난연성 유리섬유 프리프레그

난연 유리섬유 프레프리그(B-5): 철도 교통 분야에서 화재 안전성과 구조적 안정성의 이중 보장

철도 교통 및 고급 장비와 같이 엄격한 내화성과 구조적 신뢰성이 요구되는 분야에서, '특수 난연 수지+고성능 유리섬유'라는 핵심 조합을 지닌 B-5 난연 유리섬유 프리프레그는 주요 소재 솔루션으로 자리 잡고 있습니다. 본 제품은 특수 난연 수지를 결합제 시스템으로 사용하며 정밀 프리임프레그 기술을 통해 유리섬유와 결합됩니다. 이 제품의 난연 성능은 UL94 테스트에서 가장 높은 등급인 V0 기준을 충족하여 화염 확산을 효과적으로 억제하고 유독성 연기 배출을 줄입니다. 유리섬유 소재가 지닌 높은 강성과 부식 저항성의 장점을 유지하면서도 철도 교통 차체 구조 및 내장 부품과 같은 응용 분야에 적합한 우수한 난연 성능을 제공함으로써, 기존의 내화성이 약한 유리섬유 프리프레그가 가진 적용 한계를 극복하고 대중교통 운행의 견고한 안전 장벽을 구축합니다.

핵심 장점: 최고 수준의 난연성, 안정된 성능 및 상황 적응성에서의 다차원적 돌파구

1. UL94 V0 등급 난연 성능으로 철도 교통 분야의 화재 예방을 위한 핵심 방어선 구축

B-5 난연 유리섬유 프레프레그의 핵심 경쟁력은 UL94 V0 등급의 최고 수준 난연 성능에 있으며, 이는 재료의 화재 안전성을 평가하는 핵심 지표입니다. 본 성능은 수직 연소 시험에서 10초간 두 번 점화한 후 10초 이내에 불꽃이 꺼져야 하며, 아래의 탈지면을 발화시킬 수 있는 용융 물방울이 발생해서는 안 된다고 요구합니다. 이 난연 효과는 전용 난연 수지 시스템의 삼중 기술 설계에서 비롯됩니다.

• 효율적인 난연 성분: 할로겐이 포함되지 않은 환경 친화적인 난연제(예: 인-질소 복합 난연제)를 수지에 첨가하여, 기존 할로겐계 난연제가 연소 시 유독한 염화수소 가스를 방출하는 문제를 방지함으로써 철도 교통 분야에서 인명 안전을 위한 핵심 요구사항을 충족시킵니다. 동시에 나노 규모 분산 기술을 통해 난연제가 수지 내에 균일하게 분포되어 프리프레그의 모든 부분이 일관된 난연 성능을 가지며 국부적인 화재 취약 지점이 없도록 보장합니다.
• 탄소 기반 난연 메커니즘: 연소 과정에서 수지 시스템은 신속하게 밀도 높은 탄화층을 형성하여 산소와 열을 효과적으로 차단하고, 화염이 유리섬유 기재를 추가로 침식하는 것을 방지하며 연기 발생을 줄입니다. 시험 결과에 따르면 B-5 프레프레그의 연기 밀도 등급(SDR)은 연소 시 단지 15이며(일반 유리섬유 프레프레그는 약 60), 연기 독성 등급은 철도교통 EN45545 표준의 SR2 수준(매우 낮은 독성)에 도달하여 화재 발생 시 비상 대피를 위한 소중한 시간을 확보할 수 있습니다.
• 낙하물 방지 설계: 낙하물 방지제를 추가함으로써 기존 난연 재료가 연소 중 쉽게 용융 물방울을 생성하는 문제를 해결하여, 낙하물이 주변 물체를 점화해 화재가 확산되는 것을 방지합니다. 이 기능은 화재 확산 위험을 크게 줄여 좌석 등받이 및 객실 칸막이 등 철도차량 내장재의 전체적인 화재 안전성을 향상시킵니다.

2. 높은 강성과 내식성을 지녀 안전성과 구조적 신뢰성을 균형 있게 확보

유리섬유 프리프레그인 B-5는 우수한 난연성을 갖출 뿐만 아니라 유리섬유 자체의 구조적 장점을 희생하지 않습니다. 수지와 유리섬유 침투 공정을 최적화함으로써 복합재료의 기계적 특성과 환경 적응성이 업계 최고 수준에 도달했습니다

• 핵심 기계적 특성: 시험 결과, B-5 난연 유리섬유 프리프레그로 구성된 복합재료는 인장강도 300MPa 이상, 휨강도 450MPa 이상, 휨 탄성계수 25GPa를 나타내며, 일반적인 난연 플라스틱(예: 인장강도 약 50MPa의 난연 ABS)을 크게 상회한다. 철도 교통 분야에서 측벽 패널 및 수하물 선반 지지용으로 사용할 경우 승객 밀집과 수하물 적재 등의 일상적인 하중에 견딜 수 있으며 장기간 사용 후에도 쉽게 변형되지 않는다. 좌석 프레임에 사용할 경우 높은 강성을 통해 착석 편안함을 보장하면서도 사고 충격으로 인한 구조적 손상을 저항할 수 있다.
• 우수한 내식성: 유리섬유 자체는 내산성, 내알칼리성 및 염수분무 저항 특성을 가지고 있습니다. 특수 난연성 수지와 결합하면 내식성이 더욱 향상됩니다. 지하 터널이나 해안 구간과 같은 철도 교통의 습기 있는 환경에서 B-5 프레프레그로 제작된 부품은 수증기 침식에 견딜 수 있으며, 아연도금 강판과 같은 기존 금속 부품보다 50% 더 긴 15년 이상의 수명을 가지므로 철도 운행 시 유지보수 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 예를 들어, 열차 차체 하부의 케이블 트레이에 사용할 경우 빗물과 먼지로 인한 금속 부식을 방지하여 회로 시스템의 안정적이고 안전한 작동을 보장할 수 있습니다.
• 경량성의 장점: B-5 프리프레그의 밀도는 약 1.8g/cm³로, 강철의 1/4 수준이며 알루미늄 합금의 2/3 수준에 불과하다. 철도 교통 차량의 경량화 요구에 따라 이 소재를 사용하면 차량 무게를 15~20% 감소시킬 수 있어 열차 견인 시 에너지 소비를 직접 줄이고 궤도의 하중 부담을 완화시킬 수 있으며, 이는 철도 교통 분야의 '에너지 절약 및 소비 감소'라는 발전 추세에 부합한다. 지하철 차량을 예로 들면, B-5 프리프레그로 제작한 내부 칸막이 및 좌석 프레임은 단일 차량의 무게를 300kg 이상 줄일 수 있으며, 매년 기차당 약 50,000kWh의 전력 소비를 절약할 수 있다.

