[发明专利]一种盾构机主轴承专用的自修复生物降解型密封脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑密封材料领域，具体的说是一种盾构机主轴承专用的自修复生物降解型密封脂及其制备方法。

背景技术

盾构掘进机是一种既能支撑地底土层压力，又能有效保证正常掘进的施工工具，目前在国内外隧道施工中占有举足轻重的地位。地下空间的有效开发程度从某种意义上来说，也标志着一个国家地下工程技术的发展水平。一个隧道工程能否顺利圆满施工，关键是盾构机性能是否适应工程的地质条件及施工环境。

在盾构机设备中，刀盘操作系统是施工正常进行的最有效保证。刀盘控制系统在行业内被誉为盾构机心脏，其特殊性在于它的主轴承及密封在施工进程中是无法更换的，因此主轴承的寿命决定了盾构机的施工寿命以及工程施工劳动强度，因此从设计和维护角度，必须要对主轴承做好必要的安全防护。主轴承密封分为内密封以及外密封，外密封又分为三道唇形密封，主要防止泥沙进入主轴承，一旦刀盘运转，刀盘控制系统就会自动将油脂注入密封系统中，以保护主轴承系统中进入泥沙。然而面临地下苛刻的施工环境，泥沙很容易侵入主轴承的三道唇型密封处，且土仓内的泥沙具有一定压力，如果旋转密封及金属基体在运转过程中出现较大磨损，那么泥沙及水很容易侵入主轴承，造成主轴承锈蚀、磨损以及失效。由于地下施工特殊性，主轴承密封脂在使用后会长期存在于自然环境中，因此对于此种密封脂来说，其生物降解性对于环保尤其重要。同时，地下环境苛刻复杂，一般油脂都是被动式进行密封，不能积极主动应对地下环境变化。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足，创造性的提供了一种在使用过程中具有主动式自我修复能力的生物降解型盾构机主轴承专用密封脂，它在使用过程中具有自我修复能力，且粘附性好、泵送性强、密封性能佳，具有优良的润滑性能，能够有效保护主轴承磨损及泥沙侵入，在使用后也对环境无进一步不良影响。

为实现上述目的，设计一种盾构机主轴承专用的自修复生物降解型密封脂，以该密封脂的总重量为基准，包含以下组分： 38%～45%重量百分比的生物降解型基础油、5%～12%重量百分比的生物降解型增粘剂、7%～12%重量百分比的生物降解型稠化剂、5%～12%重量百分比的自修复型稳定剂、5%～10%重量百分比的无机固体润滑剂以及余量的填料。

该盾构机主轴承专用的自修复生物降解型密封脂的制备方法，其特征在于按上述原料采用如下工艺步骤制备而成：在常温下将生物降解型基础油、生物降解型增粘剂混合，加热升温至50～60℃，混合均匀；再向其中加入生物降解型稠化剂、生物降解型自修复稳定剂，搅拌30分钟；最后向其中加入无机固体润滑剂与填料，然后在50～60℃下搅拌混合60～90分钟，即可得盾构机主轴承专用的自修复生物降解型密封脂。

所述生物降解型基础油选自可以生物降解的癸二酸酯、壬二酸酯、三羟甲基丙烷酯中的一种或多种的混合物。

所述生物降解型增粘剂选自可以生物降解的瓜尔胶、胡麻胶、明胶、阿拉伯胶中的一种或多种混合物。

所述生物降解型稠化剂为0.5～4.0mm长度的天然针叶木质纤维。

所述自修复稳定剂选自可生物降解的羟甲基纤维素钠、羟甲基纤维素钾、羟乙基纤维素钠、羟乙基纤维素钾中的一种或两种的混合物。

所述无机固体润滑剂选自颗粒度5000目以上的炭黑或白炭黑粉末中的一种或多种的混合物。

所述填料选自硫酸钡、硅藻土、轻钙、重钙、滑石粉、高岭土、钛白粉中的一种或多种混合物。

本发明同现有技术相比，所用的原料便宜易得，工艺简单，具有主动式自我修复能力，同时具有十分优异的泵送性能、密封性能、润滑性能、稳定性能；其中生物降解型基础油、生物降解型增粘剂、生物降解型稠化剂、生物降解型稳定剂均为绿色环保、可生物降解材料，无机固体润滑剂、填料均为天然无机盐成分；由于生物降解型稠化剂为针叶木质纤维，结构严密，杂细胞含量少，不易吸水润涨，稳定性高；同时自修复稳定剂属于离子型纤维素，在地下施工中遇泥水会主动吸水膨胀，能够有效防止泥沙进入主轴承中；固体润滑剂能够维持密封圈与金属基件润滑，同时易附着在密封圈上避免可能的磨损。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

以下实施例用于描述本发明，但不作为本发明的限制。

实施例一：