一种阻燃性手涂型盾尾密封油脂及其制备方法与流程

1.本发明涉及盾构机密封油脂技术领域，尤其涉及一种阻燃性手涂型盾尾密封油脂。


背景技术：

2.盾构机始发前，施工人员将手涂型盾尾密封油脂涂抹到盾尾钢丝刷的内部和表面，使手涂型盾尾密封油脂与钢丝刷充分黏合，为盾构施工中的盾尾密封做好第一道防护。
3.目前市场上所用的手涂型盾尾密封油脂具有易燃性，在盾尾刷部位涂抹完毕之后，施工人员常进行大量焊接工作，如果不小心，焊渣掉入手涂型盾尾密封油脂中，极易引起施工现场着火，随之整个盾尾刷形成“火圈”，严重影响了施工人员的安全。
4.因此，急需研发一种阻燃性手涂型盾尾密封油脂，以保护施工环境和施工人员的安全。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种阻燃性手涂型盾尾密封油脂及其制备方法。
6.为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供一种阻燃性手涂型盾尾密封油脂，以重量份计，包括如下组分：氯化石蜡15～30份，聚异丁烯5
‑
20份，锂基酯8～22份，pet合成纤维2～6份，石棉纤维1～3份，硫酸钡10～15份，氢氧化镁5～10份，氢氧化铝5～10份，轻质碳酸钙20～30份。
8.作为优选，以重量份计，包括如下组分：氯化石蜡21份，聚异丁烯16份，锂基酯11份，pet合成纤维3.5份，石棉纤维2.5份，硫酸钡12份，氢氧化镁8份，氢氧化铝6份，轻质碳酸钙20份。
9.其中，所述氯化石蜡为氯化石蜡52号，是石蜡烃的氯化衍生物的一种，凝固点小于
‑
20℃，具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好等特点。适用于手涂型盾尾密封油脂，用于提高其阻燃性能。
10.其中，所述聚异丁烯简称pb，是一种无色、无味、透明的优良增粘剂，增粘效果好、无毒环保，按照运动粘度大小分为三个型号：pb950，其运动粘度约为300mpa.s；pb1300，其运动粘度约为700mpa.s；pb2400，其运动粘度约为4500mpa.s。pb950粘度最小，低温流动性最好，pb2400粘度最大，低温流动性较差。鉴于本发明产品通过人工涂抹方式，而非泵送模式注入到盾尾刷中，因此优选pb2400作为增粘剂，用于手涂型盾尾密封油脂中，使其粘性大大提高，保证手涂型盾尾密封油脂与盾尾钢丝刷充分粘合。
11.其中，所述锂基酯，简称黄油，是一种常用的润滑剂，具有显著的润滑、防腐、防锈性能，用于该手涂型盾尾密封油脂中，能提高其润滑、防腐和防锈性能。
12.其中，所述pet合成纤维是常用聚酯纤维中的一种，长度为3～5mm，强度高，阻燃性能好，作为油脂的骨架组分，尤其适用于手涂盾尾密封油脂，既满足生产过程中与其他物料
混合均匀，又能提高其水压密封性能与阻燃性能。
13.其中，所述矿物纤维采用石棉纤维，长度为2～3mm，具有导热系数小、阻燃、质轻、吸音、绝缘、机械强度高等独特优点，在电力、冶金、石油化工等行业使用，用于手涂型盾尾密封油脂中，该尺度的石棉纤维可与3～5mmpet纤维形成穿插纤维网络，大大提高其耐水压性能。
14.其中，所述轻质碳酸钙的粒径为400目以上，白度为95以上。
15.其中，所述硫酸钡的粒径为1250目以上,用以提高手涂盾尾密封油脂的致密性，进而提高手涂盾尾密封油脂的水击穿压力。
16.其中，所述氢氧化镁的粒径为325目，白度为80以上。
17.其中，所述氢氧化铝的粒径为325目，白度为80以上。
18.第二方面，本发明提供前述阻燃性手涂型盾尾密封油脂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
19.(1)将氯化石蜡和聚异丁烯先后加入搅拌桶中，设定搅拌桶温度70～90℃，搅拌得到混合液；
