木塑复合材料木塑制品生产线项目可行性研究报告

1 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 木塑复合材料及木塑制品生产线项目 可行性研究报告 第一章 总论 目概况 目名称 武夷山市美华实业有限公司木塑复合材料及木塑制品生产线 项目 设地点 武夷山市仙店工业园区 设单位 武夷山市美华实业有限公司 目负责人 杨美更 (法人代表 ) 设性质 新建 目建设内容及规模 项目占地 ，本项目采用农作物秸秆剩余物和林业三剩 物为原料生产木塑复合材料及木塑制品 , 项目占地 ，新建 办公宿舍楼 1 幢 2658 平方米、厂房 3 幢 9668 平方米、仓库 2 幢 平方米、建筑物建筑面积合计为 方米 ； 购置大 长径比螺杆挤出造粒生产线 2 套；模具 30 套；新增配套设备如定 1 2 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 型台、冷却系统、切割装置；高速混色机 3 台，注塑机 4 台，包装 等设备投资约 1200 万元。项目投产生产能力为 6000 吨 /年，日生 产能力为 20 吨。 目投资情况 本项目总投资 5000 万元。 1、房屋建筑工程 2000 万元 2、设 备购置费 1200 万元，其他投资 1800 万元。 金筹措 项目总投资 5000 万元，其中企业自筹资金 4000 万元，申请银 行贷款 1000 万元。 设工期 项目自 2010 年 5 月 12 日开工，至 2012 年 5 月 11 日完工，总 工期 24 个月。 目进展情况 项目为新建项目，征地及相关建设手续齐全，武夷山市经济贸 易 局于 2010 年 5 月 11 日备案 闽经贸备（ 2010） ，武 夷山市人民政府与武夷山市国土资源局 2006 年 11 月 30 日批准项 目受让用地 武国用 (2006)第 3974 号 。至 2010 年 7 月 30 日，完 成投资 元。 目财务评价 本项目总投资 5000 万元，静态投资回收期为 (含建设期 2 年 )，动态投资回收期 (含建设期 2 年 )，项目在短期 内就能回收投资，增量投资财务内部收益率 远远高 2 3 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 于银行贷款利率与基准收益率，按计算期 12 年（含建设期 2 年） 考虑，项目财务净现值 c=10%)=元，远大于零，有 极强的获利能力。本项目有很好的经济效益。 大于零，有极强的获利能力。项目有很高的投资回报；本项目 有很好的经济效益，投资少，回收快，属短、平、快项目，本项目 从财务分析上是可行的。 目结论和建议 本项目的经济效益极佳，项目的实施不但缓解了森林资源的紧 张， 而且减少了环境污染，促进了人居环境的改善，同时为社会提 供就业机会，具有良好的社会效益和经济效益，同时对于促进经济 社会可持续发展和构建全国森林资源安全战略有着长远的意义。本 项目可行。 要技术经济指标 项目达产后，可实现日产 20 吨产品的能力，年新增销售收入 12000 万元，节约 12000 立方米木材及回收利用 3000 吨废弃塑料 主要技术经济指标 3 序号 项 目 单位 数 据 1 项目总投资 万元 5000 2 年新增销售收入 万元 12000 3 年新增利润总额 万元 2000 4 年新增销售税金及附加 万元 580 5 年新增税后利润 万元 1420 6 新增出口创汇 万美元 1600 4 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 7 财务评价指标 投资利润率 (税前 ) 投资利润率 (税后 ) 财务内部收益率 贷款偿还期 投资回收期（静态） 投资回收期（动态） 项目财务净现值 c=10%) % % % 年 年 年 万元 40 2 1 3 可研报告编制依据 1、国家发展与改革委员会办公厅与工业和信息公部办公厅文 件国家发展与改革委员会办公厅、工业和信息公部办公厅关于做 好工业中小企业技术改造项目有关工作的通知（发改办产业 20091686 号） 2、产业结构调整指导目录 (2007 年本 ) 3、国家发展改革委办公厅关于请组织申报资源节约与环境保 护 2011 年中央预算内投资备选项目的通知（发改办环资【 2010】 1736 号） 4、武夷山市美华实业有限公司提供的有关资料。 