上海康达顾明泉：新一代大型风电叶片合模D型结构胶研究及应用

2017年10月16日-19日，2017北京国际风能大会（CWP2017）在北京隆重召开。在中国国际展览中心（新馆）“风电叶片大型化技术”专场，上海康达化工新材料股份有限公司风电叶片粘接技术总监顾明泉先生带来新一代大型风电叶片合模结构胶的介绍。顾总从分子层面上介绍了结构胶的设计，自动叶片识胶工艺，包括新型D型结构胶的优越性介绍。

以下为演讲内容：

顾明泉：各位专家，各位业界同仁，各位领导，大家上午好。

我今天给大家汇报的题目是新一代大型风电叶片合模结构胶产品，这是我们公司针对于这几年更大更长叶片研发的产品。这里面我讲一下合模结构胶的设计技术。

那么先介绍一下大型叶片合模结构胶发展的背景，我们现在面临的是一个叶片的低风速区域化，另外一个面向海洋化，第三个是机组能效最大化。

刚才可能各位业界领导专家他们都讲了，我们下来面临的就是这些背景。

那么这就要求我们合模结构胶有更高的力学性能，包括结构与应用方面。第二块在合模结构胶方面，必须减轻重量，一方面为了挂机安全，另一个叶片自重越来越大。

另外刚才也介绍了山地运输方面，叶片的总长度、路况、运输能耗都在必须考虑方面。

第四，叶片的寿命要增强，对叶片维护、韧性、合模结构胶的性能，这些寿命性能产生了很大的要求。

第五，就是我们在叶片设计制造这方面，我们的施胶工艺应该更加地便利。

在这几方面康达推广了自动叶片识胶工艺。

接下来讲一下大型叶片合模结构胶发展主力性能需求。

一方面更大型的结构自重和应用动力要求合模粘接强度提升。

第二，更大更长的叶片静距更到，后缘的延展性要求更高。

第三，更高机械性能要求前提下，保持或拥有更好的疲劳性。

第四，合模结构胶密度降低，轻质同时工艺更友好。

第五，面向海洋的大叶片韧性更好，耐湿热、雨蚀性能更好。

讲一下合模结构胶的设计思路，如何提高粘接强度？通过分子活性官能度，表面活性基团，来达到粘接强度提高。

那么由此我们这两年呢，着重推出了一个D型的结构胶，就是低密度考量，后来延伸到高韧性、高粘接，从这个图上我们看粘接性能的对比，从0.5毫米到3毫米的厚度，以及不同的测试温度、环境。

那么原有的我们3135、3137的型号，在0.5这块提升了大约4%，这是低温下，常温下提升了显著2%左右。3毫米是提升了10%，将近13%以上，零下40度这块也提升了7.3%。

在更厚的一个粘接情况下，包括浸泡水，浸泡介质情况下，它的提升也是在10%以上。

那么第二方面考量，如何提高断裂胶的延伸率？

我们通过新型增韧剂，以及新型长波纤，来达到断裂应变提高。最新材料技术，增韧更强，有助粘接力。长波纤这块能形成分子件穿插牵线。

D型结构胶相对于原先的常规结构胶，延伸率的提升基本在90%以上，冲击强度瞬间韧力提升在常温下达到21%低温下提升更为明显，达到了55%。

那么第三方面，我们如何提高它的疲劳性能，一方面，我们可以通过新型的增强材料来实现，第二个，刚才说的新型的增韧剂来实现。

材料这方面，一方面轻质的纳米填料扩展至多品种，第二，气相二氧化硅强效增加。

这个是我们D型结构胶与常规结构胶，在机械和疲劳性能对比分析表。

本体拉伸强度提升9%以上，但是刚性有所下降，下降7.4%，这也是韧性提高一个必然结构，当然其他方面也是有所提升的，包括泊松比，玻璃化转变温度。

第四个，如何密度轻质同时工艺性更友好？我们可以通过填充料的优化填料降粘，维持高触变，来达到轻质工艺优化。

那么这是结构胶物理工艺对比参数分析，从密度上来讲，缓和密度大约降低了7.3%，来到了1.16左右，然后它的流变黏度有所降低，抗流挂性是持平的，放热峰是略有提升，有助于后期的固化，能够更加地产生一个高强度的效果，以及固化更快。

D型结构胶目前在性能与应用方面已经取得了一些成效，一个是它具有更轻的质量，它的密度降低7%到8%之间。

另一个它具有更好的打胶工艺性。

第三，它具有更强粘接强度，抗剪强度提升。

第四，更好韧性，抗冲击强度增长。

第五，因为它是更轻量化，更少用量，用胶成本降低。它大概比同行业的结构胶，用量节约大概12%左右。

那么目前该产品已经获得了GL认证，这是认证证书。

大家可以看一下，反正目前可以面向叶片行业进行推广了。

然后来看一下我们材料应用方面的情况，目前的D型结构胶已经取得了一些应用的业绩与应用的可行性的一个证明，首先是2016年9月份，我们应金风科技试制技术要求，提供了D型结构胶，在大丰基地实施了54.3米叶片合模试制，表现良好，静载疲劳已经做完。

第二个2017年在株洲时代光明基地进行了59.5米的叶片，实验结果也是非常良好的。

另外在白城生产基地下线的68.65米叶片合模试制，表现良好，成功下线，也是值得庆贺的时间，也是感谢叶片和整机厂商对我们康达化工公司的支持，谢谢诸位嘉宾的聆听，我的报告完毕，希望大家合作共赢，谢谢。

（发言为现场速记整理，未经本人审核）