“传统的环氧树脂材料在风电叶片上的大规模应用已超过30年，应用已经十分成熟，性能可靠。而聚氨酯树脂则具有灌注速度快和固化速度快的优势，相比环氧树脂，聚氨酯材料更适应叶片轻量化、大型化的趋势。图片来源于网络2020年国内风电叶片专用环氧树脂需求超过30万吨2020年全年新增71.67GW，全年消耗约30万吨环氧树脂，如果再加上塔筒等使用的环氧底漆涂料用量，预估全年在风电系统消耗环氧树脂可达32万吨左
“传统的环氧树脂材料在风电叶片上的大规模应用已超过30年，应用已经十分成熟，性能可靠。而聚氨酯树脂则具有灌注速度快和固化速度快的优势，相比环氧树脂，聚氨酯材料更适应叶片轻量化、大型化的趋势。
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2020年国内风电叶片专用环氧树脂需求超过30万吨
2020年全年新增71.67GW，全年消耗约30万吨环氧树脂，如果再加上塔筒等使用的环氧底漆涂料用量，预估全年在风电系统消耗环氧树脂可达32万吨左右。在当前的风电市场，99%以上的风机叶片仍使用传统的环氧树脂材料。
聚氨酯树脂的性能优势
1. 抗压、拉伸及疲劳等性能更好
聚氨酯树脂大幅度提升了单向玻纤复合材料的抗压性能和横向拉伸性能，适合制作大型结构件，并具有更好的抗疲劳性能。
2. 更高的生产效率
聚氨酯树脂可以缩短灌注时间和固化时间，大约是同类环氧树脂的一半；
3. 综合成本更低
在等刚度前提下降低纤维的树脂吸胶量，进一步实现叶片轻量化。聚氨酯叶片制造技术的应用，显著提高了叶片的生产效率和性能，降低了制造成本。
聚氨酯树脂目前存在问题
聚氨酯树脂目前还存在对湿度敏感、反应快、适用期短等问题。
聚氨酯树脂的应用突破
1. 高性能聚合物材料供应商科思创联合行业伙伴在中国研制成功全球第一支1.5MW新型高性能聚氨酯树脂体系风机叶片，这意味着在叶片材料上用聚氨酯代替传统的环氧树脂成为可能。继1.5MW聚氨酯叶片之后，目前，科思创正试制更大容量风机的聚氨酯叶片，推动聚氨酯风机叶片早日实现商业化应用。
2. 2021年7月份，时代新材全球最长EN156聚氨酯风电叶片在动力谷工厂正式启动量产，首支量产叶片近日下线。
图片来源：时代新材
时代新材于2013年开始对聚氨酯叶片进行可行性研究，2016年启动试验、认证及工程化应用，历经4年的探索和实践，通过样片、小批量供应等阶段，成为完全掌握聚氨酯叶片批量制造技术的企业。该款叶片3月初启动生产试制，腹板、大梁、壳体均采用新型聚氨酯树脂，与传统材料环氧树脂相比，聚氨酯树脂具有更为优异的机械性能和抗疲劳性能，灌注和固化速度快，加工性能好，有机物挥发性低，价格相对优惠。在今年环氧树脂价格上涨以及风电全行业降本增效的大背景下，聚氨酯的成本优势也得到彰显。
图片来源：时代新材
应用前景
轻量化和大型化是风机叶片发展的趋势，随之对工艺的要求也越来越高。此外，伴随风电上网标杆电价不断下调，风电平价时代渐行渐近，成本压力也促使行业寻找新材料替代的途径。由于聚氨酯材料在大叶片上具有更明显的替代优势，预计在需要更大叶片的低风速风机上，聚氨酯叶片有可能率先走向市场。
随着对叶片生产成本、产品性能等要求的不断提高，碳纤维的拉挤成型主梁铺放技术得到了广泛研究，并已在国内外得到了发展，碳纤维拉挤制品将是未来的趋势。
