近幾年，全球能源向高效、清潔、多元化的方向飛速發(fā)展，風能作為一種清潔的可再生能源，越來越受到世界各國的關注。而樹脂是制造高強度復合材料的關鍵成分，因此被廣泛的應用于風電產業(yè)、航空航天、汽車和運動器材制造等行業(yè)中。

（資料圖：中船海裝）

01 什么是樹脂？

樹脂通常是指受熱后有軟化或熔融范圍，軟化時在外力作用下有流動傾向，常溫下是固態(tài)、半固態(tài)，有時也可以是液態(tài)的有機聚合物。廣義上是指用作塑料基材的聚合物或預聚物。一般不溶于水，能溶于有機溶劑。按來源可分為天然樹脂和合成樹脂；按其加工行為不同的特點又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。

天然樹脂

天然樹脂是指由自然界中動植物分泌物所得的無定形有機物質，如松香、琥珀、蟲膠等。天然樹脂特點是受熱時變軟，可熔化，在應力作用下有流動傾向，一般不溶于水，而能溶于醇、醚、酮及其他有機溶劑。主要用作涂料，也可用于造紙、絕緣材料、膠粘劑、醫(yī)藥、香料等的生產過程。

合成樹脂

合成樹脂是指由簡單有機物經化學合成或某些天然產物經化學反應而得到的樹脂產物，如酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂等，其中合成樹脂是塑料的主要成分。合成樹脂還是制造合成纖維、涂料、膠粘劑、絕緣材料等的基礎原料，廣泛使用的樹脂混凝土也以合成樹脂為膠凝材料。

（資料圖：元邦樹脂）

熱塑性樹脂

熱塑性樹脂是可反復加熱軟化、冷卻固化的一大類合成樹脂，無論加熱和冷卻重復進行多少次，均能保持這種性能。熱塑性樹脂的優(yōu)點是加工成型簡便，具有較高的機械能，缺點是耐熱性和剛性較差。例如PE-聚乙烯、PP-聚丙烯、PVC-聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、橡膠等。

熱固性樹脂

熱固性樹脂是一種高分子聚合物材料，在加熱過程中會發(fā)生化學反應，固化成堅硬的三維網絡結構，一旦固化，即使再次加熱也不會軟化或熔化。優(yōu)點是高強度、耐熱性好、電性能優(yōu)良、抗腐蝕、耐老化、尺寸穩(wěn)定性好等。例如環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂，乙烯基酯，雙馬來酰胺、熱固性聚酰亞胺、氰酸酯等。

02 風電產業(yè)中樹脂的應用

風電葉片用樹脂又稱為風力發(fā)電機葉片材料，是一種高性能的復合材料，具有輕質、高強、耐磨損、耐腐蝕等特點，主要用于風力發(fā)電機的葉片制造。

（資料圖：上緯新材）

風電葉片用樹脂有環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂和環(huán)氧乙烯基酯樹脂等。目前市場上主要的葉片制造商均采用環(huán)氧樹脂作為葉片灌注成型的基體材料，少數(shù)廠商采用乙烯基酯樹脂或不飽和聚酯樹脂。

風電葉片防護涂層材料的幾種聚合物樹脂有聚氨酯、氟樹脂、丙烯酸樹脂等。

環(huán)氧樹脂

環(huán)氧樹脂是一種具有優(yōu)異性能的熱固性樹脂，具有良好的粘接性、耐磨性、耐腐蝕性和絕緣性等特點。環(huán)氧樹脂主要應用于葉片的結構粘接、保護和修復等方面。通過使用環(huán)氧樹脂，可以有效提高風電葉片的強度、耐久性和抗老化性能，從而提高風力發(fā)電機組的整體運行效率。

（資料圖：元邦樹脂）

風電葉片結構粘接方面

因環(huán)氧樹脂可以通過分子鏈的交聯(lián)反應形成高度穩(wěn)定的三維網絡結構，還具有良好的耐候性和抗紫外線性能，因此可以提風電葉片的承載能力和抗疲勞性能。

