加えられる。さらに本
発明による他の触媒はB成分にも加えられる。
〇 + + + + + + 2 + + I = To + Rehaha Lord A Shitsuji Kudaden\ can be done. According to a first mixing method, component A is prepared from a material containing epoxy groups together with an alkali metal silicate solution. This is then reacted with the calculation amount of the B component. If technical incyanate is used as the Bli fraction, a catalyst is already added to activate the oxazolidinone reaction. Furthermore, other catalysts according to the invention are also added to the B component.

第2の混合方法によればA成分は本発明によるアルカリ
金属ケイ酸塩溶液と考えられる触媒から戊る。B成分は
、この場合においてエポキシ基を含む材料とポリイソシ
アナートから成っている。
According to a second mixing method, component A is separated from the catalyst, which is considered to be an alkali metal silicate solution according to the invention. Component B consists in this case of a material containing epoxy groups and a polyisocyanate.

上述のポリエポキシドの場合にはモノイソシアナートに
より不活性化して使用するのが好ましい。
In the case of the above-mentioned polyepoxide, it is preferable to use it after inactivating it with a monoisocyanate.

成分A及びBに対する特有な不活性化についてさらに添
加物が特別な性質を達成するために加えることができる
。これに関係して、例えば分散したケイ酸、珪藻土、種
々の長さの天然及び合成繊維、導電性煤、染料、中空球
体、燃料排ガス中の灰。
In addition to the specific deactivation of components A and B, additives can be added to achieve special properties. In this connection, examples include dispersed silicic acid, diatomaceous earth, natural and synthetic fibers of various lengths, conductive soot, dyes, hollow spheres, ash in fuel exhaust gases.

削1 て雷帖オ筺りの←ろ灯零tΔ如1が雪路で缶L本
発明による方法が地層強化のための方法として行なわれ
る場合には、所望の粘性をもつ反応混合物をそれ自体公
知のやり方で製造し、上述の特異的な意味で反応物を混
合し、反応混合物を直接強化するべき地層に圧力を加え
て注入し、導入部において引用された公知技術の記載さ
れた技術に頼ることができる。本発明による生成物が無
発泡であるので、自己注入方法(穴を明けて注入し、簡
単に封止する)が無視される。
When the method according to the invention is carried out as a method for strengthening strata, the reaction mixture with the desired viscosity is itself prepared in a known manner, mixing the reactants in the specific sense mentioned above and injecting the reaction mixture under pressure directly into the formation to be strengthened, according to the techniques described in the known art cited in the introduction. You can rely on it. Since the products according to the invention are non-foaming, self-injection methods (punching, pouring and simple sealing) are ignored.

この教示により製造できる材料は、例えば弾性率、圧縮
強度のような重要な重合体の性質が広い範囲に調節でき
るので有機重合体の比率に対する無機物を変化させて用
途広く使用できる。
Materials produced according to this teaching can be used in a wide variety of applications, for example by varying the ratio of inorganic to organic polymer, since important polymer properties such as modulus of elasticity and compressive strength can be adjusted over a wide range.

かくして高ケイ酸塩の比率を保持した処方は石の様な材
料であり、有機重合体の高比率を保持した処方は他方で
は重合体材料の代表的な性質を持っている。
Thus, formulations that retain a high proportion of silicate are stone-like materials, while formulations that retain a high proportion of organic polymers, on the other hand, have properties typical of polymeric materials.

成分の反応挙動の原因のために、成分は開放及び/また
は密閉成型で射出され、鋳込またはパネル、ロンド、フ
レーム、モデル、機械要素等々に製造できる。
Due to the reactive behavior of the components, they can be injected in open and/or closed molds, cast or manufactured into panels, ronds, frames, models, machine elements, etc.

乾燥及び/または湿気のある下層土に2成分噴出ガンを
使用して噴出することは基質に対する化学的投錨の可能
性があり実施できる。このやり方で例えば腐食保護のた
めに非保護鋼が処理できる。
Blowout of dry and/or moist subsoil using a two-component squirt gun is possible with the potential for chemical anchorage to the substrate. In this way, for example, unprotected steel can be treated for corrosion protection.

