CN108300540A

CN108300540A - 一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂及其制备方法

Info

Publication number: CN108300540A
Application number: CN201810218179.6A
Authority: CN
Inventors: 孔晓伟; 谢刚; 马士建
Original assignee: Nator Lubrication Technology Jiangsu Co Ltd
Current assignee: Nator Lubrication Technology Jiangsu Co Ltd
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2018-07-20

Abstract

本发明公开了一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：生物降解型基础油25%‑45%、生物降解型增粘剂5%‑12%、生物降解型稠化剂7%‑15%、阻燃剂1%‑20%、润滑剂3%‑10%、体系稳定剂3%‑15%及余量填料。制备方法如下：在常温下将生物降解型基础油、生物降解型增粘剂混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入生物降解型稠化剂，搅拌30~40分钟，再加入生物降解型阻燃剂、体系稳定剂、润滑剂及填料，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。本发明产品在自然条件下生物降解能力强，不燃烧且对环境危害小，在保证生物降解和阻燃性能的同时，还继续保持了良好堵水性能、粘附性能、润滑性能、泵送性能、不会出现发干发硬的情况，从而大大提高了产品的竞争力。

Description

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种盾尾密封脂，具体是一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂及其制备方法。

背景技术

随着国家城市化进程的发展，农村人口转移到城市是一种必然趋势，由此势必造成城市交通压力猛增。结合国内外城市化的发展状况，城市轨道交通这一绿色环保安全交通方式成为了大城市尤其是特大城市公共交通的首选。

盾构掘进机是挖掘城市地铁隧道的首选挖掘工具，其优势不受地上建筑及地理环境影响，适用范围特别广，能够完全满足城市隧道施工的苛刻要求。盾尾密封系统是为了防止盾尾周围土层、沙层、水层、浆液从盾尾与管片缝隙中进入盾构机而设计的密封装置。盾尾密封脂是从盾尾通过油脂泵实时注入三排不锈钢钢丝刷之间的密封腔并保持动态充满的状态，以达到密封保护盾构施工的要求。一般情况下，城市地铁用盾构机（直径6.4米）盾尾油脂用量约20-40kg/米，特殊地层用量80-100kg/米，平均每公里盾尾油脂用量20吨-40吨。目前市面上绝大部分油脂为石油产品，由于盾构施工的特殊性，盾尾密封脂在施工后将长期残留在隧道环片外，如果由石油产品制备的油脂和环形管片一起长期滞留在地下，势必给地下水层、土层以及微生物造成了巨大的潜在风险。目前欧美及东南亚国家已经制定法律法规来规范地下施工必须用生物降解型油脂。另外，地下施工空间有限，且具有较高的消防安全要求，因此制备生物降解型阻燃盾尾密封脂对于我国的城市建设以及环境保护有十分重要的现实意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂及其制备方法，产品性能粘附性好，泵送能力强，堵水效果佳，对地下水、土层、微生物没有危害，且具有良好的阻燃效果。

本发明采用的技术方案是：一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：生物降解型基础油25%-45%、生物降解型增粘剂5%-12%、生物降解型稠化剂7%-15%、生物降解型阻燃剂1%-20%、润滑剂3%-10%、体系稳定剂3%-15%及余量填料。

优选的，一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：生物降解型基础油30%-45%、生物降解型增粘剂5%-10%、生物降解型稠化剂9%-14%、阻燃剂1%-20%、润滑剂5%-10%、体系稳定剂6%-15%及余量填料。

所述生物降解型基础油为天然压榨亚麻油、油菜籽油、花生油、大豆油、葵花籽油、橄榄油、红花油、玉米油等天然植物中提取油中的一种或者多种混合物。从天然植物中提取，不含任何石油成分，适宜于土壤中微生物降解，利于环境保护。

所述生物降解型增粘剂为明胶、果胶、卡拉胶、阿拉伯胶等植物提取物中的一种或多种混合物。从植物中提取，微生物可以有效对其进行分解，不像石油组分难以分解。

所述生物降解型稠化剂为天然木质纤维，完全来自天然木浆。

所述阻燃剂为颗粒度为200-3000目的氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵、三氧化二锑、硼酸锌、硼酸钡中的一种或多种混合物，都属于无机盐成分。

所述润滑剂为生物降解型润滑脂BMP，由十二羟基油脂酸锂稠化菜籽油制得。

所述体系稳定剂为颗粒度约为3000目的高岭土或硅藻土的一种或两种。

所述填料选自颗粒度为1000-3000目的碳酸钙、立德粉、滑石粉中的一种或两种的混合物，都为天然无机盐成分，不含有机物。

上述用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂的制备方法，包括以下步骤：（1）在常温下按照配方量将生物降解型基础油、生物降解型增粘剂混合，加热升温至50~60℃，混合均匀；（2）按照配方量加入生物降解型稠化剂，搅拌30~40分钟；（3）按照配方量加入生物降解型阻燃剂、体系稳定剂、润滑剂及余量填料，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟即可。

本发明的有益效果是：1、本发明所选原料都是天然物质，不含石油制品成分，在自然条件下生物降解能力强，不燃烧，不会对地下水层、土层造成长期难以挽回的影响，也不会对地下微生物产生危害，影响生物体正常的生理、生化过程，对环境危害小，完全符合相关国际组织的环保要求。2、在保证生物降解和阻燃性能的同时，还继续保持了良好堵水性能、粘附性能、润滑性能、泵送性能、不会出现发干发硬的情况，从而大大提高了产品的竞争力。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：玉米油26%、卡拉胶10%、木质纤维14%、氢氧化铝5%、润滑剂BMP6%、高岭土7%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将玉米油26%、卡拉胶10%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维14%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土7%、氢氧化铝5%、润滑剂BMP6%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例2

