7木塑复合材料及技术介绍

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1、木塑复合材料及技术介绍一、木塑复合材料木塑复合材料是近年来国际上兴起的一种新型材料，是“植物性纤维 复合材料”中的一种。“植物性纤维复合材料”已被中国科学院列入“2002 年高新技术产业目录”，至今依然有效。木塑复合材料同时具备塑料和木材的优良特性，即：既象塑料似地防 水、防腐、热加工性能好，回收利用率高，又象木材似地可锯、可刨、冷 加工性能好；又由于该类材料可大量使用回收塑料，可利用木屑、麦杆、 稻壳、棉杆等各种农业和木材加工业的废弃物，生产出的复合材料产品可 一次成型或加工成型材，其成本只略高于木材，而市场售价只为塑料产品 的一半，因此，木塑材料项目不仅具有良好地社会效益和环保效益，而且

2、具有较高的经济效益，是一项高附加值的综合利用环保项目。国家对木塑复合材料的发展十分关心，在鼓励和规范植物性纤维复合 材料技术发展上做了大量工作。1998 年国家经贸委下文指示大力开发新型包装材料以代替木制托盘。2001 年 8 月中国包装总公司组织审定通过“组合式塑木平托盘BB/T020-2001 行业标准”。2002 年底中科院将“植物性纤维复合材料”列入“高新技术产业项目2003 年8月国家发改委下文指示加快木塑复合材料产业化步伐。2004 年3月“中国包装总公司”组建“中国同泰环境产业发展公司”， 国家拨款一千万元，经在全国进行行业考察后，选用了淄博富瑞得复合材 料有限公司的技术，建成了

3、“木塑复合材料产业化示范基地”。2005 年国家 又拨款五百万元，进行技术开发。2005 年 5 月“中国综合利用协会”成立“木塑专业委员会”，“中国包 装总公司”为理事长单位，“中国同泰环境产业发展公司”为常务副理事长 兼秘书长单位。2005 年 8 月国办发(2005)58 号文通知：由国家发改委牵头制定木材代 用和综合利用国家发展规划，并制定相应扶持政策。这一切大大激励了我国的木塑复合材料的研发速度和产业化进程。二、市场由于木塑复合材料的优良性能，所以用木塑复合材料生产的产品进入 市场后，在多个应用领域确立了自身的地位。在包装行业，由于木塑材料的防水、防霉、防蛀性能，用它制成的包 装箱、

4、托盘、盖板免于熏蒸，可回收，在进出口业务中得到了国内外用户 的认可。从我国进出口量统计来看，2003年已达 8000万个标准集装箱，2005 年突破 12000 万个标准集装箱。以 1/4 标准集装箱运往欧美日，以每个标 准集装箱使用 20 个托盘计算，就是 6亿个托盘的巨大市场。在装饰建材行业，木塑材料也以其良好的成型性能和户外特性得到了 用户的重视。木塑门窗框、踢脚线等装饰线条不受潮、不变形，或经外表 处理具有自然木纹、石材花纹，或贴上各种色彩的装饰面膜，在室内装饰 行业中，越来越受用户欢迎；木塑浴用地板、木塑户外地板因其良好的防 水性能也开拓了巨大的市场，据报道，2001 年美国室内外装

5、饰市场销售额 54亿美元中，木塑地板占有了 8亿美元的份额。在庭院景观中，花墙、栏杆、走廊、盆景等，进而公园座椅、木栈道 小亭、小桥均可以木塑材料制成。其他如高速公路的挡光板、体育场馆的 观众席、间隔、台阶、建筑工地的模板、易居工程中的轻便隔墙、外墙装 饰木塑复合材料的市场潜力真是不可估量。据北美市场统计，2001年 北美的木塑年产量已达40 万吨，且以每年26%的速率不断增长。国外专家 估计，中国在今后十年中也将达到这一水平，并最终可形成年产1000 万吨 的庞大产业。2008 年北京奥运会为我国木塑产业的发展提供了巨大的商机：北京将 新建 31 座体育场馆，其中 16 座将在奥运会结束后全

6、部拆除，建筑材料由 供应商全部回收；北京将投资 1000 亿人民币绿化城市，其中 1116 个生活 小区均将建成小区绿化休闲庭院。“中国同泰环境产业发展公司”已两次向 北京奥组委做了木塑材料的专题报告，北京奥组委领导指示，在北京奥运 会的各项建筑中，要尽量采用这种可回收的木塑材料。可以预计，作为北 京奥运会分会场的青岛市也会有同样的商机。三、国内外木塑技术的现状及发展趋势木塑复合材料国外开始研究并应用已有十几年的时间。相对而言，欧 美国家应用较多，并有几十家研究机构从事研发，并无偿向生产厂家提供 各种试用粒料，但是其制造厂的塑料原材料均为商品级纯塑料或高纯度工 业废塑料，植物性纤维集中采用木屑

7、，设备昂贵，产品成本较高。另一方 面，植物性纤维复合材料生产技术也因市场的发展而日趋成熟。一是原料向多组分方面发展。使回收的多组分废旧塑料（如 PE、PP、 PVC、ABS、PS 等）只需初步清洗，加入一定的改性剂即可进行木塑产品的 加工制造。二是向设备的专业化发展。由传统加工方式向设备的专业化方向发展 三是加工工艺的开发。创新木塑发泡、结构工艺，向轻质化发展。创 新木塑注塑的压模工艺，向产品多用途化发展。四是产品由低附加值向高附加值方面发展。 五是由单一挤出型材料向复合共挤、包裹共挤材料发展。 国内技术发展概况： 国内生产企业植物性纤维复合材料约有三类： 第一类为加拿大凯帝公司进行技术转让的

