高阻燃低发烟SMC

nullnull高阻燃低发烟SMC北京汽车玻璃钢有限公司 2006年12月11日汇报内容汇报内容一、研究背景 二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径 三、高阻燃低发烟SMC性能指标 四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向一、研究背景一、研究背景轨道交通车辆所使用的材料呈现以下趋势： 含铁材料逐渐被铝合金所取代，继而，又为玻璃钢/复合材料（FRP）所取代。 SMC在轨道交通领域中的应用越来越多。TGV （GEC Alsthom Transport)（一）玻璃钢/复合材料在轨道交通车辆中的应用一、研究背景（一）玻璃钢/复合材料在轨道交通车辆中的应用一、研究背景一、研究背景一、研究背景高速列车从车头到车身的全流线型结构的车体造型，适合玻璃钢/复合材料设计自由度大、一次整体成型的技术特点； 车厢内饰美观舒适以及轻量化要求，适合玻璃钢/复合材料轻质高强、造型和装饰效果好的技术特点，尤其适合SMC快速模压成型、面质量佳的技术特点。 它是人们所期待的，对轨道交通车辆的设计潮流、趋势和未来的大量需求有一个较大的冲击，玻璃钢/复合材料越来越为设计师所接受。 （一）玻璃钢/复合材料在轨道交通车辆中的应用一、研究背景一、研究背景欧美、日本等发达国家，玻璃钢/复合材料已在轨道交通领域内广泛应用于普通列车、高速列车以及城市轻轨、地铁列车，如： 车辆壳体 车厢部件 卫生间部件，等（一）玻璃钢/复合材料在轨道交通车辆中的应用一、研究背景一、研究背景采用SMC模压成型的车厢内部件在德国、英国、法国、瑞士、澳大利亚、日本等国家的列车上，更是随处可见： 墙板 顶板 地板 座椅 卫生间部件 洗手间部件，等（一）玻璃钢/复合材料在轨道交通车辆中的应用一、研究背景轨道交通的产品要求 轻质 功能集成 不易破坏 可进行后加工 经济性 便于清洁 防火阻燃、低毒性（二）轨道交通的产品要求与SMC技术优势一、研究背景地铁车辆轻轨一、研究背景功能集成化： ——SMC具有功能集成的特点，可 缩短时间，减少安装步骤。 ——由于SMC的优异流动性能， SMC具有高度的设计灵活性。 ——可成型薄壁大构件 ——构件内部壁厚可变 ——可设置孔洞安装各种功能部件 ——表面质量高，可内着色或油 漆、处理、涂色等未安装的SMC火车门侧板（二）轨道交通的产品要求与SMC技术优势一、研究背景安装的SMC火车内饰件一、研究背景SMC构件表面可防涂写、刻画、 耐腐蚀等损伤。 SMC结构件具有高强度，可用于座椅、行李架等制造。 SMC模塑后加工性：可打孔、钻孔、打磨、锯、切割。 SMC可粘接性：可与其他构件粘接集成其他功能，与复合材料构件连接形成总的系统。（二）轨道交通的产品要求与SMC技术优势SMC行李架SMC座椅一、研究背景一、研究背景火车窗框经济性： 以车窗为例，由金属制造需要20多个部件，用SMC一步成型一整体构件，成型时间低于5分钟。（二）轨道交通的产品要求与SMC技术优势一、研究背景采用色浆可制造彩色部件，实现良好表面装饰效果。 具有极好的耐久性，免维护、修理。 在室内设计中，无尖角、无缝隙，更便于清洁，可使用各种通用清洁剂。一、研究背景释放热量及火焰的传播 结构的破坏 烟、毒气一、研究背景传统材料（三）轨道交通产品的防火阻燃要求一、研究背景一、研究背景对于公共轨道交通由于烟雾排放和隧道环境，乘客的疏散更为重要，因此材料必须满足高阻燃性和低烟雾、低毒性排放的要求。（三）轨道交通产品的防火阻燃要求SMC的阻然性要求及相关：欧盟最新标准：EN 45545 我国铁道部试行标准一、研究背景一、研究背景（三）轨道交通产品的防火阻燃要求该SMC列车座椅由查普曼运输公司为chiltern铁路生产，采用的是由Menzolit UK公司生产的Flomat 2970 SMC，该片材可达到BS 6853 Ⅱ类标准要求。一、研究背景一、研究背景（三）轨道交通产品的防火阻燃要求采用的是Menzolit ® SMC 2400材料,该材料满足BS 6853 1b标准中对阻燃、低发烟、无毒性的要求。一、研究背景一、研究背景（三）轨道交通产品的防火阻燃要求 欧盟最新标准EN 45545全面替代原国家标准：DIN5510、NFF16101、BS6853一、研究背景一、研究背景我国铁道部于2004年制定了新的火车内饰件标准，明确SMC为其首选材料之一，全面限制手糊玻璃钢、普通工程塑料以及木质材料的使用。国内迫切需要高阻燃低发烟特种SMC，以： 满足我国轨道交通领域发展的需要； 满足国外知名轨道交通车辆制造商（如：庞巴迪、阿尔斯通、西门子、川崎等）进入中国后对部件本土化生产的需要； 替代进口材料，降低生产成本。（三）轨道交通产品的防火阻燃要求二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（一）阻燃性是制约SMC在轨道交通应用的最大技术障碍。 国外情况： －技术相当成熟 －已制定完善的材料标准 －并大批量应用 国内情况： －标准要求与方法不够完善。 －国内技术与国外存在明显差异 －高阻燃低发烟特种SMC研究尚未见系统报道二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（二）高阻燃低发烟SMC的主要关键技术要点 含卤素的阻燃剂可以满足树脂的阻燃要求，酚醛树脂有良好的阻燃性和较低的发烟量。但随着研究进一步深入，发现在燃烧产生的烟中含有大量的有毒的气体(CO等)和粉尘颗粒，所以又提出了毒性的概念。因为酚醛燃烧会产生许多CO，而溴系阻燃剂燃烧后产生有毒致癌的多溴代苯并恶英(PBDD)和多溴代二苯并吠喃(PBDPO)。 