4 5 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 第二章 项目承办单位基本情况及经营状况 目单位基本情况 项目单位名称：武夷山市美华实业有限公司 ,公司成立于 1994 年 9 月 27 日 , 注册时间： 2009 年 3 月 6 日 ,注册资金为叁仟万元 整 ,注册企业类型为有限责任公司。公司法人代表：杨美更 。 公司是进行竹木产品生产的专业企业，前身成立于 1985 年 5 月。主要业务：木制窗帘杆，木沙发，木刷等 各种木制产品。厂区 位于武夷山市仙店工业园，厂区占地面积 55 亩，总建筑面积 方米，现有 7 栋标准厂房。 2010 年企业现有职工 158 人，其中大专以上学历人员 12 人， 技术人员 18 人。经中国工商银行有限责任公司武夷山支行评定银 行信用等级为 至 2010 年 8 月，资产总值 6200 万元，固定资产原值 2500 万 元，固定资产净值 2340 万元，资产负债率 20%。企业保持了在窗 帘杆行业的领先地位，并保证了产品销售的覆盖性， 2009 年公司 “武 夷牌 ”被评为福建省著名商标。 5 6 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 第三章 项目建设意义和必要性分析 目建设背景 目前秸秆纤维原料遍布于全国各地，秸秆总量大概有几十亿 吨，秸秆合成木塑材料较之生物质能源领域的秸秆利用，秸秆合成 木塑原料适应性强，产品附加值高，应用范围广，并且具备部分节 材代木、涵养森林资源的多重功用。秸秆的工业化利用能将秸秆纤 维的资源优势转化为经济效益。秸秆合成木塑材料产业的示范作用 明显，经济性好，操作相对容易，能够在秸秆综合利用工作中起到 引导作用。 我国是一个森林资源贫乏的国家， 2009 年，我国实际使用木 材 立方米，其中缺口达到了 立方米。在木材严重短缺 的情况下，要增加森林的面积，一个有效的办法即是实现木材的替 代。木材加工中 20%木粉和边角料没有被充分利用，本项目 利用回收塑料、废木粉等通过技术创新制成木塑产品不仅能够很好 的替代木材，缓解森林资源短缺，增加森林碳汇，实现二氧化碳的 减排。塑木是一种新型的、绿色环保、低碳产品。 塑料由于结构稳定，不易被天然微生物菌降解，在自然环境中 长期不分解。这 就意味着废塑料如不加以回收，将在环境中变成污 染物永久存在并不断累积，会对环境造成极大危害。废塑料随垃圾 填埋不仅会占用大量土地，而且被占用的土地长期得不到恢复，影 响土地的可持续利用。进入生活垃圾中的废塑料制品如果将其填 埋， 200 年的时间不可降解。而且废塑料是以石油为原料，每产 1 6 7 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 吨塑料袋需消耗 3 吨石油。 2009 年年底，在丹麦的哥本哈根会议前夕，我国政府郑重宣 布，到 2020 年，单位 二氧化碳排放量将在 2005 年的基础上 减排 40为了实现这个宏伟的目标，其中一个措施是：到 2020 年，中国森林面积比 2005 年增加 4000 万公顷，森林蓄积量比 2005 年增加 13 亿立方米。 项目的实施大量减少木材使用 ,保护森林资源，减少了废旧塑 料对环境的危害，降低二氧化碳排放量，符合京都议定书条款 约定，符合欧共体处理废物要求，符合国家产业政策，经济和社会 效益显著。 武夷山美华实业有限公司自 1994 年从事木制品加工以来，已 深感森林资源的匮乏，而在生产过程中废弃的木料又不能得到充分 的利用 ，造成资源很大程度的浪费，本项目利用秸秆 ,木屑 ,竹粉和 回收塑料通过创新工艺制备木粉含量达 55%的可用于注塑成型的木 塑粒子 ,通过注塑成型生产木塑制品。科技含量高，技术先进，有 效利用秸秆、木屑、竹粉和回收塑料，生产成本低，产量高，应用 面广，本项目的建成不仅可以解决森林资源匮乏这一难题，而且可 以使废弃资源的到充分的利用。 闽北地区年产商品材 200 万立方以上，商品竹 5000 万根以上， 木竹企业生产的木竹废弃物占总量的 10%，至今只有一小部分得到 利用，大部分被浪费，闽北地区的木竹加工企业主要 集中在武夷山 市、建阳市、建瓯市、邵武市，武夷山市仙店工业园有十几家木竹 7 8 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 生产企业，距仙店工业园约 20 公里的建阳林产加工工业园有几十 家木竹加工企业，距仙店工业园 80 公里以内的建瓯和邵武有上百 家木竹加工企业，这些木竹加工企业产生的木竹废弃物达几十万 吨，其中可以通过本项目的生产每年得到利用 10000 吨左右，一方 面解决了部分木竹加工企业的废弃物的循环利用，另一方面保证了 本项目的原料来源。 