[发明专利]用于生产含有矿物体和塑料的复合体的方法

说明书

本发明涉及含有矿物体(特别是石材)和塑料(例如聚氨酯或环氧树脂)的复合体。这类复合体优选地用于加固矿床，例如用于稳定交通道路，特别是用于沿海海岸的防护。

DE 10241293描述了一种稳固堤岸的方法，其中堤岸——特别是松散的石材——的矿物表面结合有疏水性聚氨酯，从而生成多孔状形式。这类复合物的特征是具有高强度。由于该石材在其整个总面积上不是彼此黏附性结合，使得所述复合物为多孔状。这样一来，水可以渗入所述复合体中并由此减弱波浪的能量。

这类复合物通常通过下述方法生产：将聚氨酯的液体起始组分涂布至待加固的表面上，所述液体起始组分在该表面上固化从而形成聚氨酯。由于聚氨酯的疏水性，所述液体起始组分也可以在潮湿条件下——甚至水中——固化。但是，这并不能排除聚氨酯会由于与水分发生反应而至少在个别区域上发泡的可能性，而所述发泡可能会对稳定性造成损害。

WO 2006/134136描述了一种生产所述复合物的方法，其中将石材和塑料的起始组分装入混合器中进行混合，然后再将该混合物涂布至所需区域，在此塑料发生固化。但是在这种方法中，由于石材的水分，仍然会有塑料可能发生部分发泡的问题。

另一个问题是如何在水下加固具有不同表面特性的石材。目前使用的不同类型的石材(尤其是花岗岩)在水下往往排斥在其表面上尚未固化的聚氨酯层，这样使得石材就不可能发生黏附性结合。

本发明的目的是使得矿物体——特别是石材——能够与塑料结合而定型，其中所述矿物体与塑料的液体起始组分接触，然后所述液体起始组分发生固化而形成塑料，由此使得在潮湿条件下——以及水下——也能够发生固化，而且不损害塑料的强度。特别是应该避免塑料的发泡问题。此外，还应该能够使不同的矿物体(例如不同的石材或石材和混凝土)彼此粘合而不产生不利效果。在这一方法中不应使用可能会对环境产生污染或危险的化合物。

出人意料地发现，如果在使用所述塑料的液体起始组分涂布所述石材之前，使所述石材与水泥相接触，则能够解决所述问题。

因此，本发明涉及一种用于生产含有矿物体和塑料的复合体的方法，其中塑料的液体起始组分被涂布至矿物体表面并在所述矿物体表面固化形成塑料，在该方法中在涂布塑料的液体起始组分之前，将水泥涂布至矿物体表面，或者将所述水泥以与所述起始组分混合物的形式涂布至矿物体表面。

所述矿物体可形成堤岸、斜坡、路基或建筑物。

水泥的优选用量为能够基本覆盖矿物体表面的用量。特别地，水泥的用量为各自基于所述石材重量的0.5至5重量％、优选为1.0至5重量％。

水泥可以使用所有市售可得形式的水泥，例如波特兰水泥、高炉矿渣水泥、快凝水泥或火山灰水泥。

如上所述，所述塑料由可在混合后固化形成固体塑料的液体起始组分制备。所述塑料的实例为聚氨酯和环氧树脂。所述塑料优选地为压缩状态(compact)，即基本上为无孔状态。与泡沫塑料相比，压缩塑料具有更高的机械稳定性。在所述塑料中可能会存在气泡，这通常不会带来太大的问题。但是，也应该尽量避免有气泡。

此外，所述塑料优选地为疏水塑料。这样可以抑制塑料由水而造成的降解。

所述塑料的用量优选地为所述石材重量的0.5至5重量％。

关于可能会使用的聚氨酯，可提及以下事项。

在本发明中，聚氨酯组分应被理解具有相当宽泛的含义，意指含有游离异氰酸酯基团的化合物以及含有能与异氰酸酯基团反应的基团的化合物。能与异氰酸酯基团反应的基团通常为羟基或氨基。由于氨基的反应活性很强，使得反应混合物必须被快速地处理，因此羟基为更优选的基团。由上述组分的反应生成的产物在下文中通常被称为聚氨酯。

可以使用的聚氨酯为常规的已知聚氨酯。这类物质是通过多异氰酸酯和含有至少两个活性氢原子的化合物进行反应而制备的。原则上，所有在室温下为液态并含有至少两个异氰酸酯基团的多异氰酸酯及其混合物和预聚物都可以用作本文所述的多异氰酸酯。

优选地使用芳族多异氰酸酯，特别优选甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)的异构体，特别是MDI和多苯基多亚甲基多异氰酸酯(polyphenylene polymethylene polyisocyanate)的混合物(粗MDI)。所述多异氰酸酯也可以被改性，例如通过引入异氰脲酸酯基团、特别是引入氨基甲酸酯基团。上面最后提到的化合物是通过将多异氰酸酯与低于化学计量的量的含有至少两个活性氢原子的化合物反应而制备的，通常被称为NCO预聚物。其中的NCO含量通常为2至29重量％。