一种煤矿用风筒及其制作方法 【技术领域】
本发明涉及一种煤矿用风筒，尤其是涉及一种煤矿井下用单幅成型高强阻燃抗静电整体风筒。
背景技术
目前我国煤矿用整体风筒是以玻纤纤维织物为基布，经橡胶压延制成橡胶用表面滑石粉处理而成。现有煤矿用风筒存在强度低易吹开漏风，阻燃、抗静电性、柔软性都不是较好，较笨重，有滑石粉污染，易老化，耐寒、耐热性能不好，面幅窄需拼接成型，加工制作工艺简单，经、纬扯断强度不达标等缺陷。
【发明内容】
为了解决现有煤矿用风筒存在的问题，本发明的一个目的是公开一种耐磨性强、经纬向撕裂强度大、抗静电性能好、寿命长、可以单幅成型的煤矿用风筒。本发明的一个目的是公开一种生产时无污染的上述煤矿用风筒的制作方法。
为了达到上述发明目的，本发明采用了下述技术方案：
一种煤矿用风筒，包括网格基布和复膜在基布上的PVC压延膜，PVC压延膜上涂有抗静电剂；所述网格基布由加捻涤纶纤维长丝做经线、纬线织造而成；所述PVC压延膜按重量包括下述组分制成：
SG-70树脂100份，增塑剂73-112份，无机阻燃剂8-12份，无机填料60-65份，抗老化剂0.2-1份，抗菌防霉剂0.1份，色料20-25份，偶联剂6-12份。
作为优选，增塑剂为：邻苯类增塑剂45-50份，其增塑效率以及与PVC的相容性表现均较好，保证了产品的长期稳定；磷酸三酯类增塑剂10-20份，具有阻燃效果好，相容性好的特点；阳离子型增塑剂8-12份，耐寒增塑剂8-25份，能明显提高制品的低温性能，使产品可在-30℃低温条件下，150℃高温条件下，材料不发粘，具有稳定优异的抗温变老化能力；环氧类增塑剂2-5份，环氧增塑剂大大增加了材料的耐候性能。
作为优选，所述PVC压延膜按重量包括下述组分制成：SG-70树脂100份，邻苯类增塑剂47份，磷酸三酯类增塑剂15份，阳离子型增塑剂10份，耐寒增塑剂15份，环氧类增塑剂2.5份，无机阻燃剂8份，无机填料60份，抗老化剂0.2份，抗菌防霉剂0.1份，色料20份，偶联剂8份。
作为优选，所述网格基布是采用1300D-1500D超低收缩加捻涤纶纤维长丝做经线纬线，经线、纬线沿经、纬方向平移织造扩展形成。
作为优选，所述PVC压延膜分为上膜和下膜，基布置于上膜和下膜之间，上膜厚度为20丝，下膜为16丝。
作为优选，所述SG-70树脂的聚合度至少为1300；邻苯类增塑剂是二辛酯；耐寒增塑剂为癸二酸二辛酯或己二酸二辛酯；阳离子型增塑剂是阳离子型季铵盐CTAB，色料是导电碳黑和三氧化二锑；抗菌防霉剂为百菌清或苯邻三酰亚胺；无机填料均选用纳米级碳酸钙；抗老化剂是塑料抗老化剂双酚A。
一种煤矿用风筒的制作方法，包括下列步骤：
(1)基布的制作：采用1300D-1500D超低收缩加捻涤纶纤维长丝做经线和纬线，经编织机织造扩展形成网格状基布；
(2)PVC压延膜的制作：将权利要求1所述的混合而成的PVC压延膜料经高速分散机搅拌，然后进行塑化，在压延膜设备上压延成PVC膜；
(3)采用覆膜机将PVC压延膜与基布经过高温塑化覆膜而成：
①把PVC压延膜与基布同时放入放卷机，通过放卷机将PVC压延膜与基布送入覆合烘箱；②在复膜烘箱内将PVC压延膜初步热塑化并复合压延在基布上；③将PVC压延膜与基布通过边冷却边复膜压延贴合塑化定型；④通过收卷机将已经冷却的单抗覆膜布收卷；⑤将收卷的单抗覆膜布放在涂静电设备的卷机上进行表面抗静电处理，具体是在表面涂抗静电剂，然后烘干；⑥将表面处理的风筒布进行裁剪，用风筒布将棉绳包帖合成里脊背带；⑦将里脊背带用热合贴在风筒布上；⑧将上好里脊背带的风筒布贴合成单幅成型的整体风筒。
