風力発電業界では、現在、エポキシ樹脂が風力タービンブレードの材料として広く使用されています。エポキシ樹脂は、優れた機械的特性、化学的安定性、耐腐食性を備えた高性能材料です。風力タービンブレードの製造において、エポキシ樹脂はブレードの構造部品、コネクタ、コーティングなどに広く使用されています。エポキシ樹脂は、ブレードの支持構造、骨組み、接続部に高い強度、剛性、耐疲労性を提供し、ブレードの安定性と信頼性を確保します。
エポキシ樹脂は、ブレードの耐風せん断性および耐衝撃性を向上させ、ブレードの振動騒音を低減し、風力発電効率を向上させる効果もあります。現在でも、エポキシ樹脂とガラス繊維改質硬化剤は風力タービンブレード材料に直接使用されており、強度と耐腐食性を向上させることができます。
風力タービンのブレード材料では、エポキシ樹脂の塗布に硬化剤や促進剤などの化学製品の使用も必要になります。
まず、風力発電業界で最も一般的に使用されているエポキシ樹脂硬化剤はポリエーテルアミンである。
代表的な製品はポリエーテルアミンで、風力発電業界で最も一般的に使用されているエポキシ樹脂硬化剤製品でもあります。ポリエーテルアミンエポキシ樹脂硬化剤は、マトリックスエポキシ樹脂や構造用接着剤の硬化に用いられ、低粘度、長寿命、抗老化などの優れた総合特性を有しています。風力発電、繊維印刷・染色、鉄道防食、橋梁・船舶防水、石油・シェールガス探査などの分野で広く利用されています。ポリエーテルアミンの下流用途は、風力発電の62%以上を占めています。なお、ポリエーテルアミンは有機アミンエポキシ樹脂に属します。
調査によると、ポリエーテルアミンは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、またはエチレングリコール/プロピレングリコール共重合体を高温高圧下でアミノ化することで得られる。異なるポリオキソアルキル構造を選択することで、ポリエーテルアミンの反応活性、靭性、粘度、親水性を調整することができる。ポリエーテルアミンは、安定性に優れ、白化が少なく、硬化後の光沢が良好で、硬度が高いという利点がある。また、水、エタノール、炭化水素、エステル、エチレングリコールエーテル、ケトンなどの溶媒にも溶解する。
調査によると、中国のポリエーテルアミン市場の消費規模は10万トンを超え、ここ数年で25%以上の成長率を示しています。2025年には、中国のポリエーテルアミン市場規模は短期的には15万トンを超え、将来的にはポリエーテルアミンの消費量成長率は8%程度になると予想されています。
中国におけるポリエーテルアミン生産企業は晨華有限公司で、揚州と淮安の2つの生産拠点を有しています。ポリエーテルアミン(末端アミノポリエーテル)年間31,000トン(建設中の設計能力3,000トン/年のポリエーテルアミンプロジェクトを含む)、アルキルグリコシド35,000トン/年、難燃剤34,800トン/年、シリコーンゴム8,500トン/年、ポリエーテル45,400トン/年、シリコーンオイル4,600トン/年などの年間生産能力は100トンです。未来彰化グループは江蘇省淮安工業園区に約6億人民元を投資し、年産40,000トンのポリエーテルアミンと42,000トンのポリエーテルプロジェクトを建設する予定です。
また、中国におけるポリエーテルアミンの代表的な企業としては、無錫阿克利、煙台民生、山東正大、レアル・マドリード・テクノロジー、万華化工などが挙げられます。計画中の建設プロジェクトの統計によると、中国のポリエーテルアミンの長期計画生産能力は将来的に20万トンを超える見込みです。中国のポリエーテルアミンの長期生産能力は年間30万トンを超え、長期的な成長傾向が続くと予想されています。
第二に、風力発電業界で最も急速に成長しているエポキシ樹脂硬化剤:メチルテトラヒドロフタル酸無水物
