В ветроэнергетике эпоксидная смола в настоящее время широко используется в материалах для лопастей ветровых турбин. Эпоксидная смола является высокопроизводительным материалом с превосходными механическими свойствами, химической стабильностью и коррозионной стойкостью. При производстве лопастей ветровых турбин эпоксидная смола широко используется в структурных компонентах, соединителях и покрытиях лопастей. Эпоксидная смола может обеспечить высокую прочность, высокую жесткость и усталостную прочность в несущей конструкции, скелете и соединительных частях лопасти, обеспечивая устойчивость и надежность лопасти.

Эпоксидная смола также может улучшить сопротивление сдвигу ветра и ударопрочность лопастей, снизить шум вибрации лопастей и повысить эффективность ветроэнергетики. В настоящее время эпоксидная смола и модифицированное отверждение стекловолокном по-прежнему используются непосредственно в материалах лопастей ветряных турбин, что может улучшить прочность и коррозионную стойкость.

В материалах лопастей ветряных турбин применение эпоксидной смолы также требует использования химических продуктов, таких как отвердители и ускорители:

Во-первых, наиболее часто используемым отвердителем эпоксидной смолы в ветроэнергетике является полиэфирамин.

Типичным продуктом является полиэфирамин, который также является наиболее часто используемым отвердителем эпоксидной смолы в ветроэнергетике. Отвердитель эпоксидной смолы на основе полиэфирамина используется при отверждении матричной эпоксидной смолы и структурного клея. Он обладает превосходными комплексными свойствами, такими как низкая вязкость, длительный срок службы, стойкость к старению и т. д. Он широко используется в ветроэнергетике, текстильной печати и крашении, железнодорожной антикоррозионной защите, гидроизоляции мостов и судов, разведке нефти и сланцевого газа и других областях. На долю полиэфирамина приходится более 62% ветроэнергетики. Следует отметить, что полиэфирамин относится к органическим аминоэпоксидным смолам.

Согласно исследованию, полиэфирамины могут быть получены путем аминирования полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля или сополимеров этиленгликоля/пропиленгликоля при высокой температуре и давлении. Выбор различных полиоксоалкильных структур может регулировать реакционную активность, прочность, вязкость и гидрофильность полиэфираминов. Полиэфирамин имеет такие преимущества, как хорошая стабильность, меньшее отбеливание, хороший блеск после отверждения и высокая твердость. Он также может растворяться в растворителях, таких как вода, этанол, углеводороды, сложные эфиры, эфиры этиленгликоля и кетоны.

Согласно исследованию, масштаб потребления рынка полиэфираминов в Китае превысил 100000 тонн, показав темп роста более 25% за последние несколько лет. Ожидается, что к 2025 году объем рынка полиэфираминов в Китае превысит 150000 тонн в краткосрочной перспективе, а темп роста потребления полиэфираминов, как ожидается, составит около 8% в будущем.

Предприятие по производству полиэфирамина в Китае — Chenhua Co., Ltd., имеющее две производственные базы в Янчжоу и Хуайане. Оно имеет в общей сложности 31000 тонн/год полиэфирамина (конечный аминополиэфир) (включая проектную мощность 3000 тонн/год строящегося проекта полиэфирамина), 35000 тонн/год алкилгликозидов, 34800 тонн/год антипиренов, 8500 тонн/год силиконового каучука, 45400 тонн/год полиэфира, 4600 тонн/год силиконового масла и другие производственные мощности в размере 100 тонн/год. Future Changhua Group планирует инвестировать около 600 миллионов юаней в промышленный парк Хуайань в провинции Цзянсу для строительства ежегодного производства 40000 тонн полиэфирамина и 42000 тонн полиэфирных проектов.

Кроме того, представительными предприятиями полиэфирамина в Китае являются Wuxi Acoli, Yantai Minsheng, Shandong Zhengda, Real Madrid Technology и Wanhua Chemical. Согласно статистике запланированных строящихся проектов, долгосрочная плановая мощность производства полиэфираминов в Китае в будущем превысит 200000 тонн. Ожидается, что долгосрочная мощность производства полиэфираминов в Китае превысит 300000 тонн в год, и долгосрочная тенденция роста будет оставаться высокой.

