CWPC2024：上緯新材料科技股份有限公司研發(fā)總監(jiān)王洪榮發(fā)表《可回收熱固性樹脂在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用》的演講

大家上午好，很高興能夠在這里和大家一起分享我們的報(bào)告。

大家都知道近幾年國家對(duì)于碳達(dá)峰和碳中和這方面都有了一些新的目標(biāo)和政策，大家對(duì)于一些低碳及循環(huán)材料也是備受關(guān)注。我們上緯新材料也花了大量研發(fā)能力開發(fā)出一系列可回收的樹脂，我們目前相關(guān)的材料在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用也是有了一些新的進(jìn)展，所以在這里和大家一起分享一下。

簡(jiǎn)單介紹一下上緯公司，我們上緯是1992年在臺(tái)灣成立，2000年時(shí)在大陸設(shè)立第一家工廠。后續(xù)在2006年-2019年，我們分別在天津、江蘇和馬來西亞這邊都有增設(shè)一些新的工廠擴(kuò)大產(chǎn)能。2020年的時(shí)候，我們上緯新材料在上海的科創(chuàng)板上市。2023年，我們是和山東龍能一起成立了可再生資源利用公司。今年，我們也在江蘇成立了再生利用公司，主要業(yè)務(wù)是針對(duì)復(fù)合材料降解，以及降解后材料應(yīng)用的工作。

除了剛剛談到在大陸、臺(tái)灣、馬來西亞的一些工廠外，我們現(xiàn)在也在布局河南及歐洲這邊建立研發(fā)和生產(chǎn)工廠，擴(kuò)大海外的業(yè)務(wù)。目前上緯新材料這邊主要的產(chǎn)品線集中在環(huán)保耐腐蝕樹脂、葉片材料、新型復(fù)合材料、再生材料、可回收熱固性樹脂方面。

習(xí)主席談到實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)不是別人讓我們做，是我們自己要做。所以上緯新材料在這個(gè)目標(biāo)影響下也想盡綿薄之力，現(xiàn)在大家都了解到國內(nèi)國外有一大批葉片要退役，像協(xié)會(huì)、國家都有頒布“禁止令”，禁止復(fù)合材料去掩埋或者焚燒，這時(shí)候一些可降解、可循環(huán)的綠色材料，未來復(fù)合材料發(fā)展是一個(gè)必然的趨勢(shì)。

下面介紹一下上緯可再生利用的樹脂體系，我們的樹脂主要是EzCiclo可回收熱固性樹脂以及“可立軍”降解液。配方設(shè)計(jì)階段，我們把可回收基團(tuán)設(shè)計(jì)到配方里，形成EzCiclo樹脂，和纖維復(fù)合之后形成復(fù)合材料，復(fù)合材料經(jīng)過后期報(bào)廢之后使用降解液給復(fù)合材料進(jìn)行降解。降解之后得到分離出來的樹脂和纖維，樹脂可以形成寡聚物，回到新的EzCiclo樹脂體系應(yīng)用，纖維可以進(jìn)行充足，進(jìn)行一些復(fù)合材料的應(yīng)用。

剛才談到回收后的材料可以在再生工廠，循環(huán)再生利用工廠，還有樹脂循環(huán)工廠來對(duì)回收后的材料進(jìn)行后期的處理和應(yīng)用工作。除了現(xiàn)有可回收樹脂體系降解之外，還增加了微波降解方法和膨潤(rùn)降解方法，滿足未來復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)τ诓煌到庠偕牧蠎?yīng)用的需求。

（圖示）這是使用可回收樹脂，降解之后這些材料的應(yīng)用。像纖維的話在SMC/BMC，還有一些塑料粒子，還有纖維氈，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用是汽車應(yīng)用、家用電器、模壓材料等?；厥諛渲€是回到配方里做一些新產(chǎn)品開發(fā)。

除了開發(fā)的可回收樹脂在復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用之外，我們和山東龍能共同合資，建立了龍能再生資源利用有限公司，這個(gè)公司主要針對(duì)現(xiàn)有一些退役的復(fù)合材料進(jìn)行閉環(huán)的研發(fā)和應(yīng)用推廣工作。傳統(tǒng)樹脂做的復(fù)合材料，我們的應(yīng)用方向主要是經(jīng)過機(jī)械加工應(yīng)用在復(fù)合材料的藝術(shù)品，還有魚膠、托盤等產(chǎn)品上。我們也是實(shí)現(xiàn)了整個(gè)商業(yè)模式的閉環(huán)，目前業(yè)務(wù)全面覆蓋了，我們用可回收樹脂做的復(fù)合材料，以及用傳統(tǒng)樹脂所做的復(fù)合材料整個(gè)領(lǐng)域。

介紹一下我們目前開發(fā)的一系列可回收樹脂，我們以工藝來區(qū)分的話，有灌注工藝、手糊、模壓、拉擠、預(yù)浸料。應(yīng)用方向，目前主要是在風(fēng)力發(fā)電葉片，還有軌道交通、船舶、拉擠異形材、板材、模壓材料、體育用品。還有在壓力容器方面，我們也有可回收的纏繞樹脂。

EzCiclo可回收材料應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)是浸潤(rùn)性比較好，和玻璃纖維、碳纖維有比較好的結(jié)合性。同時(shí)產(chǎn)品也有通過DNV和大的葉型設(shè)計(jì)要求。我們?nèi)ツ昀每苫厥諛渲龅牡谝恢~片86米，今年突破了百米級(jí)葉片，完成了108米葉片的試制。我們?cè)趪鴥?nèi)的葉片推廣情況，可回收樹脂在國外已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量的生產(chǎn)和試制工作。