損傷をうけ、応力が加えられたコンクリート構造物は単
に静的ばかりでなく、同時に腐食保護を要求する新しい
材料による射出により改良され、挿入された緩衝塩によ
り酸性の廃液を中和することができる。
Damaged and stressed concrete structures can be improved by injection with new materials that are not only static, but also require corrosion protection, and acidic effluents can be neutralized by inserted buffer salts. .

本発明による方法によって製造された有機鉱物性生成物
はガスを通さない封止を難しくしまたは封止をさまたげ
る発泡構造を持たないという利点があり、その有機鉱物
性生成物はエポキシ基により拡大された鎖セグメントを
含んでいて、高エネルギ照射に曝されたときに非常に安
定である。石に対する接着強度はすぐれていて無傷に残
り、ガスまたは蒸気の放出を起さない。
The organo-mineral product produced by the method according to the invention has the advantage that it does not have a foam structure which makes gas-tight sealing difficult or impedes sealing, and the organo-mineral product is enlarged by epoxy groups. It contains long chain segments and is very stable when exposed to high energy radiation. The bond strength to stone is excellent and remains intact and does not release gases or vapors.

これらの性質は有機鉱物性生成物を石炭採掘におけるヨ
ーロッパ特許0.0+6.262により使用され、ドイ
ツ特許3.421.085により記載されたこれらから
有利に区別されている。これらの刊行物は概して発泡構
造体を示し水蒸気を放出し、または彼等の製造の間で発
泡剤(クロロフッ化炭化水素)がガスを完全に通さない
封止を妨げている生成物を記述している。ポリウレタン
セグメントがこれらの材料に存在しているのが高エネル
ギ放射に曝されると感じやすく、(恐らくポリアミドと
同様なやり方で)そのような放射により分解される。少
くとも長期間の保管場所の封止及び/または強化の目的
に対して、それ故、概してそのような材料は適当でない
These properties advantageously distinguish organo-mineral products used in coal mining by European patent 0.0+6.262 and from those described by German patent 3.421.085. These publications generally describe products that exhibit foamed structures, emit water vapor, or whose blowing agents (chlorofluorocarbons) prevent a completely gas-tight seal during their manufacture. ing. The presence of polyurethane segments in these materials is sensitive to exposure to high energy radiation and is degraded by such radiation (perhaps in a similar manner to polyamides). Such materials are therefore generally unsuitable, at least for the purpose of sealing and/or reinforcing long-term storage locations.

従来公知である高エネルギ放射に対して不敏感性である
堅い性質及び有機成分の理由のため、他方、本発明によ
る方法の三成分反応系から製造される有機鉱物性生成物
はすでに記載された目的に対して非常に適している。
Owing to the hard nature and the organic component being insensitive to the previously known high-energy radiation, on the other hand, the organo-mineral products produced from the ternary reaction system of the process according to the invention have already been described. very suitable for the purpose.

請求された用途に対して、開始反応混合物の形における
有機鉱物性生成物は強化されるべき構造物のなかにくり
抜かれた穴を通して注入され、例えば石炭採掘において
そのような有機鉱物性生成物の公知の応用から知られて
いるように、または彼等は代替的にまたは追加的に、構
造物の封止されるべき表面領域に層状に応用され、その
後、有機鉱物性生成物の構造について反応の完全化が各
場合において待望され、または若しも応用されるならば
、それに対して有利な環境条件を示している。
For the claimed application, the organo-mineral product in the form of the starting reaction mixture is injected through a hollow hole into the structure to be reinforced, e.g. in coal mining. As known from known applications, or they can alternatively or additionally be applied in a layer to the surface area to be sealed of the structure and then reacted with respect to the structure of the organo-mineral product. The completion of the process is desired in each case or represents favorable environmental conditions if it is to be applied.

本発明は以下さらに詳しく本発明による方法を実現する
のに必要なものを与えるための選択された反応混合物及
び比較の混合物に関連する実施例を参照して説明する。
The invention will be explained in more detail below with reference to examples relating to selected reaction mixtures and comparative mixtures to provide what is needed to realize the process according to the invention.

この関係において、本発明の方法によ、り製造された生
成物の顕微鏡写真(倍率1 : 1000)が図として
参照されている。
In this connection, reference is made to a photomicrograph (magnification 1:1000) of a product produced by the method of the invention.

