本发明涉及润滑剂技术领域，尤其涉及一种用于管道运土机的润滑剂及其制备方法。
背景技术：
在现有地下工程施工过程中，主要采用运土设备通过管道泵送的方式，对大量开挖的土体进行施工场地空间内的输送转移，例如，水平输送，倾斜输送，先水平再倾斜输送，先水平再垂直向上输送等不同输送途径。在土体的输送过程中，土体与管道内壁之间往往存在很大的摩擦，不利于土体在管道中的顺畅输送，从而减小了土体的输送长度。
目前，管道运土技术正是因为土体在管道内运行产生的巨大摩擦力无法得到有效解决而在行业内无法得以实际应用。越来越多位于城市中心的建设项目地基土的开挖搬运条件受到限制，常规的开挖搬运方式已经无法满足实际所需，左右着很多项目的具体实施。
因此，亟须一种有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中的用于管道运土机的润滑剂及其制备方法。
技术实现要素：
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中的用于管道运土机的润滑剂。
本发明还提供一种如以上所述的用于管道运土机的润滑剂的制备方法，该制备方法操作简单，可制备出能够有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中的润滑剂。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种用于管道运土机的润滑剂，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：
羧甲基纤维素 1-5份；
陶土粉 8-14份；
金属皂 5-25份；
硬脂酸 1-7份；
聚乙烯蜡 5-10份；
硬脂酸单甘油酯 5-16份；
硬脂酸酰胺 2-10份；
乳化剂 1-15份；
乙醇 1-10份；
胶黏剂 1-15份；
水 560-2000份。
作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：
羧甲基纤维素 2-4份；
陶土粉 10-12份；
金属皂 10-20份；
硬脂酸 2-6份；
聚乙烯蜡 7-9份；
硬脂酸单甘油酯 8-13份；
硬脂酸酰胺 5-8份；
乳化剂 5-10份；
乙醇 3-7份；
胶黏剂 5-10份；
水 1000-1680份。
作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：
羧甲基纤维素 3份；
陶土粉 11份；
金属皂 15份；
硬脂酸 4份；
聚乙烯蜡 8份；
硬脂酸单甘油酯 10份；
硬脂酸酰胺 6份；
乳化剂 8份；
乙醇 5份；
胶黏剂 8份；
水 1400份。
作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述金属皂为硬脂酸锌或硬脂酸钙。
作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述乳化剂为月桂醇硫酸钠。
作为用于管道运土机的润滑剂的一种改进，所述胶黏剂为聚丙烯酸酯或聚异丁烯中的一种。
一种如上述的用于管道运土机的润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将羧甲基纤维素、陶土粉、硬脂酸单甘油酯、聚乙烯蜡、金属皂加入到水中，加热搅拌，得到混合液Ⅰ；
S2、将硬脂酸酰胺、硬脂酸、乙醇加入到步骤S1的混合液Ⅰ中，升温搅拌混合，得到混合液Ⅱ；
S3、将乳化剂、胶黏剂加入到步骤S2的混合液Ⅱ中，搅拌均匀，即得润滑剂。
作为用于管道运土机的润滑剂的制备方法的一种改进，在所述S1中，加热到温度为40℃-50℃，搅拌速度为800-1000r/min，搅拌时间为30min-150min；
优选的，在所述S1中，加热到温度为45℃，搅拌速度为900r/min，搅拌时间为90min。
作为用于管道运土机的润滑剂的制备方法的一种改进，在所述S2中，升温到温度为40℃-55℃，搅拌速度为900-1100r/min，搅拌时间为30min-120min；
优选的，在所述S2中，升温到温度为50℃，搅拌速度为1000r/min，搅拌时间为80min。
作为用于管道运土机的润滑剂的制备方法的一种改进，所述S3中的搅拌速度为1100-1500r/min，搅拌时间为40min-150min；
