专利名称：：高强度纤维增强的通风管及其应用的利记博彩app
技术领域：
：本发明涉及高强度纤维增强的通风管。具体地说，涉及包含高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维的通风管。本发明还涉及上述通风管在发生爆破或爆炸的地点中的应用。
背景技术：
：通风管通常用于矿井或其它区域中以将新鲜的空气引入工作区域中并将废气交换出去，所述废气可以是空气与一些高度易燃、易爆且有毒的气体的混合物。在爆炸性采矿作业中，通风管置于爆炸点的前面，以用新鲜的空气快速地稀释易燃、易爆且有毒的气体。因此，通风管的材料要求具有耐爆炸性、耐冲击性和耐切割性，以将事故减到最少。常规的用于爆炸性矿井中的通风管使用玻璃纤维、脂肪族聚酯纤维、普通聚乙烯醇(维尼纶)纤维等作为增强骨架材料。玻璃纤维具有较高的拉伸强度，但是其织物的撕裂强度较差。有机纤维如脂肪族聚酯纤维、维尼纶纤维非常柔韧，但是它们的拉伸强度较低。因此，这些常规的用于通风管的材料的寿命非常短，发生事故的危险非常高，因此不得不经常进行更换，从而非常不便，需要付出巨大的劳动。迄今为止，现有技术中尚未制造出同时具有非常高的拉伸强度、撕裂强度、柔韧性和抗冲击性，对爆炸具有良好的耐受性的通风管。因此，本领域迫切需要开发一种同时具有非常高的拉伸强度、撕裂强度、柔韧性和抗冲击性，对爆炸具有良好的耐受性的通风管。
发明内容本发明的目的就是提供一种同时具有非常高的拉伸强度、撕裂强度、柔韧性和抗冲击性，对爆炸具有良好的耐受性的通风管，该通风管可很好地应用于爆炸性采矿区域以及其它会发生爆炸的地下区域如坑道中。一方面，本发明提供了一种高强度纤维增强的通风管，它包括包含选自下组的纤维的织物层高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维、以及高强度聚乙烯醇纤维，其中，所述高强度聚乙烯纤维是拉伸强度大于lGPa的聚乙烯纤维，所述芳香族聚酯纤维是拉伸强度大于1.5GPa的芳香族的聚酯纤维，所述高强度聚乙烯醇纤维是拉伸强度大于0.8GPa的聚乙烯醇纤维；以及涂覆在所述织物层内部和/或外部的聚合物或改性聚合物层。在一个优选的实施方式中，所述高强度聚乙烯纤维是Dyneem^纤维、Spectra纤维、Tekmiloi^纤维、强纶纤维、ZTX纤维或孚泰纤维。在另一个优选的实施方式中，所述芳香族聚酯纤维是Vectrarf纤维。在另一个优选的实施方式中，所述高强度聚乙烯醇纤维是Kuralo浐纤维。在另一个优选的实施方式中，所述聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯丁橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂、以及它们的混合物；所述改性聚合物包括所述聚合物与选自下组的至少一种物质的共混物溶剂、增塑剂、填充剂、阻燃剂、硫化剂、防老剂、硫化促进剂、抗氧化剂、增强改性剂、增韧改性剂、防焦剂、抗紫外光稳定剂、抗静电剂、触变剂、热稳定剂和润滑剂。在另一个优选的实施方式中，所述织物层中的至少一个编织方向由100%的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维构成，或者由5-100%的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维与0-95%其它纤维的混合纱构成，其中，所述其它纤维包括玻璃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、棉纤维、维尼纶纤维、人造丝纤维、粘胶纤维、氨纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维、玄武岩纤维、对位芳香族聚酰胺短纤维、聚酯短纤维、聚酰胺短纤维、聚乙烯醇短纤维、玻璃短纤维、人造丝短纤维、维尼纶短纤维、粘胶短纤维、氨纶短纤维、氯纶短纤维、腈纶短纤维、以及它们的混合物。在另一个优选的实施方式中，所述高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维和高强度聚乙烯醇纤维是加捻的或未加捻的。在另一个优选的实施方式中，所述通风管还包括一覆盖层。另一方面，本发明涉及上述通风管在发生爆破或爆炸的地点中的应用。在一个优选的实施方式中，所述发生爆破或爆炸的地点是矿井或坑道。图1是根据本发明一个实施方式的聚合物或改性聚合物层涂覆在包含高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维的织物层的外部的通风管结构的截面图。图2是根据本发明另一个实施方式的聚合物或改性聚合物涂覆在包含高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维的织物层的内部的通风管结构的截面图。图3是根据本发明再一个实施方式的聚合物或改性聚合物层涂覆在包含高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维的织物层的外部和内部的通风管结构的截面图。