需要“绿色”阻燃技术为轨道交通提供了优异的解决。二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（二）高阻燃低发烟SMC的主要关键技术要点 在满足基本的机械性能的前提下，同时具有高阻燃、低烟密度以及烟气无毒性的要求，需要对配方进行综合优化设计； 为满足高阻燃性，体系中需加入较多的填料，大量的填料加入就会增加树脂糊的初始粘度，不利于树脂糊对玻璃纤维的充分浸渍；二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（二）高阻燃低发烟SMC的主要关键技术要点 材料要求内着色且最终制品表面具有较高的光泽度，在填料加入量较大的前提下，制品的光泽度势必会降低，较高填料加入与制品表面具有较高光泽度之间存在较大的矛盾； 薄壁大面且背面加强筋较多的产品结构与表面无收缩痕之间存在较大的矛盾。二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（三）高阻燃低发烟SMC研发的技术途径 新技术的发展带动了UP树脂应用，氢氧化铝(ATH)阻燃剂用于特殊配方合成的UP树脂中，其体系与酚醛相比不仅阻燃好，发烟量低，而且有毒气体的排放很低。 在配方设计，充分考虑到材料高阻燃、低发烟以及烟气低毒性的要求，采用低成本的添加型方式，选用无毒性的无机填料ATH； 采用激光颗粒度分析仪对不同ATH填料的粒径及其颗粒度分布进行充分分析与研究，通过与填料生产厂家合作以及自己进行配制的方法，得到颗粒度分布优化的复合型ATH填料；二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（三）高阻燃低发烟SMC研发的技术途径 根据相关要求，基体树脂不仅要有较好的力学性能，同时为实现 填料的高加入和SMC固化后的高光泽度。结合以往的开发经验，通过试验分析最终确定选用粘度较低、性价比较好的专用型SMC树脂； 考虑生产的工艺性和材料最终内着色性和收缩率要同时控制，开发、选择使用低粘度的LSA/LPA复合体系。 鉴于生产应用的产品特点和规模化生产需求，选择采用快速固化的复合树脂引发体系。二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（三）高阻燃低发烟SMC研发的技术途径 为保证材料具有均匀的外观以及良好内着色性能，同时满足薄壁产品成型过程中的良好流动性和产品表面良好的光泽要求，确定选用切割分散性好、静电低、溶解度适中的SMC专用粗纱 ； 选用高纯度、杂质少的增稠剂和内脱模剂；二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径通过正交试验设计，优化各组分，确定了具有阻燃性好、发烟量低、烟气无毒性的SMC配方。SMC片材生产线（三）高阻燃低发烟SMC研发的技术途径通过以下途径优化SMC生产工艺，最终 实现SMC生产和使用过程的可控： 对投料过程的加料顺序、搅拌时间、搅 拌方式等进行了优化 通过配方的进一步调整与优化，控制树 脂糊初始粘度； 适当提高浸渍筛网压力； 使用赶排气装置。二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径二、高阻燃低发烟SMC关键技术与途径（三）高阻燃低发烟SMC研发的技术途径 为保证材料具有较好的流动性和成型制品质量，进行模压成型工艺试验与研究，确定适宜的成型工艺参数： 不同运行参数状态压机的适配性； 不同形状、结构产品的加料方式； 成型温度与保压时间的匹配性； 加压压力的适宜性， 成型制品质量评价、判定方法，等。（一）主要性能指标一览表（一）主要性能指标一览表注：①指该实测值为铁道部产品质量监督检验中心检测结果 三、高阻燃、低发烟SMC的性能指标（二）防火阻燃特性（二）防火阻燃特性三、高阻燃、低发烟SMC的性能指标无卤素阻燃系统 不燃烧、不变形 不导致火扩散 不致坍塌 火绝缘性好，起火的风险低（三）制品相关特性（三）制品相关特性三、高阻燃、低发烟SMC的性能指标良好的机械性能； 根据需要实现均匀的内着色效果，可免除涂装工序； 具有较高的表面光泽度和平滑度，接近A级表面； 可实现贴膜、标识等后装饰； 制品尺寸均一性好，装配性好； 通过配方的细微调整，适应不同制品特点与要求。四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向（一）在轨道交通车辆领域应用的机遇 新增普通列车车辆和老旧列车车辆的翻新改造过程中对车内硬件升级。按铁道部要求，车内墙板、顶板、间壁板、卧铺、车窗、厕所洁具等将全部更新按最新结构设计的用新材料制作的部件，并采用无明钉、自然缝结构，实现模块化设计、模块化组装；四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向借2008年北京奥运会和2010年上海世博会之机遇，国家加速发展高速列车，给SMC的应用带来新的机遇和挑战。 中国巨大的轨道交通市场需求吸引了包括庞巴迪、阿尔斯通、西门子、川崎等一些世界著名列车制造商进入中国。为降低其生产成本，这些制造商迫切希望实现生产部件的本土化。 四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向应用范例四、高阻燃低发烟SMC推广应用方向五、技术成果的应用推广情况 可推广领域 该材料体系还可以在电表箱壳体、建筑门窗、房屋墙板等领域进行推广应用。 电表箱门板五、技术成果的应用推广情况 谢谢！ 谢谢！致 谢 北京汽车玻璃钢有限公司 2006年12月11日