專利名稱：復合材料礦用頂網及其制造方法
技術領域：
本發明涉及礦山防護裝置，具體地說，是一種礦用頂網。
背景技術：
礦用頂網是用于煤礦井下厚煤層及特厚煤層分層開采時，作人工假頂、單一煤層破碎頂板局部護頂、工作面收尾及巷道支護等用的設施。使用時，利用坑道支護錨桿將頂網緊固到坑道巖壁上。目前使用的多為金屬頂網，其強度較高，能滿足普通使用要求，但存在一系列缺點①由于地質復雜，多有水源，金屬網遇水易銹蝕，易導致下分層網破漏矸，影響煤炭質量；②金屬網重量大，工人操作強度大，生產作業環境差；③坑木消耗量大；④無效運輸、洗選等工作量及費用過高；⑤遇粉體顆粒碰沖易發生瓦斯爆炸等現象。
隨著非金屬工業的發展，越來越多的金屬網被非金屬網所代替，并取得了很大的經濟效益，其中使用礦用塑料網替代金屬網用于煤礦厚煤層的分層開采就是突出的一例。該技術在20世紀90年代出現后很快就在全國得到了推廣應用。因其使用成本僅為鋼材的1/3，而且具有重量輕耐腐蝕的優點，受到煤礦用戶的歡迎。但近年來，由于塑料價格的上漲，其在價格上的優勢沒有了。另一方面，塑料網強度小、硬度低、剛性差，限制了塑料網的應用。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種復合材料礦用頂網及其制造方法，解決現有金屬頂網成本高、份量重、工人操作強度大、耐腐蝕性差、不能防靜電，遇鐵質工具碰撞或粉體顆粒碰沖易發生瓦斯爆炸等問題，克服塑料網強度小、硬度低、剛性差的缺點。本發明具有安全、可靠、防火、防靜電、且成本低等優點，有著廣闊的應用前景。
為了實現上述目的，本發明采取了以下技術方案一種復合材料礦用頂網，由相互交叉的經線與緯線編織而成，所述的經線、緯線是一種用復合材料制成的條料，條料的結構由芯軸和表面防靜電層構成，芯軸由玻璃纖維束和樹脂、固化劑、促進劑、阻燃劑組成，其質量百分比為玻璃纖維束50～57％、樹脂35～45％、固化劑1～2％、促進劑2～3％、阻燃劑3～6％；防靜電層由樹脂、固化劑、促進劑、抗靜電劑、阻燃劑組成，其質量百分比為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
所述的樹脂為鄰苯型不飽和聚酯樹脂，玻璃纖維為無堿玻璃纖維束，固化劑為過氧化甲乙酮，促進劑為異鋅酸鈷苯乙烯溶液，阻燃劑為氫氧化鋁，抗靜電劑為杭州產抗靜電劑SN。
所述的樹脂還可以為間苯型不飽和聚酯樹脂，玻璃纖維還可以為中堿玻璃纖維束，固化劑還可以為過氧化環乙酮，促進劑還可以為環烷酸鈷溶液，阻燃劑還可以為甲基膦酸二甲酯，抗靜電劑還可以為深圳市納米港有限公司產抗靜電劑。
所述的編制頂網的復合材料條料的橫截面形狀為圓形，也可以為橢圓形、方形、矩形。
所述的復合材料礦用頂網的生產方法，其工藝步驟為(1)將質量百分比為50～57％的玻璃纖維束、配以35～45％的樹脂、1～2％的固化劑、2～3％的促進劑、3～6％的阻燃劑，穿過拉擠成形模具的模孔，從而制得橫截面與模孔形狀相同的芯軸；(2)在芯軸表層噴制防靜電層，防靜電層材料配方為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
(3)將條料裁減成預定長度，采用經緯相互交叉的方式將條料編織成網。
(4)頂網編織成后，在所有經緯線交叉的節點上涂刷粘接劑使網格粘接成一體，所涂粘接劑材料的質量百分比為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
