金漆奖

科思创协手PPG为全球首支聚氨酯基材的风机叶片用涂料提供解决方案

    多方合作  创造绿色时代新引擎

    -全球首支聚氨酯基材的风机叶片

    -与PPG共同开发相关聚氨酯涂料解决方案

    在全球化石能源枯竭、气候变化的严峻形势下,风能作为一种清洁无污染的可再生能源,得到各国的高度重视。2015年全球风机叶片销售额达到119.2亿美元,预计将以10.8%的复合年增长率持续增长1)。与此同时,中国正成为全球风电产业的引领者。2015年中国风电新增装机容量占全球新增装机容量的48.4%,2020年中国风电发电装机预计达到2.5亿千瓦2),前景十分广阔。风能储存量大、分布广,但能量密度低,那么如何才能提高风能的发电效率、降低发电成本,使其成为未来的主要能源之一呢?

    全球首支聚氨酯风机叶片横空出世

    近日,这一行业聚焦的难题有了突破性的进展——科思创携手全球顶尖的涂料生产商PPG,以及多家领先的风机叶片制造商,研制出全球第一支1.5MW新型高性能聚氨酯树脂体系风机叶片。比起传统材料环氧树脂,新型聚氨酯树脂具有更为优异的机械性能。通过优化叶片设计,能制成更轻更长的风机叶片,带来更高的发电效率并降低发电成本。不仅如此,新型聚氨酯树脂固化速度更快,加工性能更好,有机物挥发性低,能显著的提高风机叶片生产的效率和环保性,为风能行业带来综合成本更有优势的创新解决方案。

    目前,这支长37.5米、重约6吨的白色“长翼”目前正在科思创位于上海的亚太区研发中心的草坪上进行静态展示。

    多涂层防护  刚柔相济迎风雨

    风机叶片材质的革新,要求有新的、高性能防护涂层与之相匹配。为此,科思创和PPG通力协作,共同打造了最新高性能环保型风电叶片涂料的解决方案,由“腻子”、“胶衣”、面漆、前缘保护漆四个涂层组成:

    1最底层的“腻子”用于给叶片“修形”,使其基层平整、光滑。它可以在叶片PUR玻璃钢基层上形成一层附着力极佳、柔韧性强的膜。

    2第二层“胶衣”层如同为风机叶片披上的“超人”的防护服,使其刚柔相济、久经磨砺、耐候性强。这种全新的工艺,可以减少涂装次数,提高整体涂层的耐久性。 “胶衣”层高固含,减轻了对施工环境的要求,即便在85%高湿度的环境下,一次性施工都可达到高膜厚且不易起泡(腻子层≥ 1500µm,胶衣层可达120µm);且无溶剂、高固含也意味着干得快、施工效率高。

    3第三层为新型双组份水性聚氨酯面漆,为叶片表面提供全方位的保护。这一新材料超耐磨、耐候性优异。8小时的欧洲直升机雨滴测试 (ISO/PDTS19392-2,GL最新指定测试方法)和3000小时的QUV-A测试证明了它直面风雨与极端天气强大能力。此外,这一新型双组份水性聚氨酯面漆低VOC、低气味,使得绿色能源更加环保。

    4最表层为前缘保护漆,专为叶片前缘迎风面易受损部位提供特别保护。该层以聚天门冬氨酸酯为材料,在叶片表面形成一层抗断裂、抗拉伸性能极佳的膜,并由于其与基层结合更紧密、维修更方便、性价比更高,完全可取代传统的覆膜材料。

    一台风力发电机,若想获得可观的经济效益,其服务寿命至少需要达到20年。这意味在各种物理、化学的侵蚀条件下,风机叶片要在这20年间,保持健康的运行状态。量身定做、高性能、环保型聚氨酯防护衣使这一切变得轻而易举,无疑将成为里程碑性的创造。

    产业链合作  打造绿色新引擎

    当然,这座行业的里程碑是由产业链上多家行业领先者合力创造的:叶片基材使用了重庆国际复合材料公司的玻纤布,通过德国旭百世的聚氨酯在线浇注设备,在上海玻璃钢研究院成功试制;叶片涂料则由科思创携手PPG共同打造。

    就科思创和PPG而言,该项目为双方提供了尖端技术的试验田、先行者的练兵场。例如,PPG将高固含新产品投入测试;科思创则在叶片的面漆层上一部分使用了传统的双组份溶剂型聚氨酯,另一部分使用了新型的双组份水性聚氨酯,以比较两者性能。进而两家公司的领先技术都在风机叶片的全新领域得到了验证。

    更重要的是,产业链合作提供了检测各方技术的匹配性的机会,有利于提升产品的综合性能,实现创新材料的更快产业化。风机叶片项目证明了聚氨酯涂料与聚氨酯叶片基材的兼容性,远远高于与传统的环氧树脂基材的兼容性。

    此外,产业链合作也为新技术、新产品进一步的研发、推广创造了更为便利的条件。PPG亚洲区技术总监叶庆峰介绍道:“整个团队以仿真的制造流程生产了这一全球首支聚氨酯风机叶片,并从涂装现场获取了宝贵的工程数据,这将有利于加快项目的研发进程、抢占市场先机。”科思创亚太区应用拓展部副总裁高阿南也指出:“该项目是联合多方技术实力、产业链协作的成果,我们将对制造的叶片将进行实测和验证,为市场推广做好准备。”

    在中国,行业领先者们以开发清洁能源为己任,看到了风电能源的广阔前景,勇于探索,广泛合作,共同造就了世界第一支1.5MW新型高性能聚氨酯树脂体系风机叶片,将大大提高风能发电效率、降低其成本。科思创也将持续用先进的聚氨酯发泡、成膜技术,推动时代的绿色引擎。

责任编辑:雷达
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