20.(2)将所述混合液送入捏合机中，设定捏合机温度60～100℃，再加入pet合成纤维、石棉纤维，搅拌后，继续加入轻质碳酸钙、硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铝和锂基脂，并搅拌；
21.(3)通过双孔径过滤器过滤，即得到手涂型盾尾密封油脂。
22.进一步地，双孔径过滤器过滤时，第一道过滤孔孔径为18mm，第二道过滤孔孔径为12mm。
23.作为优选，步骤(1)的搅拌时间为30分钟；步骤(2)在捏合机中加入pet合成纤维、石棉纤维后，搅拌5分钟，继续加入碳酸钙、硫酸钡、氢氧化镁、氢氧化铝和锂基脂，并搅拌90～120分钟。
24.本发明涉及到的原料或试剂均为普通市售产品，涉及到的操作如无特殊说明均为本领域常规操作。
25.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，得到具体实施方式。
26.本发明的有益效果在于：
27.本发明通过对配方的调整与优化，使制备得到的手涂型盾尾密封油脂产品具有强阻燃性，能离火自息，避免了盾构始发时“焊接”过程中焊渣可能引起的火灾。
28.本发明手涂型盾尾密封油脂产品的水击穿压力最大可达7mpa，具有抗高水压密封性，保证了盾构施工安全。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施
例，而不是全部的实施例。
31.下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
32.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
33.下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
34.实施例1
35.本实施例提供了一种手涂型盾尾密封油脂。该手涂型盾尾密封油脂配方组成由氯化石蜡、聚异丁烯、锂基酯、pet合成纤维、石棉纤维、硫酸钡、轻质碳酸钙、氢氧化铝和氢氧化镁，按照重量计，氯化石蜡21kg，聚异丁烯16kg，锂基酯11kg，pet合成纤维3.5kg，石棉纤维2.5kg，硫酸钡12kg，氢氧化镁8kg，氢氧化铝6kg，轻质碳酸钙20kg。
36.制备时，将21kg氯化石蜡和16kg聚异丁烯先后加入搅拌桶中，设定搅拌桶温度70～90℃，搅拌30min得到混合液；将所述混合液泵送入捏合机中，设定捏合机温度60～100℃，再加入3.5kgpet合成纤维、2.5kg石棉纤维，搅拌5min后，继续加入20kg轻质碳酸钙、12kg硫酸钡、8kg氢氧化镁、6kg氢氧化铝和11kg锂基脂，并搅拌90～120min，通过双孔径过滤器过滤(第一道过滤孔孔径为18mm，第二道过滤孔孔径为12mm)，即得到手涂型盾尾密封油脂。
37.实施例2
38.本实施例提供了一种手涂型盾尾密封油脂。该手涂型盾尾密封油脂配方组成由氯化石蜡、聚异丁烯、锂基酯、pet合成纤维、石棉纤维、硫酸钡、轻质碳酸钙、氢氧化铝和氢氧化镁，按照重量计，氯化石蜡20.5kg，聚异丁烯15kg，锂基酯15kg，pet合成纤维3.5kg，石棉纤维2kg，硫酸钡10kg，氢氧化镁5kg，氢氧化铝5kg，轻质碳酸钙24kg。
39.制备时，将20.5kg氯化石蜡和15kg聚异丁烯先后加入搅拌桶中，设定搅拌桶温度70～90℃，搅拌30min得到混合液；将所述混合液泵送入捏合机中，设定捏合机温度60～100℃，再加入3.5kgpet合成纤维、2kg石棉纤维，搅拌5min后，继续加入24kg轻质碳酸钙、10kg硫酸钡、5kg氢氧化镁、5kg氢氧化铝和15kg锂基脂，并搅拌90～120min，通过双孔径过滤器过滤(第一道过滤孔孔径为18mm，第二道过滤孔孔径为12mm)，即得到手涂型盾尾密封油脂。
40.实施例3
