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CWPC2018新材料、新技術(shù)：南京海拓復(fù)合材料有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理包兆鼎——《葉片主梁用高性能拉擠板材與高韌性粘接膠的研究》

2018-03-31 來源：東方風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)作者：御風(fēng)者瀏覽數(shù)：1511

　第四屆中國國際風(fēng)電復(fù)合材料高峰論壇（CWPC2018）于2018年3月30日上午在江蘇省阜寧縣天鵝湖大酒店隆重召開，來自海內(nèi)外的200多個(gè)企業(yè)、600多余位風(fēng)電行業(yè)、復(fù)材行業(yè)的精英參加了本屆盛會(huì)。上午的開幕式結(jié)束之后，高峰論壇分別設(shè)置了新材料、新技術(shù)專場(chǎng)，設(shè)計(jì)運(yùn)維優(yōu)化專場(chǎng)，新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)專場(chǎng)，技術(shù)工藝創(chuàng)新專場(chǎng)，產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)話專場(chǎng)等多個(gè)專場(chǎng)，將呈現(xiàn)大量精彩內(nèi)容。

　　南京海拓復(fù)合材料有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理包兆鼎在新材料、新技術(shù)專場(chǎng)做了題為《葉片主梁用高性能拉擠板材與高韌性粘接膠的研究》的演講。以下為演講內(nèi)容實(shí)錄：

南京海拓復(fù)合材料有限責(zé)任公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理包兆鼎

　　一、海拓簡(jiǎn)介

　　海拓主要做兩大類產(chǎn)品：一是高性能的樹脂配方體系，主要是做環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)膠，2010年進(jìn)入風(fēng)電領(lǐng)域；二是做高性能拉擠復(fù)合材料，我們有一些配方的改進(jìn)，可以滿足葉片的需求，包括碳纖維和環(huán)氧拉擠、和聚氨酯拉擠等。應(yīng)用領(lǐng)域在風(fēng)電發(fā)電、光伏發(fā)電，土木工程是海拓的傳統(tǒng)產(chǎn)品，LCD電子產(chǎn)品也開發(fā)了很大的用量。2017年我們和國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)合作在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用的一些結(jié)果。同時(shí)我們也參與編寫了風(fēng)電相關(guān)的環(huán)氧樹脂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

　　二、葉片主梁用高性能拉擠板材的研究

　　從真空灌注的工藝來看和拉擠灌注工藝看，真空灌注的模具是定制化，其次纖維含量最多只做到55%，鋪層易出現(xiàn)褶皺，形成缺陷。而它用拉擠工藝可以通用型號(hào)模具，拉擠出產(chǎn)品可自由拼接，同時(shí)拉擠含量高，纖維含高最高可以做到73%，缺陷比較少，可以進(jìn)行工業(yè)化的生產(chǎn)，產(chǎn)品性能可靠，拉擠也是復(fù)合材料制備工藝?yán)镒詣?dòng)化程度比較高的工藝，所以綜合成本比較低。

　　在這里看來，因?yàn)樘祭w維的高模量，我有個(gè)想法，這幾年在開發(fā)方面我們也遇到一些想法了。葉片的主梁更多的是剛度設(shè)計(jì)。對(duì)于碳纖維來說，碳纖維的種類很多，有中模、高模等，如何滿足高效能的材料，碳纖維的材料國產(chǎn)化也是非常有意義的事情。去年在杭州風(fēng)電碳纖維專委會(huì)成立上這也是一個(gè)值得探討的話題。

　　（一）不同玻璃纖維拉擠復(fù)合材料的力學(xué)性能對(duì)比。玻璃纖維和真空灌注主要是看縱向拉伸強(qiáng)度，它是在75Gpa，包括E8模量是68-78，聚氨酯模量更高，可能還會(huì)增加一點(diǎn)。纖維含量越高，對(duì)復(fù)合材料的疲勞性能要做判斷。可能纖維含量過高，對(duì)整個(gè)疲勞性能會(huì)有下降，這也要做更多的工作。

　　（二）不同碳纖維復(fù)合材料的力學(xué)性能對(duì)比。現(xiàn)在我們已經(jīng)把國產(chǎn)化的24kg的含量已經(jīng)做大規(guī)模的應(yīng)用，這是拉伸的模量可以做到168-170。纖維體積含量動(dòng)力板最高可以做到72%，它的疲勞性能會(huì)有所下降。