在風電葉片保護和修復方面

環(huán)氧樹脂可以有效地填充風電葉片因外部環(huán)境因素、惡劣天氣等導致的葉片表面磨損、裂紋等損傷。因其良好的修復性能，可以在葉片損壞后進行快速修復，降低維護成本。

風電葉片制造過程中

與傳統(tǒng)的粘接材料相比，環(huán)氧樹脂具有更快的固化速度和更低的固化溫度，可以在更短的時間內完成葉片的生產。還可以通過改性和優(yōu)化配方滿足不同類型風電葉片的需求，提高生產效率、降低成本。

不飽和聚酯樹脂

不飽和聚酯樹脂具有優(yōu)異的機械性能、耐腐蝕性和耐候性，可以用于制造風力發(fā)電機葉片和風力發(fā)電機塔筒。使用不飽和聚酯樹脂可以提高葉片的強度和抗沖擊性，降低葉片的損壞率和維護成本，提高塔筒的抗腐蝕性和耐候性，延長其使用壽命。

隨著科技的發(fā)展，不飽和聚酯樹脂在新能源領域的應用也在不斷拓展，比如研究將不飽和聚酯樹脂與其他高性能材料相結合，以制造更輕、更強、更耐用的風力發(fā)電機葉片和塔筒。

但是，不飽和聚酯樹脂也有一定的缺陷，比如它在生產過程中可能產生有害物質，對環(huán)境和人體健康造成潛在威脅。

環(huán)氧乙烯基酯樹脂

環(huán)氧乙烯基酯樹脂也簡稱為乙烯基酯樹脂、乙烯酯樹脂，是一種熱固性樹脂。具有高強度、耐化學腐蝕和良好工藝性能等優(yōu)點，并且沒有環(huán)氧樹脂高粘度、不易加工及高成本的缺點。

環(huán)氧乙烯基酯樹脂可用于粘接不飽和聚酯樹脂基材類葉片，具有優(yōu)良的韌性、熱穩(wěn)定性和良好的操作工藝性，可廣泛應用于風機葉片等粘接。

聚氨酯樹脂

聚氨酯樹脂具備優(yōu)良的耐油耐磨性、耐化學藥品性、較強的附著能力，故由其所制的涂料已最廣泛地應用在風電葉片上。因聚氨酯樹脂與水可以發(fā)生反應，具有發(fā)泡功能，所以在存儲、運輸和使用過程中，必須嚴格控制其含水率，避免水分對其性能造成影響，導致葉片在使用過程中出現(xiàn)開裂、變形等問題。

氟樹脂

氟樹脂具有良好的化學穩(wěn)定性、耐候性、耐熱耐寒性、耐輻射性，另外含氟聚合物表面能低，具有疏水疏油的特點，優(yōu)異的自潤滑性能與低摩擦性能使得其被應用于風電葉片涂料方面。

傳統(tǒng)氟樹脂以聚偏氟乙烯（PVDF）為代表，PVDF涂料戶外的使用壽命可達20年以上。盡管具備優(yōu)良的耐候性、韌性好、耐粉化等特點，但由于PVDF涂料的涂敷需要經過高溫烘烤，加工過程稍顯繁瑣。

丙烯酸樹脂

丙烯酸樹脂涂料因其耐候、耐光、耐腐蝕性能優(yōu)異，粘接性好，對底材的附著能力強，已在各個領域得到廣泛應用。但該樹脂耐水、耐溶劑性能相對較差，且不耐磨，所以一般將丙烯酸樹脂作為風電葉片涂料的底漆使用。

03 風電樹脂相關企業(yè)

據(jù)相關報告統(tǒng)計，風電葉片專用環(huán)氧樹脂主要產地在中國、歐洲和北美，風電葉片專用環(huán)氧樹脂主要生產商主要包括道生天合、上緯新材、惠柏新材、博匯新材料、埃迪亞貝拉、聚合科技、康達新材、Westlake Chemical、Olin Corporation等。

道生天合

道生天合材料科技（上海）股份有限公司總部位于上海，致力于研究與開發(fā)高性能系統(tǒng)材料，在環(huán)氧樹脂、聚氨酯、丙烯酸等產品方面， 擁有一支經驗成熟的技術團隊，為全球客戶提供專業(yè)的產品和技術支持。

