一种生态友好型盾尾密封油脂及其制备方法和应用技术

本公开涉及一种生态友好型盾尾密封油脂及其制备方法和应用，以重量份计，所述密封油脂包括如下组份：基础油15

【技术实现步骤摘要】
一种生态友好型盾尾密封油脂及其制备方法和应用


[0001]本公开涉及隧道与地下工程施工材料
，尤其涉及一种生态友好型盾尾密封油脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]盾构机是城市轨道交通盾构施工最常用的装备，盾尾密封油脂作为盾构机尾部系统中最重要的组成部分，其抗水压密封能力决定了盾尾密封的上限。尤其是当盾构机遇到水压力高、地层渗透系数高以及地质条件异常复杂的工况，易导致盾构机盾尾密封失效，一旦盾尾密封失效，轻则地基下沉，重则可能导致地面上构筑物坍塌，施工风险极大。因此，施工单位对盾尾密封油脂的综合性能要求很高，要求其具备优异的抗水压密封性、良好泵送性以及粘附性。
[0003]由于目前市场上常用的盾尾密封油脂组分中的基础油、增粘剂、润滑剂等组分大多都是来自化工原料，对环境不友好；随着对环境保护要求的提高，我们对密封油脂的环保性提出了一定的要求。
[0004]CN112159698A公开了一种环保型盾尾密封油脂，其配方组分包括基础油、填充剂、润滑剂、增粘剂、附着力改进剂、增强剂、微胶囊，该专利申请中的密封油脂与基材表面具有较好的相互作用，但是由于基础油、润滑剂和增粘剂均来自化石原料，可生物降解性差，对环境不友好。CN112500908A公开了一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法与应用，其配方组分包括基础油、增粘剂、添加剂、纤维、固体粉料。该专利申请中的基础油采用牛羊油、大豆油、菜籽油中的一种或多种，实现了可生物降解，但是其增粘剂依旧为化石原料衍生品，同时部分纤维还采用了聚丙烯纤维，整个配方体系的生物可降解性有待进一步提高，依旧无法满足环保的要求。
[0005]因此，想要研发一种抗水压密封性好，能满足盾尾密封要求，且绿色环保，可以避免其对地下水、环境和构筑物的污染的密封油脂。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种生态友好型盾尾密封油脂及其制备方法和应用。
[0007]第一方面，本公开提供了一种生态友好型盾尾密封油脂，以重量份计，所述密封油脂包括如下组份：基础油15
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40份、增粘剂5
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20份、增稠流变剂1
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5份、附着力改进剂1
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5份、增强剂3
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8份和填充剂30
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50份。
[0008]本公开通过上述组分的配合，增粘剂和增稠流变剂的添加可以达到较好的增粘效果的同时，增稠和流动性达到平衡，而附着力改进剂可以提高密封油脂对金属、混凝土等的附着力，增强剂则可以起到增强作用；在本公开中，各组分相互配合，可以使得到的密封油脂具有较优的抗水压密封性的同时，稠度和泵送性实现平衡，进而使密封油脂具有较优的应用效果。
[0009]所述基础油15
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40份可以是18份、20份、22份、25份、28份、30份、32份、35份、38份等；所述增粘剂5
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20份可以是8份、10份、12份、15份、18份等；所述增稠流变剂1
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5份可以是2份、3份、4份等；所述附着力改进剂1
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5份可以是2份、3份、4份等；所述增强剂3
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8份可以是4份、5份、6份、7份等；所述填充剂30
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50份可以是32份、35份、38份、40份、42份、45份、48份等。
[0010]作为本公开的一种优选技术方案，以重量份计，所述密封油脂为100份。
[0011]为了得到一种生态友好的，环保的密封油脂，作为本公开的一种优选技术方案，所述基础油选自棕榈油、蓖麻油、油菜籽油、环氧大豆油、山茶油、玉米油、花生油、工业大豆油、芝麻油、棉籽油、牡丹籽油、椰子油、核桃油、橄榄油或动物油脂中的任意一种或至少两种的组合，优选环氧大豆油、椰子油、工业大豆油、猪油或鸡油中的任意一种或至少两种的组合。
[0012]本公开优选的基础油具有优良的热稳定性和光稳定性、耐候性优良、良好的流动性和润滑性，能够满足盾尾密封油脂泵送性能的要求，同时，本公开限定的基础油均为天然无毒、可生物降解的材料，对生态友好，安全环保。
[0013]为了与基础油相互配合，作为本公开的一种优选技术方案，所述增稠流变剂选自纳米级和/或微米级气相二氧化硅、氢化蓖麻油、脱水蓖麻油、有机蒙脱石或凹凸棒土中的任意一种或至少两种的组合，优选有机蒙脱石。
[0014]本公开优选的有机蒙脱石具有片层结构，层间距约为5～10nm，可以为基础油和增粘剂进入片层之间提供空间，进而实现了有机蒙脱石的增稠分散；同时，有机蒙脱石在剪切作用下还可以使片层滑移，即有机蒙脱石的添加还可以赋予密封油脂较强的流动性，因此，本公开优选有机蒙脱石可以实现密封油脂的“稠度和泵送性”的平衡。
[0015]本专利技术优选的基础油为环氧大豆油、椰子油、工业大豆油、猪油或鸡油中的任意一种或至少两种的组合，其与有机蒙脱石具有良好的协同效果，特定的基础油与有机蒙脱石相互配合可以使有机蒙脱石发挥优异的增稠流变效果。
[0016]作为本公开的一种优选技术方案，所述增粘剂选自琼脂、阿拉伯胶、海藻酸、卡拉胶、明胶、瓜尔胶、胡麻胶、黄原胶、羧甲基纤维素、甲基纤维素、淀粉胶、糊精胶、豆胶、木质素胶、单宁胶、蛋白胶、天然树脂胶、天然橡胶浆和聚异丁烯中的任意一种或至少两种的组合，优选聚异丁烯和/或瓜尔胶。
[0017]本公开优选的瓜尔胶天然无毒，生物可降解，为可再生资源；而聚异丁烯无色无味，且透明，增粘效果好；同时虽然聚异丁烯属于化工原料的衍生物，但是无毒且不含重金属，对环境友好。
[0018]为了实现较好的增粘效果的同时实现生态友好，作为本公开的一种优选技术方案，所述增粘剂为聚异丁烯和瓜尔胶，所述聚异丁烯的添加量为5份，所述瓜尔胶的重量份为0
‑
15份，例如2份、5份、8份、10份、12份等。本公开同时添加聚异丁烯和瓜尔胶，可以使聚异丁烯在较小的添加量的情况下，与瓜尔胶相互配合，实现优异的增粘效果，此种方式可以降低聚异丁烯的含量，使本公开的密封油脂真正实现安全环保，对生态友好。
[0019]作为本公开的一种优选技术方案，所述附着力改进剂选自γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
巯丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅
烷、乙烯基三氯硅烷、苯基氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
‑
氯丙基三乙氧基硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生态友好型盾尾密封油脂，其特征在于，以重量份计，所述密封油脂包括如下组份：基础油15
‑
40份、增粘剂5
‑
20份、增稠流变剂1
‑
5份、附着力改进剂1
‑
5份、增强剂3
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8份和填充剂30
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50份。2.根据权利要求1所述的密封油脂，其特征在于，所述基础油选自棕榈油、蓖麻油、油菜籽油、环氧大豆油、山茶油、玉米油、花生油、工业大豆油、芝麻油、棉籽油、牡丹籽油、椰子油、核桃油、橄榄油或动物油脂中的任意一种或至少两种的组合，优选环氧大豆油、椰子油、工业大豆油、猪油或鸡油中的任意一种或至少两种的组合；和/或，所述增稠流变剂选自纳米级和/或微米级气相二氧化硅、氢化蓖麻油、脱水蓖麻油、有机蒙脱石或凹凸棒土中的任意一种或至少两种的组合，优选有机蒙脱石。3.根据权利要求1或2所述的密封油脂，其特征在于，所述增粘剂选自琼脂、阿拉伯胶、海藻酸、卡拉胶、明胶、瓜尔胶、胡麻胶、黄原胶、羧甲基纤维素、甲基纤维素、淀粉胶、糊精胶、豆胶、木质素胶、单宁胶、蛋白胶、天然树脂胶、天然橡胶浆和聚异丁烯中的任意一种或至少两种的组合，优选聚异丁烯和/或瓜尔胶；优选地，所述增粘剂为聚异丁烯和瓜尔胶，所述聚异丁烯的添加量为5份，所述瓜尔胶的重量份为0
‑
15份。4.根据权利要求1
‑
3中的任一项所述的密封油脂，其特征在于，所述附着力改进剂选自γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
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巯丙基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β
‑
甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三氯硅烷、苯基氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸基丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ
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氯丙基三乙氧基硅烷或三乙氧基甲基硅烷中的任意一种或至少两种的组合，优选乙烯基三(β
‑
甲氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德乾，王立新，斯芳芳，黄超，谌启发，孙世豪，李博，谢宇飞，王明杰，汤冕，严振林，沈锐，锁丽丽，吴兴光，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：