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【文字實錄】環氧樹脂在風機葉片上的應用

2015-04-18 來源:中國風電材料設備網獨家報道 瀏覽數:1400

  上緯(天津)風電材料有限公司的研發部經理謝宗廷做報告,報告的主題是《環氧樹脂在風機葉片上的應用》
  【謝宗廷】:各位風電業的前輩大家好,今天很榮幸有機會跟大家介紹一下我們在風電產業的解決方案。
  上緯公司是1992年由我們蔡董事長在臺灣成立,在1994年的時候把總部牽到臺灣南頭,94年開始我們就以我們的自有品牌行銷全球,早期我們主要是做乙酯基樹脂為主。在2000年的時候我們到上海松江建設我們大陸的第一個廠,目前已有十幾年的歷史,在06、07年我們開始進入風電產業,從07年只是供應風電的材料,到2014年我們的角色開始有了另外一個比較大的轉變,我們成立了上緯新能源公司,從材料供應商的角色轉變成風場的營運和開發的公司。
  目前我們有三個生產基地:臺灣、上海、天津。另外還有一個在建的,我們去年跟金風合資,目前在阜寧這邊新建的風電材料專門用的一個廠,目前,預計在明年可以投運。同時我們在研發部分,在臺灣和上海各設有一個研發中心,目前整個研發團隊有超過50人,我們去年在上海的研發中心通過了自有實驗室的認可。這么多年我們在風電產業上投入大量的資源,主要是協助我們客戶建立數據分析以及測試這個部分。目前我們有非常豐富的葉片制作和完整的測試能力,包含力學性能的部分。從這個部分我們可以配合我們的客戶搭配他們所想要選用的鉑鉛來做各式各樣的力學性能測試,來作為他們葉片設計及工藝設計的參考。
  接下來,我給大家介紹在風電材料上面上的解決方案,大家都知道在風電葉片的制造上面主要可以分為五個部分材料:纖維、芯材、樹脂、結構膠,外面涂料。我們目前所聚焦的主要在樹脂、膠粘劑的一個研究與開發以及生產層面,首先在灌注樹脂部分,大家都知道葉片的生產主要是以真空灌注的方式,對于灌注工藝材料的需求,主要分成幾個部分,以樹脂的角度來看,會影響灌注過程中灌注速度,主要是在混合粘度的部分,灌注的速度和混合的粘度成反比的關系,混合粘度越低灌注的速度越快。
  因此對于灌注樹脂的需求,我們主要的灌注樹脂牌號是2511—1,就是第一個部分非常低的混合粘度,適合灌注工藝的需求,另外可以確保樹脂跟纖維之間有比較好的浸潤。針對葉片大小的需求我們可以提供合適的操作時間的產品來供客戶選擇。
  大家可以看到我們目前主力銷售的產品是251—ABS這個部分,我們的混合粘度基本都在300以下,放熱風時間可以從4小時到6、7個小時,我們都可以有相應的產品供客戶選擇,放熱溫度在50度到60度及以下。同時在力學性能的部分,不管從純樹脂的力學性能或者是FRP力學性能不管是在0度還是90度都積累大量的數據,不管在數據實際測試,還是客戶實際使用經驗上面可以證明251—1是非常優良的灌注體系,非常適合葉片的制造。
  第二個部分是環氧合膜膠的部分,環氧合模膠牌號是2532,這個部分大家都知道在葉片生產里面扮演了非常重要的角度,主要是在過去葉片失效,在檢討里面,主要很多部分在合膜膠部分產生的一個缺陷,合模膠在葉片生產過程,這部分特性的需求主要是:第一它必須要有非常優異的間隙填充的性能,我們在合模的時候,在間隙有可能有幾十毫米的空隙。另外在粘接腹板也許多有非常好的抗垂留的部分。第二個部分是低放熱,可以避免在合模的過程中成為爆具。另外在操作時間部分,一般合模膠的操作時間是兩個半小時到三個小時之間。另外因為膠層比較厚,所以必須要有非常好的力學強度,以及粘貼的強度。另外就是能夠快速建力,增加生產的效率。
