CN105176635A

CN105176635A - 一种新型隧道盾构机主轴承密封材料

Info

Publication number: CN105176635A
Application number: CN201410317877.3A
Authority: CN
Inventors: 尹玉岭; 李纪晖
Original assignee: DONGGUAN MINGJIE TUNNEL BUILDING MATERIAL Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN MINGJIE TUNNEL BUILDING MATERIAL Co Ltd
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2015-12-23

Abstract

本发明公开了一种新型隧道盾构机主轴承密封材料，其包括下述组分：基础油脂27-59％，润滑脂5-10％，增粘剂5-20％，粉状填料20-60％，天然可降解纤维1-5％，吸水材料颗粒0.5-5％,抗挤压剂1-10％，余者为其它辅助材料。本发明所述的吸水材料颗粒包括下列原料之一：1)交联的聚丙烯酸钠盐；2)交联的聚丙烯酸钾盐；3)交联的聚甲基丙烯酸钠盐；4)交联的聚甲基丙烯酸钾盐；5)其它具有类似结构和性能的高分子材料。这类材料遇到水时可以大量吸收水分，从而在使用时可以起到多重作用：1)做正常粉料，2)直接吸收水分从而起到防水作用，3)吸收水分后体积增加进一步增加材料的体积和机械性能，从而提高防水性能，4)材料膨胀后可以堵塞透水漏洞和间隙。

Description

一种新型隧道盾构机主轴承密封材料

技术领域：

本发明涉及主轴承密封材料技术领域，具体涉及一种盾构机主轴承密封材料。

背景技术：

21世纪我国城市地下空间开发将有利用的广阔市场。在2014-2024年10年间，我国将有30余座城市建设地铁，总里程至少将达到1000公里以上。而采用盾构掘进机施工将是必然的选择，目前估计我国有盾构掘进机约200台。到2015年估计会达到500台以上。

隧道掘进机(盾构机)是现代隧道掘进的主要设备。盾构机主轴承密封脂是盾构法施工中对盾构机主轴承密封保护的主要材料，具有防水密封和润滑作用，可有效地保护盾构机的主轴承隔绝渣土，保护主轴承，保障盾构施工的顺利推进，每台盾构机在工作时约3-4天消耗一吨主轴承密封材料，每年每台盾构机要消耗100吨左右的主轴承密封材料，可以推断主轴承密封材料将有较大的市场空间。在以往的材料中主要含油脂、增粘剂、粉料、纤维和其它辅助材料。粉料是惰性的，只起到增加材料粘度和机械性能的作用，即它们不直接起防水作用，它们的作用是间接的。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种隧道掘进盾构机主轴承密封材料，用以解决以往材料不能直接起防水作用的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种隧道掘进盾构机主轴承密封材料的材料除了油脂、增粘剂、粉料、纤维和辅助材料外，还包括吸水材料。吸水材料可以是下列原料之一：1)交联的聚丙烯酸钠盐；2)交联的聚丙烯酸钾盐；3)交联的甲基聚丙烯酸钠盐；4)交联的甲基聚甲基丙烯酸钾盐；5)其它具有类似结构和性能的吸水材料。

吸水材料可以用化学合成法制备，也可以用天然材料改性得到。化学合成法可以是溶液聚合、本体聚合、乳液聚合。材料最好是以小颗粒形式存在。颗粒大小可以在30-1000目，比较好的范围是50-500目，最好的范围是100-400目。

主轴承密封材料包括各种机械油、柴机油、液压油或变压器油等的一种或多种的混合物；增粘剂包括C5石油树脂、C6石油树脂、C6/C9石油树脂、萜烯树脂、各类松香、各类可溶橡胶等的一种或多种的混合物；粉料包括重晶石粉、轻质碳酸钙、活性碳酸钙、硫酸钡、滑石粉、钛白粉、立德粉等的一种或多种的混合物；纤维是天然纤维或人造纤维的一种或两种的混合物。辅助材料包括，抗挤压剂、润滑剂、抗氧化剂、防锈剂。

