A-10 speciální retardující prepreg pro drážní dopravu

Samozhodnotný uhlíkový prepreg: dvojitá záruka požární bezpečnosti a strukturálního výkonu v oblasti železniční dopravy

V oblasti výroby zařízení pro železniční dopravu je požární bezpečnost materiálů stejně důležitá jako jejich strukturní mechanické vlastnosti. Tento samozhodnotný uhlíkový prepreg využívá modifikovanou epoxidovou pryskyřici jako základní pryskyřicový systém, kombinovanou s nehalogenovou samozhodnotnou pryskyřicí a latentním tvrdidlem, a pokrývá hlavní formy, jako jsou jednosměrný uhlíkový prepreg a prepreg z tkaniny z uhlíkových vláken. Splňuje nejpřísnější požadavky na požární ochranu podle norem DIN 5510 a EU EN45545 HL3 pro železniční dopravu a zároveň poskytuje materiálové řešení, které spojuje bezpečnostní ochranu a výhody nízké hmotnosti pro konstrukci karoserie a interiérové komponenty metropolitních vlaků, rychlovlaků a meziměstských vlaků, čímž zaplňuje mezeru v aplikaci tradičních uhlíkových prepregů ve scénářích s vysokými požadavky na samozhodnocení.

Základní výhoda: Vyvážení bezpečnosti proti požáru, strukturálního výkonu a procesní přizpůsobitelnosti

1. Nejvyšší úroveň požární certifikace, vytváření pevné obranné linie pro bezpečnost kolejové dopravy

Jako samozhášivá preforma speciálně vyvinutá pro prostředí kolejové dopravy splňuje tento produkt nejvyšší průmyslové standardy ohledně odolnosti proti požáru. Smola používá trojité kombinace „modifikovaná epoxidová smola + bezhalogenová samozhášivá smola + latentní tvrdidlo“, přičemž bezhalogenové složení zabraňuje uvolňování jedovatých plynů a koroze způsobujícího kouře při hoření již ve zdroji, čímž splňuje klíčové požadavky na bezpečnost osob v kolejové dopravě; Latentní tvrdidla zajišťují stabilitu preformy během skladování a zpracování a rychle ztvrdnou pouze při určitých teplotách, aniž by to ovlivnilo účinnost samozhášivých komponent.

Podle autoritativních testů plně vyhovuje směs s uhlíkovým vláknem se zpomalovačem hoření dvěma hlavním mezinárodním standardům požární ochrany: za prvé německému standardu DIN5510, který dosahuje úrovně S4 (extrémně nízká hustota kouře), SR2 (extrémně nízká toxicita kouře) a ST2 (pomalé šíření plamenů) v klíčových ukazatelích, jako je hustota kouře, rychlost uvolňování tepla a rychlost šíření plamenů; za druhé požadavku EU EN45545 HL3, který odolá více než 20 minut hoření při vysoké teplotě a po vypálení stále udrží určitou strukturální pevnost, čímž poskytne cenný čas pro nouzovou evakuaci při požáru vlaku. Ve srovnání s běžnou směsí s uhlíkovým vláknem byla jeho zpomalená hořlavost zlepšena o více než 100 %, čímž byly zcela vyřešeny problémy tradičních uhlíkových materiálů s hořlavostí a vysokým kouřovým vývojem. Je vhodný pro klíčové díly, jako jsou konstrukce karoserie kolejových vozidel, rámy sedadel, vnitřní příčky atd.

2. Víceformátové pokrytí produktů, přizpůsobené složitým konstrukčním požadavkům kolejové dopravy

• Rodina produktů zahrnuje dva základní formáty: jednosměrný prepreg z uhlíkových vláken a tkalcový prepreg z uhlíkových vláken, které lze flexibilně vybírat podle konstrukčních požadavků různých částí kolejové dopravy, což umožňuje návrh s výhodou „jeden materiál pro více použití“.
• Jednosměrný prepreg z uhlíkových vláken: Využívá jednosměrné uspořádání uhlíkových vláken s vysokou přímostí, s konzistencí směru vláken nad 99 % a vynikajícími osovými mechanickými vlastnostmi. Je vhodný pro konstrukční prvky, jako jsou boční stěny vozidel nebo příčné nosníky podlahy, které musí odolávat podélným zatížením. Zvyšuje pevnost a ohybovou tuhost součástí při zároveň nízké hmotnosti a může snížit hmotnost o 30 % – 40 % ve srovnání s tradičními kovovými materiály.
• Předimpregnovaná uhlíková tkanina Na základě plátěné, saténové a dalších struktur tkaniny má vynikající rovinné izotropní vlastnosti a vyšší odolnost proti nárazu a smyku. Lze použít pro komponenty jako jsou rámy sedadel vlaků, interiérové dekorativní panely, držáky zavazadel atd. Zajišťuje nejen bezpečnost díky retardaci hoření, ale také zvyšuje estetiku interiéru díky struktuře tkaniny

Oba typy impregnovaných materiálů se zpomalovači hoření lze použít samostatně nebo kombinovat do vrstev. Například u konstrukce vozidla lze uplatnit kompozitní návrh „jednosměrný prepreg + tkaninový prepreg“, přičemž jednosměrný materiál je použit podélně pro zvýšení pevnosti a místně tkaný materiál pro zlepšení odolnosti proti nárazu, čímž se dosáhne rovnováhy mezi strukturálním výkonem a požadavky konkrétních provozních scénářů.

