В индустрията за вятърна енергия епоксидната смола понастоящем се използва широко в материалите за лопатките на вятърни турбини. Епоксидната смола е високоефективен материал с отлични механични свойства, химическа стабилност и устойчивост на корозия. При производството на лопатки на вятърни турбини епоксидната смола се използва широко в структурните компоненти, конекторите и покритията на лопатките. Епоксидната смола може да осигури висока якост, висока твърдост и устойчивост на умора в носещата конструкция, скелета и свързващите части на лопатката, осигурявайки стабилност и надеждност на лопатката.

 

Епоксидната смола може също да подобри устойчивостта на лопатките на срязване на вятъра и удар, да намали шума от вибрациите на лопатките и да подобри ефективността на производството на вятърна енергия. В момента епоксидната смола и модифицираното чрез втвърдяване стъклени влакна все още се използват директно в материалите за лопатките на вятърните турбини, което може да подобри якостта и устойчивостта на корозия.

 

При материалите за лопатките на вятърните турбини, прилагането на епоксидна смола изисква и използването на химически продукти, като втвърдители и ускорители:

 

Първо, най-често използваният епоксиден втвърдител в индустрията за вятърна енергия е полиетераминът.

 

Типичен продукт е полиетер аминът, който е и най-често използваният епоксиден втвърдител в индустрията за вятърна енергия. Полиетер аминът епоксиден втвърдител се използва за втвърдяване на матрични епоксидни смоли и структурни лепила. Той има отлични комплексни свойства, като нисък вискозитет, дълъг експлоатационен живот, устойчивост на стареене и др. Той се използва широко в производството на вятърна енергия, печатането и боядисването на текстил, антикорозионната защита на железопътния транспорт, хидроизолацията на мостове и кораби, проучването на нефт и шистов газ и други области. Надолу по течението на полиетер аминът се произвежда повече от 62% от вятърната енергия. Трябва да се отбележи, че полиетер амините принадлежат към органичните амин епоксидни смоли.

 

Според изследването, полиетерните амини могат да бъдат получени чрез аминиране на полиетиленгликол, полипропиленгликол или съполимери на етиленгликол/пропиленгликол при висока температура и налягане. Изборът на различни полиоксоалкилни структури може да регулира реакционната активност, жилавостта, вискозитета и хидрофилността на полиетерните амини. Полиетерният амин има предимствата на добра стабилност, по-малко избелване, добър гланц след втвърдяване и висока твърдост. Той може да се разтваря и в разтворители като вода, етанол, въглеводороди, естери, етиленгликолови етери и кетони.

Според проучването, потреблението на полиетер амини в Китай е надхвърлило 100 000 тона, което показва темп на растеж от над 25% през последните няколко години. Очаква се до 2025 г. обемът на пазара на полиетер амини в Китай да надхвърли 150 000 тона в краткосрочен план, а темпът на растеж на потреблението на полиетер амини се очаква да бъде около 8% в бъдеще.

 

Производственото предприятие на полиетер амин в Китай е Chenhua Co., Ltd., което има две производствени бази в Янчжоу и Хуай'ан. Разполага с общо 31 000 тона годишно полиетер амин (краен амино полиетер) (включително проектен капацитет от 3000 тона годишно за полиетер амин в процес на изграждане), 35 000 тона годишно алкил гликозиди, 34 800 тона годишно забавители на горенето, 8500 тона годишно силиконов каучук, 45 400 тона годишно полиетер, 4600 тона годишно силиконово масло и друг производствен капацитет от 100 тона годишно. Future Changhua Group планира да инвестира приблизително 600 милиона юана в индустриалния парк Хуай'ан в провинция Дзянсу, за да изгради годишно производство от 40 000 тона полиетер амин и 42 000 тона полиетер.

 

Освен това, представителни предприятия за полиетерни амини в Китай включват Wuxi Acoli, Yantai Minsheng, Shandong Zhengda, Real Madrid Technology и Wanhua Chemical. Според статистиката на планираните проекти в процес на изграждане, дългосрочният планиран производствен капацитет на полиетерни амини в Китай ще надхвърли 200 000 тона в бъдеще. Очаква се дългосрочният производствен капацитет на полиетерни амини в Китай да надхвърли 300 000 тона годишно, а дългосрочната тенденция на растеж ще продължи да бъде висока.

