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CWPC2020：上緯新材料朱靖——《海上風(fēng)電大葉片用材料整體解決方案》

2020-08-07 來源：東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng) 瀏覽數(shù)：1295

2020年8月6日，第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價 ”。主旨發(fā)言中，上緯新材料科技股份有限公司高級工程師朱靖做了題為《海上風(fēng)電大葉片用材料整體解決方案》的演講。

　　2020年8月6日，第六屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇于浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店召開，本屆高峰論壇的主題為“提質(zhì)增效，海陸并舉，迎戰(zhàn)平價 ”。

　　主旨發(fā)言中，上緯新材料科技股份有限公司高級工程師朱靖做了題為《海上風(fēng)電大葉片用材料整體解決方案》的演講。以下為發(fā)言實錄：

朱靖↑

　　各位領(lǐng)導(dǎo)，各位嘉賓大家上午好！我報告的題目《海上風(fēng)電大葉片用材料整體解決方案》，今天報告分為四個部分，首先是對我們公司做簡單的介紹。

　　上緯1992年成立，2000年在上海設(shè)廠家一，在2006年，2017年分別在江蘇天津設(shè)廠。目前上緯主要事業(yè)據(jù)點集中在上海、天津、蘇州、馬來西亞。上緯業(yè)務(wù)板塊是兩個部分，第一部分是環(huán)保高性能耐腐蝕材料，主要應(yīng)用在大型管道、煙囪等設(shè)備。另外一個板塊是風(fēng)電葉片用材料，主要是2511系列等，目前該板塊的國際市場主要在美洲與印度。

　　關(guān)于灌注樹脂的體系，從圖中可以看到，對不同程度的葉片尚未有合適的樹脂供客戶選擇，2519是一款低黏度的灌注樹脂。最后是LBV適用于大葉型的灌注。

　　關(guān)于LBV產(chǎn)品的特性，對于目前的葉面主流設(shè)計工藝，LBV有很好的適用性。第二是強度建立快。第三個特點是低密度。

　　另外是低放熱峰，LBV通過配方優(yōu)化設(shè)計，在固化過程中每一種固化劑錯開放熱，使得產(chǎn)品最終的放熱峰溫度比較低。

　　我們把LBV和LBS進行了對比，可以發(fā)現(xiàn)LBV力學(xué)性能和LBS基本上相當。能夠滿足葉面的設(shè)計要求。與國外競品對比，都略有優(yōu)勢。

　　關(guān)于疲勞性能，LBV拉—拉疲勞斜率是11.1%，拉壓疲勞是13.5，都滿足要求。

　　因為上緯公司有自己的大量模具，所以產(chǎn)品開發(fā)完成之后客戶使用之前在實驗室根據(jù)客戶現(xiàn)場的實際使用工藝，在實驗室做一些灌注模擬，左邊的圖是在使用時用LBV做了一米場的主梁灌注，灌注效果非常良好。中間和右邊的圖分別是該樣件拆膜之后上表面和下表面的照片。

　　關(guān)于灌注樹脂在實際應(yīng)用案例。三張圖是LBV的應(yīng)用，可以看到，主梁、腹板和殼體在拆膜之后灌注良好。

　　下面是2519的應(yīng)用，這是在西門子一體灌注工藝上的應(yīng)用，當時在西門子丹麥工廠做得，目前這些葉面已經(jīng)在臺灣外海并網(wǎng)發(fā)電，上緯2019年正式成為了西門子的合作共贏上。

　　總結(jié)灌注樹脂，對不同長度的葉面上緯有合適的樹脂供客戶選擇。主要用于預(yù)制件的灌注，生產(chǎn)提速。灌注操作時間窗口廣。

　　關(guān)于膠粘劑2535，這是雙組份環(huán)氧膠粘劑，具有觸變性，輕量化。2535固化密度在1.18左右。減重的同時減少膠粘劑的使用量，降低成本。

　　（PPT圖示）對于葉面使用的膠粘劑，對堆高和流掛有要求。這里表面了堆高5厘米的情況下沒有塌陷的情況。這中間在常溫的環(huán)境下進行垂直的豎立，右圖將樣件放在50度的高溫下進行試驗，膠粘劑固化沒有流淌的現(xiàn)象發(fā)生。

