[发明专利]用于采矿中填充空腔的抑制火焰蔓延的聚酰胺泡沫

说明书

抑制火焰蔓延的聚酰胺泡沫，通过混合如下组分而获得：(i)液体异氰酸酯组分，其包含至少一种多异氰酸酯，其中芳族异氰酸酯基团与芳族和脂族异氰酸酯基团之和的摩尔比为至少60mol％，与(ii)至少一种液体异氰酸酯反应性组分，其包含反应性稀释剂，其中反应性稀释剂包含：(a)链增长和/或交联反应性稀释剂，其选自脂族支化C_24‑66聚羧酸、脂环族C_24‑66聚羧酸和具有至少两个未酯化的羧基的聚羧酸的偏酯，和/或b)链终止反应性稀释剂，其选自脂族支化C_24‑66一元羧酸、脂环族C_24‑66一元羧酸和具有一个未酯化的羧基的聚羧酸的偏酯，和(iii)任选地固体异氰酸酯反应性组分。液体异氰酸酯反应性组分和/或固体异氰酸酯反应性组分包含芳族C_8‑18聚羧酸和/或其酸酐。反应性稀释剂为二聚脂肪酸或三聚脂肪酸，其为任选氢化的。所述泡沫适用于填充如下中的空腔：采矿，隧道施工，地下工程，或油气开采(作为防火泡沫)，热阻尼，或声阻尼。

本发明涉及一种生产不传播火焰的聚酰胺泡沫的方法，以及一种在采矿、隧道施工、土木工程中或在油气开采中填充空腔的方法。

出于安全的原因，土木工程和采矿(例如隧道施工、矿山廊道施工或爆破)中出现的空腔必须被填充，以防止岩石脱落或塌落。一般而言，这是通过自发泡、可固化的组合物来实现的。可固化的形式通过将随后引入空腔中的两种组分混合而产生，在那里它们形成泡沫且在环境条件下在化学反应中固化。一个实例是聚氨酯或聚脲硅酸盐。

然而，在煤矿开采中，仅可使用不传播火焰的空腔填充物。火焰传播行为可通过燃烧试验(punking test)(BS 5946:1980)确定。在该试验中，通过本生灯对一块泡沫进行局部加热，并确定焰前在移除火苗后是否传播。许多经典型空腔填充物不符合该要求。不传播火焰的空腔填充物的已知实例是基于酚醛树脂的泡沫。然而，制剂的苯酚含量受法律管制。因此，出于职业卫生的原因，理想的是有无苯酚的替代品。

DE 2 150 151 A1公开了包含芳族聚酰胺且不易燃或自熄的泡沫。它们通过芳族二异氰酸酯与至少一种在熔融状态下具有大量酸官能团的双官能芳族化合物反应而得到。然而，需要180-320℃的温度，以熔化芳族二羧酸。这种情况使得将所描述的泡沫用于采矿中是不可能的；在这里，其中混合两种在环境温度下是液体的组分以生产泡沫的方法是理想的。将固体芳族二羧酸溶解或分散于稀释剂或溶剂中并以此形式使用它们的实验导致泡沫的机械性质劣化。

WO 2016/127016公开了用于形成耐热泡沫的组合物，其包含有机多异氰酸酯、聚羧酸、多元醇、表面活性剂和催化剂。作为合适的聚羧酸，特别提到了二聚和三聚脂肪酸。

WO 93/15121描述了一种通过多官能异氰酸酯与羧酸以及任选地醇或多官能胺的催化反应生成CO₂来生产具有酰胺基团的热塑性或热固性聚合物的方法。

本发明的目的是提供一种生产不传播火焰的芳族聚酰胺泡沫的方法，该方法使用两种在环境温度下是液体的组分，并提供具有适当机械强度的泡沫。

该目的通过一种生产不传播火焰的聚酰胺泡沫的方法实现，通过混合如下组分：

(i)液体异氰酸酯组分，其包含至少一种多异氰酸酯，其中芳族异氰酸酯基团与芳族和脂族异氰酸酯基团之和的摩尔比为至少60mol％，与

(ii)至少一种液体异氰酸酯反应性组分，其包含反应性稀释剂，其中反应性稀释剂包含：

(a)链增长和/或交联反应性稀释剂，其选自脂族支化C_24-66聚羧酸、脂环族C_24-66聚羧酸和具有至少两个未酯化的羧基的聚羧酸的偏酯，和/或

(b)链终止反应性稀释剂，其选自脂族支化C_24-66一元羧酸、脂环族C_24-66一元羧酸和具有一个未酯化的羧基的聚羧酸的偏酯，和

(iii)任选地固体异氰酸酯反应性组分，