CN106753723B - 一种用于管道运土机的润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于管道运土机的润滑剂及其制备方法。该润滑剂包括重量配比如下的组分：羧甲基纤维素5‑40份；陶土粉9.2‑11.5份；松香酸钠8‑15份；十二烷基磺酸钠1‑10份；妥尔油15‑30份；海藻酸钠3‑10份；黄原胶2‑7份；油酸酰胺2‑8份；石蜡10‑25份；蓖麻油7‑11份；胶黏剂5‑15份；水980‑1200份。本发明的润滑剂能有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中。

Description

一种用于管道运土机的润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑剂技术领域，尤其涉及一种用于管道运土机的润滑剂及其制备方法。

背景技术

在现有地下工程施工过程中，主要采用运土设备通过管道泵送的方式，对大量开挖的土体进行施工场地空间内的输送转移，例如，水平输送，倾斜输送，先水平再倾斜输送，先水平再垂直向上输送等不同输送途径。而在土体的管道输送过程中，土体与管道内壁之间往往存在很大的摩擦，不利于土体在管道中的顺畅输送，从而减小了土体的输送长度。

目前，管道运土技术正是因为土体在管道内运行产生的巨大摩擦力无法得到有效解决而在行业内无法得以实际应用。越来越多位于城市中心的建设项目地基土的开挖搬运条件受到限制，传统的开挖搬运方式已经无法满足实际所需，左右着很多项目的具体实施。

专利CN101235940A公开了一种用于管道输送软粘土的表面膜液，其配方按重量百分比如下：十二烷基硫酸钠0.01％-0.08％，烷基醇酰胺0.005％-0.025％，脂肪醇聚氧乙烯硫酸钠0.008％-0.035％，氯化钙0.01％-0.08％。专利CN104560350A公开了一种混凝土泵送管道润滑剂，其原料组分及各组分占原料总量的质量百分比为：海藻酸钠0.3-2％，聚氧化乙烯0.2-3％，丙烯酸型聚合物8-20％，水75-91.5％。专利CN101875872A公开了一种用于混凝土泵管管道的润滑剂，由聚丙烯酰胺和羟甲基纤维素组成，两者的质量比为(2-3):1。CN103074145A公开了一种用于泵送混凝土管道的润滑剂，由如下物质按重量份数组成：丙烯酰胺类聚合物100份，纤维素醚25-150份，无机盐促溶剂500-1000份，亲水型表面活性剂0-20份。CN102807906A公开了一种混凝土泵管润滑剂，其配料重量百分比为：碳酸钙30-50％、三聚氰胺15-35％、硫酸钠10-30％、一水柠檬酸5-10％。

由上可知，现有技术中公开的多是用于混凝土的润滑剂，未见有关用于运送开挖土体的润滑剂的方案。因此，亟须一种有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中的用于管道运土机的润滑剂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中的用于管道运土机的润滑剂。

本发明还提供一种如以上所述的用于管道运土机的润滑剂的制备方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种用于管道运土机的润滑剂，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：

作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：

作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：

作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述胶黏剂为聚丙烯酸酯和/或聚异丁烯中。

一种如上述的用于管道运土机的润滑剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羧甲基纤维素、陶土粉加入到水中，加热搅拌，得到混合液Ⅰ；

(2)将松香酸钠、十二烷基磺酸钠、妥尔油、油酸酰胺、石蜡、蓖麻油加入到步骤(1)的混合液Ⅰ中，升温搅拌，得到混合液Ⅱ；

(3)将海藻酸钠、黄原胶、胶黏剂加入到步骤(2)的混合液Ⅱ中，搅拌均匀，即得润滑剂。

作为用于管道运土机的润滑剂的制备方法的一种改进，在步骤(1)中，加热温度为25℃-50℃，搅拌速度为300-800r/min，搅拌时间为10min-60min。

优选的，在步骤(1)中，加热温度为40℃，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为30min。

作为用于管道运土机的润滑剂的制备方法的一种改进，在步骤(2)中，升温温度为50℃-55℃，搅拌速度为250-500r/min，搅拌时间为20min-60min；

优选的，在步骤(2)中，升温温度为52℃，搅拌速度为350r/min，搅拌时间为40min。

作为用于管道运土机的润滑剂的制备方法的一种改进，在步骤(3)中的搅拌速度为100-300r/min，搅拌时间为10min-60min；

优选的，在步骤(3)中的搅拌速度为200r/min，搅拌时间为30min。

使用时，将润滑剂倒入泵车料斗内，开始泵送，泵送完后开始泄入土体泵送。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的润滑剂采用粘度较高的陶土粉和羧甲基纤维素成分，以及具有润滑作用的松香酸钠、十二烷基磺酸钠、妥尔油、油酸酰胺、石蜡、蓖麻油成分，通过添加海藻酸钠、黄原胶、胶黏剂等添加剂制备出的润滑剂，能够有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，利于土体在管道内的运输，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中。

