家高技术研究发展计划（863计划）新材料技术领域“MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化”重点项目申请指南

　　风轮叶片是风力发电机组的关键核心部件之一，约占其总成本的20%左右，因此有效控制风轮叶片的制造成本是降低风力发电机组总造价的重要途径之一。目前，制造MW级风轮叶片所用的关键结构材料大部分依赖进口，严重制约了我国风电叶片制造行业核心竞争力的提升。通过集成技术创新和重点材料的研究攻关，推动我国MW级风轮叶片关键结构材料的国产化，研究提出并形成相关行业标准和技术规范，对于保障我国风电产业的健康、稳定和快速发展具有重要意义。

　　本项目拟重点开展高性能真空灌注环氧树脂体系的研发及工程化研究、高性能环氧结构胶粘剂的研发及规模化生产技术示范研究、高强高模E玻璃纤维及其多轴向织物的研发及工程应用技术研究、高性能泡沫夹芯材料以及高性能多用途叶片保护涂料的研发及规模化生产技术研究，突破关键技术，推动MW级风轮叶片关键材料的国产化。

　　为公正、公平、公开地选择项目承担单位，充分调动相关企业、科研院所及高等院校的积极性，集成全国风电叶片材料领域的优势研发力量开展本项目的工作，特此发布本重点项目申请指南。

　　MW级风力发电机组风轮叶片原材料国产化

　　研究开发高性能真空灌注环氧树脂、高性能环氧结构胶粘剂、高强高模E玻璃纤维（织物）、高性能泡沫夹芯材料以及风电叶片涂料等MW级风力发电机组风轮叶片制造所需关键材料，建成中试规模以上试验生产线，满足批量化生产需要，材料成本较国外同类产品降低15％以上；完成3套以上完全使用国产化关键结构材料MW级叶片试验件的制作，按照国际标准完成叶片型式试验，并在风场实际装机试运行考核2000小时，全面验证并评价国产关键结构材料的可靠性等综合经济技术指标；研究提出我国MW级风轮叶片关键结构材料相关行业标准和技术规范。

　　本项目设置课题3项。

　　（1）高性能真空灌注环氧树脂体系研发及工程化研究：研发具有高强度、低粘度以及良好疲劳性能的真空灌注环氧树脂体系，满足目前主流的MW级风轮叶片环氧树脂真空灌注成型工艺的要求，探索具有低温固化、高温使用特性的新型高性能真空灌注环氧树脂体系，研究批量稳定生产技术，满足工程化应用的需要。

　　（2）高强高模E玻璃纤维及其多轴向织物工程应用技术研究：研究开发高强度、高模量E玻璃纤维及配套表面浸润剂技术，研究不同配方浸润剂条件下纤维与真空灌注环氧树脂的界面结合特性；研发高强高模E玻璃纤维多轴向织物的批量化生产技术，研究编织过程中的纤维损伤控制技术，以获得最佳复合材料结构强度。研究高强高模E玻璃纤维规模化生产技术，研发配套多轴向织物生产设备及工业化生产技术。

　　（1）环氧树脂体系：拉伸强度≥70 MPa；拉伸模量≥3100 MPa；弯曲强度≥100 MPa；G_1c ≥150J/m²（70℃/7h）；断裂伸长率8-12%；冲击强度≥70kJ/m²；固化收缩率≤2.5%；树脂混合体系初始粘度≤250mps（25℃）；凝胶时间≥2h；反应放热温度≤100℃；玻璃化转变温度≥70℃（70℃/7h）；吸水率（10天/23℃）≤0.35%(70℃/7h)；申请国家专利5项；研究提出产品技术标准2项；建成5万吨/年试验生产线1条；弯曲模量≥3300 MPa；层间剪切强度≥55 MPa；断裂韧性

　　（2）高强高模E玻璃纤维：密度≤2.6kg/m³；单丝直径≤20μm；拉伸强度≥2150MPa；拉伸模量≥77GPa；耐腐性(10%硫酸条件下)失重≤5%；申请国家专利4项；研究提出产品技术标准2项；建成2万吨/年生产能力的高强高模玻璃纤维生产线1条，配套建设多轴向织物生产线4条，年生产多轴向织物2万吨。

　　（1）环氧结构胶粘剂规模制备技术研究：研究具有高粘结强度、良好触变特性以及优异疲劳性能、耐候性能的高性能环氧结构胶粘剂，满足MW级风轮叶片大面积结构粘接的需要。研究高性能环氧结构胶规模化生产技术，保证产品品质的稳定可靠。

　　（2）泡沫夹芯材料规模化制备技术研究：研究高性能闭孔型泡沫夹芯材料的规模化发泡生产技术，重点解决发泡壁厚和孔径均一化难题，研究不同密度条件下发泡控制技术以及力学性能的对应关系，研发密度分别为60kg/m³及80kg/m³两种规格的泡沫材料及其工业化生产技术。

　　（3）叶片表面保护涂料规模化制备技术研究：研发高性能多用途聚氨酯叶片表面保护涂料体系，提高叶片耐紫外老化、耐风沙侵蚀以及耐湿热、盐雾腐蚀能力，适应我国南北方不同极端气候条件下风电场使用需求，保证风轮叶片20年的设计使用寿命。

　　（1）环氧结构胶粘剂：拉伸强度（23℃）≥70Mpa；拉伸模量（23℃）≥4000Mpa；剪切模量G’ ≥1400MPa（50℃）；断裂韧性G_1c ≥1.9J/m²（70℃/4h）；断裂延伸率≥3.0%；单面搭接剪切强度（玻璃钢/玻璃钢）≥15Mpa；最大堆高≥30mm；反应放热温度≤70℃；玻璃化转变温度≥68℃（70℃/4h）；固化收缩率≤0.2%；申请国家专利3项；研究提出产品技术标准1项；建成年产7000吨环氧结构胶粘剂试验生产线1条。

　　（2）泡沫夹芯材料：密度范围60±5kg/m³泡沫材料：拉伸强度≥1.8Mpa，拉伸模量≥75 MPa，压缩强度≥0.8MPa，压缩模量≥70 MPa，剪切强度≥0.7MPa，剪切模量≥20 MPa，耐热温度≥85℃，吸水率≤1.8%；密度范围80±5kg/m³泡沫材料：拉伸强度≥2.4MPa，拉伸模量≥95MPa，压缩强度≥1.4MPa，压缩模量≥90 MPa，剪切强度≥1.1MPa，剪切模量≥30MPa，耐热温度≥85℃，吸水率≤1.8%；申请国家专利3项；研究提出产品技术标准1项；建成高性能泡沫夹芯材料示范生产线1条，产能≥50000m³/年。

　　（3）叶片表面保护涂料：附着力≥5MPa；自然表干/8h，40℃烘干/3h；耐磨性500g/500转≤20 mg；耐盐雾≥2000h，无脱落，附着力保持80%；耐砂尘试验满足GB2423.37-89。申请国家专利2项；研究提出产品技术标准1项；建成高性能聚氨酯叶片表面保护涂料示范生产线1条，产能≥1000吨/年。