本发明涉及一种盾构机的盾构盾尾脂，具体地，本发明涉及一种环保型盾尾脂的制备方法及应用。
背景技术：
：随着我国经济快速发展，各个城市的基础建设都如火如荼的在展开，特别是城市轨道交通建设，其中我国大陆地区共有43个城市已经正在修建地下轨道交通，掀起了地下轨道交通建设的高潮，给轨道交通事业及相关行业带来了前所未有的挑战和发展机会。另外，大直径盾构法公路隧道、水工隧道、电力隧道以及城市地下管道施工中使用的小直径盾构法也日益普及。盾尾由盾构外壳钢板延伸构成，起着掩护隧道衬砌拼装工作的作用，在盾尾末端设置有盾尾密封装置。盾尾密封脂则是为了防止地下水、土以及注浆材料从盾尾与衬砌间隙内进入盾构而使用的一种密封材料。随着高新技术的发展，盾构机的控制技术科技含量越来越高，如遥控控制技术等普遍应用于盾构机中，使得盾构机的操作、地表沉降的控制更趋简易，隧道的施工质量也越来越好。现阶段盾尾脂一般是由油、润滑脂、填料、纤维及其它助剂所组成，其中油主要是矿物基础油，氯化石蜡，机油、液压油等，这些材料难以降解，对土壤及环境产生污染。其它助剂的应用也会对城市地下水及土壤产生重大影响。另外，由于盾构推进时位置的千变万化，盾尾密封装置极易损坏，这就要求盾尾脂具有以下诸多特点：极好的工作稳定性，较好的金属粘附性，耐水及抗水压性，优异的泵送性、耐腐蚀性，从而能够有效防止水土以及注浆材料的渗入，现有技术中使用的盾尾脂，难以达到上述要求。现有技术中使用的盾尾脂，在低温时的泵送性欠佳，影响了盾尾脂的使用，尤其是影响了盾尾脂在密封盾尾时的应用。技术实现要素：本发明的目的就在于为了克服现有技术中存在的上述缺陷，提供了一种抗水压密封性强、润滑性能优、泵送性能好、适于低温使用，对环境无污染的环保型盾尾脂的制备方法及应用。本发明提供一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至50℃-100℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min-60min；3）加入填充剂、润滑剂在50℃-100℃下搅拌90min-180min。在一种实施方式中，按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油10-30份、增粘剂1-20份、泵送性改进剂1-5份、增强剂1-15份、填充剂10-45份、润滑剂1-5份。在一种实施方式中，按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油10-25份、增粘剂2-12份、泵送性改进剂1-4份、增强剂5-10份、填充剂20-40份、润滑剂1-5份；优选地，按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份。在一种实施方式中，所述基础油包括机械液压油、抗磨液压油、大豆油、蓖麻油、环氧大豆油中的一种或多种；优选地，所述基础油为抗磨液压油、大豆油。在一种实施方式中，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：（0.1-2）；优选地，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7。在一种实施方式中，所述增粘剂包括天然松香树脂、c5树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、氯乙烯树脂、苯乙烯丙烯酸酯共聚物树脂、三元共聚高弹性树脂、聚丁烯、聚酯树脂、硅树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、糠醛树脂中的一种或多种；可用的丙烯酸树脂包括但不限于，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸苯甲酯。可用的环氧树脂包括但不限于，双酚a型环氧树脂，双酚f型环氧树脂，酚醛环氧树脂，丙烯酸环氧树脂，聚丁二烯环氧树脂。可用的三元共聚高弹性树脂包括但不限于，sbs树脂，abs树脂。可用的不饱和聚酯树脂包括但不限于，二甲苯型不饱和聚酯树脂，间苯二甲酸型不饱和聚酯树脂，双酚a型不饱和聚酯树脂，乙烯基酯型不饱和聚酯树脂，对苯二甲酸型不饱和聚酯树脂。可用的硅树脂包括但不限于，牌号为w30-11(1053)，w30-12(1152)，w30-14(955)，w31-11(948)，w33-11(940)，w33-12(941)，w33-15(1153)，w35-11(947s)，1151，956，1054。优选地，所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂。在一种实施方式中，所述泵送性改进剂包括t612、c9石油树脂中的一种或多种；优选地，所述泵送性改进剂为c9石油树脂。在一种实施方式中，所述增强剂包括棉花、石棉、竹纤维、pa6、pp、pe中的一种或多种；优选地，所述增强剂为石棉、竹纤维。在一种实施方式中，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：（0.5-2）；优选地，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2。本发明中所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维。所述硬脂酸改性竹纤维制备方法如下：将竹纤维加入料桶温度为60℃高速混合机中，按加入硬脂酸及bpo，搅拌1h后，出料，把高速混合机料桶温度升至120℃后，将上述物料倒回高速混合机中，高速搅拌1h后出料，得到硬脂酸改性竹纤维；所述竹纤维与所述硬脂酸、所述bpo的重量比为100：0.2：0.05。