本领域技术人员应当理解，图1-3中所示的大小及比例并不代表实际的大小和比例。具体实施例方式本发明的发明人在进行了广泛而深入的研究之后发现，由高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维制成的织物具有柔韧性，在经向和纬向都具有非常高的强度，包括拉伸强度和撕裂强度。例如，超高分子量聚乙烯可用在弹道产品中，这证明了其耐爆炸性和抗冲击性。因此，这些高强度纤维非常适于用作用在爆炸性矿井或其它爆炸性区域中的通风管的增强骨架材料。与常规的玻璃纤维、维尼纶纤维或聚酯纤维产品相比，能显著改善发生爆炸或爆破的地下环境中的安全性。基于上述发现，本发明得以完成。在本发明的第一方面，提供了一种高强度纤维增强的通风管，它包括包含选自下组的纤维的织物层高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维、以及高强度聚乙烯醇纤维；以及涂覆在所述织物层内部和/或外部的聚合物或改性聚合物层。在本发明中，所述高强度聚乙烯纤维包括0，11@纤维(由DSMCorporation、TheNetherlands禾BToyoboK.K,，Japan生产)、Spectra⑧纤维(由HoneywellInternationalInc.,USA生产)、Tekmilon⑧纤维(由MitsuiPetrochemicalIndustries,Ltd.,Japan生产)、强纶纤维(由中国宁波大成新材料股份有限公司生产)、ZTX纤维(由中国湖南中泰特种装备有限公司生产)、孚泰纤维(由中国北京同益中特种纤维技术开发有限公司生产)或者类似的产品。在本发明中，所述芳香族聚酯纤维包括Vectrai^纤维(由KurarayCo.Ltd.生产)或者类似的产品。在本发明中，所述高强度聚乙烯醇纤维包括Kuraloi^纤维(由KurarayCo.Ltd.生产)或者类似的产品。在本发明中，所述高强度聚乙烯纤维的拉伸强度大于约lGPa，较佳的是大于约1.5GPa，更好是大于约2GPa，最好是大于约2.5GPa。在本发明中，所述芳香族聚酯纤维的拉伸强度大于约1.5GPa，较佳的是大于约2GPa，更好是大于约2.5GPa，最好是大于约3GPa。在本发明中，所述高强度聚乙烯醇纤维的拉伸强度大于约0.8GPa，较佳的是大于约UGPa，更好是大于约1.5GPa，最好是大于约1.8GPa。可用在本发明中用于涂覆的聚合物没有特别的限制，可以是本领域常用的聚合物，其代表性的例子包括，但不限于聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯丁橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂、以及它们的混合物；所述改性聚合物可包括所述聚合物与选自下组的至少一种常规物质的共混物溶剂、增塑剂、填充剂、阻燃剂、硫化剂、防老剂、硫化促进剂、抗氧化剂、增强改性剂、增韧改性剂、防焦剂、抗紫外光稳定剂、抗静电剂、触变剂、热稳定剂和润滑剂。在本发明中，所述聚合物或改性聚合物层可通过本领域常规的涂覆方法涂覆在所述织物层的内部和/或外部，所述涂覆方法包括，但不限于浸渍、涂刷和压延。可用在本发明中用于涂覆的聚合物在织物层上的涂覆厚度没有特别的限制。在本发明的一个实施方式中，所述通风管还可以包括一覆盖层。在本发明的另一个实施方式中，所述织物层的编织工艺与方式没有特别的限制，可以是本领域常用的任何编织工艺，如针织、梭织等。在本发明的另一个实施方式中，所述织物层的结构没有特别的限制，可以是本领域常用的任何结构，如平纹、缎纹、斜纹、破斜纹、席纹、牛津、多轴向织物，直经直纬、整芯结构等以及它们的任何变化组织。在本发明的另一个实施方式中，所述织物层的结构在不同方向的密度，如经向和纬向的密度，也即单位宽度内的纱线根数，没有特别的限制，可以是相同的，也可以是不同的。在本发明的另一个实施方式中，所述构成织物层不同方向的纤维的单纱直径，如经向纤维的单纱直径和讳向纤维的单纱直径，没有特别的限制，可以是相同的，也可以是不同的。在本发明的另一个实施方式中，所述织物层至少有一个编织方向，如经向或讳向，可由100%的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维构成，或者可由5-100%(优选为20-100%，更优选为50-100%)的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维与0-95%(优选为0-80%，更优选为0-50%)的任何其它纤维的混合纱构成，其中，所述其它纤维可包括，但不限于玻璃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、棉纤维、维尼纶纤维、人造丝纤维、粘胶纤维、氨纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维、玄武岩纤维、对位芳香族聚酰胺短纤维、聚酯短纤维、聚酰胺短纤维、聚乙烯醇短纤维、玻璃短纤维、人造丝短纤维、维尼纶短纤维、粘胶短纤维、氨纶短纤维、氯纶短纤维、腈纶短纤维、以及它们的混合物。