CN114369493A - 一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及密封脂技术领域,尤其是一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法。本发明的制备方法包括制备,莱菔子提取物的制备,制备娑罗子提取物,向基础脂中加入莱菔子提取物、娑罗子提取物、抗氧剂、防锈剂、油性剂、结构稳定剂和多效添加剂并搅拌均匀,按照粒径依次分批加入固体添加剂。本发明的润滑脂中莱菔子经过本发明的提取工艺提取后其含有的量芥酸、亚油酸、亚麻酸及芥酸甘油酯能有有效提高基础油的降解效果,而娑罗子提取物的添加能够起到增稠作用,提高润滑脂的防水效果,将不同粒径分布的固体添加剂添加到润滑脂中,增强润滑脂的密封性和抗水性能。

Description

一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法
技术领域
本发明涉及密封脂技术领域,尤其是一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法。
背景技术
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。
盾尾密封脂对水及其他液体的阻止能力和可生物降解性是其性能好坏的重要衡量指标,针对盾尾密封脂的防水性和可生物降解性,技术人员做了大量突破性研究,例如:中国专利申请CN111394160A公开的一种高性能盾尾密封脂,以重量份计,包括以下组分:植物油20-30份,二元乙丙橡胶15-23份,增强纤维3-6份,分散剂0.5-1.5份,膨润土1-2份,轻质碳酸钙5-10份,氮化硼纳米片/蒙脱土插层复合材料2-5份,中空介孔二氧化钛1-5份。该项技术该盾尾密封脂耐水、耐高温性能好,密封性能优异,泵送性能好,但是该项技术制得的盾尾密封脂生物降解率始终低于95%。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,克服前述现有技术的不足,在构成润滑脂的基础脂中加入莱菔子提取物和娑罗子提取物,提高润滑脂自身的的抗水和可生物降解性能,并在润脂膏中添加不同粒度的固体添加剂,使得固体添加剂像稠化剂一样均匀的分散在润脂膏中,增强润滑脂的抗水性能、密封性能。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂,主要由如下重量份数的原料组成:润滑脂100-150份、固体添加剂5-45份、抗氧剂1-5份、防锈剂2-8份、油性剂0.5-2份、结构稳定剂2-5份、多效添加剂1-3份。
优选的,主要由如下重量份数的原料组成:润滑脂125份、固体添加剂28份、抗氧剂3份、防锈剂6份、油性剂1.75份、结构稳定剂4份、多效添加剂2份。
优选的,所述润滑脂主要由基础脂、莱菔子提取物和娑罗子提取物按照重量比(5-7):(3-2):(1-2)组成,其中基础脂为钙基脂、复合钙基脂、钠基脂、锂基脂、复合锂基脂、铝基脂、复合铝基脂、钛基脂、复合钛基脂、聚脲润滑脂、复合聚脲润滑脂中的一种或多种。
优选的,所述固体添加剂为石棉粉、碳酸钙、植物纤维、复合纤维中的一种或多种。
优选的,所述固体添加剂的粒径范围为0.5-50μm。
优选的,所述固体添加剂中粒径为0.5-10μm的固体添加剂占固体添加剂总重的5-25%,粒径为10-20μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的20-50%,粒径为20-40μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的10-40%,粒径为40-50μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的10-40%。
优选的,所述抗氧剂由2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香案重量比(1-3):5:1复配而成。
优选的,所述防锈剂采用中碱值合成磺酸钙(T105)和高碱值合成磺酸钙(T106)中的一种或两种的混合。
优选的,所述油性剂为长链有机酸型油性剂。
优选的,所述结构稳定剂采用二苯基二羟基硅烷、羟基硅油、六甲基二硅氨烷中的一种或多种,所述多效添加剂为二烷基二硫代氨基甲酸盐。
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)制备莱菔子提取物:将干燥的粒度为150-300μm的莱菔子粉末和80-95wt%的乙醇溶液一并投入超声波-微波协同萃取设备腔内进行提取,乙醇溶液质量为莱菔子粉末质量的6-8倍,提取2-4次,提取完成后冷却,使用150-200目的筛网过滤提取液得到滤液,合并滤液;将滤液浓缩,除去提取液中的乙醇,然后离心得浓缩液;将离心后的浓缩液通过色谱柱,先用2-6倍柱体积的10-20wt%乙醇或水洗脱杂质,再用2-6倍柱体积的30-50wt%乙醇洗脱并收集洗脱液;得到的洗脱液进行浓缩,除去浓缩液中的乙醇,得到的浓缩液进行离心,再用真空冷冻干燥机进行干燥即可;
(2)制备娑罗子提取物:将娑罗子粉碎后过筛,按照1:15-1:20的料液比,用体积分数85-95%的乙醇超声提取80-90min,浓缩提取液成浸膏即可;
(3)称取基础脂,并向其中加入莱菔子提取物、娑罗子提取物、抗氧剂、防锈剂、油性剂、结构稳定剂和多效添加剂,搅拌速度为180-260r/min,搅拌20-40min,制得润滑脂混合物;