次の実施例に用いられる各成分のアルカリ金属ケイ酸塩
溶液、エポキシ樹脂、ポリイソシアナート、触媒、安定
剤及び充填剤を要約して説明し次に示した。
The components used in the following examples, alkali metal silicate solution, epoxy resin, polyisocyanate, catalyst, stabilizer, and filler, are summarized and shown below.

出発物質: 水ガラス−1 水ガラス−2 水ガラス−3 水ガラス−4 水ガラス−5 水ガラス−〇 122O 13,8 8,8 18,0 5,8 13,5 45,0 47,0 38,0 54,5 28,1 40,5 エポキシド1 エポキシド2 エポキシド3 エポキシド4 変性ビスフェノールA zN体脂肪酸ベーシス ビスフ↓ノールA標準品 フェノールノボラック 4、650−5.130 2.130−2.560 5.150 5.550 5、260 R−NCO−i ジフェニルメタン4.4′〜ジイソシアナ一ト遊#NC
O含1i31±IM量% 加水分解性塩素0.1−0.45% R−NCO−2 フェニルイソシアナート 工業的純度 触媒−1 触媒−2 触媒−3 触媒−4 ジメチルベンジルアミン 2、4.6−ドリスジメチルアミノメチルフエノールジ
オクチル錫メルカプチド イソプロピルアルミニウム、純f>98%安定剤−1 安定剤−2 遊@OII基のないシリコーン/グリコール共重合体 OH値3G±5 (+11g 1 <onz’ g)を
有するシリコーン共重合体 充 填 剤   分散ケイ酸 実施例1−1O 実施例1からlOにおいて、以下第1表に示された出発
材料が使用され、同時に反応混合物を製造するのに使用
される各成分が示されている反応混合物は成分Aまたは
成分Bの形で一緒に混合される。
Starting materials: Water glass-1 Water glass-2 Water glass-3 Water glass-4 Water glass-5 Water glass-〇122O 13,8 8,8 18,0 5,8 13,5 45,0 47,0 38 ,0 54,5 28,1 40,5 Epoxide 1 Epoxide 2 Epoxide 3 Epoxide 4 Modified bisphenol A zN-fatty acid basis bisph↓Nol A standard product phenol novolak 4, 650-5.130 2.130-2.560 5.150 5.550 5,260 R-NCO-i Diphenylmethane 4.4' to diisocyanato #NC
O content 1i31±IM amount% Hydrolyzable chlorine 0.1-0.45% R-NCO-2 Phenyl isocyanate industrial purity catalyst-1 Catalyst-2 Catalyst-3 Catalyst-4 Dimethylbenzylamine 2, 4.6 -Dorisdimethylaminomethylphenoldioctyltinmercaptideisopropylaluminum, pure f>98% Stabilizer-1 Stabilizer-2 Free@Silicone/glycol copolymer without OII group OH value 3G±5 (+11g 1 <oz' g ) Dispersed Silicic Acid Examples 1-1O In Examples 1 to 1O, the starting materials shown in Table 1 below are used and at the same time are used to prepare the reaction mixture. The reaction mixtures in which each component is indicated are mixed together in the form of component A or component B.

出発材料の量は重量部で示されている。The amounts of starting materials are given in parts by weight.

実施例1 成分A及び成分Bを互に明記された混合比で白色乳濁液
を生じるまで混合する。
Example 1 Component A and component B are mixed together in the specified mixing ratio until a white emulsion results.

反応の始動は熱を発生し、粘度が増加することにより示
される。
The onset of the reaction is indicated by the generation of heat and an increase in viscosity.

反応の進行をショア硬度試験機を用いて追跡できる。The progress of the reaction can be tracked using a Shore hardness tester.

分 ショア硬度 0   D 0   D 0   D 5   D 反応は明るい黄色の、非発泡の、非収縮の材料を生じる
Min Shore Hardness 0 D 0 D 0 D 5 D The reaction yields a bright yellow, non-foamed, non-shrinking material.