一种隧道盾构机主轴承密封材料，包括按质量份配比组分：基础油脂27-59％，润滑脂5-10％，增粘剂5-20％，粉状填料20-60％，天然可降解纤维1-5％，吸水材料颗粒0.5-5％，抗挤压剂1-10％，余者为其它辅助材料。所述的基础油脂为以下任一种或或两种以上按任意比例的混合物：32#机械液压油、46#机械液压油、68#机械液压油、抗磨液压油。所述的润滑脂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：2#锂基脂、3#锂基脂、极压锂基脂、钠基脂、混合皂基脂和复合皂基脂。所述的增粘剂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：PIB、OCP、HSD、PMA、古马隆树脂、琼脂、阿拉伯胶、松香及其衍生物和石油树脂。所述的粉状填料为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：轻质碳酸钙、重质碳酸钙、膨润土、滑石粉、高岭土和云母粉，所述的粉状填料颗粒大小在30目～1000目之间。所述的天然可降解纤维为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：1mm～5mm的木质纤维、棉纤维、亚麻纤维等。所述的吸水材料颗粒为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：交联的聚丙烯酸钠盐、钾盐，交联的聚甲基丙烯酸钠盐，钾盐以及其他具有高吸水特征的合成或天然的吸水材料颗粒。所述的抗挤压剂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：氯化石蜡、有机硫化物如硫化鲸鱼油、有机磷化物如磷酸三甲酚酯和有机金属盐。所述的其他辅助材料为以下的一种或几种的混合物：钛白粉、荧光增白粉、甘氨酸钠和山梨酸钾尼泊金丙酯。

本发明的有益效果为：一种隧道掘进盾构机主轴承密封材料不但可以起到填料的作用，更重要的是这类材料遇到水时可以和其发生作用，大量吸收水分，从而在使用时可以起到多重作用：1)做正常填料，2)直接吸收水分从而起到防水作用，3)吸收水分后体积增加进一步增加材料的体积和机械性能，从而提高防水性能，4)材料膨胀后可以堵塞透水漏洞和间隙。

具体实施方式：

一种隧道盾构机主轴承密封材料的制备方法，步骤为：

首先，将基础油在加热釜中加热至80℃左右后在搅拌条件下将增粘剂加入加热釜并保持温度直到基础油和增粘剂完全混合均匀，降温至30℃左右；

然后，将冷却后的混合物转移到油脂捏合机中，并将粉状填料、润滑脂和抗挤压剂等材料在搅拌下依次加入到油脂捏合机中捏合至均匀；

之后，加入天然可降解纤维，并捏合搅拌1～3h；

最后，加入其他辅助材料，并搅拌均匀即可。

实施例l：

首先，将200kg32#机械液压油加入到加热釜中，在搅拌的同时升温至80℃左右，然后加入30kg增粘剂(m(PB2400):m(5T)＝l:4)，继续搅拌捏合约l～4h混合均匀后，降温至40℃。之后将混合均匀的润滑油和增粘剂转移到油脂捏合机中，并将100kg油品抗挤压剂氯化石蜡-42、50kg2#锂基脂、565kg轻质碳酸钙(分批加入5:3:2)在搅拌条件下依次加入到油脂捏合机中捏合至均匀；最后再加入35kg可降解木质纤维、5kg防腐剂和15kg锐钛型钛白粉，恒温捏合搅拌l～3h，即可得主轴承密封材料一。

实施例2：

首先，将220kg46#机械液压油加入到加热釜中，在搅拌的同时升温至80℃左右，然后加入50kg增粘剂(m(C5):m(松香衍生物)＝2:3)，继续搅拌捏合约l～4h混合均匀后，降温至40℃。之后将混合均匀的润滑油和增粘剂转移到油脂捏合机中，并将75kg的油品抗挤压剂氯化石蜡-52、50kg复合皂基脂、重质碳酸钙550kg(分批加入5:3:2)在搅拌条件下依次加入到油脂捏合机中捏合至均匀；最后再加入35kg可降解木质纤维、5kg防腐剂和15kg锐钛型钛白粉，恒温捏合搅拌l～3h，即可得主轴承密封材料二。