在本发明的另一个实施方式中，所述100%的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维或者混合纱可以是加捻的或未加捻的。此外，其它强度高于13cN/dtex(厘牛/分特)或高于14gf/d(克力/旦尼尔)或高于1500MPa的纤维也可用于通风管布中制造通风筒产品。其例子包括，但不限于聚苯并双噁唑纤维(PBO)、聚酰亚胺纤维(PI)、以及聚酰胺-酰亚胺纤维。在本发明的第二方面，涉及上述通风管在发生爆破或爆炸的地点中的应用。在本发明的一个实施方式中，所述发生爆破或爆炸的地点可以是矿井或坑道。以下参看附图。如图1所示，根据本发明的一个实施方式的通风管结构，聚合物或改性聚合物层20涂覆在织物层10的外部。如图2所示，根据本发明的另一个实施方式的通风管结构，聚合物或改性聚合物层20涂覆在织物层10的内部。如图3所示，根据本发明的再一个实施方式的通风管结构，聚合物或改性聚合物层20分别涂覆在织物层IO的外部和内部，其中，分别涂覆在内部和外部的聚合物或改性聚合物层可以是相同的或不同的。本发明的主要优点在于本发明的通风管同时具有非常高的拉伸强度、撕裂强度、柔韧性和抗冲击性，对爆炸具有良好的耐受性，可很好地应用于爆炸性采矿区域以及其它会发生爆炸的地下区域如坑道中。下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。实施例实施例1-4:未涂覆的通风管布的拉伸强度测试(测试标准MT383-1995中的HG/T2580-1994(代替GB5572)，等同ISO1421)将下表1中所示的通风管中的织物层(通风管布)分别沿经向和纬向裁成50mm宽的布条，然后在Instror^拉伸试验机(购自Instron公司，Norwood,MA，USA)上进行拉伸试验，拉伸试验机自动记录断裂破坏时需要的最大力值。未涂覆的通风管布的撕裂强度测试(测试标准ASTMD5587)将下表l中所示的通风管中的织物层(通风管布)分别沿经向和纬向裁成150mmX75mm宽的布条，然后在150mm的长边的中间沿垂直于长边的方向预制缺口。接着将试样夹持在Instron⑧拉伸试验机上，缺口方向平行于水平方向，缺口上下两端夹在夹具中，然后启动拉伸试验机进行撕裂实验。拉伸自动记录断裂破坏时需要的最大力值。下表1中示出了根据实施例1-4中的试验结果的未涂覆之前的织物的拉伸强度和撕裂强度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>在撕裂测试中，因超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectm浐芳香聚酯纤维织物的撕裂强度太高，布样无法撕裂，而是纤维从布中抽出来，所以只能用大于测到的强力值表示。从上表1中可以明显地看出，在单位面积重量接近的情况下(实施例1与实施例3比较，实施例2与实施例4比较)，超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectran芳香聚酯纤维织物的拉伸强度和撕裂强度远远大于常规的纯玻璃纤维织物和玻棉混织织物的强度。而提高超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectrai^芳香聚酯纤维织物的单位面积重量，可以提高其纬向拉伸强度和撕裂强度。例如，实施例4中的Vectrai^芳香聚酯纤维织物的单位面积重量仅为实施例1中的纯玻璃纤维织物的约1.5倍，但其拉伸强度却高6倍以上，撕裂强度高7倍以上。这表明在达到同样强度的情况下，用超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectra浐芳香聚酯纤维织物可以大大减轻通风管产品的重量；或者，在同样重量的情况下，超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectra浐芳香聚酯纤维织物通风管产品可以实现很高的强度等级。实施例5-8:涂覆的通风管布的拉伸强度和撕裂强度测试实施例5-8测定了实施例1-4中的样品在涂覆了聚氯乙烯糊之后的拉伸强度和撕裂强度。涂覆过程为将布样平摊，将聚氯乙烯糊倒在布样的一端，然后用控制厚度的手动涂布机将聚氯乙烯糊刮涂在布样的表面；接着，将该样品放入烘箱中塑化7分钟后取出；将涂覆过的布裁成所需的拉伸试样和撕裂试样进行测试。超高分子量聚乙烯纤维织物的涂覆选用低塑化温度的聚氯乙烯糊树脂，在9(TC下塑化。其余涂覆织物均在168"C下塑化。测试方法与实施例1-4中所述相同。下表2中示出了根据实施例5-8中的试验结果的涂覆聚氯乙烯糊的织物的拉伸强度和撕裂强度。