目建设的必要性 国家废物利用、保护生态环境与保护森林资源的需要 我国每年有 7 亿多吨农作物秸秆剩余物和 2 亿多吨林地废物与 木材加工利用剩余物未得到充分利用。如果将这 9 亿吨农林剩余物 的 20%加工成纤维板，按照 2 吨农林剩余物生产 1 吨中密度纤维板 计算， 农林剩余物可加工生产 吨中密度纤维板，折合 密度为 700 公斤 /立方米的纤维板，达 立方米，相当于增加 木材 立方米，能大幅替代木材资源供应，减少森林资源消耗， 保护生态环境。 按照产业结构调整指导目录 (2007 年本 )，本项目属于第 一类 鼓励类 一、农林业 生灌木和三剩物的深度 加工及系列产品开发 ,属于国家支持发展项目 解决我国木竹加工企业废弃物循环利用的有效途径 闽北地区林业资源丰富，有林地面积 2985 万亩，森林蓄积量 立方米，竹林面积 500 万亩；年产商品材 200 万立方米以 上，商品竹 5000 万根以上，木竹产量均占福建省三分之一。其中 8 9 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 木竹生产企业生产的木竹废弃物占总量的 10%，至今只有一小部分 得到利用，大部分被丢弃，造成了大量的资源被浪费，也对环境造 成了一定的影响。因此，开发废弃物的资源化再利用是目前闽北木 竹加工行业的解决废弃物问题行之有效的途径。 解决废旧塑料问题的主要途径的需要 我国是塑料制品生产大国，每年约有 250 万吨废塑料需要处 理。本项目所用的原料主要为再生塑料和废弃木质纤维（包括秸秆、 锯末、枝叉木材等）。拟开发的产品为环保型塑木制品，如包装和 运输用的托盘铺垫仓板、建筑用模板、门、窗框、地板、汽车配件 等，其产品完全属于利旧利废、变废 为宝、不消耗有限资源的环保 产品。该产品废弃后仍可百分之百回收再生。该项目对保护我国森 林资源和减少日益严重的 “白色污染 ”有着重大的社会和经济意义。 （ 1）该项目生产的木塑产品各项机械性能与硬木相当，耐用 性约为硬木的十倍； （ 2）该项目生产的木塑材料 96%的原料为废旧材料，价格便 宜，可以直接与木材竞争，可 100%回收再生； （ 3）每吨木塑材料至少可代替 5 立方木材的消耗，每立方木 材每年能吸收二氧化碳 ，释放氧气 ，年产 6500 吨 木塑材料相当于减少二氧化碳排放 59000 吨，释放氧气 52000 吨以 上，按 30%成分为废塑料来计算，每年可以回收利用废塑料 1500 吨，这一项目的实施对于改善日趋恶化的自然环境和有效降低碳排 放有着深远的意义。 9 10 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 （ 4）不长真菌，不繁殖细菌，不被虫蛀咬，抗强酸碱，不吸 水分，不易变形，能阻燃；可制作各种规格、尺寸的制品，适应性 强，投资少 该项目完成后，市场需要量很大。仅以托盘为例：在北美托盘 行业木材的消耗量仅次于建筑，占整个硬木产量的 40%。在我国， 托盘总 流通量约为 8000 万只，港口需要量 1800 万只，托盘的年产 量约 5000 万只，每 6 只需砍硬木树一棵，每只需耗木材 方 米，仅此一项需消耗木材 250 万立方米 /年。此外，根据国民经济 发展增长率，每年以 10%计算， 15 年后我国需要托盘 2 亿只，年耗 木材量达 1000 万立方米，需砍树 3300 万棵。由此可见，塑木托盘 的市场需求前景是极其广阔的。 除包装行业外，塑木复合系列产品可推广应用到建筑业（如模 板、地板、施工垫板、门、窗、护墙板等）、家俱制造业等行业。 目具有良好的经济及社会效益 项目完成后，预计年收入将达 12000 万元，年净利润为 2000 万元，年缴税总额为 580 万元，年出口创汇 1600 万美元。按计算 期 12 年（含建设期 2 年）考虑，项目财务净现值 c=10%)=元，远大于零，有极强的获利能力。项目有很高的经济效益。 木塑复合材料及制品的生产不仅有效利用农作物秸秆剩余物， 提高木竹资源的综合利用效率，提高了产品的附加值，给企业带来 显著的经济效益，而且还减少了木竹废弃物对环境的污染，有利于 地方 木竹加工企业废弃物污染问题的解决，实现了资源的充分利 10 11 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 用，具有良好的社会效益。 