Pré-impregnado especial retardante de chama para trânsito ferroviário A-10

Pré-impregnado de fibra de carbono com propriedades ignífugas: garantia dupla de segurança contra incêndios e desempenho estrutural no setor de transporte ferroviário

No campo da fabricação de equipamentos para transporte ferroviário, a segurança contra incêndios dos materiais é igualmente importante quanto às suas propriedades mecânicas estruturais. Este pré-impregnado de fibra de carbono com propriedades ignífugas utiliza uma resina epóxi modificada como sistema básico de resina, combinada com resina ignífuga livre de halogênios e agente de cura latente, abrangendo formas principais como o pré-impregnado unidirecional de fibra de carbono e o pré-impregnado de tecido de fibra de carbono. Ele não apenas atende aos requisitos mais rigorosos de proteção contra incêndios conforme as normas DIN 5510 e EU EN45545 HL3 para transporte ferroviário, mas também oferece uma solução material que combina proteção segura e vantagens de leveza para estruturas carceriais e componentes internos de metrôs, trens de alta velocidade e trens interurbanos, preenchendo a lacuna de aplicação do pré-impregnado tradicional de fibra de carbono em cenários com altas exigências de retardância à chama.

Vantagem principal: Equilibrando segurança contra incêndios, desempenho estrutural e adaptabilidade de processo

1. O nível mais alto de certificação contra incêndio, criando uma linha de defesa sólida para a segurança do transporte ferroviário

Como um pré-impregnado retardante de chama especialmente desenvolvido para cenários de transporte ferroviário, o produto atende aos padrões mais elevados da indústria em termos de desempenho à prova de fogo. O sistema de resina adota uma combinação tríplice de "resina epóxi modificada + resina retardante de chama livre de halogênios + agente de cura latente", e a fórmula livre de halogênios evita a liberação de gases tóxicos e fumaça corrosiva durante a combustão desde a fonte, atendendo assim aos requisitos essenciais de segurança das pessoas no transporte ferroviário; os agentes de cura latentes garantem que o pré-impregnado permaneça estável durante o armazenamento e processamento, curando-se rapidamente apenas em temperaturas específicas sem afetar a eficácia dos componentes retardantes de chama.

De acordo com testes autorizados, o pré-impregnado de fibra de carbono com retardante de chama atende plenamente a duas principais normas internacionais de proteção contra incêndios: em primeiro lugar, a norma alemã DIN5510, que alcança os níveis S4 (densidade de fumaça extremamente baixa), SR2 (toxicidade da fumaça extremamente baixa) e ST2 (propagação lenta da chama) em indicadores-chave como densidade de fumaça, taxa de liberação de calor e velocidade de propagação da chama; o segundo requisito é o nível EU EN45545 HL3, que pode suportar a queima de chama em alta temperatura por mais de 20 minutos e ainda manter uma certa resistência estrutural após a queima, proporcionando tempo valioso para a evacuação de emergência em caso de incêndio em trens. Em comparação com o pré-impregnado de fibra de carbono comum, seu desempenho retardante de chama foi melhorado em mais de 100%, resolvendo completamente os problemas de inflamabilidade e alta emissão de fumaça dos materiais tradicionais de fibra de carbono. É adequado para peças-chave como estrutura do corpo de transporte ferroviário, estrutura do assento, divisória interna, etc.

2. Cobertura de produtos multifórmula, adaptada aos requisitos estruturais complexos do transporte ferroviário

• A família de produtos inclui duas formas principais: pré-impregnado de fibra de carbono unidirecional e tecido pré-impregnado de fibra de carbono, que podem ser selecionados com flexibilidade de acordo com os requisitos estruturais de diferentes componentes do transporte ferroviário, permitindo a conveniência de projeto de "um material para múltiplos usos".
• Pré-impregnado de fibra de carbono unidirecional: Adota um arranjo unidirecional de fibra de carbono com alta retidão, com consistência na direção da fibra superior a 99%, e excelentes propriedades mecânicas axiais. Adequado para componentes estruturais como paredes laterais do corpo do trem e vigas transversais do piso, que precisam suportar cargas longitudinais, melhora a resistência à tração e à flexão dos componentes com leveza, podendo reduzir o peso em 30% - 40% em comparação com materiais metálicos tradicionais.
• Tecido de fibra de carbono pré-impregnado: Com base em tecidos planos, sarja e outras estruturas têxteis, possui excelentes propriedades isotrópicas no plano e maior resistência ao impacto e ao cisalhamento. Pode ser utilizado em componentes como estruturas de assentos de trem, painéis decorativos internos, suportes para bagagem, etc. Não só garante segurança por meio do desempenho retardante de chama, mas também realça a estética interna por meio das texturas do tecido

Ambas as formas de pré-impregnado retardante de chama podem ser usadas separadamente ou combinadas em camadas. Por exemplo, a estrutura do veículo pode adotar um design composto de "pré-impregnado unidirecional + pré-impregnado têxtil", utilizando o material unidirecional longitudinalmente para aumentar a resistência e o material tecido localmente para melhorar a resistência ao impacto, equilibrando desempenho estrutural e requisitos dos cenários de uso.