調査によると、風力発電業界で最も急速に成長しているエポキシ樹脂硬化剤は、メチルテトラヒドロフタル酸無水物硬化剤です。風力発電用エポキシ樹脂硬化剤の分野では、メチルテトラヒドロフタル酸無水物(MTHPA)も挙げられます。これは、押し出し成形プロセスによる風力発電ブレード用の高性能エポキシ樹脂ベースの炭素繊維(またはガラス繊維)強化複合材料において最も一般的に使用されている硬化剤です。MTHPAは、電子情報材料、医薬品、農薬、樹脂、国防産業にも使用されています。メチルテトラヒドロフタル酸無水物は、無水物硬化剤の重要な代表であり、今後最も急速に成長するタイプの硬化剤でもあります。
メチルテトラヒドロフタル酸無水物は、無水マレイン酸とメチルブタジエンからジエン合成を経て異性化され、合成されます。国内の主要企業は濮陽慧成電子材料有限公司で、中国国内での消費規模は約1,000トンです。急速な経済成長と消費の高度化に伴い、コーティング、プラスチック、ゴムなどの需要も継続的に増加しており、メチルテトラヒドロフタル酸無水物市場の成長をさらに牽引しています。
また、無水物硬化剤としては、テトラヒドロフタル酸無水物THPA、ヘキサヒドロフタル酸無水物HHPA、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物MHHPA、メチル-p-ニトロアニリンMNAなどがあり、これらの製品は風力タービンブレードエポキシ樹脂硬化剤の分野で使用することができます。
第三に、風力発電産業において最も優れた性能を示すエポキシ樹脂硬化剤としては、イソホロンジアミンとメチルシクロヘキサンジアミンが挙げられる。
エポキシ樹脂硬化剤製品の中で最も高性能な硬化剤の種類としては、イソフルロンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、メチル-p-ニトロアニリンなどがあります。これらの硬化剤製品は、優れた機械的強度、適切な操作時間、低い硬化発熱、優れた射出成形操作性を備えており、風力タービンブレード用のエポキシ樹脂とガラス繊維の複合材料に応用されています。無水物硬化剤は加熱硬化に属し、風力タービンブレードの押出成形プロセスに適しています。
イソホロンジアミンの世界生産企業としては、ドイツのBASF AG、アメリカのエボニック・インダストリーズ、アメリカのデュポン、イギリスのBP、日本の住友などが挙げられます。その中でも、エボニックは世界最大のイソホロンジアミン生産企業です。中国の主要企業は、上海エボニック、万華化学、銅陵恒興化学などであり、中国国内での消費規模は約10万トンです。
メチルシクロヘキサンジアミンは、通常、1-メチル-2,4-シクロヘキサンジアミンと1-メチル-2,6-シクロヘキサンジアミンの混合物であり、2.4-ジアミノトルエンの水素化によって得られる脂肪族シクロアルキル化合物です。メチルシクロヘキサンジアミンは、エポキシ樹脂の硬化剤として単独で使用できるほか、他の一般的なエポキシ硬化剤(脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、酸無水物など)や一般的な硬化促進剤(第三級アミン、イミダゾールなど)と混合することもできます。中国におけるメチルシクロヘキサンジアミンの主要生産者には、河南雷柏瑞新材料科技有限公司と江蘇省威克利化学有限公司などがあり、国内消費規模は約7,000トンです。
有機アミン硬化剤は、無水物硬化剤ほど環境に優しくなく、保存期間も長いですが、無水物硬化剤の種類に比べて性能と動作時間が優れていることに注意してください。
中国の風力発電産業におけるエポキシ樹脂硬化剤製品は多種多様ですが、主に使用されている製品は単一です。国際市場では新しいエポキシ樹脂硬化剤製品の探索と開発が盛んに行われており、硬化剤製品は絶えずアップグレードと反復を続けています。中国市場でのこのような製品の進歩は遅く、主に風力発電産業におけるエポキシ樹脂硬化剤製品の処方変更コストが高く、比較的完成度の高い製品が不足しています。しかし、技術の継続的な進歩とエポキシ樹脂硬化剤の国際市場への統合に伴い、中国の風力発電分野におけるエポキシ樹脂硬化剤製品も継続的にアップグレードと反復を経ることになります。
投稿日時: 2023年11月27日