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应用在风电行业中的环氧树脂固化剂有哪些?

环氧树脂

在风电行业中,环氧树脂目前被广泛应用在风电叶片材料中,环氧树脂是一种高性能的材料,具有优异的机械性能、化学稳定性和耐腐蚀性。在风电叶片制造中,环氧树脂被广泛应用于叶片的结构件、连接件和涂层等方面。在叶片的支撑结构、骨架和连接件等部位,环氧树脂可以提供高强度、高刚度和耐疲劳性能,保证叶片的稳定性和可靠性。

环氧树脂还可以提高叶片的抗风切变性能和抗冲击性能,降低叶片的振动噪声,提高风力发电效率。目前还有采用环氧树脂与玻璃纤维改性的固化,被直接应用在风电叶片材料中,可以提高强度和耐腐蚀性等。

在风电叶片材料中,环氧树脂应用还需要用到固化剂及促进剂等化学产品:

第一,在风电行业中应用最多的环氧树脂固化剂:聚醚胺

典型的产品为聚醚胺,也是在风电行业中应用最多的环氧树脂固化剂产品。聚醚胺环氧树脂固化剂,应用在基体环氧树脂固化和结构胶,具有低粘度、较长适用期、抗老化等多方面优异的综合性能,已广泛应用于风力发电、纺织印染、铁路防腐、桥梁船舶防水、石油及页岩气开采等领域,聚醚胺下游作为风电占比超过62%。需要特别说明的是,聚醚胺属于有机胺类环氧树脂。

根据调查,聚醚胺可通过聚乙二醇、聚丙二醇或者乙二醇/丙二醇共聚物在高温高压下氨化得到,选择不同的聚氧化烷基结构可调节聚醚胺的反应活性、韧性、粘度以及亲水性等一系列性能。聚醚胺具有稳定性好、不易白化、固化后光泽度好及硬度高等优点,且能溶解在水、乙醇、烃类、酯类、乙二醇醚及酮类等溶剂中。

根据调查,中国聚醚胺市场消费规模超过10万吨,过去几年呈现超过25%速度增长。预计至2025年,中国聚醚胺市场体量短期内将会突破15万吨规模,未来预期聚醚胺的消费增速在8%左右。

未来中国拟在建的聚醚胺的长远期规划产能超过20万吨,预期中国聚醚胺长远期的生产能力将会突破30万吨/年,未来长远期依旧保持高速增长的趋势。

第二,在风电行业中增速最快的环氧树脂固化剂:甲基四氢苯酐

根据调查,在风电行业中增长最快环氧树脂固化剂为甲基四氢苯酐固化剂。在风电环氧固化剂领域中,还有甲基四氢苯酐(MTHPA),是通过拉挤成型工艺,制得风电叶片用高性能环氧树脂基碳纤维(或玻璃纤维)增强复合材料中最常用的固化剂,甲基四氢苯酐还应用在电子信息材料、医药、农药、树脂、国防工业方面。甲基四氢苯酐是作为酸酐类固化剂的重要代表,也是未来增速最快的固化剂品种。

甲基四氢苯酐是由顺丁烯二酸酐和甲基丁二烯经双烯合成后再异构化而制得。

随着经济的快速增长和消费升级,对涂料、塑料和橡胶的需求也在持续增加,进一步拉动了甲基四氢苯酐市场的增长。

另外,酸酐类固化剂还包括四氢邻苯二甲酸酐THPA、六氢苯酐HHPA、甲基六氢邻苯二甲酸酐MHHPA、甲基对硝基苯胺MNA等,这些产品都可以应用在风电叶片环氧树脂固化剂领域。

第三,在风电行业中性能最优的环氧树脂固化剂:异佛尔酮二胺、甲基环己二胺

在环氧树脂固化剂产品中,性能最优的固化剂品种有异氟尔酮二胺、甲基环己二胺、甲基四氢苯酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢苯酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基对硝基苯胺等。这些固化剂产品,具有优异的机械强度,适宜的操作时间,较低的固化放热以及极好的灌注工艺操作性,应用在风力发电叶片材料环氧树脂与玻璃纤维复合材料的中。酸酐类固化剂属于加热固化,更适用于风电叶片的大梁拉挤成型工艺。

甲基环己二胺通常为1-甲基-2,4-环己二胺和1-甲基-2,6-环己二胺的混合物,是一种脂肪族环烷基类化合物,是由2.4-二氨基甲苯加氢制得。甲基环己二胺可单独用作环氧树脂固化剂,还可以与其他普通环氧固化剂(如:脂肪胺、脂环胺、芳香胺、酸酐等)或通用促进剂(如:叔胺、咪唑)混合使用。

需要特别说明的是,有机胺类固化剂在环保、适用期方面不及酸酐类固化剂,但是在性能、操作时间方面要优于酸酐类固化剂品种

中国在风电行业中的环氧树脂固化剂产品种类繁多,但是主要应用的产品单一,国际市场中都在积极探索和研发新的环氧树脂固化剂产品,固化剂产品在不断的升级迭代。中国市场对此类产品进度缓慢,主要是基于在风电行业中的环氧树脂固化剂产品的配方更换成本较高,以及暂无相对完善的产品出现。但是随着技术的不断进步,以及与在环氧树脂固化剂与国际市场的接轨运行下,中国在风电领域中的环氧树脂固化剂产品也将出现不断的升级迭代。

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