3. Excelentes propriedades mecânicas, equilibrando leveza e estabilidade estrutural

Como um pré-impregnado de fibra de carbono de alto desempenho, o produto não sacrifica as vantagens mecânicas da própria fibra de carbono além de suas propriedades ignífugas. Ao otimizar o processo de ligação na interface entre a resina e a fibra de carbono, a resina pode uniformemente infiltrar o feixe de fibras, reduzir bolhas e defeitos na interface e aproveitar plenamente as propriedades mecânicas do material compósito. Após testes, o material compósito preparado a partir do pré-impregnado de fibra de carbono ignífugo apresenta uma resistência à tração a 0 ° superior a 1800 MPa, um módulo de tração a 0 ° superior a 120 GPa e uma resistência à flexão superior a 1500 MPa. Mesmo em ambientes operacionais complexos, como alta temperatura e umidade no transporte ferroviário, a taxa de retenção das propriedades mecânicas ainda pode atingir mais de 85%. Em comparação com materiais metálicos ignífugos tradicionais (como ligas de alumínio ignífugas), o peso do produto pode ser reduzido em 40%–50% sob a mesma resistência estrutural, reduzindo diretamente o consumo energético total e a pressão sobre os trilhos, alinhando-se à tendência de desenvolvimento de "leveza e economia de energia" no transporte ferroviário.

Ao mesmo tempo, a densidade do produto é rigorosamente controlada em não menos de 5% para garantir uma distribuição uniforme das fibras no pré-impregnado, evitar propriedades mecânicas fracas causadas por baixo teor local de fibra, assegurar a estabilidade estrutural do trem durante operação prolongada e reduzir os custos de manutenção.

4. Adaptação flexível ao processo para atender às necessidades de produção em larga escala do transporte ferroviário

Em resposta às características de produção "múltiplas especificações e grandes quantidades" dos componentes de transporte ferroviário, este pré-impregnado de fibra de carbono com retardamento de chama apresenta forte adaptabilidade ao processo e pode ser compatível com os dois processos principais: moldagem a quente e moldagem por compressão. A faixa de temperatura de cura é ampla, variando de 100 a 160 °C. As empresas podem ajustar flexivelmente os parâmetros do processo conforme as necessidades dos equipamentos e componentes existentes, sem necessidade de reformas adicionais nos equipamentos, reduzindo as barreiras à produção.

• Moldagem por prensagem a quente: Adequado para componentes estruturais grandes e complexos (como a parede lateral completa do corpo do trem), o material pré-impregnado é totalmente curado por meio do controle uniforme de pressão e temperatura no forno de prensagem a quente. A lisura superficial das peças moldadas é elevada, com poucos defeitos internos e propriedades mecânicas estáveis, podendo atender aos requisitos duplamente elevados de aparência externa e estrutura do corpo do trem.
• Moldagem por compressão: adequado para componentes padronizados de pequeno e médio porte (como estruturas de assentos e painéis internos), com alta eficiência de moldagem, ciclo de produção curto e tempo de produção em modo único controlável em até 30 minutos. É adequado ao ritmo de produção em larga escala do transporte ferroviário, e o processo de moldagem por compressão pode controlar com precisão a exatidão dimensional dos componentes, reduzindo etapas subsequentes de processamento.

Além disso, o material pré-impregnado possui excelente estabilidade de armazenamento e pode ser armazenado por mais de 6 meses em um ambiente de baixa temperatura de -18 ℃. Após ser retirado, pode ser colocado em produção sem necessidade de um longo tempo de reaquecimento, reduzindo o tempo de espera na produção e melhorando a eficiência produtiva.

5. Design diferenciado, criando vantagens competitivas no mercado

Entre os produtos prepreg retardantes de chama da mesma categoria, este produto constrói sua competitividade central por meio de "baixa repetibilidade + alta personalização". Por um lado, é realizado um design diferenciado em termos de fórmula da resina, seleção de fibras e parâmetros do processo — por exemplo, são adicionados ingredientes anti-envelhecimento exclusivos ao sistema de resina, fazendo com que a vida útil dos produtos em ambientes de exposição prolongada à luz solar e variações de temperatura e umidade no transporte ferroviário seja estendida para mais de 15 anos, superando amplamente a vida média de produtos semelhantes, que é de 10 anos; por outro lado, podem ser oferecidos serviços personalizados conforme as necessidades do cliente, como ajuste dos níveis de retardamento de chama (personalizável conforme necessário de EN45545 HL1 a HL3), otimização das temperaturas de cura (adaptadas às diferentes faixas de temperatura dos equipamentos), ajuste da densidade superficial da fibra (totalmente coberta de 100g/㎡ a 600g/㎡), atendendo às necessidades personalizadas de diferentes componentes do transporte ferroviário (de peças estruturais a peças internas), evitando assim a pressão de mercado causada pela concorrência homogênea.