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：亚麻油38%、明胶10%、木质纤维15%、氢氧化镁5%、润滑剂BMP6%、高岭土8%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将亚麻油38%、明胶10%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维15%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土8%、氢氧化镁5%、润滑剂BMP6%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例3

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：大豆油42%、果胶9%、木质纤维10%、聚磷酸铵3%、润滑剂BMP4%、高岭土6%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将大豆油42%、果胶9%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维10%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土6%、聚磷酸铵3%、润滑剂BMP4%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例4

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：葵花籽油41%、明胶12%、木质纤维8%、氢氧化铝5%、氢氧化镁3%、三氧化二锑1%、润滑剂BMP 5%、高岭土3%及余量滑石粉。

制备方法：首先在常温下将葵花籽油41%、明胶12%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维8%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土3%、氢氧化铝5%、氢氧化镁3%、三氧化二锑1%、润滑剂BMP 5%及余量滑石粉，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例5

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：花生油31%、果胶11.5%、木质纤维8.5%、氢氧化铝3%、氢氧化镁2%、聚磷酸铵3%、润滑剂BMP3%、高岭土3%、立德粉5%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将花生油31%、果胶11.5%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维8.5%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土3%、氢氧化铝3%、氢氧化镁2%、聚磷酸铵3%、润滑剂BMP 3%、立德粉5%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例6

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：大豆油30%、卡拉胶8%、木质纤维7%、三氧化二锑3%、硼酸锌5%、硼酸钡2%、润滑剂BMP3%、硅藻土5%、碳酸钙25%及余量滑石粉。

制备方法：首先在常温下将大豆油30%、卡拉胶8%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维7%，搅拌30~40分钟，再加入硅藻土5%、三氧化二锑3%、硼酸锌5%、硼酸钡2%、润滑剂BMP3%、碳酸钙25%及余量滑石粉，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例7

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：大豆油32%、果胶10%、木质纤维9%、氢氧化镁6%、三氧化二锑3%、硼酸锌3%、硼酸钡1%、润滑剂BMP5%、高岭土6%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将大豆油32%、果胶10%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维9%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土6%、氢氧化镁6%、、三氧化二锑3%、硼酸锌3%、硼酸钡1%、润滑剂BMP5%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例8

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：大豆油25%、果胶5%、木质纤维8%、氢氧化镁20%、润滑剂BMP 10%、高岭土15%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将大豆油25%、果胶5%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维8%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土15%、氢氧化镁20%、润滑剂BMP 10%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例9

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：大豆油25%、卡拉胶8%、木质纤维6%、三氧化二锑1%、润滑剂BMP10%、硅藻土15%、碳酸钙12%及余量滑石粉。

制备方法：首先在常温下将大豆油25%、卡拉胶8%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维6%，搅拌30~40分钟，再加入硅藻土15%、三氧化二锑1%、润滑剂BMP10%、碳酸钙12%及余量滑石粉，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

实施例10

一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，包括以下质量百分比的组分：玉米油45%、明胶7%、木质纤维8%、聚磷酸铵3%、氢氧化铝3%、润滑剂BMP 4%、高岭土10%及余量碳酸钙。

制备方法：首先在常温下将玉米油45%、明胶7%混合，加热升温至50~60℃，混合均匀后加入木质纤维8%，搅拌30~40分钟，再加入高岭土10%、聚磷酸铵3%、氢氧化铝3%、润滑剂BMP4%及余量碳酸钙，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟。

将本发明实施例1所得生物降解型阻燃盾尾密封脂质量检测指标与主流竞品对比结果如下表所示：

。

从以上表格可以看出，本发明实例1中所得生物降解型阻燃盾尾密封脂在自然条件下生物降解能力强，不燃烧且对环境危害小。本发明制备的生物降解型阻燃盾尾密封脂在保证生物降解和阻燃性能的同时，还继续保持了良好堵水性能、粘附性能、润滑性能、泵送性能、不会出现发干发硬的情况，从而大大提高了产品的竞争力。

Claims

1.一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：生物降解型基础油25%-45%、生物降解型增粘剂5%-12%、生物降解型稠化剂7%-15%、阻燃剂1%-20%、润滑剂3%-10%、体系稳定剂3%-15%及余量填料。

2.根据权利要求1所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：生物降解型基础油30%-45%、生物降解型增粘剂5%-10%、生物降解型稠化剂9%-14%、生物降解型阻燃剂1%-20%、润滑剂5%-10%、体系稳定剂6%-15%及余量填料。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述生物降解型基础油为天然压榨亚麻油、油菜籽油、花生油、大豆油、葵花籽油、橄榄油、红花油、玉米油中的一种或者多种混合物。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述生物降解型增粘剂为明胶、果胶、卡拉胶、阿拉伯胶中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述生物降解型稠化剂为天然木质纤维。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述阻燃剂为颗粒度为200-3000目的氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵、三氧化二锑、硼酸锌、硼酸钡中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述润滑剂为生物降解型润滑脂BMP。

8.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述体系稳定剂为颗粒度约为3000目的高岭土或硅藻土的一种或两种。

9.根据权利要求1或2所述的一种用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂，其特征在于，所述填料选自颗粒度为1000-3000目的碳酸钙、立德粉、滑石粉中的一种或两种的混合物。

10.一种制备如权利要求1至9任一项所述的用于盾构机的生物降解型阻燃盾尾密封脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在常温下按照配方量将生物降解型基础油、生物降解型增粘剂混合，加热升温至50~60℃，混合均匀；（2）按照配方量加入生物降解型稠化剂，搅拌30~40分钟；（3）按照配方量加入生物降解型阻燃剂、体系稳定剂、润滑剂及余量填料，然后在50~60℃下搅拌混合60~90分钟即可。