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1、新一代木塑复合材料（WPC）生产技术与投资分析摘要：对新一代WPC材料类型及特性进行了简介，重点围绕WPC国内外生产现状、市场及其竞争力进行了阐述和分析。对5000t/a室内WPC材料进行了经济评估。关键词：木塑复合材料 ，市场 ， 生产技术， 投资分析1 概述新一代木塑复合材料（Wood & Biofiber Plastic Composites,简称WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，是利用植物纤维（主要是农业秸秆如麦秸、稻草、棉秸、麻秆、花生壳、稻壳、甘蔗渣、竹粉、木粉等）与废旧塑料（聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等）通过复合而制成的外观酷似木材，但性能优于木材的新材料。被誉为“用
2、塑非塑无塑之弊，聚木非木有木之利”。WPC的应用范围非常广泛，几乎可涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其他类似材料的使用领域。新一代WPC复合材料，大量利用了废旧塑料和农业、林业废弃物，真正做到了秸秆造木，变废为宝，循环利用，减少污染，保护森林资源和生态环境，生产过程也不产生污染，是国家产业政策优先支持发展的重点项目。 新一代WPC复合材料特点在于使用专用设备、工艺，对植物纤维进行塑化改性，从而提高与塑料的相容性，使WPC复合材料的机械力学性能显著提高，既改善了产品的加工使用性能，又减少了塑料使用量，降低了生产成本。（1）具有天然木材的木质、木纹、木感和天然木材的芳香。（2）具有良好的尺寸稳定
3、性。（3）机械加工性能好，可锯、可刨、可钉，像普通木材一样加工。（4）表面硬度高于木材。（5）握钉力为松木的3倍，刨花板的5倍。（6）耐老化，抗水，防腐蚀，防蛀。（7）产品可以100%回收循环再利用。（8）经过适当的物理化学改性，还可以生产出特殊性能的WPC复合材料。新一代WPC复合材料的应用范围非常广泛，可广泛用于建筑、园林、装饰材料、汽车工业、货物的包装运输、仓贮业以及日常生活用具等领域，凡是用木材、高密度板、纤维板、刨花板、木工板以及部分用塑料、铝型材、塑钢制作的产品，皆可由新一代WPC复合材料取代。产品主要用挤出、模压、注射等成型工艺生产出各种板材、型材和异形材。新一代WPC复合材料正
4、是以其领先的技术和优越的性能，因而具有十分广阔的市场前景。北京奥运会场馆、上海世博园设施也采用了WPC。目前，由我国自主创新的WPC（制品）的部分性能指标已领先世界水平，WPC产业因此成为目前国内制造业中为数不多、可与欧美发达国家平等对话的新兴产业。2 项目背景及概况2.1 项目背景水泥、钢材、塑料、木材是基本建设的四大基础原材料，且唯有木材属可再生资源。随着科技的发展，一种新的符合时代和科学发展观要求的第三代WPC复合材料（第一代，木材和锯材。第二代，胶合板，纤维板，刨花板等人造板。第三代，即WPC）木质基础原料木质分子聚合材料已经诞生，其技术已经成熟，市场已逐步打开。它具有低消耗、低投资、
5、全环保、全循环、高附加值、高效益等优点。大家知道，钢材、铝材、水泥都是地球上不可再生的原料生产的，早晚都会象石油一样遇到原料问题。科学研究表明，生产1吨WPC和生产1吨水泥、塑料、钢材、铝材消耗的能源比是144560130。这就意味着，该产品与其他材料相比要节约几倍，几十倍上百倍的能源，与此相对应也要减少几倍、几十倍、上百倍的碳排放。因此，新一代WPC的发展符合低碳经济的要求，得到国家有关部门的重视和指导。2001年，国家发改委（包括原国家经贸委）将WPC复合材料项目列入“国家高技术产业化新材料专项”；2002年,国家科技部“863”项目和国家林业局“948”计划就将WPC复合材料列入生物质重
6、组课题；国家发改委公布的产业结构调整指导目录中，有关或涉及到生物质WPC复合材料开发利用项目的产业高达18项之多；国家中长期科学和技术发展纲要中，生物质复合材料也占有一席之地；WPC复合材料亦被列入十三五资源综合利用指导意见，作为重点发展的资源性产业之一；WPC复合材料专用挤出设备的开发还荣登2007国家鼓励发展的环保设备（产品）目录； 2010年，住房和城乡建设部建筑节能与科技司科学技术部农村科技司关于印发村镇宜居型住宅技术推广目录和既有建筑节能改造技术推广目录的通知（建科研函201074号）中，将北京恒通创新WPC科技发展有限公司的“轻钢WPC板材村镇住宅建设技术”作为村镇宜居型住宅技术推
7、广目录；2010年为编制国家“十二五”规划，国家发改委、科技部、工业和信息化部、国土资源部、住房城乡建设部、商务部联合发布了中国资源综合利用技术政策大纲公告（2010年第14号大纲第四章“再生资源回收利用技术” 中）明确提出“推广利用废旧塑料、废弃木质材料生产WPC材料及其制品技术” ；国家“十三五”规划，已将WPC作为国家战略型新兴产业列入了之中。在国家宏观经济调控、指导下，全国各地也行动起来，积极推进WPC产业的发展。北京市在“十一五期间”将WPC产业列为循环经济产业，并明确了一批包括WPC生产企业北京恒通创新WPC科技发展有限公司在内的24家试点单位。湖北省委、省政府也十分重视WPC产业
8、的发展，并在“十三五期间”从政策面提出了5项措施给予支持。山东省将WPC誉为木材工业史上的革命性发展，是现代材料工业发展的方向之一。积极倡导企业抢抓市场机遇，发展WPC产业。江苏省也把WPC列为“十三五”战略型新兴产业发展规划中。湖南化工配套发展规划，在“该规划”聚丙烯产业链延伸章节中，将WPC列入了其中。在国家及各地政府倡导下，国内上海、北京、江苏、广东、山东、湖北等地建设了WPC生产企业，但发展时间尚短，生产能力较低。由此可见，我国开发WPC有其它行业无可比拟的先决条件。1.2 WPC概况1.2.1 WPC定义WPC是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用PE、PP和PVC等，代替通
