新型支护加强板及其制造工艺

摘要

本发明公开了一种新型支护加强板，它由下列重量配比的原材料制备而成：纤维或其织物35-60份，聚氨酯树脂或浇铸型尼龙树脂或其两者的混合物35-40份，抗静电剂5-15份，阻燃剂10-15份。本发明还公开了该支护加强板的制造工艺：包括剪裁下料、混合均匀、低排、装模、浇铸复合、加热、加压、固化、保压、冷却等过程。本发明新型支护加强板，该支护加强板重量轻，厚度较薄，阻燃，抗静电，使用寿命长，主要应用于煤矿井下开采领域，与支护设备配套使用的树脂基复合材料(ACMB)板。

权利要求

1.一种新型支护加强板，它由下列重量配比的原材料制备而成：纤维或/和其织物35-60份，聚氨酯树脂或浇铸型尼龙树脂或其两者的混合物35-40份，抗静电剂5-15份，阻燃剂10-15份。

2.根据权利要求1所述的新型支护加强板，其中所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维、金属纤维或/和它们的织物中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的新型支护加强板，其中所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维和金属纤维或/和它们的织物，其重量比例关系是碳纤维∶玻璃纤维∶PBO纤维∶金属纤维为10-15∶30-45∶15-30∶5-10。

4.根据权利要求1所述的新型支护加强板，其中所述聚氨酯树脂按重量配比由聚酯或聚醚50-60份，二异氰酸酯35-40份，MOCA10-20份配制而成；所述浇铸型尼龙树脂按重量配比由己内酰胺1份，氢氧化钠0.001-0.006份，甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯的一种或几种0.002-0.007份配制而成。

5.根据权利要求4所述的新型支护加强板，其中所述MOCA为1，4-丁二醇，1，6-己二醇，乙二醇，二丙二醇中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的新型支护加强板，其中所述抗静电剂为烷基苯磷酸脂二乙醇胺盐，烷基酰胺，高级脂肪酸酯，炭黑，石墨粉的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的新型支护加强板，其中所述阻燃剂为三氧化二锑、赤磷、氢氧化铝、红磷、硬脂酸锌中的一种或几种。

8.根据权利要求2所述的新型支护加强板，其中所述金属纤维为铜丝、铝丝、钢丝或/和它们的织物中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的新型支护加强板的制造工艺，包括下列步骤：

(1)将所需的碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维、金属纤维或/和它们的织物分别剪裁下料；

(2)将第(1)步中剪裁好的纤维或其织物分别预浸已聚合好的聚氨酯树脂和/或浇铸型尼龙树脂后，并加入阻燃剂和抗静电剂，使其混合均匀；

(3)排除混合物中的低分子物质或气体；

(4)将上述排除低分子物质后的混合物放入支护加强板的模具内，进行整理、检验后，浇铸树脂复合，清理后合模；

(5)进行加温，温度从室温加至110-175℃，并保温1.5-8小时，加压至1-3Mpa进行固化，保压0.5-1小时，冷却后脱模即得到产品。

10.根据权利要求9所述的制造工艺，其中碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维剪材下料的尺寸分别为100mm×800mm、100mm×1400mm、100mm×1200mm，其中第(5)步进行加温时，温度从室温加至120-130℃。

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型支护加强板，同时，本发明还涉及该新型加强板的制造工艺。

