1． 前言
    目前煤礦井下給、排水用管、煤礦井下正壓風、噴漿用管、煤礦井下負壓風、抽放瓦斯用管廣泛應用鋼管，但由于鋼管重量大、在地下環境中耐腐蝕性較差，所以塑料管道尤其是耐腐蝕性優良、輕質高強的玻璃鋼管道應當是鋼管的最佳替代產品。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境要求。復合材料本身的性能優越性體現在可以通過添加填料改變微觀結構，從而提高其阻燃抗靜電性能。
很多玻璃鋼生產廠、研究單位已經開始進行這方面的研究，但經常遇到阻燃效果達到標準要求而抗靜電性能達不到要求，或者抗靜電性能達到要求阻燃效果達不到標準要求；再有就是添加填料后，樹脂基體粘度過高，工藝性很差；還有就是配方的經濟性不佳，成本過高，導致產品售價無法在市場上立足等等。
本公司從配方設計、成型工藝等方面對玻璃鋼的阻燃、抗靜電性能進行了研究，通過多次試驗，從中開發了一種在滿足標準要求的前提下兼顧配方的工藝性和經濟性的實用配方。
2． 阻燃機理
    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現。按使用方法的不同可把阻燃劑分為添加型和反應型。添加型阻燃劑主要是通過在可燃物中添加阻燃劑發揮阻燃劑的作用。反應型阻燃劑則是通過化學反應在高分子材料中引入阻燃基團，從而提高材料的抗燃性，起到阻止材料被引燃和抑制火焰的傳播的目的。在阻燃劑類型中，添加型阻燃劑占主導地位，使用的范圍比較廣，約占阻燃劑的85％，反應型阻燃劑僅占15％。
    阻燃劑是通過若干機理發揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應、不燃氣體的窒息作用等。多數阻燃劑是通過若干機理共同作用達到阻燃目的。
    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－鹵系阻燃劑、磷－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產生的可燃氣體，隔斷可燃氣體與空氣的接觸。磷系阻燃劑在燃燒過程中產生了磷酸酐或磷酸，促使可燃物脫水炭化，阻止或減少可燃氣體產生。磷酸酐在熱解時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，促進交鏈成炭，降低可燃物的分解溫度，產生的不燃氣體，起到稀釋可燃氣體的作用。磷－鹵系阻燃劑、磷－氮系阻燃劑主要是通過磷－鹵、磷－氮協同效應作用達到阻燃目的，具有磷－鹵、磷－氮的雙重效應，阻燃效果比較好。
3． 抗靜電機理
    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，使制品具有導電性能。常用的抗靜電劑包括：石墨、炭黑、乙炔黑等等，其導電性能差別很大，添加比例也有很大區別。
選用抗靜電劑是應注意：粒度越小、表面積越大、越容易分散，所形成的導電鏈鎖結構越強，分散后的粒子間隙越小，從而導電性能越好，所添加的比例也就越小。
     
4． 實驗部分
     4．1原材料
     基體樹脂：采用通用型不飽和聚酯樹脂（196#）及引發劑和促進劑；
     增強材料：采用無堿無捻纏繞紗、短切氈、表面氈、網格布
     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
     按照配方準確稱取各種組分材料，采用纏繞成型工藝按照設計方案制備試驗所需管材。
     4．3性能測試
     按照MT181-88《煤礦井下用塑料管安全性能檢驗規范》規定，測定玻璃鋼管的阻燃性能、抗靜電性能
    （MT181-88《煤礦井下用塑料管安全性能檢驗規范》規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按本規范作火焰燃燒試驗時，當酒精噴燈燃燒器移走后，每組6條試件的火焰燃燒時間的算術平均值不得大于3s，其中任何一條時間的火焰續燃時間不得大于10s。
     2．1．2按本規范作火焰燃燒試驗時，當酒精噴燈燃燒器移走后，每組6條試件的火星燃燒時間的算術平均值不得大于20s，其中任何一條時間的火星續燃時間不得大于60s。
     2．2導電性能要求 
     a. 給、排水用玻璃鋼管，其管外壁表面電阻值不得大于1.0×109Ω。
     b. 正壓風用玻璃鋼管，其管外壁表面電阻值不得大于1.0×108Ω。
     c. 噴漿用玻璃鋼管，其管外壁表面電阻值不得大于1.0×108Ω。
     d. 負壓風、抽放瓦斯用玻璃鋼管的表面電阻不得大于1.0×106Ω。）
5． 實驗結果及討論
    經檢測，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：管內壁表面電阻值為3.0×103Ω，管外壁表面電阻值為4.0×103Ω；按照MT181-88標準中所規定的要求，達到該阻燃抗靜電性能的管道可適用于煤礦井下環境。
     5．1經濟性
     對于該配方的經濟性，筆者及實驗單位進行了計算，在添加填料后，每公斤樹脂混合基體價格低于每公斤樹脂價格；
       名稱           份數            單價(元/公斤)
      196#樹脂      14.5
       阻燃劑 A       3.5
       阻燃劑 B       25                   13
       抗靜電劑C      3 16
       綜合成本（元/公斤）                12.2

     5．2工藝性
     在添加填料后樹脂混合基體的粘度控制在400-700cp，適合纏繞工藝；
6． 結論
    目前已有煤礦企業開始利用該配方進行生產，管道的阻燃抗靜電性能及彎曲強度均滿足MT181-88《煤礦井下用塑料管安全性能檢驗規范》規定。而且工藝性、經濟性很好，適合工業化大批量纏繞制管工藝。相信該配方會對玻璃鋼生產廠帶來很好的經濟效益和社會效益。