作为优选，所述抗静电剂量为30g-60g/m2，涂抗静电剂和烘干时烘箱的温度在60℃-80℃之间，所述复膜烘箱内塑化的温度为220℃-250℃。
作为优选，所述经线的密度每10公分51根，纬线的密度10公分47根，经编织机织造扩展形成网格状的长2000米，宽3米的基布。
按上述技术方案制作的一种煤矿用风筒，SG-70树脂具有良好的透明性、热稳定性、抗水性、耐候性。增塑剂与树脂具有良好的相容性。其可以改善在成型加工时树脂的流动性，降低PVC分子链间的作用力，使树脂的玻璃化温度，流动温度与所含微晶的熔点均降低。增塑剂可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。稳定剂的主要作用是捕捉SG-70树脂放出的具有催化作用的氯化氢，是与SG-70树脂产生的不稳定聚烯结构起加成反应，以阻止或减轻SG-70树脂的分解。无机填料是用以改善复合材料性能，并能降低成本的固体添加剂，无机填料有效保证了产品的物理性能和产品的经济性的矛盾，使产品的优质和经济性得到了统一。无机阻燃剂具有阻燃、成炭、抑烟、抑阻燃和防止生成溶滴等多种功效，可以使产品的阻燃指标达到不燃。耐老化剂具有良好的防止光和热引起的变色作用，同时还具有一定的光稳定作用。防霉剂能防止因微生物而导致的发霉。偶联剂起固化的作用。上述的基布抗撕力强、扯断强度高，其经向、纬向撕裂强度均超过实际可达到630N以上(国家标准≥150N)、重量轻、幅宽宽、耐磨、在井下低温使用环境不脆、不变形、寿命长。
综上所述，本发明的煤矿用风筒具有耐磨性和抗撕裂性好，重量轻，防水、防污、防霉、阻燃、抗静电效果好，耐老化、使用寿命很长，产品地剥落性和耐候性能好，且可以单幅成型，保证了在煤矿井下使用时的安全隐患。
【具体实施方式】
实施例1
一种煤矿用风筒，包括网格基布和复膜在基布上的PVC压延膜，PVC压延膜分为上膜和下膜，基布置于上膜和下膜之间，上膜厚度为20丝，下膜为16丝，PVC压延膜外侧面上涂有抗静电剂；涤纶纤维长丝网格基布是采用1300D超低收缩加捻涤纶纤维长丝做经线纬线织造而成；所述PVC压延膜按重量由下述组分制成：
SG-70树脂100份，邻苯类增塑剂47份，磷酸三酯类增塑剂15份，阳离子型增塑剂10份，耐寒增塑剂15份，环氧类增塑剂2.5份，无机阻燃剂8份，无机填料60份，抗老化剂0.2份，抗菌防霉剂0.1份，色料20份，偶联剂8份。
上述SG-70树脂的聚合度至少为1300。邻苯类增塑剂是二辛酯。磷酸三酯类增塑剂是芳香族磷酸酯、脂肪族磷酸酯或芳香脂肪族磷酸酯的一种。阳离子型增塑剂是阳离子型季铵盐CTAB。耐寒增塑剂是癸二酸二辛酯或己二酸二辛酯的一种或者两者的混合。环氧类增塑剂是环氧大豆油ESO。无机阻燃剂是氢氧化镁。无机填料是纳米级碳酸钙。抗老化剂是塑料抗老化剂双酚A。抗菌防霉剂是百菌清或苯邻三酰亚胺。色料是导电碳黑和三氧化二锑，尤其是阳离子型季铵盐、导电碳黑和三氧化二锑按照重量比10-20∶20-25∶5-10混合而合的混合剂，通过增塑剂的不断外迁，同时吸收空气中的水份来减小表面电阻的能力，同时进一步减小表面电阻及体积电阻率。
上述煤矿用风筒的制作方法，包括下列步骤：
