无卤阻燃性环氧树脂在轨道交通应用前景.docVIP

无卤阻燃性环氧树脂在轨道交通应用前景 　　【摘 要】简述了轨道交通轻量化复合材料用的常用树脂阻燃要求，比较酚醛树脂玻纤预浸料与无卤环氧树脂玻纤预浸料的氧指数、燃烧级别、甲醛释放量和产烟率等阻燃性能，对比分析对应三明治板的理化性能。无卤环氧树脂在轨道交通的复合材料零部件上使用具有广阔的前景 【Abstract】In this paper， the flame retardant requirements of commonly used resins for lightweight composites for rail transit are described. The flame retardant properties such as oxygen index， combustion grade， formaldehyde emission and smoke production rate of phenolic resin glass fiber prepreg and halogen free epoxy resin glass fiber prepreg were compared， and the physical and chemical properties of the sandwich plate were analyzed and compared. It is concluded that the halogen-free epoxy resin has great potential value in rail transit applications. 【关键词】环氧树脂；轨道交通；无卤；阻燃 【Keywords】epoxy resin； rail transit； halogen-free； flame retardant 【中图分类号】TL284 【文献标志码】B 【文章编号】1673-1069（2017）04-0191-03 1 引言 目前，轨道交通大致可分为动车组、有轨电车、地铁和轻轨等。而动车组是我国最主要的长途出行的交通方式之一，有轨电车、地铁和轻轨则是我国大城市市内交通的主要方式[1] 车辆结构的轻量化是现代车辆制造技术的方向，同时轨道交通的制造技术也朝着舒适，安全，低自重的方向快速发展。相比金属材料而言，采用FRP （Fiber Reinforced Plastic）复合材料制造轨道交通的材料，具有轻质高强，工艺简单，成本低廉，设计自由度大，耐酸碱腐蚀，抗冲击性能好的特点。目前，用于制造列车车头，车体，车厢内装饰，卫生设施及部分轨线设施，为轨道交通领域的轻量化提供了可行性材料选择方案[2-4] 轨道交通常用的普通热固性树脂主要有不饱和聚酯树脂、酚醛树脂和环氧树脂三大常见树脂。表1列出了常见的三大热固性树脂的特点[5，9，10]。表2比较了常见的三大热固性树脂的性能[5]。轨道交通用的树脂体系不同于普通的热固性树脂体系，它具有一定的阻燃要求。最初的阻燃型树脂主要原理是难燃或者不燃。但是实际发现，在绝大多数的火灾事故中，大多数死者均是被毒烟熏至窒息昏迷而死。后来阻燃的指标增加了低烟和低毒的部分， 因此制定了烟、火、毒等保护措施和条款来界定热固性复合材料作为轨道交通使用材料的安全系数，阻燃剂的方向也被定位成无卤、微细化、低烟、低毒和多功能[1，6] 由表1我们不难发现，普通的不饱和聚酯树脂应用在轨道交通上最致命的缺点是易燃，且燃烧时会放出危险性的气体和毒烟。因此最初的阻燃树脂是在纯树脂的单体结构上，添加或者接入的方式引入卤素元素， 并配以三氧化二锑Sb2O3补充阻燃剂构成的。尽管这是一个非常有效的阻燃系统， 但是卤素系统在着火时会产生大量又浓又黑的烟， 使人昏迷和阻碍逃生[1]。早在1986年瑞士和德国就已经报道了含溴阻燃剂在火灾燃烧时会使人员中毒，并且会有有毒气体对大气环境的污染，对环境造成危害。关于其他卤系阻燃体系对环境的危害性也陆续有所报到。现今环境保护迫在眉睫，对无卤阻燃体系的呼声也越来越高[7] 无卤阻燃的环氧树脂体系在燃烧过程中，不会分解释放出有毒的卤化氢或有机卤化物，从而使产烟量大大降低，烟气毒性也随之降低。因此，无卤阻燃环氧树脂复合材料在火灾现场可降低、阻止火灾的发生和蔓延，降低火灾发生对能源的浪费、资源的损害以及生态环境的破坏，对减少火灾中人员伤亡和财产损失具有非常重要的实际意义，为消防工程的建设提供了切实可行的有效手段[8]，为轨道交通的安全性提供了确实有效的保障，更具有广阔的市场前景 2 实验部分 2.1 实验原料 BAC 100改性阻燃酚醛树脂，BAC 130无卤阻燃型环氧树脂，BAC 400改性