CN116855303B - 一种抗高水压生态型盾尾密封油脂 - Google Patents
一种抗高水压生态型盾尾密封油脂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116855303B CN116855303B CN202310821324.0A CN202310821324A CN116855303B CN 116855303 B CN116855303 B CN 116855303B CN 202310821324 A CN202310821324 A CN 202310821324A CN 116855303 B CN116855303 B CN 116855303B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shield tail
- tail sealing
- fiber
- parts
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 239000004519 grease Substances 0.000 title claims abstract description 51
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims abstract description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 12
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 12
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 12
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 11
- 229920000805 Polyaspartic acid Polymers 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 10
- 108010064470 polyaspartate Proteins 0.000 claims description 10
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 claims description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000008172 hydrogenated vegetable oil Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 amino acid small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012765 fibrous filler Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005297 material degradation process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
- C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
- C10M169/048—Mixtures of base-materials and additives the additives being a mixture of compounds of unknown or incompletely defined constitution, non-macromolecular and macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/06—Metal compounds
- C10M2201/062—Oxides; Hydroxides; Carbonates or bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/10—Compounds containing silicon
- C10M2201/102—Silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
- C10M2205/06—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing conjugated dienes
- C10M2205/063—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing conjugated dienes used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/40—Fatty vegetable or animal oils
- C10M2207/401—Fatty vegetable or animal oils used as base material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2217/00—Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2217/04—Macromolecular compounds from nitrogen-containing monomers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C10M2217/044—Polyamides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/36—Seal compatibility, e.g. with rubber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/64—Environmental friendly compositions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
- C10N2040/34—Lubricating-sealants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2050/00—Form in which the lubricant is applied to the material being lubricated
