Ohnivzdorný sklenený vlákenný prepreg

Ohnivzdorný sklenený vlákenný prepreg (B-5): dvojitá záruka požiarnej bezpečnosti a konštrukčnej stability v oblasti koľajového dopravného prostriedku

Vo vybraných odvetviach, ako je železničná doprava a vysokorozpočtové zariadenia, kde sú prísne požiadavky na ohňom pevnosť a konštrukčnú spoľahlivosť, sa B-5 impregnované sklenené vlákno s ohniuvzdornými vlastnosťami stalo kľúčovým materiálovým riešením vďaka jeho základnému zloženiu „špeciálna ohyňom vzporená živica + vysokovýkonná sklenená vlákna“. Tento produkt využíva špeciálnu ohyňom vzporenú živicu ako pojivový systém, ktorá je kombinovaná so skleneným vláknom prostredníctvom presnej technológie predimpregnácie. Jeho ohyňom vzporené vlastnosti spĺňajú najvyšší štandard V0 podľa testovania UL94, čo efektívne potláča šírenie plameňa a znížuje uvoľňovanie jedovitého dymu. Okrem toho zachováva výhody sklenených vlákien, ako sú vysoká tuhosť a odolnosť voči korózii, a zároveň je vhodný pre aplikácie ako sú konštrukčné prvky karosérií a interiérové komponenty v železničnej doprave, čo umožňuje vynikajúce ohyňom vzporené vlastnosti. Týmto spôsobom prekonáva obmedzenia tradičných impregnovaných sklenených vlákien s nízkou odolnosťou voči ohňu a vytvára silnú bezpečnostnú bariéru pre cestovanie v hromadnej doprave.

Kľúčové výhody: Viacrozmerné prelomy v oblasti vysoko účinnej nehorľavosti, stabilného výkonu a prispôsobenia scenárom

1. Nehorľavosť podľa štandardu UL94 V0, ktorá tvorí základnú obrannú líniu protipožiarnej ochrany v koľajových dopravných systémoch

Kľúčová konkurencieschopnosť predimpregnovaného skleneného vlákna B-5 so spomaľovačom horenia spočíva v jeho najvyššej úrovni nehorľavosti podľa štandardu UL94 V0, čo je kľúčový ukazovateľ merania požiarnej bezpečnosti materiálov. Vyžaduje sa, aby materiál po dvoch desaťsekundových zapáleniach pri vertikálnom horľavostnom teste uhasil plameň do 10 sekúnd a nevznikali žiadne roztavené kvapky, ktoré by zapálili dezinfikovanú vatú umiestnenú pod ním. Dosiahnutie tohto účinku spomaľovania horenia vychádza z trojitej technickej konštrukcie špeciálneho systému živice so spomaľovačom horenia:

• Účinné zložky spomaľovača horenia: pridanie bezhalogénových ekologických oneskorení horenia (napríklad fosforom-dusíkových kompozitných prísad proti horeniu) do živice, čím sa predchádza uvoľňovaniu toxického plynu kyseliny chlorovodíkovej pri horení tradičných halogénových prísad proti horeniu, čo spĺňa základné požiadavky na bezpečnosť osôb v koľajových dopravných prostriedkoch; súčasne sú prísady proti horeniu rovnomerne rozptýlené v živici pomocou nanotechnológie disperzie, čo zabezpečuje, že každý centimeter prepregu má rovnakú nehorľavosť a nevznikajú miestne slabé miesta z hľadiska požiarnej odolnosti.
• Mechanizmus ohnivozdornej uhlovanej vrstvy: Počas spaľovania sa v živice rýchlo vytvorí hustá uhličitá vrstva, ktorá dokáže účinne izolovať kyslík a teplo, zabrániť tomu, aby plameň ďalej erodoval substrát sklených vlákien a znížil produkciu dymu. Podľa testov je hodnota hustoty dymu (SDR) B-5 prepregu počas spaľovania len 15 (obyčajný prepreg zo sklenených vlákien je asi 60), a hodnota toxicity dymu dosahuje úroveň SR2 (extrémne nízka toxicita) normy pre železničnú dopravu EN45545, čo si kupuje cenný čas na nú
• Konštrukcia proti kvapkám: Pridaním proti kvapalných činidiel sa vyrieši problém tradičných materiálov s retardom plameňa, ktoré ľahko produkujú roztavené kvapaliny počas spaľovania, čím sa zabránilo zapáleniu okolitých predmetov a šírení ohňa. Táto vlastnosť môže výrazne znížiť riziko šírenia požiaru a zlepšiť celkovú požiarnu bezpečnosť interiérov železničných prepravných vozidiel, ako sú opory sedadiel a priehrady priestorov.

