家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）新材料技術(shù)領(lǐng)域“MW級風力發(fā)電機組風輪葉片原材料國產(chǎn)化”重點項目申請指南

　　風輪葉片是風力發(fā)電機組的關(guān)鍵核心部件之一，約占其總成本的20%左右，因此有效控制風輪葉片的制造成本是降低風力發(fā)電機組總造價的重要途徑之一。目前，制造MW級風輪葉片所用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料大部分依賴進口，嚴重制約了我國風電葉片制造行業(yè)核心競爭力的提升。通過集成技術(shù)創(chuàng)新和重點材料的研究攻關(guān)，推動我國MW級風輪葉片關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的國產(chǎn)化，研究提出并形成相關(guān)行業(yè)標準和技術(shù)規(guī)范，對于保障我國風電產(chǎn)業(yè)的健康、穩(wěn)定和快速發(fā)展具有重要意義。

　　本項目擬重點開展高性能真空灌注環(huán)氧樹脂體系的研發(fā)及工程化研究、高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑的研發(fā)及規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)示范研究、高強高模E玻璃纖維及其多軸向織物的研發(fā)及工程應(yīng)用技術(shù)研究、高性能泡沫夾芯材料以及高性能多用途葉片保護涂料的研發(fā)及規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)研究，突破關(guān)鍵技術(shù)，推動MW級風輪葉片關(guān)鍵材料的國產(chǎn)化。

　　為公正、公平、公開地選擇項目承擔單位，充分調(diào)動相關(guān)企業(yè)、科研院所及高等院校的積極性，集成全國風電葉片材料領(lǐng)域的優(yōu)勢研發(fā)力量開展本項目的工作，特此發(fā)布本重點項目申請指南。

　　MW級風力發(fā)電機組風輪葉片原材料國產(chǎn)化

　　研究開發(fā)高性能真空灌注環(huán)氧樹脂、高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑、高強高模E玻璃纖維（織物）、高性能泡沫夾芯材料以及風電葉片涂料等MW級風力發(fā)電機組風輪葉片制造所需關(guān)鍵材料，建成中試規(guī)模以上試驗生產(chǎn)線，滿足批量化生產(chǎn)需要，材料成本較國外同類產(chǎn)品降低15％以上；完成3套以上完全使用國產(chǎn)化關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料MW級葉片試驗件的制作，按照國際標準完成葉片型式試驗，并在風場實際裝機試運行考核2000小時，全面驗證并評價國產(chǎn)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料的可靠性等綜合經(jīng)濟技術(shù)指標；研究提出我國MW級風輪葉片關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料相關(guān)行業(yè)標準和技術(shù)規(guī)范。

　　本項目設(shè)置課題3項。

　　（1）高性能真空灌注環(huán)氧樹脂體系研發(fā)及工程化研究：研發(fā)具有高強度、低粘度以及良好疲勞性能的真空灌注環(huán)氧樹脂體系，滿足目前主流的MW級風輪葉片環(huán)氧樹脂真空灌注成型工藝的要求，探索具有低溫固化、高溫使用特性的新型高性能真空灌注環(huán)氧樹脂體系，研究批量穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)，滿足工程化應(yīng)用的需要。

　　（2）高強高模E玻璃纖維及其多軸向織物工程應(yīng)用技術(shù)研究：研究開發(fā)高強度、高模量E玻璃纖維及配套表面浸潤劑技術(shù)，研究不同配方浸潤劑條件下纖維與真空灌注環(huán)氧樹脂的界面結(jié)合特性；研發(fā)高強高模E玻璃纖維多軸向織物的批量化生產(chǎn)技術(shù)，研究編織過程中的纖維損傷控制技術(shù)，以獲得最佳復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強度。研究高強高模E玻璃纖維規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，研發(fā)配套多軸向織物生產(chǎn)設(shè)備及工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。

　　（1）環(huán)氧樹脂體系：拉伸強度≥70 MPa；拉伸模量≥3100 MPa；彎曲強度≥100 MPa；G_1c ≥150J/m²（70℃/7h）；斷裂伸長率8-12%；沖擊強度≥70kJ/m²；固化收縮率≤2.5%；樹脂混合體系初始粘度≤250mps（25℃）；凝膠時間≥2h；反應(yīng)放熱溫度≤100℃；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度≥70℃（70℃/7h）；吸水率（10天/23℃）≤0.35%(70℃/7h)；申請國家專利5項；研究提出產(chǎn)品技術(shù)標準2項；建成5萬噸/年試驗生產(chǎn)線1條；彎曲模量≥3300 MPa；層間剪切強度≥55 MPa；斷裂韌性

