CN106433858A - 一种高密封性盾尾密封油脂及其应用 - Google Patents

一种高密封性盾尾密封油脂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高密封性盾尾密封油脂及其应用。一种高密封性盾尾密封油脂，主要由以下原料混合而成：按重量计，矿物油26‑35份、增稠树脂10‑20份、增粘剂2‑20份、植物纤维3.5‑13.5份、润滑脂稠化剂1‑10份、无机填充料20‑40份。本发明所述密封油脂解决了密封性不足的问题，同时可以满足盾构机运行时的可泵性要求。

Description

一种高密封性盾尾密封油脂及其应用
技术领域
本发明工程技术领域，尤其是涉及一种高密封性盾尾密封油脂及其应用。
背景技术
盾尾密封油脂作为大型隧道施工中施工机械盾构机盾尾密封不可或缺的关键材料，在隧道盾构掘进过程中的重要性日渐显现，盾尾密封油脂密封性、可泵性、流动性的好坏直接关系到整条隧道、整台盾构机的质量和安全。随着国内多个城市轨道交通的建设，盾尾密封油脂的需求量越来越大。
目前国内隧道盾构行业使用的密封油脂大多存在要么是密封性不好，导致严重漏浆甚至出现地面沉降等严重后果，要么就是可泵性差，致使密封油脂泵不到位，形成漏浆通道，导致严重漏浆，无法满足盾构施工的要求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高密封性盾尾密封油脂，所述密封油脂解决了密封性不足的问题，同时可以满足盾构机运行时的可泵性要求。
为了解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：
一种高密封性盾尾密封油脂，主要由以下原料混合而成：
按重量计，矿物油26-35份、增稠树脂10-20份、增粘剂2-20份、植物纤维3.5-13.5份、润滑脂稠化剂1-10份、无机填充料20-40份。
本发明以矿物油为载体，以植物纤维为稳定的高分子骨架，加入增稠树脂提高矿物油的悬浮能力，并与矿物油配合辅助增加憎水性，加入增粘剂提高粘度，还加入润滑脂稠化剂增加可泵性，加入无机填料增加密度，最终混合成纤维状油膏。
经检测，本发明的油脂首先解决了密封性差的问题，抗水雾损失量在6.5％以下，相似粘度在280pa·s以上，显示出良好的密封性和封浆止水效果。无论是穿越富含水砂层、砂砾层还是黏土层及各种混合层，都可以耐受3.5mpa的水压，尤其适用于泥水盾构及大口径(直径在10m以上)的盾构机上使用。
其次，本发明的油脂泵送性及流动性好，能适应各种油脂泵，保证各种品牌的油脂泵在使用该油脂时的泵送性良好，使油脂的高密封性得到充分体现；
另外，本发明的油脂具有广泛的耐候性和稳定性，该产品可以在南至广州深圳福州厦门地下最高40-50℃的高温下，北至哈尔滨、沈阳、长春冬天-40℃的低温下正常使用，在高温和低温下不析油不分层，性能稳定；本产品还具有无毒无害、可生物降解的环保特性。
本发明所述的矿物油可以为任意型号的矿物油，矿物油的氧化安定性高，流动性好，其中优选机械油。
本发明所述的增稠树脂具有憎水性，与其它成分配伍后可以提高油脂的抗水冲击性，其优选为天然树脂、和/或碳五石油树脂(简称碳五树脂)，所述天然树脂优选松香树脂。
优选地，所述增稠树脂为松香树脂与碳五石油树脂以0-2:0-1的重量比混合。
本发明对增粘剂的要求较高，需要高粘性的有机化合物，优选为三元乙丙胶、和/或聚异丁烯，更优选聚异丁烯。
本发明所述的润滑脂稠化剂主要作用是增加可泵性，但考虑到不影响油脂的润滑性，优选选用皂基稠化剂，更优选锂、钠、钙、铝、锌、钾、钡、铅、锰金属皂，更优选锂基润滑脂。
本发明所述的无机填充料为矿粉，优选金属矿粉，更优选重晶石，和/或石灰石，来源广泛，环保，成本低。
优选地，所述无机填充料为石灰石与重晶石以1:1-3的重量比混合。
本发明的原料中还可以加入抗氧化剂等添加剂，延长油脂在高温工况下的寿命，所述抗氧化剂优选烷基酚、有机胺、有机硫抗氧化剂中的一种或多种；烷基酚、有机硫抗氧化剂更适于盾构机的工况。
