風(fēng)電能源促進(jìn)樹(shù)脂和纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

1、風(fēng)電能源促進(jìn)樹(shù)脂和纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展風(fēng)電能源促進(jìn)樹(shù)脂和纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)今，人們對(duì)風(fēng)能的期待，使風(fēng)機(jī)葉片成為復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域里的熱點(diǎn)。大容量風(fēng)能發(fā)電機(jī)的建設(shè)，特別是在美國(guó)、中國(guó)和西班牙的項(xiàng)目，極大地推動(dòng)了全球復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在過(guò)去的10年里，全球風(fēng)能市場(chǎng)每年增長(zhǎng)23%。據(jù)塑料、復(fù)合材料及其他工業(yè)品市場(chǎng)咨詢公司Lucintel的項(xiàng)目經(jīng)理lesKazmierski預(yù)計(jì)，到2012年，全球風(fēng)能市場(chǎng)對(duì)復(fù)合材料的需求將達(dá)到60億美元。這種向上的增長(zhǎng)

2、給樹(shù)脂供應(yīng)商、增強(qiáng)材料供應(yīng)商以及核心材料如夾芯材料和PVC泡沫供應(yīng)商帶來(lái)了極大的動(dòng)力?！安牧瞎?yīng)商已將目光投向能夠滿足風(fēng)力渦輪機(jī)要求的材料質(zhì)量上，而且供貨的目標(biāo)是滿足全球制造商的要求。以前這只是集中在歐洲的某一個(gè)領(lǐng)域，而現(xiàn)在卻已經(jīng)成為全球性的產(chǎn)業(yè)。”環(huán)氧樹(shù)脂供應(yīng)商Hexion特殊化學(xué)品公司全球市場(chǎng)開(kāi)發(fā)總監(jiān)PaulLangemeier解釋說(shuō)。在葉片中，玻纖的重量占總重量的70%－75%，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)的葉片能夠滿足非?？量痰臋C(jī)械強(qiáng)度要

3、求，如高剛性和抗扭轉(zhuǎn)、抗疲勞性能。在20年的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)，葉片可在很寬的溫度范圍內(nèi)承受高靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷。一般，1.5MW的渦輪機(jī)長(zhǎng)35－40m，重達(dá)6－7t。E（無(wú)堿）玻纖更多用于增強(qiáng)。由于碳纖維成本太高，因此它更多用于剛性要求高且重量輕的長(zhǎng)葉片制造中。環(huán)氧樹(shù)脂和聚酯以及含量更低的乙烯基脂占據(jù)了早期的葉片市場(chǎng)，但是環(huán)氧樹(shù)脂的增長(zhǎng)速度更快。聚酯易于加工、價(jià)格低廉，不過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂機(jī)械性能更好，特別是拉伸和彎曲強(qiáng)度。使用環(huán)氧樹(shù)脂可以制成超過(guò)26m

4、長(zhǎng)的葉片。與環(huán)氧樹(shù)脂不同，聚酯無(wú)需后固化，但是葉片更重。LM使用真空注射成型法，并采用被稱為“智能工程”的技術(shù)生產(chǎn)聚酯風(fēng)機(jī)葉片。這比環(huán)氧樹(shù)脂葉片成本低，并且性能仍然保持在很高的水平上?！霸摴に嚱?jīng)過(guò)優(yōu)化，能夠生產(chǎn)出強(qiáng)度高、均一性好的層狀制品，同時(shí)硬化速度快，可將生產(chǎn)周期減少幾個(gè)小時(shí)?！痹摴臼袌?chǎng)傳播經(jīng)理SteenBroustNielsen說(shuō)。TPI使用其SCRIMP專利技術(shù)，這是一種真空注射成型技術(shù)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，采用SCRIMP工藝生

5、產(chǎn)的制品據(jù)說(shuō)纖維含量更高。TPI宣稱，其葉片的玻纖樹(shù)脂比例為70：30或者更高，而一般的葉片為50：50。因此新葉片更輕、強(qiáng)度更高。葉片制造商正在尋找新的原材料，以提高產(chǎn)量、降低成型周期及削減成本。來(lái)自陶氏環(huán)氧樹(shù)脂公司的Airstone環(huán)氧樹(shù)脂體系和硬化劑拓寬了陶氏在風(fēng)機(jī)葉片上的產(chǎn)品線。陶氏全球風(fēng)能技術(shù)總裁BerndHoevel表示，陶氏希望能夠提高這個(gè)市場(chǎng)的占有率，為特殊要求的葉片生產(chǎn)定制環(huán)氧樹(shù)脂配方體系。陶氏的780E環(huán)氧樹(shù)脂的儲(chǔ)存

