高性能盾尾密封油脂的制备及性能研究
盾尾密封油脂是地铁盾构施工中常用的一种密封复合材料，用来保障盾尾内部装置，防止泥浆、地下水通过盾尾间隙渗漏到盾构机内部，目前国产市场盾尾密封油脂质量参差不齐且未形成统一的测试方法和评价标准。因此，针对这些问题本课题做出了如下工作。 本文以矿物油、木质纤维、锂基脂、有机膨润土、聚异丁烯、C5石油树脂等为主要原料，采用物理捏合法制备出符合实际盾构工程需要耐高水压、高泵送性、高粘附性的盾尾密封油脂材料。通过锥入度、泵送性、抗水密封测试、抗水冲击测试、粘附性测试、挥发性、密度等测试方法，研究了木质纤维含量和长度、矿物油、锂基脂、有机膨润土、聚异丁烯、C5石油树脂含量对盾尾密封油脂性能的影响，同时对比了植物油基、动物油基基础油与矿物油基基础油盾尾密封油脂在性能上的区别，并设计和自制了盾尾密封油脂粘附性、抗水冲击性、抗水密封性检测装置。得出以下结论: (1)选取矿物油、木质纤维、锂基脂、有机膨润土、聚异丁烯、C5石油树脂为盾尾密封油脂主要组分原料，调节各个组分的含量，制备了一系列盾尾密封油脂。最终确定了当矿物油为240份、木质纤维为30份、锂基脂为20份、有机膨润土为20份、聚异丁烯为140份、C5石油树脂为65份，盾尾密封油脂综合性能最优。此时，盾尾密封油脂锥入度为212.4，泵送性为62.5g/min，盾尾密封油脂可承受3.5MPa高水压;粘附性在10分钟内油脂粘附钢板下滑位移为0cm，抗水冲击百分比为0.737％，抗水冲击损失量为0.018g。 (2)为进一步提高环保性能，以大豆油代替矿物油制备了高性能环保型盾尾密封油脂。大豆油基盾尾密封油脂综合性能锥入度、泵送性、抗水密封性、抗水冲击性、粘附性优于矿物油基盾尾密封油脂和动物油基盾尾密封油脂。当大豆油基盾尾密封油脂组分含量与其相同时，锥入度为251.6，泵送性为75.6g/min，抗水密封可承受3.5MP高水压，粘附性在10分钟内油脂粘附钢板下滑位移为0cm，抗水冲击百分比为0.552％，抗水冲击损失量为0.011g。
盾尾密封油脂;盾构机;木质纤维;锂基脂;粘附性
北京化工大学
硕士
材料工程
姜志国;陈建君
2021
中文
TB743
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）