Специальный огнестойкий препрег A-10 для железнодорожного транспорта

Пропитка из огнестойкого углеволокна: двойная гарантия пожарной безопасности и структурных характеристик в области железнодорожных перевозок

В области производства оборудования для железнодорожных перевозок пожарная безопасность материалов имеет не меньшее значение, чем их структурные механические свойства. Данная огнестойкая пропитка из углеволокна использует модифицированную эпоксидную смолу в качестве основной смоляной системы, в сочетании с безгалогеновой огнестойкой смолой и скрытым отвердителем, охватывая основные формы, такие как однонаправленная пропитка из углеволокна и тканевая пропитка из углеволокна. Она не только соответствует самым высоким требованиям пожарной безопасности по стандартам DIN 5510 и EU EN45545 HL3 для железнодорожного транспорта, но и предоставляет материал, сочетающий защиту безопасности и легкость, для конструкций кузова и внутренних компонентов метро, скоростных поездов и пригородных поездов, заполняя пробел в применении традиционной пропитки из углеволокна в условиях повышенной огнестойкости.

Основное преимущество: сбалансированная безопасность в отношении возгорания, конструкционные характеристики и технологическая адаптивность

1. Наивысший уровень сертификации по пожарной безопасности, формирующий надежную защиту для железнодорожного транспорта

Огнестойкий препрег, специально разработанный для использования на железнодорожном транспорте, соответствует самым высоким отраслевым стандартам по огнестойкости. В состав смолы входит тройная комбинация: «модифицированная эпоксидная смола + безгалогеновая огнестойкая смола + латентный отвердитель». Безгалогеновая формула предотвращает выделение токсичных газов и едкого дыма при горении, что соответствует основным требованиям безопасности персонала на железнодорожном транспорте. Латентные отвердители обеспечивают стабильность препрега при хранении и переработке, быстро отверждаясь только при определённых температурах, не влияя на эффективность огнезащитных компонентов.

Согласно авторитетным испытаниям, препреги из огнестойкого углеволокна полностью соответствуют двум основным международным стандартам пожарной безопасности: во-первых, немецкому стандарту DIN5510, который достигает уровня S4 (чрезвычайно низкая плотность дыма), SR2 (чрезвычайно низкая токсичность дыма) и ST2 (медленное распространение пламени) по ключевым показателям, таким как плотность дыма, скорость выделения тепла и скорость распространения пламени; во-вторых, требованию ЕС EN45545 HL3, при котором материал способен выдерживать воздействие высокотемпературного пламени более 20 минут и сохранять определённую структурную прочность после горения, что создаёт ценное время для экстренной эвакуации при пожаре в поезде. По сравнению с обычным препрегом из углеволокна его огнестойкость улучшена более чем на 100 %, что полностью решает проблему воспламеняемости традиционных углеродных материалов и высокого объёма дыма при горении. Материал подходит для ключевых элементов, таких как конструкция кузова железнодорожного транспорта, каркас сидений, внутренние перегородки и т.д.

2. Многоформатное покрытие продукции, адаптированное к сложным структурным требованиям железнодорожного транспорта

• Семейство продуктов включает две основные формы: однонаправленная препрег-лента из углеродного волокна и препрег из ткани из углеродного волокна, которые можно гибко выбирать в зависимости от структурных требований различных компонентов железнодорожного транспорта, обеспечивая удобство проектирования по принципу «один материал — множество применений».
• Препрег из однонаправленного углеродного волокна: Изготовлена с использованием высокопрямолинейного однонаправленного расположения углеродного волокна с согласованностью направления волокон более чем 99 %, обладает выдающимися механическими свойствами по осевому направлению. Подходит для структурных элементов, таких как боковые стенки кузова поезда и поперечины пола, которые должны выдерживать продольные нагрузки. Позволяет повысить прочность на растяжение и изгиб при одновременном снижении веса; масса может быть уменьшена на 30–40 % по сравнению с традиционными металлическими материалами.
• Препрег из углеродного волокна На основе полотняного, саржевого и других типов переплетения тканей обладает превосходными изотропными свойствами в плоскости, а также повышенной стойкостью к ударным и сдвиговым нагрузкам. Может использоваться для изготовления элементов, таких как каркасы сидений поездов, внутренние декоративные панели, багажные полки и т.д. Обеспечивает безопасность благодаря огнезащитным характеристикам, а также улучшает эстетику салона за счёт текстуры ткани

Обе формы огнестойкой преграды могут использоваться отдельно или совместно в многослойных конструкциях. Например, конструкция транспортного средства может иметь композитное строение «однонаправленная преграда + тканевая преграда», где однонаправленный материал используется продольно для повышения прочности, а локальные тканевые участки — для повышения устойчивости к ударным воздействиям, что обеспечивает баланс между эксплуатационными характеристиками и требованиями конкретных условий использования.