6、期更長(zhǎng)、固化更快且成型周期更短。Hexion與客戶合作開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，以降低葉片重量、改善機(jī)械性能及提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，Huntsman先進(jìn)材料公司正在開(kāi)發(fā)新的環(huán)氧樹(shù)脂，以使葉片具有更好的抗裂紋性能和抗老化性能。對(duì)于粘接葉片而言，環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑也占據(jù)統(tǒng)治地位。Huntsman表示，他們的增韌體系易于加工，并且改善了耐開(kāi)裂性能和耐老化性能。聚酯和乙烯基酯供應(yīng)商正在開(kāi)發(fā)新配方，以改善材料的機(jī)械性能。Reichhold公司的新型Dion乙烯基酯的

7、抗疲勞性能提高了10%－15%，韌性更好，適合于制造更長(zhǎng)更輕的葉片。Ashl復(fù)合材料公司為L(zhǎng)M和其他葉片制造商生產(chǎn)AropolG300和M300聚酯。該公司的Derakane601200乙烯基酯最近得到了德國(guó)GermanischerLloyd的認(rèn)證。GermanischerLloyd是一家對(duì)風(fēng)能安全和性能進(jìn)行全球標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)的機(jī)構(gòu)。該材料的物理性能據(jù)說(shuō)比聚酯更好，接近環(huán)氧樹(shù)脂。其關(guān)鍵的優(yōu)點(diǎn)是，比環(huán)氧樹(shù)脂的后交聯(lián)時(shí)間短。AOC公司稱，他們新開(kāi)

8、發(fā)的一種聚酯已經(jīng)被一家葉片制造商采用，但AOC未透露進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。玻纖供應(yīng)商在制造大型葉片上正面臨著碳纖維的競(jìng)爭(zhēng)。OCVReinfcements公司公布了WindStr直粗紗和針織坯布。該類產(chǎn)品采用了一種特殊玻纖，據(jù)說(shuō)，其與以前該公司出品的E(無(wú)堿)玻纖相比，其強(qiáng)度提高了30%，剛性提高了15%－20%，重量減輕了8%－10%。在生產(chǎn)40m或更長(zhǎng)的葉片時(shí)，該玻纖提供了比碳纖維更好的解決方案。根據(jù)一項(xiàng)獨(dú)家協(xié)議，一家領(lǐng)先的葉片制造商在其真空

9、擠出成型的應(yīng)用中使用了WindStr產(chǎn)品?；瘜W(xué)性能和上膠工藝的改進(jìn)使PPG公司的Hybon2026粗紗性能有所提高，其耐疲勞性能比標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品提高了10%。PPG正在開(kāi)發(fā)剛性更強(qiáng)的產(chǎn)品，以填補(bǔ)E(無(wú)堿)玻纖和成本更高的碳纖維之間的空白。芬蘭Ahlstrom公司的CombiFlow是一種專用的E(無(wú)堿)玻纖，該玻纖帶有PET流動(dòng)層，易于與樹(shù)脂相容。PET是三明治結(jié)構(gòu)中的中間層，外層為玻纖。Ahlstrom還公布了擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，即到2011年將美國(guó)

10、工廠的產(chǎn)能擴(kuò)大1倍。許多工業(yè)觀察家相信，大型渦輪機(jī)將使用碳纖維以獲得必要的剛性和輕質(zhì)。全球在風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的碳纖維年用量只有4536－5443t，而玻纖用量為90720t。美國(guó)Vestas和Gamesa是使用碳纖維的一級(jí)制造商，主要采用碳纖維制作長(zhǎng)葉片（40m或以上）的結(jié)構(gòu)主梁帽（中央支柱）。更多的碳纖維是在歐洲使用。與玻纖合用可以節(jié)省一些碳纖維。趨勢(shì)被稱為“Upwind”的大型歐盟基金研究項(xiàng)目有超過(guò)40名風(fēng)能專家參與，主要任務(wù)是對(duì)70－