企业自身发展的需要 武夷山市美华实业公司已完成对注塑级木塑材料的实验生产， 并且生产的样品获得客户的欢迎，且已完成部分产品销售。公司具 有较强市场调研能力和新产品的开发能力，能够满足本项目工业化 建设的需要。 木塑材料的产品的市场前景十分乐观，为取得更大的经济效益 和社会效益必须扩大生产规模，目前，日产 20 吨木塑材料及制品 的项目已在建设中。 同时企业在新产品开发和设备的改造中，投入 了大量开发资金，申请资金支持和政策的支持，将有利于加快项目 的实施进程，减轻企业的经济负担，而且增加企业技术创新的动力 和信心。 此项目的实施不但缓解了国家森林资源的紧张，而且减少了环 境污染，促进了人居环境的改善，同时为社会提供就业机会，具有 良好的社会效益和经济效益，同时对于促进经济社会可持续发展和 保护环境、森林资源有着长远的意义。 11 12 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 第四章 项目技术方案 技术简介、先进性 及技术成果情况 目采用木塑复合技术简介 随着科学技术的发展，现代社会对材料的要求更高了，既要求 其有较好的物理力学性能，对人类有亲和力，又要环保。木材是一 种天然生物质材料，自古以来被人们广泛喜爱和使用。随着我国天 然林面积的减少和 “天然林保护 ”政策的实施，木材资源困乏、 质量下降、木材价格越来越高、木材加工业的废弃物增多以及世界 林产品需求量的增加都使得林产品工业越来越迫切地感到需要寻 找木材的替代品。而由于生产和生活水平提高，过去被大量用于烧 柴的木制品加工废弃物，如木屑、刨花、边角 废料以及大量农作物 纤维如秸秆、稻糠、果壳等被严重浪费，并对环境产生极大的破坏 性影响。据统计，我国每年由于木材加工余下的废弃木粉量达数百 万吨，其他天然纤维如稻糠等的产量上千万吨，这些资源如能得到 有效开发和利用，价值可观。在不断研究中人们认识到木材改性技 术可以实现新的突破，而填充改性既可以降低产品成本，又可以提 高产品的使用性能，甚至赋予木材材料全新的性能，从而使木材行 业有了新的生机。 与此同时，塑料制品在生产和生活中的应用，随着经济发展越 来越广泛，因塑料废品处理不当而造成的白色污染问题已经成为 一 大环保难题。有关数字表明，在城市垃圾中，塑料废弃物已占到垃 圾总量的 25 35。在我国，城市人口每年产生的废旧塑料达 12 13 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 240 万 280 万吨，已成为环卫部门的严重负担。如果能将废旧塑 料制品有效利用起来，将对环保和经济发展产生巨大的推动作用。 这种背景下，将木质纤维与废旧塑料经过特殊处理合成新的材料， 即木塑复合材料（ 称 就应 运而生了。 (1)木塑复合材料的定义 木塑 复合材料（ 以木材为主要原料（形式有锯末、木 屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等）， 经过适当的处理使其与各种塑料（用于木塑复合材料的热塑性塑料 主要有聚氯乙烯 (聚乙烯 聚丙烯 (，聚苯乙烯 (，聚甲基丙烯酸甲酷（ 以及聚乙烯（ 聚丙烯（ 聚苯乙烯（ )按一定比例混合并添加特制的助剂，如偶联剂、 分散剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂、着色剂、阻燃剂、防霉剂等 加工助剂，经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料， 是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料，其性能优良、用途 广泛、利于环保，有广阔的发展前景，值得大力研发推广。 (2)木塑复合材料的分类 木塑复合材的制造方式目前主要有两种：一种是将塑料单体或 者低聚合度树脂浸入到实体木材中，通过加热或辐射引发塑料单体 或者低聚合度树脂在木材中进行自由基聚合，所得复合材料称为塑 合木。这种复合方式可以提高木材的尺寸稳定性、耐腐性、防蛀性 , 以及木材的物理、力学性能。所浸注的单体一般采用苯乙烯和甲基 13 14 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 丙 烯酸甲酯等单体。 另一种是将木材以刨花、纤维和木粉的形态作为增强材料或填 料添加到热塑性塑料中，并通过加热使木材与熔融状态的热塑性塑 料进行复合而得到的复合材料，称为木塑料复合材料（简称 从木塑复合材料的基体与功能体结合方式考虑，可将其分为以 下三类： 1) 实体木材一塑料复合材料；此类材料以基体与功能体之间 或功能体在基体内部的化学合成反应为主要特征。 