[发明专利]盾构机主轴承专用密封脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑与密封材料领域，具体来说，本发明涉及密封脂及其制备方法。该密封脂尤其适用于盾构机的主轴承密封。

背景技术

随着城市交通运输压力的日益凸显，地铁这一快速、高效、安全的运输方式使沉重的城市交通压力得到有效地缓解。盾构技术有效解决了软土层的地铁、隧道、市政管道工程等的施工问题。盾构技术具有快速高效、安全的特点，使其得以广泛应用。

盾构机是盾构施工中的主要施工机械，盾构机用刀盘对开挖面的土体进行切削，在此过程中用盾形钢壳支护围岩以避免发生坍塌，同时对开掘出的隧道施加衬砌的管片以及注浆。在盾构机设备中，刀盘主轴承的密封系统一般由三道加强型的丁腈橡胶唇型密封组成，三道密封唇口两两之间采用不间断的油脂填充，起到密封空隙和润滑的作用。盾构机刀盘一般是在多水、多泥、多粉尘、高压、高负荷的工作环境下运行的，需要承受至少约0.3MPa的土压或水压，并且由于盾构机的特殊工作原理，盾构施工是不可后退的，如果在施工过程中主轴发生故障，其检修和部件更换等操作都是十分困难的，所以主轴承密封脂密封效果的好坏在盾构机运行过程中非常重要，否则一旦发生泥水穿过润滑脂到达主轴承间隙内，引发主轴承或齿轮损坏，将会对盾构机带来不可估量的损失，甚至引起安全事故。虽然迄今为止人们开发了一些用于盾构机其他部分，例如用于盾尾刷的密封脂，但是这些密封脂在泵送性、对密封材料的润滑性等方面均不足以满足盾构机主轴承的工艺要求。

本发明的目的是提供一种特别适合用于盾构机主轴承的密封脂及其制备方法。该密封脂可以抵御较高的水压和泥浆压力，有效地密封保护盾构机设备的主轴承，防止水、泥浆和其它土壤中的粉尘颗粒物质进入主轴承，同时具有良好的润滑性能和可泵送性能。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明涉及一种盾构机主轴承专用密封脂，以该密封脂的总重量为基准，包含以下组分：35～50重量％的基础油、5～15重量％的增强剂、5～11重量％的增粘剂、5～10重量％的稠化剂、3～10重量％的固体润滑剂以及余量的填料。

根据本发明的另一个方面，本发明还涉及上述密封脂的制备方法。该方法包括以下步骤：根据最终产物所需组成确定各组分所需的用量，首先在常温下将基础油、增粘剂混合，加热升温至60～90℃，混合均匀后加入增强剂，搅拌30～60分钟，加入稠化剂，搅拌30～45分钟，再加入填料与固体润滑剂，在60～90℃下搅拌混合60～120分钟。

具体实施方式

在本发明中，除非另外说明，所有的百分数为重量百分数，所采用的工艺压力都是一个标准大气压。

在本发明的一个实施方式中，所述基础油为聚α-烯烃、合成酯基础油中的一种或几种的混合物。

聚α-烯烃在基础油领域也被称作PAO，是合成基础油中的一种，是由诸如乙烯之类的烯烃进行一定程度的聚合，然后再进一步经聚合及氢化而制成，其中包含一定含量的支链以及不饱和度。它是最常用的合成润滑油基础油，使用范围广泛。聚α烯烃合成油具有良好的粘温性能和低温流动性，是配制高档、专用润滑油较为理想的基础油。

在基础油领域中，人们通常用基础油的运动粘度等特性对其进行命名和分类。在本发明的一个实施方式中，作为基础油组分用于本发明的密封脂的聚α-烯烃在100℃的运动粘度4～100mm²/s，包括但不限于PAO 4、PAO 5、PAO 6、PAO 7、PAO 8、PAO 9、PAO 25、PAO 40，例如可以购自美国得克萨斯州雪佛龙-菲利斯化学公司(Chevron Phillips Chemical Company)。以上PAO加数字的表示方式是基础油领域通用的命名法，其中PAO表示聚α-烯烃，而后面的数字由基础油的100℃运动粘度决定。在本发明的另一个实施方式中，基础油包括但不限于季戊四醇油酸酯、油酸异辛醇酯、C12-14醇的油酸酯和油醇油酸酯。在本发明的一个实施方式中，以所述密封脂的总重量为基准计，所述基础油组分的含量为35～50重量％，优选36～45重量％。

根据本发明的一个实施方式，所述增强剂为木质纤维或海泡石纤维中的一种或两种的混合物。本发明的密封脂所用增强剂的纤维长度范围为0.3～3.0mm，更优选为0.5～1.5mm。在本发明的一个实施方式中，以所述密封脂的总重量为基准计，所述增强剂的含量为5～15重量％，优选7～10重量％。

在一个实施方式中，所述增粘剂为石油树脂或聚丁烯中的一种或多种的混合物。