20151019-新材料在线-风电系列报告之_风电涂料研究报告_19页_1mb

风电涂料研究报告总结

核心内容概述

本报告全面分析了风电涂料在不同部件上的应用及技术要求，涵盖了风电塔架、叶片、电气设备等关键部位的防腐涂料体系，并探讨了全球和中国市场的发展现状与前景。

风电装备防护环境

风电装备需面对多种腐蚀环境，包括：

• 大气腐蚀环境：分为C1至C5-M等级，其中C5-M为最高腐蚀等级（海洋环境）。
• 水和土壤腐蚀环境：分为Im1（淡水）、Im2（海水或盐水）、Im3（土壤）。

此外，还需考虑自然环境因素如霜降、沿海盐雾、雷电、沙尘和太阳辐射等对设备的影响。

风电塔架涂料

防护要求

• 塔筒外壁处于C4至C5-M腐蚀环境，内壁为C3。
• 防腐寿命要求为20年以上。
• 需要较厚的漆膜和良好的延展性能以适应塔筒的圆形结构。

涂料体系

• 底漆：环氧富锌底漆，提供电化学保护。
• 中间漆：环氧厚浆漆或环氧云铁漆，提供屏蔽保护。
• 面漆：聚氨酯或氟碳面漆，兼具防腐与装饰功能。

涂料性能

• 聚氨酯涂料：机械性能优异，是当前主流。
• 氟碳涂料：耐候性极佳，寿命可达20年以上，虽成本较高，但综合成本优势明显，是未来发展方向。

海上风电塔架涂料

海上风电塔架腐蚀环境更为复杂，包括：

• 海洋大气腐蚀
• 飞溅区的腐蚀
• 潮差区的腐蚀
• 全浸区和海泥区的腐蚀

涂料体系

• 塔筒外部：环氧富锌/无机富锌 + 高固体分环氧涂料 + 脂肪族聚氨酯/聚硅氧烷/氟碳面漆，干膜厚度分别为70μm、350μm、80μm。
• 塔筒内部：环氧富锌 + 高固体分环氧涂料 + 环氧底漆，干膜厚度分别为50μm、300μm、50μm。
• 甲板平台（承台）：环氧玻璃鳞片 + 脂肪族聚氨酯面漆，干膜厚度分别为500μm、50μm。
• 潮差区-飞溅区：无溶剂环氧涂料，干膜厚度为750μm。
• 全浸区-海泥区：环氧底漆 + 环氧玻璃鳞片，干膜厚度分别为50μm、400μm。

风电叶片涂料

风电叶片主要采用复合材料，其涂料需满足以下性能：

• 优异附着力：平均附着力需超过8MPa。
• 良好柔韧性：防止漆膜开裂、脱落。
• 耐磨性和抗石击性：适应高速运行环境。
• 良好耐候性：10年无明显光泽变化、粉化、剥落、霉变。
• 防电击：禁用导电颗粒和铁磁性材料。
• 涂膜平滑：减少能量损耗，提高转化效率。
• 耐化学品性：需耐有机溶剂、液压油、润滑油及高压清洗。
• 耐高低温性：适应-20~50℃温差及运行时的摩擦升温。
• 耐冷冻性：应对超过25mm的冰层覆盖。
• 低吸水率：适应海上环境。

涂料体系

• 无溶剂聚氨酯底漆 + 水性聚氨酯面漆：气味低，环保，但施工性能较差。
• 溶剂型氟碳树脂漆：工艺简单，施工性能好，但气味大，成本高。
• 溶剂型聚氨酯底漆 + 面漆：性能优异，施工方便，成本低。
• 水性聚氨酯底漆 + 面漆：气味低，但性能较差。
• 高固体分聚氨酯底漆 + 面漆：性能优异，VOC较低，但气味较大。

水性涂料 vs 溶剂型涂料

• 水性涂料：环保、气味低、施工方便，但性能相对不足。
• 溶剂型涂料：性能优异，但气味大，已逐步向高固体分转型。

电气设备涂料

发电机

• 双馈型风机：采用密闭冷却散热系统，仅需解决外表防腐。
• 永磁直驱型风机：铁芯采用耐腐蚀材料，线包采用真空浸漆工艺配合氟硅橡胶材料实现防腐与散热的平衡。

变压器

• 海上风机箱式变压器采用绝缘树脂浇注实现铁芯防腐。

控制柜/开关柜

• 采用密闭隔绝空气方法防腐。
• 定子表面需涂覆表面绝缘涂料，通常以环氧树脂为基料，通过弹性固化剂改性以增强耐磨蚀性能。

风电涂料市场

全球风电市场现状与前景

• 2014年全球新增装机量首次突破50GW，同比增长44.1%。
• 2010-2014年累计装机量年复合增长率为16.9%。
• 预计2014-2018年累计装机量将以12.9%的年复合增长率增长。

中国风电市场概况

• 2014年，中国新增风电装机量同比增长44.2%，累计装机容量同比增长25.4%。
• 到2014年底，中国风电累计装机容量达到1亿千瓦。
• 风电涂料市场需求随之增长。

中国风电涂料市场预测

• 按照《中国风电发展路线图2050》预测，到2020、2030、2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿、4亿、10亿千瓦。
• 估算2013-2020年风电涂料缺口为13万吨，市场容量约70亿美元。

国内外主要风电涂料企业

国外主要企业

• 佐敦漆：在塔筒涂料领域具有主导地位。
• AkzoNobel：以“Tomorrow's Answers Today”为理念，提供叶片涂料等产品。

国内主要企业

• 西北永新：针对中国风场环境（如风沙、紫外线、防结冰）开展技术研究，已成为金风科技、华创风电等企业的合格供应商。
• 常州第六元素：与江苏海力风电设备科技有限公司、江苏道森新材料有限公司合作，研发石墨烯烯锌型防护涂料用于海上风电设备。

结论

风电涂料市场随着风电产业的快速发展而迅速扩张，其技术要求高、应用环境复杂，尤其在海上风电中表现更为突出。目前，国外品牌仍占据主导地位，但国内企业在材料研发与适应性方面正逐步缩小差距，成为未来风电涂料行业的重要竞争者。