 

Второ, най-бързо развиващият се епоксиден втвърдител в индустрията за вятърна енергия: метилтетрахидрофталов анхидрид

 

Според проучването, най-бързо развиващият се втвърдител на епоксидна смола във вятърната енергетика е метилтетрахидрофталовият анхидрид. В областта на епоксидните втвърдители за вятърна енергия съществува и метилтетрахидрофталов анхидрид (MTHPA), който е най-често използваният втвърдител във високоефективни композитни материали на базата на епоксидна смола, подсилени с въглеродни влакна (или стъклени влакна), за лопатки на вятърни електроцентрали чрез процес на екструдиране. MTHPA се използва също в електронни информационни материали, фармацевтични продукти, пестициди, смоли и национална отбранителна промишленост. Метилтетрахидрофталовият анхидрид е важен представител на анхидридните втвърдители и също така е най-бързо развиващият се вид втвърдител в бъдеще.

 

Метилтетрахидрофталовият анхидрид се синтезира от малеинов анхидрид и метилбутадиен чрез синтез на диен и след това се изомеризира. Водещото местно предприятие в Китай е Puyang Huicheng Electronic Materials Co., Ltd., с мащаб на потребление от около хиляда тона. С бързия икономически растеж и подобряването на потреблението, търсенето на покрития, пластмаси и каучук също непрекъснато се увеличава, което допълнително стимулира растежа на пазара на метилтетрахидрофталов анхидрид.

В допълнение, анхидридните втвърдители включват също тетрахидрофталов анхидрид THPA, хексахидрофталов анхидрид HHPA, метилхексахидрофталов анхидрид MHHPA, метил-p-нитроанилин MNA и др. Тези продукти могат да се използват в областта на епоксидните втвърдители на лопатките на вятърни турбини.

 

Трето, епоксидните втвърдители с най-добри показатели във вятърната енергетика включват изофорон диамин и метилциклохексан диамин.

 

Сред продуктите за втвърдяване на епоксидни смоли, най-високоефективните разновидности на втвърдители включват изофлурон диамин, метилциклохександиамин, метилтетрахидрофталов анхидрид, тетрахидрофталов анхидрид, хексахидрофталов анхидрид, метилхексахидрофталов анхидрид, метил-p-нитроанилин и др. Тези втвърдители имат отлична механична якост, подходящо време за работа, ниско отделяне на топлина при втвърдяване и отлична оперативност при инжектиране и се прилагат в композитните материали от епоксидна смола и стъклени влакна за лопатките на вятърни турбини. Анхидридните втвърдители принадлежат към нагряващите втвърдители и са по-подходящи за процеса на екструдиране на лопатките на вятърни турбини.

 

Глобалните производствени предприятия на изофорон диамин включват BASF AG в Германия, Evonik Industries, DuPont в Съединените щати, BP във Великобритания и Sumitomo в Япония. Сред тях Evonik е най-голямото предприятие за производство на изофорон диамин в света. Основните китайски предприятия са Evonik Shanghai, Wanhua Chemical, Tongling Hengxing Chemical и др., с мащаб на потребление в Китай от около 100 000 тона.

 

Метилциклохександиаминът обикновено е смес от 1-метил-2,4-циклохександиамин и 1-метил-2,6-циклохександиамин. Той е алифатно циклоалкилово съединение, получено чрез хидрогениране на 2,4-диаминотолуен. Метилциклохександиаминът може да се използва самостоятелно като втвърдител за епоксидни смоли, а също така може да се смесва с други често срещани епоксидни втвърдители (като мастни амини, алициклични амини, ароматни амини, киселинни анхидриди и др.) или общи ускорители (като третични амини, имидазол). Водещите производители на метилциклохександиамин в Китай са Henan Leibairui New Material Technology Co., Ltd. и Jiangsu Weiketerri Chemical Co., Ltd. Вътрешното потребление е около 7000 тона.

 

Трябва да се отбележи, че органичните аминови втвърдители не са толкова екологични и имат по-дълъг срок на годност от анхидридните втвърдители, но са по-добри по отношение на производителност и време на работа в сравнение с анхидридните видове втвърдители.

 

Китай предлага голямо разнообразие от продукти за втвърдяване на епоксидни смоли в индустрията за вятърна енергия, но основните използвани продукти са единични. Международният пазар активно проучва и разработва нови продукти за втвърдяване на епоксидни смоли, а продуктите за втвърдяване непрекъснато се обновяват и усъвършенстват. Развитието на тези продукти на китайския пазар е бавно, главно поради високата цена на заместителите на формулите за продукти за втвърдяване на епоксидни смоли във вятърната енергетика и липсата на относително завършени продукти. Въпреки това, с непрекъснатото развитие на технологиите и интеграцията на втвърдителите на епоксидни смоли с международния пазар, китайските продукти за втвърдяване на епоксидни смоли в областта на вятърната енергия също ще претърпяват непрекъснати подобрения и усъвършенствания.


Време на публикуване: 27 ноември 2023 г.