実施例1a(比較) 成分Bの比率を実施例1から50%減少すると、含水乾
燥ゲルが得られ、烈しい収縮を生じ、強度は低い。
Example 1a (Comparative) When the proportion of component B is reduced by 50% from Example 1, a hydrous dry gel is obtained, which undergoes severe shrinkage and has low strength.

実施例2 成分Δと成分Bは、白色乳濁液になるまで互に明記され
た混合比で混合される。
Example 2 Component Δ and component B are mixed with each other in the specified mixing ratio until a white emulsion is obtained.

その反応の始動は熱の発生及び粘度の増加により示され
る。
The onset of the reaction is indicated by the evolution of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行はショア硬度試験機を用いて追跡できる
The progress of the reaction can be tracked using a Shore hardness tester.

分 ショア硬度 降伏点 4  A Q  A 0  D その反応は明るい黄色の、非発泡のしかし非収縮の材料
を生じる。
Shore Hardness Yield Point 4 A Q A 0 D The reaction produces a bright yellow, unfoamed but unshrinkable material.

実施例3 成分A及び成分Bは白色乳濁液を生じるまで明記された
混合比で混合される。
Example 3 Component A and component B are mixed in the specified mixing ratio until a white emulsion results.

その反応の始動は熱の発生と粘度の増加により示される
The onset of the reaction is indicated by the evolution of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行はショア硬度測定機を使用して追跡でき
る。
The progress of the reaction can be followed using a Shore hardness tester.

分 ショア硬度 降伏点 5  A 0  D 5  D 0  D その反応は明るい黄色の、非発泡のしかし非収縮材料を
生じる。
Shore Hardness Yield Point 5 A 0 D 5 D 0 D The reaction produces a bright yellow, non-foamed but non-shrinkable material.

実施例4 成分A及び成分Bは白色の乳濁液を生じるまで明記され
た混合比で混合される。
Example 4 Component A and component B are mixed in the specified mixing ratio until a white emulsion results.

その反応の始動は熱の発生と粘度の増加により示される
The onset of the reaction is indicated by the evolution of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行はショア硬度測定機を用t)で追跡でき
る。
The progress of the reaction can be tracked using a Shore hardness meter.

分 ショア硬度 4           15  A 65A 530秒      20  D 20D その反応は明るい黄色の、非発泡の、非収縮材料を生じ
る。
Min Shore Hardness 4 15 A 65 A 530 seconds 20 D 20D The reaction produces a bright yellow, non-foamed, non-shrinkable material.

実施例4a(比較) ポリイソシアナートの割合を実施例4より約30重量%
減少すると、きびしく収縮する乾燥ゲルが生し、水を出
した後硬くなる。
Example 4a (comparison) The proportion of polyisocyanate is about 30% by weight from Example 4.
When reduced, a dry gel forms which shrinks severely and hardens after water is removed.

尤凰貝1 成分A及び成分Bは、白色乳濁液を生じるまで互に明記
された混合比で混合される。
Component A and component B are mixed in the specified mixing ratio with each other until a white emulsion results.

その反応の始動は熱の放出と粘度の増加により示される
The onset of the reaction is indicated by the release of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行はショア硬度測定機を使用して追跡でき
る。
The progress of the reaction can be followed using a Shore hardness tester.

分 ショア硬度 330秒      降伏点 10        30  D 15        40  D 30        45  D 1日      50  D 反応は明るい黄色の、 非発泡の、 非収縮の材料 を生じる。minutes shore hardness 330 seconds Yield point 10 30 D 15 40 D 30 45 D 1 day 50D The reaction is bright yellow, non-foaming, non-shrinkable material occurs.

実施例5a(比較) ポリイソシアナートの割合を実施例5の約15重量%減
少させると、得られた材料は収縮が少ないとはいえ比較
的やわらかく、ショア硬度は20分後の測定でIOAで
あり、1日後で35Dのショア硬度である。
Example 5a (Comparative) When the proportion of polyisocyanate is reduced by about 15% by weight compared to Example 5, the resulting material is relatively soft, albeit with less shrinkage, and the Shore hardness is less than IOA when measured after 20 minutes. Shore hardness was 35D after one day.

実10札旦 成分Aと成分Bは、白色乳濁液を生じるまで明記された
混合比で互に混合される。
Component A and component B are mixed together in the specified mixing ratio until a white emulsion is produced.