在一种实施方式中，所述填充剂包括氧化锌、氧化钛、氧化镁、碳酸钡、硫酸钡、碳酸锌、重质碳酸钙、硫酸锌、木粉、花生壳粉中的一种或多种；所述填充剂的粒径为30微米-300微米；所述填充剂的粒径为50微米-200微米。优选地，所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉；在一种实施方式中，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：（0.01-0.2）：（0.01-0.1）；优选地，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06。木粉、花生壳粉可完全生物降解，环保性能优越，在盾尾脂中起到骨架作用;另外木粉、花生壳粉表面的部分羟基与羟基之间形成氢键，稳固其骨架的作用，保证其使用中在高水压下的密封性能。在一种实施方式中，所述润滑剂包括钙基润滑脂、钠基润滑脂、铝基润滑脂、铅基润滑脂、钡基润滑脂、锂基润滑脂中一种或多种；优选地，所述润滑剂为钙基润滑脂。在一种实施方式中，所述环保型盾尾脂应用于密封盾构的盾尾。本发明中通过硬脂酸的反应活性很高，其一端是强酸性的羧基，可与竹纤维表面发生化学键合，在固相接枝的反应条件下，产物结合在竹纤维表面，使改性后的竹纤维表面含有羧基、羟基，促进在盾尾脂中稳固其骨架的作用，保证盾尾脂使用中在高水压下的密封性能，结合各组分、协同作用，进而提供了一种抗水压密封性强、润滑性能优、泵送性能好、适于低温使用的环保型盾尾脂。具体实施方式参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。实施例1一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。实施例2一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂17份、填充剂20份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。实施例3一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂2份、填充剂40份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。实施例4一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：0.5，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。实施例5一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。实施例6一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.01：0.01，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。实施例7一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.2：0.1，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。对比例1一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。对比例2一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为竹纤维，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙、木粉、花生壳粉，所述重质碳酸钙与所述木粉、所述花生壳粉的重量比为1：0.1：0.06，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。对比例3一种环保型盾尾脂的制备方法，包括以下步骤：1）将基础油、增粘剂和泵送性改进剂混合后加热升温至80℃，搅拌使其混合均匀；2）加入增强剂，保温搅拌40min；3）加入填充剂、润滑剂在70℃下搅拌120min。按重量份计算，环保型盾尾脂的制备原料包括：基础油22份、增粘剂8份、泵送性改进剂3份、增强剂7份、填充剂30份、润滑剂3份；所述基础油为抗磨液压油、大豆油，所述基础油中所述抗磨液压油与所述大豆油的重量比为1：0.7；所述增粘剂为三元共聚高弹性树脂，所述三元共聚高弹性树脂为abs树脂；所述泵送性改进剂为c9石油树脂；所述增强剂为石棉、竹纤维，所述增强剂中所述石棉与所述竹纤维的重量比为1：1.2，所述竹纤维为硬脂酸改性竹纤维；所述填充剂为重质碳酸钙，所述填充剂的粒径为50微米-200微米；所述润滑剂为钙基润滑脂。对实施例1-7及对比例1-3按照产品质量进行检测，结果如下：表1性能测试结果密封性（0.8mpa）腐蚀可泵送性（mpa，-10℃）实施例1不漏脂不漏水未变黑或变绿30实施例2不漏脂不漏水未变黑或变绿23实施例3不漏脂不漏水未变黑或变绿27实施例4不漏脂不漏水未变黑或变绿24实施例5不漏脂不漏水未变黑或变绿25实施例6不漏脂不漏水未变黑或变绿26实施例7不漏脂不漏水未变黑或变绿24对比例1不漏脂不漏水未变黑或变绿17对比例2不漏脂不漏水未变黑或变绿20对比例3不漏脂不漏水未变黑或变绿21从上述数据可以看出，本发明提供的环保型盾尾脂的制备方法，得到的盾尾脂具有抗水压密封性强、润滑性能优、泵送性能好、适于低温使用。当前第1页12