　　關(guān)于2535的力學(xué)性能。2535是增韌系統(tǒng)的配方，在增韌系統(tǒng)配方中，受力區(qū)域會出現(xiàn)發(fā)白的現(xiàn)象，這是系統(tǒng)分散異力的表現(xiàn)。從圖中有直觀的感受，沒有增韌體系中，膠體出現(xiàn)裂紋會一馬平川。如果有增韌系統(tǒng)，會吸收到裂紋的力量，增韌粒子可以改變裂紋的路徑。

　　（PPT圖示）2535拉伸斷裂延伸率大于7%，拉伸和剪切斷裂延伸率上升約250%，在沖擊強度上升150%。

　　（PPT圖示）關(guān)于力學(xué)性能的膠粘劑，通過右邊的圖可以看到，2535在低溫、常溫和高溫測試條件下，拉擠強度保持不變，也就是說在零下40度到150度的環(huán)境中有比較強的粘貼強度。

　　海上大葉片在海洋的運行環(huán)境下是有一個高濕度高延誤以及強烈紫外線的挑戰(zhàn)，為了驗證2535的耐厚性能我們做了一系列的測試，比如老化測試，通過圖中可以看到，無論在泡水泡油還是加速老化的條件下，2535都有比較穩(wěn)定的粘貼強度。

　　關(guān)于Tg，2535具有快速建立Tg的性質(zhì)。2到4個小時之內(nèi)滿足脫模的Tg的要求。圖中可以看到，2535在100米正負2范圍內(nèi)Tg大于80的速度。同時，做了100比40和100比50兩個比較極端的情況下2535的力學(xué)性能，2535能滿足葉片的設(shè)計要求。

　　關(guān)于可操作時間。我們模擬了頁邊后緣靠近葉片最大涂膠的地方進行了測試，測試可操作時間，在35度膜溫條件下，可操作時間是2小時到2.5小時之間，同時放熱峰溫度比傳統(tǒng)的膠粘劑有所降低。

　　同樣用剛才的方法做了相同的樣塊，按照葉片廠做了固化過程，可以看到，2535放熱峰比較比傳統(tǒng)的膠粘劑有明顯的提升，而且放熱峰溫度有明顯的下降。

　　（PPT圖示）把2535在2到3分鐘由室內(nèi)升溫到100攝氏度，包括4小時，固化后切塊，切塊后的界面沒有不良現(xiàn)象，所以2535有比較好的耐高溫的性能。

　　疲勞性能，2535疲勞測試斜率是10%左右，2535具有更長的耐疲勞循環(huán)次數(shù)。

　　對2535的總結(jié)。特點是輕量化，比傳統(tǒng)的膠粘劑固化物的密度下降10%左右。第二是高韌性，沖擊性能有150%的提升。第三具有優(yōu)越的操作性能，無論在高溫還是強溫的條件下有比較好的流化系統(tǒng)。第四，粘接強度穩(wěn)定。

　　最后高性能樹脂。主要有碳纖樹脂、拉擠樹脂等。這是高性能樹脂應(yīng)用預(yù)浸布，用上緯的高性能樹脂用的實驗。用上緯的高性能樹脂做了拉擠板材。目前采用上緯高性能樹脂做的拉擠板材和預(yù)浸布得到了應(yīng)用。

　　（PPT圖示）這是用上緯高性能樹脂做的預(yù)浸布和拉擠板在現(xiàn)場使用的照片。

　　最后總結(jié)。上緯可以提供不同固化樹脂的灌注樹脂，客戶可以根據(jù)葉型和工藝選擇適合自己產(chǎn)品的樹脂。第二是提供高韌膠粘劑。第三是高性能預(yù)浸料樹脂，助力葉片減重的同時大幅度提升性能，推動海上風(fēng)電的發(fā)展。

　　我的報告完畢，謝謝大家！

　　（內(nèi)容來自現(xiàn)場速記，未經(jīng)本人審核，如有不妥請聯(lián)系修改）

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