2) 木纤维 (木粉 )一塑料复合材料；此类材料以木质纤维材料 为基体与高分子量塑料直接复合，其结合方式以两种材料表面 (或 界面 )物理结合 为主。 此种材料的制造工艺是将木纤维或木粉与塑料充分混合，在混 合过程中塑料熔化形成制品。当木材组分低于 50时，称为木质 填料塑料；而木材组分高于 60时，则称为热塑性树脂增强型复 合材料。该种复合材料的某些物理力学指标优于纯木材制品，可再 成型为各种模压制品，在包装、家具、房屋建筑及汽车内饰件等领 域具有广泛的应用前景。 3) 木材一塑料合金复合材料。 将实体木材或单板用一种聚合物的单体或预燃物浸注，然后再 使其在木材中聚合。一般来说，这种聚合物不能进入木材的细胞壁， 而是存在于细胞腔内。此种 聚合材料比原有材料具有更高的强度、 刚度、耐磨性及其它一些优良的物理性能。可制成地板、乐器、运 14 15 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 动设备及装饰材料等。 木材塑料合金复合材料要求木材高分子与塑料的完全融合， 具有类似于金属材料以及共混高分子材料所达到的那种状态。该种 复合材料首先要对木材的化学组分进行改性，使其能溶于某些溶剂 之中或与高分子塑料之间相互均匀分散。 (3 )木塑复合材料的特点 1）木塑复合材料的优点 社会经济性好，可持续发展，特别适于我国 “天然林保护 ” 的国策； 耐用、寿命长，类似木质外观，比塑料硬度高； 具有优良的物性，比木材稳定性好，不会产生裂缝、翘曲、 无木材竹疤、斜纹，加入着色剂、覆膜或复合表层可制成色彩绚丽 的各种制品； 具有热塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加功设备 或稍加改造后便可进行成型加工。加工设备新投入资金少，便于推 广应用； 有类似木材的二次加工性，可切割，粘接，用钉子或螺栓连 接固定； 利于装潢、装饰，可涂漆美化，产品规格形状可根据用户要 求调整，灵活性大； 不怕虫蛀、耐老化、耐腐蚀、吸水性小、不会吸湿变 形； 能重复使用和回收再利用，可以生物降解，保护环境； 15 16 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 利于环境保护，可用废弃木材、农作物纤维和废弃塑料作材 料； 资源丰富，费用低廉，成本低。 （ 4） 木塑复合材料的缺点 尽管广大的科研和工程人员做了不懈努力，但木塑复合材料在 各种使用场合中仍存在着一些不足，主要表现为： 1)密度高，通常为木材的 24 倍； 2)产品的安装费用相对较高 (由于复合材料的密度较大，在组 装时需要使用射钉枪或自攻螺钉 )； 3)耐热性和耐紫外 线能力较差； 4)制品的硬度和载荷能力较木材差 。 3） 国产塑木复合材料质量上存在的主要问题 a、制品抗冲击性能差，脆性大，易损坏断裂。 其原因：废旧塑料及木粉（天纤）质量不合格，选择不当，配 方及工艺条件不合理，原料含水量高，加工时产生气泡，水解或热 分解，使树脂分子量降低所致。 b、制品结构不密实，有气孔，蜂窝，剥离或分层。 其原因：原料混合不均匀，混炼效果不好，没有应用塑料改性 技术，使两种极性不同的物质（塑料 /天纤）不相容，不能牢固粘 结的结果。 c、制品表面不平整，有斑孔，翘曲，变 形。 其原因：螺杆、料筒有伤痕缺陷，引起物料滞留或碳化，原料 16 17 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 不符合规格要求，含有杂质，没有选用流动性适宜，收缩率和各向 异性小的基体树脂，对定型模冷却控制不好。 由于木塑复合材料具有比单纯的木材和塑料无法比拟的诸多 优点，已受到国内外的广泛关注。该材料是绿色环保材料，可以回 收利用低成本的废弃木材和塑料，用此技术生产出来的木塑复合材 料可取代木材使用，有力地缓解我国因森林资源贫乏而木材供应紧 缺的矛盾。木塑复合材料生产技术既符合国家经济形 势发展的需 要，也衬合国家的产业政策，而且产品使用范围广。因此，可以相 信木塑复合材料是一种极具发展前途的材料，也是一项有生命力、 有市场开发前景的创新技术，具有广阔的市场前景和良好的经济效 益和社会效益。 （ 5）木塑复合材料加工工艺 木塑复合材料最先使用的生产工艺是混炼，再热压 (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。