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这是系列文章之三。前两篇只介绍国外环氧树脂体系在风力机叶片中的应用。基于风电业飞速发展的需求，本文则扩大了视野和探讨内容，分为四部分：一、新近环氧树脂体系在风力机叶片、机舱罩和叶片模具中的应用；二、FRP叶片的材料回收与更新近况；三、介绍两种新颖的FRP成型工艺；四、小结。全文中FRP在叶片、叶片模具中的应用是重点；新的、环保材料—热塑性复合材料是叶片材料的发展方向；FRP叶片的材料回收、“正运行叶片破损自修复环氧树脂体系”是发展动向；“修复召回有瑕疵叶片的实例”是舆论热点。
关键词：风力机叶片 环氧树脂 预浸料 粘结剂 自修复材料 回收
1 概 述
风电属极具发展潜力、发展最快的可再生能源。“目前，世界最大风力机的输出功率达6MW（叶轮直径126m，叶片长61.5m）、” [1] 7 MW（GE公司）甚至10 MW（英国正在试制）。[2]风力机叶片起着将风能转化为电能的作用，是风力机的关键构件。目前，叶片一般采用环氧复合材料（碳纤维或玻纤/环氧树脂）加工。随着风电业的迅猛发展，叶片的复合材料[注]消耗量逐年递增（[注]:以环氧复合材料为主——笔者注）：以印度风力机叶片的复合材料消耗量为例（见表1），2008年为2.596万t, 2006～2009年的增长率约28%；“我国2007年约7万t,年增长率约80%”[3]。随着风力机、树脂生产实践和科技的发展，环氧复合材料除了广泛用于加工叶片外，还加工叶片的模具和机舱罩、驱动轴，新近还出现了用于修复叶片的新趋势，等等，不一而足——真可谓不可或缺、用途广矣！
表1 印度风电机叶片的复合材料消耗量[4]
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年份
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2006
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2007
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2008（估计）
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2009（预计）
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消耗量（千t）
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15.79
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20.27
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25.96
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33.20
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年增长率（%）
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--
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28.3
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28.1
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27.9
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复合材料总耗量比率（%）
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14.6
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16.3
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18.1
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20.3
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2 制造叶片用环氧树脂体系与成型工艺
2.1 环氧树脂、预浸料
乘风电业迅猛发展的大好形势，“世界顶级化工公司——德国BASF公司和美国Dow Epoxy System公司，都瞄准了风力机叶片市场，纷纷竞相推出叶片用环氧复合材料配套系列产品。”[5]
最近，江苏泰州市惠利电子材料有限公司与山东大学合作，研制成环氧树脂浇注料——叶片专用树脂[注]。该材料有7项性能指标达到或超过国外同类产品，质优、价格低于进口货，今年6月投产，预计明年产量达1 500t/a ([注]：此前，该树脂我国依赖进口)。[21] Risoe DTU公司宣布：帮助中国林业部门利用竹纤维（bamboo shreds）/环氧树脂试制叶片。[6]
AIRSTONE system风力机叶片用环氧产品（美国Dow Epoxy System公司）的性能好，通过了德国劳埃德（Germanischer Lloyd，GL）认证；此外，还有模具用环氧树脂、粘结剂等。其适用的成型工艺很多，如：真空灌注、湿法手糊等。真空灌注用低粘度环氧树脂的流动性极佳，可改善产品的力学性能、热敏性能。该产品可使叶片更强韧、轻质、易于生产。另讯：AIRSTONE牌环氧树脂、半成品有三种配方：①美国POLY-CARB Inc. 的配方；②美国GNS Technologies的配方；③德国UPPC AG的配方，可用于加工叶片；[2]该公司的Styrofoam牌绝缘材料也可用于加工叶片。[7]
瑞士Gurit公司推出两种叶片用环氧预浸料：①Spar Prog牌单向纤维预浸料，用于加工气泡少、质量高的厚层层压板，生产效率高；②WE91L牌预浸料，放热性低，低温（如：80℃）固化或120℃/65分固化，21℃环境里的贮存期为60d。[8]
