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2022-08-19 瀏覽數(shù):586
各位尊敬的領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓、朋友們,大家下午好!下面由我為大家介紹聚氨酯樹脂在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用。我是來自于上海科思創(chuàng)投資有限公司的吳迪。
吳迪:各位尊敬的領(lǐng)導(dǎo)、嘉賓、朋友們,大家下午好!下面由我為大家介紹聚氨酯樹脂在風(fēng)電葉片上的應(yīng)用。我是來自于上海科思創(chuàng)投資有限公司的吳迪。
報(bào)告主要分為四個(gè)板塊做簡單介紹。
首先,我們公司整體歷史的狀況。科思創(chuàng)是從1937年創(chuàng)立,在2014年從拜耳材料科技獨(dú)立出來,作為聚氨酯的發(fā)明者,科思創(chuàng)對于聚氨酯有獨(dú)到的理解。歷史的積淀幫助我們在2013年開發(fā)了適用于風(fēng)電葉片的聚氨酯樹脂,通過三年多的研發(fā)歷程,在2017年開始了葉片的工藝設(shè)計(jì)過程,近期推出了一部分的可循環(huán)的綠色產(chǎn)品,將二氧化碳的部分加入到材料中,對于可循環(huán)、可再生的部分做了很多研究和投入。科思創(chuàng)在歐洲和亞洲、美洲設(shè)立了50個(gè)生產(chǎn)基地,其中8個(gè)生產(chǎn)基地配備了超大型的工廠,有三個(gè)創(chuàng)新的研發(fā)中心。
目前科思創(chuàng)大概有1200名研發(fā)人員,通過建立三個(gè)的區(qū)域的研發(fā)中心,我們可以更好地了解本地客戶的需求,更好滿足本地客戶的需求定制一些本地化的解決方案。
第二部分,聚氨酯樹脂的優(yōu)勢。
聚氨酯的樹脂特點(diǎn),首先有優(yōu)越的性能,包括出色的機(jī)械性能、優(yōu)異疲勞性能,黏度比環(huán)氧低,更快固化,更具有競爭力的綜合成本。作為葉片的基礎(chǔ)材料,我們基于不同的玻纖、芯材、膠黏劑做了大量匹配性測試,以環(huán)氧膠黏劑為例,測了聚氨酯基材和環(huán)氧樹脂的對比,聚氨酯不低于環(huán)氧產(chǎn)品和環(huán)氧膠黏劑的數(shù)據(jù)。基于現(xiàn)在的狀況,客戶基于設(shè)計(jì)的限制和使用的風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)在很多客戶會(huì)選擇部分的部件采用聚氨酯制作,另外部件采用環(huán)氧的方式制作。我們同樣進(jìn)行了聚氨酯樹脂和環(huán)氧樹脂的二此灌注粘接的測試。
(PPT圖示)從測試數(shù)據(jù)看,聚氨酯樹脂和聚氨酯基材最高,同樣做了很多類似于其他的測試,包括疲勞、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的測試,測試數(shù)據(jù)都沒有問題。
(PPT圖示)這張PPT展示了聚氨酯樹脂的特性,黏度比較低,只有環(huán)氧樹脂1/4左右,在單位時(shí)間內(nèi)流動(dòng)的速度更快,浸潤的部分更多一些。這部分在葉片實(shí)際生產(chǎn)過程中得到了驗(yàn)證。
聚氨酯另外一個(gè)特點(diǎn)是固化比較快,放熱比較低,聚氨酯樹脂總體放熱比環(huán)氧樹脂放熱略低一些,測試數(shù)據(jù)是基于40度、50度和60度的情況做測試,其實(shí)葉片生產(chǎn)過程中更多采用30度左右溫度,在更低溫度情況下放熱更不明顯。
針對聚氨酯樹脂反應(yīng)比較快的特點(diǎn),我們開發(fā)了在線灌注的工藝,樹脂通過設(shè)備直接灌注到模具中,可以最大程度地利用到樹脂的有效期。
(PPT圖示)右邊設(shè)備的圖片是我們設(shè)備部門配合聚氨酯樹脂做的開發(fā)。
第三部分,聚氨酯灌注樹脂的應(yīng)用進(jìn)展。主要從三個(gè)點(diǎn)來講,首先材料性能方面研究,除濕干燥工藝優(yōu)化,灌注工藝的優(yōu)化及樹脂推廣應(yīng)用的情況。
