Ohnivzdorný skelný vlákenný prepreh

Ohnivzdorný skelný vlákenný prepregh (B-5): dvojitá záruka požární bezpečnosti a strukturní stability v oblasti kolejové dopravy

Ve sférách, jako je železniční doprava a vybavení vyšší třídy, které vyžadují přísnou požární odolnost a strukturní spolehlivost, se impregnované sklolaminátové plátno B-5 s hořlavostí třídy B-5 stalo klíčovým materiálovým řešením díky svému základnímu složení „speciální žhavuvzdorná pryskyřice + vysokovýkonná skleněná vlákna“. Tento výrobek využívá speciální zpomalovač hoření jako pojivový systém, který je s vlákny spojen pomocí přesné technologie předběžné impregnace. Jeho zpomalené hoření splňuje nejvyšší standard V0 podle zkoušky UL94, účinně potlačuje šíření plamenů a snižuje uvolňování toxického kouře. Zachovává výhody skleněných vláken, jako je vysoká tuhost a odolnost proti korozi, a zároveň je vhodný pro aplikace, jako jsou konstrukce karoserií a interiérové komponenty v železniční dopravě, díky vynikající zpomalené hořlavosti. Tím překonává aplikační omezení tradičních impregnovaných sklolaminátových pásů se slabou požární odolností a vytváří silnou bezpečnostní bariéru pro veřejnou dopravu.

Klíčové výhody: Vícerozměrné průlomy v oblasti nejvyšší úrovně zpomalování hoření, stabilního výkonu a přizpůsobení scénám

1. Zpomalovač hoření dle normy UL94 V0, vytváří základní obrannou linii protipožární ochrany v kolejové dopravě

Základní konkurenční výhoda B-5 sklolaminátu s retardací hoření spočívá v jeho nejvyšší úrovni zpomalování hoření podle normy UL94 V0, což je klíčový ukazatel pro hodnocení požární bezpečnosti materiálů. Vyžaduje, aby materiál po dvou desetisekundových zapáleních ve svislé zkoušce hoření uhasil plamen do 10 sekund a nedocházelo k tvorbě roztavených kapek, které by zapálily odtučněný bavlněný hadřík umístěný dole. Tento efekt zpomalování hoření je dosažen trojčlenným technickým návrhem speciálního systému pryskyřice se zpomalovačem hoření:

• Účinné složky zpomalovače hoření: přidání bezhalogenových ekologických zpomalovačů hoření (například fosfor-dusíkových kompozitních retardérů) do pryskyřice, aby se předešlo uvolňování toxického chlorovodíku při hoření tradičních halogenových zpomalovačů hoření, což splňuje základní požadavky na bezpečnost osob v drážní dopravě; současně jsou zpomalovače hoření rovnoměrně rozptýleny v pryskyřici pomocí nanotechnologie disperze, čímž se zajišťuje, že každý centimetr prepregu má stejnorodou nehořlavost a žádné místní slabiny v odolnosti proti požáru.
• Mechanismus zpomalovače hoření na bázi uhlíku Během hoření rychle vytváří smolařský systém hustou uhlíkatou vrstvu, která účinně izoluje kyslík a teplo, zabraňuje plamenům dále erozovat sklolaminátový substrát a snižuje tvorbu kouře. Podle testů je hodnota hustoty kouře (SDR) předimpregnovaného materiálu B-5 při hoření pouze 15 (u běžného sklolaminátového předimpregnu je to přibližně 60) a toxicita kouře dosahuje úrovně SR2 (extrémně nízká toxicita) podle normy pro kolejová vozidla EN45545, čímž poskytuje cenný čas pro evakuaci při požáru.
• Návrh proti kapání: Přidáním prostředků proti kapání je vyřešen problém tradičních retardérů hoření, které při hoření snadno vytvářejí roztavené kapky, čímž se zabrání tomu, aby kapky zapálily okolní předměty a způsobily šíření požáru. Tato vlastnost výrazně snižuje riziko šíření požáru a zvyšuje celkovou požární bezpečnost interiérů kolejových vozidel, jako jsou opěradla sedadel a příčky mezi oddíly.