优选的，所述S3中的搅拌速度为1300r/min，搅拌时间为100min。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明的润滑剂采用粘度较高的陶土粉和羧甲基纤维素成分，以及聚乙烯蜡、金属皂、硬脂酸酰胺等具有润滑作用的原料成分，通过添加乳化剂、胶黏剂等添加剂制备出用于管道运土机的润滑剂，能够有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，利于土体在管道内的运输，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中。
本发明还提出一种制备上述润滑剂的制备方法，该制备方法操作简单，可制备出能够有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁之间的摩擦，利于土体在管道内的运输，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中的润滑剂。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例1
实施例1提供了一种优选的用于管道运土机的润滑剂，所述润滑剂包括重量配比如下的组分：羧甲基纤维素3份；陶土粉11份；硬脂酸钙15份；硬脂酸4份；聚乙烯蜡8份；硬脂酸单甘油酯10份；硬脂酸酰胺6份；月桂醇硫酸钠8份；乙醇5份；聚丙烯酸酯8份；水1400份。
具体地，实施例1还提供了一种如上述的用于管道运土机的润滑剂的制作方法，包括如下步骤：
S1、按照上述重量配比取各组分，将羧甲基纤维素、陶土粉、硬脂酸单甘油酯、聚乙烯蜡、金属皂加入到水中，在温度为45℃下，采用磁力搅拌装置以900r/min搅拌速度，混合搅拌90min，得到混合液Ⅰ。
S2、将硬脂酸酰胺、硬脂酸、乙醇加入到步骤S1的混合液Ⅰ中，在温度为50℃下，采用磁力搅拌装置以1000r/min搅拌速度，混合搅拌80min，得到混合液Ⅱ。
S3、将乳化剂月桂醇硫酸钠、胶黏剂聚丙烯酸酯加入到步骤S2的混合液Ⅱ中，采用磁力搅拌装置以1300r/min搅拌速度，混合搅拌100min，混合均匀，即得润滑剂。
同实施例1的制备步骤类似，实施例2-8是通过调整制备过程中S1中加热到的温度、搅拌速度及搅拌时间，S2中升温到的温度、搅拌速度及搅拌时间，S3中的搅拌速度及搅拌时间，以及各组分的重量来制备用于管道运土机的润滑剂。实施例2-8对用于管道运土机的润滑剂的制备情况具体如表1所示。
表1：实施例2-8对用于管道运土机的润滑剂的制备情况
羧甲基纤维素的水溶液具有增稠、成膜、黏接、水分保持、胶体保护、乳化及悬浮等作用，广泛应用于石油、食品、医药、纺织和造纸等行业。尤其是，用于石油、天然气的钻探、掘井等工程中，具有以下特点：
1、含羧甲基纤维素的泥浆能使井壁形成薄而坚，渗透性低的滤饼，使失水量降低。
2、在泥浆中加入羧甲基纤维素后，能使钻机得到低的初切力，使泥浆易于放出裹在里面的气体，同时把碎物很快弃于泥坑中。
3、钻井泥浆和其它悬浮分散体一样，具有一定的存在期，加入羧甲基纤维素后能使它稳定而延长存在期。
4、含有羧甲基纤维素的泥浆，很少受霉菌影响，因此，毋须维持很高的pH值，也不必使用防腐剂。
5、含羧甲基纤维素作钻井泥浆洗井液处理剂，可抗各种可溶性盐类的污染。
6、含羧甲基纤维素的泥浆，稳定性良好，即使温度在150℃以上仍能降低失水。
在本发明中，其可作为制备润滑剂的增稠剂、糊料。
陶土粉是指含有铁质而带黄褐色、灰白色、红紫色等色调，具有良好可塑性的粘土粉体，其粘度较高，粒度较小，可用于提高本发明的润滑剂的粘度。采用陶土粉制备的润滑剂可以渗入管道的孔壁中，增加土体的密实度，提高管道的承载力，有效防止土体的塌孔现象发生。
金属皂是由碱金属以外的金属、金属氧化物或盐类与脂肪酸、松香酸、环烷酸等作用而成的肥皂。金属皂不能通过油脂直接皂化得到，都是以脂肪酸钠皂与相应的金属盐类溶液经复分解反应制得。金属皂可用于配制润滑脂产品，起到润滑作用。
硬脂酸钙是金属皂的一种，白色粉末，不溶于水、冷的乙醇和乙醚，溶于热水、甲苯、乙醇等有机溶剂。硬脂酸钙价格廉价，毒性小，加工性能好，具有优良的润滑性，铺散均匀，在运土机泵送土体时，采用硬脂酸钙润滑管道内壁，可有效减小土体与管道内壁之间的摩擦，利于土体在管道的运输，增大土体的输送长度。
当然，硬脂酸钙还可以由硬脂酸锌来代替。硬脂酸锌也是金属皂的一种，其为白色黏结的细粉，不溶于水、乙醇和乙醚中，溶于苯，有滑腻感，同样具有良好的润滑性，有效减小土体与管道内壁之间的摩擦，利于土体在管道的运输，增大土体的输送长度。
