一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用

文档序号:845687 发布日期:2021-03-16 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用 (Environment-friendly shield tail sealing grease and preparation method and application thereof ) 是由 任彬 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本发明属于盾尾密封油脂技术领域,具体涉及一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用。本发明的环保型盾尾密封油脂,由下列重量百分比的原料组成,包括基础油10-30份,增粘剂10-25份,添加剂2-5份,纤维2-4份,固体粉料35-55份,其中所述基础油包括牛羊油、大豆油、菜籽油中的一种或多种,使得该密封油脂具有优异的生物降解性能,避免对城市地下水及土壤的污染,安全环保,可满足客户对盾尾密封油脂类环保性的要求指标,根本上解决客户需求,产生十分巨大的市场影响和经济效益。(The invention belongs to the technical field of shield tail sealing grease, and particularly relates to environment-friendly shield tail sealing grease and a preparation method and application thereof. The environment-friendly shield tail sealing grease disclosed by the invention comprises the following raw materials, by weight, 10-30 parts of base oil, 10-25 parts of tackifier, 2-5 parts of additive, 2-4 parts of fiber and 35-55 parts of solid powder, wherein the base oil comprises one or more of adeps bovis seu Bubali, soybean oil and rapeseed oil, so that the sealing grease has excellent biodegradability, avoids pollution to urban underground water and soil, is safe and environment-friendly, can meet the requirement index of a client on the environment friendliness of the shield tail sealing grease, radically solves the client demand, and generates very large market influence and economic benefit.)

一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于盾尾密封油脂技术领域,具体涉及一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用。

背景技术

进入本世纪以来,我国大力发展国家基建项目,如地铁、公路、铁路、市政给排水和污水管道、水电、穿山江河湖泊等隧道,在这些施工中大范围采用盾构法。盾构法在盾构机掘进过程中,因盾壳和管片外壁之间存在间隙,为了防止盾壳外部水和泥砂等进入盾构内,必须对盾尾和管片间隙进行密封处理。密封盾尾刷与管片之间存在摩擦,摩擦力过大容易损坏盾尾装置,需要在盾尾密封刷之间填充密封油脂,以减小管片与盾尾刷之间的摩擦力。盾尾密封油脂成了盾构法施工中盾尾密封最不可少的材料之一。

然而在盾尾密封油脂使用中,油脂会接触到地下水及土壤,且漏失部分会长期存在于地下。随着国家环境保护要求的提高,国家对盾尾密封油脂的可生物降解性、对水中鱼类及浮游生物的毒性以及对土壤中残留物的致毒性等的绿色环保要求也日益提高,如苏州市政部门就专门研讨过地铁隧道盾构法施工中所用盾尾油脂在GB/T21809-2008《蚯蚓急性毒性》、GB/T21828-2008《溞类21天繁殖试验》、GB/T21807-2008《鱼类胚胎-卵黄囊吸收阶段的短期毒性试验》、GB/T21801-2008《快速生物降解》、GB/T21818-2008《固有生物降解》等国家标准检测指标中是否达标的问题,而现国内各油脂品牌所生产的油脂皆为矿物质原料加工而成,该油脂一旦进入大自然基本不会被降解,且对土壤和水体存在一定的致毒性,所以目前乃至未来的盾构施工工程中迫切需要一种能满足正常施工使用,且对生态环境能达到绿色环保等检测要求的盾尾密封油脂。

发明内容

为了解决现有盾尾密封油脂不具有生物降解,易对生态环境产生危害,等问题,本发明提供一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种环保型盾尾密封油脂,由下列重量百分比的原料组成,包括基础油10-30份,增粘剂10-25份,添加剂2-5份,纤维2-4份,固体粉料35-55份,其中所述基础油包括牛羊油、大豆油、菜籽油中的一种或多种。

进一步的,增粘剂包括聚异丁烯、醇酸树脂、乙丙橡胶中的一种或多种。

进一步的,添加剂为膨润土。

进一步的,纤维为合成纤维,所述合成纤维包括木质素、聚丙烯纤维、PLA纤维中的一种或多种。

进一步的,木质素、聚丙烯纤维、PLA纤维的质量比为1:1.5-2.0:2.0-3.0。

进一步的,固体粉料包括无水碳酸钙、云母粉中的一种或多种。

一种环保型盾尾密封油脂的制备方法,制备上述的环保型盾尾密封油脂,其方法包括以下步骤:

