[发明专利]一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其制备方法，该油脂由按重量百分比的以下组分组成：基础油150N 8～18％，聚异丁烯10～30％，锂基脂10～30％，有机膨润土1～10％，木质纤维素2～6％，矿物纤维1～5％，碳酸钙20～40％，硫酸钡5～10％，滑石粉5～10％。本发明耐高水压盾构用盾尾密封油脂在实验室25℃下，能耐6MPa的水压，同时泵送性依旧良好，但价格仅为进口产品的60％。在实际盾构现场施工中，能耐0.45～0.65MPa的高水压，同时综合性能优良，满足过江过河过海高水压盾构隧道施工中盾尾密封的需求。

技术领域

本发明涉及盾尾密封油脂，尤其涉及一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其制备方法。

背景技术

据不完全统计，未来5年，国内计划新建越江隧道总长超过500公里。由于越江隧道具有所需盾构机直径大，水压力高、地层渗透系数高、地质条件异常复杂等难题，导致施工风险，尤其是盾尾密封失效风险呈指数级别增长，所以目前所用盾尾密封油脂全部为进口产品。按直径为14米的大直径盾构机平均掘进(双线)1公里消耗180吨进口泵送型盾尾密封油脂计算，将消耗3.6万吨，目前进口产品价格在25元/公斤以上，其市场容量将近25亿。因此，加快耐高水压盾构用盾尾密封油脂的研制，对开发我国沿江(河)、沿海及许多城市的经济发展具有十分重要的战略意义

日本上世纪80年代，为了满足大直径盾构机在大深度、高水压条件下掘进的需要，开始研发耐高水压盾构用盾尾密封油脂，并于1983年开始商品化。据文献调研，日本松村石油公司掌握着盾尾密封油脂先进的配方，其配方中的主要组分以羊毛脂、植物纤维等植物高分子为主，在施工使用中，具有抗高水压密封性，同时具有优良的泵送性，实现了抗高水压密封性和优异泵送性这对性能矛盾体的平衡，且泵送性能受环境温度影响小。目前国外没有盾尾密封油脂的行业标准，其中日本松村石油公司和法国CONDAT公司的油脂企业标准是行业的主要参考。

在国内盾构施工中，尤其是在高水压(0.4～0.65MPa)盾构施工中，盾尾密封系统一旦失效，轻则影响正常施工，拖延工期；重则可能引起江(海)水倒灌，产生重大安全隐患，所以施工单位为了保证盾尾密封系统绝对安全可靠，宁可高价购买进口盾尾密封油脂，也不选用价格低廉的国产产品。究其原因，是因为国产产品抗高水压密封性和泵送性这对性能矛盾体的平衡性欠佳，同时泵送性性能受环境温度影响比较大，综合性能落后于进口产品，导致目前高水压下盾构用盾尾密封油脂被进口产品垄断。因此，发明人发现如何提供一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂是需要解决的问题。

发明内容

基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂及其制备方法，能用于过江过河过海0.4～0.65MPa的高水压盾构施工，价格仅为进口产品的60％，有效降低了高水压盾构施工项目的材料成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施例提供一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂，该密封油脂由按重量百分比的以下组分组成：基础油150N 8～18％、聚异丁烯10～30％、锂基脂10～30％、有机膨润土1～10％、木质纤维素2～6％、矿物纤维1～5％、碳酸钙20～40％、硫酸钡5～10％和滑石粉5～10％。

本发明实施例还提供一种耐高水压盾构用盾尾密封油脂的制备方法，用于制备权利要求1至8任一项所述的密封油脂，按权利要求1至8任一项所述的密封油脂配方取各组份，包括以下步骤：

将聚异丁烯溶于基础油150N，升温至50～100℃，搅拌20～40min得到混合液；将所述混合液注入捏合机中，设定捏合机温度50～100℃，再加入木质纤维素、矿物纤维，搅拌10min后，继续加入有机膨润土、碳酸钙、滑石粉和硫酸钡；搅拌10min后，加入锂基脂，并搅拌30～60min，通过带有10～15mm孔径的过滤器过滤，即得到耐高水压盾构用盾尾密封油脂。