表2实施例坯布克重(g/m2)涂覆聚氯乙賴的拉1i糊的通风管布申强度涂覆聚氯乙烯糊的通风管布的撕裂强度经向拉伸强度(N/50mm)纬向拉伸强度(N/50mm)经向撕裂强度(N)纬向撕裂强度(N)实施例5:纯玻璃纤维织物20218452400449268实施例6:玻棉混织织物30923802590495537实施例7:超高分子量聚乙烯纤维织物2421181211064>1285〉1188实施例8:Vectran⑧芳香聚酯纤维织物2981358614912>2504>2488在撕裂测试中，因超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectm浐芳香聚酯纤维织物的撕裂强度太高，布样无法撕裂，而是纤维从布中抽出来，所以只能用大于测到的强力值表示。从上表2中可以明显地看出，在坯布单位面积重量接近的情况下，涂覆的超高分子量聚乙烯纤维织物和Vectrar^芳香聚酯纤维织物的拉伸强度和撕裂强度远远大于纯玻璃纤维织物和玻棉混织织物的强度。虽然为了清楚和理解的目的，已对本发明进行了详细的描述，但是在阅读了本申请说明书之后，本领域技术人员将会明白，在不偏离本发明的精神和实质的前提下，可以对本发明进行各种修改和改变，这些修改和改变均落入所附权利要求书及其等价内容所包括的范围之内。权利要求1.一种高强度纤维增强的通风管，它包括包含选自下组的纤维的织物层高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维、以及高强度聚乙烯醇纤维，其中，所述高强度聚乙烯纤维的拉伸强度大于1GPa，所述芳香族聚酯纤维的拉伸强度大于1.5GPa，所述高强度聚乙烯醇纤维的拉伸强度大于0.8GPa；以及涂覆在所述织物层内部和/或外部的聚合物或改性聚合物层。2.如权利要求1所述的通风管，其特征在于，所述高强度聚乙烯纤维是Dyneema(R)纤维、Spectra(R)纤维、Tekmilon纤维、强纶纤维、ZTX纤维或孚泰纤维。3.如权利要求l所述的通风管，其特征在于，所述芳香族聚酯纤维是Vectran(R)纤维。4.如权利要求1所述的通风管，其特征在于，所述高强度聚乙烯醇纤维是Kuralon⑧纤维。5.如权利要求l-4中任一项所述的通风管，其特征在于，所述聚合物包括聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯丁橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯醚橡胶、氯磺化聚乙烯、氟橡胶、硅橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂、以及它们的混合物；所述改性聚合物包括所述聚合物与选自下组的至少一种物质的共混物溶剂、增塑剂、填充剂、阻燃剂、硫化剂、防老剂、硫化促进剂、抗氧化剂、增强改性剂、增韧改性剂、防焦剂、抗紫外光稳定剂、抗静电剂、触变剂、热稳定剂和润滑剂。6.如权利要求l-4中任一项所述的通风管，其特征在于，所述织物层中的至少一个编织方向由100%的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维构成，或者由5-100%的高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维或高强度聚乙烯醇纤维与0-95%其它纤维的混合纱构成，其中，所述其它纤维包括玻璃纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维、棉纤维、维尼纶纤维、人造丝纤维、粘胶纤维、氨纶纤维、氯纶纤维、腈纶纤维、玄武岩纤维、对位芳香族聚酰胺短纤维、聚酯短纤维、聚酰胺短纤维、聚乙烯醇短纤维、玻璃短纤维、人造丝短纤维、维尼纶短纤维、粘胶短纤维、氨纶短纤维、氯纶短纤维、腈纶短纤维、以及它们的混合物。7.如权利要求l-4中任一项所述的通风管，其特征在于，所述高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维和高强度聚乙烯醇纤维是加捻的或未加捻的。8.如权利要求l-4中任一项所述的通风管，其特征在于，所述通风管还包括一覆盖层。9.权利要求1-8中任一项的通风管在发生爆破或爆炸的地点中的应用。10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述发生爆破或爆炸的地点是矿井或坑道。全文摘要本发明提供了一种高强度纤维增强的通风管，它包括包含选自下组的纤维的织物层高强度聚乙烯纤维、芳香族聚酯纤维、以及高强度聚乙烯醇纤维，其中，所述高强度聚乙烯纤维的拉伸强度大于1GPa，所述芳香族聚酯纤维的拉伸强度大于1.5GPa，所述高强度聚乙烯醇纤维的拉伸强度大于0.8GPa；以及涂覆在所述织物层内部和/或外部的聚合物或改性聚合物层。所述通风管同时具有非常高的拉伸强度、撕裂强度、柔韧性和抗冲击性，对爆炸具有良好的耐受性，可很好地应用于爆炸性采矿区域以及其它会发生爆炸的地下区域如坑道中。本发明还涉及上述通风管在发生爆破或爆炸的地点中的应用。文档编号F16L9/00GK101387357SQ200710154248公开日2009年3月18日申请日期2007年9月11日优先权日2007年9月11日发明者张诚修,黎学东申请人:E.I.内穆尔杜邦公司