S1:将基础油加入至搅拌釜中搅拌,并升温至40-60℃;

S2:将添加剂缓慢加入至搅拌釜中,继续搅拌3-5min;

S3:将增粘剂匀速加入至搅拌釜中,继续搅拌5-6min,充分混合均匀;

S4:切换搅拌模式,将合成纤维缓慢加入搅拌釜中,继续搅拌1-2min;

S5:切换搅拌模式,将固体粉料匀速加入至搅拌釜中,继续搅拌35-45min,获得环保型盾尾密封油脂。

进一步的,搅拌模式包括正转搅拌模式、反转搅拌模式中的一种。

一种环保型盾尾密封油脂的应用,将上述的环保型盾尾密封油脂应用于盾构法隧道施工中盾构机盾尾的密封,并进行环保性能和理化性能测试;所述环保性能测试包括蚯蚓急性毒性、溞类21天繁殖试验、鱼类胚胎-卵黄囊吸收阶段的短期毒性试验、快速生物降解试验、固有生物降解试验中的一种或多种;所述理化性能测试包括锥入度/温度、泵送性、抗水压密封性中的一种或多种。

进一步的,环保性能中蚯蚓急性毒性:14d-LC>1000mg/kg;溞类21天繁殖试验:NOEC>10.0mg/L、鱼类胚胎-卵黄囊吸收阶段的短期毒性试验:NOEC>10.0mg/L;快速生物降解试验:28天试验周期内的10天观察期中降解率≥60%;固有生物降解试验:28天试验周期内降解率≥60%;所述理化性能中锥入度/25℃为220-240;泵送性30±2s;抗水压密封性为无滴水。

本发明的环保型盾尾密封油脂由下列重量百分比的原料组成,包括基础油10-30份,增粘剂10-25份,添加剂2-5份,纤维2-4份,固体粉料35-55份,其中所述基础油包括牛羊油、大豆油、菜籽油中的一种或多种,使得该密封油脂具有优异的生物降解性能,避免对城市地下水及土壤的污染,安全环保,可满足客户对盾尾密封油脂类环保性的要求指标,根本上解决客户需求,产生十分巨大的市场影响和经济效益。

附图说明

图1为环保型盾尾密封油脂的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种环保型盾尾密封油脂,由下列重量百分比的原料组成,基础油10-30份,增粘剂10-25份,添加剂2-5份,纤维2-4份,固体粉料35-55份,其中所述基础油包括牛羊油、大豆油、菜籽油等,从而使得使得该密封油脂具有优异的生物降解性能,避免对城市地下水及土壤的污染,安全环保,可满足客户对盾尾密封油脂类环保性的要求指标,根本上解决客户需求,产生十分巨大的市场影响和经济效益。

作为本发明的优选实施例,其还可具有以下附加技术特征:增粘剂包括聚异丁烯、醇酸树脂、乙丙橡胶等,其中聚异丁烯简称PB,是一种无色、无味、透明的优良增粘剂,增粘效果好、耐低温性良好,无毒环保,用于耐高水压盾构用盾尾密封油脂中,能提高其粘性,保证密封耐水压性能;醇酸树脂具有极性较强的基团,带有较强的电荷,既能与金属基材表面反应形成较强的化学键,又能增强产品中纤维和油脂的粘结能力,从而提高盾尾密封油脂的粘附力和粘结力;乙丙橡胶以乙烯、丙烯为主要单体的合成橡胶,具有优异的低密度高填充性、耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、充油性及常温流动,能够填充于钢丝刷的孔间间隙,有效防止土沙和泥土的渗入,起到密封和保护作用。该增粘剂相互配合使用不仅提高该密封油脂的粘结能力,而且提高该密封油脂的密封性和抗水性。

本实施例中,添加剂为膨润土,是一种增稠流变剂,与基础油混合,可制备润滑剂,提高该密封油脂的润滑性能,同时该膨润土与其他物质相互配合能够提高该密封油脂的防水效果和附着能力。

本实施例中,纤维为合成纤维,所述合成纤维包括木质素、聚丙烯纤维、PLA纤维中的一种或多种;木质素、聚丙烯纤维、PLA纤维的质量比为1:1.5-2.0:2.0-3.0,优选地为1:1.6:2.5,使得该合成纤维能够与配方中的其他物质相互配合,提高该密封油脂的防水效果和附着能力。该木质纤维素无毒环保,可生物降解,具有三维网状结构,作为油脂的骨架组分,尤其适用于耐高水压盾构用盾尾密封油脂,保证其耐高水压性,且与聚丙烯纤维、PLA纤维相互配合能够提高该密封油脂的防水效果和附着能力。

本实施例中,固体粉料包括无水碳酸钙、云母粉中的一种或多种,该固体粉料具有导热系数小、阻燃、质轻、吸音、绝缘、机械强度高、对人体无毒害、无刺激等独特优点,用于该高抗水性盾构用盾尾密封油脂中,提高其耐水压性能和稠度。

如图1所示,一种环保型盾尾密封油脂的制备方法,制备上述的环保型盾尾密封油脂,其方法包括以下步骤:

S1:将基础油加入至搅拌釜中搅拌,开启正转搅拌,并升温至40-60℃;

S2:将添加剂缓慢加入至搅拌釜中,继续搅拌3-5min;

S3:将增粘剂匀速加入至搅拌釜中,继续搅拌5-6min,充分混合均匀;

S4:切换成反转搅拌模式,将合成纤维缓慢加入搅拌釜中,继续搅拌1-2min,使得各个原料能够充分混合均匀,有效避免出现团状;

S5:开启正转搅拌模式,将固体粉料匀速加入至搅拌釜中,继续搅拌35-45min,获得环保型盾尾密封油脂。

下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

实施例一

将牛羊油600g匀速倒入搅拌釜中,并开启正转搅拌,并升温至60℃。然后,将处理好的膨润土60g缓缓倒入搅拌釜中,继续搅拌3-5min,再将聚异丁烯300g和醇酸树脂150g匀速倒入搅拌釜中继续搅拌5min,充分混合均匀,而后将切换成反转搅拌模式,将合成纤维60g缓慢加入搅拌釜中,搅拌1-2min;最后,开启正转搅拌模式,匀速将云母粉75g、钙粉1350g倒入搅拌釜中,保持搅拌40min,即得环保型盾尾密封油脂。

实施例二

将菜籽油430g匀速倒入搅拌釜中,并开启正转搅拌,并升温至50℃。然后,将处理好的膨润土100g缓缓倒入搅拌釜中,继续搅拌3-5min,再将聚异丁烯220g和醇酸树脂230g匀速倒入搅拌釜中继续搅拌5min,充分混合均匀,而后将切换成反转搅拌模式,将合成纤维55g缓慢加入搅拌釜中,搅拌1-2min;最后,开启正转搅拌模式,匀速将云母粉75g、钙粉1400g倒入搅拌釜中,保持搅拌40min,即得环保型盾尾密封油脂。

实施例三

将大豆油500g匀速倒入搅拌釜中,并开启正转搅拌,并升温至40℃。然后,将处理好的膨润土125g缓缓倒入搅拌釜中,继续搅拌3-5min,再将乙丙橡胶100g和醇酸树脂430g匀速倒入搅拌釜中继续搅拌5min,充分混合均匀,而后将切换成反转搅拌模式,将合成纤维55g缓慢加入搅拌釜中,搅拌1-2min;最后,开启正转搅拌模式,匀速将云母粉75g、钙粉1350g倒入搅拌釜中,保持搅拌40min,即得环保型盾尾密封油脂。

一种环保型盾尾密封油脂的应用,将实施例1-3制得的环保型盾尾密封油脂应用于盾构法隧道施工中盾构机盾尾的密封,并进行环保性能和理化性能测试;其中,环保性能测试包括蚯蚓急性毒性、溞类21天繁殖试验、鱼类胚胎-卵黄囊吸收阶段的短期毒性试验、快速生物降解试验、固有生物降解试验;所述理化性能测试包括锥入度/温度、泵送性、抗水压密封性等,具体检测结果见表1。

表1环保型盾尾密封油脂的环保性能和理化性能数据

通过本发明3个实施例的上述各项指标检测(如上表1),可见该环保型盾尾密封油脂具有优异的生物降解性能,避免了对城市地下水及土壤的污染,安全环保,可满足客户对盾尾密封油脂类环保性的要求指标,根本上解决了客户需求,可产生十分巨大的市场影响和经济效益。本发明通过严格控制原料选择、工艺投料顺序、搅拌时间和检测项等控制,制备出的环保型盾尾密封油脂可应用于盾构法隧道施工中盾构机盾尾的密封。

在不出现冲突的前提下,本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。

可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

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