所述烷基酚优选2，6-二叔丁基对甲酚、4，4-亚甲基双酚、硫化烷基酚中的一种或多种。
所述有机胺优选a-萘胺、和/或N，N-二仲丁基对苯二胺。
所述有机硫优选二烷基二硫代磷酸锌盐。
优选地，按重量计，所述抗氧化剂为0.8-2份，更优选0.8-1份。
优选地，油脂的配比为：按重量计，矿物油28-35份、增稠树脂10-18份、增粘剂2-20份、植物纤维6-10份、润滑脂稠化剂1-8份、无机填充料23-36份。
与现有技术相比，本发明达到了以下技术效果：
(1)本发明同时兼顾了可泵性和密封性，并且相比现有产品密封性具有显著优势；
(2)本发明的产品应用广泛，尤其适用于恶劣的工况；
(3)本发明不含易于变质发酵、不环保的成分。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1至8的乙丙胶指三元乙丙胶612A，实施例1至7抗氧化剂指润滑油添加剂T504。
实施例1
将质量分数为28％的机械油，质量分数为12％的树脂，质量分数为20％的增粘剂，依次加入到混合反应釜内，加热搅拌，待完全溶解后转移到混拌器内，边搅拌边依次加入质量分数为8％植物纤维，质量分数为8％的通用锂基脂，质量分数为1％的抗氧化剂，质量分数为23％的钙钡粉，混拌100分钟，制得环保高密封性盾尾密封油脂。
其中树脂为松香树脂，增粘剂为聚异丁烯PB2400，钙钡粉为石灰石重晶石的混合物质量比为1:1。
检测产品的性能，结果如表1。
表1
注：
抗水雾损失量的检测方法：参见SH/T0643-1997。
相似粘度的检测方法：参见SH/T0048-2004。
实施例2
将质量分数为30％的机械油，质量分数为10％的树脂，质量分数为15％的增粘剂，依次加入到混合反应釜内，加热搅拌，待完全溶解后转移到混拌器内，边搅拌边依次加入质量分数为9％植物纤维，质量分数为5％的通用锂基脂，质量分数为1％的抗氧化剂，质量分数为30％的钙钡粉，混拌100分钟，制得环保高密封性盾尾密封油脂。
其中树脂为植物树脂与碳五树脂混合物，质量比为2:1；增粘剂为乙丙胶与聚异丁烯PB2400混合物，质量比为1:1；钙钡粉为石灰石重晶石的混合物，质量比为1:2。
检测产品的性能，结果如表2。
表2
实施例3
将质量分数为35％的机械油，质量分数为10％的树脂，质量分数为10％的增粘剂，依次加入到混合反应釜内，加热搅拌，待完全溶解后转移到混拌器内,边搅拌边依次加入质量分数为6％植物纤维，质量分数为2％的通用锂基脂，质量分数为1％的抗氧化剂，质量分数为36％的钙钡粉,混拌100分钟,制得环保高密封性盾尾密封油脂。
其中树脂为植物树脂与碳五树脂混合物,质量比为1:1，增粘剂为乙丙胶与聚异丁烯PB2400混合物,质量比为2:1；钙钡粉为石灰石重晶石的混合物,质量比为1:2。
检测产品的性能，结果如表3。
表3
实施例4
将质量分数为35％的机械油，质量分数为18％的树脂，质量分数为2％的增粘剂，依次加入到混合反应釜内，加热搅拌，待完全溶解后转移到混拌器内，边搅拌边依次加入质量分数为7％植物纤维，质量分数为1％的通用锂基脂，质量分数为1％的抗氧化剂，质量分数为36％的钙钡粉，混拌100分钟，制得环保高密封性盾尾密封油脂。
其中树脂为碳五树脂，增粘剂为乙丙胶与聚异丁烯PB2400混合物,质量比为4:1；钙钡粉为石灰石重晶石的混合物,质量比为1:3。
检测产品的性能，结果如表4。
表4
实施例5-6
实施例5-6与实施例1的区别仅在于原料的配比不同，配比如表5，树脂、增粘剂、钙钡粉的组成相同。
表5
实施例5 实施例6
机械油 26 30
树脂 16 20
增粘剂 2.5 11
植物纤维 3.5 13.5
通用锂基脂 10 5
钙钡粉 40 20
抗氧化剂 2 0.5
检测产品的性能，抗水雾损失量分别为：9.25％、3.65％，相似粘度分别为：205pa·s、423pa·s，其它指标均在要求指标范围内。
实施例7
