CN1752414A - 复合材料矿用顶网及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料矿用顶网。目前，矿用顶网多为金属顶网，存在成本高、份量重、操作强度大、耐腐蚀性差、遇铁质工具碰撞易发生瓦斯爆炸等问题；也有用塑料网，存在强度小、硬度低、刚性差等缺点。本发明提供一种复合材料矿用顶网，是由芯轴和表面防静电层构成的条料，相互交叉编织而成，芯轴由玻璃纤维束和树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂组成，防静电层由树脂、固化剂、促进剂、抗静电剂、阻燃剂组成。本发明具有安全、可靠、防火、防静电、且成本低等优点，有着广阔的应用前景。

Description

复合材料矿用顶网及其制造方法

技术领域

本发明涉及矿山防护装置，具体地说，是一种矿用顶网。

背景技术

矿用顶网是用于煤矿井下厚煤层及特厚煤层分层开采时，作人工假顶、单一煤层破碎顶板局部护顶、工作面收尾及巷道支护等用的设施。使用时，利用坑道支护锚杆将顶网紧固到坑道岩壁上。目前使用的多为金属顶网，其强度较高，能满足普通使用要求，但存在一系列缺点：①由于地质复杂，多有水源，金属网遇水易锈蚀，易导致下分层网破漏矸，影响煤炭质量；②金属网重量大，工人操作强度大，生产作业环境差；③坑木消耗量大；④无效运输、洗选等工作量及费用过高；⑤遇粉体颗粒碰冲易发生瓦斯爆炸等现象。

随着非金属工业的发展，越来越多的金属网被非金属网所代替，并取得了很大的经济效益，其中使用矿用塑料网替代金属网用于煤矿厚煤层的分层开采就是突出的一例。该技术在20世纪90年代出现后很快就在全国得到了推广应用。因其使用成本仅为钢材的1/3，而且具有重量轻耐腐蚀的优点，受到煤矿用户的欢迎。但近年来，由于塑料价格的上涨，其在价格上的优势没有了。另一方面，塑料网强度小、硬度低、刚性差，限制了塑料网的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种复合材料矿用顶网及其制造方法，解决现有金属顶网成本高、份量重、工人操作强度大、耐腐蚀性差、不能防静电，遇铁质工具碰撞或粉体颗粒碰冲易发生瓦斯爆炸等问题，克服塑料网强度小、硬度低、刚性差的缺点。本发明具有安全、可靠、防火、防静电、且成本低等优点，有着广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种复合材料矿用顶网，由相互交叉的经线与纬线编织而成，所述的经线、纬线是一种用复合材料制成的条料，条料的结构由芯轴和表面防静电层构成，芯轴由玻璃纤维束和树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂组成，其质量百分比为：玻璃纤维束50～57％、树脂35～45％、固化剂1～2％、促进剂2～3％、阻燃剂3～6％；防静电层由树脂、固化剂、促进剂、抗静电剂、阻燃剂组成，其质量百分比为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

所述的树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂，玻璃纤维为无碱玻璃纤维束，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为异锌酸钴苯乙烯溶液，阻燃剂为氢氧化铝，抗静电剂为杭州产抗静电剂SN。

所述的树脂还可以为间苯型不饱和聚酯树脂，玻璃纤维还可以为中碱玻璃纤维束，固化剂还可以为过氧化环乙酮，促进剂还可以为环烷酸钴溶液，阻燃剂还可以为甲基膦酸二甲酯，抗静电剂还可以为深圳市纳米港有限公司产抗静电剂。

所述的编制顶网的复合材料条料的横截面形状为圆形，也可以为椭圆形、方形、矩形。

所述的复合材料矿用顶网的生产方法，其工艺步骤为：

(1)将质量百分比为50～57％的玻璃纤维束、配以35～45％的树脂、1～2％的固化剂、2～3％的促进剂、3～6％的阻燃剂，穿过拉挤成形模具的模孔，从而制得横截面与模孔形状相同的芯轴；

(2)在芯轴表层喷制防静电层，防静电层材料配方为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

(3)将条料裁减成预定长度，采用经纬相互交叉的方式将条料编织成网。

(4)顶网编织成后，在所有经纬线交叉的节点上涂刷粘接剂使网格粘接成一体，所涂粘接剂材料的质量百分比为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

本发明针对目前用钢筋焊接的矿用金属顶网成本高、份量重、工人操作强度大、耐腐蚀性差，遇粉体颗粒碰冲易发生瓦斯爆炸等问题，开发了增强型复合材料矿用顶网。该产品采用拉挤+编织复合技术加工而成，实现了资源的综合利用，提高了产品的强度，从而增强了产品的抗压、抗拉、抗弯、抗冲击，耐磨性和承载能力。具有良好的耐蚀性能、较长的使用寿命。是替代现有矿山巷道防护网的理想产品。

由于在复合材料顶网的正反面均涂敷有耐火材料涂层和防静电材料涂层，具有防火、防静电功能。由于采用玻璃纤维材料，可替代传统的竹木、钢筋顶网，大大减少了生态资源的浪费，同时有效地保护水土流失及环境保护。本发明与现有技术相比，具有安全、可靠、防火、防静电、且成本低等优点，具有广阔的应用前景。

下面将结合附图通过实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为一种复合材料矿用顶网的结构示意图；

图2为顶网条料结构的示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示：一种复合材料矿用顶网，由相互交叉的经线1与纬线2编织而成，所述的经线、纬线是一种用复合材料制成的条料。

