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CWPC2018新材料、新技術：南京海拓復合材料有限責任公司董事長、總經理包兆鼎——《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：東方風力發電網作者：御風者瀏覽數：1509

　第四屆中國國際風電復合材料高峰論壇（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，來自海內外的200多個企業、600多余位風電行業、復材行業的精英參加了本屆盛會。上午的開幕式結束之后，高峰論壇分別設置了新材料、新技術專場，設計運維優化專場，新產品發布會專場，技術工藝創新專場，產業鏈對話專場等多個專場，將呈現大量精彩內容。

　　南京海拓復合材料有限責任公司董事長、總經理包兆鼎在新材料、新技術專場做了題為《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。以下為演講內容實錄：

南京海拓復合材料有限責任公司董事長、總經理包兆鼎

　　一、海拓簡介

　　海拓主要做兩大類產品：一是高性能的樹脂配方體系，主要是做環氧樹脂結構膠，2010年進入風電領域；二是做高性能拉擠復合材料，我們有一些配方的改進，可以滿足葉片的需求，包括碳纖維和環氧拉擠、和聚氨酯拉擠等。應用領域在風電發電、光伏發電，土木工程是海拓的傳統產品，LCD電子產品也開發了很大的用量。2017年我們和國內的相關企業合作在土木工程領域應用的一些結果。同時我們也參與編寫了風電相關的環氧樹脂的相關標準。

　　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%，鋪層易出現褶皺，形成缺陷。而它用拉擠工藝可以通用型號模具，拉擠出產品可自由拼接，同時拉擠含量高，纖維含高最高可以做到73%，缺陷比較少，可以進行工業化的生產，產品性能可靠，拉擠也是復合材料制備工藝里自動化程度比較高的工藝，所以綜合成本比較低。

　　在這里看來，因為碳纖維的高模量，我有個想法，這幾年在開發方面我們也遇到一些想法了。葉片的主梁更多的是剛度設計。對于碳纖維來說，碳纖維的種類很多，有中模、高模等，如何滿足高效能的材料，碳纖維的材料國產化也是非常有意義的事情。去年在杭州風電碳纖維專委會成立上這也是一個值得探討的話題。

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

　　（二）不同碳纖維復合材料的力學性能對比。現在我們已經把國產化的24kg的含量已經做大規模的應用，這是拉伸的模量可以做到168-170。纖維體積含量動力板最高可以做到72%，它的疲勞性能會有所下降。

　　（PPT圖示）這是和灌注工藝和碳纖維的對比。

　　（三）撥通基體樹脂拉擠特性對比。不同的樹脂來看，這里只是相對值。不飽和聚酯成本較低，乙烯基和聚氨酯差不多，聚氨酯的優勢、成本和層間性能確實很高，速度也很快，但目前來說，它連續化穩定的持續生產程度是7-15天，但我認為這是一個非常有前景的產品。未來環氧樹脂的拉擠相對比較成熟，我認為成熟的產品對現有的葉片還是很有價值。我們針對了乙烯基和環氧樹脂做了一些，通過乙烯基的配方改進，已經在我們的產品做了改進。

　　（四）拉擠葉片主梁板關鍵指標。未來葉片使用有幾個因素需要注意：一是直線度控制技術。未來葉片了可能是三四十米甚至更長，而拉擠的直線度控制不了是非常大的難題。國內已經有一兩家在做，最開始做的企業損失了2000多萬，就是因為直線度的影響。直線度和纖維恒張力、模具設計、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域最大的項目，這是用中模量的纖維，這是孟加拉的世界銀行項目。

　　（PPT圖示）這是我們的朔黃的項目。用了50噸的碳纖維。這是我們在風電基礎承臺加固應用。（PPT圖示）這是碳纖維把環向代替傳統的鋼筋。（PPT圖示）這是我們在一些工業生產中的應用。我們從2012年開始做這個產品，這個產品每根長度是3.3米，但直線度偏差不大于1mm，最早用是日本的纖維，現在已經生產化，所以我們已經解決了國產工藝差。（PPT圖示）這是我們開發的主梁產品，包括玻纖主梁產品，已經在國內葉片上面做一些評價和試制。

　　三、高韌性膠粘劑的簡介

　　（一）Lica-600膠粘劑的介紹。膠的性能不過多介紹，本身這個膠的疲勞性能測試已經滿足要求，我們做了1000萬次的疲勞，平均1.7Gpa，測試頻率是在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有程度上得到很大的提升。

　　（三）施工工藝質量改善。我們在開發葉片過程中，膠做得好，用不好也沒有用，所以我們和國內生產開了正像打膠設備，因為打膠對填料的性能影響和流變都有很大的關系。（PPT圖示）這是用之前。現在在線涂膠用雙泵系統，用柱塞泵和齒輪泵或者螺桿泵和齒輪泵，這個已經在中材九泉得到了應用。這是前年我們在金風申請了全球質量產業鏈的創新項目。這是線上應用的塑形情況非常好。

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

　　（內容來自現場速記，未經本人審核）

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