将质量分数为/35％的机械油，质量分数为12％的树脂，质量分数为8％的增粘剂，依次加入到混合反应釜内，加热搅拌，待完全溶解后转移到混拌器内，边搅拌边依次加入质量分数为7％植物纤维，质量分数为1％的通用钠基润滑脂，质量分数为1％的抗氧化剂，质量分数为36％的钙钡粉，混拌100分钟，制得环保高密封性盾尾密封油脂。
其中树脂为松香树脂，增粘剂为聚异丁烯PB2400，钙钡粉为石灰石重晶石的混合物质量比为1:1。
检测产品的性能，抗水雾损失量分别为：7.14％，相似粘度分别为：231pa·s，其它指标均在要求指标范围内。
实施例8
将质量分数为33％的机械油，质量分数为15％的树脂，质量分数为17％的增粘剂，依次加入到混合反应釜内，加热搅拌，待完全溶解后转移到混拌器内，边搅拌边依次加入质量分数为6％植物纤维，质量分数为8％的通用钠基润滑脂，质量分数为1％的N，N-二仲丁基对苯二胺，质量分数为20％的钙钡粉，混拌100分钟，制得环保高密封性盾尾密封油脂。
其中树脂为松香树脂，增粘剂为聚异丁烯PB2400，钙钡粉为石灰石重晶石的混合物质量比为1:1。
检测产品的性能，抗水雾损失量分别为：3.56％，相似粘度分别为：419pa·s，其它指标均在要求指标范围内。
对比例
选用Condat WR89与本发明作比较，检测条件相同，结果如表6。
表6
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，主要由以下原料混合而成：
按重量计，矿物油26-35份、增稠树脂10-20份、增粘剂2-20份、植物纤维3.5-13.5份、润滑脂稠化剂1-10份、无机填充料20-40份。
2.根据权利要求1所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，所述矿物油为机械油。
3.根据权利要求1所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，所述增稠树脂为天然树脂、和/或碳五石油树脂，所述天然树脂优选松香树脂；
优选地，所述增稠树脂为松香树脂与碳五石油树脂以0-2:0-1的重量比混合。
4.根据权利要求1或3所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，所述增粘剂为三元乙丙胶、和/或聚异丁烯，更优选聚异丁烯。
5.根据权利要求1所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，所述润滑脂稠化剂为皂基稠化剂，优选锂、钠、钙、铝、锌、钾、钡、铅、锰金属皂，更优选锂基润滑脂。
6.根据权利要求1所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，所述无机填充料为矿粉，优选金属矿粉，更优选重晶石，和/或石灰石；
优选地，所述无机填充料为石灰石与重晶石以1:1-3的重量比混合。
7.根据权利要求1所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，还包括抗氧化剂；
所述抗氧化剂优选烷基酚、有机胺、有机硫抗氧化剂中的一种或多种；
所述烷基酚优选2，6-二叔丁基对甲酚、4，4-亚甲基双酚、硫化烷基酚中的一种或多种；
所述有机胺优选a-萘胺、和/或N，N-二仲丁基对苯二胺；
所述有机硫优选二烷基二硫代磷酸锌盐。
8.根据权利要求7所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，按重量计，所述抗氧化剂为0.8-2份，更优选0.8-1份。
9.根据权利要求1-3、5-8任一项所述的高密封性盾尾密封油脂，其特征在于，按重量计，矿物油28-35份、增稠树脂10-18份、增粘剂2-20份、植物纤维6-10份、润滑脂稠化剂1-8份、无机填充料23-36份。
10.权利要求1-9任一项所述的高密封性盾尾密封油脂的应用，其特征在于，所述密封油脂在盾构机上的应用，优选在泥水盾构机构上的应用，优选在直径为10m以上的盾构机上的应用。
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