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木塑复合材料节材代木应用方案

发布: 2011-5-16 14:25 |  作者: admin |   查看: 652次

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    一、木塑复合材料的特点和优势
2x@3V'V.|U!m)g I0    <一>、木塑复合材料的基本构成北京龙木天成木塑技术推广中心 ~nN E;O+f|
    木塑复合材料是以木本/禾本/藤本植物及其加工剩余物等可再生生物质资源为主要原料,通过物理、化学和生物学等高技术手段,配混一定比例的聚合物基料,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用的多用途新型材料。利用低值甚至废弃资源进行产业开发推广是木塑材料的一大特色和优势所在。从广义上讲,木塑材料现在已成为以各种生物质纤维材料、甚至是以无机原料为基体,可以与不同高分子聚合物复合而成的一类新型环保材料。从狭义上看,木塑材料与天然木材有着极其紧密的亲缘关系,主要表现在它应用性能与木材基本相似,可以切入现在木材所应用的大部分领域,保护和节约森林木材资源。利用低值甚至废弃资源进行产业开发推广是木塑产业的一大特色和优势所在,木塑材料的广泛应用不仅可实现缓解资源紧缺和资源再生利用的目标,同时能为新材料的发展和推广提供良好的示范,并为节材代木工程奠定一定基础。
.ee"u G9Dr5O&[e0    <二>、木塑复合材料的特点
W(igdC5mme0    1、原料多样化。包括农作物秸秆、壳皮,林木产品废/余料等大量初级生物质材料均可作为木塑原料,能够充分体现生物质资源的有效利用和高效利用。
8y1CH@U0    2、制备可塑化。木塑材料完全由人工合成,理论上可以制成任何规格形状,产品制造的自由度发挥空间能够在很大程度上满足市场消费需求。
'}#LzH7W#E {0    3、产品环保化。木塑原、辅料均清洁安全,产品生产过程和实际应用中亦无任何毒害物质产生,是生物质复合材料中最具原生态的绿色材料之一。北京龙木天成木塑技术推广中心 b0{s \:HZO8eM
    4、应用经济化。木塑材料具有成材利用率高;使用维护费用低;产品应用周期长等特点,与其物理性能较为接近的中等硬木相比,性价比上有一定优势。
$}pS2yQ_$_D0    5、再生低碳化。木塑材料可以不用一寸木材制成,能够节省石油和森林资源;而其自身的固碳效益和再生利用对减少二氧化碳排放有着良好的示范作用。
h1k#\M8T8| j2L`I0    <三>、木塑复合材料与天然木材的经济性比较北京龙木天成木塑技术推广中心 RaA m{ K$n m0k#o
木塑复合材料与天然木材的经济性比较,不仅是泛泛地价格比较,下面从不同的方面列出比较的范围和数据,有可能从不同方面反映出木塑材料与天然木材的真实性价比。
R1O1^rvSo T0    1、比较范围:按照木塑材料的性能和品质,应该主要与5000-8000元/ m³左右的中等品质的天然硬木比,人工速生林木不在此列。北京龙木天成木塑技术推广中心 +CGNI'Z j"Gui/W
    2、材积差别:中空结构的木塑材料一吨大约为2-2.5 m³,2.2cm左右厚度的板材铺设面积为60m²,可用材积接近100%;天然圆木可用材积不足50%,方木最高75%(木塑板材根据力学原理设计,一般都呈空心状)。北京龙木天成木塑技术推广中心 %Gb#Q!u#l%_&}z
    3、维护成本:木塑材料/制品可免漆,基本无需专门维护,仅用清水冲洗即可保持清洁;而天然木材制品每年都需要进行油漆、维修等工作,据了解,1公里滨海天然木质栈道一年的维护费用高达15万元以上。