如图2所示：条料的结构由芯轴3和表面防静电层4构成，芯轴由无碱玻璃纤维束和邻苯型不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮固化剂、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂、氢氧化铝阻燃剂组成，其质量百分比为：无碱玻璃纤维束50％、邻苯型不饱和聚酯树脂45％、过氧化甲乙酮固化剂2％、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂3％、氢氧化铝阻燃剂6％；防静电层由邻苯型不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮固化剂、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂、杭州产SN抗静电剂、氢氧化铝阻燃剂组成，其质量百分比为：邻苯型不饱和聚酯树脂75％、过氧化甲乙酮固化剂4％、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂7％、氢氧化铝阻燃剂12％、杭州产SN抗静电剂6％。

实施例2：

如图2所示：条料的结构由芯轴3和表面防静电层4构成，芯轴由中碱玻璃纤维束和间苯型不饱和聚酯树脂、过氧化环乙酮固化剂、环烷酸钴溶液促进剂、甲基膦酸二甲酯阻燃剂组成，其质量百分比为：中碱玻璃纤维束57％、间苯型不饱和聚酯树脂35％、过氧化环乙酮固化剂1％、环烷酸钴溶液促进剂2％、甲基膦酸二甲酯阻燃剂3％；防静电层由间苯型不饱和聚酯树脂、过氧化环乙酮固化剂、环烷酸钴溶液促进剂、深圳市纳米港有限公司产抗静电剂、甲基膦酸二甲酯阻燃剂组成，其质量百分比为：间苯型不饱和聚酯树脂87％、过氧化环乙酮固化剂2％、环烷酸钴溶液促进剂3％、甲基膦酸二甲酯阻燃剂6％、深圳市纳米港有限公司产抗静电剂2％。

实施例3：

如图2所示：条料的结构由芯轴3和表面防静电层4构成，芯轴由无碱玻璃纤维束和不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮固化剂、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂、氢氧化铝阻燃剂组成，其质量百分比为：无碱玻璃纤维束53％、树脂39％、固化剂1.5％、促进剂2.5％、阻燃剂4％；防静电层由不饱和聚酯树脂、过氧化甲乙酮固化剂、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂、杭州产SN抗静电剂、氢氧化铝阻燃剂组成，其质量百分比为：不饱和聚酯树脂80％、过氧化甲乙酮固化剂3％、异锌酸钴苯乙烯溶液促进剂5％、氢氧化铝阻燃剂8％、杭州产SN抗静电剂4％。

所述的编制顶网的复合材料条料的横截面形状为圆形，也可以为椭圆形、方形、矩形。

所述的复合材料矿用顶网的生产方法，其特征在于工艺步骤为：

(1)将质量百分比为50～57％的玻璃纤维束，配以35～45％的树脂、1～2％的固化剂、2～3％的促进剂、3～6％的阻燃剂，穿过拉挤成形模具的模孔，从而制得横截面与模孔形状相同的芯轴；

(2)在芯轴表层喷制防静电层，防静电层材料配方为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

(3)将条料裁减成预定长度，采用经纬相互交叉的方式将条料编织成网。

(4)顶网编织成后，在所有经纬线交叉的节点上涂刷粘接剂使网格粘接成一体，所涂粘接剂材料的质量百分比为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

Claims (5)

1、一种复合材料矿用顶网，包括相互交叉的经线与纬线，其特征在于：所述的顶网是用经线和纬线编织而成，所述的经线、纬线是一种用复合材料制成的条料，条料的结构由芯轴和表面防静电层构成，芯轴由玻璃纤维束和树脂、固化剂、促进剂、阻燃剂组成，其质量百分比为：玻璃纤维束50～57％、树脂35～45％、固化剂1～2％、促进剂2～3％、阻燃剂3～6％；防静电层由树脂、固化剂、促进剂、抗静电剂、阻燃剂组成，其质量百分比为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

2、按照权利要求1所述的复合材料矿用顶网，其特征在于：所述的：树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂，玻璃纤维为无碱玻璃纤维束，固化剂为过氧化甲乙酮，促进剂为异锌酸钴苯乙烯溶液，阻燃剂为氢氧化铝，抗静电剂为杭州产抗静电剂SN。

3、按照权利要求1所述的复合材料矿用顶网，其特征在于：所述的：树脂为间苯型不饱和聚酯树脂，玻璃纤维为中碱玻璃纤维束，固化剂为过氧化环乙酮，促进剂为环烷酸钴溶液，阻燃剂为甲基膦酸二甲酯，抗静电剂为深圳市纳米港有限公司产抗静电剂。

4、按照权利要求1所述的复合材料矿用顶网，其特征在于：编制顶网的复合材料条料的横截面形状为圆形，也可以为椭圆形、方形、矩形。

5、按照权利要求1所述的复合材料矿用顶网的生产方法，其特征在于工艺步骤为：

(1)将质量百分比为50～57％的玻璃纤维束，配以35～45％的树脂、1～2％的固化剂、2～3％的促进剂、3～6％的阻燃剂，穿过拉挤成形模具的模孔，从而制得横截面与模孔形状相同的芯轴；

(2)在芯轴表层喷制防静电层，防静电层材料配方为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

(3)将条料裁减成预定长度，采用经纬相互交叉的方式将条料编织成网。

(4)顶网编织成后，在所有经纬线交叉的节点上涂刷粘接剂使网格粘接成一体，所涂粘接剂材料的质量百分比为：树脂75～87％、固化剂2～4％、促进剂3～7％、阻燃剂6～12％、抗静电剂2～6％。

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