【速记】2017风电叶片复合材料——下一代超大型叶片环氧解决方案

 

　　各位领导、各位行业的同仁，各位参会的代表大家好，我代表Olin Corporation来给大家介绍一下今天的演讲。首先上午我们吃完饭让我们先轻松一下，我先跟大家互动一下，做一个民意调查。在座的各位代表如果你们有孩子的，已经为人父母的能不能拍拍手，我看有多少人，做个统计。有很多，大家都很厉害。那如果你想你的孩子念名牌大学的，如果你想的话能不能拍拍手？我的演讲分为三个部分，一个是Olin的简介，第二是风电叶片行业面临的挑战和机遇。第三个是我们Olin给大家的一个解决方案。

 

　　刚刚为什么问大家教育这个事情呢？因为我PPT第一页一点点是关于教育的的，就是说大家如果对子女的学习很关心，其实代美国有两家很著名的学校是Olin的创始人冠名的，第一是华盛顿大学Olin商学院，Olin商学院是全美排名前25的商学院，它的成立时间是1917年，到现在今年2017年正好是100年的时间，今年也是Olin商学院100年的纪念年。第二是欧林工程学院，这个工程学院每年只招300人，专门为实际的行业培养精英。

 

　　请允许我花一点点时间介绍Olin，因为在过去这些年经常问我你以前在陶氏化学工作为什么转到Olin？Olin到底是什么样的公司？它是不是一家新公司，它是做什么的？我就简单给大家介绍一下，首先Olin不是一家新的公司。1917年Olin就冠名一家商学院，也有自己的工程大学。在1892年Olin就成立了，比陶氏化学还要早5年的时间。在2015年Olin收购了陶氏化学环氧事业部、氯碱与乙烯基事业部和绿化有机物事业部这三个事业部。Olin的年销售额70亿美金，6000多名员工。Olin是全美最大的来福枪生产上。2017年是Olin在纽约证交所上市已经100周年，是一家非常老的公司。

 

　　在收购了陶氏化学环氧以及上游的业务之后，Olin是成为全球最大的氯碱生产商、全球最大的环氧产业链的供应商，全球最大的苛性钠与绿化有机物的供应商。而且是全美最大的氯气和漂白粉的生产商，Olin时这样的一个企业，而且是美国最大的来福枪的生产商，Olin跟其他的可能我们一些同行不太一样的就是说我们有个独特的完全整合的产业链。这个是环氧的上游，但是我们最早的原料是石油和盐和氯化钠，采盐把盐电解变成氯气，一步一步做下去。大家可以看到，除了石油、原油我们不做之外，剩下所有的产品我们都自己做。也就是说我们从包括很多风电里面的基础原材料也好，稀释剂也好很多的产品我们都是自己做的，所以我们所有的原材料自产化率是达到70％以上的，这个我们有有100多年的氯材料经验和60多年环氧研究积累，因为陶氏以前是世界上第一个工业化生产环氧树脂的一个厂家，所以这样的话我们可以保证我们对所有的材料包括原料有最深刻的理解。

 

　　这个可能是大家非常熟悉我们以前的一个品牌叫A/R STONE ,我们今年在JEC发布了一个新的复合材料品牌叫LITE STONE，我们也在JEC发布了全部的产品，就是包括我们的树脂波化剂，这个不是针对风电而是针对其他复合材料的，灌注、拉伸、缠绕、树脂等等，在这里给大家简单过一遍做一个汇报，这个是缠绕系统，这个是我们高速环氧拉挤系统，这个是我们碳纤RTM做汽车或者是赛车高端的系统。这个是做造船或者是赛艇，这个我们也有船级社的认证。

 

　　OK，那我们回到这个正题上面，不好意思刚才花了很多时间去介绍这个公司，我认为在叶片行业现在我们面临的挑战，这里我引用了Make咨询的一些研究成果，就是说对于现在的叶片行业首先是叶片成本，叶片成本大家可以看到低的叶片成本是按公斤算的，大概是6.7欧元每公斤，在中国可能会要更低一点。高的话大概是15.5欧元每公斤，这个碳纤的数据。右边那张图是按照兆瓦级叶片以及每只叶片的重量，大家可以看到从1兆瓦到3兆瓦，3兆瓦的重量，纵坐标是重量，重量从十五点点几吨到六点几吨的叶片都有，标志浅蓝色的是碳纤维的叶片。其实大家都在讲降成本，降本提效，将本是最终的目的，提效也是为了降本，很多时候降本只是单纯的去大家互相挤利润的话，其实这个降本很难持续很长时间的。这里提到的更重要的一点可能是减重是我们降本的一个最大的优势或者是可以着力的一个点，这里是引用Make的咨询，这里可以看出来。

 

