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篇1

【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.

【關(guān)鍵詞】環(huán)氧樹脂；軌道交通；無鹵；阻燃

【Keywords】epoxy resin； rail transit； halogen-free； flame retardant

【中圖分類號(hào)】TL284 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0191-03

1 引言

目前，軌道交通大致可分為動(dòng)車組、有軌電車、地鐵和輕軌等。而動(dòng)車組是我國(guó)最主要的長(zhǎng)途出行的交通方式之一，有軌電車、地鐵和輕軌則是我國(guó)大城市市內(nèi)交通的主要方式[1]。

車輛結(jié)構(gòu)的輕量化是現(xiàn)代車輛制造技術(shù)的方向，同時(shí)軌道交通的制造技術(shù)也朝著舒適，安全，低自重的方向快速發(fā)展。相比金屬材料而言，采用FRP （Fiber Reinforced Plastic）復(fù)合材料制造軌道交通的材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)，工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，設(shè)計(jì)自由度大，耐酸堿腐蝕，抗沖擊性能好的特點(diǎn)。目前，用于制造列車車頭，車體，車廂內(nèi)裝飾，衛(wèi)生設(shè)施及部分軌線設(shè)施，為軌道交通領(lǐng)域的輕量化提供了可行性材料選擇方案[2-4]。

軌道交通常用的普通熱固性樹脂主要有不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂三大常見樹脂。表1列出了常見的三大熱固性樹脂的特點(diǎn)[5，9，10]。表2比較了常見的三大熱固性樹脂的性能[5]。軌道交通用的樹脂體系不同于普通的熱固性樹脂體系，它具有一定的阻燃要求。最初的阻燃型樹脂主要原理是難燃或者不燃。但是實(shí)際發(fā)現(xiàn)，在絕大多數(shù)的火災(zāi)事故中，大多數(shù)死者均是被毒煙熏至窒息昏迷而死。后來阻燃的指標(biāo)增加了低煙和低毒的部分， 因此制定了煙、火、毒等保護(hù)措施和條款來界定熱固性復(fù)合材料作為軌道交通使用材料的安全系數(shù)，阻燃劑的方向也被定位成無鹵、微細(xì)化、低煙、低毒和多功能[1，6]。

由表1我們不難發(fā)現(xiàn)，普通的不飽和聚酯樹脂應(yīng)用在軌道交通上最致命的缺點(diǎn)是易燃，且燃燒時(shí)會(huì)放出危險(xiǎn)性的氣體和毒煙。因此最初的阻燃樹脂是在純樹脂的單體結(jié)構(gòu)上，添加或者接入的方式引入鹵素元素， 并配以三氧化二銻Sb2O3補(bǔ)充阻燃劑構(gòu)成的。盡管這是一個(gè)非常有效的阻燃系統(tǒng)， 但是鹵素系統(tǒng)在著火時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量又濃又黑的煙， 使人昏迷和阻礙逃生[1]。早在1986年瑞士和德國(guó)就已經(jīng)報(bào)道了含溴阻燃劑在火災(zāi)燃燒時(shí)會(huì)使人員中毒，并且會(huì)有有毒氣體對(duì)大氣環(huán)境的污染，對(duì)環(huán)境造成危害。關(guān)于其他鹵系阻燃體系對(duì)環(huán)境的危害性也陸續(xù)有所報(bào)到?，F(xiàn)今環(huán)境保護(hù)迫在眉睫，對(duì)無鹵阻燃體系的呼聲也越來越高[7]。

無鹵阻燃的環(huán)氧樹脂體系在燃燒過程中，不會(huì)分解釋放出有毒的鹵化氫或有機(jī)鹵化物，從而使產(chǎn)煙量大大降低，煙氣毒性也隨之降低。因此，無鹵阻燃環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)可降低、阻止火災(zāi)的發(fā)生和蔓延，降低火災(zāi)發(fā)生對(duì)能源的浪費(fèi)、資源的損害以及生態(tài)環(huán)境的破壞，對(duì)減少火災(zāi)中人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失具有非常重要的實(shí)際意義，為消防工程的建設(shè)提供了切實(shí)可行的有效手段[8]，為軌道交通的安全性提供了確實(shí)有效的保障，更具有廣闊的市場(chǎng)前景。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

BAC 100改性阻燃酚醛樹脂，BAC 130無鹵阻燃型環(huán)氧樹脂，BAC 400改性阻燃酚醛樹脂-玻纖預(yù)浸料，BAC 430無鹵阻燃型環(huán)氧樹脂-玻纖預(yù)浸料，以上材料均為浙江百合航太復(fù)合材料有限公司制造產(chǎn)品。

2.2 驗(yàn)方法

燃燒等級(jí)和氧指數(shù)測(cè)試按照TB/T 3237-2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；甲醛釋放量按照TB/T 3139-2006標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；產(chǎn)煙率測(cè)試按照CA/T505-2004標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；三明治板的剝離強(qiáng)度按照ASTM D1781-98（2012）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

3 分析與討論

3.1各種阻燃型能的測(cè)定結(jié)果