その反応の始動は熱を発生し、粘度を増加することによ
り示される。
The onset of the reaction is indicated by the generation of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行をショア硬度試験機を用いて追跡できる
The progress of the reaction can be tracked using a Shore hardness tester.

非常にかたい、明るい黄色樹脂が生成し、同時に高い無
機比率と共に低比率の水を含んでいる。
A very hard, bright yellow resin is produced, containing at the same time a high inorganic proportion and a low proportion of water.

図は倍率1000倍のこの実施例で得られた材料の破面
の顕微鏡写真を示している。
The figure shows a micrograph of the fracture surface of the material obtained in this example at 1000x magnification.

実施例7 直径50mm深さ900mmの穴がコンクリートのプロ
・ツクにくりぬきされた。鋼の中空アンカがくりぬき穴
に押し込まれ、くりぬき穴の密閉及び固定により中心に
置いた。くりぬき穴は高圧射出機を使用して中空アンカ
を通して実施例7による射出材料を圧縮成形した。
Example 7 A hole with a diameter of 50 mm and a depth of 900 mm was cut into a concrete block. A hollow steel anchor was pushed into the cutout and centered by sealing and fixing the cutout. The hollow hole was compression molded with the injection material according to Example 7 through the hollow anchor using a high pressure injection machine.

30分後、アンカの抜取力は水圧引張装置を使用して試
験された。直径30間のアンカは引き抜くことができな
かった。水圧力を増加するとアンカのヘッドは最終的に
折れてしまった。
After 30 minutes, the anchor extraction force was tested using a hydraulic tension device. Anchors with a diameter of 30 mm could not be pulled out. As the water pressure increased, the anchor head eventually broke off.

実施例日 成分Aと成分Bとを、白色乳濁液が生じるまで明記され
た反応比で互に混合された。
EXAMPLE Component A and B were mixed together in the specified reaction ratio until a white emulsion formed.

その反応の始動は熱の発生及び粘度の上昇により示され
る。
The onset of the reaction is indicated by the evolution of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行はショア硬度試験機により追跡できる。The progress of the reaction can be tracked using a Shore hardness tester.

分 ショア硬度 降伏点 5  D 非常にかたい、明るい黄色の樹脂を生じ、収縮も発泡も
していない。
Shore Hardness Yield Point: 5 D Produces a very hard, bright yellow resin with no shrinkage or foaming.

実施例9 成分A及び成分Bを白色の乳濁液が生じるまで明′記さ
れた混合比で互に混合した。
Example 9 Component A and component B were mixed together in the specified mixing ratio until a white emulsion formed.

その反応の始動は熱の発生及び粘度の増加により示され
る。
The onset of the reaction is indicated by the evolution of heat and an increase in viscosity.

その反応の進行は、ショア硬度試験機を用いて追跡でき
る。
The progress of the reaction can be tracked using a Shore hardness tester.

降伏点 5  A 5  D 0  D 5  D 非常にかたい、明るい黄色樹脂を生じ、収縮も発泡もし
ていない。
Yield Point 5 A 5 D 0 D 5 D A very hard, bright yellow resin was produced, with no shrinkage or foaming.

実施例1O 成分A及び成分Bを白色の乳濁l夜が生じるまで明記さ
れた混合比で互に混合した。
Example 1O Component A and component B were mixed together in the specified mixing ratio until a white emulsion formed.

その反応の始動は熱の発生及び粘度の増加により示され
る。
The onset of the reaction is indicated by the evolution of heat and an increase in viscosity.

その反応の後、高比率のケイ酸及び高いガス浸透を有す
る材料を生じる。
After the reaction, a material with a high proportion of silicic acid and high gas permeation results.

続いて本発明による方法の要求に合致しない方法条件を
持つ比較実施例に関して実験し、完全に不安定な、標準
以下の有機鉱物性生成物を得る。
Comparative examples with process conditions that do not meet the requirements of the process according to the invention are then carried out, giving completely unstable and substandard organo-mineral products.

