1、前言
     目前煤礦井下給、排水用管、井下正壓風(fēng)、噴漿用管、井下負(fù)壓風(fēng)、抽放瓦斯用管廣泛應(yīng)用鋼管，但由于鋼 管重量大、在地下環(huán)境中耐腐蝕性較差，所以塑料管道尤其是耐腐蝕性優(yōu)良、輕質(zhì)高強(qiáng)的玻璃鋼管道應(yīng)當(dāng)是鋼管的最佳替代產(chǎn)品。但煤礦井下用管道都有很高的阻燃、抗靜電要求，而玻璃鋼材料，由于其組分屬于易燃、絕緣材料.所以其阻燃、抗靜電性能很差，很難滿足煤礦井下這種特定的環(huán)境要求。復(fù)合材料本身的性能優(yōu)越性體現(xiàn)在可以通過添加填料改變微觀結(jié)構(gòu)，從而提高其阻燃抗靜電性能。
　　很多玻璃鋼生產(chǎn)廠、研究單位已經(jīng)開始進(jìn)行這方面的研究，但經(jīng)常遇到阻燃效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求而抗靜電性能達(dá)不到要求，或者抗靜電性能達(dá)到要求阻燃效果達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求;再有就是添加填料后，樹脂基體粘度過高，工藝性很差;或者配方的經(jīng)濟(jì)性不佳，成本過高，導(dǎo)致產(chǎn)品售價(jià)無法在市場(chǎng)上立足等等。
　　本公司從配方設(shè)計(jì)、成型工藝等方面對(duì)玻璃鋼的阻燃、抗靜電性能進(jìn)行了研究，通過多次試驗(yàn)，從中開發(fā)了一種在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下兼顧配方的工藝性和經(jīng)濟(jì)性的實(shí)用配方。
2、阻燃機(jī)理
       玻璃鋼管道的阻燃通常是通過在樹脂基體中加入阻燃劑來實(shí)現(xiàn)。按使用方法的不同可把阻燃劑分為添加型和反應(yīng)型。添加型阻燃劑主要是通過在可燃物中添加阻燃劑發(fā)揮阻燃劑的作用。反應(yīng)型阻燃劑則是通過化學(xué)反應(yīng)在高分子材料中引人阻燃基團(tuán)，從而提高材料的抗燃性，起到阻止材料被引燃和抑制火焰?zhèn)鞑サ哪康摹Ｔ谧枞紕╊愋椭?，添加型阻燃劑占主?dǎo)地位，使用的范圍比較廣，約占阻燃劑的85%，反應(yīng)型阻燃劑僅占15%。
　　阻燃劑是通過若干機(jī)理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機(jī)理共同作用達(dá)到阻燃目的。
　　按所含阻燃元素可將阻燃劑分為鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑、磷一鹵系阻燃劑、磷一氮系阻燃劑等幾類。鹵系阻燃劑在熱解過程中，分解出捕獲傳遞燃燒自由基的x·及HX，HX能稀釋可燃物裂解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，隔斷可燃?xì)怏w與空氣的接觸。磷系阻燃劑在燃燒過程中產(chǎn)生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水炭化，阻止或減少可燃?xì)怏w產(chǎn)生，磷酸醉在熱解時(shí)還形成了類似玻璃狀的熔融物覆蓋在可燃物表面，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。在氮系阻燃劑中，氮的化合物和可燃物作用，促進(jìn)交鏈成炭，降低可燃物的分解溫度，產(chǎn)生的不燃?xì)怏w，起到稀釋可燃?xì)怏w的作用。磷一鹵系阻燃劑、磷一氮系阻燃劑主要是通過磷一鹵、磷一氮協(xié)同效應(yīng)作用達(dá)到阻燃目的，具有磷一鹵、磷一氮的雙重效應(yīng)，阻燃效果比較好。
3、抗靜電機(jī)理