- C10N2050/10—Semi-solids; greasy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗高水压生态型盾尾密封油脂，属于城市地铁盾构施工安全保障材料领域。所述抗高水压生态型盾尾密封油脂的原料按质量份数计包括：基础油20‑60份、无机粉30‑70份、复混纤维3‑11份和缓蚀剂1‑2份；所述复混纤维由石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维组成。本发明的盾尾密封油脂是以基础油为主要成分，加入纤维和添加剂而制成的膏状物。所研发的新型盾构机用盾尾密封油脂具有极强的密封性，可有效隔离外部泥沙和地下水，防止盾尾密封被外部水土压力击穿，避免了泥水进入隧道，保护施工期盾尾密封安全。
Description
技术领域
本发明涉及城市地铁盾构施工安全保障材料领域，特别涉及一种抗高水压生态型盾尾密封油脂。
背景技术
地铁隧道建设环境相当复杂，经常面临地层中淤泥软土和较高压力地下水等的影响。当盾构机在地层中掘进时，管片是静止不动的，盾体是连续移动的，盾尾和已装管片间存在相对滑动，因此为了防止外部的泥砂和地下水进入盾构机和隧道内，需要对盾尾和管片之间的间隙进行密封处理。盾尾密封处理除了靠盾尾密封刷进行密封外，还需要将油脂注满油脂腔，并建立起一定的压力进行密封。
而且盾尾密封油脂除了应具有密封性能外，还应该具有一定的润滑作用，减小盾体在前进时与管片之间的摩擦力，起到保护盾体的作用。而且盾尾密封油脂还应该是能够防止密封刷和钢结构锈蚀的，使得结构的密封性得到长期保障。另外，盾尾密封油脂在施用之后会直接接触到土壤和地下水，漏失部分会长期存在于地下，基本不会被降解，对土壤和地下水存在致毒性，对环境不友好，不符合绿色发展的理念。
现有的盾尾密封油脂还不能很好的降低盾尾和管片之间的摩擦力，盾尾刷对于隧道管片的损伤问题依旧还需解决。因此，如何设计一款密封性能、润滑性能以及抗压性能优异的盾尾密封油脂，是当今研究人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种抗高水压生态型盾尾密封油脂。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明技术方案之一：提供一种抗高水压生态型盾尾密封油脂，其原料按质量份数计包括：基础油20-60份、无机粉30-70份、复混纤维3-11份和缓蚀剂1-2份；
所述复混纤维由石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维组成。
优选地，所述基础油由加氢处理后的植物油和聚异戊二烯组成；所述加氢处理后的植物油和聚异戊二烯的质量比为10:1-2:1。
所述基础油作为基质是高水压生态型盾尾密封油脂的最主要部分，起到溶剂的作用，其他添加剂溶解其中。发明人经研究发现，聚异戊二烯和加氢处理后的植物油之间具有更好的亲和性，该混合物更不易出现分层现象。加氢处理后的植物油粘温性能良好，粘温曲线稳定，受环境温度的影响较小，可保证油脂的黏度和泵送性在低温和高温环境中均保持良好的指标。
更优选地，所述基础油中的聚异戊二烯采用高分子量的聚异戊二烯。高分子量的聚异戊二烯能起到更好的辅助增粘作用，可通过调整添加量来控制基础油的粘度，进而控制整个油脂材料的粘附性。
优选地，所述无机粉为滑石粉、碳酸钙、碳酸镁和氧化钙中的一种或多种。
方案中的无机粉作为填充粉料加入基础油中，主要起调节油脂稠度和稳定油脂的作用。
优选地，所述石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维的质量比为1:1。
本发明所用的复混纤维属于生物可降解类纤维。所述石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维的复配具有很好的协同增效作用，能有效的提升油脂的整体粘结强度、稳定性和密封性，更适合用作盾尾密封油脂的纤维填料。
优选地，所述复混纤维由短纤维、中纤维和长纤维组成；所述短纤维的长度为0.3-0.5mm，所述中纤维的长度为0.6-0.9mm，所述长纤维的长度为1.0-2.0mm；所述短纤维、中纤维和长纤维的质量比为1:1:1-6:3:1。
在本发明限定的纤维级配条件下，各组分与纤维充分融合，油脂抗水压密封性大幅度提升，整体密封性能提高。
优选地，所述缓蚀剂为聚天冬氨酸。
聚天冬氨酸作为添加剂加入基础油中，主要起保护钢结构防止生锈腐蚀的作用。并且聚天冬氨酸在排入环境以后，能在环境微生物作用下迅速分解成氨基酸小分子，作为营养物质氨基酸小分子进一步被微生物吸收，它对环境无毒无害，不产生任何污染。
本发明的盾构新型盾尾密封油脂由上述成分混合而成，每种组分都是绿色无害的，且所用纤维属于生物可降解纤维，随时间推移可被微生物完全分解，以求做到绿色环保施工。
本发明技术方案之二：提供一种根据上述抗高水压生态型盾尾密封油脂的制备方法，包括以下步骤：按预设比例将原料混合，搅拌均匀，得到所述抗高水压生态型盾尾密封油脂。
优选地，所述搅拌的时间为3h，设备为行星搅拌机。
本发明采用行星拌合工艺进行制备，克服传统捏合工艺造成纤维断裂的弊端，纤维结构的完整性得到保障，油脂的抗拉强度和密封性能极高。
本发明技术方案之三：提供一种上述抗高水压生态型盾尾密封油脂在盾构机盾尾密封中的应用。
本发明的有益技术效果如下：
本发明的盾尾密封油脂是以基础油为主要成分，加入纤维和添加剂而制成的膏状物。所研发的新型盾构机用盾尾密封油脂具有极强的密封性，可有效隔离外部泥沙和地下水，在富水地层中能够起到极好的密封效果，防止盾尾密封被外部水土压力击穿，避免了泥水进入隧道，保护施工期盾尾密封安全。
本发明制备的的盾尾密封油脂的可泵性以及润滑作用良好，能够使得盾尾和管片之间的摩擦力大大减小，降低了盾尾刷对于隧道管片的损伤，在保护盾尾装置的同时也促进了盾构机的顺利推进。
附图说明
图1为实施例1及对比例5的搅拌设备及产物形貌图。其中，a、b分别为普通搅拌机和行星搅拌机的宏观图片，c、e为实施例1的产物形貌图，d、f为对比例5的产物形貌图。
图2为实施例1和对比例6的粘温曲线对比图。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。
关于本发明中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明以下各实施例及对比例中所用的短纤维、中纤维和长纤维均由石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维按质量比1:1混合制得；所述石墨烯内暖纤维购自圣泉新材料有限公司；所述PHB/PLA复合纤维由PHB与PLA按质量比1：1混合制得；所用短纤维的长度为0.3-0.5mm，中纤维的长度为0.6-0.9mm，长纤维的长度为1.0-2.0mm。
本发明以下各实施例及对比例中所用加氢处理后的植物油购自山东汇东新能源有限公司。
本发明以下各实施例及对比例中所用聚异戊二烯的分子量为448.533。
本发明以下各实施例及对比例中所用无机粉为碳酸钙。
本发明以下各实施例及对比例中所用各原料均为市售产品。
实施例1
按质量份数计，盾尾密封油脂的原料为：
基础油35份、无机粉55份、短纤维4份、中纤维2份、长纤维1份和聚天冬氨酸3份；
上述基础油由加氢处理后的植物油和聚异戊二烯按质量比5:1混合而成。
盾尾密封油脂的制备：