)}(BD:l3`g0    4、产品寿命:按理论测算,木塑材料的使用寿命可达到50年,目前国外木塑材料的保质年限一般在15-20年,国内大多在10年左右,而普通木材户外制品(包括防腐木材)使用年限一般超不过6年。北京龙木天成木塑技术推广中心 7SnQ2`0_q&i;`@
    5、价格比较:高性能木塑板材的市场价格为1万元/吨左右,每立方的价格不到5千元,每平方价格不足200元;相同品质的天然实木市场价格现已在8千元/ m³以上,而全实木地板每平方价格一般都在500元以上。北京龙木天成木塑技术推广中心 B{8a2t&_c
    从不同方面来综合考虑木塑材料的性价比问题,或者说通过木塑复合材料与天然木材的经济性比较,我们可以比较容易地得出木塑材料在实际使用上的综合优势。根据美国Optimat公司和MERL公司的市场调查报告称:投资这种稍高于普通木材的木塑材料装饰,两年之后就能得到现实的经济补偿。这主要是指木塑的维护成本和产品寿命的优势。
\/n/i mP5e-c0    <四>、木塑复合材料的环保减排作用北京龙木天成木塑技术推广中心 j\:N L mq2O$J%]
    1、木塑复合材料的固碳量  木塑材料可以大量用于天然木材制品适用领域,其本身的固碳作用也相当显著。在实际应用中,按静态计算使用1吨木塑材料至少可以相当使用3.5 m³天然木材,相当于吸收(减排)16吨左右的二氧化碳,释放6吨左右的氧气。
~Q6UB`P p0    2、木塑复合材料的二氧化碳减排效益分析  目前国内木塑材料的年产量约为50万吨,通过木塑复合材料的生产应用,可为国家实现二氧化碳减排800万吨左右。以目前国内市场二氧化碳排放交易价格大约为10欧元/吨计算,则每年木塑材料仅通过二氧化碳减排一项可创造经济价值近8亿元人民币。
Ep7O~4qB\*j5]0   3、木塑复合材料的减污作用  目前多数木材在使用中为防腐和防蛀,通常需要进行防腐处理,目前国内采用ICQ技术(即低毒害性防腐)的企业屈指可数,大多数采用CCA技术(即有害性防腐),致使使用后的防腐木材由于防腐剂中的重金属的流失污染土壤和水系,而木塑复合材料则完全没有这样的污染。
!Ns&`!g_9e1L'x9o%s0    二、国外内木塑产业的发展现况
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    <一>、国外木塑产业现状北京龙木天成木塑技术推广中心 -pm0e O*p;u
    木塑复合材料起源于北美地区,商业化的发展历史已逾40年。其技术及产品目前大致有三个分野,即以普通托盘和铺板为主的初级产品;以户外景观建筑和室内装饰材料为主的中级产品和以重型结构型部件和集约化成套建筑为主的高级产品。目前全球木塑材料/制品的总产量超过120万吨,美国长期居于领先地位。但2008年世界性经济危机爆发后,全球木塑制品产销量最大的北美地区遭受重创,美国大约有1/3以上的木塑企业处于停产、待产甚至破产状态,木塑产销量急剧下滑,给中国木塑进入北美地区提供了一个难得的机会。不过近年欧洲对木塑材料的研发推进迅速,木塑制品用量趋于上升,德国、法国、荷兰、意大利等国对高端木塑制品的需求呈扩大态势。亚洲以日本为代表的东亚地区发展情况是稳中有升,对木塑材料的重新评估已见端倪。预计3-5年内国际木塑需求量至少在200万吨左右,产值可达人民币300亿元以上。北京龙木天成木塑技术推广中心 D4t$N}$mN.Fz
    <二>、中国木塑产业的高速发展