硬脂酸不溶于水，稍溶于冷乙醇，溶于丙酮、苯、乙醚、氯仿、四氯化碳、二氧化硫、三氯甲烷、热乙醇、甲苯、醋酸戊酯等，无毒，广泛用于制化妆品、塑料耐寒增塑剂、脱模剂、稳定剂、表面活性剂、橡胶硫化促进剂、防水剂、抛光剂、金属皂、金属矿物浮选剂、软化剂、医药品及其他有机化学品。
硬脂酸单甘油酯，白色或微黄色蜡状固体，熔点56-58℃，溶于乙醇、矿物油、脂肪油、苯、丙酮、醚等热的有机溶剂，不溶于水。其由甘油与硬脂酸酯化而得：首先，将硬脂酸、甘油和氢氧化钠加入反应锅内，加热熔融后开动搅拌，通入氮气，然后加热，在185℃反应7h，反应结束时pH应小于5，最后降温出料，得硬脂酸单甘油酯。硬脂酸单甘油酯可作为乳化剂，还可用作油类和蜡类的溶剂，吸湿性粉末保护剂和不透明遮光剂。
聚乙烯蜡的化学性质稳定、电性能良好，具有很强的内部润滑作用。因其优良的耐寒性、耐热性、耐化学性和耐磨性而得到广泛的应用。广泛应用于涂料的低分子量聚乙烯均聚物或共聚体。在溶剂型涂膜中的主要作用为:消光、抗划伤、抗耐磨、抗抛光、抗刻印、防粘连、防沉淀、触变性。作为多种热塑性树脂的浓色母料分散剂及填充母料、降解母料的润滑分散剂，可改善HDPE、PP和PVC等的加工性能、表面光泽性、润滑性和热稳定性。由于聚乙烯蜡的添加，可充分润滑运土管道内壁，减小土体与管道内壁的摩擦，利于土体在管道内的运输，增大土体的输送长度。
硬脂酸酰胺，白色或淡黄色粉状物，能与聚乙烯蜡混溶，溶于热乙醇、氯仿、乙醚，难溶于冷乙醇，不溶于水。具有优良的外部润滑效果和脱模性能，而且具有良好的透明性和电绝缘性，但稳定性较差。还可用作聚烯烃塑料的爽滑剂、薄膜的抗粘连剂、天然和合成橡胶的内部润滑剂、纤维的防水柔软剂等。在用于橡胶加工时，能改善胶料的加工性，提高各种助剂的分散效果，并赋予制品良好的光泽。还可用作聚烯烃的爽滑剂和薄膜抗粘连剂、油墨和彩色蜡笔的配合剂等。
月桂醇硫酸钠，为阴离子表面活性剂，活性物含量为30％-25％，淡黄色或白色膏状物。当活性物含量为40％时，黏度提高很快，形成胶体。其主要用作乳化剂、灭火剂、发泡剂及纺织助剂，电镀添加剂，也用作牙膏和膏状、粉状、洗发香波的发泡剂。
胶黏剂聚丙烯酸酯，易溶于丙酮、乙酸乙酯、苯及二氯乙烷，而不溶于水，其能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好。有粘合性，可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。由于它的耐老化性能好，粘结污染小，使用方便，其产量增加较快。丙烯酸酯聚合物具有优良的成膜性、粘接性、保光性、耐候性、耐腐烛性和柔韧性。
本发明的聚丙烯酸酯可优选聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯应用于润滑油粘度指数改进剂中，降凝剂。还广泛用于皮革和织物处理剂、树脂改性剂、涂料、漆料、胶黏剂、絮凝剂、油品改性剂、安全玻璃中间层、人造大理石、聚合物混凝土等。在制备本发明的用于管道运土机的润滑剂过程中，可作为胶黏剂，增强混合物的粘结性。
当然，聚丙烯酸酯也可由聚异丁烯来代替。聚异丁烯，无色至淡黄色粘稠液体或有弹性的橡胶状半固体，均无味，平均分子量20万-8700万，溶于苯和二异丁烯，可与聚醋酸乙烯酯、蜡等互溶，不溶于水、醇等极性溶剂，有良好的耐光性、耐热性、抗氧化性。主要应用于石油添加剂、胶黏剂等许多领域。也可用作增稠剂，与其他材料并用提高粘接力、柔韧性、耐老化性、气密性和电绝缘性。
在本发明用于管道运土机的润滑剂的制备过程中，加热到的温度和升温到的温度均低于各组分的熔点，目的是增强某些原料成分的部分溶解，加快各个原料的混合。采用磁力搅拌装置搅拌混合物，进一步加快各个原料的混合，混合均匀。搅拌速度不易过大，搅拌时间不易过长，某些原料容易出现分解；搅拌速度不易过小，搅拌时间不宜过短，各个原料不能充分混合，混合不均匀。
将同等质量的上述各个实施例制备的润滑剂应用于运土工程中，经对比，实施例一制备的润滑剂更能有效地润滑管道内壁，使土体运输更加快速流畅，土体的输送长度更长，润滑管道内壁的效果最优。
综上所述，本发明的用于管道运土机的润滑剂能够有效润滑管道内壁，减小土体与管道内壁的摩擦，利于土体在管道内的运输，增大土体的输送长度，使管道运土技术能够迅速应用于急需的城市建设中。
以上结合具体实施方式描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可联想到本发明其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明保护范围之内。