表−2 ポリイソシアナート31はインシアナート含量31重量
%比較実施例1 撹拌容器のなかで、成分A+Bは連続して加えられ、乳
濁液を生じるまで混合される。約1分間の撹拌後、熱の
発生が認められ、材料が反応し始める。同時に明るい輝
いた黄色の使用可能でない発泡体を生産する。
Table 2 Polyisocyanate 31 has an incyanate content of 31% by weight Comparative Example 1 In a stirred vessel, components A+B are added successively and mixed until an emulsion is formed. After approximately 1 minute of stirring, heat generation is observed and the materials begin to react. At the same time it produces a bright shiny yellow, unusable foam.

友嵯叉魚史ユ 撹拌容器のなかで、成分A+Bは連続して加え乳濁液を
生じるまで混合される。撹拌して1分後、熱の発生が認
められ、材料が反応し始める。非発泡材料が生じ、それ
は含水の粒状から成っている。
In a mixing vessel, components A+B are added sequentially and mixed until an emulsion is formed. After 1 minute of stirring, heat generation is observed and the materials begin to react. A non-foamed material is produced, which consists of water-containing granules.

反応混合物の最初のpHの14から反応後pH9−10
の値に低下する。
From the initial pH of the reaction mixture of 14 to the post-reaction pH of 9-10
decreases to the value of

比較実施例3 撹拌容器のなかで、成分A+Bは連続して加えられ、乳
濁液を生じるまで混合される。撹拌時間約1分後、熱の
発生が認められ、材料は反応し始める。第1に非発泡生
成物を生じるが、しかし第2反応相において明るい黄色
の発泡体を生産する。
Comparative Example 3 In a stirred vessel, components A+B are added successively and mixed until an emulsion is formed. After approximately 1 minute of stirring time, heat generation is observed and the materials begin to react. Initially, a non-foamed product is produced, but in the second reaction phase a bright yellow foam is produced.

