Пропитка зі скловолокна, стійка до полум'я

Пропитка зі скловолокна, стійка до полум'я (B-5): подвійна гарантія пожежної безпеки та структурної стабільності у сфері рейкового транспорту

У галузях, таких як залізничний транспорт і високотехнологічне обладнання, де потрібні суворі вимоги до вогнетривкості та структурної надійності, напівфабрикат зі скловолокна B-5 з антипожежними властивостями, що поєднує «спеціалізований вогнестійкий полімер + високоефективне скловолокно», став ключовим матеріальним рішенням. Цей продукт використовує спеціальний вогнестійкий полімер як зв'язуючу систему, яка поєднується зі скловолокном за допомогою прецизійної технології попередньої пропитки. Його вогнестійкість відповідає найвищому стандарту V0 за тестом UL94, ефективно запобігаючи поширенню полум'я та зменшуючи виділення токсичного диму. Продукт не лише зберігає переваги скловолоконних матеріалів — високу жорсткість і стійкість до корозії, але й добре підходить для використання у конструкціях кузовів та внутрішніх компонентів залізничного транспорту завдяки відмінним вогнестійким характеристикам, подолуючи обмеження традиційних склопластикуваних напівфабрикатів із низькою вогнетривкістю, забезпечуючи надійний бар'єр безпеки для громадського транспорту.

Основні переваги: багатовимірні прориви у вогнестійкості, стабільній роботі та адаптації до сценаріїв

1. Вогнестійкість на рівні UL94 V0, створення основної лінії захисту від пожеж у залізничному транспорті

Ключова конкурентоспроможність препрега зі скловолокна B-5 із вогнегасним ефектом полягає в його високому рівні вогнестійкості UL94 V0 — це ключовий показник безпеки матеріалів щодо пожежі. Він передбачає, що матеріал має гасити полум'я протягом 10 секунд після двох запалень по 10 секунд кожне у вертикальному тесті на згоряння, а також не повинен утворювати краплі розплаву, які можуть запалити обезжирений бавовняний матеріал, розташований нижче. Досягнення вогнегасного ефекту забезпечується трикомпонентним технічним рішенням спеціальної системи смол із вогнегасними властивостями:

• Ефективні вогнегасні компоненти: додавання безгалогенних екологічних антипожежних добавок (наприклад, композитних антипожежних засобів на основі фосфору та азоту) до смоли, щоб уникнути проблеми виділення токсичного газу хлористого водню під час горіння традиційних галогеновмісних антипожежних засобів, що відповідає основним вимогам безпеки для персоналу в системах рейкових перевезень; одночасно антипожежні добавки рівномірно розподіляються в смолі завдяки наномасштабній технології диспергування, забезпечуючи постійну вогнетривкість кожного сантиметра препрегу та відсутність локальних слабких місць щодо пожежі.
• Механізм вогнегасіння вугіллям: Під час горіння смола швидко утворює щільний вуглецевий шар, який ефективно ізолює кисень і тепло, запобігає подальшому руйнуванню полум'ям підкладки зі скловолокна та зменшує утворення диму. Згідно з тестами, показник густини диму (SDR) препрегу B-5 під час горіння становить лише 15 (у звичайного препрегу зі скловолокна — близько 60), а рівень токсичності диму досягає класу SR2 (надзвичайно низька токсичність) за стандартом залізничного транспорту EN45545, що дає цінний час для аварійної евакуації у разі пожежі.
• Конструкція з захистом від крапель: Шляхом додавання інгібіторів утворення крапель вирішено проблему, характерну для традиційних матеріалів зі сповільнювачами полум'я, які легко утворюють розплавлені краплі під час горіння, унеможливлюючи їм підпалювати навколишні предмети й поширювати пожежу. Ця особливість значно зменшує ризик поширення вогню та підвищує загальну пожежну безпеку інтер'єрів залізничного транспорту, наприклад, спинок сидінь і перегородок між відсіками.

2. Висока жорсткість і стійкість до корозії, збалансованість між безпекою та надійністю конструкції

Як склопластикова препрега, B-5 має не лише відмінні вогнестійкі властивості, але й не жертвує структурними перевагами самого скловолокна. Шляхом оптимізації процесу проникнення смоли та скловолокна механічні властивості та експлуатаційні характеристики композитного матеріалу досягли провідного рівня в галузі

• Основні механічні властивості: Після випробувань композитний матеріал із преґрезу зі скловолокна B-5, стійкого до полум'я, має межу міцності при розтягуванні понад 300 МПа, межу міцності при вигині понад 450 МПа та модуль пружності при вигині 25 ГПа, що значно перевищує показники звичайних самозагасальних пластиків (наприклад, самозагасальний АБС-пластик із межею міцності при розтягуванні близько 50 МПа). У сфері рейкового транспорту, коли матеріал використовується для підтримки бічних панелей та полиць для багажу, він може витримувати щоденні навантаження, пов’язані з натовпом пасажирів і завантаженням багажу, і не деформується після тривалого використання; у разі застосування для каркасів сидінь висока жорсткість забезпечує комфорт під час сидіння та запобігає структурним пошкодженням від раптових ударів.
• Відмінна корозійна стійкість: Скло саме по собі має властивості стійкості до кислот, лугів і солей. У поєднанні зі спеціальним самозагасальним смолистим матеріалом його корозійна стійкість ще більше підвищується. У вологих умовах, характерних для залізничного транспорту, таких як підземні тунелі та прибережні ділянки, компоненти, виготовлені з препрегу B-5, стійкі до ерозії водяною парою та мають термін служби понад 15 років, що на 50% довше, ніж у традиційних металевих деталей, наприклад, оцинкованих сталевих листів, значно знижуючи витрати на обслуговування під час експлуатації залізничного транспорту. Наприклад, коли такий матеріал використовується для кабельних лотків у нижній частині вагонів, він запобігає корозії металу, спричиненій дощовою водою та пилом, забезпечуючи безпечну та стабільну роботу електричної системи.
• Перевага легкості: Густина препрегу B-5 становить близько 1,8 г/см³, що всього лише 1/4 від сталі та 2/3 від алюмінієвого сплаву. У зв'язку з вимогою зменшення ваги залізничного рухомого складу, використання цього матеріалу дозволяє знизити масу транспортного засобу на 15–20%, безпосередньо зменшуючи енергоспоживання тяги потяга та навантаження на колію, що відповідає тенденції розвитку залізничного транспорту «з економією енергії та зниженням витрат». Наприклад, у вагонах метрополітену внутрішні перегородки та каркаси сидінь із препрегу B-5 можуть зменшити вагу одного вагона більш ніж на 300 кг, економлячи близько 50 000 кВт·год електроенергії на один потяг на рік.

