专利名称：有机矿物固体和泡沫材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生有机矿物固体或泡沫(发泡)材料的受控方法，涉及材料本身以及涉及材料在采矿业、隧道工程(tunneling)和建筑业中用于煤和/或岩石加固(rockconsolidation)和密封、土壤和砖形成的应用。
背景技术：
在采矿、隧道工程和建筑业中煤和/或岩石加固和密封、土壤和砖形成的情况下，一种常见做法是使用基于聚氨酯(PUR)或硅酸盐的树脂体系，即，在异氰酸酯和水玻璃之间的反应中获得的材料。然而，现有的PUR和硅酸盐体系具有一些缺点。例如，在PUR的情况下，发生高度放热反应(特别是如果存在水)，其在特定的条件下可能会引起火灾。在另一方面，对水不敏感的低温娃酸盐体系受限于发泡系数(发泡因数，foamingfactor)。娃酸盐类材料的一个优点是它们的低可燃性。PUR和硅酸盐体系之间的比较列在表I中。表1. PUR和硅酸盐体系之间的比较。
权利要求
1.一种适用于制备泡沫材料的两部分组合物，其中，第一部分包含金属离子源和水，而第二部分包含异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述金属离子源是无机盐和/或有机盐。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的组合物，其中，所述金属离子源是水溶性碱金属盐和/或碱土金属盐，优选水溶性锂、钠、钾和/或镁盐，更优选磷酸盐、聚磷酸盐、碳酸氢盐、硅酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐和/或硝酸盐的钾盐，和/或碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、 硅酸盐、氯化物和/或亚硝酸盐的钠盐。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中，所述组合物包含每摩尔在所述异氰酸酯中的NCO从O. 0001，例如从O. 001或从O. 01或从O.1或从I至600mmol，例如至550mmol、或至500mmol、或至450mmol或至400mmol的所述金属离子。
5.0%至33%，优选具有至少约2的-NCO官能度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述异氰酸酯是聚异氰酸酯和/或聚异氰酸酯预聚物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第一部分包含阻燃剂、无机填料和胶凝剂中的一种或多种。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第一部分和可选地所述第二部分包含叔胺，优选所述叔胺是叔脂族和/或芳族胺以及它们的醚。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第二部分包含增塑剂和/或表面活性化合物。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，在所述第一部分中的成分或添加剂的百分比是 无机填料按重量计从O至40%，例如按重量计从O至30% ; 有机阻燃剂按重量计从10%至60%，例如按重量计从30%至50% ; 无机盐和/或有机盐按重量计从O至30%，例如按重量计从O至25% ; 催化剂按重量计从O至10%，例如按重量计从O至2% ; 胶凝剂按重量计从O至10%，例如按重量计从O至2% ; 表面活性化合物按重量计从O至10%，例如按重量计从O至2% ;其中所述第一部分的剩余部分包含水。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，在所述第二部分中的成分或添加剂的百分比可以为下述 异氰酸酯按重量计从20%至100%，例如按重量计从65%至100% ； 增塑剂按重量计从O至80%，例如按重量计从O至25% ; 表面活性化合物按重量计从O至10%，例如按重量计0_3%。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中，所述第一部分与所述第二部分的体积比为1: 4至4 1，优选地所述体积比为4 1、2 1、1 1、1 2或1: 4。
13.一种泡沫异氰酸酯材料，包含金属离子。
14.一种制备泡沫异氰酸酯材料的方法，所述方法包括以下步骤 a)提供第一部分，所述第一部分包含金属离子源和水；b)提供第二部分，所述第二部分包含异氰酸酯；以及 c)将所述第一部分与所述第二部分混合以形成所述泡沫异氰酸酯材料。
15.一种在泡沫异氰酸酯材料的形成中控制发泡系数的方法，所述方法包括以下步骤 a)提供包含金属离子源和水的第一部分以及包含异氰酸酯的第二部分； b)选择在所述第一部分中的金属离子的浓度以提供期望的发泡系数；以及 c)将所述第一部分与所述第二部分混合以形成所述泡沫异氰酸酯材料。
16.一种在建筑、隧道或矿井中加固和/或密封地面形成的方法，所述方法包括以下步骤 a)向需要加固和/或密封的地面形成中提供包含金属离子源和水的第一部分以及包含异氰酸酯的第二部分；以及 b)将所述第一部分与所述第二部分混合以形成泡沫异氰酸酯材料，从而加固和/或密封所述地面形成。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其中，所述第一部分和第二部分根据权利要求1至12中任一项所定义。
18.—种二组分体系，其中，第一部分由水和金属离子源以及可选的一种或多种添加剂组成，所述添加剂选自由无机填料、有机阻燃剂、表面活性化合物、胺、和胶凝剂组成的添加剂的组；而第二部分由异氰酸酯以及可选的一种或多种添加剂组成，所述添加剂选自由增塑剂、胺和表面活性化合物组成的添加剂的组。
全文摘要
本发明提供了有机矿物固体和泡沫材料。本发明提供了一种适用于制备泡沫材料的两部分组合物，其中第一部分包含金属离子源和水，而第二部分包含异氰酸酯；它们的制备方法以及它们在建筑、隧道或矿井中用于加固和/或密封地面形成的方法。本发明利用完全可控的发泡过程，可以获得这样的有机矿物材料，所述材料出乎意料地对水不敏感并且所述材料出乎意料地在低反应温度下形成并具有阻燃性能。
文档编号C08G18/79GK103030964SQ201210030568
公开日2013年4月10日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年10月10日
发明者罗伯特·彭泽克, 扬·弗朗克, 克日什托夫·查布奇克, 斯坦尼斯拉瓦·马卡斯基, 马里厄斯·拉塞克, 奥尔加·克里扎诺维奇 申请人:米诺华国际有限公司