/I2m$V~U*j2mA0    中国木塑材料的应用虽比国外晚了20多年,但在可持续发展的经济大潮中独树一帜,现已成长成为一个应用范围广泛、工艺技术相对独立而自成体系、以资源综合利用为主要手段的泛性新材料产业。得力于循环经济理念的支撑和国家环境保护与资源节约政策的大力推行,以木塑建筑材料参与北京奥运会、上海世博会和广州亚运会等重大工程建设为引擎,近几年来企业和产量的平均增长率均超过20%,现年总产量已达50万吨(约等于生产100万m³以上的木材),基本处于与美国并列世界第一的地位。截止到2010年底,国内集结在木塑产业链上的主流企业已近500家。特别重要的是,在各方力量的共同努力下,国内木塑材料/制品的核心技术已跃居世界领先水平,不仅完全可以与欧美发达国家进行平等对话,而且能够从容、自主地实现自己的战略目标,几乎无需考虑国外技术的掣肘,并从木/塑复合的初级阶段进入到技术要求更高的生物质塑化材料层面,成为全球生物质复合材料产业领域一支举足轻重的力量。2009年12月,中国企业完全应用自主创新技术研发的“木塑外墙挂板”在德国科隆“第三届德国木塑大会”上经投票荣获“产品创新”奖项,标志着国际木塑业界对新崛起的中国木塑产业及其成就的认可。北京龙木天成木塑技术推广中心 (h Als vh/E
    三、木塑复合材料目前应用领域简介
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    <一>、木塑复合材料当前的应用领域:
b4Utu#u[0    目前应用较多的木塑材料/制品计有结构类、装饰类、包装类和特型类几大类型,包括线材、片材、板材、管材、型材/异型材等多种系列。从材料特性看,木塑材料适用范围几乎可以涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其它相似复合材料现在的使用领域,已开始进入建筑、装饰、家具、包装、物流、园林、市政、交通、环保、体育、军事等行业。由于木塑材料具有天然的资源和环保优势,符合可持续发展、循环经济和节能减排要求,而且完全可以制成一些高附加值产品,所以成为目前各级政府扶持发展和提倡应用的绿色环保节能材料,在应用推广方面比较易于进行。在木塑材料的发源地北美地区和欧盟国家,亦在重新评价木塑材料的应用价值。可以说木塑材料已经成为目前生物质复合材料中最为活跃的一个分支,代表了生物质复合材料发展的一个重要方向。
{"[$u \!_*c6zw:R0    <二>、木塑复合材料在节材代木应用上的优势
-v.D1^&| t;r$f%d0    木塑材料的最大特征在于它同时具备了天然木材和树脂材料两种不同材质的基础材料的优点,可以认为是节材代木应用中路径最短,最容易取得成绩的一个领域。木塑材料可仿木制成各种类型的型材,具有较强的加工性能,可锯、可刨、可钉、能弯曲和粘连,有着与天然木材相似的质感和性能,加入颜料、上漆或覆膜可以制成各种色彩绚丽、几可乱真的仿木/代木制品。木塑材料既避免了天然木材耐用性差、易燃、易潮、易腐、易蛀、易滋生霉菌及不耐酸碱等缺点;又避免了单纯塑料易变形老化、高温蠕变、低温发脆等不足之处,具备了水浸不涨,干燥不裂,离火即灭,抵御虫蛀,经久耐用等优点。从环保角度而言,木塑材料能减缓和避免塑料废弃物的毒害,在生产和使用过程中都不会向周围环境散发危害人类健康和环境的挥发物,也免除了随意焚烧农作废弃物带来的污染。木塑材料若使用废弃后还可回收再生二次利用,因此可以大量用于建筑、装修和家居等领域的木塑制品又是一种生态自洁的环保型材料。
lXn6S9Z-nG w([0    木塑复合材料在节材代木应用上还有如下一些优点:
j0u F0x hmU7\0    1、木塑材料的制备可以大量消纳农作物秸秆。根据现有条件预测,“十二五”期间,秸秆合成生态建材的最大生产能力可达到1000—1500万吨,吸纳秸秆2000万吨,可以生产相当于2000万立方以上的木材的板/型材。较之其它领域的秸秆利用,木塑材料的生产制造牵扯面小,附加值高,应用范围广,有一定产业基础,比较容易为市场接受。
'y8D8r.X$N0X0    2、木塑材料可以充分发挥自己可塑性强、适用范围广的特点,根据不同原料组合制备不同的产品。除去现在已经比较定型的建材类产品,木塑材料在建材领域中的地板、墙板、门窗和家具的制造上还有非常巨大的发展空间;在建筑工程使用的各类模板中,木塑模板是当前最符合循环使用和环保要求的材料,已经在诸多重点建设中采用,预计到2015年,木塑模板应用可以超过1亿平米。