3. 뛰어난 공정 적응성으로 철도 교통 분야의 대규모 생산 수요를 충족시킴

철도 교통 부품의 "다양한 사양 및 대량 생산"이라는 생산 특성에 대응하여 B-5 난연 유리섬유 프레프레그는 뛰어난 공정 호환성을 갖추고 있어 열가압 성형, 압축 성형, 진공백 성형 등 주류 복합재 제조 공정과 호환 가능하며 기업이 생산 설비를 수정할 필요 없이 적용이 가능하여 도입 장벽을 낮출 수 있습니다.

• 압축형조: 좌석 등받이, 팔걸이, 차량 칸막이 등의 표준화된 내장 부품의 대량 생산에 적합하며, 성형 효율이 높아 단일 공정의 생산 시간을 20~30분 이내로 통제할 수 있고, 부품 크기 정밀도를 정확하게 제어(오차 ±0.2mm)할 수 있어 서로 다른 배치의 부품 조립 일관성을 보장하며 철도 교통 분야의 대규모 생산 속도에 부합합니다.
• 열가압 성형: 외관과 성능에 매우 높은 요구 조건을 가지는 차량 바디 구조 부품(예: 지붕 장식 패널 및 도어 인테리어 패널)에 적합하며, 열가압 성형 시 균일한 압력(0.5-1.0MPa)과 온도(120-140℃) 제어를 통해 수지가 유리 섬유에 완전히 침투합니다. 성형 후 부품의 표면 평탄도가 높아서 기포나 접착제 누락 등의 결함이 없으며, 별도의 후속 도장 공정 없이 바로 외관면으로 사용할 수 있습니다.
• 진공 백 성형: 대형 및 복잡한 형상의 부품(예: 차체 측면 패널, 짐 랙 일체형 프레임)에 적합하며, 진공 음압을 통해 수지 흐름과 배기를 실현합니다. 핫프레스 탱크 공법 대비 성형 비용을 35% 절감하면서 난연성과 기계적 특성의 안정성을 확보하여 경제성과 제품 품질 모두를 고려한 공법입니다.

또한 B-5 프레프레그의 보관 및 가공 편의성이 뛰어납니다. 상온 및 어두운 환경에서 3개월간, -18℃의 저온 환경에서는 6개월 이상 보관이 가능합니다. 꺼낸 후에는 장시간 재가열 없이 바로 생산에 투입할 수 있어 생산 대기 시간을 단축하고 철도 교통 부품의 지속적이고 안정적인 공급을 보장합니다.

4. 차별화된 설계를 통한 시장 경쟁 장벽 구축

• 기술적 차별성: 독자적으로 개발한 "난연성 수지 유리섬유 계면 개질 기술"은 수지와 섬유 사이의 계면 접착 강도를 30% 향상시켜 전통적인 난연성 프레프레그에서 발생하기 쉬운 계면 박리 문제를 해결하며, 장기간 사용 중 온도 변화 및 진동으로 인해 복합재료의 성능 저하가 발생하지 않도록 보장한다. 동시에 수지 조성을 최적화하여 UL94 V0 난연 등급을 달성하고, 수지 점도를 적정 범위 내로 유지함으로써 공정 유동성을 확보하고 과도한 점도로 인한 성형 결함을 방지한다.
• 사양 및 기능 맞춤화: 고객의 요구에 따라 유리섬유 표면 밀도(100-600g/㎡), 프레프레그 폭(0.5-2.0m) 등 제품 사양 조정을 지원하여 다양한 크기의 부품 생산 요구사항을 충족시킬 수 있습니다. 또한 차량 내장재에 정전기 방지 성분을 첨가(정전기로 인한 먼지 흡착 방지)하거나 공용 좌석에 항균 성분을 추가하는 등의 맞춤형 기능 서비스를 제공하여 제품의 적용 범위를 더욱 확대하고, 기본적인 난연 성질만 갖춘 일반 제품과 차별화할 수 있습니다.
• 비용 차별화: 난연제와 유리섬유를 대규모 조달하고 프리프레그 공정 파라미터를 최적화함으로써 UL94 V0 등급의 난연 성능을 확보하면서도 B-5 프리프레그 재료 비용을 업계 평균 대비 10% 이하로 통제하여 철도 교통 기업에 '고성능+높은 가격 경쟁력'의 소재 선택지를 제공합니다. 특히 지하철 및 도시 간 열차와 같은 비용 민감형 프로젝트에서 시장 경쟁력이 더욱 뛰어납니다.