3. Висока технологічна гнучкість, що задовольняє потреби масового виробництва залізничного транспорту

У відповідь на виробничі особливості компонентів рейкового транспорту «велика кількість різних специфікацій і великих обсягів», препрег зі скловолокна B-5 із вогнегасінням має високу сумісність із технологічними процесами та може використовуватися в основних процесах виготовлення композитних матеріалів, таких як формування гарячим пресуванням, компресійне формування, формування у вакуумному мішку тощо, без необхідності модифікувати виробниче обладнання підприємств, що зменшує поріг застосування:

• Пресування: підходить для масового виробництва стандартизованих внутрішніх компонентів (наприклад, спинок сидінь, підлокітників, перегородок у салоні), характеризується високою ефективністю формування, час виробництва одного виробу може контролюватися в межах 20–30 хвилин, а точність розмірів компонентів забезпечується з високою точністю (похибка ± 0,2 мм), що гарантує узгодженість складання різних партій компонентів і відповідає темпам масового виробництва у галузі рейкового транспорту.
• Формування гарячим пресуванням: Підходить для конструктивних елементів кузова транспортного засобу з дуже високими вимогами до зовнішнього вигляду та експлуатаційних характеристик (наприклад, декоративні панелі даху та внутрішні панелі дверей). Смола повністю проникає в скловолокно завдяки рівномірному тиску (0,5–1,0 МПа) та контролю температури (120–140 °C) під час гарячого пресування. Після формування поверхня компонентів має високу гладкість, без дефектів, таких як бульбашки чи недостача клею, і може безпосередньо використовуватися як зовнішня поверхня, що зменшує необхідність подальшого фарбування.
• Формування у вакуумному мішку: підходить для великих та складних за формою компонентів (наприклад, бічні панелі кузова, цільні каркаси багажника), протікання смоли та відведення повітря забезпечуються за рахунок вакуумного розрідження. Вартість формування знижується на 35% порівняно з процесом гарячого пресування в камері, при цьому забезпечується стабільність вогнестійкості та механічних властивостей, що поєднує економічність і якість продукту.

Крім того, зберігання та обробка препрегу B-5 є винятково зручними. Його можна зберігати протягом 3 місяців у темному середовищі при кімнатній температурі та понад 6 місяців у низькотемпературному середовищі -18 ℃. Після виймання його можна вводити у виробництво без тривалого підігріву, що скорочує час очікування виробництва та забезпечує безперебійне та стабільне постачання компонентів для рейкового транспорту.

4. Диференційований дизайн, створення бар'єрів конкурентоспроможності на ринку

• Технологічна диференціація: Самостійно розроблена «технологія модифікації інтерфейсу вогнестійкої смоли зі скловолокном» збільшує міцність зчеплення між смолою та волокном на 30%, вирішує проблему відшарування інтерфейсу, що часто виникає в традиційних вогнестійких препрегах, і забезпечує, що композитні матеріали не втрачають своїх властивостей через зміни температури та вібрації під час тривалого використання; одночасно шляхом оптимізації формули смоли досягнуто вогнестійкості за стандартом UL94 V0, в’язкість смоли контролюється в межах оптимального діапазону для забезпечення технологічної плинності та запобігання дефектам формування через надмірну в’язкість смоли.
• Налаштування специфікацій і функцій: Підтримка налаштування специфікацій продукту відповідно до потреб замовника, наприклад, поверхнева щільність скловолокна (100–600 г/м²), ширина препрегу (0,5–2,0 м), щоб задовольнити потреби у виробництві компонентів різних розмірів; одночасно можуть надаватися індивідуальні функціональні послуги, наприклад, додавання антистатичних добавок для внутрішніх поверхонь салону (щоб запобігти накопиченню статичної електрики та прилипанню пилу), додавання бактерицидних добавок для громадських сидінь (для зменшення росту бактерій), що значно розширює сфери застосування продукту та відрізняє його від звичайних матеріалів, які мають лише базові вогнегасні властивості.
• Диференціація вартості: Шляхом масштабних закупівель антипожежних матеріалів і скловолокна, оптимізації параметрів процесу попередньої пропитки, при одночасному забезпеченні рівня пожежної безпеки UL94 V0, вартість препрегу B-5 контролюється на рівні нижче середньогалузевого на 10%, що надає підприємствам залізничного транспорту варіант матеріалу з «високими експлуатаційними характеристиками та високою ефективністю за ціною», особливо в проектах, чутливих до вартості, таких як метро та приміські поїзди, забезпечуючи більш високу конкурентоспроможність на ринку.