8、合资企业，都应用一步挤出 法生产木塑型材和托盘，但由于没有引入真实的加拿大木塑材料核心生产 技术，各企业在遇到生产上的技术困难后，均不同程度地自主作了技术改 进。第二类是以“中国同泰环境产业发展公司”为代表的国内自行开发的 技术，该公司的核心技术从淄博富瑞得复合材料有限公司（以下简称“富 瑞得公司”）引入的。其技术特点下文专述。第三类是国内其它自行开发技术的小型企业，大都因技术不过关，原 料选用过杂，资金不足而陷入各种困难。其中，上海彩虹环境保护材料公 司是一个从例外，由于该企业从一成立便得到香港利乐公司物资和资金上 的支持，在利乐包（纸塑）的应用技术上有一定的进展。 据不完全统计，国内木塑材

9、料生产企业约有 20 家左右，生产能力约年产十 万吨，实际产量估计不足三万吨。目前，国内生产及植物性纤维复合材料技术的发展方向与国外有所不 同：1、国内所用塑料以回收料为主，但规格品种越来越广泛。而木屑则大 都被谷壳所代替。特别值得一提的是越来越多的研究机构，企业把注意力 集中到了“利乐包”及类似回收废料（纸塑）的利用技术上。2 生产木塑材料的设备已从单纯地对原塑料加工设备局部改造，转变 为针对产品、原料特点而设计制造的专用生产设备。3、木塑材料产品也从小断面向大断面，宽断面的梁、板、柱材发展， 由单纯的低附加值的包装材料向装饰、门窗、庭园景观附加值高的商品过 渡。因而在对商品的外观处理上，也

10、放弃了“象塑料”的观感，追求“象 木头”的效果。四、项目技术 本项目技术完全由淄博富瑞得复合材料有限公司（以下简称富瑞得公 司）自主研发，其创新点包括三个方面：1造料工艺： 本项目的造料机是富瑞得公司独立设计制作的具有自主知识产权的专 用设备。该设备为每吨材料造粒只需用不到 30kwh 电能。这几乎只是原塑 料造粒机耗电的 10-15%，原材料经造粒，木，塑，助剂均匀混合，极大地 简化了后续工艺的操作。这是本项目其余创新技术的基础。 造粒工艺的前期原料处理也有其独特的特点。2配方： 本项目选用的废塑料及含塑回收料范围广泛。富瑞得公司针对不同原 料，选用不同的助剂、配方及运用工艺，使产品均可达到

11、理想的质量。特别是回收“利乐包”（纸塑）经本项目配方改造后，强度几与木塑相 当。可直接作为生产托盘的材料。3挤出工艺： 本项目采用的挤出机和挤出模具均为富瑞得公司与相关企业合作制作 的具有自主知识产权的设备，其中“塑木型材”、“塑木支撑梁”等三项已 经国家专利局授予专利证书。以上技术要点，经山东省科技厅委托进行的技术鉴定所肯定，鉴定意 见中提出：“该公司生产新型复合材料的工艺技术合理，具有投资少，建设 周期短，生产能力大，动力消耗低等优点。在研制开发中，完成大量的创 新工作，技术达到国内领先水平”。工艺流程为：植物纤维回收塑料*粉碎干燥混料一造粒一中间体f*粉碎前处理挤出线 合格型材不合格粉碎

12、造粒五、设备及生产条件 本项目的特点是各生产单元独立性强，组合灵活，既可简单地排列， 以人工操作，节约投资，也可用料仓传料机构连接成自动供料系统，以节 约人力。设备的多少，以生产规模要求而定，也可从小量试产、试销着手 视市场情况逐步增加设备以扩大产量。下面我们介绍年产 5000 吨木塑复合型材的要求。1、主要设备干燥线一套500kg/h高速混料釜3-4 台240 kg/h. 台造粒机1-2 台700 kg/h. 台冷却釜2 台1000L/ 台挤出线8-10 条1.5-2.5t/d. 条粉碎机、拉毛机等辅机若干2、辅助设备计量传送设备一套切割组装设备一套检测试验设备一套短途运送车辆若干3、生产条

13、件（1）变配电1000KVA380V（2）循环水150m3/h0.4Mpa（3）压缩空气5 m3/min0.40.8 Mpa（4）厂房2000 m2（5）仓房2000 m2六、投资及效益1、主要设备投资约 600 万元，辅助设备及建安费 100 万元。共计 700 万元。其中不包括生产条件投资。2、生产成本 由于植物性纤维为农业废弃物，塑料可全部使用工业废料，全部助剂 均可国内解决，原料成本低廉。生产总成本以生产企业所在地的电力价格 及工 人工资水平而异 ，特别是废塑料 的进价差异很大 ，一般型材为 3500-3800元/t。装饰材料由于使用塑料要求较高，后续工序增加，生产总 成本约为5000-5500元/t。3 、利润一般型材售价在4500-5000元/t，利润可达1000元/t左右，装饰型材 售价在7000元/t左右，利润更为可观。4 、效益利润平衡点为产量的 20%-30%，若满负荷产销，一年半至两年可回收全 部投资。5、值得指出的是：本项目为环保型、高科技综合利用项目，我国已投 产的木塑复合材料企业几乎均已享受了国家免税扶持政策。