[发明专利]一种环保型盾尾密封剂及其制备方法

说明书

本发明涉及C09K3/10领域，尤其涉及一种环保型盾尾密封剂及其制备方法，按重量份计，制备原料包括：增塑剂10‑30份、增粘剂1‑20份、泵送性改进剂1‑5份、增强剂1‑15份、填充剂35‑60份、润滑改进剂1‑5份。本发明所述的盾尾密封剂基于提高其触变性的基础上，通过填充剂、增强剂、润滑改进剂的添加，还赋予了密封剂良好的耐寒性，减少低温脆性，增强密封剂的空间体积，减少用量，在硬度较高的岩石层掘进时能够具有良好的耐磨性和阻燃性，1号钙基润滑脂的添加还赋予密封剂良好的防水性和泵送性。所制备的密封剂兼具粘附性与流动性，可以实现钢丝刷和盾尾的同时使用。

技术领域

本发明涉及C09K3/10领域，尤其涉及一种环保型盾尾密封剂及其制备方法。

背景技术

盾构机是一种用于地下工程如地铁、隧道等对岩石地层挖掘的机器，盾构机的头部在向前掘进的同时在隧道两侧搭建板材，而为防止板材与盾尾的摩擦，施工时会在盾尾表面和钢丝刷表面涂抹密封剂。盾尾密封剂的使用方式一般情况下依次为，在盾构掘进开始前，密封剂涂抹在钢丝刷之间，此时的密封剂应具有一定的粘附性，以长期粘附在钢丝刷表面，盾构工作后，通过油脂泵将密封剂泵入盾尾与板材的缝隙，此时的密封剂应具有一定的流动性和泵送性，而现有技术无法兼具粘附性与流动性，因此往往使用两种不同粘度的密封剂。

CN101705139A公开了盾构掘进机的盾尾密封油脂，采用较为常规的填充剂和植物油进行润滑密封，具有良好的防水性，而其体系粘度为固定值，无法兼具钢丝刷与盾尾的同时使用。

CN110684582A公开了一种环保型盾尾密封油脂及其制备方法，所制备的密封剂润滑性密封性好，具有环保性能，但对于质地坚硬岩石矿层的挖掘，该密封剂并不具有良好的耐磨效果。

发明内容

本发明的第一个方面提供了一种环保型盾尾密封剂，按重量份计，制备原料包括：增塑剂10-30份、增粘剂1-20份、泵送性改进剂1-5份、增强剂1-15份、填充剂35-60份、润滑改进剂1-5份。

作为一种优选的实施方式，所述增塑剂包括氯化石蜡、磷酸三丁酯、二甲基硅油、甲基苯基硅油、邻苯二甲酸类物质中的至少一种。

作为一种优选的实施方式，所述增粘剂包括聚丙烯、天然松香树脂、C5石油树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸酯共聚物树脂、三元共聚高弹性树脂、聚丁烯、聚酯树脂、硅树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、糠醛树脂中的至少一种。

优选的，所述增粘剂为聚丙烯，所述聚丙烯的熔融指数(2.16kg，230℃)为20-30g/10min。

优选的，所述聚丙烯的熔融指数(2.16kg，230℃)为26g/10min。

优选的，所述聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度(-20℃)为10-15J/m。

优选的，所述聚丙烯的悬臂梁缺口冲击强度(-20℃)为13J/m。

密封剂通常会涂抹在钢丝刷上和泵入到盾尾的孔隙里，对于涂抹式需要密封剂粘度够大，而泵入式需要密封剂流动性够大，因此需要盾尾密封剂兼具粘附性和流动性。而现有技术中的密封剂无法同时达到上述效果，往往选择选用两种粘度不同的密封剂分别使用。

申请人发现，聚丙烯的加入可以显著提高密封剂的触变性，使之在静态涂抹时粘度大，而在匀速搅拌后泵出又会展现出很强的流动性，分析可能的原因在于聚丙烯的线性结构能够加强密封剂组分内的分子结构规整性，在匀速剪切力的作用下，剪切时间的延长会提高分子间的取向程度并降低缠结程度，表观粘度下降，表现出一定的流体性质。剪切力的消失后，组分内的分子由于惯性表现出的运动更趋向于分子链的缠结，此时的线性结构更像是线一样将组分内的其他物质团结缠绕，表现出静态的粘附力增强，由此赋予密封剂显著的触变性。

作为一种优选的实施方式，所述泵送性改进剂包括C5石油树脂、C9石油树脂中的一种或多种。