In der Windkraftindustrie wird Epoxidharz derzeit häufig als Werkstoff für Windturbinenblätter verwendet. Epoxidharz ist ein Hochleistungswerkstoff mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, chemischer Stabilität und Korrosionsbeständigkeit. Bei der Herstellung von Windturbinenblättern wird Epoxidharz häufig für Strukturkomponenten, Verbindungselemente und Beschichtungen verwendet. Epoxidharz verleiht der Tragstruktur, dem Skelett und den Verbindungsteilen des Blattes hohe Festigkeit, Steifigkeit und Ermüdungsbeständigkeit und gewährleistet so die Stabilität und Zuverlässigkeit des Blattes.

Epoxidharz kann auch die Windscher- und Schlagfestigkeit von Rotorblättern verbessern, Vibrationsgeräusche reduzieren und die Effizienz der Windkrafterzeugung steigern. Derzeit werden Epoxidharz und glasfasermodifizierte Härtung noch direkt in den Rotorblattmaterialien von Windkraftanlagen verwendet, was die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessern kann.

Bei der Verwendung von Epoxidharz in Rotorblattmaterialien für Windkraftanlagen ist auch der Einsatz chemischer Produkte wie Härter und Beschleuniger erforderlich:

Erstens ist das am häufigsten verwendete Epoxidharz-Härtungsmittel in der Windkraftindustrie Polyetheramin

Ein typisches Produkt ist Polyetheramin, das auch in der Windkraftindustrie das am häufigsten verwendete Epoxidharz-Härterprodukt ist. Polyetheramin-Epoxidharz-Härter werden zum Aushärten von Matrix-Epoxidharzen und Strukturklebstoffen verwendet. Es verfügt über hervorragende Gesamteigenschaften wie niedrige Viskosität, lange Lebensdauer und Alterungsbeständigkeit. Es wird häufig in der Windkrafterzeugung, im Textildruck und -färben, im Korrosionsschutz von Eisenbahnen, bei der Abdichtung von Brücken und Schiffen, bei der Öl- und Schiefergasförderung und in anderen Bereichen eingesetzt. Der Anteil von Polyetheramin an der Windkraft beträgt mehr als 62 %. Es ist zu beachten, dass Polyetheramine zu den organischen Amin-Epoxidharzen gehören.

Untersuchungen zufolge können Polyetheramine durch Aminierung von Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Ethylenglykol/Propylenglykol-Copolymeren unter hohen Temperaturen und Drücken gewonnen werden. Durch die Wahl verschiedener Polyoxoalkylstrukturen können Reaktionsaktivität, Zähigkeit, Viskosität und Hydrophilie der Polyetheramine angepasst werden. Polyetheramine zeichnen sich durch gute Stabilität, geringeres Weißwerden, guten Glanz nach der Aushärtung und hohe Härte aus. Sie sind außerdem in Lösungsmitteln wie Wasser, Ethanol, Kohlenwasserstoffen, Estern, Ethylenglykolethern und Ketonen löslich.

Der Umfrage zufolge hat der Verbrauch auf dem chinesischen Polyetheraminmarkt in den letzten Jahren 100.000 Tonnen überschritten und damit eine Wachstumsrate von über 25 % erreicht. Es wird erwartet, dass das Marktvolumen für Polyetheramine in China bis 2025 kurzfristig 150.000 Tonnen übersteigen wird und die zukünftige Verbrauchswachstumsrate bei etwa 8 % liegen wird.

Das chinesische Polyetheramin-Produktionsunternehmen Chenhua Co., Ltd. verfügt über zwei Produktionsstandorte in Yangzhou und Huai'an. Das Unternehmen produziert jährlich 31.000 Tonnen Polyetheramin (Endaminopolyether) (einschließlich eines im Bau befindlichen Polyetheramin-Projekts mit einer geplanten Kapazität von 3.000 Tonnen), 35.000 Tonnen Alkylglycoside, 34.800 Tonnen Flammschutzmittel, 8.500 Tonnen Silikonkautschuk, 45.400 Tonnen Polyether, 4.600 Tonnen Silikonöl und weitere 100 Tonnen. Die Changhua Group plant, rund 600 Millionen Yuan in den Industriepark Huai'an in der Provinz Jiangsu zu investieren, um dort eine Jahresproduktion von 40.000 Tonnen Polyetheramin und 42.000 Tonnen Polyether aufzubauen.

Zu den repräsentativen Polyetheramin-Herstellern in China zählen Wuxi Acoli, Yantai Minsheng, Shandong Zhengda, Real Madrid Technology und Wanhua Chemical. Statistiken zu geplanten Bauprojekten zufolge wird die langfristig geplante Produktionskapazität für Polyetheramine in China künftig 200.000 Tonnen übersteigen. Es wird erwartet, dass die langfristige Produktionskapazität für Polyetheramine in China 300.000 Tonnen pro Jahr übersteigen wird und der langfristige Wachstumstrend anhält.

