Preimpregnato speciale ignifugo per trasporto su rotaia A-10

Preimpregnato in fibra di carbonio ignifugo: doppia garanzia di sicurezza antincendio e prestazioni strutturali nel settore del trasporto su rotaia

Nel campo della produzione di apparecchiature per il trasporto su rotaia, la sicurezza antincendio dei materiali è altrettanto importante quanto le loro proprietà meccaniche strutturali. Questo preimpregnato in fibra di carbonio ignifugo utilizza una resina epossidica modificata come sistema resinico principale, abbinata a resina ignifuga alogena-free e agente di indurimento latente, coprendo le forme principali come il preimpregnato in fibra di carbonio unidirezionale e il preimpregnato in tessuto di fibra di carbonio. Non solo soddisfa i requisiti più elevati di protezione antincendio secondo gli standard DIN 5510 ed EU EN45545 HL3 per il trasporto su rotaia, ma offre anche una soluzione materica che coniuga protezione sicura e vantaggi di leggerezza per la struttura della carrozzeria e i componenti interni di metropolitane, treni ad alta velocità e treni regionali, colmando il divario applicativo del preimpregnato tradizionale in fibra di carbonio negli scenari ad alta resistenza al fuoco.

Vantaggio principale: bilanciare sicurezza antincendio, prestazioni strutturali e adattabilità del processo

1. Il livello più alto di certificazione antincendio, che crea una solida linea di difesa per la sicurezza del trasporto ferroviario

Essendo un prepreg ritardante di fiamma sviluppato appositamente per scenari di trasporto ferroviario, il prodotto soddisfa gli standard più elevati del settore in termini di prestazioni di resistenza al fuoco. Il sistema di resina adotta una tripla combinazione di "resina epossidica modificata + resina ritardante alogen-free + agente di indurimento latente", e la formulazione alogen-free evita il rilascio di gas tossici e fumi corrosivi durante la combustione alla fonte, rispondendo così ai requisiti fondamentali per la sicurezza delle persone nel trasporto ferroviario; gli agenti di indurimento latenti garantiscono che il prepreg rimanga stabile durante lo stoccaggio e la lavorazione, indurendo rapidamente solo a temperature specifiche senza compromettere l'efficacia dei componenti ritardanti di fiamma.

Secondo test autorevoli, il prepreg in fibra di carbonio ignifugo soddisfa pienamente due importanti standard internazionali di protezione antincendio: in primo luogo lo standard tedesco DIN5510, che raggiunge i livelli S4 (densità del fumo estremamente bassa), SR2 (tossicità del fumo estremamente bassa) e ST2 (lenta propagazione della fiamma) per indicatori chiave come densità del fumo, velocità di rilascio di calore e velocità di propagazione della fiamma; il secondo requisito è il livello EU EN45545 HL3, che consente di resistere alla combustione ad alta temperatura per oltre 20 minuti mantenendo comunque una certa resistenza strutturale dopo l'incendio, garantendo così un tempo prezioso per l'evacuazione d'emergenza in caso di incendio su treni. Rispetto al prepreg in fibra di carbonio ordinario, le prestazioni ignifughe sono state migliorate di oltre il 100%, risolvendo completamente i problemi legati all'infiammabilità e all'elevata emissione di fumo durante la combustione dei materiali tradizionali in fibra di carbonio. È adatto per componenti chiave come la struttura portante dei veicoli ferroviari, il telaio dei sedili, le partizioni interne, ecc.

2. Copertura del prodotto multi-forma, adattata ai complessi requisiti strutturali del trasporto su rotaia

• La famiglia di prodotti comprende due forme principali: preimpregnato in fibra di carbonio unidirezionale e preimpregnato in tessuto di fibra di carbonio, selezionabili in modo flessibile in base ai requisiti strutturali delle diverse componenti del trasporto ferroviario, consentendo la praticità progettuale del "un materiale, molteplici utilizzi".
• Prepreg in fibra di carbonio unidirezionale: Adotta un allineamento unidirezionale di fibra di carbonio ad alta rettilineità, con una coerenza direzionale della fibra superiore al 99%, garantendo eccellenti proprietà meccaniche assiali. Adatto per componenti strutturali come le pareti laterali della carrozzeria del treno e le travi traversine del pavimento, che devono sopportare carichi longitudinali, migliora la resistenza a trazione e flessione dei componenti mantenendoli leggeri, con una riduzione del peso del 30% - 40% rispetto ai tradizionali materiali metallici.
• Tessuto in fibra di carbonio preimpregnato: Basato su tessuti a telaio pianto, saia e altre strutture tessili, presenta eccellenti proprietà isotrope nel piano e una maggiore resistenza all'impatto e al taglio. Può essere utilizzato per componenti come telai dei sedili dei treni, pannelli decorativi interni, portabagagli, ecc. Garantisce sicurezza grazie alle prestazioni ignifughe e migliora l'estetica degli interni attraverso le texture del tessuto

Entrambe le forme di prepreg ignifugo possono essere utilizzate separatamente o combinate tra loro per la stratificazione. Ad esempio, la struttura del veicolo può adottare una progettazione composita del tipo "prepreg unidirezionale + prepreg tessile", utilizzando il materiale unidirezionale in senso longitudinale per aumentarne la resistenza e il materiale tessile localmente per migliorare la resistenza agli urti, bilanciando così le prestazioni strutturali e le esigenze degli scenari d'uso.

