主题发言

CWPC2020:科思创朱宏——《先进聚氨酯材料在风能领域的解决方案》

2020-08-11    东方风力发电网

  2020年8月6日,第六届中国国际风电复合材料高峰论坛于浙江省桐乡市振石大酒店召开,本届高峰论坛的主题为“提质增效,海陆并举,迎战平价 ”。

 

  主旨发言中,科思创(上海)管理有限公司亚太区风能项目经理,聚氨酯业务部朱宏做了题为《先进聚氨酯材料在风能领域的解决方案》的演讲。以下为发言实录:


朱宏↑
 

  大家早上好,我叫朱宏,来自科思创公司,今天很高兴有机会向大家汇报聚氨酯材料在风能领域应用的情况。

 

  首先介绍聚氨酯体系的优势。然后介绍聚氨酯体系现有的已经在风能领域的应用案例。另外大家比较关心拉挤技术的开发,趁此机会向大家介绍聚氨酯拉挤板材。最后介绍聚氨酯涂料在风能应用。

 

  首先是聚氨酯真空灌注树脂主要优势,聚氨酯本身是黏度很低的体系,所以灌注速度非常快,固化速度也非常快,于是会带来更高的生产效率。另外做的大量的实验验证聚氨酯树脂和现在常用的环氧结构胶,这两个大量是用在胶黏剂领域,意味着在现有环氧上用聚氨酯做布局也可行。

 

  (PPT图示)该图详细地介绍了聚氨酯材料的性能,第一张图是玻纤表面的聚氨酯是比较毛躁的结构,证明了聚氨酯和玻纤表面非常好的黏合力。第二是对比,聚氨酯材料有非常好的机械性能。第三是设计55.2米的叶片,蓝色的线是当时环氧设计,把PUR聚氨酯1比1代替环氧得到了红色的线,越是低于1越有空间得到设计,优化之后得到了绿色的线,比红色线略靠近1,但还有安全余量。

 

  (PPT图示)绿色是优化后的线,在叶片某些程度的部分可以减少涂层,导致了轻量化叶片的目的。

 

  第二部分,灌注聚氨酯树脂的实施案例。

 

  (PPT图示)这是2014年做的3兆瓦的叶片,下面是一些数据,我想突出强调得是,在主梁中用到了碳玻混织布。聚氨酯体系黏度比较低,所以既可以用来灌玻纤,也可以灌碳纤,用得是聚氨酯体系。

 

  (PPT图示)这是上海研发中心的叶片,是37.5米的全聚氨酯叶片的雏形,做完叶片觉得是项目组的里程碑,于是放在研发中心的草坪上。

 

  (PPT图示)这是Windnovation设计的叶片,已经运行近两年时间,高度比较大,变形量比较小,所以运行过程中非常安全可靠。

 

  (PPT图示)这是另外2兆瓦的做了PU的预制叶根,做完之后做了3D扫描长时间的跟踪测试测收缩率,收缩率非常小。

 

  (PPT图示)这是去年成功拿到了第一个小批量的生产,当时我们也发了新闻稿。当时花了20天的时间做了18只叶片的主梁和腹板。

 

  (PPT图示)这是64.2米的全聚氨酯叶片,小桌子上放了测试完叶片的小的截断,该叶片通过了所有的测试。我们在门口有小小的台子,展示了这只叶片。值得一提的是用的灌注时间不到一个小时,这验证了PU黏度非常低,所以灌注时间可以大大缩短。

 

  第三部分,聚氨酯的板材。

 

  在科思创聚氨酯拉挤在辅材是重要的技术,我们处于领先地位,和其他材料相比,聚氨酯最大的区别是注胶盒是敞开的,我们提供定制服务,聚氨酯拉挤主要使用在窗框、桥架等。

 

  聚氨酯拉挤最大的好处是什么?主要是高效。纵坐标是生产成本,横坐标是不同的影响生产成本的各种因素,其中包括了不良率、玻纤含量、人工成本包括机器投资成本,各种因素都以不同的方式影响着生产成本。图中最大两条线是影响生产成本最厉害的两个因素,一条是黑虚线,一条是黑实线,原材料成本越高,生产成本越高。黑实线是拉挤的速度,可以看到拉挤速度能提高的话能极大地降低生产成本。

 

  (PPT图示)进一步看这张对比图,上面两条线紫色和红色是各种树脂和碳玻的拉挤速度,碳纤维拉挤比较慢一点,现在平均0.5米每分钟的速度,如果用聚氨酯可以提高到1.5米每分钟拉挤速度,相对而言可以产生21%的生产成本的降低。同样用玻纤的话,拉挤速度从1米每分钟,聚氨酯可以2米每分钟。

 

  总结。聚氨酯的好处。首先是低黏度。第二高反应性。

 

  最后一部分,聚氨酯涂料。

 

  科思创是一个涂料原材料供应商,我们不卖原材料,而是做涂料的原材料。

 

  (PPT图示)左边是传统的涂料方案,右边是科思创的方案。

 

  关于前缘保护涂料,前缘保护有很多方式,我们是涂料的解决方案,当时客户也拿了涂料做了ASTM—G73测试,证明了结果和胶带可以相媲美。好处是,涂料操作比较简单,也是快速固化,一次建立高膜后,没有发泡等问题。

 

  第二是水性聚氨酯的面漆,流性比较低,我们有办法做到亚光的饰面,不光是机械性还是可操作性,和传统的聚氨酯的体系可以媲美,不会因为追求环保而降低性能的担心。

 

  关于外涂胶依,固含非常高有超过90%,有高生产效率,以及耐久性。

 

  最后是大小腻子,这也是聚天门冬氨酸的体系,对环境容忍性很高,不会产生固化分层,也有非常好的界面结合里。

 

  时间关系,我的报告到这里,如果大家有兴趣可以到门口展台进行进一步的交流,谢谢大家!

 

  (内容来自现场速记,未经本人审核,如有不妥请联系修改)