Prepreg serat kaca tahan api

Prepreg serat kaca tahan api (B-5): jaminan ganda keselamatan dari kebakaran dan stabilitas struktural di bidang transportasi rel

Dalam bidang-bidang seperti transportasi rel dan peralatan kelas atas yang menuntut ketahanan api serta keandalan struktural yang ketat, bahan pre-preg serat kaca tahan api B-5 dengan kombinasi inti "resin tahan api khusus + serat kaca berkinerja tinggi" telah menjadi solusi material utama. Produk ini menggunakan resin tahan api khusus sebagai sistem perekat yang dikombinasikan dengan serat kaca melalui teknologi prapenghamparan presisi. Kinerja tahan apinya memenuhi standar tertinggi V0 dalam pengujian UL94, secara efektif menekan penyebaran api dan mengurangi pelepasan asap beracun. Produk ini tidak hanya mempertahankan keunggulan kekakuan tinggi dan ketahanan terhadap korosi dari bahan serat kaca, tetapi juga cocok untuk aplikasi seperti struktur bodi dan komponen interior transportasi rel berkat kinerja tahan apinya yang sangat baik, mengatasi keterbatasan aplikasi pre-preg serat kaca konvensional yang memiliki ketahanan api lemah, serta membangun benteng keamanan yang kuat bagi perjalanan transportasi publik.

Keunggulan utama: Terobosan multidimensi dalam tahan api tingkat atas, kinerja stabil, dan adaptasi skenario

1. Kinerja tahan api tingkat UL94 V0, membangun lini pertahanan utama untuk pencegahan kebakaran dalam transportasi rel

Daya saing utama dari bahan pra-impregnasi serat kaca B-5 tahan api terletak pada kinerja tahan apinya yang mencapai level UL94 V0, yang merupakan indikator utama dalam menilai keselamatan kebakaran material. Persyaratan ini mengharuskan material mampu memadamkan nyala api dalam waktu 10 detik setelah dua kali penyalaan selama 10 detik dalam uji pembakaran vertikal, serta tidak boleh ada tetesan lelehan yang menyebabkan kapas tanpa lemak di bawahnya terbakar. Terwujudnya efek tahan api ini berasal dari desain teknis tripel sistem resin tahan api khusus:

• Bahan tahan api efisien: menambahkan zat peredam api ramah lingkungan bebas halogen (seperti aditif peredam api komposit fosfor-nitrogen) ke dalam resin untuk menghindari masalah gas asam klorida beracun yang dilepaskan selama pembakaran peredam api halogen tradisional, sehingga memenuhi persyaratan keamanan inti transportasi rel terhadap keselamatan personel; Pada saat yang sama, zat peredam api didistribusikan secara merata dalam resin melalui teknologi dispersi skala nano, memastikan setiap inci prepreg memiliki ketahanan api yang konsisten dan tidak ada titik lemah lokal terhadap kebakaran.
• Mekanisme peredam api arang Selama pembakaran, sistem resin dengan cepat membentuk lapisan karbon yang padat, yang secara efektif dapat mengisolasi oksigen dan panas, mencegah api merusak lebih lanjut substrat serat kaca, serta mengurangi produksi asap. Berdasarkan pengujian, nilai kerapatan asap (SDR) dari prepreg B-5 selama pembakaran hanya 15 (prepreg serat kaca biasa sekitar 60), dan tingkat toksisitas asap mencapai level SR2 (toksisitas sangat rendah) menurut standar perkeretaapian EN45545, sehingga memberikan waktu berharga untuk evakuasi darurat dalam kasus kebakaran.
• Desain anti tetesan: Dengan menambahkan agen anti tetesan, masalah bahan tahan api tradisional yang mudah menghasilkan tetesan leleh selama pembakaran dapat diatasi, sehingga mencegah tetesan tersebut membakar objek di sekitarnya dan menyebabkan penyebaran api. Fitur ini secara signifikan dapat mengurangi risiko penyebaran kebakaran serta meningkatkan keselamatan dari segi kebakaran secara keseluruhan pada interior kendaraan perkeretaapian, seperti sandaran kursi dan partisi kompartemen.