41.本实施例提供了一种手涂型盾尾密封油脂。该手涂型盾尾密封油脂配方组成由氯化石蜡、聚异丁烯、锂基酯、pet合成纤维、石棉纤维、硫酸钡、轻质碳酸钙、氢氧化铝和氢氧化镁，按照重量计，氯化石蜡19kg，聚异丁烯13kg，锂基酯16kg，pet合成纤维3.5kg，石棉纤维2.5kg，硫酸钡10kg，氢氧化镁5kg，氢氧化铝5kg，轻质碳酸钙26kg。
42.制备时，将19kg氯化石蜡和13kg聚异丁烯先后加入搅拌桶中，设定搅拌桶温度70～90℃，搅拌30min得到混合液；将所述混合液泵送入捏合机中，设定捏合机温度60～100℃，再加入3.5kgpet合成纤维、2.5kg石棉纤维，搅拌5min后，继续加入26kg轻质碳酸钙、10kg硫酸钡、5kg氢氧化镁、5kg氢氧化铝和16kg锂基脂，并搅拌90～120min，通过双孔径过滤器过滤(第一道过滤孔孔径为18mm，第二道过滤孔孔径为12mm)，即得到手涂型盾尾密封油脂。
43.实验例1
44.1、实验材料
45.实施例1～3制备的阻燃性手涂型盾尾密封油脂。
46.2、实验方法
47.燃点测试方法：参照astm d92
‑
2016进行测试。
48.水击穿压力测试方法，参照铁五院企业标准如下：
49.(1)打开仪器电源，按要求设置测试试验压力。
50.(2)实验室25℃下，将一层网孔孔径0.76mm、丝径0.3mm的金属钢丝网放到样品器皿底部中，称取300g样品均匀涂抹在样品容器中，将样品容器放到指定位置并添满纯净水，将容器盖用螺丝固定密封好。
51.(3)将进水管连接到样品容器上，并将电子天平放置于样品容器下方。打开上水阀，同时打开泄压阀，开动仪器，观察泄压水管是否有水持续流出，如有水持续从泄压水管中流出则关闭泄压阀，同时开始计时，每隔1分钟记录一次天平显示数值，10分钟后，每5分钟记录一次。30分钟后还未击穿则结束实验，判定为此压力无法击穿，如果被水击穿，记录击穿压力数值，单位mpa。
52.(4)实验结束后，打开泄压阀，等待压力归零后卸下泵送管。关闭仪器，将电子天平放回指定位置。
53.3、实验结论
54.本发明提供了一种手涂型盾尾密封油脂，采用了pet合成纤维和石棉纤维作为骨架体系，采用了氯化石蜡作为阻燃基础油料，所得产品水击穿压力最大可达7mpa，燃点最大可达380℃。
55.表1为本发明实施例1
‑
3的性能测试结果。
[0056][0057]
对比例1
[0058]
本对比例提供一种手涂盾尾密封油脂制备方法，其步骤与实施例1基本相同，所不同的是：加入19kg氯化石蜡作为阻燃基础油料。
[0059]
对比例2
[0060]
本对比例提供一种手涂盾尾密封油脂制备方法，其步骤与实施例1基本相同，所不同的是：加入17kg氯化石蜡作为阻燃基础油料。
[0061]
对比例3
[0062]
本对比例提供一种手涂盾尾密封油脂制备方法，其步骤与实施例1基本相同，所不同的是：加入15kg氯化石蜡作为阻燃基础油料。
[0063]
对比例4
[0064]
本对比例提供一种手涂盾尾密封油脂制备方法，其步骤与实施例1基本相同，所不同的是：加入6kg棉纤维代替3.5kgpet合成纤维和2.5kg石棉纤维。
[0065]
对比例5
[0066]
本对比例提供一种手涂盾尾密封油脂制备方法，其步骤与实施例1基本相同，所不同的是：加入6kg木纤维代替3.5kgpet合成纤维和2.5kg石棉纤维。
[0067]
将本发明实施例1和对比例1
‑
5的密封油脂均采用相同的方法进行性能测试(采用铁五院企业标准测试盾尾密封油脂水击穿压力，采用astm d92
‑
2016测试盾尾密封油脂燃点)，测试结果如下：
[0068]
表2实施例1和对比例1
‑
5的性能测试
[0069][0070]
由表2可知，随着氯化石蜡含量的提高，手涂盾尾密封油脂的燃点也随之增大，当氯化石蜡含量达到21％时，燃点最高达380℃。具有阻燃性的pet合成纤维和石棉纤维代替棉纤维、木纤维，能大大提高盾尾密封油脂的水击穿压力和燃点。
[0071]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。