(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНА Цель достигается тем, что в качестве полиольного кампонента при получении полиуретанов иснользуют смесь из 50-У5 вес. % иростого полиэфира с молекулярным весом 400-600 и гидроксильным числом 350-400 и 50-5 вес. % простого полиэфира с молекулярным весом 2000-3500 и гидроксильным числом 50-80. Полиуретаны, полученные из таких смешанных полиолов, для упрочнения геологической формации, сыпучей породы и земляных масс, имеют высокую гибкость с большим модулем эластичности и высоку10 прочность на изгиб, обладают хорошей связывающей силой по оиношевию к углю и окружающей породе, и сопротивление к сильным динамическим нагрузкам. Можно также легко хранить композицию продукта постоянной, выдерживая постоянными условиями реакции во время ее приготовления. Другим преимуш.еством такой смеси полиолов является ее хорошая совместимость с водой, поэтому невозможно выделение придающего гибкость компонента при упрочнении сырых или влажных формаций. Молекулярный вес простого полиэфира 1500-8000, предпочтительно 2000-3500, гидроо кспльное число «иже 100, предпочтительно 50-90. Составляющими с более чем одним активным атомом водорода в молекуле для получения подходящих простых полиэфиров являются первичные карбоновые кислоты, фенолы, спирты и амины, вступающие в реакцию с избытком 1,2-алкиленоксида. Примера ми «арбс кюзых IKHCJIOT служат фталевая, адининовая, малеиновая, янтарная кислоты. .npMiMeipa-MH феноло;в являются гидрохинон, пирокатехин, 4,4-диоксифенилдиметилметан. Примерами спиртов являются этиленгликоль, пропиленгликоль, триметилолпропан, глицерин, пентаэритрит, маннитол, глюкоза, фруктоза и сахароза. Примерами аминов служат аммиак, МО;НО- (И ДИЭТаЛОЛаМ-ИЛ, ДИЭТ ИЛ€НТ;р|Иа|МИН, анилин, диаминодифенилметан, в особенности этилендиамин и триэтаноламин. Примерами 1,2-алкиленоксидов являются окись этилена, окись пропилена и 1,2бутиленоксид. Могут быть использованы смеси или один алкиленоксид может быть использован на первой стадии реакции, а другой - иа второй стадии реакции, для того чтобы ъыавать сегментацию при синтезе молекулы т.ростого Л ОЛ1ИЭ1ф1Ира. Количество используемого 1,2-алкилеиоксида определяется требованием достижения лийроксилыню го числа ниже 100. В предпочтительном варианте осуществления изобретения используется 5-50 вес. % таких продуктов, получаемых из ЯМИНПК и 1 -Я.ПКИЛРНПКГИЯПВ. В ЭТОМ СЛУчае осооенно очевидны желаемые преимущества по сравнению с касторовым маслом в отиошенип механических свойств упрочнения геологических формаций, сыпучей породы и земляных масс. Этот результат является неожиданным, особенно в свете общепринятой точки зрения, что с полиолами, содержащими амины, из-за их слищком быстрой реакции с изоцианатами невозможно достигнуть времени для пропитки и проникновения в тонкие трещины и щели формации, представляющее собой предварительное физическое условие для ее хи.мяческого у:п1р0ч,нен1ия. Полиольные смеси имеют ту же продолжительность жизни, что и обычные полиолы, когда они смещаны с изоцианатом, и следовательно могут быть исиользованы во всех ранее известных методах зпрочнения. Используемые изоцианаты могут быть любыми известными продуктами, которые содержат больше одной изоцианатной группы в молекуле. Прилмерами их являются толуил1е1нд,иизоциаиат, фо1рполИМеры со евободиыми изоцна.натныМИ группами, полученные из многоатомных спиртов и- толуолендиизоцианата, гексаметилендиизоцианат и его форполимеры, дифенилметандиизоцианат и смеси различных изомеров и высшие циклические фракции. Предпочтительными являются хорошо известные смеси полиизоцианатов, которые получают при фосгенировании анилинфор(Мальдегидного (КО:Нденсата. Полиолы добавляют к простым эфирам, могут быть любыми полиолами, известными в производстве полиуретанов. Предпочтительными полиолами являются полиоксиалканы, имеющие от 2 до 4 гидроксильных групп в молекуле, молекулярный вес от 62 до примерно 200, например этилеиглпколь, 1,2-пропандиол, гексаметилентлпколь, триметилолгоропаи, глицерин или пентаэритрат и/или .простые иолиэфир-полиолы с молекулярными весами от 106 до 1000, предпочтительно 250-700, и наиболее предпочтительно 350-400. Могут быть использованы любые смеси компонентов. Предпочтительными полиолами являются простые полизфир-полиолы, получаюЩИ-е, 1на:п1ри;ме р, П1ри взаимодействии триметилолпропана с о,кисью пропилена (полиол 1) или омеси сахарозы и 1,2-пропандиола с окисью пропилена (полиол 6). Другими конкретными примерами таких простых полиэфир-полиолов являются дпэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, продукты этоксилировання или проиоксилирования низкомолекулярных полиоксисоединений. Пропорция полиольной компоненты для смешивания с изоцианатом может меняться в ШИРОКИХ пределах, преимущественно
так, чтобы .на (Каждую ОН-группу приходилось 0,5-2 группы NCO. Если упрочняемые геологические формации, или сылучая порода, или земляные массы содержат много влаги, желательно использовать большой избыток изоцианата.