　　（PPT圖示）這是和灌注工藝和碳纖維的對(duì)比。

　　（三）撥通基體樹脂拉擠特性對(duì)比。不同的樹脂來看，這里只是相對(duì)值。不飽和聚酯成本較低，乙烯基和聚氨酯差不多，聚氨酯的優(yōu)勢(shì)、成本和層間性能確實(shí)很高，速度也很快，但目前來說，它連續(xù)化穩(wěn)定的持續(xù)生產(chǎn)程度是7-15天，但我認(rèn)為這是一個(gè)非常有前景的產(chǎn)品。未來環(huán)氧樹脂的拉擠相對(duì)比較成熟，我認(rèn)為成熟的產(chǎn)品對(duì)現(xiàn)有的葉片還是很有價(jià)值。我們針對(duì)了乙烯基和環(huán)氧樹脂做了一些，通過乙烯基的配方改進(jìn)，已經(jīng)在我們的產(chǎn)品做了改進(jìn)。

　　（四）拉擠葉片主梁板關(guān)鍵指標(biāo)。未來葉片使用有幾個(gè)因素需要注意：一是直線度控制技術(shù)。未來葉片了可能是三四十米甚至更長(zhǎng)，而拉擠的直線度控制不了是非常大的難題。國內(nèi)已經(jīng)有一兩家在做，最開始做的企業(yè)損失了2000多萬，就是因?yàn)橹本€度的影響。直線度和纖維恒張力、模具設(shè)計(jì)、脫模布的包袱、牽引加持等等，我覺得拉擠板要解決低成本高效率的問題。

　　（PPT圖示）這是南亞第一大橋，也是全球碳纖維在工程領(lǐng)域最大的項(xiàng)目，這是用中模量的纖維，這是孟加拉的世界銀行項(xiàng)目。

　　（PPT圖示）這是我們的朔黃的項(xiàng)目。用了50噸的碳纖維。這是我們?cè)陲L(fēng)電基礎(chǔ)承臺(tái)加固應(yīng)用。（PPT圖示）這是碳纖維把環(huán)向代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋。（PPT圖示）這是我們?cè)谝恍┕I(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。我們從2012年開始做這個(gè)產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品每根長(zhǎng)度是3.3米，但直線度偏差不大于1mm，最早用是日本的纖維，現(xiàn)在已經(jīng)生產(chǎn)化，所以我們已經(jīng)解決了國產(chǎn)工藝差。（PPT圖示）這是我們開發(fā)的主梁產(chǎn)品，包括玻纖主梁產(chǎn)品，已經(jīng)在國內(nèi)葉片上面做一些評(píng)價(jià)和試制。

　　三、高韌性膠粘劑的簡(jiǎn)介

　　（一）Lica-600膠粘劑的介紹。膠的性能不過多介紹，本身這個(gè)膠的疲勞性能測(cè)試已經(jīng)滿足要求，我們做了1000萬次的疲勞，平均1.7Gpa，測(cè)試頻率是在30HZ情況下，1000萬次之后沒有破壞。

　　（二）高韌性膠粘劑性能研究。這是我們做的膠粘劑，為了考證大葉片的問題，基本上是120-到200分鐘，靠沖擊性能提高在現(xiàn)有程度上得到很大的提升。

　　（三）施工工藝質(zhì)量改善。我們?cè)陂_發(fā)葉片過程中，膠做得好，用不好也沒有用，所以我們和國內(nèi)生產(chǎn)開了正像打膠設(shè)備，因?yàn)榇蚰z對(duì)填料的性能影響和流變都有很大的關(guān)系。（PPT圖示）這是用之前。現(xiàn)在在線涂膠用雙泵系統(tǒng)，用柱塞泵和齒輪泵或者螺桿泵和齒輪泵，這個(gè)已經(jīng)在中材九泉得到了應(yīng)用。這是前年我們?cè)诮痫L(fēng)申請(qǐng)了全球質(zhì)量產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新項(xiàng)目。這是線上應(yīng)用的塑形情況非常好。

　　（四）總結(jié)。非常感謝這些年進(jìn)入風(fēng)電產(chǎn)業(yè)之后，在中材科技和金風(fēng)科技等大力支持下，我們做了一些工作，今后希望得到更多在座企業(yè)的大力支持。

　　（內(nèi)容來自現(xiàn)場(chǎng)速記，未經(jīng)本人審核）

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