国内木塑复合材料的主要成型方法有浸渍成型、平压成 型、模压成型、挤出成型、热压成型、辐射法成型、注射成型等。 最早使用的为浸渍法，近年来，木塑复 合材料的生产工艺基本采用 两步法，即先进行共混造粒，再进行成品挤出。因为用这种方法加 工制品成本较高，自 1999 年起，就开始研究该复合材料制品的一 步法挤出成型技术，即直接用挤出机进行该材料的混合与成型，因 省掉造粒工序，从而降低了成本并提高了产品的市场竞争力。 挤出成型、热压成型、注射成型、模压成型是加工木塑复合材 17 18 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 料的主要成型方法。由于挤出成型加工周期短、效率高，因此挤出 成型方法是一种较为常用的工艺路线。 木塑复合材料最先使用的生 产工艺是混炼，再热压 (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。国内木塑复合材料的主要成型方法有浸渍成型、平压成 型、模压成型、挤出成型、热压成型、辐射法成型、注射成型等。 最早使用的为浸渍法，近年来，木塑复合材料的生产工艺基本采用 两步法，即先进行共混造粒，再进行成品挤出。因为用这种方法加 工制品成本较高，自 1999 年起，就开始研究该复合材料制品的一 步法挤出成型技术，即直接用挤出机进行该材料的混合与成型，因 省掉造粒工序，从而降低了成本并提高了产品的市场竞争力 。 塑复合材料制造的关键技术 近几年来国内有关科技及工程技术人员经过多年努力在木塑 复合材料制造关键技术上有了重大突破，使得木塑复合材料制造技 术和产品有性能上都已达到国际先进水平，并迅速走向市场化。其 主要关键技术有以下几点： (1）原料需充分干燥 木粉不同于无机矿物，通常有高达 1O%以上的水分，未经干燥 使用时易引起加工制品起泡、烧焦、糊料，影响制品外观，同时造 成不断停机清洗设备，难以连续生产。首先必须对木粉充分干燥。 (2）对木粉要进行表面处理 木粉表面为多羟基结构是极性 亲水性物质，而高聚物一般为非 18 19 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 极性亲油性物质，二者很难相容，亲和性极差。如简单的将二者直 接共混，制品变脆、力学性能很差，不能实用。如通过接枝反应对 木粉进行表面处理，可以将木纤维上的一 团接枝上有机基团， 使木粉表面变面亲油物质，提高了与高聚物大分子的界面粘着力， 同时也使木粉在复合材料中更易分散均匀，形成密实的网状结构， 从而提高复合材料的拉伸和冲击强度。研究结果表明，不同的 高聚物种类，所适用的表面处理剂也是完全不同的。如木粉 聚丙 烯体系，用马来酸酐接枝聚丙烯，处理的效果较好，但对木粉聚 乙烯体系效果并不显著。而使用乙烯一丙烯酸共聚物 (好得 多，即使木粉含量达 6O ，复合材料的拉伸强度也接近纯树脂的数 值。对于木粉聚氯乙烯使用铝酸酯偶联剂并不能达到要求，硅烷 偶联剂效果较好。 (3）加入高效流变润滑剂可提高产品质量和生产效率 研究结果表明，加入流变润滑剂可使木塑复合材料制品表面光 滑，外观好，同时也可提高挤出速度，提高生产效率。 (4）微发泡技术 通常不发泡的木塑复合材料一是密度都比较大，并且相同体积 的 制品树脂用量也比发泡材料多。如木粉 合材料的密度是 木材的一倍，比纯聚乙烯塑料也要高 1 3 左右。承载一吨的 1 2m 1 2m 的托盘纯塑料仅 2木塑托盘要 3上，发泡木 塑制品与传统木塑相比，密度可降低 2O 45 ，更接近于木材。 一般树脂成本要占材料成本的 8O 9O ，采用发泡技术可节省近 2 19 20 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 倍的成本。二是刚性和冲击性差。为了增加刚性就要增加型材截面 积或改变型材截面形状来解决。提高冲击性能则需 要提高木粉与聚 烯烃界面的亲和性和相容性。三是生产效率低，一般单机产量低于 h，形成一定规模就要增加挤出生产线，需增大固定资产。 所以近几年微发泡木塑复合材料作为塑料加工换代产品迅速发展 起来。 微发泡挤出成型需经历三个阶段，即气泡核生产阶段、气泡成 长阶段和泡体固定成型阶段。要获得泡体塑化优良，泡孔数量多、 直径小、分布均匀、外表结皮效果好，且平整光滑的型材，选择优 质的发泡剂是决定型材质量的关键。对于木粉 发泡复合材 料，加工过程中因聚氯乙烯属于热敏性聚合物，要求加工温度范围 很 窄，温度过高会造成聚合物热分解，在发泡过程中要严格控制发 泡剂的分解温度和分解时间。