Zweitens der am schnellsten wachsende Epoxidharz-Härter in der Windkraftindustrie: Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid

Der Umfrage zufolge ist Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid der am schnellsten wachsende Epoxidharzhärter in der Windkraftindustrie. Im Bereich der Epoxidhärter für Windkraftanlagen findet sich auch Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid (MTHPA), das am häufigsten verwendete Härtungsmittel in Hochleistungs-Epoxidharz-basierten, kohlefaser- (oder glasfaserverstärkten) Verbundwerkstoffen für Windkraftblätter, die im Extrusionsverfahren hergestellt werden. MTHPA wird auch in elektronischen Informationsmaterialien, Pharmazeutika, Pestiziden, Harzen und der Verteidigungsindustrie eingesetzt. Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid ist ein wichtiger Vertreter der Anhydridhärter und auch der am schnellsten wachsende Härtertyp der Zukunft.

Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid wird durch Diensynthese aus Maleinsäureanhydrid und Methylbutadien hergestellt und anschließend isomerisiert. Das führende inländische Unternehmen ist Puyang Huicheng Electronic Materials Co., Ltd. mit einem Verbrauch von rund tausend Tonnen in China. Mit dem rasanten Wirtschaftswachstum und steigendem Konsum steigt auch die Nachfrage nach Beschichtungen, Kunststoffen und Gummi kontinuierlich an, was das Wachstum des Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid-Marktes weiter vorantreibt.

Darüber hinaus umfassen Anhydrid-Härter auch Tetrahydrophthalsäureanhydrid THPA, Hexahydrophthalsäureanhydrid HHPA, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid MHHPA, Methyl-p-Nitroanilin MNA usw. Diese Produkte können im Bereich der Epoxidharz-Härter für Windturbinenblätter verwendet werden.

Drittens gehören Isophorondiamin und Methylcyclohexandiamin zu den Epoxidharzhärtern mit der besten Leistung in der Windkraftindustrie.

Zu den leistungsstärksten Härtern für Epoxidharze zählen Isoflurondiamin, Methylcyclohexandiamin, Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid, Tetrahydrophthalsäureanhydrid, Hexahydrophthalsäureanhydrid, Methylhexahydrophthalsäureanhydrid und Methyl-p-Nitroanilin. Diese Härter zeichnen sich durch hervorragende mechanische Festigkeit, eine angemessene Verarbeitungszeit, geringe Wärmeabgabe beim Aushärten und hervorragende Spritzgießbarkeit aus und werden in Verbundwerkstoffen aus Epoxidharz und Glasfaser für Windturbinenblätter eingesetzt. Anhydridhärter werden durch Wärme gehärtet und eignen sich besser für das Extrusionsverfahren von Windturbinenblättern.

Zu den globalen Isophorondiamin-Produzenten zählen BASF AG in Deutschland, Evonik Industries, DuPont in den USA, BP in Großbritannien und Sumitomo in Japan. Evonik ist der weltweit größte Isophorondiamin-Produzent. Die wichtigsten chinesischen Unternehmen sind Evonik Shanghai, Wanhua Chemical und Tongling Hengxing Chemical mit einem Verbrauch von rund 100.000 Tonnen in China.

Methylcyclohexandiamin ist üblicherweise eine Mischung aus 1-Methyl-2,4-cyclohexandiamin und 1-Methyl-2,6-cyclohexandiamin. Es ist eine aliphatische Cycloalkylverbindung, die durch Hydrierung von 2,4-Diaminotoluol gewonnen wird. Methylcyclohexandiamin kann allein als Härter für Epoxidharze verwendet werden und kann auch mit anderen gängigen Epoxidhärtern (wie Fettaminen, alicyclischen Aminen, aromatischen Aminen, Säureanhydriden usw.) oder allgemeinen Beschleunigern (wie tertiären Aminen, Imidazol) gemischt werden. Zu den führenden Herstellern von Methylcyclohexandiamin in China gehören Henan Leibairui New Material Technology Co., Ltd. und Jiangsu Weiketerri Chemical Co., Ltd. Der Inlandsverbrauch liegt bei etwa 7000 Tonnen.

Es ist zu beachten, dass organische Aminhärter nicht so umweltfreundlich sind und eine längere Haltbarkeit aufweisen wie Anhydridhärter, aber hinsichtlich Leistung und Betriebszeit den Anhydridhärtervarianten überlegen sind.

China bietet in der Windkraftindustrie eine große Auswahl an Epoxidharz-Härtern an, die hauptsächlich aus Einzelprodukten bestehen. Der internationale Markt erforscht und entwickelt aktiv neue Epoxidharz-Härter, die ständig weiterentwickelt und verbessert werden. Die Verbreitung solcher Produkte auf dem chinesischen Markt verläuft schleppend, was hauptsächlich auf die hohen Kosten für die Herstellung neuer Epoxidharz-Härter in der Windkraftindustrie und den Mangel an vollständig verfügbaren Produkten zurückzuführen ist. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Integration von Epoxidharz-Härtern in den internationalen Markt werden jedoch auch die Epoxidharz-Härter in China im Windkraftbereich kontinuierlich verbessert und verbessert.