《废旧塑料和木粉生产木塑复合材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《废旧塑料和木粉生产木塑复合材料（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、清华科技福建项目中心重点推广成果（一）、废旧塑料和木粉生产木塑复合材料（一）、废旧塑料和木粉生产木塑复合材料1 成果简介 随着石油化工、塑料工业的飞速发展，工业塑料垃圾、民用塑料废弃物的大 量产生。这些废弃物在严重威胁着人们的生活环境，俗称的白污染也在严重威胁 着河流和海洋。林业和农村的纤维类的废弃物也在大量产生，如锯末、树枝、稻 草、稻糠、玉米杆、竹子等，大多数被抛弃或焚烧，也构成环境污染的因素。另 一方面，随着生活水平的改善，我国木材需求量剧增。2003 年中国的木材需求 量达12290 万立方米，国内林业远远不能满足。以塑代木，特别是以废塑料和 废植物为原料，制备替代木材的木塑复合材料是
2、解决环保和木材紧张的重要的途 径。我们在废旧塑料和植物类物料微细粉碎和表面改性处理成果的基础上，实现 了高木粉填充量木塑复合材料的生产，达到了环境保护和变废为宝的双重目的。什么是木塑（或塑木）复合材料：木塑复合材料是将废旧塑料和废旧木材，包括锯末、木材枝杈、糠壳、稻壳、农作物秸 秆、花生壳等以一定的比例，添加特殊的加工助剂，经高温高压处理后制成结构型材，属于 基础工业原料。它可以直接挤出制品或将型材再装配成最终产品如托盘或包装箱。从总体上 看，这种新型木塑复合材料具有 5大特点：机械性能好， 98%的原料为废旧材料，且价值便 宜，可制成各种截面形状尺寸的制品，而且使用维修简单，可锯、可刨、可钉
3、；产品可 100 的回收再利用；产品不怕虫蛀、不长真菌、抗强酸强碱、不吸水分、不易变形等。因此研制 和尽快生产这种新型的绿色环保材料具有及其现实和深远的意义。该技术已经在张家港等地建成工业化生产线，生产公园景观、庭院装饰、道II科 a路护栏等各类木塑材料。制成品的物理机械性能与木制品相媲美，具有良好的木 质感，并有许多木材材料所没有的特性，克服了木质材料吸水率高，易形变开裂， 易被虫蛀霉变的缺点。由于生产原料中废弃资源的利用比例高达95以上，因 此本项目可大大提高废弃资源的综合利用率。大大降低因废弃资源处理不当给环 境造成的严重损害、对国家的环镜综合整治工程具有十分明显的促进作用。 2、成果鉴
4、定情况鉴定编号:鉴字教SW2005第081号鉴定日期：2005年12月15日鉴定内容：木粉表面包覆改性与塑木复合技术是由清华大学、江苏联冠科技 发展有限公司、山东滨州华晨新型建材有限公司自2002年初合作完成的项目。 于2005年12月15日在清华大学通过教育部组织的技术鉴定。塑木复合材料是指利用废弃木质纤维资源和废弃塑料资源，经混炼加工制成 的新型环境友好材料。该材料的特性集木材和塑料的优点于一体，在工业包装、 户外景观美化、化工海洋防腐等领域替代木材、钢材和树脂，有着独特和广泛的 用途。该技术的研究开发对废弃资源材料化利用、带动农副产品深加工以及为工 业和生活提供价廉物美的新材料具有重要意
5、义，该技术也必将成为整个循环经济 中的一个重要环节。Tsinghua University目前，现有的塑木复合材料制备技术主要存在以下问题：(1)熔融挤出体系 粘度大、工艺差、能耗高，难以形成光滑的表面；(2)现有塑木复合材料的力 学性能、耐热、耐候性等尚待提高；(3)常用塑料共混设备难以满足高质量塑木 产品的要求。针对上述这些问题清华大学与企业组成联合攻关队伍，进行了深入、系统的 研究，研制成功系列塑木复合材料生产设备和木粉的包覆挤出技术。该技术的主要特点是:采用滑石粉包覆木粉，再与废旧塑料一起通过专用的 塑木加工设备加工成塑木复合材料。(1) 在纤维表面包覆超细滑石粉可以减少复合材料挤出成
6、型过程的内阻力， 达到改善加工工艺、提高材料性能的效果。(2) 由于添加了滑石粉，降低了粘度和能耗，提高了材料的力学和耐侯、耐 热性能。(3) 以计算机辅助塑料模具分析软件设计的复合材料型材挤出专用模具，在 成型过程中可有效提高产品的机械性能、尺寸精度及生产效率。(4) 该系列设备设计合理，结构紧凑，操作简单，生产过程采用全电脑控制， 自动化程度高、无污染、噪音低、单机产量高，挤出速度达到同类产品的国际先 进水平。该滑石包覆木粉技术属于原创性发明，该加工系统在国内外同类技术中 处于先进水平。目前已有 4 家企业采用了该技术，通过技术的不断完善，必将具有广泛的 应用对象和广阔的市场前景。主要技术
