A-10 špeciálny ohnivzdorný prepreg pre koľajovú dopravu

Ohnivzdorný prepreg z uhlíkovej vlákna: dvojitá záruka požiarnej bezpečnosti a štrukturálneho výkonu v oblasti koľajového dopravného priemyslu

V oblasti výroby zariadení pre koľajovú dopravu je požiarna bezpečnosť materiálov rovnako dôležitá ako ich štrukturálne mechanické vlastnosti. Tento ohnivzdorný prepreg z uhlíkovej vlákna využíva modifikovaný epoxidový živicový systém ako základ, kombinovaný s nehalogenovou ohnivzdornou živicou a latentným tuhnúcim činidlom, a pokrýva najbežnejšie formy, ako sú jednosmerný prepreg z uhlíkovej vlákna a prepreg z tkaniny z uhlíkovej vlákna. Nielenže spĺňa najvyššie požiadavky na požiarnu ochranu podľa noriem DIN 5510 a EU EN45545 HL3 pre koľajovú dopravu, ale poskytuje aj materiálové riešenie zlučujúce bezpečnostnú ochranu a výhody nízkej hmotnosti pre konštrukciu karosérie a interiérové komponenty metropolitných vlakov, rýchlikov a medzi mestských vlakov, čím zapĺňa medzeru v aplikáciách tradičných prepregov z uhlíkovej vlákna v prostrediach s vysokými nárokmi na ohnivzdornosť.

Kľúčová výhoda: Vyváženie bezpečnosti proti požiaru, štrukturálneho výkonu a procesnej prispôsobiteľnosti

1. Najvyššia úroveň certifikácie proti požiaru, vytvára pevnú obrannú líniu pre bezpečnosť koľajovej dopravy

Ako samozapalovzdorná prepregová hmota špeciálne vyvinutá pre scenáre koľajovej dopravy spĺňa produkt najvyššie priemyselné štandardy pokiaľ ide o odolnosť voči ohňu. Rezínový systém využíva trojité zlučenie „modifikovaná epoxidová rezina + nehalogénová samozapalovzdorná rezina + latentný tvrdidlo“, pričom nehalogénový vzorec zabraňuje uvoľňovaniu jedovatých plynov a koróznych dymov počas horenia priamo v základe, čím splní kľúčové požiadavky na bezpečnosť osôb v koľajovej doprave; Latentné tvrdidlá zabezpečujú stabilitu prepregu počas skladovania a spracovania a rýchle zatvrdnutie len pri špecifických teplotách, aniž by to ovplyvnilo účinnosť samozapalovzdorných komponentov.

Podľa autoritatívnych testov plne spĺňa impregnované uhlíkové vlákno s ohnivzdornými vlastnosťami dva hlavné medzinárodné štandardy požiarnej ochrany: po prvé, nemecký štandard DIN5510, ktorý dosahuje úroveň S4 (extrémne nízka hustota dymu), SR2 (extrémne nízka toxicita dymu) a ST2 (pomalé šírenie plameňa) vo kľúčových ukazovateľoch, ako je hustota dymu, rýchlosť uvoľňovania tepla a rýchlosť šírenia plameňa; druhým požiadavkou je úroveň EU EN45545 HL3, ktorá odoláva horiacemu vysokoteplotnému plamenu viac ako 20 minút a po vypálení stále zachováva určitú štrukturálnu pevnosť, čím získava cenný čas na núdzovú evakuáciu pri požiari vlaku. V porovnaní s bežným impregnovaným uhlíkovým vláknom sa jeho ohyňovzdornosť zvýšila o viac ako 100 %, čím sa úplne vyriešili problémy s horľavosťou tradičných materiálov z uhlíkových vlákien a vysokým tvorením dymu pri horení. Je vhodný pre kľúčové časti, ako sú konštrukcia karosérie koľajových vozidiel, rámy sedadiel, vnútorné priečky atď.