　　玻璃鋼管道的抗靜電通常是通過在樹脂基體中添加抗靜電劑，使制品具有導(dǎo)電性能。常用的抗靜電劑包括:石墨、炭黑、乙炔黑等等，其導(dǎo)電性能差別很大，添加比例也有很大區(qū)別。選用抗靜電劑是應(yīng)注意:粒度越小、表面積越大、越容易分散，所形成的導(dǎo)電鏈鎖結(jié)構(gòu)越強(qiáng)，分散后的粒子間隙越小，從而導(dǎo)電性能越好，所添加的比例也就越小。
4、實(shí)驗(yàn)部分
       4.1原材料
       基體樹脂:采用通用型不飽和聚醋樹脂(196#)及引發(fā)劑和促進(jìn)劑;
       增強(qiáng)材料:采用無堿無捻纏繞紗、短切氈、表面氈、網(wǎng)格布
       添加劑:阻燃劑A、阻燃劑B、抗靜電劑C
      4.2.阻燃抗靜電玻璃鋼管道的制備
       按照配方準(zhǔn)確稱取各種組分材料，采用纏繞成型工藝按照設(shè)計(jì)方案制備試驗(yàn)所需管材。
       4.3 性能測(cè)試
      根據(jù)MT181-88《煤礦井下用塑料管安全性能檢驗(yàn)規(guī)范》規(guī)定，玻璃鋼管的阻燃性能，抗靜電性能要求如下：
       2.1阻燃性能要求
       2.1.1按本規(guī)范作火焰燃燒試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)酒精噴燈燃燒器移走后，每組6條試件的火焰燃燒時(shí)間的算術(shù)平均值不   得大于3s，其中任何一條時(shí)間的火焰續(xù)燃時(shí)間不得大于10S。
       2.1 .2按本規(guī)范作火星燃燒試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)酒精噴燈燃燒器移走后，每組6條試件的火星燃燒時(shí)間的算術(shù)平均值不得大于20s，其中任何一條時(shí)間的火星續(xù)燃時(shí)間不得大于60s。
       2.2導(dǎo)電性能要求
　　A.給、排水用玻璃鋼管，其管外壁表面電阻值不得大于1.0 X109Ω。B正壓風(fēng)用玻璃鋼管，其管外壁表面電阻值不得大于1，0 x108 Ω。C.噴漿用玻璃鋼管，其管外壁表面電陰值不得大于1.0 X108Ω。d.負(fù)壓風(fēng)、抽放瓦斯用玻璃鋼管的表面電阻不得大于1 .0X106Ω。
5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論
　　經(jīng)檢測(cè)，玻璃鋼管道的阻燃性能為離火自熄即試樣離開火焰馬上自熄;
　　抗靜電性能:管內(nèi)壁表面電阻值為3.0x103Ω，管外壁表面電阻值為4.0x103Ω;按照MT181一88標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的要求，達(dá)到該阻燃靜電性能的管道可適用于煤礦井下環(huán)境。
       5.1經(jīng)濟(jì)性
　　對(duì)于該配方的經(jīng)濟(jì)性，筆者及實(shí)驗(yàn)單位進(jìn)行了計(jì)算，在添加填料后，每公斤樹脂混合甚休價(jià)格低千每公斤樹脂價(jià)格:
      
       5.2工藝性
       在添加填料后樹脂混合基體的粘度控制在400一700Cp，適合纏繞工藝要求。
6、結(jié)論
　　目前已有煤礦企業(yè)開始利用該配方進(jìn)行生產(chǎn)，管道的阻燃抗靜電性能及彎曲強(qiáng)度均滿足MT181一S8《煤礦井下用塑料管安全性能檢驗(yàn)規(guī)范》規(guī)定。而且工藝性、經(jīng)濟(jì)性很好.括合工業(yè)化大批量纏繞制管工藝。相信該配方會(huì)對(duì)玻璃鋼生產(chǎn)廠帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。