实施例3：

首先，将160kg68#机械液压油加入到加热釜中，在搅拌的同时升温至80℃左右，然后加入100kg增粘剂(m(T614):m(古马隆树脂)＝1:1)，继续搅拌捏合约l～4h混合均匀后，降温至40℃。之后将混合均匀的润滑油和增粘剂转移到油脂捏合机中，并将25kg的油品抗挤压剂DBP、75kg极压锂基脂、滑石粉575kg(分批加入5:3:2)在搅拌条件下依次加入到油脂捏合机中捏合至均匀；最后再加入45kg可降解木质纤维、5kg防腐剂和15kg锐钛型钛白粉，恒温捏合搅拌l～3h，即可得主轴承密封材料三。

实施例4：

首先，将270kg抗磨液压油加入到加热釜中，在搅拌的同时升温至80℃左右，然后加入50kg增粘剂(m(OCP):m(HSD)＝1:1)，继续搅拌捏合约l～4h混合均匀后，降温至40℃。之后将混合均匀的润滑油和增粘剂转移到油脂捏合机中，并将25kg的油品抗挤压剂DOP、75kg3#锂基脂、云母粉600kg(分批加入5:3:2)在搅拌条件下依次加入到油脂捏合机中捏合至均匀；最后再加入35kg可降解木质纤维、5kg防腐剂和15kg锐钛型钛白粉，恒温捏合搅拌l～3h，即可得主轴承密封材料四。

在以上实施例中，吸水材料遇到水时发生作用，吸收水分，体积增大，增加了材料的整体体积和机械性能，从而提高防水性能，并且材料膨胀后可以起到直接堵塞透水漏洞和间隙作用。

本发明不局限于上述实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其它任何与本发明相关或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种隧道盾构机主轴承密封材料，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：基础油脂27-59％，润滑脂5-10％，增粘剂5-20％，粉状填料20-60％，天然可降解纤维1-5％，吸水材料颗粒0.5-5％，抗挤压剂1-10％，余者为其它辅助材料，并采用下述方法制备：

(a)将基础油在加热釜中加热至75℃～85℃左右后在搅拌条件下将增粘剂加入加热釜并保持温度直到基础油和增粘剂完全混合均匀，降温至25℃～35℃；

b)将冷却后的混合物转移到油脂捏合机中，并将粉状填料、润滑脂和抗挤压剂材料在搅拌下依次加入到油脂捏合机中捏合至均匀，填充颗粒材料按质量比5:3:2分批加入；

(c)加入天然可降解纤维，并捏合搅拌1～3h；

(d)加入其它辅助材料，并搅拌均匀。

2.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的基础油脂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：32^#机械液压油、46^#机械液压油、68^#机械液压油、抗磨液压油。

3.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的润滑脂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：2^#锂基脂、3^#锂基脂、极压锂基脂、钠基脂、混合皂基脂和复合皂基脂。

4.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的增粘剂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：PIB、OCP、HSD、PMA、古马隆树脂、琼脂、阿拉伯胶、松香及其衍生物和石油树脂。

5.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的粉状填料为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：轻质碳酸钙、重质碳酸钙、膨润土、滑石粉、高岭土和云母粉，所述的粉状填料颗粒大小在30目～1000目之间。

6.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的天然可降解纤维为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：1mm～5mm的木质纤维、棉纤维、亚麻纤维。

7.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的吸水材料颗粒为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：交联的聚丙烯酸钠盐、交联的聚丙烯酸钾盐、交联的聚甲基丙烯酸钠盐、交联的聚甲基丙烯酸钾盐以及其它具有高吸水特征的合成或天然的吸水材料颗粒。

8.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的抗挤压剂为以下任一种或两种以上按任意比例的混合物：氯化石蜡、有机硫化物、有机磷化物和有机金属盐。

9.根据权利要求8所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征是，所述的有机硫化物为硫化鲸鱼油，有机磷化物为磷酸三甲酚酯。

10.根据权利要求1所述的隧道盾构机主轴承密封材料，其特征在于，所用的其它辅助材料为以下的一种或几种的混合物：钛白粉、荧光增白粉、甘氨酸钠和山梨酸钾尼泊金丙酯。