本發明與現有技術相比，具有以下優點和有益效果本發明針對目前用鋼筋焊接的礦用金屬頂網成本高、份量重、工人操作強度大、耐腐蝕性差，遇粉體顆粒碰沖易發生瓦斯爆炸等問題，開發了增強型復合材料礦用頂網。該產品采用拉擠+編織復合技術加工而成，實現了資源的綜合利用，提高了產品的強度，從而增強了產品的抗壓、抗拉、抗彎、抗沖擊，耐磨性和承載能力。具有良好的耐蝕性能、較長的使用壽命。是替代現有礦山巷道防護網的理想產品。
由于在復合材料頂網的正反面均涂敷有耐火材料涂層和防靜電材料涂層，具有防火、防靜電功能。由于采用玻璃纖維材料，可替代傳統的竹木、鋼筋頂網，大大減少了生態資源的浪費，同時有效地保護水土流失及環境保護。本發明與現有技術相比，具有安全、可靠、防火、防靜電、且成本低等優點，具有廣闊的應用前景。
下面將結合附圖通過實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為一種復合材料礦用頂網的結構示意圖；圖2為頂網條料結構的示意圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示一種復合材料礦用頂網，由相互交叉的經線1與緯線2編織而成，所述的經線、緯線是一種用復合材料制成的條料。
如圖2所示條料的結構由芯軸3和表面防靜電層4構成，芯軸由無堿玻璃纖維束和鄰苯型不飽和聚酯樹脂、過氧化甲乙酮固化劑、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑、氫氧化鋁阻燃劑組成，其質量百分比為無堿玻璃纖維束50％、鄰苯型不飽和聚酯樹脂45％、過氧化甲乙酮固化劑2％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑3％、氫氧化鋁阻燃劑6％；防靜電層由鄰苯型不飽和聚酯樹脂、過氧化甲乙酮固化劑、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑、杭州產SN抗靜電劑、氫氧化鋁阻燃劑組成，其質量百分比為鄰苯型不飽和聚酯樹脂75％、過氧化甲乙酮固化劑4％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑7％、氫氧化鋁阻燃劑12％、杭州產SN抗靜電劑6％。
實施例2如圖2所示條料的結構由芯軸3和表面防靜電層4構成，芯軸由中堿玻璃纖維束和間苯型不飽和聚酯樹脂、過氧化環乙酮固化劑、環烷酸鈷溶液促進劑、甲基膦酸二甲酯阻燃劑組成，其質量百分比為中堿玻璃纖維束57％、間苯型不飽和聚酯樹脂35％、過氧化環乙酮固化劑1％、環烷酸鈷溶液促進劑2％、甲基膦酸二甲酯阻燃劑3％；防靜電層由間苯型不飽和聚酯樹脂、過氧化環乙酮固化劑、環烷酸鈷溶液促進劑、深圳市納米港有限公司產抗靜電劑、甲基膦酸二甲酯阻燃劑組成，其質量百分比為間苯型不飽和聚酯樹脂87％、過氧化環乙酮固化劑2％、環烷酸鈷溶液促進劑3％、甲基膦酸二甲酯阻燃劑6％、深圳市納米港有限公司產抗靜電劑2％。
實施例3如圖2所示條料的結構由芯軸3和表面防靜電層4構成，芯軸由無堿玻璃纖維束和不飽和聚酯樹脂、過氧化甲乙酮固化劑、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑、氫氧化鋁阻燃劑組成，其質量百分比為無堿玻璃纖維束53％、樹脂39％、固化劑1.5％、促進劑2.5％、阻燃劑4％；防靜電層由不飽和聚酯樹脂、過氧化甲乙酮固化劑、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑、杭州產SN抗靜電劑、氫氧化鋁阻燃劑組成，其質量百分比為不飽和聚酯樹脂80％、過氧化甲乙酮固化劑3％、異鋅酸鈷苯乙烯溶液促進劑5％、氫氧化鋁阻燃劑8％、杭州產SN抗靜電劑4％。
所述的編制頂網的復合材料條料的橫截面形狀為圓形，也可以為橢圓形、方形、矩形。
