新型木塑复合材料技术

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1、1新型木塑复合材料技术新型木塑复合材料技术 产品特点产品特点 木塑复合材料是将聚合物树脂和木质纤维材料（木屑、竹粉、稻壳、秸梗等）按一定比例混合，并添加特制的助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成一定形状的复合材料。是一种绿色环保，无污染、可替代木材，塑材，并且可 100的回收再生的高科技产品。被誉为“新型绿色环保复合材料”。 应用范围应用范围 广泛应用于园林景观、家具、装饰、地板、包装、托盘、野战弹药专用枕木、火车枕木、火车汽车内装饰等等。产品分为型材、板材和管材三大类型。 市场前景市场前景 全全 球球 国国 内内市场预测市场预测 需求量需求量增长率增长率需求量需求量增长率增长率2004 年年8

2、00万吨万吨25%100 万吨万吨60%2009年年3000万吨万吨9.8%700 万吨万吨35% 投资效益投资效益 据美国专家的市场预测，木塑聚合制品在北美的市场很快就可达到 1000 万吨年。目前，木塑聚合制品的年增长率已高达 60，预计今后 10 年，仍将高速增长。在国内，目前若能每年回收 150 万吨各种废旧塑料全部用于生产各种木塑制品，2产量可达 500 万吨至 1000 万吨，工业产值近 250 亿元至 500 亿元。按照中国市场与北美市场规模相当且比北美缺乏木材的情况，我们预计木塑聚合产品将在中国已年增长率 50以上的速度发展至少 10 年，中国木质聚合材料及其制品的产量和产值最

3、终达到并形成年产 2000 万吨以上，可增加国民产值 1400 亿元人民币以上。 生产能力生产能力投资投资销售收入销售收入税后利润税后利润回收期回收期项目总计项目总计1000 吨吨 / 年年800 万元万元1200 万元万元502 万元万元3 年年 技术来源技术来源 本项目为公司留美学者在国外多年研究的成果，具有完全自主的知识产权。 成熟程度成熟程度 已具备大规模产业化技术。 合作方式合作方式 以技术出资与投资方合作共同组建新公司开发项目产品。 产品简介华龙塑木产品的主要特点：（1）采用高科技，利用废弃塑料及植物秸杆，通过高温压制成的塑木复合材料，是一种典型的环保制品：3（2）本材料吸水率仅为

4、 0.2%，抗水性能好，不易霉变，抗腐蚀、抗虫蛀、化学稳定性能好，硬度高；（3）本材料质感强，表面硬度高，不易磨损，可根据需要，制造出不同颜色。抗老化性能好，使用寿命长，是户外装修园林、景观设计，庭院、地板、景观椅、护栏制作等的首选材料；（4）可用于物流过程中的包装，是制作包装箱、托盘的理想材料；（5）规格及形状可根据用户另行制造塑木复合材料产业发展 木塑结合早就有了，并不是什么新东西。但只有借助于今天新的加工工艺，才可将从前的辅助材料木纤维变成今天的具有全新性能和应用领域的主导材料。美国早在几十年前就开始了木塑复合挤出，但与塑料挤出和纯木材加工相比较，木塑复合挤出一直没有占大市场份额。大规模

5、工业化木塑复合挤出始于 80 年代，随着汽车内部装饰工业而发展。从此以后，木塑复合挤出一直稳步发展。第一次国际木塑复合材料会议于 1991 年在美国 Madison 召开。从 1990 至 2000 年，在此领域美国市场增长率都保持在 10以上，尤其是近 5 年增长特别快。 20 世纪 90 年代以来，北美、欧洲的许多国家对木塑复合材料已进行了大量的研究，近年来国内对它的研究也日益增多。同时它的生产和应用也得到了迅速增加，北美和欧洲 2002 年消费的木塑复合材料达到 68 万吨，并预计到 2010 年前将以 14和 19的速度增长，远远高于同期塑料工业的总体增长率 世界木塑制品生产和应用的最