反応時間の終りで脆い発泡体は内部から炭酸ガス及び水
蒸気の急激な脱出により部分的に破裂する。
At the end of the reaction time, the brittle foam partially ruptures due to the rapid escape of carbon dioxide and water vapor from the interior.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液の存在で、有機ポリイ
ソシアナートを反応させることによる有機鉱物性生成物
の製造方法において、さらに共反応物としてエポキシ樹
脂の存在で反応させ、前記エポキシ樹脂はポリイソシア
ナート、または、中間段階で形成された化合物と共にそ
の反応条件の下でオキサゾリジノオン環構造を含有する
有機重合体構造を形成し、反応することを特徴とする有
機鉱物性生成物の製造方法。 2、前記有機鉱物性生成物は固体の無発泡生成物の形で
製造され、反応に含まれる共反応物のポリイソシアナー
ト、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液及びエポキシ樹脂が次
の関係を満たすような物質量比で使用され、 X(Me_2O)+Y(■)+(2X+Y)(NCO)
→生成物 ここでX(Me_2O)は使用されるアルカリ金属ケイ
酸塩におけるナトリウム酸化物及び/またはカリウム酸
化物のモルで示した物質量であり、 Y(■)は、使用されるエポキシ樹脂におけるエポキシ
基のモルで示した物質量であり、(2X+Y)(NCO
)は使用されたポリイソシアナートにおける−NCO基
のモルで示した物質量であり、ここでMeはNaまたは
Kを表わし、X及びYは各々の関連するモル量であり、
その数はもしもこれらが工業的市販製品を使用するなら
ば個々の共反応物において通常の品質変動が許される許
容誤差の幅を有し、前記エポキシ樹脂は使用されるアル
カリ金属ケイ酸塩水溶液の重量を基にして0.01から
60重量%の範囲にある量が使用されることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載による有機鉱物性生成物の
製造方法。3、ポリイソシアナートはポリイソシアナー
ト100g当りNCO基の含量が0.238から1.1
90モルの範囲にあるものが使用され、アルカリ金属ケ
イ酸塩溶液はMe_2O含量がアルカリ金属ケイ酸塩溶
液100g当り0.081から0.323モルの範囲に
あり、MeはNa及び/またはKを表わすものが使用さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第2項による有機
鉱物性生成物の製造方法。 4、化学的に純粋なまたは工業的ポリイソシアナートま
たはそのようなポリイソシアナートの混合物または有機
モノイソシアナートとそのようなポリイソシアナートと
の混合物がポリイソシアナートとして使用され、遊離の
NCO基の含量は、10から50重量%の範囲にあり、
好ましくは25から35重量%の範囲にあることを特徴
とする特許請求の範囲第1項から第3項記載のいずれか
1つによる有機鉱物性生成物の製造方法。 5、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液は溶解する固体物質含
量が10から60重量%の範囲内にあり、Me_2O含
量は5.0から20重量%の範囲にあることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項から第4項記載のいずれか1つ
による有機鉱物性生成物の製造方法。 6、エポキシ樹脂は200から8000mMol/kg
のエポキシ官能基の含量を有するものが使用されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項から第5項記載のい
ずれか1つによる有機鉱物性生成物の製造方法。 7、前記反応がオキサゾリジノン生成を促進する触媒の
存在で行われることを特徴とする特許請求の範囲第1項
から第6項記載のいずれか1つによる有機鉱物性生成物
の製造方法。 8、前記触媒が第3級アミンに基づく触媒、有機金属化
合物の形の触媒または無機塩の形の触媒から選ばれるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第7項記載による有機鉱
物性生成物の製造方法。 9、前記触媒がベンジルジメチルアミン、2,4,6−
トリス(ジメチルアミノメチル)フェノール、テトラエ
チルアンモニウムブロマイド、ジオクチル錫メルカプチ
ド、アルミニウムトリイソプロピレート、三塩化アルミ
ニウム、二塩化亜鉛、三塩化鉄から選ばれることを特徴
とする特許請求の範囲第8項記載による有機鉱物性生成
物の製造方法。 10、安定剤及び/または充填剤が追加して反応混合物
に加えられることを特徴とする特許請求の範囲第1項か
ら第9項記載のいずれか1つによる有機鉱物性生成物の
製造方法。11、第1の混合物の成分Aがアルカリ金属
ケイ酸塩水溶液とエポキシ樹脂から製造され、これは第
2の混合物の成分Bと混合され、第2の混合物はポリイ
ソシアナートを含み、必要ならば反応混合物を製造する
ために触媒を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
項から第10項記載のいずれか1つによる有機鉱物性生
成物の製造方法。 12、前記反応混合物を製造するために前記アルカリ金
属ケイ酸塩水溶液の第1成分(成分A)かりなり、もし
必要ならば触媒を含有し、第2成分(成分B)と混合さ
れ、前記第2成分は、ポリイソシアナート及びモノイソ
シアナートと予備反応でエポキシ樹脂に反応することに
より得られた完全に遊離のOH基を有するエポキシ樹脂
からなり、前記モノイソシアナートの量はエポキシ樹脂
のOH基の化学量論量に一致して使用されることを特徴
とする特許請求の範囲第1項から第10項記載のいずれ
か1つによる有機鉱物性生成物の製造方法。 13、前記方法は地層の割目及び窪みのなかに前記液状
反応混合物を注入することにより地層強化のための方法
として行なわれ、有機鉱物性生成物の形成を本来の場所
で反応させることを特徴とする特許請求の範囲第1項か
ら第12項記載のいずれか1つによる有機鉱物性生成物
の製造方法。 14、地質の及び/または人工の構造物の強化及び/ま
たは封止のための方法として行われ、構造物のなかに穴
をあけて反応混合物を注入し、前記反応混合物により前
記構造物を封止するために表面を被覆し、高放射エネル
ギにさらすことを特徴とする特許請求の範囲第1項から
第12項記載のいずれか1つによる有機鉱物性生成物の
製造方法。
[Claims] 1. A method for producing an organic mineral product by reacting an organic polyisocyanate in the presence of an aqueous alkali metal silicate solution, further reacting in the presence of an epoxy resin as a co-reactant, The epoxy resin is an organic mineral characterized in that it reacts with polyisocyanate or a compound formed in an intermediate step to form an organic polymer structure containing an oxazolidinoone ring structure under the reaction conditions. Method for producing sex products. 2. The organic mineral product is produced in the form of a solid non-foamed product, and the co-reactants polyisocyanate, aqueous alkali metal silicate solution and epoxy resin included in the reaction satisfy the following relationship. Used in the substance amount ratio, X (Me_2O) + Y (■) + (2X + Y) (NCO)
→Product where X(Me_2O) is the amount of sodium oxide and/or potassium oxide in the alkali metal silicate used, expressed in moles, and Y(■) is the amount of sodium oxide and/or potassium oxide in the epoxy resin used. It is the amount of substance expressed in moles of epoxy groups, (2X+Y)(NCO
) is the substance amount in moles of -NCO groups in the polyisocyanate used, where Me stands for Na or K, X and Y are the respective relevant molar amounts,