Кроме того, возможно вводить обычные составные агенты, известные в химии полиуретанов, для модификации полиуретана, например касторовое масло, вспенивающие агенты, такие как вода и фторированные углеводороды, ускорители, такие как третичные амины и металлические катализаторы (например, хлорное олово), октоат олова или дибутилоловодилаурат) и регуляторы вспенивания, такие как кремвийоргаиичеокие €оеди,не1ния. МоГут быть также включены наполнители, такие как летучая зола.
Кроме того, можно добавлять гидрофильные вещества, такие как алюмосиликаты натрия типа цеолитов, если это Tgi;буетоя для иредотвращения .всие««.ван«я упрочняющей среды.
В примерах применяют вещества, состоящие из:
Полиол 1. Простой полиэфир-полио-л, полученный .из трнметилол.пропана и Окиси иропилена, гидроксильное число 370, сре.т;ний молекулярный вес 450 и вязкость 700 пз л-рчл 26° С.
Касторовое масло. Доступный натуральный продукт, категории первого отжима, гидрюжсильное число 148 и :вяз.кость около 1000 пз лри 25° С.
Полиол 2. Простой .полиэфир-полиол, иолученный из триметилолироиана и окиси иролилена, пидроксильное число 56, средний молекулярный вес около 3000 и вязкость 550 пз Д|ри 25° С.
Полиол 3. Простой полиэфир-полиол, полученный из 1,2-пропиленгликоля и окиси иропилена, гидроксильное число 59, средний адолакуляриый sec 2500 и вязкость 410 пзири 250° С.
Полиол 4. Простой полпэфир-полиол, полученный из этилендиамина и окиси иропилена, гидроксильное число 61, средний молекулярный isec 3500 И вязкость 630 пз при 25° С.
Полиол 5. Простой иолиэфир-иолиол, иолучеиный из триэтаноламина и окиси пропилена, их взаимодействие проводят до тех пор, пока гидроксильное число не достигнет 103, затем продолжают реакцию с окисью этилена до тех пор, пока гидроксильное число не достигнет 58, средний молекулярный вес 3200 и ВЯЗКОСТЬ 480 пз при 25° С.
Полиол 6. Простой полиэфир-полиол, полученный из смеси сахарозы и 1,2-проиандиола в молекулярном соотношении 1 : 5 и окись пропилена, гидроксильное число 380, средний молекулярный вес 440
П :вяз.кость 580 пз при 25° С.
Прнмер 1. 100 частей по объему полполов или полиольных смесей, приведенных в табл. 1, смешивают с изоцианатной ь:ол1Л0;Нентой, содержащей 31% изоцианата, вяз;ко,сть 140 пз .npiH 25° С, полученной фосгенированнем продукта конденсации анилина и формальдегида и представляюЩ9Й более чем на 50% 4,4-диизоииаиатдифенилметан, и с 5 вес. ч. алюмосиликата
натрия типа цеолита, и отливают в металлические формы, обработанные высвобождающим агентом. После 15 ( отверждения при комнатной температуре формы отпускают, завершая отверж.дение в течение 5 ч
при 80° С. Свойства, приведенные в табл. 1, оиределены для полученных компактных образцов невспеиенного полиуретана.
Для оценки связующих свойств с угле.м и окружающей породой, глинистый сланец
и угольные призмы размером 4X4X6 см разламывали и заливали в них реакционную омсСЬ, выдерживая постоянное разделяющее расстояние 2 мм. Прочность на изгиб цементированных призм затем определяли, используя для измерения связывающне свойства.
Таблица 1
Пример 2. 100 частей по объему каждой смеси полиолов, приведенных в табл. 2, обработаны но методнке примера 1. Определения полиолов согласно приведенным в примере 1. Измеренные свойства нрнведеиы в табл. 2.
Пример 3. 100 частей по объему каждой полиольной смеси с теми же опре. дел ениЯМ 1, -что в примере 1, Смеша«ы с 1,2 части по объему воды и 0,6 части по объему полнснлоксана для стабилизации пены. 100 частей по объему изоцианата, описанного в примере 1, затем прибавляют к каждой смеси и пе)р€1мешм;вают 30 с. Развитие пены в жидкости начинается в каждом случае через 4 мин, полученная пена отверждается через 15 jUUH.
Формула изобретения
Способ получения полиуретана, пригодного для упрочнения геологических формаций, сыпучей породы и земляных масс, путем взаимодействия полиизоцианата с полпольным компонентом, отличающийс я тем, что, с целью повышения гибкости и прочности конечного продукта, в качестве полиольного компонента используют смесь из 50-95 вес. % простого полиэфира с молекулярным весом 400-600 и гидроксильным числом 350-400 и 50-5 вес. % простого полиэфира с молекулярным весом 2000-3500 и гидроксильным числом 50-90.
Источникн информации, принятые во внимание при экспертизе:
