[发明专利]一种盾构掘进机专用盾尾密封油脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种地下隧道工程盾构法施工中使用的盾构掘进机专用盾尾密封油脂及其制备方法。所述盾构掘进机专用盾尾密封油脂由下列原料组成：基础油8～25重量份、粘度指数改性剂10～20重量份、金属皂基稠化剂1～5重量份、附着力促进剂2～10重量份、润滑脂2～10重量份、填料25～50重量份、膨润土5～10重量份、纤维2～5重量份、防霉变剂0.1～3重量份；所述基础油为I类、II类或III类加氢精制基础油、机械油、植物油中的一种或多种，优选II类加氢精制基础油。该密封油脂制备工艺简单、环保无毒、可生物降解，具有泵送性能优异、抗挥发性好、止水密封性能出色、润滑效果好、性能稳定、粘附性强等优点，且对金属有防腐防锈能力。

技术领域

本发明属于密封油脂技术领域，具体涉及一种地下隧道工程盾构法施工中盾构掘进机专用盾尾密封油脂及其制备方法。

背景技术

随着我国地铁、综合管廊、公路、铁路等事业迅速发展，地下隧道工程建设蒸蒸日上。据统计，约有75％的运营线路为地铁，预计至2022年，地铁总长度将达到8033.3公里，从2017年起新增4919.6公里。盾构技术是国内外广泛采用的地下隧洞全机械化开挖施工技术，在我国未来城市地下空间开发利用中应用前景十分广阔，其关键是使用了盾构掘进机。盾尾密封油脂是隧道盾构掘进机钢丝刷型盾尾的主要配套材料之一，起到润滑、密封、防水、防蚀作用，可有效保护盾尾和隔绝泥浆，保障盾构顺利推进，同时对盾构有防蚀和减小磨损的效果。

盾尾密封油脂产品供应长期被国外公司垄断(如法国CONDAT公司、法国道达尔、日本三菱商事、美国壳牌、美孚、德国巴斯夫等)，而我国相关技术研究较晚。经过十多年的技术发展，国外盾尾密封油脂技术逐渐成熟，国内很多企业、大专院校和科研机构进行了盾尾密封油脂技术的研究，开发的产品基本能够满足国内盾构施工中的应用要求，但不同厂家的产品性能参差不齐。一种高性能盾尾密封油脂应具备出色的抗水压密封性能、宽温度范围内优异的可泵送性、良好的润滑效果、稳定的产品质量、较强的粘附能力、防腐防锈以及环境友好等特点，以有效保障地下隧道盾构施工中盾构掘进机的安全、高效、顺利掘进。

目前，国内隧道盾构法施工所采用的盾尾密封油脂主要是进口产品，尤其是越江、海底隧道盾构施工，其性能存在较大优势，但价格昂贵，施工成本高。虽然国内盾尾密封油脂已得到长足发展，但市场上性能优异、质量稳定的产品相对较少，主要存在挥发性大、抗水压密封能力欠佳、高温粘附性弱、温度变化时稠度变化较大等问题。

中国专利CN106244299A公开了一种盾尾密封油脂，该隧道工程掘进设备盾构机盾尾密封油脂的组分组成为：基础油15～30％、润滑脂10～20％、增粘剂2～8％、附着力促进剂1～5％、纤维5～10％、粉填料30～50％；本发明主要由基础油、润滑脂、纤维和填料组合而成，特别地还添加了附着力促进剂，利用附着力促进剂与基材表面的相互作用力增强产品的粘附力和稳定性；产品性能稳定，长时间暴露在空气中亦无离析、干裂现象，遇热不产生下垂和流淌，低温下亦能保持较好的泵送性能；对金属具有优异的粘附力和一定的防腐蚀性，兼具出色的止水和润滑效果，易生物降解，环保无毒；但是其抗水压密封性仍然较差，水流冲失量较高。

中国专利CN106906031A公开了一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂，该油脂由按重量百分比的以下组分组成：基础油150N 8～18％，聚异丁烯10～30％，锂基脂10～30％，有机膨润土1～10％，木质纤维素2～6％，矿物纤维1～5％，碳酸钙20～40％，硫酸钡5～10％，滑石粉5～10％。该发明耐高水压盾构用盾尾密封油脂在实验室25℃下，能耐6MPa的水压，在实际盾构现场施工中，能耐0.45～0.65MPa的高水压其抗水压密封性较好，但是水流冲失量较高，且泵送性较差。

针对上述问题，开发一种密封性能出色、宽温度范围泵送性能优异、粘附能力强、润滑效果好、质量稳定的环境友好型盾构掘进机专用高性能盾尾密封油脂是势在必行。

发明内容