Tấm sợi thủy tinh chống cháy

Prepreg sợi thủy tinh chống cháy (B-5): đảm bảo kép về an toàn phòng cháy và ổn định cấu trúc trong lĩnh vực giao thông đường sắt

Trong các lĩnh vực như giao thông đường sắt và thiết bị cao cấp yêu cầu khả năng chống cháy và độ tin cậy cấu trúc nghiêm ngặt, vật liệu tiền ngâm tẩm sợi thủy tinh chống cháy B-5 với sự kết hợp cốt lõi gồm "nhựa chống cháy chuyên dụng + sợi thủy tinh hiệu suất cao", đã trở thành giải pháp vật liệu then chốt. Sản phẩm này sử dụng hệ nhựa chống cháy chuyên dụng làm hệ thống kết dính và được kết hợp với sợi thủy tinh thông qua công nghệ tiền ngâm tẩm chính xác. Hiệu suất chống cháy của nó đáp ứng tiêu chuẩn cao nhất V0 theo thử nghiệm UL94, hiệu quả kìm hãm sự lan rộng của ngọn lửa và giảm thiểu phát sinh khói độc. Không chỉ duy trì những ưu điểm về độ cứng cao và khả năng chống ăn mòn của vật liệu sợi thủy tinh, sản phẩm còn thích ứng tốt với các ứng dụng như kết cấu thân xe và các bộ phận nội thất trong giao thông đường sắt nhờ hiệu suất chống cháy vượt trội, khắc phục những hạn chế ứng dụng của loại vật liệu tiền ngâm tẩm sợi thủy tinh truyền thống có khả năng chống cháy yếu, từ đó xây dựng rào chắn an toàn vững chắc cho vận tải hành khách công cộng.

Ưu thế cốt lõi: Đột phá trên nhiều phương diện về khả năng chống cháy, hiệu suất ổn định và thích ứng với các tình huống thực tế

1. Hiệu suất chống cháy đạt cấp độ UL94 V0, xây dựng hàng rào phòng vệ cốt lõi cho phòng ngừa cháy trong giao thông đường sắt

Tính cạnh tranh cốt lõi của vật liệu tiền ngâm tẩm sợi thủy tinh chống cháy B-5 nằm ở hiệu suất chống cháy đỉnh cao đạt cấp độ UL94 V0, đây là chỉ số quan trọng để đánh giá an toàn cháy của vật liệu. Yêu cầu đặt ra là vật liệu phải tự dập tắt ngọn lửa trong vòng 10 giây sau hai lần đốt kéo dài 10 giây trong bài kiểm tra cháy theo phương thẳng đứng, đồng thời không được có các giọt chảy nóng chảy gây bắt lửa lớp bông tẩy dầu phía dưới. Việc đạt được hiệu quả chống cháy này xuất phát từ thiết kế kỹ thuật ba lớp của hệ nhựa chống cháy chuyên dụng:

• Thành phần chống cháy hiệu quả: bổ sung các chất chống cháy thân thiện với môi trường, không chứa halogen (như chất chống cháy hỗn hợp phospho-nitơ) vào nhựa để tránh vấn đề khí axit clohydric độc hại được giải phóng trong quá trình cháy của các chất chống cháy halogen truyền thống, từ đó đáp ứng yêu cầu an toàn cốt lõi của giao thông đường sắt đối với con người; Đồng thời, các chất chống cháy được phân tán đều trong nhựa nhờ công nghệ phân tán ở cấp độ nano, đảm bảo mọi phần của tấm nền tiền ngâm tẩm đều có khả năng chống cháy đồng nhất và không có điểm yếu cục bộ về cháy.
• Cơ chế chống cháy bằng than hoạt tính: Trong quá trình cháy, hệ thống nhựa nhanh chóng tạo thành một lớp cacbon hóa dày đặc, có khả năng cách ly hiệu quả oxy và nhiệt, ngăn ngọn lửa tiếp tục xâm thực vào nền sợi thủy tinh, đồng thời giảm sản sinh khói. Theo các thử nghiệm, chỉ số mật độ khói (SDR) của prepreg B-5 khi cháy chỉ ở mức 15 (prepreg sợi thủy tinh thông thường khoảng 60), và mức độ độc tính khói đạt tiêu chuẩn SR2 (độc tính cực thấp) theo tiêu chuẩn giao thông đường sắt EN45545, từ đó giành được khoảng thời gian quý giá cho việc sơ tán khẩn cấp khi xảy ra hỏa hoạn.
• Thiết kế chống nhỏ giọt: Bằng cách bổ sung các chất chống nhỏ giọt, giải quyết được vấn đề vật liệu chống cháy truyền thống dễ tạo ra các giọt nóng chảy trong quá trình cháy, tránh để các giọt này bắt lửa các vật xung quanh và làm lan rộng đám cháy. Tính năng này có thể giảm đáng kể nguy cơ lan truyền lửa, nâng cao độ an toàn phòng cháy tổng thể cho nội thất phương tiện giao thông đường sắt, chẳng hạn như tựa lưng ghế ngồi và vách ngăn khoang.

