大家好,我是來自振石集團的劉召軍,今天我將代表股份公司給大家推薦3款新品,它們將為風電的提質降本貢獻“振石力量”。
我匯報的題目是:風電用復合材料創(chuàng)新方案。
落實到產(chǎn)品上就是3個產(chǎn)品:預定型織物、防滑織物、免脫模布拉擠板。
1.預定型織物
我們知道在葉片的厚緣轉角區(qū)一直是鋪層的難點,隨著葉型越來越大,要想把這個地方鋪好就更難。經(jīng)常出現(xiàn)織物不隨形、易起褶、鋪層壓不實易空腔、灌注,極易形成富樹脂區(qū)。面對如此大的風險點,風電人談其色變,但長期以來沒有一個好的解決方案。我們公司開發(fā)了一款預定型織物,它是在常規(guī)玻纖織物和碳纖織物表面均勻撒上一層環(huán)氧樹脂粉,通過加熱后粉劑熔化浸漬玻纖,根據(jù)設計要求模壓成需要形狀。隨著葉片厚緣轉角幅度越大,模具可以隨之變化。以后如果采用預定型織物,這個區(qū)域不用擔心隨形和皺褶的問題。
預定型織物4大優(yōu)勢:穩(wěn)定織物結構、降低富樹脂風險、減少噴膠用量、提高浸潤質量。
以上是預定型織物和常規(guī)織物對比,從實驗結果可以看出,預定型織物具有常規(guī)織物等效力學性能、更快浸膠速度和更低樹脂用量。
2.防滑織物
隨著葉片越做越大,葉根的界面緣也越來越大,對鋪層難度就會成倍增加。織物的滑落、鋪層的皺褶,以及噴膠的大量使用,這3種現(xiàn)象可謂層出不窮,所以說讓生產(chǎn)人員苦不堪言。我們就想是否可以開發(fā)一種織物,在織物表面我們來涂上一些樹脂條,讓織物整體具備一定的剛性,確保葉根大幅度鋪層時不再滑落了,同時可以減少噴膠的使用。考慮到鋪層的便利性,我們織物要剛中帶柔,隨形性好,盡量減少皺褶的發(fā)生率。加入樹脂條之后不能影響織物本來的灌注性能,甚至織物具有一定剛性,是不是可以起到一定導流作用,促進樹脂的浸潤速度。另外結合織物不同的結構,我們是否可以開發(fā)不同的花型樹脂條,從而更好地穩(wěn)定織物的結構,減少皺褶的發(fā)生。
基于這個設想,我們研究院開發(fā)了一款在線涂覆系統(tǒng),在玻纖織物表面涂覆等間距樹脂載條,然后通過固化風干,最后讓織物具有一定的剛性,以上就是我們產(chǎn)品正反面的最終狀態(tài),客戶拿到它之后直接在現(xiàn)場進行切割,直接鋪層就行了,最右邊就是鋪層后的狀態(tài)。
現(xiàn)在我們可以根據(jù)織物結構以及客戶要求,我們可以定制開發(fā)不同花型的防滑織物
便于客戶應用于葉片不同區(qū)域。防滑織物和常規(guī)織物相比,它可以減少鋪層時間至少10%以上,同時可以提高灌注效率,還可以提升層間性能,因為它可以減少噴膠的使用,最終是提高葉片質量。
以上是防滑織物和常規(guī)織物強度性能對比,防滑織物取得含樹脂條區(qū)域進行灌注制成樣品,從結果上看,防滑織物強度性能要略高于常規(guī)織物。
這是兩款提質的產(chǎn)品,我?guī)淼牡谌町a(chǎn)品是為風電行業(yè)降本的,這個嚴格意義上不能叫新品,因為免脫拉擠板,我們在兩年前就首次推出了,但至今還沒有被行業(yè)批量應用。
3.免脫拉擠板
時至今日,我們對它也有了一些更新的認識,接下來我們一起來看看。我們知道常規(guī)拉擠板表面有一層尼龍6制的脫模布,具有一定潤滑作用,助力于板材脫模。其次撕除時帶走板面脫模劑,形成糙面有利于粘接。正是因為有這些作用,所以行業(yè)很多材料人就不敢,也不想不愿意拿掉它。但仔細分析過后會發(fā)現(xiàn),其實脫模布的負作用遠比它的正作用要多,首當其沖的肯定是成本,我們統(tǒng)計過脫模布材料成本占拉擠板材料成本8%-9%,根據(jù)第一性原理,這部分是純屬浪費的。其次,它還會導致樹脂、能源以及材料的損耗,還會引起撕傷、凹坑和固廢污染,所以從哪個角度考慮拿掉它都是最好的選擇。
(圖示)我們免脫模布的拉擠工藝取消了內(nèi)脫模劑,采用的是一種反應性的添加劑,這種添加劑加熱固化時上面的活性基團與固化劑,就是樹脂中多余固化劑會發(fā)生反應。在板材表面添加劑反應后會形成一種致密超細納米分子層,具有一定潤滑作用,可以助力于脫模,這就是為什么不用脫模布也可以順利的脫模。此分子膜與基體樹脂間存在化學鍵合作用,所以它不是單純的單分子層(弱邊界層),確保了脫模層的粘接性能。
(圖示)為了確保安全性,消除大家的顧慮,所以我們針對免脫模布和常規(guī)帶脫模布做了大量匹配性對比驗證實驗,這是粘接性能對比結果,從數(shù)字上看沒有明顯的任何差異。同時我們在產(chǎn)線上也去監(jiān)測了免脫模布拉擠板的拉檢和層檢性能,做了持續(xù)監(jiān)測,從穩(wěn)定性結果看也是非常好的。
根據(jù)行業(yè)要求我們采用GL規(guī)范,也做了大尺寸導角的拉-拉疲勞測試,M值可以做到接近12。在此基礎上,我們又加大了實驗,做了一個更大尺寸的結構件測試,這是200萬次循環(huán)后,測試后的結構件,沒有任何損傷。我們通過無損探傷掃描后內(nèi)部也沒有開裂和分層跡象。最近我們在此基礎上又進行了放大實驗,直接在模具上灌了20米長的梁,我們進行切開,逐段逐層進行剝離,目的是要看板材之間的粘接效果到底怎么樣。我們切了80段,每一層都剝了,粘接效果非常好。通過掃描電鏡做了分析,玻纖樹脂層是有破損的,說明板材和導流織物間是有強連接。
4.總結與展望
簡單匯報一下我們在風電和光伏領域開發(fā)的新品,風電領域還有腹板粘接粱、拉擠薄板(碳/玻),2mm厚的拉擠碳板與玻纖板,用于葉片輔粱,替代玻纖織物,解決輔粱灌注不良和鋪層褶皺問題。還有超高模玻纖板。光伏邊框、光伏支架、光伏背板。
大家會后對我匯報的產(chǎn)品感興趣的話可以跟我聯(lián)系。
(圖示)這是我的微信號。
謝謝大家!