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2˙国内外研究现状
一些大型跨国公司已经积极开展风电叶片用胶粘剂的研制和生产,典型代表有Hexion、Hunstman、DOW、巴斯夫、亚什兰、ITW等。目前国内外大型叶片制造厂家基本采用美国Hexion公司的环氧树脂产品。Hexion公司的L135/K2-K4系列环氧胶粘剂是含有玻璃纤维、无溶剂胶粘剂系统,具有低放热性、热触变性、卓越的间隙填充性能,最大填充间隙可以达到5厘米。可以用来粘结各种材质的材料,同时可以用于垂直表面上的黏结、无垂挂。该型胶粘剂具有优异的力学性能和机械性能,能够承受极端环境条件下的疲劳测试。由于能够有效提高风电叶片生产效率和叶片工作性能,已经获得风电叶片制造商们广泛的认可。
ITWPlexus公司开发的MA560和MA590型胶黏剂为丙烯胶粘剂,这种胶粘剂能够使FRP复合材料具备更好的剥离性能和耐疲劳性能。并且能够实现常温快速固化,大大降低了生产成本,提高了生产效率。除此之外,与环氧胶粘剂相比,还可以有效降低固化工序的成本。但是其研制成本相对Hexion的L135/K2-K4系列要高。
Vantico公司的“Araldite”型胶粘剂是由环氧和聚氨酯组成的,具有不塌落、易泵输和快速低温固化的特性,适合于风电叶片的应用。其中XD4734/XD4735系列环氧/固化剂系统已广泛用于叶片生产[8,9]。
亚什兰公司生产的ENGUARDBP6200ARF是一款乙烯基基体的、专用于风电叶片粘接的胶粘剂;PLIOGRIP1000是一种双组分的、增韧型的丙烯酸胶粘剂。
Gurit公司的Spabond345牌胶粘剂是以增韧环氧树脂为基础的。Spabond130牌胶粘剂是以增韧环氧树脂为主,填充少量短切碳纤维,获得了DNN/GermanischerLloyd批准,可粘结叶片/轮毂的螺杆、螺母。该产品克服了金属、复合材料不同的热胀冷缩产生的应力。
我国作为全球最大的树脂生产、消费国,树脂类产品性能已经达到国际水平,部分产品可与国际品牌媲美。然而国内生产的主要是普遍型树脂。这种树脂虽然有许多优异性能,但仍有其不足之处,比如粘度高,流动性差,固化后交联密度高,存在内应力大、质脆、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性、耐开裂性和耐湿热性较差等缺点,在很大程度上限制了它们在风电叶片复合材料上的应用。在国内外市场拉动下,我国研究者也开始研究和开发高性能的胶粘剂用于风电叶片。上海康达化工有限公司是国内胶粘剂厂家中发展最为迅速和成功的。其开发的风力叶片专用环氧胶WD3135是一种双组分、高触变性、高韧性的环氧胶粘剂,适用于叶片的粘接工艺。已经通过了德国GL论证,一定程度上可以替代进口胶粘剂,而且在一些风电叶片生产厂家中得以应用。
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