9、常的树脂胶粘剂，与超过50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料，再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型的板材，称之为挤压WPC复合板材。 WPC制品成型过程示意图见图1。图1 WPC制品成型过程示意图1.2.2 WPC类型WPC分户外、室内产品两大类型，户外产品主要由回收PE、PP等原料生产，室内产品主要由PVC生产。表1所列WPC的各种应用及相应所用的塑料。表1 WPC的各种应用及对应的塑料产品应用使用树脂复式平台LDPE、HDPE仿木质鹅卵石PVC门窗PVC、 PS、 LDPE、 HDPE垫板HDPE花瓶花
10、盆PP浴缸侧壁PP工具把手PP车用内部件PPWPC户外产品包括：花箱板、装饰板、板凳条、标志牌、结构材、亲水铺板、型（板）材、型（杆）材、花架走廊、户外凉亭、露天平台、简易停车房等；WPC室内产品包括：地板、顶 板、墙 裙、浴室板、门窗框套、室内隔断、隔声板（墙）、装饰线条门和家具等。目前，WPC户外产品市场已经拓开，产品已被消费者接受，规模化、连续化生产技术已经成熟，因此国内大部分企业以生产WPC户外产品为主。尽管当前做WPC室内产品的企业偏少，但有快速发展势头，也有做得好的企业，如北京恒通创新WPC科技发展有限公司、常州市双炬WPC制品有限公司、中山市森朗环保装饰建材有限公司、杭州科居装饰
11、材料有限公司等。业内预测，“十二五”期WPC产业即将迊来快速发展时期，产品的辐射面、影响力及市场应用正逐年扩大。1.2.3 WPC性能及特点WPC的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些双重特性。 良好的加工性能 WPC内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。 良好的强度性能 WPC内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材
12、料。表面硬度高，一般是木材的25倍。 具有良好的耐水、耐磨、耐腐蚀、耐蛀蚀、可清洁性能，不翘曲、不开裂、不变形，使用寿命长 WPC产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌、不翘曲、不开裂、不变形，使用寿命长，可达50年以上。可以广泛适应于室外、厨房、厕所等潮湿、日晒环境。我国每年由于陶瓷地板砖打滑而造成的中老年人摔倒、骨折住院的案例不计其数。WPC地板经过表面处理，防滑性能优良，即使地板上有水也不会因脚底打滑而摔倒。WPC优良的表面技术，使沾附在其表面的污物可以很容易被清除，室内卫生变得简单易行。 优良的可调整性能 通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、
13、改性等改变，从而改变WPC的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。 具有紫外线光稳定性、着色性良好。 其最大优点就是变废为宝，并可100%回收再生产，是真正的绿色环保产品。 原料来源广泛 生产WPC的塑料原料主要是PE、PP或PVC等，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。 可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小。 2 发展情况2.1 国外WPC产业概况北美是目前世界上WPC发展最快和用量最大的地区，主要用于风格粗犷的户外建筑，其WPC制品及其制造技术均不太追求精致。近10多年来，美国WPC市场的增长率都保持在10%以上，尤其是近5年增长特别
14、快，2006年WPC材料产销量大约在70万吨左右。现在美国大约有50家左右的WPC企业，已经形成了完整的产业链，其特点是规模较大，年产一般都在万吨以上。 欧洲WPC行业的总体发展及规模均不如北美，目前的WPC企业也不是很多，除个别企业外，WPC产量和技术水平总体上大概与我国WPC行业处于同一位置。一般来说，欧洲人对WPC材料的要求比较细腻，品种花色的需求也高于北美。近年来欧洲WPC的发展趋势有加快倾向。以欧洲国家普遍具有的强大装备制造能力，其发展潜力不可小视，WPC产业在欧洲有较大的增长空间。地处亚洲的日本由于地理和资源因素，WPC材料的应用比较普遍，产品质量亦较优良。特别是以EIN WOOD
15、（艾因木）株式会社为代表的WPC研究机构，被认为是世界上高密度、高强度合成木材的首创者，已经在房屋建设和内装饰方面得到广泛使用。该公司生产的WPC制品是目前国际上最高品质的WPC产品之一，代表了WPC替代天然木材的发展方向和质量水平。2008年爆发世界性的经济危机，WPC产业是唯一没有受到冲击而且还保持了高速发展的产业。2.2 我国WPC产业现状WPC在我国经历了10多年的发展。经过艰苦的探索和磨砺，可以说WPC产业已经初具雏形。在北京“鸟巢”外的广场上使用WPC铺设了1万多平方米的步道，在上海世博园区内也铺设了3万多平方米的WPC铺板。在国家循环经济政策的鼓励和企业潜在效益需求双重动力的推动下，全国性的“WPC热”正悄然兴起。目前这种趋势还方兴未艾，其中包括国有、民营、独资、合股和合资等多种类型。从总体上看，民营企业占主体，据不完全统计，截止到2009年底，全国从事WPC研发、生产、销售的企事业已逾200家（国内WPC主要生产企业见表2），WPC材料/制品年产量达50万吨以上，全行业年产值超过40亿元。其技术水平也得到国外同行的认可，2009年在德国科隆召开的第三届德国WPC大会上，我国参会产品获得了一项新产品奖。对于一个发展历史尚短的新兴产业，这已经是一个