2. Vysoká tuhost a odolnost proti korozi, vyvážená bezpečnost a strukturní spolehlivost

Jako sklolaminát B-5 nejenže disponuje vynikajícími retardantními vlastnostmi, ale také nepřichází o strukturní výhody samotného skelného vlákna. Optimalizací procesu pronikání pryskyřice a skleněného vlákna byly dosaženy mechanické vlastnosti a environmentální přizpůsobitelnost kompozitního materiálu na úrovni průmyslového standardu

• Základní mechanické vlastnosti: Po testování kompozitní materiál z B-5 samozhášivé skelné tkaniny s předúpravou vykazuje pevnost v tahu nad 300 MPa, ohybovou pevnost nad 450 MPa a ohybový modul 25 GPa, což výrazně převyšuje běžné samozhášivé plasty (např. samozhášivý ABS s pevností v tahu kolem 50 MPa). V oblasti kolejové dopravy, když je použit pro podpěru bočních stěn a držáků zavazadel, odolává denním zatížením, jako je např. nápor cestujících a naložení zavazadel, a po dlouhodobém používání se snadno neohýbá; při použití pro rámy sedadel může zajistit pohodlí sedu díky vysoké tuhosti a zároveň odolává strukturálnímu poškození způsobenému náhodnými nárazy.
• Vynikající odolnost proti korozi: Skleněné vlákno samo o sobě má vlastnosti odolnosti vůči kyselinám, zásadám a odolnosti proti solnému mlhovému prostředí. Kombinací se speciálními samozhášivými pryskyřicemi se odolnost vůči korozi dále zvyšuje. Ve vlhkém prostředí kolejové dopravy, jako jsou podzemní tunely a pobřežní tratě, mohou součásti vyrobené z prepregu B-5 odolávat erozi vodních par a mají životnost přesahující 15 let, což je o 50 % delší než u tradičních kovových součástí, jako jsou pozinkované ocelové plechy, čímž výrazně snižují náklady na údržbu provozu kolejové dopravy. Například při použití pro kabelové žlaby ve spodní části vagónů lze předejít korozi kovů způsobené dešťovou vodou a prachem a zajistit bezpečný a stabilní provoz elektrického systému.
• Výhoda nízké hmotnosti: Hustota B-5 prepregu je přibližně 1,8 g/cm³, což je pouze 1/4 oceli a 2/3 hliníkové slitiny. Vzhledem k požadavku na lehčení vozidel kolejové dopravy může použití tohoto materiálu snížit hmotnost vozidla o 15 % – 20 %, čímž se přímo snižuje spotřeba energie trakce vlaku a zátěž nosné konstrukce tratě, což odpovídá vývojovému trendu „úspory energie a snižování spotřeby“ ve železniční dopravě. Jako příklad lze uvést metropolitní vozy, u kterých vnitřní příčky a rámy sedadel vyrobené z B-5 prepregu umožní snížit hmotnost jednoho vozu o více než 300 kg a ročně ušetřit přibližně 50 000 kWh elektrické energie na jeden vlak.

3. Silná procesní přizpůsobivost pro splnění potřeb masové výroby kolejové dopravy

V reakci na výrobní charakteristiky „více variant a velké množství“ dílů pro kolejovou dopravu má impregnované sklolaminátové vlákno třídy B-5 silnou procesní kompatibilitu a je kompatibilní s běžnými postupy výroby kompozitních materiálů, jako je lisování za tepla, tlakové lisování, lisování ve vakuovém sáčku atd., aniž by podniky musely upravovat výrobní zařízení, čímž se snižuje bariéra pro použití:

• Tlačné formování: vhodné pro sériovou výrobu standardizovaných interiérových dílů (např. opěradla sedadel, opěrky loktů a oddělovací příčky), s vysokou účinností formování, doba výroby jednoho dílu může být udržena v rozmezí 20–30 minut a rozměrová přesnost dílů může být přesně kontrolována (chyba ± 0,2 mm), což zajišťuje shodnost montáže dílů z různých várkách a splňuje požadavky na tempa hromadné výroby v kolejové dopravě.
• Lisování za tepla: Vhodné pro konstrukční díly karoserie s extrémně vysokými nároky na vzhled a výkon (např. dekorativní panely střechy a vnitřní panely dveří), při procesu termoplastového lisování je pryskyřice rovnoměrně impregnována skleněnými vlákny pod kontrolou tlaku (0,5–1,0 MPa) a teploty (120–140 °C). Po vylisování mají díly vysokou povrchovou hladkost, bez vad, jako jsou bubliny nebo nedostatečné prolepení, a mohou být přímo použity jako viditelný povrch, čímž se eliminuje následná procesní fáze lakování.
• Formování ve vakuovém sáčku: vhodné pro velké a složitě tvarované díly (např. boční panely karoserie, integrované rámy zavazadlového regálu), tok pryskyřice a odvzdušnění se dosahuje pomocí vakuového podtlaku. Tímto způsobem se snižují náklady na výrobu o 35 % ve srovnání s procesem horkého lisování v nádobě, přičemž se zároveň zajišťuje stabilita požární odolnosti a mechanických vlastností – což umožňuje dosáhnout rovnováhy mezi ekonomikou a kvalitou výrobku.

Kromě toho je výborná skladovací a zpracovatelská vhodnost prepregu B-5. Může být skladován po dobu 3 měsíců v prostředí s pokojovou teplotou a ve tmě a více než 6 měsíců při nízké teplotě -18 ℃. Po vyjmutí může být přímo použit do výroby bez potřeby dlouhého předehřívání, čímž se snižuje doba čekání na výrobu a zajišťuje nepřetržitý a stabilní dodavatelský řetězec součástí pro kolejovou dopravu.

4. Diferencovaný design, vytváření bariér tržní konkurence

• Technologická diferenciace: Samostatně vyvinutá „technologie modifikace rozhraní retardéru hoření z pryskyřice a skleněných vláken“ zvyšuje pevnost spojení mezi pryskyřicí a vláknem o 30 %, řeší problém odlupování rozhraní, ke kterému dochází u tradičních předimpregnovaných materiálů s retardérem hoření, a zajišťuje, že kompozitní materiály nebudou během dlouhodobého používání trpět degradací vlastností kvůli změnám teploty a vibracím; zároveň optimalizací receptury pryskyřice dosahuje požadované úrovně požární odolnosti dle normy UL94 V0, viskozita pryskyřice je udržována v přiměřeném rozmezí, čímž se zajišťuje dostatečná zpracovatelnost a předchází se vzniku vad při formování způsobených nadměrnou viskozitou pryskyřice.
• Přizpůsobení specifikací a funkcí: Podpora úpravy specifikací výrobku podle požadavků zákazníka, například plošná hustota skleněného vlákna (100–600 g/m²), šířka prepehu (0,5–2,0 m), aby byly splněny výrobní potřeby pro díly různých rozměrů; současně lze poskytnout individuální funkční služby, např. přidání antistatických přísad do vnitřních částí vozidla (za účelem prevence elektrostatického náboje a přichycování prachu) nebo přidání antibakteriálních přísad na veřejná sedadla (ke snížení růstu bakterií), čímž se dále rozšiřují aplikační scénáře produktu a odlišuje se od běžných produktů, které mají pouze základní protipožární vlastnosti.
• Rozdílové náklady: Díky velkosériovému nákupu retardérů hoření a skleněných vláken a optimalizaci parametrů procesu předimpregnace je možné u materiálu B-5 udržet náklady pod průmyslovým průměrem o 10 %, a to při zajištění úrovně požární odolnosti UL94 V0. Tímto způsobem nabízíme podnikům v oblasti kolejové dopravy materiál s „vysokým výkonem a vysokou cenovou efektivitou“, což je obzvlášť výhodné pro cenově citlivé projekty, jako jsou metra a meziměstské vlaky, a poskytuje tak větší konkurenceschopnost na trhu.