6、大国家是美国，其最大制品是铺板（decking） ，生产工艺为挤出成型，可以先配混成中间木塑粒料，然后再经单螺杆挤出机加工成制品。然而可能的话，也可越过造粒阶段，配混（包括脱挥） 、挤出型材（板材）在一个设备或一组设备内连续完成。 北美是目前世界木塑复合材料市场最大的地区，据美国 PricipiaParlners 咨询公司的专项报告 “2001 年木塑复合材料用作建筑用铺板充满活力的室外建筑应用”中指出，2001 年仅北美市场用量就达 32 万吨，预计 2005 年前需求以两位数速率递增，2005 年用量将比 2001 年翻番，4其中铺板（包括平台、路板、站强台、垫板）用量就占总用量的 60以

7、上。因其不开裂、翘曲，维修容易，外观好，耐用。除铺板外，还有护墙板、天花板、装饰板、踏脚板、壁板、高速公路噪音隔板、海边铺地板、建筑模板、防潮板，还可做装饰边框、栅栏和庭园扶手、包装用垫板和组合托盘，家具包括室外露天桌椅，船舶坐舱隔板、办公室隔板、贮存箱、花箱、活动架，开发中的制品有披叠板、百页窗等。木塑制品替代 PVC 和其他塑料制品会象以前塑料替代木制品一样，增长相当快。 北美是目前世界上木塑复合材料市场最大的地区，其中美国在生产开发和应用上走在最前列，其最大制品是铺板，生产工艺为挤出成型。在欧洲的窗户、门板、板条、家具生产制造中，木塑复合材料的应用量一直在增长，至于在此领域复合材料的用量

8、是否能占主导地位，这个问题无需讨论。应讨论的问题是什么时候会占主导地位。今天，欧洲木塑复合材料的发展和增长强劲，技术已发展到共挤阶段，而且发展还在继续。在汽车工业用天然纤维填充塑料方面，欧洲在世界上是领先的，但在木填充材料方面，德国落后于美国、日本，因此，在这个领域内有高速增长的发展空间。 此外，日本 EIN Engineering 公司的专利技术也十分引人注目，这就是有抗菌作用的木塑复合材料，此种材料可用于医院、诊所、候诊室、厕所，因为这些场所有细菌传染的危险。 美国 Andex 公司在塑术复合材料建筑和结构加工设备方面居领先地位，已经进行了近 10 年的工作，已在美国、加拿大、日本获得了

9、8 个专利许可证，并与 18 家以上欧洲的潜在用户洽谈技术转让许可事宜。意大利 ICMA 公司有其挤出三层板的专利技术，美国DavisStandard、KruppWP 等公司也生产塑木加工用同向双螺杆挤出机。 这种设备的主要生产厂商为 Cincinatti Milacron 公司，包括在美国的 Extrusion Tek Milacron 公司，在德国的 SMC 公司 Cincinatti 分公司。据称，前者在塑术复合材料挤出机设计和工程化方面很有经验，实际投放使用的设备已超过 100 台，拥有世界最大的机型，加工能力为 770 千克/小时；后者已公开展示其塑术复合材料用锥型双螺杆挤出机“Ti

10、tan”系列产品。 另外，意大利 Bausano 公司和 ICMA San Giorgio 公司在 20 世纪 70 年代便开始从事木粉填充塑料配混料加工设备工作，并用异向锥型双螺杆机生产 50木粉和 50PP 的热成型板材。 除此之外，德国 SMS 塑料技术分公司 Battenfeld 公司曾在德国的 K2001 展览会上，展出了塑木材料加工用新的设备组合方法：组合两台行星滚轮式挤出机（或其中一台为双螺杆挤出机） ，即从一台行星滚轮式挤出机出料到下一台行星滚轮式挤出机（或双螺杆机） ，利用行星滚轮式挤出机有效地控制冷却作用。5木塑复合材料生产工艺进展 木塑复合材料最先使用的生产工艺是混炼，再

11、 热压(或发泡压制)成平板或模压成型材。现在的生产工艺以挤出成型为主,并辅以注射成型。挤出可以单挤或复合共挤，生产工艺也实现了连续化，提高了生产效率，降低了成木。为获得较轻目_感觉极似真木的木塑复合材料，且可承受螺钉和钉子，采用发泡技术产生的内压可以提供比非发泡材料更佳的表面清晰度和更光滑的表面轮廓。微孔发泡挤出技术的应用，大大节约了材料成木，且密度一也降低了 20%一 35% ;其中可采用化学发泡和物理发泡，并以物理发泡为佳:即在机头模具注入超临界气体(如 CO2 而实现发泡。现在可以实现发泡料与表面层复合料的共挤，使材料具有优良的使用性能。另外，以聚苯乙烯/纤维为主材，由水作为发泡剂的木塑

