(10)申请公布号
(43)申请公布日 (21)申请号 201510731144.9
(22)申请日 2015.11.02
C10M 169/04(2006.01)
E21D 9/06(2006.01)
C10N 40/34(2006.01)
C10N 50/10(2006.01)
(71)申请人中昊（大连）化工研究设计院有限公
司
地址116023 辽宁省大连市高新园区黄浦路
201号
申请人沈阳鑫山盟建材有限公司
(72)发明人韩建国 高玉荣 宋洪雁
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开了一种提高盾尾密封油脂粘附性
材料或黏附促进剂，提高所述油脂的综合性能。所
述油脂组成包括：基础油6-30%，增粘剂5-30%，
主体聚合物0-20%，黏附促进剂0.2-3%，补强材料
1-5%，纤维1.5-10%，助剂1-5%，余料为粉体。本发
明具有以下优点：1、粘附性强，所述油脂在25℃
时能够在粘附性测试仪器上停留14min 以上；2、
泵性送性优异，能够达到30g/min ；3、密封性强，
在25℃，1.6MPa 条件下不漏油脂和水，并具有良
好的抗水冲性。制备的盾尾密封油脂用于隧道工
程中的盾构机的盾尾密封，具有粘附性强、泵送性
优异、抗水压密封性强、性能稳定、价格低廉、对环
境友好的特点。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页CN 106635265 A 2017.05.10
C N 106635265
A
1.一种提高盾尾密封油脂粘附性和抗水压的方法，其特征在于提高盾尾密封油脂粘附性和抗水压的方法是在油脂中加入补强材料或黏附促进剂，以提高所述油脂的综合性能；所述的盾尾密封油脂质量百分比为：基础油6-30%，增粘剂5-30%，主体聚合物0-20%，黏附促进剂0.2-3%，补强材料1-5%，纤维1.5-1
0%，助剂1-5%，余料为粉体；所述盾尾密封油脂的制备方法：首先将基础油、增粘剂和主体聚合物加入捏合机中，在20-100℃下捏和均匀，然后加入补强材料或黏附促进剂或它们的混合物捏合5-20 min，接着分批加入粉体混合均匀，最后加入纤维，再捏合20-180 min。
2.如权利要求1所述的补强材料为气相二氧化硅。
3.如权利要求1所述的黏附促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等中的任意一种或几种。
4.如权利要求1所述的基础油为工业植物油、矿物油、合成的基础油中的任意一种或几种。
5.如权利要求1所述的增粘剂为松香及其衍生物、古马隆树脂、萜烯树脂及其衍生物、烷基酚醛树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、C5加氢石油树脂、C9加氢石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、C5/C9共聚加氢石油树脂、苯乙烯系树脂等中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的主体聚合物为聚氨酯、硅橡胶、聚异丁烯、乙丙橡胶、丁基橡胶等中的任意一种或几种。
7.如权利要求1所述粉体为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、活性碳酸钙、膨润土、高岭土、云母、滑石粉、钛
白粉等用作填料中的任选一种或几种。
8.如权利要求1所述纤维为木纤维、棉纤维、竹纤维中的任意一种或几种。
提高盾尾密封油脂粘附性和抗水压的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及提高密封材料粘附性和抗水压的方法，尤其涉及的是盾构掘进机的盾尾密封油脂，属于密封材料技术领域。
背景技术
[0002] 盾尾密封油脂，也称盾尾密封油膏，是盾构采用多道钢丝刷作为盾尾密封装置时注入钢丝刷排之间的密封材料。其功能为：①借压力注入，充满钢丝刷排的空间，同时挤入钢丝刷的钢丝间隙，增强了钢丝刷的密封性能，防止土砂和注浆材料的侵入；②盾构机在推进过程中，边推进边注入密封油脂，借助油脂的挤压力，密封了在盾构掘进过程中隧道衬砌与钢丝刷之间的运动间隙，油脂与钢板、钢丝刷、隧道管片粘结，并填充它们之间的空隙，与弹簧钢板、钢丝刷共同作用，形成一圈密封环；③借助材料与钢板和管片的良好附着力，起到防水与润滑的双重作用。因此盾尾密封的好坏直接取决于盾尾密封油脂的性能，它直接影响着施工的质量和安全。盾尾密封油脂作为一种密封油脂，根据其作用，应具备以
下特性：（1）良好的粘附性；（2）良好的抗水冲性；（3）良好的水密封性；（4）在较宽的温度范围内具备良好的泵送性；（5）良好的承载机械压力和机械稳定性。
[0003] 由于盾构掘进机价格昂贵，技术复杂，对盾构掘进机密封油脂的要求很高，目前国产盾尾密封油脂良莠不齐，综合性能远低于国外同类产品。在水密封性方面，国产盾尾密封油脂存在漏油脂的问题，而且产品的粘附性较差，难以达到过江、过海的要求。
[0004] 盾尾密封油脂一般是由基础油、增粘剂、填料和纤维等组成。油脂的粘附性与填料和增粘剂之间的相互作用密切相关。气相二氧化硅具有多孔性，无毒无味无污染，耐高温。同时它具备的化学惰性以及特殊的触变性能，能够明显改善橡胶制品的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性，粘合剂、聚合物等的流变性与触变性控制、用作防沉、增稠、防流挂的助剂。为了改进和提高盾尾密封油脂对基材的黏附性能和粘结强度，我们还引入了黏附促进剂。这类黏附促进剂通常是一类含有功能基团的硅烷偶联剂。本发明的目的是利用气相二氧化硅作为补强材料，硅烷偶联剂作为黏附促进剂来提高盾尾密封油脂的粘结性能和抗水压性能。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有产品的不足，提供一种粘附性强，适用于高水含量地质条件使用的盾尾密封油脂。
