Горит ли стекловолоконная смола? Полное руководство для ваших составных приложений

Когда вы производите, проектируете или закупаете композитные материалы, одним из первых вопросов безопасности обычно является: горит ли стекловолоконная смола?
Возможно, вы работаете с морскими деталями, ветровыми лопастями, автомобильными панелями, электрическими компонентами или конструкционными ламинатами, и вам необходимо понимать, как ваша смола ведет себя под воздействием тепла или открытого пламени.

Это руководство дает вам четкое объяснение на инженерном уровне в простой форме. Вы узнаете, что на самом деле горит, насколько горячей может быть ваша смола, как ведут себя композитные материалы при пожаре и что вы можете сделать, чтобы улучшить огнестойкость своих проектов.

Что на самом деле вы подразумеваете под «стекловолоконной смолой»

В большинстве случаев применения композитов, когда вы говорите «стекловолоконная смола», вы имеете в виду одну из двух матричных систем:

Ненасыщенная полиэфирная смола (UPR) — обычно используется в морской, автомобильной промышленности, производстве ванн, строительстве.

Эпоксидная смола — используется в высокопроизводительных деталях, аэрокосмической промышленности, БПЛА, спортивном оборудовании, лопастях ветряных турбин.

Само стекловолокно (армирование) негорючее.
Но матрица смолы является органической, поэтому она определяет, как ваша деталь будет вести себя при воздействии огня.

Горит ли стекловолоконная смола? (Краткий ответ)

Да.
Оба полиэфирная смола и эпоксидная смола могут гореть при достаточно высокой температуре или прямом пламени, особенно если они не затвердевшие или не содержат огнезащитных добавок.

Вот как это работает:

Температурные характеристики: насколько жарко, прежде чем он сгорит?

Каждая смола имеет свою собственную температуру теплового отклонения (HDT), температуру стеклования (Tg) и температуру воспламенения. Типичные значения:

Почему смола нагревается во время отверждения

Многие пользователи ищут «горение смолы», потому что во время отверждения они видят дым или чувствуют нагрев смолы.

Это нормально.

Отверждение смолы — это экзотермическая химическая реакция. .
Если вы смешаете слишком много смолы за одну партию, может быстро нагреться, создавая впечатление, что смола «горит».

В крайних случаях (особенно с полиэфирной смолой) реакция может быстро ускориться, вызывая:

Тепловые всплески

Курение

Пожелтение

Крекинг

Смола кипящая

Хотя это не горение открытым пламенем, оно представляет собой угрозу безопасности. Всегда следует смешивать смолу в контролируемых количествах.

Будет ли гореть затвердевшая смола из стекловолокна?

Да, отвержденная смола по-прежнему является горючим полимером.

Вот что обычно ведет себя ламинат из стекловолокна при воздействии огня:

Он не плавится, как термопласт.

Армирование стекла останется целым.

Смола обугливается, выделяет дым и в конечном итоге воспламеняется.

Структурная прочность быстро падает по мере разложения матрицы.

Именно такое поведение является причиной того, что во многих инженерных приложениях требуются огнестойкие системы, а не стандартные смолы.

Как ведет себя композит из стекловолокна при пожаре

Если вы подвергаете композитную деталь воздействию высоких температур:

✔ Армирование стекла

Не горит

Не поддерживает пламя

Обеспечивает структурный скелет

✔ Смола-матрица

Определяет поведение при пожаре

Может гореть, обугливаться, капать или дымить

Отказ начинается, когда смола разлагается.

✔Ламинат

Первоначально будет сопротивляться огню из-за содержания стекла.

Но как только смола нагревается выше точки разложения, распространение пламени увеличивается.

Для пожаробезопасных применений использование не огнестойких смол не допускается..

Как вы можете улучшить огнестойкость своих проектов

Чтобы улучшить противопожарные характеристики, у вас есть несколько инженерных вариантов.

Вариант 1 — Огнестойкая полиэфирная смола/эпоксидная смола

Вы можете выбрать:

Безгалогенная огнестойкая смола

Бромированная огнестойкая смола

Огнезащитные системы на основе фосфора

Матрицы класса UL94 V0

Они уменьшают распространение пламени и образование дыма.

Вариант 2. Используйте высокотемпературную смолу (высокая Tg).

Для деталей, подвергающихся длительному нагреву, следует учитывать:

150°C+ эпоксидная смола

Эпоксидная смола аэрокосмического класса, рассчитанная на температуру 180°C+

Бензоксазиновая смола

Смола на основе цианатного эфира (специального применения)

Вариант 3. Используйте огнестойкие материалы сердцевины.

Если вы используете сэндвич-конструкции, выбор пенопластового наполнителя имеет значение.

Многие клиенты Jlon используют:

Огнестойкая пена ПЭТ

Высокотемпературная пена PMI

Марки, соответствующие требованиям CFR, для железнодорожного, ветрового и аэрокосмического транспорта.

Они улучшают огневые характеристики без увеличения веса.

Вариант 4 — Добавьте защиту поверхности

Для дальнейшего улучшения поведения при пожаре можно применить:

Вспучивающиеся покрытия

Огнезащитные гелькоуты

Слои керамического волокна

Огнезащитные шкуры

Области применения, в которых необходимо учитывать сжигание смолы

Если вы работаете в этих отраслях, соблюдение требований пожарной безопасности не является обязательным:

Железнодорожные интерьеры (EN45545)

Крышки аккумуляторов для автомобилей и электромобилей

Морские конструкции из FRP

Лопасти ветряных турбин

Компоненты БПЛА и аэрокосмической отрасли

Электроизоляционные панели

Строительные панели

В этих случаях стандартные смолы не выдерживают требований испытаний на огнестойкость.

9. Советы по безопасности при работе со стекловолоконной смолой

Часто задаваемые вопросы: общие вопросы, которые могут у вас возникнуть

Загорается ли стекловолоконная смола во время отверждения?

Во время отверждения он может перегреться, но обычно не воспламеняется, если не загрязнен или не перегрет значительно.

Является ли стекловолоконная смола термостойкой?

Стандартная смола - нет. Необходимы высокотемпературные марки и марки FR.

Горит ли эпоксидная смола?

Да, эпоксидная смола горюча при температуре выше температуры разложения.

Может ли стекловолокно расплавиться?

Стекловолокна не плавятся до ~800°C+, но смола сгорает гораздо раньше.

Какую смолу следует использовать для огнеопасных применений?

Огнестойкая сертифицированная смола, разработанная в соответствии с UL94, EN45545, ASTM E84 или другими нормативными стандартами.

Вывод: выбор подходящей смолы с точки зрения пожарной безопасности

Стекловолокно смола может гореть, но в зависимости от вашего применения вы можете значительно улучшить поведение при пожаре, выбрав правильную систему смол, армирование и материалы заполнителя.

Если для вашего проекта требуется огнезащитная смола, высокотемпературные композитные материалы или инженерная поддержка, вы можете обратиться в Jlon.
Мы поможем вам выбрать правильную матричную систему и композитную конструкцию с учетом ваших требований пожарной безопасности.