  合模膠的密度也是偏低的,基本在1.3以下,凝膠時間部分是2.5小時到3小時之間。物理化溫度是90度左右,收縮率是3%左右。本體拉伸強度可以超過60,拉伸模量接近5千,其他的特性,都顯示我們2532擁有非常好的本體力學性能和粘接的性能。這個是2532的玻璃化溫度建立曲線,我們以70度的后固化來做例子的話,可以看到在4小時的時候達到玻璃化溫度80度,8小時的時候達接近90度。
  第三個部分是模具樹脂的部分,模具樹脂這塊兒它的特性需要主要是在高T區這樣,在模具使用率上這是現在模具制造商最關注的特點。高的玻璃化溫度基本上應該在120度左右,主要是因為模具的制造工藝是灌注,所以它必須兼具灌注技術所要求的特性,包括它低黏度、放熱峰時間、優異學性能。我們的2502這個樹脂粘度在20以下度在400左右,在30度的話,可以到300左右;在常規下在80度到90度后固化溫度我們的T區可以達到110到120度之間,如果說有需要在更高的溫度化,后固化溫度的調整;剛有說到在HTP這個部分,熱變形溫度這塊兒我們通過120度的后固化條件可以達到126度熱變形溫度。如果要超過130度的話,可以用更高的溫度做后固化,達到所需要的耐熱性。
  最后就是手糊樹脂,我們有2513體系,手糊樹脂功能就是在葉片脫模的做表面的修補,以及合模的時候需要做接縫處的修補。這部分的需求就是適合手糊適合的粘度,在300度到500這樣一個粘度,操作的時間基本在半個小時到1小時。這是我們2513大致的規格,在放熱風時間上,我們可以控制在半個小時到一個小時之間。
  總結:其實我們在風力葉片樹脂的材料不斷進行研發,今天這里體現的只是在我們業界比較成熟使用的一些解決方案,包含灌注樹脂、合模膠,模具樹脂,手糊樹脂,目前我們在國內的灌注時間超過8年,灌注的數量超過1萬,目前產品廣泛應用于50米以下的葉片。
  以上是我針對我們樹脂的解決方案做的簡單介紹,謝謝大家!  【謝宗廷】:各位風電業的前輩大家好,今天很榮幸有機會跟大家介紹一下我們在風電產業的解決方案。
  上緯公司是1992年由我們蔡董事長在臺灣成立,在1994年的時候把總部牽到臺灣南頭,94年開始我們就以我們的自有品牌行銷全球,早期我們主要是做乙酯基樹脂為主。在2000年的時候我們到上海松江建設我們大陸的第一個廠,目前已有十幾年的歷史,在06、07年我們開始進入風電產業,從07年只是供應風電的材料,到2014年我們的角色開始有了另外一個比較大的轉變,我們成立了上緯新能源公司,從材料供應商的角色轉變成風場的營運和開發的公司。
  目前我們有三個生產基地:臺灣、上海、天津。另外還有一個在建的,我們去年跟金風合資,目前在阜寧這邊新建的風電材料專門用的一個廠,目前,預計在明年可以投運。同時我們在研發部分,在臺灣和上海各設有一個研發中心,目前整個研發團隊有超過50人,我們去年在上海的研發中心通過了自有實驗室的認可。這么多年我們在風電產業上投入大量的資源,主要是協助我們客戶建立數據分析以及測試這個部分。目前我們有非常豐富的葉片制作和完整的測試能力,包含力學性能的部分。從這個部分我們可以配合我們的客戶搭配他們所想要選用的鉑鉛來做各式各樣的力學性能測試,來作為他們葉片設計及工藝設計的參考。
  接下來,我給大家介紹在風電材料上面上的解決方案,大家都知道在風電葉片的制造上面主要可以分為五個部分材料:纖維、芯材、樹脂、結構膠,外面涂料。我們目前所聚焦的主要在樹脂、膠粘劑的一個研究與開發以及生產層面,首先在灌注樹脂部分,大家都知道葉片的生產主要是以真空灌注的方式,對于灌注工藝材料的需求,主要分成幾個部分,以樹脂的角度來看,會影響灌注過程中灌注速度,主要是在混合粘度的部分,灌注的速度和混合的粘度成反比的關系,混合粘度越低灌注的速度越快。
