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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。

   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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