The number has a tolerance range that allows for normal quality variations in the individual co-reactants if these are used as industrial commercial products, and the epoxy resin is 2. Process for the preparation of organo-mineral products according to claim 1, characterized in that an amount is used ranging from 0.01 to 60% by weight, based on weight. 3. The polyisocyanate has an NCO group content of 0.238 to 1.1 per 100g of polyisocyanate.
The alkali metal silicate solution has a Me_2O content in the range of 0.081 to 0.323 mol per 100 g of alkali metal silicate solution, with Me containing Na and/or K. Process for the production of organo-mineral products according to claim 2, characterized in that: 4. Chemically pure or technical polyisocyanates or mixtures of such polyisocyanates or mixtures of such polyisocyanates with organic monoisocyanates are used as polyisocyanates, and free NCO groups are The content ranges from 10 to 50% by weight,
Process for the production of organo-mineral products according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the content is preferably in the range from 25 to 35% by weight. 5. The alkali metal silicate aqueous solution has a dissolved solid substance content in the range of 10 to 60% by weight, and a Me_2O content in the range of 5.0 to 20% by weight. A method for producing an organo-mineral product according to any one of paragraphs 1 to 4. 6. Epoxy resin is 200 to 8000mMol/kg
6. A process for producing an organo-mineral product according to claim 1, characterized in that a content of epoxy functional groups of . 7. A method for producing an organo-mineral product according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a catalyst that promotes the formation of oxazolidinone. 8. An organo-mineral product according to claim 7, characterized in that the catalyst is selected from catalysts based on tertiary amines, catalysts in the form of organometallic compounds or catalysts in the form of inorganic salts. Production method. 9. The catalyst is benzyldimethylamine, 2,4,6-
The organic compound according to claim 8, characterized in that it is selected from tris(dimethylaminomethyl)phenol, tetraethylammonium bromide, dioctyltin mercaptide, aluminum triisopropylate, aluminum trichloride, zinc dichloride, iron trichloride. Method of manufacturing mineral products. 10. Process for the production of organo-mineral products according to any one of claims 1 to 9, characterized in that stabilizers and/or fillers are additionally added to the reaction mixture. 11. Component A of the first mixture is prepared from an aqueous alkali metal silicate solution and an epoxy resin, which is mixed with component B of the second mixture, the second mixture comprising polyisocyanate and optionally Claim 1, characterized in that it comprises a catalyst for producing the reaction mixture.
A method for producing an organo-mineral product according to any one of paragraphs 1 to 10. 12. To produce the reaction mixture, the first component (component A) of the aqueous alkali metal silicate solution, containing a catalyst if necessary, is mixed with the second component (component B), The two components consist of an epoxy resin with completely free OH groups obtained by reacting the epoxy resin with a polyisocyanate and a monoisocyanate in a preliminary reaction, the amount of said monoisocyanate being determined by the OH groups of the epoxy resin. 11. A process for the production of an organo-mineral product according to claim 1, characterized in that the stoichiometric amount of . 13. The method is characterized in that it is carried out as a method for strengthening geological formations by injecting the liquid reaction mixture into the cracks and depressions of the formation, allowing the formation of organo-mineral products to react in situ. A method for producing an organo-mineral product according to any one of claims 1 to 12. 14. carried out as a method for strengthening and/or sealing geological and/or man-made structures, in which a hole is made into the structure, a reaction mixture is injected, and the structure is sealed with the reaction mixture; 13. Process for producing an organo-mineral product according to claim 1, characterized in that the surface is coated in order to prevent the production of organic mineral products and is exposed to high radiant energy.
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