7、指标力学性能单位性能指标弯曲弹性模量GPa3.6-4.2弯曲断裂强度MPa48.8-52.6断裂伸长率%3.6-4.2压缩弹性模量GPa1.2-1.8压缩强度MPa30.0-40.0无缺口冲击强度J/m163.9-179.5线性热膨胀系数Mm/mm/C3.5x10-5来源：教育部科技发展中心 发布时间：2006年 1月4日3、相关材料：包装托盘等制品生产工艺及设备(1)、工艺流程：废旧塑料破碎及粉碎棉花杆等的粉碎锥形双螺杆挤出机排气造粒异性材模具冷却定型装置锯末及秸秆原材料的处理木粉与塑料高速混合处理亚麻杆专用螺杆挤出机挤出异性材定长裁断机组装成托盘或包装箱（各种规格尺寸的包装托盘）（2）、
8、生产设备：生产木塑托盘等包装或建材整个生产线设备组成：废旧塑料破碎机废旧塑料粉碎机木粉粉碎机高速混合处理机锥 形双螺杆挤出机排气造粒机挤出结构异型材生产线，包括：A:适合高填充， 高粘度挤出锥形双螺杆挤出机：065x132 B：三套异型材模具及冷却定型装置; C:冷却定型台；D：牵引机；E：裁断机；F：翻转架（3）、托盘规格：将制备好的木塑复合材料加入到单螺杆挤出机中进行异型 材挤出，冷却定型，得到的异型材制品进行定长切割，将三种不同的型材（面板 底板及纵梁）通过螺钉组合成各种规格的托盘制品和各种尺寸的包装箱。（4）、木塑复合材料性能表 1 复合材料的物理性能项目单位测试标准数值比重g/m3G
9、B10330.96 - 1.1线胀系数（20 C）Mm/mm/ CGB10363.5x10-5吸潮性%0.1吸水性（24小时水中） （光面）%0.2木塑材料表面电阻率GB1410-8908x1013紫外线老化率微米/年50 - 56表 2 复合材料的机械性能项目单位测试标准低值高值断裂伸长率%GB/T10403.03.6抗弯模量GPaGB9341-882.53.1抗弯强度MPaGB9341-884048.8压缩模量GPaGB/T10411.01.2压缩强度MPaGB/T104125.030.0无缺口 Izod冲击强度J/mGB/T1843155.016.9螺钉拔出力（4.4mm直径25.4mm
10、 深）Kg300 -320 （ 5mm 螺钉）表3 10x1.2米木塑托盘性能性能数值托盘指标比重（克/厘米3）0.96 - 1.1废旧PE、锯木粉、秸秆 粉、花生壳，特殊粘结 剂等吸水性（24小时水中）0.2%现有型材尺寸宽 6- 14cm 高 1.5 - 10cm 长度无限制抗弯，抗压强度与硬木相当冲击强度能经受搬运过程中 各种冲击工作温度-25 C - 45C托盘重量kg17 - 35结构尺寸公差小，稳定性高标准托盘承载2-5吨常见托盘规格（米）1.0x0.8 1.0x 1.01.0x1.1 1.0x 1.21.0x1.4 1.1x 1.11.2x1.0 3.0x 3.0货架承载1-2吨
11、最大变形量（cm）（载 荷3-5吨）常温静载0.445 C静载1.3动载0.4可回收性100 %（5）、木塑复合材料的应用前景我国是一个木材资源贫乏的国家，森林覆盖率12.7，人均森林蓄积量 10 立方米，人均木材消耗水平不足 0.05立方米/年，分别低于世界平均值 22， 每年要进口木材 5001000万立方米；我国钢产量也不高，人均仅为美日等国 的几分之一，缺口比较大。因此迫切需要以塑代钢，创造“第二森林”，将成为一 个长期的技术政策。据美国专家市场公司预测，木塑复合材料制品在北美的市场最终容量就可达 1000 万吨/年。目前木塑复合材料制品年增长率已高达 60。在我国，若能将 每年回收的
12、近 200万吨的各种废旧塑料全部用于生产各种木塑制品，产量可达 500700万吨，工艺产值近300 亿元。按照中国市场与北美市场规模相当且 比北美更缺乏木材的前提，预计木塑材料将在中国以年增长率 50以上速度发 展，最终将形成年产 1000多万吨的一个庞大的新型工业体系。生产木塑制品，原料充足，制品技术性能可靠，价格低廉，只要各行各业大 力协作，加快木塑制品的研究、推广，制品的应用范围是相当广泛的，见下表所 示：木塑制品的应用应用领域主要具体应用家具桌椅板凳，沙发，床柜，书架，衣服箱，茶几，屏风，盆架，刀柄，盘， 栅，报纸架等建筑活动房屋，窗框，门板，门槛，混凝土模板，楼梯把手，墙壁，天棚，
13、装饰各种异型材，地板等工业化工及公共场所的耐腐工棚，装饰板，地板，通道，台架以及铸造模型， 机器罩，水泵壳，电器用材等车辆船舶汽车等内装材，风扇罩，仪表架等部件，大车内装材，船舶内装和隔热 材等包装运输各种规格的工业用托盘以及各种搬运周转箱，插车货板等其他农用大棚支架及用桶，钓鱼用舢板，水产箱，数学用品，枪托，球拍， 滑雪板，高尔夫球棒，舞台用品以及各种模型等4、相关鼓励政策该成果符合“中华人民共和国国家发展和改革委员会、中华人民共和国科学技 术部、国家环境保护总局”2005 年65 号文件-国家鼓励发展的资源节约综合利 用和环境保护技术（综合利用部分）第 52项技术利用城市垃圾中混杂废塑料 制造代木材料的技术
