[发明专利]一种抗静电阻燃钢骨架纤维增强树脂管及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于输送管体技术领域，尤其涉及一种抗静电阻燃钢骨架纤维增强树脂管及其制备工艺。

背景技术

在煤矿输送管体中用的钢骨架纤维增强树脂管、高强度树脂钢网复合管以及抗静电阻燃纤维增强树脂复合管等相似类型的管体通常是由表面导电层、中间强力层、内衬耐磨层组成。

1、表面导电层通常是由纤维、树脂、固化剂和促进剂，加入阻燃剂和抗静电剂、导电炭黑后固化成型。由于矿井环境中使用的管体的表面电阻值一般要求在10⁴—10⁸Ω，并且要符合国家安监总局颁布的AQ1071—2009中管体老化试验的相关要求，导电炭黑在管体中含量一般在5%—10%左右才能能够符合上述相关要求，再者管体中常用的阻燃剂如氢氧化铝、三氧化二锑等的用量一般在20%—50%之间。这就造成管体力学性能下降，管体延伸率降低20%—30%，挠曲性能下降15%—40%，造成管体的承压能力以及管体长期使用的安全系数大大降低。再者由于煤矿井下的特殊环境，钢骨架纤维增强树脂管使用一两年后管体内外表面就会产生表面出现细小裂纹或者龟裂现象，使钢骨架纤维增强树脂管的使用寿命大大降低，同时这种管体的使用范围也受到了很大限制；

2、中间强力层通常是在内衬层的基础上缠绕增强纤维、织物同时加有螺旋结构的交叉网状钢丝骨架，存在的问题是纤维以及钢丝的缠绕角度一般在50°—80°之间，这个范围太宽且管体断面钢丝头数也不固定，造成这类管体在生产加工方面十分混乱，给煤矿的安全生产带来隐患。再者钢丝与树脂间的粘合力由于填料的选用不当经常造成分层的现象，比如经常用到的纳米碳酸钙一般是未经过改性处理的，它本身不具有粘合作用，只是降低了生产厂家的成本，但却加剧了分层现象的产生；

3、内衬层通常是由纤维与加入阻燃剂、抗静电剂、纳米碳酸钙和导电炭黑的树脂固化后形成，其存在的问题同表面导电层是一样的，再者煤矿用的钢骨架纤维增强树脂管体的承载介质大多为水、气，对内衬层的要求是防腐蚀、渗漏和导电阻燃的功能，对耐磨并不作要求，所以这就在无形之中提高了管体的生产成本。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种使用寿命长、成本低的抗静电阻燃钢骨架纤维增强树脂管。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为：包括管体，所述的管体由内至外为防渗阻燃导电内衬层、承压阻燃导电结构层，其中防渗阻燃导电内衬层包括固化在内基体的玻璃纤维，承压阻燃导电结构层包括同步缠绕有外表面涂覆有环氧树脂的镀锌钢丝和玻璃纤维直接无捻粗纱的外基体，内基体和外基体均包括下列重量份的组分：

树脂胶                                          100重量份 

阻燃剂                                      7——15重量份

固化剂                                      1——3重量份

促进剂                                       2——4重量份

碳纳米管                                     1——3重量份

纳米氢氧化铝                               31——39重量份。

其附加技术特征为：所述的树脂胶为不饱和聚酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂，阻燃剂为甲基磷酸二甲酯，固化剂为过氧化环已酮或过氧化甲酰，促进剂为环烷酸钴，碳纳米管为多壁，直径为8—12纳米，长度在8—12微米，纳米氢氧化铝的粒度小于200纳米；

所述承压阻燃导电结构层中外表面涂覆有环氧树脂的镀锌钢丝的直径为0.5—1.2毫米；

所述的外表面涂覆有环氧树脂的镀锌钢丝与玻璃纤维直接无捻粗纱进行同步缠绕形成混合编织的网状。

本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种抗静电阻燃钢骨架纤维增强树脂管的制备工艺。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案包括下述步骤：

第一步  制造防渗阻燃导电内衬层

将玻璃纤维直接无捻粗纱与100重量份树脂胶、7——15重量份的阻燃剂、1——3重量份固化剂 、2——4重量份促进剂、1——3重量份碳纳米管、31——39重量份纳米氢氧化铝构成的混合液体固化形成筒状防渗阻燃导电内衬层；

第二步  加工承压阻燃导电结构层