[發(fā)明專利]一種用于海底盾構(gòu)隧道的防水密封墊材料的制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011538423.0 | 申請日： | 2020-12-23 |
| 公開（公告）號： | CN112662081A | 公開（公告）日： | 2021-04-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 沈水龍;王澤念;張寧 | 申請（專利權(quán)）人： | 汕頭大學(xué) |
| 主分類號： | C08L23/16 | 分類號： | C08L23/16;C08L91/06;C08K13/02;C08K3/04;C08K3/26;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/06;E21D11/38 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202 | 代理人： | 彭妙玲;周增元 |
| 地址： | 515000 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 用于 海底 盾構(gòu) 隧道 防水 密封墊 材料 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道管片接縫防水領(lǐng)域，具體涉及一種用于海底盾構(gòu)隧道的防水密封墊材料的制備方法，包括以下步驟：A、制備塑煉生膠；B、制備混合物A；C、制備納米氫氧化物膠體；D、混煉；E、冷卻硫化，獲得用于盾構(gòu)隧道的防水密封墊材料NPE?EPDM，對海水具有較高的耐侵蝕性，適用于地下水和海水條件等復(fù)雜環(huán)境。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及盾構(gòu)隧道管片接縫防水領(lǐng)域，具體涉及一種用于海底盾構(gòu)隧道的防水密封墊材料的制備方法。
背景技術(shù)
近年來，為加強沿海地區(qū)經(jīng)濟和交通建設(shè)，大量海底隧道投入建設(shè)和運營。盾構(gòu)法具有機械化程度高、施工效率高、環(huán)境擾動小等優(yōu)點，因而廣泛運用于海底隧道施工。在海底隧道施工和運營過程中，隧道密封防水是一項至關(guān)重要的科學(xué)與工程問題。目前盾構(gòu)密封防水主要依賴于盾構(gòu)管片之間的彈性密封墊，主要的彈性密封墊材料包括EPDM橡膠密封墊和吸水膨脹材料，其中，EPDM密封墊應(yīng)用最為廣泛。EPDM在盾構(gòu)管片的擠壓作用下，填充管片之間的空隙，阻止海水或地下水滲入隧道內(nèi)部，起到密封防水的作用。隨著海底隧道向“埋深大、大直徑和長距離”方向發(fā)展，隧道防水要求也越來越高。然而，既有EPDM采用主要適用于常規(guī)地下盾構(gòu)隧道，其地下水環(huán)境侵蝕性弱且水壓低。而海底隧道所在的高水壓、高侵蝕性的海水環(huán)境，易導(dǎo)致常規(guī)EPDM密封墊材料的抗蠕變力學(xué)性能迅速衰減，EPDM發(fā)生蠕變且應(yīng)力水平迅速降低，因而無法阻止高壓海水的侵蝕滲入。此外，隧道火災(zāi)產(chǎn)生的高溫和有害氣體將導(dǎo)致EPDM密封墊材料迅速老化并硬化，力學(xué)性能降低，進而引發(fā)海底隧道滲水涌水，威脅隧道安全。目前國家標準GB 18173.4-2010僅僅考慮力學(xué)性能、壓縮性能和老化性能，沒有考慮密封墊的阻燃性。因此提升EPDM密封墊的力學(xué)性能、抗蠕變性能和阻燃性，對海底隧道安全運營具有重要意義。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，涉及隧道密封墊的有：一種隧道管片接縫防水三元乙丙橡膠密封墊及其制備方法(CN201610414449.1)等。現(xiàn)有盾構(gòu)隧道密封墊通過加入無機礦物提高密封墊的抗腐蝕性、耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性，通過加入有機試劑改善無機礦物和橡膠基體相容性，從而提高密封墊性能。其中無機礦物包括高礦水淬渣、碳化鈦、鋁鎂尖晶石和硼化硅，有機試劑包括椰油?；谆；撬徕c、十二烷基磷酸酯甜菜堿、葡糖氨基葡聚糖、牛脂胺聚氧乙烯醚等。
該方法制備的密封墊材料雖然具有抗腐蝕性、耐磨性、耐高溫性和抗沖擊性等優(yōu)良特性，但是對無機礦物處理工藝要求高、工藝復(fù)雜，同時加入的有機試劑會降低橡膠基體的強度和力學(xué)性能，因而不能作為海底隧道的密封墊材料。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于海底盾構(gòu)隧道的防水密封墊NPE-EPDM材料配方及制備方法，采用納米氫氧化物膠體對EPDM密封墊材料進行性能改良，克服了傳統(tǒng)EPDM密封墊耐侵蝕性差以及在海水條件下力學(xué)性能易衰減等問題，提高了隧道密封墊的抗蠕變性、阻燃性和拉伸強度等綜合性能，通過力學(xué)測試和阻燃試驗等測試手段測試其力學(xué)性能和阻燃性能，確定最優(yōu)的納米氫氧化物膠體摻混量。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種用于海底盾構(gòu)隧道的防水密封墊材料的制備方法，包括以下步驟：
A、制備塑煉生膠，將生膠放入塑煉機中，150℃～170℃下塑煉15min～30min，獲得塑煉生膠；
B、制備混合物A，將所述塑煉生膠、炭黑N550、碳酸鈣、300#石蠟油、氧化鋅、硬脂酸、氧化鈣、防老劑攪拌混合，在混煉機中混煉15～30min，冷卻后，獲得混合物A；
C、制備納米氫氧化物膠體，將納米氫氧化物與300#石蠟油置于超聲波混合器中混合15～30min并靜置，獲得納米氫氧化物膠體；
D、混煉，將所述混合物A和所述納米氫氧化物膠體在所述混煉機上混煉均勻，獲得混合物B；
E、冷卻硫化，將所述混合物B冷卻后，與硫磺在所述混煉機上混煉均勻，然后在硫化機上硫化作業(yè)，獲得用于盾構(gòu)隧道的防水密封墊材料NPE-EPDM。
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