1NQRA`!GLj8w0    3、木塑材料生产中新技术的应用使其获得了更大的拓展空间,按照目前可以运用的木塑生产工艺,木塑材料还可以从建筑领域扩充到包装、物流、交通、铁路、航运、汽车、电器等更广泛的层面,成为木材、金属、塑料、陶瓷、水泥、玻璃等传统材料的有力竞争者,在资源利用中最大限度地实现低值化材料向高值化应用领域的转移和推进。北京龙木天成木塑技术推广中心 p(Dm)a3W#|Sk
    <三>、木塑复合材料节材代木应用前景
1b0MQdJr_'M0    中国使用木质制品有着悠久的传统,在日益紧缩的木材资源限制下,经济实用的替代品呼之欲出。2010年国内地板表观消费量大约为4亿m²左右,仅实木地板一项,当年的产量就已超过1亿m²,产值达600亿元以上。若其中1亿m² 采用木塑材料作为基材,仅此一项就可节约木材200万m³。再如在集装箱装运过程中,打开箱子卸货时若有异味,国外工人通常是不进行作业的,而采用木塑材料则完全没有此类弊病。根据试验表明,木塑板材可重复使用时间和重复使用率均大于普通人造板,在物流包装中大有作为。北京龙木天成木塑技术推广中心 :E+P3Y-H,Q"Y
    木塑材料所具有的各种优点不仅非常符合建筑业、家具业、物流业、交通业、包装业、市政园林等领域的使用要求,同时也能部分解决农村、林业和塑料废弃资源的再生利用和石油资源消耗问题。木塑材料实现节材代木产业化后,从市场应用需求分析,最有可能在以下应用领域开始规模性拓展:北京龙木天成木塑技术推广中心 s$Q*^5c7B;Z
    1、建筑材料:包括工程模板、墙材、铺板、门窗和装饰材等系列;
Zx*C0F'K#L0    2、市政工程:包括铺板、栅栏、立柱、廊架、扶手等几大类产品;
bQ2K \:c!]maA"K0    3、家居装饰:譬如课桌、地板、橱柜、沙发、户外休闲用具等;北京龙木天成木塑技术推广中心 ,x:~ nQ5n,mB?.N,w
    4、物流运输:主要有包装箱、电缆盘、集装箱板、专用/重型托盘等等;
y `#q Xp*L0    5、交通设施:譬如隔栏、隔板、护墙、路标,甚至新型轨枕等。北京龙木天成木塑技术推广中心 9Y JK{3ryX
    从目前木塑产品结构看,建材类产品销量最大,保守估计木塑建材类产品的国内年需求量可达到1000万吨左右。面对日益紧张的木材资源争夺,抓住机会发展高端木塑材料市场,市场格局可能会有一些利于木塑材料发展的改变。由于木塑材料不依赖于不可再生的石化产品及矿物资源,而主要采用可以大量循环再生的生物质原料制成,所以具有巨大的可发展空间。以目前掌握的技术水平,从建筑材料、活动房屋、交通设施、汽车部件、电器外壳,到室内装修、儿童玩具、装饰摆件、家庭用品、包装材料等,木塑材料/制品都在积极尝试进入。此次工信部提出的代木产品大部为板材类产品,木塑材料与其它人造板在外观形状和性价比方面具有相当优势,近期木塑新技术的突破已经为木塑材料的应用领域拓展奠定了较为坚实的基础,我们完全可以期待木塑产业走出一条与众不同的发展之路,从而诞生出另外一个崭新的产业集群。北京龙木天成木塑技术推广中心 dh0? Ie)C#@f
    四、木塑复合材料节材代木应用方案
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    <一>、把节材代木与木塑产业发展统一起来,在产业发展中达成共识,集中优势力量共同解决木塑材料节材代木遇到的问题;要使木塑企业在节材代木工作中成熟、成长起来。
0H!YbN6~.X&Z T8?0    <二>、以木塑专委会为纽带和龙头,创立、创新合作机制,完善节材代木工作的组织、协调和管理方式,有步骤、分阶段地推进节材代木工作,并使每项工作都落到实处,见到成效。
i#B)K]5Tw2p0    <三>、根据节材代木工作需要,优先申报、制定一批事关重要的木塑产品标准和应用规范,科学地指导木塑材料在节材代木中的应用,并适时组织人员解决一些技术难题和引导产品创新。