(1)基布的制作：采用1300D高强耐磨型超低收缩涤纶纤维长丝在进口加捻机上加捻而成作为经线，纬线采用1300D高强耐磨型超低收缩涤纶纤维长丝在进口加捻机上加捻而成，经线的密度每10公分51根，纬线的密度10公分47根，经进口编织机织造扩展形成网格状的长2000米，宽3米的基布。
(2)PVC压延膜的制作：将权利要求1所述的混合而成的PVC压延膜料经高速分散机搅拌，然后进行塑化，在压延膜设备上压延成PVC膜；经高速分散机搅拌20-30分钟，取出放在进口的密炼机进行塑化并压延膜设备上在温度160℃的情况下压延成PVC薄膜上膜20丝，下膜16丝，幅宽3米，长度2000米。
(3)采用覆膜机将PVC压延膜与基布经过高温塑化覆膜而成：
①把上膜、基布、下膜同时放入放卷机，通过三床放卷机分别将上下膜与基布用0.5米的张力以每分钟3米的速度送入覆合烘箱；②复膜烘箱内恒温220℃的温度将上下膜初步热塑化并复合压延在基布上；③用0.8吨的压力以每分钟3米的速度将出复膜烘箱的上下膜与基布通过边冷却边复膜压延贴合塑化定型；④通过收卷机将已经冷却的单抗覆膜布收卷；⑤将收卷的单抗覆膜布放在涂静电设备的卷机上进行表面抗静电处理，具体是在表面涂抗静电剂，然后烘干，抗静电剂量为30g-60g/m2，涂抗静电剂和烘干时烘箱的温度在60℃-80℃之间；⑥将表面处理的风筒布裁剪成不同的大小规格，在350℃的温度下以5米/分钟的速度用风筒布将棉绳包帖合成里脊背带；⑦在300℃的温度下以3.3米/分钟的速度将里脊背带用热合贴在风筒布上；⑧按产品规格尺寸在300℃的温度下以3米/分钟的速度将上好里脊背带的风筒布贴合成成各种规格的单幅成型整体风筒。
实施例2
一种煤矿用风筒，包括网格基布和复膜在基布上的PVC压延膜，PVC压延膜分为上膜和下膜，基布置于上膜和下膜之间，上膜厚度为20丝，下膜为16丝，PVC压延膜外侧面上涂有抗静电剂；涤纶纤维长丝网格基布是采用1500D超低收缩加捻涤纶纤维长丝做经线纬线织造而成；所述PVC压延膜按重量包括下述组分制成：
SG-70树脂100份，邻苯类增塑剂45份，磷酸三酯类增塑剂10份，阳离子型增塑剂8份，耐寒增塑剂8份，环氧类增塑剂2份，无机阻燃剂8份，无机填料60份，抗老化剂0.2份，抗菌防霉剂0.1份，色料20份，偶联剂6份。
上述SG-70树脂的聚合度至少为1300。邻苯类增塑剂是二辛酯。磷酸三酯类增塑剂是芳香族磷酸酯、脂肪族磷酸酯或芳香脂肪族磷酸酯的一种。阳离子型增塑剂是阳离子型季铵盐CTAB。耐寒增塑剂是癸二酸二辛酯或己二酸二辛酯的一种或者两者的混合。环氧类增塑剂是环氧大豆油ESO。无机阻燃剂是氢氧化镁。无机填料是纳米级碳酸钙。抗老化剂是塑料抗老化剂双酚A。抗菌防霉剂是百菌清或苯邻三酰亚胺。色料是导电碳黑和三氧化二锑。
除涤纶纤维长丝网格基布是采用1500D超低收缩加捻涤纶纤维长丝做经线纬线织造外，其它制作方法均与实施例1相同。
实施例3
一种煤矿用风筒，包括网格基布和复膜在基布上的PVC压延膜，PVC压延膜分为上膜和下膜，基布置于上膜和下膜之间，上膜厚度为20丝，下膜为16丝，PVC压延膜外侧面上涂有抗静电剂；涤纶纤维长丝网格基布是采用1300D超低收缩加捻涤纶纤维长丝做经线纬线织造而成；所述PVC压延膜按重量包括下述组分制成：
SG-70树脂100份，邻苯类增塑剂50份，磷酸三酯类增塑剂20份，阳离子型增塑剂12份，耐寒增塑剂25份，环氧类增塑剂5份，无机阻燃剂12份，无机填料65份，抗老化剂1份，抗菌防霉剂0.1份，色料25份，偶联剂12份。