　　（2）高強高模E玻璃纖維：密度≤2.6kg/m³；單絲直徑≤20μm；拉伸強度≥2150MPa；拉伸模量≥77GPa；耐腐性(10%硫酸條件下)失重≤5%；申請國家專利4項；研究提出產(chǎn)品技術(shù)標準2項；建成2萬噸/年生產(chǎn)能力的高強高模玻璃纖維生產(chǎn)線1條，配套建設(shè)多軸向織物生產(chǎn)線4條，年生產(chǎn)多軸向織物2萬噸。

　　（1）環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑規(guī)模制備技術(shù)研究：研究具有高粘結(jié)強度、良好觸變特性以及優(yōu)異疲勞性能、耐候性能的高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑，滿足MW級風輪葉片大面積結(jié)構(gòu)粘接的需要。研究高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，保證產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定可靠。

　　（2）泡沫夾芯材料規(guī)模化制備技術(shù)研究：研究高性能閉孔型泡沫夾芯材料的規(guī)模化發(fā)泡生產(chǎn)技術(shù)，重點解決發(fā)泡壁厚和孔徑均一化難題，研究不同密度條件下發(fā)泡控制技術(shù)以及力學性能的對應(yīng)關(guān)系，研發(fā)密度分別為60kg/m³及80kg/m³兩種規(guī)格的泡沫材料及其工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。

　　（3）葉片表面保護涂料規(guī)模化制備技術(shù)研究：研發(fā)高性能多用途聚氨酯葉片表面保護涂料體系，提高葉片耐紫外老化、耐風沙侵蝕以及耐濕熱、鹽霧腐蝕能力，適應(yīng)我國南北方不同極端氣候條件下風電場使用需求，保證風輪葉片20年的設(shè)計使用壽命。

　　（1）環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑：拉伸強度（23℃）≥70Mpa；拉伸模量（23℃）≥4000Mpa；剪切模量G’ ≥1400MPa（50℃）；斷裂韌性G_1c ≥1.9J/m²（70℃/4h）；斷裂延伸率≥3.0%；單面搭接剪切強度（玻璃鋼/玻璃鋼）≥15Mpa；最大堆高≥30mm；反應(yīng)放熱溫度≤70℃；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度≥68℃（70℃/4h）；固化收縮率≤0.2%；申請國家專利3項；研究提出產(chǎn)品技術(shù)標準1項；建成年產(chǎn)7000噸環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠粘劑試驗生產(chǎn)線1條。

　　（2）泡沫夾芯材料：密度范圍60±5kg/m³泡沫材料：拉伸強度≥1.8Mpa，拉伸模量≥75 MPa，壓縮強度≥0.8MPa，壓縮模量≥70 MPa，剪切強度≥0.7MPa，剪切模量≥20 MPa，耐熱溫度≥85℃，吸水率≤1.8%；密度范圍80±5kg/m³泡沫材料：拉伸強度≥2.4MPa，拉伸模量≥95MPa，壓縮強度≥1.4MPa，壓縮模量≥90 MPa，剪切強度≥1.1MPa，剪切模量≥30MPa，耐熱溫度≥85℃，吸水率≤1.8%；申請國家專利3項；研究提出產(chǎn)品技術(shù)標準1項；建成高性能泡沫夾芯材料示范生產(chǎn)線1條，產(chǎn)能≥50000m³/年。

　　（3）葉片表面保護涂料：附著力≥5MPa；自然表干/8h，40℃烘干/3h；耐磨性500g/500轉(zhuǎn)≤20 mg；耐鹽霧≥2000h，無脫落，附著力保持80%；耐砂塵試驗滿足GB2423.37-89。申請國家專利2項；研究提出產(chǎn)品技術(shù)標準1項；建成高性能聚氨酯葉片表面保護涂料示范生產(chǎn)線1條，產(chǎn)能≥1000噸/年。