[0006] 为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种粘附性强和抗水压优异的盾尾密封油脂，按质量百分比包括，基础油6-30%，增粘剂5-30%，主体聚合物0-20%，黏附促进剂0.2-3%，补强材料1-5%，纤维1.5-10% (1-5 mm)，助剂1-5%，余料为粉体。
[0007] 其制备方法是：首先将计量好的基础油、增粘剂和主体聚合物加入捏合机中，在20-100℃下捏和均匀，然后加入补强材料和黏附促进剂捏合5-20 min，接着分批加入粉体
混合均匀，最后加入纤维，再捏合20-180 min，检测合格后即可出料，获得产品。
[0008] 本发明所述的基础油为工业植物油、矿物油、合成的基础油中的任意一种或几种。[0009] 所述的增粘剂为松香及其衍生物、古马隆树脂、萜烯树脂及其衍生物、烷基酚醛树脂、C5石油树脂、C9石油树脂、C5加氢石油树脂、C9加氢石油树脂、C5/C9共聚石油树脂、C5/C9共聚加氢石油树脂、苯乙烯系树脂等中的任意一种或几种。
[0010] 所述的主体聚合物为聚氨酯、硅橡胶、聚异丁烯、乙丙橡胶、丁基橡胶等中的任意一种或几种。
[0011] 所述的补强材料为气相二氧化硅。
[0012] 所述的黏附促进剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷等中的任意一种或几种。
[0013] 所述纤维为木纤维、棉纤维、竹纤维中的任意一种或几种。
[0014] 所述粉体为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、活性碳酸钙、膨润土、高岭土、云母、滑石粉、钛白粉等用作填料中任选一种或几种。
[0015] 制备的盾尾密封油脂抗水压密封性强、粘附性强、泵送性好、性能稳定、无腐蚀、成本低、对环境友好。
具体实施方式
[0016] 实施例一
将环氧大豆油108 Kg，C9石油树脂40 Kg，聚异丁烯20 Kg，羊毛脂12 Kg，加入捏合机中，在捏合的过程中，同时升温至60~100℃，待物料捏合均匀后，分批加入活性碳酸钙200 Kg，搅拌均匀后加入木纤维16 Kg，继续捏合20-180 min，出料得盾尾密封油脂。25℃，1MPa 下的泵送值为20.36 g/min，黏附性测试为11 min完全流下来。在1.6 MPa下耐水压测试合格。
[0017] 实施例二
将环氧大豆油108 Kg，C9石油树脂40 Kg，聚异丁烯20 Kg，羊毛脂12 Kg，加入捏合机中，在捏合的过程中，同时升温至60~100℃，待物料捏合均匀后，加入气相二氧化硅 8 Kg，黏附促进剂8 Kg，捏合5-20 min，然后加入活性碳酸钙188 Kg，搅拌均匀后加入木纤维16 Kg，继续捏合20-180 min，出料得盾尾密封油脂。25℃，1MPa下的泵送值为23.50 g/min，黏附性测试为17.5 min完全流下来。在1.6 MPa下耐水压测试合格。
[0018] 实施例三
将400SN基础油64 Kg，T613 20 Kg，萜烯树脂32 Kg，羊毛脂10 Kg，加入捏合机中，室温下捏合均匀后，加入气相二氧化硅 10 Kg，黏附促进剂8 Kg，捏合5-20 min，然后加入轻质碳酸钙100 Kg，重质碳酸钙116 Kg，云母粉20 Kg，搅拌均匀后加入木纤维20 Kg，继续捏合20-180 min，出料得盾尾密封油脂。25℃，1MPa下的泵送值为20.71 g/min，黏附性测试为16 min完全流下来。在1.6 MPa下耐水压测试合格。
[0019] 实施例四
将46#基础油64 Kg，T613 28 Kg、古马隆树脂45 Kg和羊毛脂5 Kg加入捏合机中，室
温下捏合均匀后，加入气相二氧化硅 10 Kg，黏附促进剂8 Kg，捏合5-20 min，然后加入轻质碳酸钙100 Kg，重质碳酸钙100 Kg，云母粉20 Kg，搅拌均匀后加入棉纤维25 Kg，继续捏合20-180 min，出料得盾尾密封油脂。25℃，1MPa下的泵送值为30.56 g/min，黏附性测试为14 min完全流下来。在1.6 MPa下耐水压测试合格。
[0020] 实施例五
将工业蓖麻油 40 Kg，400 SN基础油64 Kg，萜烯酚醛树脂24 Kg和T613 22 Kg加入捏合机中并升温至40~100℃，捏和至物料均匀后，加入黏附促进剂2 kg，然后分批加入高岭土248 Kg，搅拌均匀后加入木纤维6 Kg，棉纤维6 Kg，继续捏合20-180 min，出料得盾尾密封油脂。25℃，1MPa下的泵送值为29.87 g/min，黏附性测试为14 min完全流来。在1.6 MPa下耐水压测试合格。
[0021] 本发明实施例2-5产品质量检测指标如下：
检测项目实测数值
密度（25℃），g/cm3 1.35-1.54
针入度（25℃，0.1 mm）220-260
泵送性（25℃,1 MPa），g/min18-31
耐水压（1.6 Mpa，30 min）无漏水和油
粘附性（25℃）好
本发明的保护范围并不局限于以上的实施例，任何熟悉本领域的技术人员在本发明公开后，都能够轻易进行组分变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围内。所以，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护氛围为准。
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