复合材料风电叶片辅材及工艺
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2010年，可以说是我国海上风电开始有序发展的“元年”。

对于当前业界高度关注的海上风电特许权招标问题，国家能源局可再生能源司副司长史立山对记者表示，加快海上风电建设的条件已基本具备，海上风电将是今后风电发展的重点之一。

由此可见，未来风电项目对风电叶片的要求将会更高，更轻质的大型复合材料叶片将会受到市场的青睐。

复合材料的市场机遇
风机叶片用主要材料体系包括各种增强材料、基体材料、夹层泡沫、胶粘剂和各种辅助材料等。

增强材料
对于同一种基体树脂来讲，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。

但是，碳纤维的价格目前是玻璃纤维的10倍左右。

由于价格的因素，目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。

因此玻璃纤维仍是风机叶片制造未来主要的增强材料。

随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。

为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷，风机叶片可以采用玻璃纤维/碳纤维混
杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。

这样，不仅可以提高叶片的承载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。

因此碳纤维在中国无法突破技术瓶颈的前提下，这种与玻璃纤维混搭增强也是一个重要市场。

其他增强材料方面，我国竹纤维增强风电叶片已经实现批量生产，因此天然纤维也将分得风电叶片市场的一杯羹。

基体材料
目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。

为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能，必须对树脂基体系统进行精心设计和改进，采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。

同时，为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期使用性能，可以更多地采用耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。

夹层泡沫
夹芯材料成本约占叶片材料总成本的20%。

在风电叶片设计中，夹层结构芯材的选择主要考虑三个方面的因素：力学性能（强度、刚度和密度）要求、工艺条件（承受的温度、制品形状、芯材的加工等）要求和价格。

做好叶片夹层结构设计和芯材选择的前提是要充分了解各类芯材的性能特点，同时，一般要根据最终产品的性能和工艺方法进行特定的试验来减小风险。

在产品设计的初期就与芯材供应商进行充分的探讨则会取得事半功倍的效果。

可挤压糊状泥制作风叶阳模及风叶复合材料模具（涂敷胶衣）
胶粘剂等其他辅助材料
胶粘剂的作用是把叶片芯材与壳体，以及上、下半叶片壳体互相粘结，并将壳体缝隙填实从而构成牢固的整体。

在中国胶粘剂剂市场，多数通用型产品供大于求的局面没有改变，而部分高性能、高品质胶黏剂及胶黏制品需求量增加，如用于电子电气、精密仪器仪表、
汽车、航天航空等行业的产品。

由于市场需求量的快速增长和环保节能法规的强制执行，今后一些水基型、热熔型、生物降解型、光固化型、室温和低温固化型及无溶剂和高固含量型等环保节能产品，部分改性型、反应型、多功能型等高新技术产品，将会有较大发展，增长率将高于一般产品。

另外胶黏剂最大的需求将来自木工和建筑业，装配和运输业则是需求增长最快的领域。

随着专业化程度的不断增升，中国胶黏剂产品的质量和水平将会显著提高，生产将更趋集中。

真空灌注成型工艺适宜大型风机叶片批量生产
风机叶片是体现风能技术进步的关键风力机组部件，风机叶片产业是伴随着风电产业及风电设备产业的发展而迅速飙升的。

随着国内企业和科研院所的共同努力，中国风机叶片产业的供给能力迅速提升。

风电叶片是一种高性能的复合材料产品，制造条件要求高，温度要求16℃~25℃，空气湿度要求低于70%。

传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺制造。

目前，随着人们对环境保护意识的提高，风能作为清洁可再生的能源得到了社会各界高度的重视，风电产业飞速发展，从而对风力发电机叶片的需求也迅速增加，在风机叶片的批量生产上要求的技术水平也不断提升。

真空灌注成型工艺的出现解决了大型风机叶片批量生产的难题，目前这种工艺已被很多大型叶片制造商所看好，如：中材科技、中复连众、中航惠腾、东方电气等。

风机叶片用真空灌注成型工艺(Vacuum infusion process)的主要原理简单介绍如下：
首先在模腔中铺放好按性能和结构要求设计好的增强材料预成型体，采用注射设备将专用低粘度注射树脂体系注入闭合模腔，模具具有周边密封和紧固以及注射及排气系统，以保证树脂流动顺畅，并排出模腔中的全部气体和彻底浸润纤维，并且模具有加热系统，可进行加热固化而成型复合材料构件，属于半机械化的复合材料成型工艺。

工人只需将设计好的干纤维预成型体放到模具中合模，随后的工艺则完全靠模具和注射系统来完成和保障，没有任何树脂的暴露，因而对工人的技术和环境的要求远远低于手糊工艺，并可有效地控制产品质量。

同时由于采用了低粘
度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料质量和生产效率。

风机叶片真空吸塑成型(VRAM)工艺
在树脂传递模塑(RTM)工艺和真空辅助RTM工艺(VARTM)发展过程中，真空吸塑成型(VRAM)工艺的开发成功可谓具有里程碑的意义。

这一技术的应用不仅增加了树脂的传递动力，而且排除了模具及树脂中的气泡和水分，并且为树脂在模腔中的流动打工了通道，形成了完整的通路；更重要的是VRAM工艺完全利用真空，从而有效避免了在RTM和VARTM工艺中因注射产和的强大压力所引起的冲刷纤维现。