所述的復合材料礦用頂網的生產方法，其特征在于工藝步驟為(1)將質量百分比為50～57％的玻璃纖維束，配以35～45％的樹脂、1～2％的固化劑、2～3％的促進劑、3～6％的阻燃劑，穿過拉擠成形模具的模孔，從而制得橫截面與模孔形狀相同的芯軸；(2)在芯軸表層噴制防靜電層，防靜電層材料配方為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
(3)將條料裁減成預定長度，采用經緯相互交叉的方式將條料編織成網。
(4)頂網編織成后，在所有經緯線交叉的節點上涂刷粘接劑使網格粘接成一體，所涂粘接劑材料的質量百分比為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
權利要求
1.一種復合材料礦用頂網，包括相互交叉的經線與緯線，其特征在于所述的頂網是用經線和緯線編織而成，所述的經線、緯線是一種用復合材料制成的條料，條料的結構由芯軸和表面防靜電層構成，芯軸由玻璃纖維束和樹脂、固化劑、促進劑、阻燃劑組成，其質量百分比為玻璃纖維束50～57％、樹脂35～45％、固化劑1～2％、促進劑2～3％、阻燃劑3～6％；防靜電層由樹脂、固化劑、促進劑、抗靜電劑、阻燃劑組成，其質量百分比為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
2.按照權利要求1所述的復合材料礦用頂網，其特征在于所述的樹脂為鄰苯型不飽和聚酯樹脂，玻璃纖維為無堿玻璃纖維束，固化劑為過氧化甲乙酮，促進劑為異鋅酸鈷苯乙烯溶液，阻燃劑為氫氧化鋁，抗靜電劑為杭州產抗靜電劑SN。
3.按照權利要求1所述的復合材料礦用頂網，其特征在于所述的樹脂為間苯型不飽和聚酯樹脂，玻璃纖維為中堿玻璃纖維束，固化劑為過氧化環乙酮，促進劑為環烷酸鈷溶液，阻燃劑為甲基膦酸二甲酯，抗靜電劑為深圳市納米港有限公司產抗靜電劑。
4.按照權利要求1所述的復合材料礦用頂網，其特征在于編制頂網的復合材料條料的橫截面形狀為圓形，也可以為橢圓形、方形、矩形。
5.按照權利要求1所述的復合材料礦用頂網的生產方法，其特征在于工藝步驟為(1)將質量百分比為50～57％的玻璃纖維束，配以35～45％的樹脂、1～2％的固化劑、2～3％的促進劑、3～6％的阻燃劑，穿過拉擠成形模具的模孔，從而制得橫截面與模孔形狀相同的芯軸；(2)在芯軸表層噴制防靜電層，防靜電層材料配方為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。(3)將條料裁減成預定長度，采用經緯相互交叉的方式將條料編織成網。(4)頂網編織成后，在所有經緯線交叉的節點上涂刷粘接劑使網格粘接成一體，所涂粘接劑材料的質量百分比為樹脂75～87％、固化劑2～4％、促進劑3～7％、阻燃劑6～12％、抗靜電劑2～6％。
全文摘要
本發明公開了一種復合材料礦用頂網。目前，礦用頂網多為金屬頂網，存在成本高、份量重、操作強度大、耐腐蝕性差、遇鐵質工具碰撞易發生瓦斯爆炸等問題；也有用塑料網，存在強度小、硬度低、剛性差等缺點。本發明提供一種復合材料礦用頂網，是由芯軸和表面防靜電層構成的條料，相互交叉編織而成，芯軸由玻璃纖維束和樹脂、固化劑、促進劑、阻燃劑組成，防靜電層由樹脂、固化劑、促進劑、抗靜電劑、阻燃劑組成。本發明具有安全、可靠、防火、防靜電、且成本低等優點，有著廣闊的應用前景。
文檔編號E21D19/00GK1752414SQ200510012770
公開日2006年3月29日 申請日期2005年8月29日 優先權日2005年8月29日
發明者崔小朝, 馬崇山, 林金保, 郭勇義 申請人:太原科技大學