W branży energetyki wiatrowej żywica epoksydowa jest obecnie szeroko stosowana w materiałach na łopaty turbin wiatrowych. Żywica epoksydowa to materiał o wysokiej wydajności, charakteryzujący się doskonałymi właściwościami mechanicznymi, stabilnością chemiczną i odpornością na korozję. W produkcji łopat turbin wiatrowych żywica epoksydowa jest szeroko stosowana w elementach konstrukcyjnych, złączach i powłokach łopat. Żywica epoksydowa zapewnia wysoką wytrzymałość, sztywność i odporność na zmęczenie konstrukcji wsporczej, szkieletu i elementów łączących łopaty, gwarantując stabilność i niezawodność łopaty.

Żywica epoksydowa może również poprawić odporność łopat na ścinanie wiatru i uderzenia, zredukować hałas wibracji łopat oraz poprawić wydajność wytwarzania energii wiatrowej. Obecnie żywica epoksydowa i utwardzanie modyfikowane włóknem szklanym są nadal stosowane bezpośrednio w materiałach łopat turbin wiatrowych, co może poprawić ich wytrzymałość i odporność na korozję.

W przypadku materiałów na łopaty turbin wiatrowych, do stosowania żywicy epoksydowej konieczne jest również użycie produktów chemicznych, takich jak utwardzacze i przyspieszacze:

Po pierwsze, najczęściej stosowanym utwardzaczem żywicy epoksydowej w przemyśle energetyki wiatrowej jest polieteroamina

Typowym produktem jest polieteroamina, która jest również najczęściej stosowanym utwardzaczem żywic epoksydowych w branży energetyki wiatrowej. Polieteroamina, utwardzacz żywicy epoksydowej, jest stosowany do utwardzania matrycowych żywic epoksydowych i klejów konstrukcyjnych. Charakteryzuje się doskonałymi, kompleksowymi właściwościami, takimi jak niska lepkość, długa żywotność, odporność na starzenie itp. Jest szeroko stosowana w energetyce wiatrowej, drukowaniu i barwieniu tekstyliów, antykorozyjnych systemach kolejowych, hydroizolacji mostów i statków, w poszukiwaniu ropy naftowej i gazu łupkowego oraz w innych dziedzinach. Produkcja polieteroaminy stanowi ponad 62% energii wiatrowej. Należy zauważyć, że polieteroaminy należą do organicznych żywic epoksydowych na bazie amin.

Zgodnie z badaniami, polieteroaminy można uzyskać poprzez aminowanie glikolu polietylenowego, glikolu polipropylenowego lub kopolimerów glikolu etylenowego i glikolu propylenowego w wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Wybór różnych struktur polioksoalkilowych może wpływać na aktywność reakcji, wytrzymałość, lepkość i hydrofilowość polieteroamin. Polieteroamina charakteryzuje się dobrą stabilnością, mniejszym wybielaniem, dobrym połyskiem po utwardzeniu i wysoką twardością. Może również rozpuszczać się w rozpuszczalnikach takich jak woda, etanol, węglowodory, estry, etery glikolu etylenowego i ketony.

Według badania, skala zużycia polieteroamin na chińskim rynku przekroczyła 100 000 ton, co oznacza wzrost o ponad 25% w ciągu ostatnich kilku lat. Oczekuje się, że do 2025 roku wolumen rynku polieteroamin w Chinach przekroczy 150 000 ton w krótkim okresie, a tempo wzrostu zużycia polieteroamin w przyszłości wyniesie około 8%.

Przedsiębiorstwem produkującym polieteroaminę w Chinach jest Chenhua Co., Ltd., posiadająca dwie bazy produkcyjne w Yangzhou i Huai'an. Łączna zdolność produkcyjna firmy wynosi 31 000 ton polieteroaminy rocznie (w tym projektowana zdolność produkcyjna 3000 ton polieteroaminy rocznie), 35 000 ton alkiloglikozydów rocznie, 34 800 ton środków zmniejszających palność rocznie, 8500 ton kauczuku silikonowego rocznie, 45 400 ton polieteru rocznie, 4600 ton oleju silikonowego rocznie oraz 100 ton innych produktów rocznie. Future Changhua Group planuje zainwestować około 600 milionów juanów w Park Przemysłowy Huai'an w prowincji Jiangsu, aby osiągnąć roczną produkcję 40 000 ton polieteroaminy i 42 000 ton projektów polieterowych.

Ponadto, do reprezentatywnych przedsiębiorstw produkujących polieteroaminy w Chinach należą Wuxi Acoli, Yantai Minsheng, Shandong Zhengda, Real Madrid Technology i Wanhua Chemical. Według statystyk planowanych projektów w trakcie realizacji, długoterminowe moce produkcyjne polieteroamin w Chinach przekroczą 200 000 ton w przyszłości. Oczekuje się, że długoterminowe moce produkcyjne polieteroamin w Chinach przekroczą 300 000 ton rocznie, a długoterminowy trend wzrostowy utrzyma się.