3. Высокие механические свойства, сочетающие легкость и структурную устойчивость

Как высокопроизводительная препрег-лента из углеродного волокна, продукт не жертвует механическими преимуществами самого углеродного волокна наряду со своими огнестойкими свойствами. Оптимизируя процесс межфазного сцепления между смолой и углеродным волокном, смола может равномерно проникать в пучок волокон, уменьшать количество пузырьков и дефектов на границе раздела и в полной мере использовать механические свойства композитного материала. По результатам испытаний, композитный материал, изготовленный из огнестойкого препрега из углеродного волокна, имеет прочность на растяжение при 0 ° более 1800 МПа, модуль упругости при растяжении при 0 ° более 120 ГПа и предел прочности при изгибе более 1500 МПа. Даже в сложных условиях эксплуатации, таких как высокая температура и влажность в железнодорожном транспорте, коэффициент сохранения механических свойств всё ещё может достигать более 85 %. По сравнению с традиционными огнестойкими металлическими материалами (например, огнестойкими алюминиевыми сплавами), вес продукта может быть снижен на 40–50 % при одинаковой конструкционной прочности, что напрямую снижает общее энергопотребление и нагрузку на пути поездов, что соответствует тенденции развития «облегчения и энергосбережения» в железнодорожном транспорте.

В то же время плотность продукта строго контролируется на уровне не менее 5%, чтобы обеспечить равномерное распределение волокон в препреги, избежать слабых механических свойств, вызванных низким локальным содержанием волокна, обеспечить структурную устойчивость поезда при длительной эксплуатации и снизить затраты на техническое обслуживание.

4. Гибкая адаптация процесса для удовлетворения потребностей масштабного производства железнодорожного транспорта

С учётом производственных особенностей компонентов железнодорожного транспорта «множество спецификаций и большие объёмы» данный огнестойкий углеволоконный препрег обладает высокой технологической гибкостью и совместим с двумя основными технологическими процессами — горячим прессованием и компрессионным формованием. Диапазон температур отверждения широк — от 100 до 160 °C. Предприятия могут гибко корректировать технологические параметры в зависимости от требований имеющегося оборудования и компонентов, без необходимости дополнительной модернизации оборудования, что снижает производственные барьеры.

• Формование горячим прессованием: Подходит для крупных и сложных конструкционных элементов (например, общей боковой стенки корпуса поезда). Пропитанный материал полностью отверждается благодаря равномерному контролю давления и температуры в термопрессе. Поверхность отформованных деталей отличается высокой гладкостью, внутренние дефекты минимальны, механические свойства стабильны, что позволяет удовлетворить двойные высокие требования к внешнему виду и конструкции корпуса поезда.
• Сжатие формования: подходит для мелких и средних стандартизированных компонентов (например, каркасов сидений и панелей интерьера), характеризуется высокой эффективностью формования, коротким производственным циклом, время производства в одиночном режиме может быть сокращено до 30 минут. Соответствует ритму массового производства железнодорожного транспорта, а процесс прессования позволяет точно контролировать размерную точность компонентов, сокращая последующие этапы обработки.

Кроме того, препреги имеют отличную стабильность при хранении и могут храниться более 6 месяцев в условиях низкой температуры -18 °C. После извлечения их можно сразу направить в производство без длительного повторного нагрева, что сокращает время ожидания производства и повышает производственную эффективность.

5. Дифференцированный дизайн, формирование конкурентных преимуществ на рынке

Среди продуктов препрегов с огнестойкостью в одной и той же категории, данный продукт формирует свои основные конкурентные преимущества за счёт «низкой повторяемости + высокой степени кастомизации». С одной стороны, проводится дифференцированное проектирование состава смолы, выбора волокна и параметров технологического процесса — например, в систему смолы добавляются уникальные компоненты, повышающие устойчивость к старению, что позволяет продлить срок службы изделий в условиях длительного воздействия солнечного света, перепадов температуры и влажности при использовании на железнодорожном транспорте до более чем 15 лет, что значительно превышает средний срок службы аналогичной продукции — 10 лет; с другой стороны, могут предоставляться услуги индивидуальной настройки по требованиям заказчика, например, регулировка уровня огнестойкости (индивидуальная настройка от EN45545 HL1 до HL3), оптимизация температур отверждения (адаптация к различным температурным диапазонам оборудования), изменение поверхностной плотности волокна (полный охват диапазона от 100 г/м² до 600 г/м²), что позволяет удовлетворять персонализированные потребности различных компонентов железнодорожного транспорта (от конструкционных деталей до внутренних элементов) и избегать давления на рынке, вызванного однородной конкуренцией.