本发明还提出一种制备上述润滑剂的制备方法，该制备方法操作简单方便。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

润滑剂包括重量配比如下的组分：羧甲基纤维素20克；陶土粉10.5克；松香酸钠12克；十二烷基磺酸钠6克；妥尔油20克；海藻酸钠6克；黄原胶4克；油酸酰胺6克；石蜡20克；蓖麻油9克；聚丙烯酸酯8克；水1000克。

上述润滑剂的制作方法，包括如下步骤：

(1)按照上述重量配比取各组分，将羧甲基纤维素、陶土粉加入到水中，在温度为40℃下，采用磁力搅拌装置以600r/min搅拌速度，混合搅拌30min，得到混合液Ⅰ。

(2)将松香酸钠、十二烷基磺酸钠、妥尔油、油酸酰胺、石蜡、蓖麻油加入到步骤(1)的混合液Ⅰ中，在温度为52℃下，采用磁力搅拌装置以350r/min搅拌速度，混合搅拌40min，得到混合液Ⅱ。

(3)将海藻酸钠、黄原胶、胶黏剂聚丙烯酸酯加入到步骤(2)的混合液Ⅱ中，采用磁力搅拌装置以200r/min搅拌速度，混合搅拌30min，混合均匀，即得润滑剂1。

在土体开始泵送之前，将润滑剂1倒入泵车料斗内，开始泵送，可以润滑泵管50米，当润滑剂1泵完后，泄入土体正常泵送，可连续泵送500方土体。

观察润滑剂1，其匀质性好，静置10小时不分层。在泵送时泵管内壁涂抹均匀，效果好。

同实施例1的制备步骤类似，实施例2-8是通过调整制备过程中步骤(1)中加热温度、搅拌速度及搅拌时间，步骤(2)中加热温度、搅拌速度及搅拌时间，步骤(3)中的搅拌速度及搅拌时间，以及各组分的重量配比来制备润滑剂。实施例2-8的制备情况具体如表1所示。

表1：实施例2-8中润滑剂的制备情况

经试验，将实施例2-8制备的润滑剂倒入泵车料斗内泵送，润滑泵管，当润滑剂泵完后，泄入土体正常泵送，其润滑效果如表2所示。

表2：实施例2-8对管道的润滑效果

观察实施例2-8制备的润滑剂，其匀质性好，静置10小时不分层。在泵送时泵管内壁涂抹均匀，效果好。

本发明中，羧甲基纤维素的水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、胶体保护、乳化及悬浮等作用，广泛应用于石油、食品、医药、纺织和造纸等行业。尤其是用于石油、天然气的钻探、掘井等工程中，具有以下特点：

1、含羧甲基纤维素的泥浆能使井壁形成薄而坚，渗透性低的滤饼，使失水量降低。

2、在泥浆中加入羧甲基纤维素后，能使钻机得到低的初切力，使泥浆易于放出裹在里面的气体，同时把碎物很快弃于泥坑中。

3、钻井泥浆和其它悬浮分散体一样，具有一定的存在期，加入羧甲基纤维素后能使它稳定而延长存在期。

4、含有羧甲基纤维素的泥浆，很少受霉菌影响，因此，毋须维持很高的pH值，也不必使用防腐剂。

5、含羧甲基纤维素的泥浆，稳定性良好，即使温度在150℃以上仍能降低失水。

在本发明中，其可作为制备润滑剂的增稠剂、糊料。

陶土粉是指含有铁质而带黄褐色、灰白色、红紫色等色调，具有良好可塑性的粘土粉体，其粘度较高，粒度较小，可用于提高本发明的润滑剂的粘度。采用陶土粉制备的润滑剂可以渗入管道的孔壁中，增加土体的密实度，提高管道的承载力，有效防止土体的塌孔现象发生。

松香酸钠是一种三苯环结构阴离子表面活性剂，由于它的两亲结构(一端亲水基，一端亲油基)，固广泛用作高性能乳化剂。本品具有优异的乳化分散性能以及优良的钙皂分散和抗硬水性能；具有良好的润滑性能和减振减阻性能。松香酸钠用作冲洗液时，它的亲水基吸附在钻具和孔壁上，而亲油基则起着隔离摩擦面的作用，使固体之间的摩擦变为油面之间的摩擦，借以降低孔壁与钻具之间的摩擦阻力；松香酸钠是一种重要的混凝土外加剂，它大大提高了高强混凝土的力学性能，松香酸钠不但成本低，而且提供了简便易行的施工工艺。

十二烷基磺酸钠是一种阴离子表面活性剂，分子结构中有一个强亲水性的磺酸基与烃基相联结，表面活性强，低温水溶解性好，2U℃含32％活性物。在碱性，中性，弱酸性溶液中稳定，对硬水不敏感。具有吸水潮解性。