向行星搅拌机中加入基础油、无机粉和聚天冬氨酸，搅拌均匀后再加入短、中、长纤维，搅拌3h使纤维均匀散开，得到盾尾密封油脂。
实施例1的搅拌设备及产物形貌图见图1。
实施例2
按质量份数计，盾尾密封油脂的原料为：
基础油35份、无机粉55份、短纤维3份、中纤维3份、长纤维1份和聚天冬氨酸3份；
上述基础油由加氢处理后的植物油和聚异戊二烯按质量比5:1混合而成。
具体制备方法见实施例1。
实施例3
按质量份数计，盾尾密封油脂的原料为：
基础油35份、无机粉55份、短纤维2份、中纤维2份、长纤维3份和聚天冬氨酸3份；
上述基础油由加氢处理后的植物油和聚异戊二烯按质量比5:1混合而成。
具体制备方法见实施例1。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，将短纤维、中纤维和长纤维的材质替换为由石墨烯内暖纤维和PHB纤维按质量比1:1混合制得。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，将短纤维、中纤维和长纤维的材质替换为PHB/PLA复合纤维。
对比例3
与实施例1的区别仅在于，省略中纤维的加入，并补充等质量份数的长纤维。
对比例4
与实施例1的区别仅在于，将聚天冬氨酸替换为等质量的苯并咪唑。
对比例5
与实施例1的区别仅在于，将搅拌器械由行星搅拌机替换为普通捏合工艺。
对比例5的搅拌设备及产物形貌图见图1。
对比例6
与实施例1的区别仅在于，将加氢处理后的植物油替换为等质量的购自中瑞粮油机械有限公司的普通植物油。
效果验证
(1)对实施例1-3、对比例1-5制备的盾尾密封油脂，进行水密封性、泵送性、防腐蚀性能及生物降解性能测试。
采用自制装置进行水密封性测试，装置主要包括加压泵、有机玻璃筒、1mm的金属网、压力表、与烧杯。具体测试步骤为：采用1mm孔径的金属网放置设备底部相应位置，在金属网上均匀涂抹2.5cm的盾尾密封油脂，然后在油脂上方加水至满，并加盖密封，最后利用加压泵密封加压，并观察渗漏情况，通过压力表确定渗漏时极限密封压力。
泵送性的具体测试方法为：采用ASTM D1092标准测试泵送性。
防腐蚀性能的具体测试方法为：在25℃下将铁钉放入油脂中，20天后拿出。
生物降解性能的具体测试方法为：将试样材料与堆肥接种物混合后放入堆肥化容器中，在温度(58±2℃)，湿度(50-55％)的条件下进行充分的堆肥化，测定材料降解45天后CO2的最终释放量，用实际的CO2释放量与其理论最大释放量的比值来表示材料的生物降解率。测试结果如表1所示。
表1性能测试
由表1中实施例1与对比例5的对比可知，对比例5的工作性能明显低于实施例1；这可能是因为传统捏合机及生产工艺易将纤维扯断，导致油脂抗拉强度受损，而行星搅拌合成工艺能够克服这些弊端，提高油脂纤维的完整性和油脂的均匀性。
(2)对实施例1及对比例6进行粘温试验，粘温试验的具体测试方法是：使用BrookField的DV2T型旋转粘度计分别测定两种基础油不同温度下的粘度。测试结果如图2所示。
图2为实施例1和对比例6的粘温曲线对比图；根据实验结果发现，加氢植物油的粘温曲线比较稳定，从0℃-60℃，粘度从1100cP-500cP，而由普通植物油的粘温曲线可以看出其对温度比较敏感，从0℃-60℃，粘度从3600cP-250cP，体现出加氢植物油的温度敏感度显著下降。
(3)利用GB/T6329—1996的标准对实施例1以及对比例2进行拉伸粘附强度测试。测试结果显示，实施例1的油脂拉伸粘附测试达到了0.8MPa，而对比例2的油脂粘附测试达到了0.7MPa。这可能是因为石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维的复配具有很好的协同增效作用。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种抗高水压生态型盾尾密封油脂，其特征在于，原料按质量份数计，包括：基础油20-60份、无机粉30-70份、复混纤维3-11份和缓蚀剂1-2份；
所述复混纤维由石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维组成；
所述基础油由加氢处理后的植物油和聚异戊二烯组成；所述加氢处理后的植物油和聚异戊二烯的质量比为10:1-2:1；
所述石墨烯内暖纤维和PHB/PLA复合纤维的质量比为1:1；
所述复混纤维由短纤维、中纤维和长纤维组成；所述短纤维的长度为0.3-0.5mm，所述中纤维的长度为0.6-0.9mm，所述长纤维的长度为1.0-2.0mm；所述短纤维、中纤维和长纤维的质量比为1:1:1-6:3:1；
所述缓蚀剂为聚天冬氨酸；
所述抗高水压生态型盾尾密封油脂的制备方法包括以下步骤：按预设比例将原料混合，搅拌均匀，得到所述抗高水压生态型盾尾密封油脂；
所述搅拌的时间为3h，设备为行星搅拌机。
2.根据权利要求1所述的抗高水压生态型盾尾密封油脂，其特征在于，所述无机粉为滑石粉、碳酸钙、碳酸镁和氧化钙中的一种或多种。
3.一种权利要求1或2所述的抗高水压生态型盾尾密封油脂在盾构机盾尾密封中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310821324.0A CN116855303B (zh) | 2023-07-06 | 2023-07-06 | 一种抗高水压生态型盾尾密封油脂 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310821324.0A CN116855303B (zh) | 2023-07-06 | 2023-07-06 | 一种抗高水压生态型盾尾密封油脂 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116855303A CN116855303A (zh) | 2023-10-10 |
| CN116855303B true CN116855303B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=88233503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310821324.0A Active CN116855303B (zh) | 2023-07-06 | 2023-07-06 | 一种抗高水压生态型盾尾密封油脂 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116855303B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102925260A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-13 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
| CN108865372A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-23 | 中铁四局集团有限公司 | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法 |
