风电叶片用胶粘剂的研究进展和现状-北极星风力发电网

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摘要：本文介绍了胶粘剂在风电叶片上的应用，详细论述了风电叶片用胶粘剂必备的特殊性能，综合分析了国内外在该领域的研究进展和现状。通过对比目前市面上最主流的三种风电叶片用胶粘剂的力学性能与工艺性能，阐明了国产胶粘剂与国外同类产品的差距。

关键词：风力发电叶片胶粘剂

中图分类号：O631 文献标识码：A 文章编号：1003-4862(2012)07-0028-03

0˙引言

风力发电具有资源再生、容量巨大、无污染和综合治理成本较低等优点，其开发和利用受到世界各国越来越多的关注[1,2]。世界各国在风能开发利用方面投资的持续增长，导致风力发电设备制造业成为许多国家最热门的经济领域，相应的市场规模急剧扩大[3]。全球风能理事会(GWEC)发布的全球风电市场装机数据显示，全球风电产业2011年新增风电装机容量达41,000MW，全球风能发电增长21%。2011年中国风电新增装机达20GW。据预测，到2020年中国风电装机容量有望达到3亿千瓦左右[4]。目前各国正加快对风力发电机组的研究步伐，不断推出新的技术和装备。大型风力机叶片大多采用组装方式制造。在两个阴模上分别成型叶片壳体，芯材及其他玻璃纤维复合材料部件分别在专用模具上成型，然后在主模具上把叶片壳体与芯材，以及上、下半叶片壳体互相粘结，并将壳体缝隙填实，合模加压固化后制成整体叶片[5]。其中使用的胶粘剂是叶片的重要结构材料，直接关系到叶片的刚度和强度。随着单机装机容量的增加，风轮叶片也越来越长，主流尺寸已达到40米以上，最大叶片的长度甚至超过80米，重达5吨以上[6]。这就对合模粘接的胶粘剂提出了更严苛的技术要求。

伴随着风电产业的迅猛发展，胶粘剂的市场需求越来越大。每生产一个叶片就要使用50到300千克的胶粘剂。世界各国风力发电产业增长速度非常快。在各国政府的推动下，风力发电还将持续快速增长很长一段时间，这为胶粘剂厂商创造了巨大的商机。

1˙风电叶片用胶粘剂的特性与种类

从风电叶片的应用来看，大型动态结构在其使用寿命内拥有持续且稳定的机械性能是最重要的。风电叶片必须承载周期性负荷以及在运转中遭遇的极端天气，这为叶片结构设计提出了许多难以想象的要求。因此固定粘接关键部件的胶粘剂必须具有最优异的力学性能和操作性能。一个可靠的风电叶片胶粘剂必须具备以下重要的功能：

a)具有较高的强度和韧性，必须能够承受每个叶片的离心力;

b)具有优异的操作特性，如不坍落、易泵输等;

c)具有良好的浸润性和触变性;

d)具有高抗压性能，耐疲劳性能和抗老化性能;

e)胶粘剂的反应周期与叶片模具的工作周期要紧密吻合[7];

f)具有卓越的缝隙填充能力，能适合不同厚度的粘接带;

g)低放热和低固化收缩率。

目前，市场上主流的风电叶片用胶粘剂有环氧胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、改性丙烯酸酯胶粘剂。环氧胶粘剂与其他类型胶粘剂相比，具有胶接强度高、固化收缩率小、易于改性等优点。环氧树脂、固化剂及改性剂的品种很多，可通过合理而巧妙的配方设计，使胶粘剂具有所需要的工艺性，并具有所要求的使用性能。环氧胶粘剂因具有性能和成本优势而成为大多风电叶片制造厂商的首选。

原标题：风电叶片用胶粘剂的研究进展和现状

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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