CN107365617A - 环境友好型盾构机主轴承密封脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环境友好型盾构机主承轴密封脂及其制备方案，以润滑脂总重量为基准其由以下质量分数的原料组成：基础油30％～45％，纤维5％～15％，增粘剂5％～10％,稠化剂6％～18％，极压抗磨剂6％～8％以及余量的固体填充物。本发明所制备的润滑脂具有良好的抗酸碱性，不会造成管路堵塞，抗水淋、耐磨尤其是能够提高盾构机主承轴的使用寿命，有良好的润滑性和极压抗磨性，有效的减少了主承轴和各配件的摩擦和磨损，具有可生物降解性、无污染。

Description

环境友好型盾构机主轴承密封脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑材料技术领域，具体涉及一种环境友好型盾构机主轴承密封脂及其制备方法。
背景技术
盾构机主要应用于隧道施工的的机器,随着现在城市化的发展,地铁线路的不断增多,需要开挖地下隧道,还包括普遍在用的公路铁路,过江隧道，油水管道等隧道工程中，都已经广泛地使用盾构机，现代的盾构机经过不断的改进，集电，光，机，信息技术等于一体，功能性越来越强大，极大地加快了施工的效率。盾构机在向前掘进的过程中，要对土壤进行挖掘，泥浆，沙粒等地下物质的侵蚀，会导致盾构机的损坏，尤其是盾构机的核心部件主承轴，这就需要有专门用于主承轴密封脂来进行保护，减少主承轴在施工过程中的摩擦和所受压力，延长其使用寿命。
盾构机主轴承密封脂是作用在盾构机主轴承的密封材料，主要起到抗水，防腐蚀，润滑，还有抗酸碱性(特别是一些地下的土壤有着强酸或强碱性)，将密封脂注满在主承轴的外密封系统中，避免了其与地下沙粒，水等物质的接触，起到良好的保护作用。密封脂的泵送性能要好，防止在输送过程中造成管路的堵塞。另外的，密封脂的可降解性要良好，对土壤，坏境不会带来危害。
发明内容
本发明针对现有技术中润滑脂存在的问题和不足，提供了一种盾构机主承轴的密封脂，它具有良好的抗酸碱性、较好的抗水性、可降解、对环境无害无污染，使用寿命较长。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案的盾构机主承轴密封脂，其由下列重量比的原料组成：基础油30％～45％，纤维5％～15％，增粘剂5％～10％，稠化剂6％～18％，极压抗磨剂6％～8％以及余量的固体填充物。
所述基础油选自植物油、改性蓖麻油、酯类油中的一种或两种以上的混合物。
所述纤维选自可降解纤维或者可生物降解性塑料。
所述增粘剂选自可降解的羟甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钾、羟乙基纤维素钠、羟甲基纤维素钾中的一种或两种以上的混合物。
所述稠化剂选自复合钾脲润滑脂，复合锂脲润滑脂，复合钙脲润滑脂，复合钠脲润滑脂，复合钡脲润滑脂中的一种或两种以上的混合物。
所述极压抗磨剂选自聚四氟乙烯，石墨，二硫化钨，二硫化钼，氟化石墨，石墨烯，聚酯中的一种或两种以上的混合物。
所述固体填充物选自天然纤维素，碳酸钙、氧化钙、碳酸钙、膨润土、白炭黑中的一种或两种以上的混合物。
本发明产品制备方法包括如下步骤：
在常温下，按计量将基础油，增粘剂混合搅拌，加热升温至70～80℃，混合均匀后加入可降解纤维，搅拌30～50分钟，然后加入稠化剂搅拌40～50分钟，最后加入极压抗磨剂和固体填充物，在70～80℃下搅拌80～100分钟，最后将得到的产品进行冷却、研磨。
复合金属盐脲润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与基础油150BS加入反应釜中在80℃下进行混合溶解；
(2)将十八胺与基础油350SN首先进行混合溶解之后再加入反应釜，与第一步产物进行反应40min左右；
(3)添加加一定比例的水，继续反应40min；
(4)反应釜升温到110℃，将丁二酸加入反应釜并进行反应1h-2h；
(5)将金属盐加入反应釜，反应1h-2h；
(6)升温至120℃，恒温反应10-30min；
(7)升温至180℃，恒温反应10-30min；
(8)冷却，研磨。
注：以上温度均为釜内温度。
在本发明的实施方式中，所述盾构机主承轴密封脂的稠化剂为复合金属盐脲润滑脂。优选地，复合金属盐脲润滑脂是通过制备得到：其不仅延续了普通聚脲润滑脂：(1)良好的热稳定性和氧化安定性；(2)良好的低温性能；(3)良好的抗腐蚀性和抗水性；(4)良好的相容性(5)增长使用寿命；(6)良好的胶体安定性及润滑性等优异功能，同时还兼有皂基润滑脂的特点。如良好的极压性，特别是在高温下它具有延长轴承操作寿命。
具体实施方式
下面的实施例是对本发明的进一步阐述，但本发明的内容不限于此。本发明说明书中的实施方式仅用于对本发明进行说明，其并不对本发明的保护范围起到限定作用。本发明的保护范围仅由权利要求限定，本领域技术人员在本发明公开的实施方式的基础上所做的任何省略、替换或修改都将落入本发明的保护范围。
在实施例1