  因此對于灌注樹脂的需求,我們主要的灌注樹脂牌號是2511—1,就是第一個部分非常低的混合粘度,適合灌注工藝的需求,另外可以確保樹脂跟纖維之間有比較好的浸潤。針對葉片大小的需求我們可以提供合適的操作時間的產品來供客戶選擇。
  大家可以看到我們目前主力銷售的產品是251—ABS這個部分,我們的混合粘度基本都在300以下,放熱風時間可以從4小時到6、7個小時,我們都可以有相應的產品供客戶選擇,放熱溫度在50度到60度及以下。同時在力學性能的部分,不管從純樹脂的力學性能或者是FRP力學性能不管是在0度還是90度都積累大量的數據,不管在數據實際測試,還是客戶實際使用經驗上面可以證明251—1是非常優良的灌注體系,非常適合葉片的制造。
  第二個部分是環氧合膜膠的部分,環氧合模膠牌號是2532,這個部分大家都知道在葉片生產里面扮演了非常重要的角度,主要是在過去葉片失效,在檢討里面,主要很多部分在合膜膠部分產生的一個缺陷,合模膠在葉片生產過程,這部分特性的需求主要是:第一它必須要有非常優異的間隙填充的性能,我們在合模的時候,在間隙有可能有幾十毫米的空隙。另外在粘接腹板也許多有非常好的抗垂留的部分。第二個部分是低放熱,可以避免在合模的過程中成為爆具。另外在操作時間部分,一般合模膠的操作時間是兩個半小時到三個小時之間。另外因為膠層比較厚,所以必須要有非常好的力學強度,以及粘貼的強度。另外就是能夠快速建力,增加生產的效率。
  合模膠的密度也是偏低的,基本在1.3以下,凝膠時間部分是2.5小時到3小時之間。物理化溫度是90度左右,收縮率是3%左右。本體拉伸強度可以超過60,拉伸模量接近5千,其他的特性,都顯示我們2532擁有非常好的本體力學性能和粘接的性能。這個是2532的玻璃化溫度建立曲線,我們以70度的后固化來做例子的話,可以看到在4小時的時候達到玻璃化溫度80度,8小時的時候達接近90度。
  第三個部分是模具樹脂的部分,模具樹脂這塊兒它的特性需要主要是在高T區這樣,在模具使用率上這是現在模具制造商最關注的特點。高的玻璃化溫度基本上應該在120度左右,主要是因為模具的制造工藝是灌注,所以它必須兼具灌注技術所要求的特性,包括它低黏度、放熱峰時間、優異學性能。我們的2502這個樹脂粘度在20以下度在400左右,在30度的話,可以到300左右;在常規下在80度到90度后固化溫度我們的T區可以達到110到120度之間,如果說有需要在更高的溫度化,后固化溫度的調整;剛有說到在HTP這個部分,熱變形溫度這塊兒我們通過120度的后固化條件可以達到126度熱變形溫度。如果要超過130度的話,可以用更高的溫度做后固化,達到所需要的耐熱性。
  最后就是手糊樹脂,我們有2513體系,手糊樹脂功能就是在葉片脫模的做表面的修補,以及合模的時候需要做接縫處的修補。這部分的需求就是適合手糊適合的粘度,在300度到500這樣一個粘度,操作的時間基本在半個小時到1小時。這是我們2513大致的規格,在放熱風時間上,我們可以控制在半個小時到一個小時之間。
  總結:其實我們在風力葉片樹脂的材料不斷進行研發,今天這里體現的只是在我們業界比較成熟使用的一些解決方案,包含灌注樹脂、合模膠,模具樹脂,手糊樹脂,目前我們在國內的灌注時間超過8年,灌注的數量超過1萬,目前產品廣泛應用于50米以下的葉片。
  以上是我針對我們樹脂的解決方案做的簡單介紹,謝謝大家!

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 【文字實錄】開放合作 陽光透明——金風科技葉片原材料供應商管理原則及新材料開發流程介紹
閱讀下文 >> 【文字實錄】風電葉片模具制造及工藝控制

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