Во-вторых, самый быстрорастущий отвердитель эпоксидной смолы в ветроэнергетике: метилтетрагидрофталевый ангидрид

Согласно исследованию, самым быстрорастущим отвердителем эпоксидной смолы в ветроэнергетике является отвердитель метилтетрагидрофталевый ангидрид. В области отвердителей эпоксидной смолы для ветроэнергетики также существует метилтетрагидрофталевый ангидрид (MTHPA), который является наиболее часто используемым отвердителем в высокопроизводительных композитных материалах на основе эпоксидной смолы, армированных углеродным волокном (или стекловолокном), для лопастей ветроэнергетики посредством процесса экструзионного формования. MTHPA также используется в электронных информационных материалах, фармацевтике, пестицидах, смолах и национальной оборонной промышленности. Метилтетрагидрофталевый ангидрид является важным представителем ангидридных отвердителей, а также самым быстрорастущим типом отвердителя в будущем.

Метилтетрагидрофталевый ангидрид синтезируется из малеинового ангидрида и метилбутадиена через диеновый синтез, а затем изомеризуется. Ведущим отечественным предприятием является Puyang Huicheng Electronic Materials Co., Ltd. с объемом потребления около тысячи тонн в Китае. С быстрым экономическим ростом и повышением потребления спрос на покрытия, пластмассы и резину также постоянно растет, что еще больше стимулирует рост рынка метилтетрагидрофталевого ангидрида.

Кроме того, к ангидридным отвердителям относятся также тетрагидрофталевый ангидрид THPA, гексагидрофталевый ангидрид HHPA, метилгексагидрофталевый ангидрид MHHPA, метил-п-нитроанилин MNA и т. д. Эти продукты могут использоваться в качестве отвердителей эпоксидных смол для лопастей ветряных турбин.

В-третьих, отвердители эпоксидных смол с наилучшими характеристиками в ветроэнергетике включают изофорондиамин и метилциклогександиамин.

Среди продуктов отвердителя эпоксидной смолы наиболее высокопроизводительными разновидностями отвердителя являются изофлурондиамин, метилциклогександиамин, метилтетрагидрофталевый ангидрид, тетрагидрофталевый ангидрид, гексагидрофталевый ангидрид, метилгексагидрофталевый ангидрид, метил-п-нитроанилин и т. д. Эти продукты отвердителя обладают превосходной механической прочностью, подходящим временем работы, низким выделением тепла при отверждении и превосходной работоспособностью процесса впрыска и применяются в композитных материалах эпоксидной смолы и стекловолокна для лопастей ветряных турбин. Ангидридные отвердители относятся к отверждению при нагревании и больше подходят для процесса экструзионного формования лопастей ветряных турбин.

Мировые производственные предприятия изофорондиамина включают BASF AG в Германии, Evonik Industries, DuPont в США, BP в Великобритании и Sumitomo в Японии. Среди них Evonik является крупнейшим в мире предприятием по производству изофорондиамина. Основные китайские предприятия — Evonik Shanghai, Wanhua Chemical, Tongling Hengxing Chemical и т. д. с объемом потребления около 100000 тонн в Китае.

Метилциклогександиамин обычно представляет собой смесь 1-метил-2,4-циклогександиамина и 1-метил-2,6-циклогександиамина. Это алифатическое циклоалкильное соединение, полученное путем гидрирования 2,4-диаминотолуола. Метилциклогександиамин может использоваться отдельно в качестве отвердителя для эпоксидных смол, а также может смешиваться с другими распространенными отвердителями эпоксидных смол (такими как жирные амины, алициклические амины, ароматические амины, ангидриды кислот и т. д.) или общими ускорителями (такими как третичные амины, имидазол). Ведущими производителями метилциклогександиамина в Китае являются Henan Leibairui New Material Technology Co., Ltd. и Jiangsu Weiketerri Chemical Co., Ltd. Масштаб внутреннего потребления составляет около 7000 тонн.

Следует отметить, что органические аминовые отвердители не столь экологичны и имеют более длительный срок хранения, чем ангидридные отвердители, однако они превосходят ангидридные разновидности отвердителей по производительности и времени эксплуатации.

Китай имеет широкий ассортимент продуктов отвердителей эпоксидной смолы в ветроэнергетике, но основные используемые продукты являются едиными. Международный рынок активно изучает и разрабатывает новые продукты отвердителей эпоксидной смолы, и продукты отвердителей постоянно модернизируются и итерируются. Прогресс таких продуктов на китайском рынке медленный, в основном из-за высокой стоимости замены формулы для продуктов отвердителей эпоксидной смолы в ветроэнергетике и отсутствия относительно полных продуктов. Однако с постоянным развитием технологий и интеграцией отвердителей эпоксидной смолы с международным рынком китайские продукты отвердителей эпоксидной смолы в области ветроэнергетики также будут подвергаться постоянным обновлениям и итерациям.