密封脂的组分百分比为：改性蓖麻油40％，可降解纤维8％，可降解的羟甲基纤维素钠12％，复合钡基二脲润滑脂10％，聚四氟乙烯5％，氧化钙25％。
制备方法为：将改性蓖麻油、可降解的羟甲基纤维素钠放入搅拌混合机并升高温度至70℃，接着放入可降解纤维，把温度控制在70～80℃并用搅拌器搅拌30分钟，加入复合钡基二脲润滑脂，搅拌40分钟后把聚四氟乙烯和，氧化钙加入，在70～80℃下搅拌100分钟最后进行冷却、研磨。
实例2：
密封脂的组分百分比为：植物油45％，可生物降解型塑料10％，羟乙基纤维素钠8％，复合钠脲润滑脂12％，二硫化钼5％，白炭黑20％。
制备方法为：将植物油，羟乙基纤维素钠加入到搅拌混合机内，升温至80℃，溶解完全后加入可生物降解型塑料，把温度控制在80～90℃搅拌40分钟，加入复合钠脲润滑脂，搅拌35分钟后加入二硫化钼、白炭黑，在80～90℃下搅拌100分钟最后进行冷却、研磨。
实例3：
密封脂的组分百分比为:质量比为40％酯类油与60％植物油的混合物40％，可降解纤维8％，可降解的羟甲基纤维素钾8％，复合钾脲润滑脂16％，石墨烯5％，膨润土23％。
将质量比为40％酯类油与60％植物油的混合物，可降解的羟甲基纤维素钾投入搅拌混合机内升温至80℃，混合均匀后加入可降解纤维，把温度控制在80～90℃,搅拌30分钟，加入复合钾脲润滑脂，搅拌30分钟后加入石墨烯、膨润土，在80～90℃下搅拌120分钟，最后进行冷却、研磨。
实例3中产品检测数据表
序号 检测项目 检测结果
1 外观 棕色膏体
2 密度 1.20--1.36
3 低温流动性(-20℃以下) 良好
4 锥入度 270
5 相似粘度(-15℃，10S-1)/Pa·S() 420
6 泵送性(中号黄油枪) 可打出
7 抗水压密封性 不漏水
由此，本发明制备得到的密封脂解决了现有技术中所存在的极压抗磨、润滑、泵送、环保等方面存在的不足的问题。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.环境友好型盾构机主轴承密封脂，其特征在于，其由下列重量比的原料组成：基础油30％～45％，纤维5％～15％，增粘剂5％～10％，稠化剂6％～18％，极压抗磨剂6％～8％以及余量的固体填充物。
2.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，所述基础油选自植物油、改性蓖麻油、酯类油中的一种或两种以上的混合物。
3.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，所述纤维选自可降解纤维或者可生物降解型塑料。
4.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，所述增粘剂选自可降解的羟甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钾、羟乙基纤维素钠、羟甲基纤维素钾中的一种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，所述稠化剂选自复合钾脲润滑脂，复合锂脲润滑脂，复合钙脲润滑脂，复合钠脲润滑脂，复合钡脲润滑脂中的一种或两种以上的混合物。
6.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，所述极压抗磨剂选自聚四氟乙烯，石墨，二硫化钨，二硫化钼，氟化石墨，石墨烯，聚酯中的一种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，所述固体填充物选自天然纤维素，碳酸钙、氧化钙、碳酸钙、膨润土、白炭黑中的一种或两种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的主轴承密封脂，其特征在于，复合金属盐脲润滑脂通过如方法制备得到，包括如下步骤：
(1)将二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与基础油150BS加入反应釜中在80℃下进行混合溶解；
(2)将十八胺与基础油350SN首先进行混合溶解之后再加入反应釜，与第一步产物进行反应40min左右；
(3)添加加一定比例的水，继续反应40min；
(4)反应釜升温到110℃，将丁二酸加入反应釜并进行反应1h-2h；
(5)将金属盐加入反应釜，反应1h-2h；
(6)升温至120℃，恒温反应10-30min；
(7)升温至180℃，恒温反应10-30min；
(8)冷却，研磨。
9.制备如权利要求1-7所述的环境友好型盾构机主轴承密封脂的方法，包括如下步骤：在常温下，按计量将基础油，增粘剂混合搅拌，加热升温至70～80℃，混合均匀后加入可降解纤维，搅拌30～50分钟，然后加入稠化剂搅拌40～50分钟，最后加入极压抗磨剂和固体填充物，在70～80℃下搅拌80～100分钟，最后将得到的产品进行冷却、研磨。
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