[发明专利]一种液压支架护帮板及其制备方法

说明书

本发明提供了一种液压支架护帮板，由纤维材料和树脂组合物固化成型制得。本发明还提供了所述液压支架护帮板的制备方法。本发明的液压支架护帮板通过纤维铺设设计以及助剂的添加，可同时具有良好的阻燃性、抗静电性、耐磨性、机械强度、弯曲强度等性能，能够满足煤矿井下作业的严苛要求，是一种以纤维复合材料为材质的新型护帮板，相比于传统的金属护帮板，重量大幅降低，便于移动、安装和拆卸，而且还具有良好的耐腐蚀性、耐疲劳性等性能，提高了使用稳定性、安全性以及使用寿命，非常具有应用前景。

技术领域

本发明涉及纤维复合材料领域，具体涉及一种液压支架护帮板及其制备方法。

背景技术

液压支架是井下煤层开采的重要支护设备。开采井下煤层之前，需要开凿一定数量的井筒、巷道等，液压支架通过支护采场顶板，防止碎石掉落，获得安全作业空间。护帮板是液压支架的一个重要组成部分，起到支护煤壁，防止煤壁片帮的作用。传统的护帮板均为金属构件，随着液压效率的提升和液压支架日益大型化，护帮板自重过大，易生锈腐蚀，防护效用减小，安全性降低，且操作困难、不便于移动和安装。

纤维复合材料是一类常见的有机复合材料，具有质地轻、制备简便等优点，已被广泛应用于多种领域。护帮板由于作业场合特殊，故对于力学强度、阻燃性能、抗静电性能、耐磨性能、使用寿命等各个方面要求都比较严格。因此，迫切需要开发一种纤维复合材料的护帮板，使其能够适应煤矿井下作业，并能满足煤矿开采技术的发展需要。

发明内容

为了克服现有技术中金属材质液压支架护帮板存在的缺陷，本发明的一个目的是提供一种液压支架护帮板，其材质为纤维复合材料，质地轻且综合性能优异。

本发明的另一个目的是提供一种液压支架护帮板的制备方法。

本发明提供的液压支架护帮板，由纤维材料和树脂组合物固化成型制得，其中，所述纤维材料包括以下组成部分：

A层：包括1～3层的表面毡，相邻层的倾角为35～50°；

B层：铺设于所述A层之上，包括2～5层的纤维布，相邻层的倾角为15～30°；

C层：铺设于所述B层之上，包括2～5层的芳纶布和/或碳纤维布，相邻层的倾角为90°，即经线方向相互垂直；

D层：铺设于所述C层之上，包括2～5层的芳纶丝呈10～20°旋转缠绕的加强芳纶布；以及

E层：铺设于所述D层之上，包括1～2层的碳纤维布；

所述树脂组合物包括热固性树脂以及助剂，所述助剂包括抗静电剂、阻燃剂和自润滑剂。

本发明提供的液压支架护帮板中，A层为产品保护层，用于保证护纤维材料的表面平整性和尺寸一致性，表面毡的材质可以为常见类型，包括但不限于聚酯、玻璃纤维等，具体的类型和层数可根据护帮板的作业场合、大小、强度要求等进行选择或调整。

本发明提供的液压支架护帮板中，B层为受力层，通过铺设保证纤维材料强度的各向同性，纤维布的材质可以选用常见的任意种类，例如无机纤维布或有机纤维布，其中，无机纤维布包括但不限于玻璃纤维布、碳纤维布、玄武岩纤维布、硼纤维布等；有机纤维布包括但不限于聚醚醚酮纤维布、聚亚酰胺纤维布、聚苯硫醚纤维布、芳纶纤维布、聚丙烯纤维布等，具体的类型和层数可根据护帮板的作业场合、大小、强度要求等进行选择或调整。

本发明提供的液压支架护帮板中，C层为主受力层，作用在于提高纤维材料的整体强度，并保持材料强度的各向同性，芳纶布、碳纤维布可以为常见类型，具体的类型和层数可根据护帮板的作业场合、大小、强度要求等进行选择或调整。