Po drugie, najszybciej rozwijającym się utwardzaczem żywicy epoksydowej w branży energetyki wiatrowej jest bezwodnik metylotetrahydroftalowy

Według badania, najszybciej rozwijającym się utwardzaczem żywic epoksydowych w branży energetyki wiatrowej jest bezwodnik metylotetrahydroftalowy. W sektorze utwardzaczy epoksydowych do elektrowni wiatrowych, występuje również bezwodnik metylotetrahydroftalowy (MTHPA), który jest najczęściej stosowanym utwardzaczem w wysokowydajnych materiałach kompozytowych na bazie żywicy epoksydowej, wzmocnionych włóknem węglowym (lub szklanym), stosowanych do produkcji łopat turbin wiatrowych metodą wytłaczania. MTHPA jest również stosowany w elektronicznych materiałach informacyjnych, produktach farmaceutycznych, pestycydach, żywicach oraz w przemyśle obronnym. Bezwodnik metylotetrahydroftalowy jest ważnym przedstawicielem utwardzaczy bezwodnikowych, a jednocześnie najszybciej rozwijającym się rodzajem utwardzacza w przyszłości.

Bezwodnik metylotetrahydroftalowy jest syntetyzowany z bezwodnika maleinowego i metylobutadienu poprzez syntezę dienową, a następnie izomeryzację. Wiodącym przedsiębiorstwem krajowym jest Puyang Huicheng Electronic Materials Co., Ltd., którego skala zużycia w Chinach wynosi około tysiąca ton. Wraz z szybkim wzrostem gospodarczym i wzrostem konsumpcji, popyt na powłoki, tworzywa sztuczne i gumę również stale rośnie, co dodatkowo napędza wzrost rynku bezwodnika metylotetrahydroftalowego.

Ponadto do utwardzaczy bezwodnikowych zalicza się także bezwodnik tetrahydroftalowy THPA, bezwodnik heksahydroftalowy HHPA, bezwodnik metyloheksahydroftalowy MHHPA, metylo-p-nitroanilinę MNA itp. Produkty te można stosować w utwardzaczach żywic epoksydowych do łopat turbin wiatrowych.

Po trzecie, utwardzacze żywic epoksydowych o najlepszych wynikach w branży energetyki wiatrowej obejmują izoforonodiaminę i metylocykloheksanodiaminę

Wśród utwardzaczy żywic epoksydowych, do najwydajniejszych utwardzaczy należą izofluronodwuamina, metylocykloheksanodiamina, bezwodnik metylotetrahydroftalowy, bezwodnik tetrahydroftalowy, bezwodnik heksahydroftalowy, bezwodnik metyloheksahydroftalowy, metylo-p-nitroanilina itp. Utwardzacze te charakteryzują się doskonałą wytrzymałością mechaniczną, odpowiednim czasem pracy, niskim wydzielaniem ciepła podczas utwardzania oraz doskonałą operacyjnością w procesie wtrysku. Są stosowane w materiałach kompozytowych z żywicy epoksydowej i włókna szklanego do łopat turbin wiatrowych. Utwardzacze bezwodnikowe należą do grupy utwardzaczy termicznych i są bardziej odpowiednie do procesu wytłaczania łopat turbin wiatrowych.

Do globalnych przedsiębiorstw produkujących izoforonodiaminę należą BASF AG w Niemczech, Evonik Industries, DuPont w Stanach Zjednoczonych, BP w Wielkiej Brytanii i Sumitomo w Japonii. Evonik jest największym producentem izoforonodiaminy na świecie. Główne przedsiębiorstwa chińskie to Evonik Shanghai, Wanhua Chemical, Tongling Hengxing Chemical itp., których skala zużycia w Chinach wynosi około 100 000 ton.

Metylocykloheksanodiamina to zazwyczaj mieszanina 1-metylo-2,4-cykloheksanodiaminy i 1-metylo-2,6-cykloheksanodiaminy. Jest to alifatyczny związek cykloalkilowy otrzymywany w wyniku uwodornienia 2,4-diaminotoluenu. Metylocykloheksanodiamina może być stosowana samodzielnie jako utwardzacz żywic epoksydowych, a także może być mieszana z innymi powszechnie stosowanymi utwardzaczami epoksydowymi (takimi jak aminy tłuszczowe, aminy alicykliczne, aminy aromatyczne, bezwodniki kwasowe itp.) lub ogólnymi przyspieszaczami (takimi jak aminy trzeciorzędowe, imidazol). Wiodącymi producentami metylocykloheksanodiaminy w Chinach są Henan Leibairui New Material Technology Co., Ltd. i Jiangsu Weiketerri Chemical Co., Ltd. Krajowe zużycie wynosi około 7000 ton.

Należy zauważyć, że utwardzacze na bazie amin organicznych nie są tak przyjazne dla środowiska i mają dłuższy okres przydatności do użycia niż utwardzacze bezwodnikowe, ale w porównaniu z nimi mają lepszą wydajność i dłuższy czas działania.

Chiny oferują szeroką gamę utwardzaczy do żywic epoksydowych w branży energetyki wiatrowej, ale główne produkty są pojedyncze. Rynek międzynarodowy aktywnie poszukuje i rozwija nowe utwardzacze do żywic epoksydowych, które są stale udoskonalane i iterowane. Postęp w rozwoju tych produktów na rynku chińskim jest powolny, głównie ze względu na wysokie koszty wymiany formuł utwardzaczy do żywic epoksydowych w branży energetyki wiatrowej oraz brak stosunkowo kompletnych produktów. Jednak wraz z ciągłym postępem technologicznym i integracją utwardzaczy do żywic epoksydowych z rynkiem międzynarodowym, chińskie utwardzacze do żywic epoksydowych w sektorze energetyki wiatrowej również będą podlegać ciągłym udoskonaleniom i iteracjom.