(PPT圖示)業(yè)內(nèi)很多朋友之前也看到過,發(fā)過新聞稿,環(huán)氧產(chǎn)品應(yīng)用了很多年,對于該產(chǎn)品大家比較有信心,聚氨酯作為全新的樹脂從安全和保險(xiǎn)角度來講有一些疑慮,我們也會(huì)做基礎(chǔ)研究驗(yàn)證材料的可靠性。這部分是我們和DNV和ym做的基礎(chǔ)研究。在他們幫助下,科思創(chuàng)進(jìn)行了嚴(yán)謹(jǐn)復(fù)雜的對比,對比了實(shí)驗(yàn)和理論分析,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析評估后,最終基于風(fēng)電葉片的設(shè)計(jì)規(guī)范,科思創(chuàng)的數(shù)值可以將Ωm1的系數(shù)下調(diào)了8%,Ωm1的系數(shù)體現(xiàn)了風(fēng)電葉片長期耐老化的指標(biāo),也是衡量葉片長期使用性能的指標(biāo),通過下調(diào)安全質(zhì)檢系數(shù)后,葉片設(shè)計(jì)師可以充分利用聚氨酯的性能獲得更大的設(shè)計(jì)自由度,2021年底,我們也獲得了DNV給我們簽發(fā)的證書,這部分給科思創(chuàng)聚氨酯單獨(dú)下發(fā)了新的設(shè)計(jì)規(guī)范。
(PPT圖示)這部分做了基于聚氨酯的特性與水反應(yīng),在生產(chǎn)過程中需要增加除濕干燥的工具,在產(chǎn)品應(yīng)用初期很多情況是為了保證安全和質(zhì)量采用比較長的干燥除濕,甚至有降溫的時(shí)間,大大制約了產(chǎn)品的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)室做一部分的研究,通過優(yōu)化除濕干燥的加熱工藝保證產(chǎn)品能得到更好的干燥。同時(shí)也能減少整體的干燥灌注時(shí)間,在完成了整體干燥后可以立即得到灌注。這樣可以有效地幫助客戶減少工藝的時(shí)間。
(PPT圖示)這部分是在實(shí)驗(yàn)室做得聚氨酯樹脂主梁部件鋪陳模擬,我們根據(jù)其相關(guān)特點(diǎn),通過一系列的參數(shù)建立樹脂模擬的模型,可以有效地模擬在不同灌注溫度和真空度下樹脂灌注時(shí)間和數(shù)值流動(dòng)變化趨勢。這些數(shù)據(jù)可以幫助到我們客戶降低在其產(chǎn)品使用過程中的風(fēng)險(xiǎn)。
在過去一年聚氨酯取得了越來越多客戶的認(rèn)可,九鼎老總介紹時(shí)也提到,他們做聚氨酯的樹脂。最早使用聚氨酯的樣機(jī)已經(jīng)安全運(yùn)行了四年以上,在全國各地的客戶不同的風(fēng)場情況都有掛機(jī)、裝機(jī),能得到安全可靠的驗(yàn)證。
通過客戶的合作驗(yàn)證了聚氨酯樹脂不管是單獨(dú)做部件,還是做全聚氨酯的葉片,各種方案都可行。基于客戶不同的環(huán)境生產(chǎn)工廠,聚氨酯也可以得到很好的應(yīng)用。隨著客戶對聚氨酯樹脂特性的了解,更多產(chǎn)品潛力也將得到體現(xiàn)。
第四部分,聚氨酯拉擠樹脂介紹。
聚氨酯樹脂應(yīng)用于拉擠工藝,樹脂本身黏度比較低,聚氨酯樹脂在高溫的情況下反應(yīng)更快一些。所以整體拉擠的速度更高,近年來在很多領(lǐng)域,包括應(yīng)用于橋架等領(lǐng)域產(chǎn)品中都有應(yīng)用。
科思創(chuàng)一直在推聚氨酯應(yīng)用于風(fēng)電的拉擠主梁板上。
(PPT圖示)這張圖表是關(guān)于各種不同拉擠因素對于最終產(chǎn)品成本的影響。黑色實(shí)線的部分,體現(xiàn)了拉擠速度對于成本的影響,比如拉擠速度提高到30%的時(shí)候,制品成本可以降低10%,如果原材料成本可以降低30%的話,制品可以降低15%,聚氨酯樹脂拉擠主梁板可以使聚氨酯主梁板的生產(chǎn)成本更低。
(PPT圖示)這里做了不同樹脂和拉擠速度對制品成本的影響分析,使用碳纖的時(shí)候,速度提高一倍的話,聚氨酯拉擠成本可以降低20%。
由于聚氨酯的黏度比較低,纖維浸潤性好,同時(shí)在高溫下反應(yīng)更快,拉擠的速度更快,聚氨酯的拉擠樹脂可以賦予加工商更高生產(chǎn)效率,同時(shí)可以節(jié)約20%的生產(chǎn)成本。
以上是我本次匯報(bào)的所有內(nèi)容,謝謝!
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