（圖示）這是非風(fēng)電應(yīng)用部分，使用可回收的預(yù)浸料樹脂，這個(gè)自行車產(chǎn)品也是在去年GEC時(shí)取得了GEC創(chuàng)新產(chǎn)品獎(jiǎng)。再是可回收預(yù)浸料樹脂所做的冰曲球桿、釣魚竿。這是可回收垃圾樹脂做的拉擠板，還有纏繞樹脂做的氣瓶，還有用自由基模壓樹脂做的鞋頭，這些樹脂目前在應(yīng)用案例上表現(xiàn)的也比較好，樹脂和纖維的結(jié)合性，以及工藝都能滿足這些產(chǎn)品的使用要求。

下面，簡(jiǎn)單介紹一下我們降解的流程，復(fù)合材料在完成之后，降解是把這些材料裁切成一些小的尺寸放在降解槽里，加入一些降解液，再通過加熱條件把樹脂和纖維有效分離，后期再做一些單獨(dú)的應(yīng)用。

前面講的是可回收樹脂做成的復(fù)合材料，大家也比較關(guān)注做成復(fù)合材料后怎么閉環(huán)，形成整體的閉環(huán)思路。我們也研究了葉片上用的樹脂和纖維后期閉環(huán)工作，這個(gè)是使用葉片灌注樹脂RB511，做成葉片之后我們把葉片進(jìn)行降解。我們使用降解后樹脂做成的回收手糊樹脂，手糊樹脂未來也會(huì)應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電葉片的修補(bǔ)和一些部件上。這是我們所做的性能測(cè)試，前面指標(biāo)，我們現(xiàn)在葉片上用的手糊樹脂指標(biāo)。檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)是現(xiàn)在使用可回收樹脂所做新的可回收手糊配方數(shù)據(jù)。

（圖示）這是力學(xué)性能，也是能滿足現(xiàn)有設(shè)計(jì)的要求。

使用葉片上拉擠樹脂回收回來的材料，我們所做的UP樹脂。UP后續(xù)我們應(yīng)用的方向主要是在機(jī)艙罩/導(dǎo)流罩，或者UP樹脂一些灌注領(lǐng)域部件都可以用這個(gè)材料來做。我們回收的UP材料，對(duì)標(biāo)現(xiàn)有UP樹脂指標(biāo)，包括基本性能和力學(xué)性能，基本上要在同樣的水平。這個(gè)是葉片回收纖維的閉環(huán)應(yīng)用，包括回收的灌注玻纖進(jìn)行造粒，拉擠玻纖來做BMC。我們加入一些熱塑材料，像PP、PA材料。我們?cè)偻ㄟ^注塑工藝做性能的對(duì)比，用回收的纖維來做性能對(duì)比，基本上造粒指標(biāo)可以達(dá)到80%以上的數(shù)據(jù)。這是用拉擠纖維做的BMC，我們也是對(duì)標(biāo)了相關(guān)力學(xué)性能，基本上性能也是接近的。除了以上玻纖方向，我們也研究了碳纖維方向的應(yīng)用，這一塊我們用回收碳纖維做的GRS認(rèn)證。

我們碳纖維目前主要是應(yīng)用在一些碳纖塑膠粒、碳纖維氈等，我們也把這些樣品做成下游的產(chǎn)品，包括球拍、露營桌。還有用回收后的碳纖維直接用BMC工藝做背包，還有用纖維射出粒做的水壺架、自行車搖臂。

在整個(gè)可回收樹脂使用和閉環(huán)過程中，大家特別關(guān)注碳排放的這一塊，我們也對(duì)比了使用可回收樹脂，以及用回收纖維在整個(gè)復(fù)合材料過程中的碳排。同時(shí)我們也對(duì)比了使用現(xiàn)有樹脂，還有新的纖維在整個(gè)過程中的碳排，我們是和化學(xué)降解方法、焚燒的方法做了碳排的對(duì)比。

（圖示）這是我們所計(jì)算的碳排數(shù)據(jù)，可以看到使用EzCiclo樹脂，加上再生的碳纖，我們回收的碳纖做成的復(fù)合材料，整體計(jì)算的碳排循環(huán)再生碳纖維復(fù)合材料碳排大概在6.07左右的數(shù)據(jù)。同時(shí)我們對(duì)標(biāo)使用熱固性樹脂，加上新纖維做成的復(fù)合材料。復(fù)合材料，后期用焚燒的方法來做的碳排對(duì)比，在整個(gè)過程中我們稱為一般新的碳纖復(fù)合材料，碳排是61.143，用可回收材料碳排占新纖維1/10左右，用可回收材料在復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)τ谔寂胚@一塊影響還是比較大的。

最后，簡(jiǎn)單做一下總結(jié)。用我們可回收樹脂覆蓋復(fù)合材料有一些重要的應(yīng)用方向，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工藝操作比較簡(jiǎn)單，不改變現(xiàn)有工具。而且低碳，使用這些回收材料對(duì)于后續(xù)新產(chǎn)品、國家方向都是比較有利的。希望整個(gè)行業(yè)關(guān)注可回收材料在復(fù)合材料領(lǐng)域的發(fā)展，同時(shí)希望協(xié)會(huì)和政府能給予可回收材料在這些方面應(yīng)用一些政策上的支持。

謝謝大家！