2. Viacnásobné pokrytie produktov, prispôsobené zložitým štrukturálnym požiadavkám koľajového dopravného systému

• Rodina produktov zahŕňa dva kľúčové tvary: jednosmerný prepreg z uhlíkových vlákien a prepreg z tkaniny z uhlíkových vlákien, ktoré možno flexibilne vybrať v závislosti od štrukturálnych požiadaviek rôznych komponentov koľajového dopravného systému, čím sa dosiahne návrhová pohodlnosť „jeden materiál na viaceré použitia“.
• Jednosmerný prepreg z uhlíkových vlákien: Využíva jednosmerné usporiadanie uhlíkových vlákien s vysokou priamostavosťou, so zhodou smeru vlákien nad 99 % a vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami v axiálnom smere. Je vhodný pre konštrukčné prvky, ako sú bočné steny trupu vlaku a priečne nosníky podlahy, ktoré musia odolávať pozdĺžnym zaťaženiam. Zvyšuje pevnosť a ohybovú tuhosť komponentov pri zároveň nízkej hmotnosti a môže znížiť hmotnosť o 30 % – 40 % oproti tradičným kovovým materiálom
• Impregnovaná uhlíková vlákna tkanina: Na základe plátňovej, sergeovej a iných štruktúr tkaniny má vynikajúce izotropné vlastnosti v rovine a vyššiu odolnosť voči nárazu a strihu. Môže byť použitý pre komponenty ako rámy sedadiel vlakov, interiérové dekoratívne panely, držiaky batožiny atď. Okrem zabezpečenia bezpečnosti prostredníctvom nehorľavosti zvyšuje estetiku interiéru textúrou tkaniny

Obe formy nehorľavého prepregu je možné použiť samostatne alebo kombinovať vrstvením. Napríklad konštrukcia vozidla môže využiť kompozitný dizajn „jednosmerný prepreg + tkaninový prepreg“, pričom jednosmerný materiál sa použije pozdĺžne na zvýšenie pevnosti a miestne pletený materiál na zvýšenie odolnosti voči nárazu, čím sa dosiahne rovnováha medzi konštrukčnými vlastnosťami a požiadavkami používania

3. Vynikajúce mechanické vlastnosti, vyváženie medzi ľahkosťou a konštrukčnou stabilitou

Ako vysokovýkonný prepreg z uhlíkovej vlákna, produkt neobetúva mechanické výhody samotného uhlíkového vlákna okrem svojich flamu odolných vlastností. Optimalizáciou procesu adhézie medzi pryskyricou a uhlíkovým vláknom sa pryskyrica rovnomerne prelia do zväzku vlákien, znížia sa interfaciálne bubliny a defekty a plne sa využijú mechanické vlastnosti kompozitného materiálu. Po testovaní má kompozitný materiál pripravený z flamu odolného prepregu z uhlíkovej vlákna pevnosť v ťahu pri 0 ° nad 1800 MPa, modul pružnosti v ťahu pri 0 ° nad 120 GPa a pevnosť v ohybe nad 1500 MPa. Dokonca aj v náročných prevádzkových podmienkach, ako sú vysoká teplota a vlhkosť v koľajových dopravných systémoch, môže miera zachovania mechanických vlastností dosiahnuť viac ako 85 %. V porovnaní s tradičnými flamu odolnými kovovými materiálmi (napríklad flamu odolnými hliníkovými zliatinami) sa hmotnosť produktu môže pri rovnakej konštrukčnej pevnosti znížiť o 40 % – 50 %, čo priamo vedie k zníženiu celkovej spotreby energie a zaťaženia koľají vlakmi, čo je v súlade s vývojovým trendom „ľahkosti a úspory energie“ v koľajovej doprave.

Zároveň je hustota produktu prísne kontrolovaná na hodnote minimálne 5 %, aby sa zabezpečilo rovnomerné rozloženie vlákien v prepregu, predišlo sa slabým mechanickým vlastnostiam spôsobeným nízkym lokálnym obsahom vlákien, zabezpečila sa štrukturálna stabilita vlaku počas dlhodobého prevádzkovania a znížili prevádzkové náklady.