(4)向润滑膏混合物中添加粒径为40-50μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为120-150r/min,搅拌20-40min,然后加入粒径为20-40μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为80-120r/min,搅拌30-40min,然后加入粒径为10-20μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为60-80r/min,搅拌30-40min,然后加入粒径为0.5-10μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为40-60r/min,搅拌40-50min,即可。
本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明的一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法具有以下优点:(1)本发明的润滑脂以莱菔子提取物和娑罗子提取物为主,以常规基础脂为辅,莱菔子经过本发明的提取工艺提取后其含有的量芥酸、亚油酸、亚麻酸及芥酸甘油酯能有有效提高基础油的降解效果,而娑罗子提取物的添加能够起到增稠作用,提高润滑脂的防水效果;(2)将不同粒径分布的固体添加剂添加到润滑脂中,固体添加剂粘附在莱菔子提取物和婆娑子提取物上,使其也像稠化剂一样均匀的分散在基础脂之间,增强了润滑脂的密封性和抗水性能。
具体实施方式
实施例1
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂,主要由如下重量份数的原料组成:润滑脂125份、固体添加剂28份、抗氧剂3份、防锈剂6份、油性剂1.75份、结构稳定剂4份、多效添加剂2份。
所述润滑脂主要由基础脂、莱菔子提取物和娑罗子提取物按照重量比6:2:1组成,其中基础脂为复合铝基脂;所述固体添加剂为石棉粉和植物纤维;固体添加剂的粒径范围为0.5-50μm,所述固体添加剂中粒径为0.5-10μm的固体添加剂占固体添加剂总重的15%,粒径为10-20μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的35%,粒径为20-40μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的25%,粒径为40-50μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的25%。
所述抗氧剂由2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香案重量比2:5:1复配而成。防锈剂采用中碱值合成磺酸钙(T105)。所述油性剂为长链有机酸型油性剂。所述结构稳定剂采用二苯基二羟基硅烷。所述多效添加剂为二烷基二硫代氨基甲酸盐。
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)制备莱菔子提取物:将干燥的粒度为200μm的莱菔子粉末和85wt%的乙醇溶液一并投入超声波-微波协同萃取设备腔内进行提取,乙醇溶液质量为莱菔子粉末质量的7倍,提取3次,提取完成后冷却,使用180目的筛网过滤提取液得到滤液,合并滤液;将滤液浓缩,除去提取液中的乙醇,然后离心得浓缩液;将离心后的浓缩液通过色谱柱,先用4倍柱体积的15wt%乙醇或水洗脱杂质,再用4倍柱体积的40wt%乙醇洗脱并收集洗脱液;得到的洗脱液进行浓缩,除去浓缩液中的乙醇,得到的浓缩液进行离心,再用真空冷冻干燥机进行干燥即可;
(2)制备娑罗子提取物:将娑罗子粉碎后过筛,按照1:18的料液比,用体积分数90%的乙醇超声提取85min,浓缩提取液成浸膏即可;
(3)称取基础脂,并向其中加入莱菔子提取物、娑罗子提取物、抗氧剂、防锈剂、油性剂、结构稳定剂和多效添加剂,搅拌速度为220r/min,搅拌30min,制得润滑脂混合物;
(4)向润滑膏混合物中添加粒径为40-50μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为135r/min,搅拌30min,然后加入粒径为20-40μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为100r/min,搅拌35min,然后加入粒径为10-20μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为70r/min,搅拌35min,然后加入粒径为0.5-10μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为50r/min,搅拌45min,即可。
实施例2
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂,主要由如下重量份数的原料组成:润滑脂100份、固体添加剂10份、抗氧剂2份、防锈剂2份、油性剂0.5份、结构稳定剂2份、多效添加剂1份。
所述润滑脂主要由基础脂、莱菔子提取物和娑罗子提取物按照重量比5:3:1组成,其中基础脂为复合钛基脂。所述固体添加剂为石棉粉、碳酸钙、复合纤维中掺杂而成。所述固体添加剂的粒径范围为0.5-50μm。所述固体添加剂中粒径为0.5-10μm的固体添加剂占固体添加剂总重的10%,粒径为10-20μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的20%,粒径为20-40μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的30%,粒径为40-50μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的40%。