3. Vynikající mechanické vlastnosti, vyvážený poměr mezi lehkou konstrukcí a strukturální stabilitou

Jako vysokovýkonný prepreg z uhlíkových vláken produkt neobětuje mechanické výhody samotných uhlíkových vláken navíc k vlastnostem zpomalujícím hoření. Optimalizací procesu spojení rozhraní mezi pryskyřicí a uhlíkovým vláknem může pryskyřice rovnoměrně pronikat do svazku vláken, snižovat pórův a vad na rozhraní a plně využívat mechanické vlastnosti kompozitního materiálu. Po testování má kompozitní materiál připravený z ohnivzdorného prepregu z uhlíkových vláken pevnost v tahu při 0 ° nad 1800 MPa, modul pružnosti v tahu při 0 ° nad 120 GPa a ohybovou pevnost nad 1500 MPa. I v náročných provozních podmínkách, jako jsou vysoké teploty a vlhkost v drážní dopravě, může stupeň zachování mechanických vlastností dosáhnout více než 85 %. Ve srovnání s tradičními ohnivzdornými kovovými materiály (např. ohnivzdornými hliníkovými slitinami) lze hmotnost produktu při stejné konstrukční pevnosti snížit o 40–50 %, čímž se přímo snižuje celková spotřeba energie a zatížení kolejí, což odpovídá vývojovému trendu „zlehčení a úspory energie“ v drážní dopravě.

Zároveň je hustota produktu přísně kontrolována na hodnotu nejméně 5 %, aby se zajistilo rovnoměrné rozložení vláken v prepregu, zabránilo se slabým mechanickým vlastnostem způsobeným nízkým místním obsahem vláken, zajistila se strukturální stabilita vlaku během dlouhodobého provozu a snížily náklady na údržbu.

4. Flexibilní přizpůsobení procesu pro splnění potřeb velkosériové výroby kolejové dopravy

V reakci na výrobní charakteristiky „více specifikací a velkých objemů“ dílů pro kolejovou dopravu má tento karbonový prepreg s požární odolností silnou schopnost přizpůsobení procesu a je kompatibilní se dvěma hlavními procesy – termosmatickým lisováním a lisováním za tlaku. Rozsah teploty vytvrzování je široký, od 100 do 160 °C. Podniky tak mohou flexibilně upravovat technologické parametry podle potřeb stávajícího vybavení a dílů, aniž by musely investovat do dodatečné modernizace zařízení, čímž se snižují bariéry výroby.

• Lisování za tepla: Je vhodný pro velké a složité konstrukční díly (např. celkovou boční stěnu karoserie vlaku), předimpregnovaný materiál je plně vytvrzen pomocí rovnoměrného tlaku a teplotního řízení v horkém lisovacím zařízení. Povrchová hladkost vstřikovaných dílů je vysoká, s minimálním množstvím vnitřních vad a stabilními mechanickými vlastnostmi, což splňuje vysoké nároky jak na vnější vzhled, tak na konstrukci karoserie vlaku.
• Tlačné formování: je vhodný pro malé a střední standardizované komponenty (např. rámy sedadel a interiérové panely), má vysokou účinnost formování, krátkou výrobní dobu a čas výroby v jednom režimu lze ovládat do 30 minut. Je vhodný pro intenzivní výrobní rytmus kolejové dopravy a proces lisování umožňuje přesně kontrolovat rozměrovou přesnost dílů, čímž se snižují následné technologické operace.

Kromě toho má předimpregnovaný materiál vynikající stabilitu skladování a může být uložen více než 6 měsíců v nízké teplotě -18 ℃. Po vyjmutí může být bez dlouhého znovunahřívání zařazen do výroby, čímž se snižuje doba čekání na výrobu a zvyšuje se výrobní efektivita.

5. Diferencovaný design, vytváření konkurenčních výhod na trhu

Mezi výrobky s impregnováním se zpomalovačem hoření ve stejné kategorii tento produkt vytváří svou klíčovou konkurenční výhodu prostřednictvím „nízké opakovatelnosti + vysoké personalizace“. Na jedné straně je prováděn diferencovaný návrh pokud jde o formulaci pryskyřice, výběr vláken a procesní parametry – například jsou do systému pryskyřice přidávány unikátní složky proti stárnutí, díky čemuž se životnost výrobků v prostředí dlouhodobého slunečního záření a kolísání teploty a vlhkosti v drážní dopravě prodlužuje na více než 15 let, což výrazně převyšuje průměrnou životnost podobných výrobků, která činí 10 let. Na straně druhé lze poskytovat personalizované služby podle požadavků zákazníků, například úpravu úrovně zpomalování hoření (individualizace dle potřeby od EN45545 HL1 do HL3), optimalizaci teploty tvrzení (přizpůsobení různým rozsahům teplot zařízení), úpravu plošné hustoty vláken (plně pokryto rozsahem od 100 g/m² do 600 g/m²), čímž jsou splněny individuální požadavky na různé komponenty drážní dopravy (od konstrukčních dílů až po interiérové části) a vyhýbá se tak tržnímu tlaku způsobenému homogenní konkurencí.