因此要选择发泡剂的分解温度相匹 配。通常微发泡塑料使用的 泡剂也不适于木粉 合体 系。因为 泡剂分解产生的气体同时还放出大量热量，如不采 取得力措施，极易造成温度升高使材料内部孔隙大小不均或者制品 表面出现鼓泡、塌陷等缺陷。 发基础及科研团队情况 项目负责人杨大可， 1966 年 12 月出生，福建省武夷山市人， 西安交通大学毕业，本科学历。长期从事木制品生产技术工作，并 于 2000 年至 2009 年到新加坡工作 10 年，具有丰富的木塑复合材 料生产管理和技术实践经验。现为武夷山市美华实业有限公司总经 20 21 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 理，公司主要技术管理人员。公司是成立于 1985 年的木制品加工 企业，已拥有研发及应用产品开发为一体的，拥有一流的技术水平 和专业人才。 22 21 23 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 第五章 市场分析 木塑材料兼具塑料和木材的性能，具有 优良的防潮性能、钻孔 性能和铆钉性能，更好的结构刚性、更好的外观和触感，改善了抗 破碎性能，其质量、均一性以及环境友好性均得以显著改善，综合 物理机械性能和制品的外观优良，可替代木材和化工塑料用于注塑 生产，生产成本低，产量高；从技术层面说，正是自身具备了诸如 塑料、木料、金属等材料的诸多优点，可以代木；可以代塑，可以 代铝，应用面广，从市场应用的需求分析，可以在以下领域规模化 应用： 1建筑材料：包括基材、墙材、模板、地板和装饰材系列； 2户外设施：包括栅栏、铺板、立柱、扶手等几大类产品； 3 物流运输：主要有包装箱、集装箱板、各类托盘等等； 4交通设施：譬如隔栏、隔板、护墙、标牌、垫木等等； 5家居用品：譬如衣柜、橱柜、桌椅、茶几、花架等等。 该项目的实施能大量减少森林资源消耗，减少塑料零部件石化 含量，降低二氧化碳排放量，符合京都条约协定，符合欧共体处理 废物要求，属于社会倡导的环保型产品。 该项目生产的木塑材料及其制品具备性能和成本的双重优势， 具有明显的竞争力，产品应用面广，国际市场非常欢迎，市场前景 极为广阔。 24 22 25 木塑复合材料及木塑制品生 产线项目可行性研究报告 中国的木材加工工业和塑料工业十分发达，木塑复合材料以其 优良的物理特性和环保特性受到欢迎，可以替代获得广泛应用的木 制品和塑料行业，随着技术的提高和质量的改善及生产能力的提 高，木塑产品可以在塑料和木制品行业获得广泛应用，市场前景广 阔，为木塑生产企业带来巨大的商机。 木塑是一个非常年轻的产业，成长的历史不过 10年，是一个新 兴产业，作为一个人均可利用资源并不富饶的国家，我们十分需要 这样一类能够充分体现科技转化为生产力的创新产品 ，因为它能够 较好地诠释资源开发、循环使用、健康环保、可持续发展等绿色经 济理念。从这个意义上落实科学发展观，建设资源节约型和环境友 好型社会，具有重要社会意义和经济价值。 国外木塑产业概况：北美是目前世界上木塑复合材料发展最快 和用量最大的地区，近 10多年来，美国木塑市场的增长率都保持在 10以上。近年来欧洲木塑复合材料的发展趋势有加快倾向，木塑 产业在欧洲还有较大的增长空间。 木塑产业作为还处于发育时期的新兴产业，其单项技术水平和 个别产品已能与国外一些同行相媲美，成为目前中国制造业中为数 不多的 、能够与欧美发达国家平等对话的产业之一。 高木粉填充量注塑级木塑材料及其制品是木塑产业的高端产 品，其独特的优良性能可以扩展应用到木材和塑料及金属制品的领 26 23 27 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 域，需求面广量大，本项目产品的市场是十分广阔的。 高木粉填充量注塑级木塑材料及其制品是木塑产业的高端产 品，其独特的优良性能可以扩展应用到木材和塑料及金属制品的领 域，需求面广量大，本项目产品的市场是十分广阔的，通过不断地 改良技术，可预见产品的经济寿命期是 无限的。 产情况 根据福建省南平市科技情报研究所查新中心在国内检索结果， 国内已有木塑产品方面的文献报道，目前主要的木塑产品主要是通 过挤出成型工艺，木粉填充量大都在 3040%，主要生产户外庭院围 栏，托盘，线条，地板等产品，本项目产品木粉填充量达到 55，可 用于注塑生产，生产制品应用面广量大，产品档次高，成本低附加 值大。