4. Flexibilná úprava procesu na spĺňanie potrieb masovej výroby koľajových dopravných prostriedkov

S ohľadom na výrobné charakteristiky „viacerých špecifikácií a veľkých objemov“ komponentov koľajovej dopravy má tento karbonový prepreg s flammovanou funkciou vysokú prispôsobivosť procesu a je kompatibilný s dvoma bežnými procesmi: termoplastovým lisovaním a lisovaním za tepla. Rozsah teploty spracovania je široký, od 100 do 160 ℃. Podniky tak môžu flexibilne upravovať procesné parametre podľa potrieb existujúceho zariadenia a komponentov bez nutnosti dodatočnej rekonštrukcie zariadení, čím sa znížia bariéry vo výrobe.

• Lisovanie za tepla: Vhodný pre veľké a komplexné konštrukčné prvky (ako je celková bočná stena karosérie vlaku), pričom predimpregnovaný materiál je úplne vytvrdzovaný cez rovnomernú kontrolu tlaku a teploty v horúcej lisovacej nádobe. Povrchová hladkosť vstrekovaných dielov je vysoká, s malým množstvom vnútorných chýb a stabilnými mechanickými vlastnosťami, čo dokáže spĺňať dvojitý vysoký požiadavky na vonkajší vzhľad aj konštrukciu karosérie vlaku.
• Tlačové litie: vhodný pre malé a stredné štandardizované komponenty (ako sú rámy sedadiel a interiérové panely), s vysokou efektívnosťou formovania, krátkou výrobnou dobou a jednorázový čas výroby možno kontrolovať do 30 minút. Je vhodný pre veľkoobjemový výrobný rytmus koľajového dopravného systému a proces lisovania kompresiou umožňuje presne kontrolovať rozmernú presnosť komponentov, čím sa znížia následné spracovateľské kroky.

Okrem toho má materiál predimpregnovaný vynikajúcu stabilitu skladovania a môže byť uložený viac ako 6 mesiacov v nízkej teplote -18 ℃. Po vybratí z chladenia môže byť zaradený priamo do výroby bez dlhého opätovného zohrievania, čím sa skracuje čas čakania na výrobu a zvyšuje sa výrobná efektívnosť.

5. Diferencovaný dizajn, vytváranie konkurenčných výhod na trhu

Medzi výrobkami s impregnovaním zamezujúcim šíreniu plameňa v rovnakej kategórii tento výrobok vytvára svoju kľúčovú konkurencieschopnosť prostredníctvom „nízkej opakovateľnosti + vysokého stupňa personalizácie“. Na jednej strane sa uskutočňuje diferencovaný dizajn vo vzťahu k formulácii pryskyrica, voľbe vlákien a procesným parametrom – napríklad do systému pryskyrica sú pridané jedinečné zložky zabraňujúce starnutiu, čo predlžuje životnosť výrobkov v prostredí dlhodobého slnečného žiarenia a kolísania teploty a vlhkosti pri koľajovej doprave na viac ako 15 rokov, čo výrazne prevyšuje priemernú životnosť podobných výrobkov, ktorá je 10 rokov. Na druhej strane možno poskytovať služby podľa požiadaviek zákazníka, napríklad úpravu úrovne nehorľavosti (podľa potreby od EN45545 HL1 do HL3), optimalizáciu teplôt vytvrdzovania (prispôsobenie rôznym rozsahom teplôt zariadení), úpravu plošnej hustoty vlákien (plný rozsah od 100 g/m² do 600 g/m²), čím sa spĺňajú individuálne požiadavky rôznych komponentov koľajovej dopravy (od konštrukčných dielov až po interiérové časti) a vyhýba sa tak tlaku na trhu spôsobenému homogénnou konkurenciou.