高性能真空灌注环氧树脂体系研制-肖毅.pptxVIP

高性能真空灌注环氧树脂体系研制高性能真空灌注环氧树脂体系研制东方汽轮机有限公司 树脂事业部 肖毅 高性能真空灌注环氧树脂体系研制一 、我国风电环氧树脂的现状高性能真空灌注环氧树脂体系研制 近年来，风电成为了最为迅速的可再生能源，开始从“补充能源”向“战略替代能源”的方向发展。在国家政策的支持和引导下，中国风电产业进入迅猛增长期，伴随着风电产业的发展，国内形成了几十家叶片制造厂家，与风电叶片配套用的环氧树脂数量也在呈迅速扩大之势。高性能真空灌注环氧树脂体系研制 2001年至2011年中国新增及累计装机容量高性能真空灌注环氧树脂体系研制 2001年至2011年中国风电叶片用环氧树脂消耗量估计 2004年至2009年为高速发展期 2010年至2011年增长速率开始降低高性能真空灌注环氧树脂体系研制图片来源：《中国风电发展路线图2050》图 2010年至2050年中国风电叶片用环氧树脂消耗量估计图 2010年至2050年中国新增和退役风电机组规模预测2010-2015年，环氧树脂年消耗量预计会有所降低，但仍高于5万吨/年；从2015年开始，环氧树脂年消耗量预计将恢复到2010年的水平；按照风电叶片的设计寿命，环氧树脂的年消耗量预计将在2030-2040超过10万吨/年左右。高性能真空灌注环氧树脂体系研制我国目前主要使用的风电环氧树脂：国外树脂品牌国产树脂品牌2010年前，国内风电叶片用环氧树脂市场基本为进口产品生产商垄断；从2011年开始，国产风电叶片用环氧树脂逐步被市场认同；高性能真空灌注环氧树脂体系研制二 、我国风电环氧树脂的“863”计划高性能真空灌注环氧树脂体系研制 在2009年及以前，国内生产兆瓦级风电叶片的关键原材料和辅料原材料还大都依赖进口，这样严重制约了我国风电产业的持续、健康、快速发展。 于是在2009年国家科技部制定了“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”的863重点项目，其中高性能真空灌注环氧树脂体系研发及工程化就由东汽研制。 国家“863”计划对风电环氧树脂预期达到的目标有三个：高性能真空灌注环氧树脂体系研制（1）各项指标必须满足叶片用环氧树脂的性能要求。（2）树脂预期生产能力与成本估算： 2010年年产能达到3万吨/年，2011年年产能达到5万吨/年。与国外风电叶片用同类高性能环氧树脂体系相比，预计降低成本15%-20％。（3）知识产权情况： 申请国家专利5项，提出产品技术标准2项。高性能真空灌注环氧树脂体系研制风电环氧树脂国产化研究需要解决的问题（难点）：低粘度 高性能真空灌注环氧树脂体系降低粘度的方法。MW级风力发电机风轮叶片要求树脂同时具有低粘度、高强度、高韧性、耐疲劳，如何在不损失力学性能的前提下降低环氧树脂粘度低放热 同时满足凝胶时间长、放热峰低、室温快速固化稳定 环氧树脂体系批量化生产工艺，确保批量生产产品的质量稳定性高性能真空灌注环氧树脂体系研制三 、东汽开发风电环氧树脂的状况高性能真空灌注环氧树脂体系研制东汽开发风电环氧树脂产品的路线：实验室研究性能测试产品生产产品认证叶片应用静力实验叶片疲劳挂机高性能真空灌注环氧树脂体系研制1、实验室研究2006年:引进德国风电叶片技术, 启动风电叶片专用环氧树脂的技术准备;2007年:完善了实验室硬件设施,做了大量基础研究工作，为环氧树脂的配方设计及研究提供了依据；2008年:完成产品的配方研究,产品性能优化。高性能真空灌注环氧树脂体系研制(1)研发团队 具有批量的高分子及复合材料专业技术人员：博士2人、硕士12人，本科30人，6人曾出国进行过专业培训。 其中环氧树脂产品项目： 环氧树脂产品开发：4人 叶片技术（强度校核)：2人 复合材料工艺实验： 4人 分析检测： 2人高性能真空灌注环氧树脂体系研制(2) 实验室设备研发设备 －气相色谱-质谱联用仪－液相色谱分析仪－凝胶色谱分析仪－红外光谱分析仪－紫外光谱分析仪－动态热机械分析仪－热重分析仪－紫外老化分析仪－湿热老化分析仪等高性能真空灌注环氧树脂体系研制产品评估和质量控制设备－流变仪－自动电位滴定仪－ 数控制样机－万能强度试验机带环境箱－疲劳试验机－冲击试验机－应变检测仪－各式夹具等覆盖了高分子开发和检测的常用设备高性能真空灌注环氧树脂体系研制2、性能测试(1)良好的工艺性能测试项目初始混合黏度/mPa·s凝胶时间/min放热峰温度/℃产品性能246.838637.7注：粘度测试温度为25℃，凝胶时间和放热峰温度测试温度为23℃。工艺性能指标均满足开发设计要求；初始混合粘度低、凝胶时间长，更有利于真空灌注；放热峰温度低，避免泡沫等材料过热，更有利于叶片生产的质量控制。高性能真空灌注环氧树脂体系研制同等条件下，混合粘度随时间的增加速率比进口产品更慢，即灌注速率更快、可操作时间更长。高性能真空灌注