涉及領域涵蓋風電葉片用材料、新型復合材料用樹脂、新能源汽車及工業(yè)用膠粘劑三大系列產品， 主要為風電、新能源汽車、儲能、氫能等新能源領域，以及航空、油氣開采、電力、模具制造等領域的國內外客戶提供系列化、差異化和精細化的新材料產品綜合解決方案。同時，公司產品在光伏、消費電子、半導體、軌道交通、3D打印、5G通訊、航運和建材等領域也具有十分廣闊的應用前景。

上緯新材

上緯公司成立于1992年，其中新材料事業(yè)總部-上緯新材料科技股份有限公司設在上海，主營環(huán)保高性能耐腐蝕材料、風電葉片用材料、新型復合材料的研發(fā)、生產和銷售。主要產品包括乙烯基酯樹脂、特種不飽和聚酯樹脂、風電葉片用灌注樹脂、手糊樹脂、膠粘劑、風電葉片大梁用預浸料樹脂、風電葉片大梁用拉擠樹脂、環(huán)境友好型樹脂、軌道交通用安全材料等多個應用系列。

（資料圖：上緯新材）

公司產品屬于新材料領域，下游主要應用領域包括節(jié)能環(huán)保和新能源兩大領域。其中節(jié)能環(huán)保領域主要包括軌道交通用安全材料及電力、石化、電子電氣、冶金、半導體、建筑工程等行業(yè)的污染防治工程；新能源領域包括風電葉片用材料、汽車輕量化材料等方面。

惠柏新材

惠柏新材料科技（上海）股份有限公司，自2010年在上海成立以來，公司始終專注于特種配方改性環(huán)氧樹脂品類，通過密切追蹤國內外相關技術及應用動態(tài)，不斷研發(fā)改性環(huán)氧樹脂配方種類以滿足市場需求。目前，公司主要圍繞風電葉片市場、電子電氣絕緣封裝市場、交通運輸輕量化市場、體育休閑器材市場及新型顯示屏市場等多個市場集中深入發(fā)掘下游客戶應用需求，為客戶提供差異化、定制化、精細化的產品綜合解決方案。

04 風電葉片專用環(huán)氧樹脂的發(fā)展

2000年以前，中國風電葉片行業(yè)原材料除玻璃纖維外，從模具樹脂，表面膠衣，到葉片產品樹脂，膠黏劑，芯材，工藝輔材基本被國外企業(yè)壟斷，葉片技術也壟斷在國外廠商手中。

后來隨著中國風電葉片企業(yè)技術進步以及低成本優(yōu)勢吸引越來越多的下游整機廠商對葉片進行自產，葉片產品的設計逐步從葉片企業(yè)轉移到了整機企業(yè)。

2021-2022年以來，100m以上的海上風電葉片，在中國風電行業(yè)已是隨處可見。目前，全球60-70%以上的風電葉片在中國生產，國際領軍企業(yè)的主要工廠也在中國，整個產業(yè)鏈的蓬勃需求使得市場對環(huán)氧樹脂的需求倍增。

風電葉片專用環(huán)氧樹脂占據(jù)市場領導位置的企業(yè)主要依靠的是體量優(yōu)勢而非技術優(yōu)勢，目前主要企業(yè)的毛利率表明該行業(yè)盈利主要依賴高銷售量而非技術壁壘和配套壁壘。

在全國日益激烈競爭的環(huán)氧樹脂市場中，未來不排除部分風電葉片專用環(huán)氧樹脂向上延伸產業(yè)鏈，建立完整的配套生產單體從而提高利潤。

在過去，風電葉片呈現(xiàn)非常典型的周期波動，大部分企業(yè)不愿意建立上游工廠。如未來全球的葉片的年均需求量穩(wěn)定在100GW以上，則建立上游工廠是有利可圖的。環(huán)氧樹脂行業(yè)向集約化、規(guī)模化發(fā)展，產品質量及價格透明度得以不斷提升。

來源綜合自：百度百科，QYResearch、 復材生態(tài)圈、新能源用新材料等