背景技术

煤矿井开采支护板迄今为止全部采用木头和兀形钢制作，木头支护板厚，重，易燃，使用寿命短，一般只能使用两次；兀形钢支护板重，易产生静电，易滑动，且制作成本较高，生产周期长，易产生永久形变，使用寿命短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述现有技术中的不足，而提出一种新型支护加强板，该支护加强板重量轻，厚度较薄，阻燃，抗静电，不易产生永久形变，使用寿命长。
同时，本发明还提供采用该新型支护加强板的制造工艺。
本发明所提供的技术方案是：一种新型支护加强板，它由下列重量配比的原材料制备而成：
纤维或其织物35-60份，聚氨酯树脂或浇铸型尼龙树脂或其两者的混合物35-40份，抗静电剂15-20份，阻燃剂10-15份。
优选地，上述纤维或/和其织物为45-60份。
优选地，其中所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维、金属纤维或/和它们的织物的一种或几种。
更优选地，其中所述纤维为碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维和金属纤维或/和它们的织物，其重量比例关系是碳纤维∶玻璃纤维∶PBO纤维∶金属纤维为10-15∶30-45∶15-30∶5-10。
优选地，其中所述聚氨酯树脂按重量配比由聚酯或聚醚50-60份，异氰酸酯35-40份，MOCA10-20份配制而成；所述浇铸型尼龙树脂按重量配比由己内酰胺1份，氢氧化钠0.001-0.006，甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二异氰酸脂己二酯的一种或几种0.002-0.007份配制而成。
进一步地，其中所述MOCA为1，4-丁二醇，1，6-己二醇，乙二醇，二丙二醇中的一种或几种。
优选地，其中所述抗静电剂为烷基苯磷酸脂二乙醇胺盐，烷基酰胺，高级脂肪酸酯，炭黑，石墨粉的一种或几种。
优选地，其中所述阻燃剂为三氧化二锑、赤磷、氢氧化铝、磷十三、二氧化氧化镁、红磷、硬脂酸锌中的一种或几种。
优选地，其中所述金属纤维为铜丝、铝丝、钢丝或/或它们的织物中的一种或几种。
本发明新型支护加强板的制造工艺，包括下列步骤：
(1)将所需的碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维、金属纤维或/和它们的织物分别剪裁下料；
(2)将第(1)步中剪裁好的纤维或其织物分别预浸已聚合好的聚氨酯树脂和/或浇铸型尼龙树脂后，并加入阻燃剂和抗静电剂，使其混合均匀；
(3)排除混合物中的低分子物质和气体；
(4)将上述排除低分子物质后的混合物放入支护加强板的模具内，进行整理、检验后，浇铸树脂复合，清理后合模；
(5)进行加温，温度从室温加至110-175℃，并保温1.5-8小时，加压至1-3Mpa进行固化，保压0.5-1小时，冷却后脱模即得到产品。
优选地，其中碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维或/和它们的织物剪材下料的尺寸分别为100mm×800mm、100mm×1400mm、100mm×1200mm，其中第(5)步进行加温时，温度从室温加至120℃。
本发明新型支护加强板从设计、选材、制备等方面考虑，具有以下优点：
1、本支护加强板采用树脂基复合材料，材质质量设计新颖，具体体现为：宽度比木头支护板减少40mm，厚度减少了85mm，重量减轻了50％-65％，与兀形钢支护板相比较，本发明支护加强板重量只相当于钢的七分之一左右。
2、本支护加强板具有优异的力学承载性能，原木头支护板只能使用2次，而本树脂基复合材料新型支护加强板可以使用80-100次，使用寿命是原木头支护板的40-50倍。
3、本支护加强板具有功能性能，原木头支护板属易燃产品，而支护加强板为阻燃，抗静电产品。
4、本支护加强板结构设计新颖，厚度较薄，原木头支护板为800mm×120mm×140×的大厚板，原兀形钢为2400mm×140mm×120mm兀形，而本新型支护加强板为800mm×100mm×35mm的薄板，板两面增加了防滑齿，进一步克服了原支护板存在易滑动的缺点，大大提高了支护可靠性。
5、本支护加强板具有经济效益，原支护木头一个14.7公斤，钢板50-100公斤，而本新型支护加强板只有5-7公斤，减少了运送支护板的运量，提高了运煤能力，减少了支护成本，提高了工作效力，减少了矿工的劳动强度。

附图说明

图1为本发明新型支护加强板制造工艺的工艺流程图。

具体实施方式

通过下面给出的实施例可以进一步清楚地了解本发明，下表为本发明给出的9个配方(单位：千克)：


实施例1：
参见图1，采用上述表中配方1制造新型支护加强板，按以下工艺步骤进行：
(1)将所需的碳纤维、玻璃纤维、PBO纤维及它们的织物分别剪裁下料至尺寸为：100mm×800mm、100mm×1400mm、100mm×1200mm；
(2)将第(1)步中剪裁好的纤维和金属纤维及其织物分别预浸聚氨酯树脂预聚体后，并加入阻燃剂三氧化二锑、红磷和抗静电剂烷基酰胺、炭黑、石墨粉等，使其混合均匀；
(3)排除混合物中的低分子物质和气体；
(4)将上述排除低分子物质后的混合物叠合放入支护加强板的模具内，进行整理、检验后，浇铸树脂复合，清理后合模；
(5)进行加温，温度从室温加至120-130℃，并保温6小时，加压至2Mpa进行固化，保压1小时，冷却后脱模即得到产品。
实施例2：
采用上述表中配方2制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例1中不同之处为：在第(5)步中，进行加温时，温度从室温加至175℃，并保温加压至1.5Mpa进行固化，保压1小时，冷却后脱模即得到产品，其余步骤与实施例1中的相同。
实施例3：
采用上述表中配方3制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例1中不同之处为：在第(5)步中，进行加温时，温度从室温加至175℃，其余步骤与实施例1中的相同。
实施例4：
采用上述表中配方4制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例1中的相同。
实施例5：
采用上述表中配方5制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例1中的相同。
实施例6：
采用上述表中配方6制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例1中的相同。
实施例7：
采用上述表中配方7制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例1中的相同。
实施例8：
采用上述表中配方8制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例2中的相同。
实施例9：
采用上述表中配方9制造新型支护加强板，制造工艺步骤与实施例2中的相同。