　　所以当时Olin提了一个概念，其实我们是有3方面的工作，提质、减重、降本，如果我们画三个圆的话，我们可以得到7个项限，也就意味着比如说1、2、3是要么只提质，不降本也不减重；要么只降本也不管那两个，要么只减重，那这样1、2、3那你可以得到很多不同的解决方案。只提质就是严控质量，降低速度，做48小时、72小时，肯定可以把叶片做好。只是降本就是压价，或者整个产业链整合，整合好你的整个产业链，那你你可以继续压低你的成本，那第三个只减重的话就选用碳纤维，采用更贵的材料，也是可以减重的。但是如果我们把这三个圆两两交叉，会得到三个象限，4、5、6这里是同时能实现两个目的，比如说用好的材料+好的工艺，或者你用新的材料把工艺精进，或者我们可以减少浪费，它是可以实现两个目的的。最终如果要把三个都要做到，这个需要行业联合的创新，不是那一家能够带来创新的，当然需要涉及材料和工艺，这里面我们有一点自吹自擂，说我们的一些产品能够实现这样的功能，但是这一定是跟我们的叶片厂或者整机厂在产业链上整合起来才能实现的目标。所以我们接下来要推的8系列的产品，今天也有朋友介绍一些创新的芯材，或者一些设计上的改良。比如说用碳纤维垃圾的技术和玻纤垃圾的技术；能够做出来一些工艺创新，是符合我们的第七项限的一些项目。

 

　　接下来介绍一下我们Olin在今天提出的一个解决方案，这个叫AIRSTONE，应该在行业里朋友们很熟悉，这个在中国已经服务了十几年的时间了，我们今天会重点介绍，因为内容比较多我不占用大家太多时间，我就主要介绍880系列的碳纤灌注，提一下结构胶和拉挤系统。首先AIRSTONE760、780此系列在业界有着最广泛应用，业绩众多。为什么还要推880，我们的主要目的是针对超大型叶片和海上风电。因为大家要用到碳纤灌注，但是同时呢你又不会抛弃玻纤，比如说你大量使用碳纤，其他部位还要使用玻纤，所以我们设计这款产品目的是提高复合材料的性能，同时可以 流畅的灌注玻纤、碳纤，碳玻混杂这样的织物。然后我们是非潜伏性固化剂，因为很多是用非潜伏性固化剂来实现碳纤灌注的，大家依然会感觉到不那么安全感，然后因为我们的产品非常优异的公益性，所以可以提供持续的改进生产效率的空间。

 

　　来看一下我们是怎么做的，首先把粘度降低25%，改善微观浸润速度与流动性，我们让树脂和玻纤更好的结合，同时我们也会降低我们树脂的含量，虽然玻纤的含量会提高，但是它的疲劳性能不降低，这是我们的一个目的。我们提供会更好的纤维浸润性，压缩强度会提高15%以上，并且保持Tg稳定。同时过程的工艺控制希望能够更好，我们会有更快的Tg增长，同时降低放热。这样虽然前面操作很长，粘度很低，你可以灌很长时间，但是一旦加热速度依然不慢，依然可以上去，但是它不是潜伏性硅化剂。

 

　　这个是我们的一个灌注实验，现在主流的，大家对760也都比较了解，这是一个关于760的一个对比，大家也都知道760在市面上已经是一个长胶化系统，它的操作性本来就很长，比目前市面上所有树脂都可能要长。但是880相对于760之后3个小时依然可以灌注，这个是我们在56层UD 1000玻纤层压板记录实验。

 

　　这是我们碳纤的灌注实验，整个大梁的样品最后的地方是80层我们用800g，窄的地方是40层，我的灌注温度是40度，峰值固化温度在155分钟之后只有62度。

 

　　这个是我们做的对比实验，就是和市面上的潜伏性固化剂的灌注速度做了一个对比，大家可以看到同样是用10层882的UD布，灌一个500×500的板，树脂从抵补中心注入，灌注温度40度，然后我们的参比样品165mni出现放热峰，AIRSTONE880在225min后才出现放热峰。大家从右边的图片可以看到出现放热峰之后我们的样品和参比样品颜色呈现的不同的变化，体现这个树脂放热的程度，我们的颜色明显的浅很多，大家知道环氧树脂放热越高，他的颜色越深，从最后的灌注结果可以看到同样一个板的灌注比行业参比样灌注的区域会更多，流动的灌注范围会更大，体现了这个树脂非常良好的灌注能力。

 

　　最后总结一下，这个我们已经在2013年的时候就已经取得了认证，接下来我们在会后也可以详细沟通这些数据，我们也非常欢迎碳纤织物的厂家跟我们一起合作，我们一起去推广这些好的技术来给我们的叶片厂，给我们的客户服务。所以我们确保了碳纤维、玻纤、和碳纤玻混杂均可灌注。同时降低了灌注风险，提高关注效率，同时我们的复材质量大幅提升，而且我们不需要改动目前的设备。包括你的固化剂固化工艺是不需要改变的，它是非潜伏型固化剂，风险小，操作性高，性价比高。