2. Kekakuan tinggi dan tahan korosi, menyeimbangkan keselamatan dan keandalan struktural

Sebagai bahan pra-impregnasi serat kaca, B-5 tidak hanya memiliki sifat tahan api yang sangat baik, tetapi juga tidak mengorbankan keunggulan struktural dari serat kaca itu sendiri. Dengan mengoptimalkan proses infiltrasi resin dan serat kaca, sifat mekanis serta kemampuan adaptasi lingkungan dari material komposit telah mencapai tingkat terdepan di industri

• Sifat mekanis utama: Setelah pengujian, material komposit yang terbuat dari pre-preg serat kaca tahan api B-5 memiliki kekuatan tarik lebih dari 300 MPa, kekuatan lentur lebih dari 450 MPa, dan modulus lentur 25 GPa, jauh melampaui plastik tahan api biasa (seperti ABS tahan api dengan kekuatan tarik sekitar 50 MPa). Dalam bidang transportasi rel, saat digunakan untuk menopang panel dinding samping dan rak bagasi, material ini mampu menahan beban harian seperti kerumunan penumpang dan muatan bagasi, serta tidak mudah mengalami deformasi setelah penggunaan jangka panjang; saat digunakan untuk rangka kursi, material ini dapat memastikan kenyamanan duduk melalui kekakuan tinggi sekaligus mampu menahan kerusakan struktural akibat benturan tak terduga.
• Ketahanan korosi yang sangat baik: Serat kaca sendiri memiliki karakteristik tahan terhadap asam, alkali, dan semprotan garam. Ketika dikombinasikan dengan resin tahan api khusus, ketahanan korosinya semakin meningkat. Dalam lingkungan lembap pada transportasi rel seperti terowongan bawah tanah dan jalur pesisir, komponen yang terbuat dari B-5 prepreg dapat menahan erosi uap air dan memiliki masa pakai lebih dari 15 tahun, yaitu 50% lebih lama dibandingkan komponen logam tradisional seperti pelat baja galvanis, sehingga secara signifikan mengurangi biaya perawatan dalam operasi transportasi rel. Sebagai contoh, saat digunakan untuk tray kabel di bagian bawah gerbong kereta, material ini dapat mencegah korosi logam akibat air hujan dan debu, memastikan operasi sistem sirkuit yang aman dan stabil.
• Keuntungan ringan: Kepadatan B-5 prepreg sekitar 1,8g/cm³, hanya 1/4 dari baja dan 2/3 dari paduan aluminium. Mengingat kebutuhan akan ringannya kendaraan transit rel, penggunaan material ini dapat mengurangi berat kendaraan sebesar 15% - 20%, secara langsung menurunkan konsumsi energi traksi kereta serta mengurangi tekanan beban pada rel, yang sesuai dengan tren perkembangan "penghematan energi dan pengurangan konsumsi" dalam transportasi rel. Sebagai contoh, pada gerbong kereta bawah tanah, partisi interior dan rangka tempat duduk yang terbuat dari B-5 prepreg dapat mengurangi berat satu gerbong tunggal lebih dari 300 kg, menghemat sekitar 50.000 kWh konsumsi listrik per kereta per tahun.

3. Kemampuan proses yang kuat untuk memenuhi kebutuhan produksi skala besar dalam transportasi rel

Sebagai respons terhadap karakteristik produksi komponen rel kereta api yang memiliki "banyak spesifikasi dan jumlah besar", bahan prepreg kaca tahan api B-5 memiliki kompatibilitas proses yang kuat dan dapat digunakan dalam berbagai proses manufaktur material komposit utama seperti pencetakan dengan penekanan panas, pencetakan kompresi, pencetakan kantong vakum, dan lainnya, tanpa perlu perusahaan mengubah peralatan produksi, sehingga menurunkan ambang penerapan:

• Perbentukan kompresi: cocok untuk produksi massal komponen interior standar (seperti sandaran kursi, sandaran tangan, dan sekat antar gerbong), dengan efisiensi cetak yang tinggi, waktu produksi per siklus dapat dikendalikan dalam 20-30 menit, serta akurasi dimensi komponen dapat dikontrol secara tepat (kesalahan ± 0,2 mm), memastikan konsistensi perakitan antar batch komponen dan memenuhi kecepatan produksi skala besar di bidang transportasi rel.
• Pencetakan dengan penekanan panas: Cocok untuk komponen struktural bodi kendaraan dengan persyaratan sangat tinggi terhadap penampilan dan kinerja (seperti panel hias atap dan panel interior pintu), resin benar-benar meresap ke dalam serat kaca melalui kontrol tekanan seragam (0,5-1,0 MPa) dan suhu (120-140 ℃) pada proses cetak panas. Setelah pembentukan, kelancaran permukaan komponen tinggi, tanpa cacat seperti gelembung atau kekurangan lem, dan dapat langsung digunakan sebagai permukaan tampilan, sehingga mengurangi proses pengecatan berikutnya.
• Pembentukan kantong vakum: cocok untuk komponen berukuran besar dan berbentuk kompleks (seperti panel dinding samping bodi mobil, rangka integral rak bagasi), aliran resin dan pelepasan udara dicapai melalui tekanan negatif vakum. Biaya pembentukan berkurang 35% dibandingkan dengan proses tangki cetak panas, sambil memastikan stabilitas ketahanan api dan sifat mekanis, sehingga mempertimbangkan aspek ekonomi dan kualitas produk.

Selain itu, kemudahan penyimpanan dan pemrosesan B-5 prepreg sangat baik. Produk ini dapat disimpan selama 3 bulan dalam lingkungan suhu ruangan dan gelap, serta lebih dari 6 bulan dalam lingkungan suhu rendah -18 ℃. Setelah dikeluarkan, produk dapat langsung digunakan dalam produksi tanpa perlu pemanasan ulang dalam waktu lama, sehingga mengurangi waktu tunggu produksi dan menjamin pasokan komponen transportasi rel yang berkelanjutan dan stabil.

4. Desain diferensiasi, membangun hambatan persaingan pasar

• Diferensiasi teknologi: Teknologi modifikasi antarmuka serat kaca resin tahan api yang dikembangkan secara mandiri meningkatkan kekuatan ikatan antarmuka antara resin dan serat sebesar 30%, mengatasi masalah pengelupasan antarmuka yang rentan terjadi pada prepeg tahan api konvensional, serta memastikan bahwa material komposit tidak mengalami penurunan kinerja akibat perubahan suhu dan getaran selama penggunaan jangka panjang; Pada saat yang sama, dengan mengoptimalkan formula resin dan mencapai standar tahan api UL94 V0, viskositas resin dijaga dalam kisaran yang sesuai untuk menjamin kelancaran proses dan mencegah cacat cetak akibat viskositas resin yang berlebihan.
• Kustomisasi spesifikasi dan fungsi: Mendukung penyesuaian spesifikasi produk sesuai kebutuhan pelanggan, seperti kepadatan permukaan serat kaca (100-600g/㎡), lebar prepreg (0,5-2,0m), untuk memenuhi kebutuhan produksi komponen dengan berbagai ukuran; Pada saat yang sama, layanan fungsional khusus dapat disediakan, seperti menambahkan bahan anti-statis di bagian interior kabin (untuk menghindari listrik statis yang menarik debu), menambahkan bahan antibakteri pada kursi umum (untuk mengurangi pertumbuhan bakteri), sehingga memperluas cakupan skenario aplikasi produk dan membedakannya dari produk biasa yang hanya memiliki sifat tahan api dasar.
• Diferensiasi biaya: Dengan pengadaan skala besar bahan tahan api dan serat kaca, serta mengoptimalkan parameter proses pre impregnasi, sambil memastikan kinerja tahan api tingkat UL94 V0, biaya material pre impregnasi B-5 dikendalikan hingga 10% di bawah rata-rata industri, menyediakan pilihan material "kinerja tinggi + hemat biaya" bagi perusahaan transportasi rel, terutama dalam proyek-proyek sensitif terhadap biaya seperti kereta bawah tanah dan kereta antar kota, sehingga lebih kompetitif di pasar.