2. Vysoká tuhosť a odolnosť voči korózii, vyváženie medzi bezpečnosťou a konštrukčnou spoľahlivosťou

Ako sklenené vlákno s predúpravou B-5 nielenže disponuje vynikajúcimi samozhášacími vlastnosťami, ale tiež neobetuje štrukturálne výhody samotného skleneného vlákna. Optimalizáciou procesu prenikania pryskyriča a skleneného vlákna boli mechanické vlastnosti a prispôsobivosť prostrediu kompozitného materiálu доведené na priemyselne najvyššiu úroveň

• Základné mechanické vlastnosti: Po testovaní kompozitný materiál z B-5 ohnivozdorného skleneného vlákna s predimpregnovaním dosahuje pevnosť v ťahu viac ako 300 MPa, pevnosť v ohybe viac ako 450 MPa a modul pružnosti pri ohybe 25 GPa, čo výrazne prevyšuje bežné ohnivozdorné plasty (napr. ohnivozdorný ABS s pevnosťou v ťahu približne 50 MPa). V oblasti koľajovej dopravy, keď sa používa na podporu bočných stien a držiakov batožiny, odoláva každodenným zaťaženiam, ako je preplnenie cestujúcimi a nakladanie batožiny, a po dlhodobom používaní sa nedeformuje; keď sa používa na rámy sedadiel, zabezpečuje pohodlie pri sedení vysokou tuhosťou a zároveň odoláva štrukturálnym poškodeniam spôsobeným náhodnými nárazmi.
• Vynikajúca odolnosť pred koroziou: Sklenené vlákno samo o sebe má vlastnosti odolnosti voči kyselinám, zásadám a odolnosti voči solnému spreju. V kombinácii so špeciálnou samozhasínacou živicou sa jeho odolnosť voči korózii ďalej zvyšuje. Vo vlhkých prostrediach koľajovej dopravy, ako sú podzemné tunely a pobrežné trate, komponenty vyrobené z prepregu B-5 odolávajú erózii vodnými parami a majú životnosť viac ako 15 rokov, čo je o 50 % dlhšie v porovnaní s tradičnými kovovými komponentmi, ako sú pozinkované oceľové plechy, čím výrazne znížia prevádzkové náklady na údržbu koľajovej dopravy. Napríklad pri použití na káblové lávky na spodnej časti vagónov sa predchádza korózii kovov spôsobenej dažďovou vodou a prachom, čo zabezpečuje bezpečný a stabilný chod elektrického systému.
• Výhoda nízkej hmotnosti: Hustota prepregu B-5 je približne 1,8 g/cm³, čo je len 1/4 ocele a 2/3 hliníkové zliatiny. Vzhľadom na požiadavku na ľahkosť vozidiel koľajovej dopravy môže použitie tohto materiálu znížiť hmotnosť vozidla o 15 % – 20 %, priamo znížiť spotrebu energie trakcie vlaku a znížiť zaťaženie koľají, čo zodpovedá vývojovému trendu „úspory energie a zníženia spotreby“ v koľajovej doprave. Napríklad u metropolitných vagónov interiérové priečky a rámy sedadiel vyrobené z prepregu B-5 môžu znížiť hmotnosť jedného vagóna o viac ako 300 kg, čím sa ušetrí približne 50 000 kWh elektrickej energie na vlak ročne.

3. Silná prispôsobivosť procesu, ktorá spĺňa potreby masovej výroby koľajovej dopravy

Ako reakcia na výrobné charakteristiky „viacero špecifikácií a veľké množstvá“ komponentov koľajových dopravných prostriedkov má živicou preimpregnované sklenené vlákno B-5 s triedou horimnosti B-5 vysokú kompatibilitu s procesom a je kompatibilné s bežnými procesmi výroby kompozitných materiálov, ako je lisovanie za tepla, lisovanie tlakom, formovanie vo vákuovej taške atď., bez nutnosti úpravy výrobného zariadenia podnikmi, čím sa zníži prah použitia:

• Tlačové litie: vhodné na hromadnú výrobu štandardizovaných interiérových komponentov (napr. opierky sedadiel, opierky ramien, deliace steny), s vysokou efektívnosťou formovania, čas výroby jedného dielu možno kontrolovať v rozmedzí 20–30 minút a veľkosť komponentov možno presne riadiť (chyba ± 0,2 mm), čo zabezpečuje konzistenciu montáže rôznych várkoviek komponentov a spĺňa tempá hromadnej výroby v koľajovej doprave.
• Lisovanie za tepla: Vhodné pre konštrukčné prvky karosérie vozidla s extrémne vysokými požiadavkami na vzhľad a výkon (napr. dekoratívne panely strechy a vnútorné panely dverí), pri ktorých je smola úplne presiaknutá sklenenými vláknami prostredníctvom rovnomerného tlaku (0,5–1,0 MPa) a teplotnej kontroly (120–140 ℃) pri tvárnení za tepla. Po vytvarovaní majú komponenty vysokú povrchovú hladkosť, bez chýb ako sú bubliny alebo nedostatočné nalepenie, a môžu byť priamo použité ako vonkajší povrch, čím sa eliminuje následný proces striekania.
• Formovanie vo vákuovom vaku: vhodné pre veľké a zložito tvarované komponenty (napr. bočné panely karosérie, integrované rámy nosiča batožiny), pri ktorých sa dosahuje prúdenie smoly a odvzdušnenie pomocou vákuovej podtlakovej techniky. Tento spôsob tvárnenia zníži výrobné náklady o 35 % oproti procesu horúceho lisovania v tlakovej nádobe, pričom zaručuje stabilitu nehorľavosti a mechanických vlastností a zohľadňuje tak ekonomiku aj kvalitu výrobku.

Okrem toho je výborná skladovacia a spracovateľská pohodlnosť prepregu B-5. Môže byť skladovaný po dobu 3 mesiacov pri izbovej teplote a v tmavej prostredí, a viac ako 6 mesiacov pri nízkej teplote -18 ℃. Po vybratí môže byť zaradený priamo do výroby bez potreby dlhého predhrievania, čím sa skracuje čas čakania na výrobu a zabezpečuje sa nepretržitý a stabilný dodávka komponentov pre koľajovú dopravu.

4. Diferencovaný dizajn, vytváranie bariér konkurencieschopnosti na trhu

• Technologická diferenciácia: Samostatne vyvinutá „technológia modifikácie rozhrania ohnivozdorného pryskyričného skleneného vlákna“ zvyšuje pevnosť spojenia medzi pryskyricou a vláknom o 30 %, rieši problém oddeľovania rozhrania, ktorý je typický pre tradičné ohnivozdorné prepregy, a zabezpečuje, že kompozitné materiály neprejdú degradáciou vlastností spôsobenou zmenami teploty a vibráciami počas dlhodobého používania; súčasne optimalizáciou zloženia pryskyrivu dosahuje ohnivozdorné normy UL94 V0, viskozita pryskyrivu je udržiavaná v primeranom rozmedzí, čo zabezpečuje spracovateľnosť a zabráňuje vzniku chýb pri formovaní spôsobených nadmernou viskozitou pryskyrivu.
• Prispôsobenie špecifikácií a funkcií: Podpora prispôsobenia špecifikácií výrobkov podľa potrieb zákazníka, ako napríklad povrchová hustota skleneného vlákna (100–600 g/m²), šírka preimpregnovanej tkaniny (0,5–2,0 m), aby sa spĺňali požiadavky na výrobu komponentov rôznych rozmerov; súčasne je možné poskytnúť individuálne funkčné služby, napríklad pridanie antistatických prísad do interiéru vozidla (na zabránenie priľnavosti prachu spôsobenej statickou elektrinou) alebo pridanie antibakteriálnych prísad na verejné sedadlá (na zníženie rastu baktérií), čím sa ďalej rozširujú aplikačné scenáre produktu a odlišuje sa od bežných produktov, ktoré majú len základné nehorľavé vlastnosti.
• Odlišnosť nákladov: Prostredníctvom veľkého nákupu oneskorovačov horenia a sklenených vlákien a optimalizácie parametrov procesu predimpregnácie sa podarilo pri zachovaní úrovne požiarnej odolnosti UL94 V0 udržať náklady na predimpregnovaný materiál B-5 pod priemyselným priemerom o 10 %, čo ponúka podnikom v železničnej doprave možnosť výberu materiálu s „vysokým výkonosťným pomerom a vysokou cenovou efektívnosťou“, čo je obzvlášť výhodné pre cenovo citlivé projekty ako metropolitné dráhy alebo medzimestské vlaky a zvyšuje ich konkurencieschopnosť na trhu.