上述SG-70树脂的聚合度至少为1300。邻苯类增塑剂是二辛酯。磷酸三酯类增塑剂是芳香族磷酸酯、脂肪族磷酸酯或芳香脂肪族磷酸酯的一种。阳离子型增塑剂是阳离子型季铵盐CTAB。耐寒增塑剂是癸二酸二辛酯或己二酸二辛酯的一种或者两者的混合。环氧类增塑剂是环氧大豆油ESO。无机阻燃剂是氢氧化镁。无机填料是纳米级碳酸钙。抗老化剂是塑料抗老化剂双酚A。抗菌防霉剂是百菌清或苯邻三酰亚胺。色料是导电碳黑和三氧化二锑。
制作方法与实施例1相同。
本发明采用的超低收缩加捻涤纶纤维长丝具体参数详见下表，
超低收缩：
加捻丝：
纤度 Denier 1300D 1500D 孔数 F 192 192 捻度 T/M T±6 T±6 断裂强度 相当于原丝90％ 水平 相当于原丝90％ 水平 断裂伸长 ％ 14±2 14±2 干热收缩177℃ ％ ≤0.5 ≤0.5 捻向S/Z S或Z S或Z
本专利的煤矿用风筒与现有的橡胶压延制成橡胶风筒相比：
1.橡胶风筒生产时气味大，有滑石粉，笨重，要多幅成型，易吹开；本专利的风筒成型简易，生产无污染，宽幅在2.8米以上使整体风筒单幅成型。
2.密封性好，国家标准风筒百米漏风率(％)≤4.0，本专利的风筒达到0.59，比橡胶风筒高天5.93倍；耐风压国家标准：风筒耐风压(Pa)≥5000，本专利的风筒可达到5800Pa，比橡胶风筒高于1000Pa；膨胀小，国家标准风筒膨胀率(％)≤3.0，本专利的风筒可达到1.01％，比橡胶风筒小3倍。
3.抗张强度高，使用寿命长，国家标准经向扯断强力(N/50mm)，本专利的风筒可达到2564N，比橡胶风筒高2倍；国家标准纬向扯断强力(N/50mm)，本专利的风筒可达到2470N，比橡胶风筒高2倍；国家标准经向撕裂力(N)≥250，本专利的风筒达到760.80N比橡胶风筒高3倍；国家标准纬向撕裂力(N)≥250，本专利的风筒可达到1142.20N比橡胶风筒高4倍。
4.抗静电好，安全性能更好，国家标准表面电阻(Ω)≤3×108，本专利的风筒可达到1.9×104，比橡胶风筒电阻小了很多。
5.阻燃耐热性好，安全性能更好，国家标准酒精喷灯有焰燃烧时间(S)单条≤10，本专利的风筒可达到3.2(S)，比橡胶风筒小3倍，酒精喷灯无焰燃烧时间(S)单条≤60，本专利的风筒可达到1.9(S)，比橡胶风筒小21倍。
6.耐寒性能高，在低温下-30℃不开裂。
具体对比表格如下：
项目名称 国家标准值 本专利的风筒 现有橡胶风筒 风筒百米风阻 (N·S2/m8) ≤24 19.80 23 风筒百米漏风率 (％) ≤4.0 0.59 3.5 风筒耐风压(Pa) ≥5000 5800 4800 风筒膨胀率(％) ≤3.0 1.01 3.01 经向扯断强力 (N/50mm) ≥2000 2564.00 1290 纬向扯断强力 (N/50mm) ≥2000 2470.00 1280 经向撕裂力(N) ≥250 760.80 250 纬向撕裂力(N) ≥250 1142.20 280 表面电阻(Ω) ≤3×108 1.9×104 3×109 酒精喷灯有焰燃 烧时间(S)单条 ≤10 3.2 10 酒精灯无焰燃 烧时间(S)单条 ≤60 1.9 40
表格内的数据是由实施例1所述技术方案制成的煤矿用风筒经国家煤矿防尘通风安全产品质量监督检验中心检测得到的。
上述几个实施例仅为本专利较好的实施方式，凡采用本技术方案描述的构造、特征及在其精神原理上的变化、修饰均属于本专利的保护范围。