&X]%G0g.{B)~e0    <四>、目前首先选定比较成熟、又有一定产业基础和市场的木塑移动房屋、木塑建筑模板、木塑市政建筑和木塑家居装饰材料作为第一批节材代木示范产品,以期对节材代木工程起到带动作用。
6N*o.RTcLG-s.L#_0    <五>、有重点的培育一批有发展潜力的企业,并按照《工信厅节函【2010】776号》文件精神,组织一批木塑骨干企业和研究机构申报节材代木试点单位,要让企业在节材代木工作中发展壮大,实现双赢、多赢的局面。
xjV/A|.?^2hT0    <六>、积极创造条件,2011年年底前评审一批合格的试点产品;根据行业发展的实际情况和节材代木产品的影响,选择性地分地域建设木塑材料节材代木示范园区,扩大节材代木工程影响,保证节材代木工作的稳定和持续。北京龙木天成木塑技术推广中心 7{Ijx s_I"y*U
    <七>、积极与政府有关部门联系、配合,争取得到相关指导和支持,争取完善有关配套政策和法规,大力推进木塑材料节材代木产品的政府采购,要使木塑材料最大限度的发挥自己的优势,成为节材代木工作的主力军。北京龙木天成木塑技术推广中心 6qp(Z,Q{6c]
    五、拟推荐的节材代木工程试点单位情况简介 【暂 略】
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附表——北京龙木天成木塑技术推广中心 'k(|(w vU
        樟子松•聚乙烯木塑材料与聚丙烯木塑材料主要检测指标对照简表北京龙木天成木塑技术推广中心 !Iw#B3v!c
 项  目      单 位          检     测     指     标
1gv0u.D8i,a/d.P Y0                         樟子松  聚乙烯木塑  聚丙烯木塑
eVt5@8z)gmx2A;O&Re0密    度     cm³/g     0.5—0.6 1.15—1.25 1.15—1.25
#Q6t-~s,Pre0硬    度     kN         20.9(径面)  7.60        15
U0aqH\\i5Wr0吸 水 率      %            55.3    >0.50    >0.30
7j\H!Su7my@2a0耐 磨 性     g/100r         —      0.10        0.07
a)w e+z#P9L`C0耐 腐 性     g/100r         32      0.80        0.50
o F3Q*y#p6v p"Bf0板面握钉力     N            —     <2800     <5000北京龙木天成木塑技术推广中心 +M,[5u:H8D'u0L
抗冲击韧性    KJ/m²        36.3      12          15
)l7Y+P c,St&jD)U3P1g;w0抗拉强度      MPa (顺纹)  54.6      23        <28
8N#Lv0i!RHS-f0抗弯强度      MPa          63.7      26          35北京龙木天成木塑技术推广中心 MZzB7L
抗弯弹模      MPa          1200     3000      <3500北京龙木天成木塑技术推广中心 $ZG4o7zW9J)Jf
北京龙木天成木塑技术推广中心 U&~qY A
备  注 检验样品为标准试条,跨距为240cm;数据提供:国家人造板监督检测中心。北京龙木天成木塑技术推广中心 p.m y C!PT
注:樟子松的耐磨性和握钉力在实体木材的基本力学性质手册中未列出。
北京龙木天成木塑技术推广中心 x(i{XW Wz

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