妥尔油属于混合物，主要用于肥皂、清漆、油漆、油墨、润滑剂、金属加工用的油、消毒剂或胶粘剂等，主要成分是脂肪酸和松香酸。

海藻酸钠是一种高粘性的高分子化合物。它与淀粉、纤维素等的不同之处，是它具有羧基，是β-D-甘露糖醛酸的醛基以苷键形成的高聚糖醛酸。其功能性质如下：

(1)亲水性强，在冷水和温水中都能溶解，形成非常粘稠的均匀的溶液。

(2)形成的真溶液具有其他类似物难于获得的柔软性、均一性及其他优良特性。

(3)具有很强的保护胶体的作用，对油脂的乳化力强。

(4)在溶液中加入铝、钡、钙、铜、铁、铅、锌、镍等金属盐，就会生成不溶性的藻酸盐。这些金属盐是钠、钾的磷酸盐、乙酸盐等的缓冲剂，可以抑制、延迟凝固。

(5)通常pH值为7，呈中性，可在4-10之间调整。

(6)粘着性小，适用于经纱浆料、脱模等。

黄原胶是目前国际上集增稠、悬浮、乳化、稳定于一体，性能最优越的生物胶。黄原胶对不溶性固体和油滴具有良好的悬浮作用。黄原胶溶胶分子能形成超结合带状的螺旋共聚体，构成脆弱的类似胶的网状结构，所以能够支持固体颗粒、液滴和气泡的形态，显示出很强的乳化稳定作用和高悬浮能力。

油酸酰胺具有较好的外润滑作用，所以是很好的润滑剂。此外，还能提高塑料制品的抗静电性。

石蜡的主要成分为直链烷烃，并含有少量的支链烷烃。石蜡是一种白色团体，溶于苯、氯伤、四氯化碳、石脑油等一类非极性溶剂，不溶于如水和甲醇等极性溶剂。具有润滑作用。

蓖麻油具有良好稳定性、保色性、可挠性、颜料分散性、湿润性、润滑性、低温特性、电气特性以及生物特性,因此，可以就此配合应用于清漆涂料、人造皮革、油墨、密封剂、润滑剂、文具、化妆品、电气绝缘材料、医药等。

胶黏剂聚丙烯酸酯，易溶于丙酮、乙酸乙酯、苯及二氯乙烷，而不溶于水，其能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好。有粘合性，可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。由于它的耐老化性能好，粘结污染小，使用方便，其产量增加较快。丙烯酸酯聚合物具有优良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐烛性和柔韧性。

本发明的聚丙烯酸酯可优选聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯应用于润滑油粘度指数改进剂、降凝剂。还广泛用于皮革和织物处理剂、树脂改性剂、涂料、漆料、胶黏剂、絮凝剂、油品改性剂、安全玻璃中间层、人造大理石、聚合物混凝土等。在制备本发明的用于管道运土机的润滑剂过程中，可作为胶黏剂，增强混合物的粘结性。

当然，聚丙烯酸酯也可由聚异丁烯来代替。聚异丁烯，无色至淡黄色粘稠液体或有弹性的橡胶状半固体，均无味，平均分子量20万-8700万，溶于苯和二异丁烯，可与聚醋酸乙烯酯、蜡等互溶，不溶于水、醇等极性溶剂，有良好的耐光性、耐热性、抗氧化性。主要应用于石油添加剂、胶黏剂等许多领域。也可用作增稠剂，与其他材料并用提高粘接力、柔韧性、耐老化性、气密性和电绝缘性。

综上所述，本发明的用于管道运土机的润滑剂能够有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁的摩擦，利于土体在管道内的运输，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中。

以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于管道运土机的润滑剂，其特征在于，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：

所述胶黏剂为聚丙烯酸酯和/或聚异丁烯。

2.如权利要求1所述的润滑剂，其特征在于：所述润滑剂包括重量配比如下的组分：

3.如权利要求1所述的润滑剂，其特征在于：所述润滑剂包括重量配比如下的组分：

4.一种如权利要求1-3任一项所述润滑剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)将羧甲基纤维素、陶土粉加入到水中，加热搅拌，得到混合液Ⅰ；

(2)将松香酸钠、十二烷基磺酸钠、妥尔油、油酸酰胺、石蜡、蓖麻油加入到步骤(1)的混合液Ⅰ中，升温搅拌，得到混合液Ⅱ；

(3)将海藻酸钠、黄原胶、胶黏剂加入到步骤(2)的混合液Ⅱ中，搅拌均匀，即得润滑剂。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，加热温度为25℃-50℃，搅拌速度为300-800r/min，搅拌时间为10min-60min。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，加热温度为40℃，搅拌速度为600r/min，搅拌时间为30min。

7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，升温温度为50℃-55℃，搅拌速度为250-500r/min，搅拌时间为20min-60min。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：在步骤(2)中，升温温度为52℃，搅拌速度为350r/min，搅拌时间为40min。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，搅拌速度为100-300r/min，搅拌时间为10min-60min。