所述抗氧剂由2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香案重量比1:5:1复配而成。所述防锈剂采用高碱值合成磺酸钙(T106)。所述油性剂为长链有机酸型油性剂。所述结构稳定剂采用六甲基二硅氨烷,所述多效添加剂为二烷基二硫代氨基甲酸盐。
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)制备莱菔子提取物:将干燥的粒度为150μm的莱菔子粉末和80wt%的乙醇溶液一并投入超声波-微波协同萃取设备腔内进行提取,乙醇溶液质量为莱菔子粉末质量的6倍,提取2次,提取完成后冷却,使用150目的筛网过滤提取液得到滤液,合并滤液;将滤液浓缩,除去提取液中的乙醇,然后离心得浓缩液;将离心后的浓缩液通过色谱柱,先用2倍柱体积的10wt%乙醇或水洗脱杂质,再用2倍柱体积的30wt%乙醇洗脱并收集洗脱液;得到的洗脱液进行浓缩,除去浓缩液中的乙醇,得到的浓缩液进行离心,再用真空冷冻干燥机进行干燥即可;
(2)制备娑罗子提取物:将娑罗子粉碎后过筛,按照1:15的料液比,用体积分数85%的乙醇超声提取80min,浓缩提取液成浸膏即可;
(3)称取基础脂,并向其中加入莱菔子提取物、娑罗子提取物、抗氧剂、防锈剂、油性剂、结构稳定剂和多效添加剂,搅拌速度为180r/min,搅拌20min,制得润滑脂混合物;
(4)向润滑膏混合物中添加粒径为40-50μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为120r/min,搅拌20min,然后加入粒径为20-40μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为80r/min,搅拌30min,然后加入粒径为10-20μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为60r/min,搅拌30min,然后加入粒径为0.5-10μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为40r/min,搅拌40min,即可。
实施例3
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂,主要由如下重量份数的原料组成:润滑脂150份、固体添加剂45份、抗氧剂5份、防锈剂8份、油性剂2份、结构稳定剂5份、多效添加剂3份。
所述润滑脂主要由基础脂、莱菔子提取物和娑罗子提取物按照重量比7:2:2组成,其中基础脂为钙基脂、钠基脂混合而成。所述固体添加剂为碳酸钙和植物纤维混合而成。所述固体添加剂的粒径范围为0.5-50μm。所述固体添加剂中粒径为0.5-10μm的固体添加剂占固体添加剂总重的20%,粒径为10-20μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的40%,粒径为20-40μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的20%,粒径为40-50μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的20%。
所述抗氧剂由2,6-二叔丁基对甲酚、烷基化基-α-萘胺和迷迭香案重量比3:5:1复配而成。所述防锈剂采用高碱值合成磺酸钙(T106)。所述油性剂为长链有机酸型油性剂。所述结构稳定剂采用羟基硅油,所述多效添加剂为二烷基二硫代氨基甲酸盐。
一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)制备莱菔子提取物:将干燥的粒度为300μm的莱菔子粉末和95wt%的乙醇溶液一并投入超声波-微波协同萃取设备腔内进行提取,乙醇溶液质量为莱菔子粉末质量的8倍,提取4次,提取完成后冷却,使用200目的筛网过滤提取液得到滤液,合并滤液;将滤液浓缩,除去提取液中的乙醇,然后离心得浓缩液;将离心后的浓缩液通过色谱柱,先用6倍柱体积的20wt%乙醇或水洗脱杂质,再用6倍柱体积的50wt%乙醇洗脱并收集洗脱液;得到的洗脱液进行浓缩,除去浓缩液中的乙醇,得到的浓缩液进行离心,再用真空冷冻干燥机进行干燥即可;
(2)制备娑罗子提取物:将娑罗子粉碎后过筛,按照1:20的料液比,用体积分数95%的乙醇超声提取90min,浓缩提取液成浸膏即可;
(3)称取基础脂,并向其中加入莱菔子提取物、娑罗子提取物、抗氧剂、防锈剂、油性剂、结构稳定剂和多效添加剂,搅拌速度为260r/min,搅拌40min,制得润滑脂混合物;