| CN112480997A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-12 | 信达化工科技有限公司 | 一种高抗水性盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
| CN112500908A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-16 | 信达化工科技有限公司 | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
| CN114736727A (zh) * | 2020-12-03 | 2022-07-12 | 爱荷华州立大学研究基金会公司 | 固体干式润滑剂 |
-
2023
- 2023-07-06 CN CN202310821324.0A patent/CN116855303B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102925260A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-13 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
| CN108865372A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-11-23 | 中铁四局集团有限公司 | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法 |
| CN114736727A (zh) * | 2020-12-03 | 2022-07-12 | 爱荷华州立大学研究基金会公司 | 固体干式润滑剂 |
| CN112480997A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-12 | 信达化工科技有限公司 | 一种高抗水性盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
| CN112500908A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-16 | 信达化工科技有限公司 | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 一种盾尾密封油脂的配方研究与性能表征;王德乾;;隧道建设(04);全文 * |
| 生物基聚合物PHBV和PLA复合材料在不同介质中的生物降解及其影响因素;陈海燕;吴丰昌;魏源;Andrea Corti;Emo Chiellini;白英臣;冯伟莹;张琛;;中国环境科学(07);全文 * |
| 盾尾密封油脂性能评价方法研究;严振林;郭京波;;石家庄铁道大学学报(自然科学版)(04);全文 * |
| 盾尾密封脂现状与发展方向;王先会;畅海潮;刘坤;张军;;工程机械(11);全文 * |
| 盾构/TBM渣土改良与盾尾密封技术研究进展;万泽恩;《隧道与地下工程灾害防治》;第1卷(第4期);全文 * |
| 盾构法隧道的盾尾防水密封与盾尾密封油脂;朱祖熹;;中国建筑防水(07);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116855303A (zh) | 2023-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2797305C (en) | Rubber asphalt and preparation method thereof | |
| CN107353976B (zh) | 一种盾构机专用盾尾密封油脂及其制备方法 | |
| CN111253998B (zh) | 一种盾尾密封油脂及其制备方法和应用 | |
| CN108865372B (zh) | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法 | |
| US10150870B2 (en) | High-grade mastic asphalt composition and paving construction method using the same | |
| CN109628076B (zh) | 一种用于土压平衡盾构的泡沫剂组合物及其制备方法 | |
| KR101589022B1 (ko) | 부착 성능이 개선된 개질 아스팔트 바인더 및 이를 이용한 아스팔트 콘크리트 | |
| CN111961453A (zh) | 一种高强度高吸水可降解堵漏剂及其制备方法 | |
| CN116855303B (zh) | 一种抗高水压生态型盾尾密封油脂 | |
| US8535561B2 (en) | Tail seals | |
| CN110078986A (zh) | 一种双功能膨胀弹性体材料的制备方法 | |
| CN111892983B (zh) | 一种无害、阻燃盾尾密封脂及其制备方法 | |
| He et al. | Strength and hygroscopic behavior of biopolymer-treated silty sand under remodeling and dry-wet cycles | |
| CN106009506B (zh) | 一种清水防渗胶及其制备方法与应用 | |
| CN1958714A (zh) | 一种顶管作业用顶进泥浆 | |
| CN112680269A (zh) | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法 | |
| CN111748331A (zh) | 一种含有聚乙醇酸的组合物及其应用 | |
| CN114214102A (zh) | 一种生物基酯盾尾密封脂及其制备方法 | |
| CN109504509A (zh) | 一种堵漏型盾尾密封油脂及其制备方法 | |
| CN107298961A (zh) | 一种电力系统用绝缘防水密封胶 | |
| Zhang et al. | Primary research on preparation and properties of shield tail sealing grease | |
| RU2291178C1 (ru) | Двухкомпонентная герметизирующая мастика | |
| CN109705828A (zh) | 一种耐高温封堵剂及其制备方法 | |
| JPH08231956A (ja) | 可塑性止水材 | |
| CN112500908A (zh) | 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |