一种泥岩分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种泥岩分散剂及其制备方法，属于土壤调节材料或土壤稳定材料技术领域。所述泥岩分散剂由以下原料按质量百分比组成：润湿剂3～5％，扩散剂I 2～6％，扩散剂II 5～10％，表面活性剂5～8％，增稠剂0.3～0.6％，稳泡剂0.5％，余量为水。本发明专利技术提供的泥岩分散剂具有高润湿性和高分散性，可以快速分解聚集的粘土，有效预防盾构机刀盘和土仓结饼和团塞，保证盾构机出土顺畅。保证盾构机出土顺畅。

【技术实现步骤摘要】
一种泥岩分散剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于土壤调节材料或土壤稳定材料
，具体涉及一种泥岩分散剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]盾构施工已成为隧道施工中最常用的施工方法，在盾构施工中需要对土壤进行改良，常用的土壤改良剂包括膨润土、泡沫剂、高分子聚合物等，但是这些土壤改良剂仅适用于常规地层。当盾构机掘进到泥岩等粘土地层，盾构机刀盘旋转切削粘土，在高温高压下，粘土容易固结在刀盘上，造成盾构机推进打滑，掘进扭矩增大，损坏盾构机。同时粘土进入土仓后，会被进一步挤压成饼状形成泥饼，造成盾构机出土困难。因此，目前急需提供一种针对粘土地层的土壤改良剂。
[0003]中国专利CN112342028B中公开了一种盾构分散剂及其制备方法和应用，该盾构分散剂由如下质量百分比的原料制备而成：螯合剂1 2％～8％、螯合剂2 1％～5％、螯合剂3 1.5％～8％、阴离子表面活性剂0.2％～8％、两性表面活性剂1％～4％、陶瓷分散剂5％～8％、渗透剂1％～3％、水55％～80％；所述螯合剂1为柠檬酸钠；所述螯合剂2为乙二胺四乙酸；所述螯合剂3为三聚磷酸钠和焦磷酸钠的混合物；所述阴离子表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、α
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烯烃磺酸钠和十二烷基醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的至少一种；所述两性表面活性剂为椰油酰胺丙基甜菜碱。该专利申请中制备的分散剂起主要作用的为螯合剂，通过不同种类螯合剂的复配，来达到分散粘土的目的。但是由与螯合剂本身的特性，其耐酸碱pH和耐高温性能较差，例如三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠，其在高温下会发生水解，同时其螯合能力受pH值影响较大，一般只能在碱性条件下使用。柠檬酸和葡糖糖酸在酸性条件下羟基与羟基不会离解成氧负离子，导致螯合能力很弱，因此其分散性对环境具有较高的要求，不适宜在酸性条件下使用。
[0004]专利申请CN107603629A中公开了一种环保型盾构泡沫剂及其制备方法，该盾构泡沫剂由以下质量百分含量的原料制成：起泡剂5～18％、稳泡剂4～10％、增黏剂2～8％、分散剂2～6％、保鲜剂0.2～2％、稳定剂0.2～2％、助泡剂0.2～2％、余量为水。该申请中公开了盾构泡沫剂质量稳定，不受存放温度和存放时间影响，具有较长的保质期；然而在该申请的说明书中并未记载不同存储条件下存放盾构泡沫剂的性能测试数据。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种泥岩分散剂，具有高润湿性、高分散性的效果，可以快速瓦解泥饼，保护盾构机不受损害。为了达到这一目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种泥岩分散剂，由以下原料按质量百分比组成：润湿剂3～5％，扩散剂I 2～6％，扩散剂II 5～10％，表面活性剂5～8％，增稠剂0.3～0.6％，稳泡剂0.5％，余量为水；所述润湿剂为环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、4,8
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二丁基萘磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸盐中的至少一种；所述扩散剂I为蓖麻油酸丁酯硫酸钠、蓖麻油磷酸酯盐、蓖麻酸丁酯
硫酸三乙醇胺盐中的至少一种；所述扩散剂II为脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷、分散剂IW中的至少一种。
[0007]优选的，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基苯磺酸钠按质量比(1～3):1组成的混合物。
[0008]进一步优选的，所述泥岩分散剂由以下原料按质量百分比组成：环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物3.7％，蓖麻油酸丁酯硫酸钠2.8％，脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷6.4％，分散剂IW 2.2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4.8％，直链烷基苯磺酸钠2.4％，增稠剂0.5％，稳泡剂0.5％，余量为水。
[0009]进一步优选的，所述泥岩分散剂由以下原料按质量百分比组成：4,8
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二丁基萘磺酸钠3.0％，蓖麻油磷酸酯盐4.8％，脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷7.2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3.2％，直链烷基苯磺酸钠3.2％，增稠剂0.5％，稳泡剂0.5％，余量为水。
[0010]进一步优选的，所述泥岩分散剂由以下原料按质量百分比组成：4,8
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二丁基萘磺酸钠3.2％，顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸盐1.1％，蓖麻油酸丁酯硫酸钠3.4％，脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷4.1％，分散剂IW 4.2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4.3％，直链烷基苯磺酸钠3.7％，增稠剂0.6％，稳泡剂0.5％，余量为水。
[0011]优选的，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、甲基纤维素中的至少一种；所述稳泡剂为硅树脂聚醚乳液。
[0012]本专利技术还提供了上述任一项所述的泥岩分散剂的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1、备料，按照各原料的质量百分比进行备料；
[0014]S2、将所述润湿剂、扩散剂I、扩散剂II、表面活性剂和水加入到搅拌釜中，搅拌使各原料分散；
[0015]S3、向步骤S2得到的分散液中加入所述增稠剂和稳泡剂，搅拌均匀，即得所述泥岩分散剂。
[0016]优选的，步骤S2中以800rpm的转速搅拌60min；步骤S3中以500rpm的转速搅拌40min。
[0017]本专利技术提供的泥岩分散剂，其配方中含有特定比例的润湿剂、扩散剂I、扩散剂II、表面活性剂、增稠剂、稳泡剂和水。其中润湿剂具有优良的润湿、渗透作用，其具有固定的亲水亲油基团，当与粘土表面接触时，亲油基附着于粘土表面，亲水基向外伸向液体中，从而使粘土
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水体系界面的表面张力降低，起到分解粘土的作用。扩散剂I和扩散剂II均具有较强的渗透和分散作用，扩散剂I主要为阴离子型分散剂，其带有负电荷，可通过范德华力吸附于粘土颗粒表面，从而使粘土颗粒因带有同种电荷而产生相互排斥，使粘土颗粒间的粘接性降低。扩散剂II主要为非离子型分散剂，其也可以通过范德华力吸附于粘土颗粒上。当扩散剂I使粘土颗粒均带有负电荷时，扩散剂II通过产生空间位阻效应和渗透水化力，使已吸附负电荷的粘土颗粒在互相接近时又滑动错开，从而进一步使粘土间的粘接强度下降，使粘土颗粒均匀分散在液相中而不再聚集，最终达到预防泥饼产生的目的。
[0018]本专利技术还通过优选扩散剂的种类，将不同种类扩散剂进行复配，从而进一步提高泥岩分散剂整体的渗透性和分散能力，同时还能提高其地质适应性。表面活性剂主要起到辅助作用，本专利技术选用两款阴离子表面活性剂，按照特定比例进行复配，可以产生大量的泡沫。当润湿剂和扩散剂将粘土块分解成粘土颗粒时，因为盾构机刀盘和土仓处于高温高压
的环境下，为了防止粘土颗粒可能出现再度聚集的情况，表面活性剂产生的大量泡沫对粘土颗粒进行润滑，提高粘土的和易性，从而进一步阻止泥饼的产生。增稠剂主要是提高泥岩分散剂的粘度，从而提高泡沫的液膜强度，提高稳泡性能。稳泡剂的作用是进一步提高泡沫的稳泡性能。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的泥岩分散剂，具有高润湿性和高分散性，通过改变微观颗粒电荷状态，将土壤颗粒分散在溶液中。可有效防止刀盘泥饼的形成和土仓内渣土的结块，避免盾构机刀盘、压力仓结饼和团塞，使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泥岩分散剂，其特征在于，由以下原料按质量百分比组成：润湿剂3～5％，扩散剂I 2～6％，扩散剂II 5～10％，表面活性剂5～8％，增稠剂0.3～0.6％，稳泡剂0.5％，余量为水；所述润湿剂为环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物、4,8
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二丁基萘磺酸钠、顺丁烯二酸二仲辛酯磺酸盐中的至少一种；所述扩散剂I为蓖麻油酸丁酯硫酸钠、蓖麻油磷酸酯盐、蓖麻酸丁酯硫酸三乙醇胺盐中的至少一种；所述扩散剂II为脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷、分散剂IW中的至少一种。2.根据权利要求1所述的泥岩分散剂，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和直链烷基苯磺酸钠按质量比(1～3):1组成的混合物。3.根据权利要求2所述的泥岩分散剂，其特征在于，由以下原料按质量百分比组成：环氧乙烷环氧丙烷嵌段共聚物3.7％，蓖麻油酸丁酯硫酸钠2.8％，脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷6.4％，分散剂IW 2.2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠4.8％，直链烷基苯磺酸钠2.4％，增稠剂0.5％，稳泡剂0.5％，余量为水。4.根据权利要求2所述的泥岩分散剂，其特征在于，由以下原料按质量百分比组成：4,8
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二丁基萘磺酸钠3.0％，蓖麻油磷酸酯盐4.8％，脂肪醇聚氧乙烯醚甲基硅烷7.2％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3.2％，直链烷基苯磺酸钠3.2％，增稠剂0.5％，稳泡剂0.5％，余量为水。5.根据权利要求2所述的泥岩分散剂，其特征在于，由以下原...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏清宝，许亮，孙艳，吴志军，胡凯，舒海，
申请(专利权)人：武汉比邻科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：