12、复合材料正在研究开发中。微孔发泡克服了木塑复合材料延展性和冲击强度不足之缺点，且成本降低。木塑制品中木粉用量的提高，由于流动性问题，需要 对生产设备进行改进，现己开发出木粉含量达 85%的同向平行双螺杆挤出机。日前为提高生产效率和制备高性能产品，挤出速度己达 3m/ min，进一步改进后将达 4m/thin; N.在机头处设置了取向装置.可生产高取向、力学性能优.与木材相似的各种板材或型材。近年来值得注意的动向是.在木塑复合材料的成型工艺方而.注射成型得到了迅速发展.木塑复合材料将逐渐广泛用于注射产品中。 HDPE 塑木复合材料加工润滑剂 瑞士 Basel 的 Lonza 集团公司开发出有机润

13、滑剂新产品 Glycolube WP 2000，应用目标是塑木复合材料（WPC）加工成型。 Glycolube WP 2000 用于高密度聚乙烯（HDPE）/橡木粉和 HDPE/松木粉的加工成型试验表明，与用 Acrawax 和硬脂酸锌为润滑剂的体系比，这种新润滑剂更有效地提高 WPC 的挤出成型速度，试验室规模对比评价结果为产量提高 1030。另外，Glycolube WP 2000 还稍稍改进挤出制品的物理机械性能，产品表面外观良好，即使复杂形状制品（型材）也不发生边角撕裂现象。由于该润滑剂是有机物，因此可以用偶联剂一起并用，不会发生金属皂类润滑剂与偶联剂互相干扰的结果。 6塑木复合材料加

14、工偶联剂和润滑剂 美国 Crompton 公司新推出木纤维/天然纤维填充聚乙烯（PE）复合材料偶联剂 Polybond 3029，是马来酸酐接枝 PE，有粒料和微粒料两种粒子供客户选购。该产品也推荐用于作为石英、玻纤、氢氧化铝（ATH）和其他填料填充 PE 的偶联剂和作为 PE 与尼龙、EVOH 等极性聚合物的相容剂。该牌号的上市扩充了 Crompton 公司供应市场快速增长的塑木复合材料用助剂牌号，老牌号有木纤维填充聚丙烯用偶联剂 Polybond 9200。 德国 Baerlocher 公司开发成功以硬脂酸钙/硬脂酸锌为主要成分的润滑剂 Baerolub 系列产品新牌号，适用于 PVC 系

15、塑木复合材料（WPC） ，是稳定剂和润滑剂“一包装”助剂。据该公司称，WPC 用润滑剂能调控 WPC 粒子大小，通过调整润滑剂用量适应不同木纤维加入量和达到要求的 WPC 性能，使填充组分在 PVC 中分散均匀，降低挤出成型时边角撕裂和熔体破裂。Baerolub的作用还包括减少废品和降低加工时能量消耗。塑木复合材料和回收塑料专用色母料 美国麻萨诸塞州 Leominster 的 Hudson 公司开发出分别专用于塑木复合材料（WPC）和回收热塑性塑料的色母料系列产品。WPC 用 EveWoods 系列色母料有 6 种标准木材色调颜色，也能按顾客要求调色供应，适用于回收 PET、PVC、PP、PS

16、 和 ABS 系 WPC，WPC 耐长期使用，不褪色，不失去光泽，EveWoods 还提高 WPC 尺寸稳定性，降低翘曲。EverLast 色母料专用于塑料加工厂飞边料和回收 PET、PVC、PP、PS 和 HDPE 的二次加工，有 10 种标准颜色，包括从普通材料色调到热带木材色调，或根据用户要求指定颜色。 美国塑木复合材料专用润滑剂 美国俄亥俄州 Stow 的 Struktol 公司新推出聚烯烃（PO）和聚氯乙烯（PVC）系塑木复合材料专用润滑剂工业化产品 Struktol TPW，作用为提高挤出加工产量，改进着色剂的分散均匀性，减少制品边缘撕裂现象。 Struktol TPW 104 是 PO 系塑木复合材料加工润滑剂，效果优于一般润滑剂，当塑木复合材料配方中有反应性偶联剂，则 Stru