(4)向润滑膏混合物中添加粒径为40-50μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为150r/min,搅拌40min,然后加入粒径为20-40μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为120r/min,搅拌40min,然后加入粒径为10-20μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为80r/min,搅拌40min,然后加入粒径为0.5-10μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为60r/min,搅拌50min,即可。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同,其区别在于:润滑脂主要由基础脂、莱菔子提取物和娑罗子提取物按照重量比8:2:1组成。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同,其区别在于:对比例2中所述固体添加剂中粒径为0.5-10μm的固体添加剂占固体添加剂总重的30%,粒径为10-20μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的10%,粒径为20-40μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的30%,粒径为40-50μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的30%。
试验例1
对实施例1-3、对比例1和对比例2中制得的可生物降解抗水性盾尾密封脂进行性能测试,测试结果如表1所示:
表1
Figure BDA0002725585240000081
由表1可以看出,本发明的润滑脂以合理的莱菔子提取物和娑罗子提取物添加配比,有效提高基础油的降解效果,生物降解率高达98.9%。本发明采用合理比例将不同粒径分布的固体添加剂添加到润滑脂中,固体添加剂粘附在莱菔子提取物和婆娑子提取物上,使其也像稠化剂一样均匀的分散在基础脂之间,增强了润滑脂的密封性、抗水性能。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案,本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样,任何符合本发明权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,其特征在于:包括如下制备步骤:
S1、称取润滑脂100-150份、固体添加剂5-45份、抗氧剂1-5份、防锈剂2-8份、油性剂0.5-2份、结构稳定剂2-5份、多效添加剂1-3份,其中润滑脂主要由基础脂、莱菔子提取物和娑罗子提取物按照重量比(5-7):(3-2):(1-2)组成;
S2、向基础脂中加入莱菔子提取物、娑罗子提取物、抗氧剂、防锈剂、油性剂、结构稳定剂和多效添加剂,搅拌速度为180-260r/min,搅拌20-40min,制得润滑脂混合物;
S3、向润滑膏混合物中添加粒径为40-50μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为120-150r/min,搅拌20-40min,然后加入粒径为20-40μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为80-120r/min,搅拌30-40min,然后加入粒径为10-20μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为60-80r/min,搅拌30-40min,然后加入粒径为0.5-10μm的固体添加剂,边添加边搅拌,搅拌速度为40-60r/min,搅拌40-50min,即可。
2.根据权利要求1所述的一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,其特征在于:所述莱菔子提取物的制备方法为:将干燥的粒度为150-300μm的莱菔子粉末和80-95wt%的乙醇溶液一并投入超声波-微波协同萃取设备腔内进行提取,乙醇溶液质量为莱菔子粉末质量的6-8倍,提取2-4次,提取完成后冷却,使用150-200目的筛网过滤提取液得到滤液,合并滤液;将滤液浓缩,除去提取液中的乙醇,然后离心得浓缩液;将离心后的浓缩液通过色谱柱,先用2-6倍柱体积的10-20wt%乙醇或水洗脱杂质,再用2-6倍柱体积的30-50wt%乙醇洗脱并收集洗脱液;得到的洗脱液进行浓缩,除去浓缩液中的乙醇,得到的浓缩液进行离心,再用真空冷冻干燥机进行干燥即可。
3.根据权利要求1所述的一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,其特征在于:所述娑罗子提取物的制备方法为:将娑罗子粉碎后过筛,按照1:15-1:20的料液比,用体积分数85-95%的乙醇超声提取80-90min,浓缩提取液成浸膏即可。
4.根据权利要求1所述的一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,其特征在于:所述基础脂为钙基脂、复合钙基脂、钠基脂、锂基脂、复合锂基脂、铝基脂、复合铝基脂、钛基脂、复合钛基脂、聚脲润滑脂、复合聚脲润滑脂中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种可生物降解抗水性盾尾密封脂的制备方法,其特征在于:所述固体添加剂为石棉粉、碳酸钙、植物纤维、复合纤维中的一种或多种;所述固体添加剂的粒径范围为0.5-50μm;所述固体添加剂中粒径为0.5-10μm的固体添加剂占固体添加剂总重的5-25%,粒径为10-20μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的20-50%,粒径为20-40μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的10-40%,粒径为40-50μm的固体添加剂占固体添加剂总重量的10-40%。
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