 

　　简单讲一下结构胶组合，大家知道我们有770、770ET3，还有8系列的产品。8系列的产品也会很快的推出，这个是我们主流的T3的性能，也是行业标准的很多性能，现在在行业都在很大规模的应用。这个是我们想讲一下对于结构胶对于未来发展的一些理解，首先是我们极度的研究它的断裂韧性以及它的疲劳性能，我们觉得越往后发展结构胶最重要的就是这两点，增加这两点无非两个技术，一个是增韧一个是增揉，Olin自己做增韧剂，向市面上出售一部分增韧剂，但是有很多我们是不卖的，比如说这个增韧剂我们用的是Olin BCP的一个技术，也是我们Olin自有的一款增韧剂，我们会把它加到我们的产品里面，我们最新的产品也会加这些。

 

　　这是我们Ecure大数据的软件，因为我们有60多年的环氧经验，也就意味着我就60多年的数据，这些数据都存在我们自己开发的一个软件里面，这个软件叫Ecure，有一个产品数据库还有一个配方开发器，你开发这个配方，你把配方输进去，它可以自动模拟你的物理性能，流变性，模具的表现，唯一不能模拟的就是模具的温度，因为根据模具本身是导热的，他这个温度是怎么传递是不能模拟的，因为模具的情况是不一样的。同时我们可以用这个来结合有限元分析，因为有限元分析可以算出模具导入的一个模型，我用我们的Ecure配上有限元分析就可以配出计算机模拟配方的性能。比如左下角做拉挤，当时给一个著名的风电厂家做模型，右边这个是做RTM的一个灌注工艺模型。

 

　　这个就是我们当时做的一个结构胶固化的模拟，就是我们的Ecure结合FEM来模拟结构胶的固化，这些都是可以实现的，如果大家有兴趣我们都可以一起开展这个项目。这个是我们开发的一个无缺陷制样的结构胶方式，大家现在分析的时候因为你制的样品很多是手工去制作的，上都会有气泡，这样就会导致测量完全不准确，很多客户说我们完全测不到你们TDS的值，包括竞争对手的TDS值也测不到。我们就帮行业想了一个办法，我们用自己的做法，用离心脱泡技术，这样你会得到一个完全无缺陷的一个气泡都没有的结构胶的样本，然后用机加工的形式加工出我们做的样条的形式。最后可以看到10根拉伸曲线可以完全重合。这里面绝多没有气泡，否则得不到如此完全重合的拉伸曲线，大家也都可以看到我们的拉伸以及断裂非常的标准，当时在金风结构胶标准倡导的一个同行讨论，我们在会议上也是得到了同行的一致认可，我们建议把这个方法递交给金风来作为以后我们做结构胶测试的一个标准方法，也是希望我们给行业做的一个小小的贡献。

 

　　最后我们想说就是我们觉得未来叶片的生产方式应该是从模具化到装配式的生产，不管是整机还是叶片现在都像汽车行业一样我们提一个模块化的生产，我们觉得未来也是模块化发展的工作，现在有一个系统叫AIRSTONE550系统，这个应该是目前唯一一个被大批量应用的环氧大梁拉挤的系统。我们最大的优势是高速，因为跟乙烯基和不饱和去比较，在拉挤上环氧是占劣势的，但是通过我们的配方改良之后，我们把环氧拉挤的速度做到非常接近乙烯基的速度，能够极大的提高拉挤速度，然后我们自己Olin也在拉挤设计方面可能也会想做一些工作，如果大家对拉挤叶片的设计有兴趣的话，也可以跟我们联系。

 

　　最后我们想说我们矢志不渝的帮助客户去成功，虽然是以前大家说陶氏化学很大的公司，现在到Olin大家可能有一点不习惯，不适应，但是其实我想说我们认为这个转变是一个非常好的事情。因为陶氏太大了，陶氏要跟杜邦去合并，完全顾不到一个小的市场，但我们转到Olin之后有更多的灵活度，有更多的资源投入。比如我们转到Olin之后，从2015年开始我们已经在中国新建了两条风电生产线，这个以前固定资产投资是不可能的。所以我们希望变成Olin之后，我们依然能够持续的引领这个行业，持续的创新。大家看到下面四张图是我们在全球的四大风电生产基地，每一个都非常大，比如说德国的工厂，从原料一直做到最下游的风电产业，我们也希望不断地用我们的技术、创新、成本去帮助客户成功，谢谢大家！（根据速记发出，如有错误请谅解！）