3. Eccellenti proprietà meccaniche, che bilanciano leggerezza e stabilità strutturale

Come prepreg ad alte prestazioni in fibra di carbonio, il prodotto non sacrifica i vantaggi meccanici della fibra di carbonio stessa oltre alle sue proprietà ignifughe. Ottimizzando il processo di incollaggio dell'interfaccia tra resina e fibra di carbonio, la resina può infiltrarsi uniformemente nel fascio di fibre, riducendo bolle e difetti all'interfaccia e sfruttando appieno le proprietà meccaniche del materiale composito. Dopo i test, il materiale composito preparato con il prepreg ignifugo in fibra di carbonio presenta una resistenza a trazione a 0° superiore a 1800 MPa, un modulo di trazione a 0° superiore a 120 GPa e una resistenza a flessione superiore a 1500 MPa. Anche in ambienti operativi complessi come quelli ad alta temperatura e umidità nel trasporto ferroviario, la percentuale di mantenimento delle proprietà meccaniche può comunque raggiungere oltre l'85%. Rispetto ai tradizionali materiali metallici ignifughi (ad esempio leghe di alluminio ignifughe), il peso del prodotto può essere ridotto del 40%-50% a parità di resistenza strutturale, riducendo direttamente il consumo energetico complessivo e la pressione sulle rotaie, in linea con la tendenza di sviluppo del trasporto ferroviario verso "leggerezza ed efficienza energetica".

Allo stesso tempo, la densità del prodotto è rigorosamente controllata in modo da non essere inferiore al 5%, garantendo una distribuzione uniforme delle fibre nel prepreg, evitando scarse proprietà meccaniche causate da un contenuto locale ridotto di fibre, assicurando la stabilità strutturale del treno durante il funzionamento a lungo termine e riducendo i costi di manutenzione.

4. Adattamento flessibile del processo per soddisfare le esigenze di produzione su larga scala del trasporto ferroviario

In risposta alle caratteristiche produttive "multiple specifiche e grandi quantità" dei componenti per il trasporto ferroviario, questo prepreg ignifugo in fibra di carbonio presenta una forte adattabilità del processo ed è compatibile con i due processi principali di stampaggio a caldo e stampaggio per compressione. L'intervallo di temperatura di cura è ampio, compreso tra 100 e 160 ℃. Le aziende possono regolare liberamente i parametri del processo in base alle esigenze degli impianti e dei componenti esistenti, senza necessità di ulteriori ristrutturazioni degli impianti, riducendo gli ostacoli produttivi.

• Termoformatura: Adatto a componenti strutturali grandi e complessi (come la parete laterale complessiva della carrozzeria del treno), il materiale preimpregnato viene completamente polimerizzato attraverso un controllo uniforme di pressione e temperatura nel forno a caldo. La levigatezza superficiale dei pezzi stampati è elevata, con pochi difetti interni e proprietà meccaniche stabili, in grado di soddisfare i severi requisiti sia estetici che strutturali della carrozzeria del treno.
• Stampaggio a compressione: adatto a componenti standardizzati di piccole e medie dimensioni (come telai dei sedili e pannelli interni), con alta efficienza di stampaggio, ciclo produttivo breve e tempo di produzione monomateriale controllabile entro 30 minuti. È adatto al ritmo produttivo su larga scala del trasporto ferroviario e il processo di stampaggio a compressione permette di controllare con precisione l'accuratezza dimensionale dei componenti, riducendo le fasi successive di lavorazione.

Inoltre, il materiale preimpregnato presenta un'eccellente stabilità di stoccaggio e può essere conservato per più di 6 mesi in un ambiente a bassa temperatura di -18 ℃. Una volta estratto, può essere utilizzato direttamente in produzione senza necessità di riscaldamento prolungato, riducendo i tempi di attesa produttivi e migliorando l'efficienza produttiva.

5. Design differenziato, creazione di vantaggi competitivi sul mercato

Tra i prodotti prepreg ritardanti di fiamma della stessa categoria, questo prodotto costruisce la propria competitività attraverso una "bassa ripetibilità + alta personalizzazione". Da un lato, viene effettuata una progettazione differenziata in termini di formula della resina, selezione delle fibre e parametri di processo; ad esempio, vengono aggiunti ingredienti antietà specifici al sistema della resina, consentendo di estendere la durata del prodotto in ambienti caratterizzati da esposizione prolungata alla luce solare e variazioni di temperatura e umidità nel settore del trasporto su rotaia a oltre 15 anni, superando ampiamente la vita media dei prodotti simili pari a 10 anni; dall'altro lato, è possibile offrire servizi personalizzati in base alle esigenze del cliente, come regolazione del livello di ritardanza di fiamma (personalizzabile da EN45545 HL1 a HL3 secondo necessità), ottimizzazione delle temperature di polimerizzazione (adattate a diverse gamme termiche degli impianti), regolazione della densità superficiale della fibra (completamente coperta da 100 g/㎡ a 600 g/㎡), soddisfacendo così le esigenze personalizzate per diversi componenti del trasporto ferroviario (dalle parti strutturali a quelle interne) ed evitando pressioni di mercato derivanti dalla concorrenza omogenea.