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

Epoxidharz kann zudem die Windscher- und Schlagfestigkeit von Rotorblättern verbessern, Vibrationsgeräusche reduzieren und die Effizienz der Windenergieerzeugung steigern. Derzeit werden Epoxidharz und glasfasermodifizierte Härtungslösungen noch direkt in den Rotorblattmaterialien von Windkraftanlagen eingesetzt, 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-Härtermittel ist. Polyetheramin-Epoxidharz-Härter werden zur Aushärtung von Matrix-Epoxidharzen und Strukturklebstoffen verwendet. Es zeichnet sich durch hervorragende Eigenschaften wie niedrige Viskosität, lange Lebensdauer und Alterungsbeständigkeit aus. Es wird häufig in der Windkrafterzeugung, im Textildruck und -färben, im Korrosionsschutz von Eisenbahnen, in der Brücken- und Schiffsabdichtung, in der Öl- und Schiefergasförderung und in anderen Bereichen eingesetzt. Der Anteil von Polyetheramin an der Windkraft beträgt über 62 %. Polyetheramine gehören zu den organischen Amin-Epoxidharzen.

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 lassen sich Reaktionsaktivität, Zähigkeit, Viskosität und Hydrophilie der Polyetheramine anpassen. Polyetheramine zeichnen sich durch gute Stabilität, geringere Weißfärbung, guten Glanz nach der Aushärtung und hohe Härte aus. Sie sind zudem in Lösungsmitteln wie Wasser, Ethanol, Kohlenwasserstoffen, Estern, Ethylenglykolethern und Ketonen löslich.

Der Umfrage zufolge hat der Verbrauch des chinesischen Polyetheraminmarktes 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 überschreiten wird, und die zukünftige Verbrauchswachstumsrate wird voraussichtlich bei etwa 8 % liegen.

Das chinesische Polyetheramin-Produktionsunternehmen Chenhua Co., Ltd. verfügt über zwei Produktionsstandorte in Yangzhou und Huai'an. Es 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 Produktionskapazität. Die Changhua Group plant, rund 600 Millionen Yuan in den Industriepark Huai'an in der Provinz Jiangsu zu investieren, um eine Jahresproduktion von 40.000 Tonnen Polyetheramin und 42.000 Tonnen Polyether zu errichten.

Zu den repräsentativen Polyetheramin-Herstellern in China zählen Wuxi Acoli, Yantai Minsheng, Shandong Zhengda, Real Madrid Technology und Wanhua Chemical. Laut Statistiken zu geplanten Projekten wird die langfristige Produktionskapazität für Polyetheramine in China zukünftig 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 Epoxidharzhärter 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 Härtemittel in Hochleistungs-Epoxidharz-basierten, kohlenstofffaser- (oder glasfaserverstärkten) Verbundwerkstoffen für Windkraftrotoren, 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 wird auch zukünftig der am schnellsten wachsende Härtertyp sein.

Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid wird durch Diensynthese aus Maleinsäureanhydrid und Methylbutadien hergestellt und anschließend isomerisiert. Das führende inländische Unternehmen ist die Puyang Huicheng Electronic Materials Co., Ltd. mit einem Verbrauch von rund tausend Tonnen in China. Mit dem rasanten Wirtschaftswachstum und dem steigenden 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 zu den Epoxidharzhärtern mit der besten Leistung in der Windkraftindustrie Isophorondiamin und Methylcyclohexandiamin

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 kurze Verarbeitungszeit, geringe Wärmeabgabe 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 die 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 handelt sich um 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 zählen 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, jedoch hinsichtlich Leistung und Betriebszeit den Anhydridhärtervarianten überlegen sind.

China bietet in der Windkraftindustrie eine große Auswahl an Epoxidharzhärtern an, die hauptsächlich aus Einzelprodukten bestehen. Der internationale Markt erforscht und entwickelt aktiv neue Epoxidharzhärter, die ständig weiterentwickelt werden. Die Entwicklung solcher Produkte auf dem chinesischen Markt verläuft schleppend, hauptsächlich aufgrund der hohen Kosten für die Herstellung neuer Epoxidharzhärter in der Windkraftindustrie und des Mangels an wettbewerbsfähigen Produkten. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Integration von Epoxidharzhärtern in den internationalen Markt werden jedoch auch die Epoxidharzhärter in China im Windkraftbereich kontinuierlich weiterentwickelt.