2. Độ cứng cao và khả năng chống ăn mòn tốt, cân bằng giữa an toàn và độ tin cậy cấu trúc

Là một loại prepreg sợi thủy tinh, B-5 không chỉ có tính năng chống cháy tuyệt vời mà còn không làm giảm các ưu điểm cấu trúc vốn có của sợi thủy tinh. Bằng cách tối ưu hóa quá trình thấm nhựa và sợi thủy tinh, các tính chất cơ học và khả năng thích nghi với môi trường của vật liệu composite đã đạt đến mức tiên tiến trong ngành

• Các tính chất cơ học chính: Sau thử nghiệm, vật liệu composite làm từ tiền hợp chất sợi thủy tinh chống cháy B-5 có độ bền kéo trên 300MPa, độ bền uốn trên 450MPa và mô-đun uốn 25GPa, vượt xa các loại nhựa chống cháy thông thường (ví dụ như nhựa ABS chống cháy có độ bền kéo khoảng 50MPa). Trong lĩnh vực giao thông đường sắt, khi được sử dụng để hỗ trợ các tấm vách bên và giá để hành lý, vật liệu này có thể chịu được các tải trọng hàng ngày như hành khách chen chúc và hành lý chất lên, đồng thời không dễ bị biến dạng sau thời gian dài sử dụng; khi dùng cho khung ghế ngồi, vật liệu có thể đảm bảo sự thoải mái khi ngồi nhờ độ cứng cao, đồng thời chống lại hư hại cấu trúc do các va chạm bất ngờ gây ra.
• Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời: Sợi thủy tinh bản thân có đặc tính chịu được axit, kiềm và chống ăn mòn muối. Khi kết hợp với nhựa chống cháy đặc biệt, khả năng chống ăn mòn được cải thiện thêm nữa. Trong môi trường ẩm ướt của giao thông đường sắt như các đường hầm ngầm và tuyến ven biển, các bộ phận làm từ vật liệu B-5 prepreg có thể chống lại sự xâm thực của hơi nước và có tuổi thọ trên 15 năm, dài hơn 50% so với các bộ phận kim loại truyền thống như tấm thép mạ kẽm, giảm đáng kể chi phí bảo trì trong vận hành giao thông đường sắt. Ví dụ, khi sử dụng cho các máng cáp ở đáy toa xe lửa, nó có thể tránh được sự ăn mòn kim loại do nước mưa và bụi bẩn, đảm bảo hệ thống mạch điện hoạt động an toàn và ổn định.
• Ưu điểm nhẹ: Mật độ của vật liệu B-5 prepreg khoảng 1,8g/cm³, chỉ bằng 1/4 thép và 2/3 hợp kim nhôm. Trong bối cảnh yêu cầu giảm nhẹ trọng lượng phương tiện giao thông đường sắt, việc sử dụng vật liệu này có thể giảm trọng lượng phương tiện từ 15% - 20%, trực tiếp làm giảm tiêu thụ năng lượng kéo tàu và giảm áp lực chịu tải lên đường ray, phù hợp với xu hướng phát triển "tiết kiệm năng lượng và giảm tiêu thụ" trong giao thông đường sắt. Lấy toa xe điện ngầm làm ví dụ, các vách ngăn nội thất và khung ghế làm bằng vật liệu B-5 prepreg có thể giảm trọng lượng mỗi toa đơn hơn 300kg, tiết kiệm khoảng 50.000 kWh điện tiêu thụ mỗi đoàn tàu mỗi năm.

3. Khả năng thích ứng quy trình sản xuất tốt, đáp ứng nhu cầu sản xuất quy mô lớn trong giao thông đường sắt

Đáp ứng đặc điểm sản xuất "nhiều chủng loại và số lượng lớn" của các bộ phận giao thông đường sắt, vật liệu tiền ngâm tẩm sợi thủy tinh chống cháy B-5 có tính tương thích quy trình mạnh mẽ, có thể tương thích với các quy trình sản xuất vật liệu composite phổ biến như đúc ép nhiệt, ép khuôn, đúc túi chân không, v.v., mà không cần doanh nghiệp thay đổi thiết bị sản xuất, từ đó giảm ngưỡng ứng dụng:

• Đúc nén: phù hợp cho sản xuất hàng loạt các bộ phận nội thất tiêu chuẩn hóa (như tựa lưng ghế, tay vịn, vách ngăn xe), hiệu suất tạo hình cao, thời gian sản xuất mỗi mẻ có thể kiểm soát trong khoảng 20-30 phút, độ chính xác kích thước bộ phận được kiểm soát chính xác (sai số ±0,2 mm), đảm bảo tính nhất quán khi lắp ráp giữa các lô sản phẩm khác nhau và đáp ứng tiến độ sản xuất quy mô lớn trong lĩnh vực giao thông đường sắt.
• Ép khuôn nhiệt: Phù hợp cho các bộ phận cấu trúc thân xe có yêu cầu cực cao về ngoại hình và hiệu suất (như các tấm trang trí mái xe và các tấm nội thất cửa), nhựa được ngấm đều vào sợi thủy tinh thông qua kiểm soát đồng đều áp suất (0,5-1,0 MPa) và nhiệt độ (120-140 ℃) trong quá trình ép nóng. Sau khi đúc, độ nhẵn bề mặt của các bộ phận rất cao, không có các khuyết điểm như bong bóng hay thiếu keo, và có thể sử dụng trực tiếp làm bề mặt ngoại thất, giảm bớt quy trình phun sơn tiếp theo.
• Tạo hình túi chân không: phù hợp cho các bộ phận lớn và có hình dạng phức tạp (như các tấm vách hông thân xe, khung tích hợp giá để hành lý), dòng chảy nhựa và thoát khí được thực hiện thông qua áp suất chân không âm. Chi phí tạo hình giảm 35% so với quy trình nồi ép nóng, đồng thời đảm bảo độ ổn định của tính chống cháy và các đặc tính cơ học, cân nhắc cả yếu tố kinh tế và chất lượng sản phẩm.

Ngoài ra, việc lưu trữ và xử lý tấm tiền ngâm B-5 rất thuận tiện. Tấm có thể được lưu trữ trong 3 tháng ở môi trường nhiệt độ phòng và tối, và hơn 6 tháng trong môi trường nhiệt độ thấp -18 ℃. Sau khi lấy ra, tấm có thể đưa vào sản xuất mà không cần gia nhiệt lại trong thời gian dài, giảm thời gian chờ sản xuất và đảm bảo nguồn cung cấp các bộ phận giao thông đường sắt liên tục và ổn định.

4. Thiết kế phân biệt, xây dựng rào cản cạnh tranh trên thị trường

• Sự khác biệt về công nghệ: Công nghệ cải tiến giao diện sợi thủy tinh nhựa cách nhiệt do tự nghiên cứu phát triển tăng cường độ bám dính giữa nhựa và sợi lên 30%, giải quyết vấn đề bong tróc giao diện dễ xảy ra ở loại prepreg chống cháy truyền thống, đồng thời đảm bảo vật liệu composite không bị suy giảm hiệu suất do thay đổi nhiệt độ và rung động trong quá trình sử dụng dài hạn; Đồng thời, bằng cách tối ưu hóa công thức nhựa đạt tiêu chuẩn chống cháy UL94 V0, độ nhớt của nhựa được kiểm soát trong phạm vi phù hợp để đảm bảo tính lưu động trong quá trình chế tạo và tránh các khuyết tật định hình do độ nhớt nhựa quá cao.
• Tùy chỉnh thông số kỹ thuật và chức năng: Hỗ trợ điều chỉnh thông số kỹ thuật sản phẩm theo nhu cầu của khách hàng, chẳng hạn như mật độ bề mặt sợi thủy tinh (100-600g/㎡), chiều rộng tấm ngâm tẩm keo (0,5-2,0m), nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất các bộ phận với kích thước khác nhau; Đồng thời, có thể cung cấp dịch vụ tùy chỉnh chức năng, ví dụ như thêm thành phần chống tĩnh điện vào bên trong khoang xe (để tránh tích tụ tĩnh điện hút bụi), thêm thành phần kháng khuẩn cho các ghế công cộng (giảm sự phát triển của vi khuẩn), từ đó mở rộng thêm các tình huống ứng dụng của sản phẩm, tạo sự khác biệt so với các sản phẩm thông thường chỉ có tính năng chống cháy cơ bản.
• Phân biệt chi phí: Bằng cách mua sắm quy mô lớn các chất chống cháy và sợi thủy tinh, đồng thời tối ưu hóa các thông số quy trình tẩm trước, chi phí vật liệu tẩm trước B-5 được kiểm soát thấp hơn 10% so với mức trung bình ngành, trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất chống cháy đạt tiêu chuẩn UL94 V0, từ đó cung cấp cho các doanh nghiệp vận tải đường sắt lựa chọn vật liệu "hiệu suất cao + hiệu quả chi phí cao", đặc biệt cạnh tranh trên thị trường trong các dự án nhạy cảm về chi phí như tàu điện ngầm và tàu liên tỉnh.