木粉填充量达到 55%以上可以用于注塑生产的木塑材料的生 产工艺未见报道。 本项目产品木粉填充量达到 5580%，可用于注塑生产，兼具塑 料和木材的性能，具有优良的防潮性能、钻孔性能和铆钉性能，更 好的结构刚性、更好的外观和触感，改善了抗破碎性能，其质量、 均一性以及环境友好性均得以显著改善，综合物理机械性能和制品 的外观优良，成本低，显见其较木材和化工塑料的独特优点，成本 低附加值高，在广大的木制品市场和塑料制品市场有明显的竞争优 28 24 29 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 势，成本低附加值高极具推广使用价值。 该项目木塑材料的符合京都条约协定，符合欧共体处理废物要 求。 中国在各个行业出口木制品和塑料制品，武夷山市美华实业公 司有二十多年木制品出口经验，其木制窗帘杆产品畅销欧美，现在 已经取得世界著名百货公司 货合约，实现大量出口已经确定。 目前，本项目产品已经完成了著名外国公司 司，由于其性能优越，销售价格低于同类木制品和塑 料制品，在 国内市场同样具有相当强的竞争力，产品将供不应求 木材与塑料复合所得的产品要能够作为生态环境材料必须有 三大特点： 要能满足使用上的性能要求； 必须考虑尽可能节约资源和能源，尽可能减少对环境的污 染； 在研究、设计制备材料及使用废弃材料和生产的各个环节 中，材料或产品在整个寿命周期中必须满足对环境的协调性要求。 30 25 31 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 木塑复合材料兼有木材和塑料的双重性质，加入一定量的功能 材料，可使其具有耐磨、阻燃，耐老化性能以及可降解等功能。应 使材料从低级到高级、从单功能向多功能的方向发展。通过调节其 复合度、选择其连接形式和改变其对称性等因素，以达到功能材料 所追求的高价值。在进行功能木质复合材料的研究过程中应考虑各 组成的物理及化学性质，以避免各组成之间的冲突。要充分提高其 主要力学性能，使其能够作为结构材料使用。 纳米科技是一门多学科交叉、基础研究与应用开发紧密联系的 高技术，如 ：纳米电子学、纳米化学、纳米材料学和纳米机械学等。 组成相或晶粒结构控制在 100纳米以下长度尺寸的材料称为纳米材 料。将纳米科技导入木材科学与技术领域，可把木材科学、木材一 无机、有机复合材料学研究水平提升到纳米尺度的研究阶段。木材 在变成纳米尺寸后，其材料特异性质、尺寸效应及变化机理，以及 木材改性的显微结构关系可能使木材改性出现突破性的进展。木材 本身存在着宏观空隙、微观空隙和介质空隙。其中的介质空隙是指 三维、两维或一维尺度在纳米量级 (1100 空隙，因此可称 为纳米空隙。木材中存在纳米尺度 空隙意味着木材本身可以容纳纳 米微粒 (粉体 )、纳米管和纳米棒等，由此可见，木材制造成纳米粉 体或是将纳米材料填充到木材的纳米空隙、或是通过纳米材料的加 入改善木材与其它材料的性质是完全可能的。 32 26 33 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 大量废旧塑料制品 (薄膜、包装袋、快餐盒等 )被抛向人类赖以 生存的自然环境，而造成 “白色污染 ”，这给回收治理带来难度。 因此，进一步提高人们的环境保护意识，制定相应的法规来规范塑 料制品市场尤其重要。对于生活垃圾，应 逐步实施垃圾袋装化以及 垃圾分类的措施。加大执法力度，严格控制 “白色污染 ”的出现， 以便于有效地对废塑料制品进行回收利用。 可利用物理或化学的方法，对木纤维的表面进行预处理，改变 木纤维表面的状态，以达到改善表面相容性的目的。木质材料是由 纤维素、半纤维素、木素以及抽提物等组成的天然高分子材料，它 是一种不均匀的各向异性材料，因此界面特性十分复杂。同时，组 成木质材料的纤维素、半纤维素、木素等主要成分中含有大量的极 性羟基和酚羟基等官能团，其表面表现出很强的化学极性，因 而在 木材纤维表面主要是通过对极性官能团进行酯化、醚化、接枝共聚 等改性处理，使其生成疏水的非极性化学官能团并具有流动性，使 木材纤维表面与塑料表面的溶解度相似，以降低塑料基材与木质材 料表面之间的相斥性，达到提高界面粘合性的目的。这可从物理改 性与化学改性两个方面着手进一步研究。 着玻纤材料、空心 微珠材料及纳米材料等技术的发展，将其加入到木塑复合材料中来 提高木塑复合材料的力学性能是完全可行的。 34 27 35 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 年来木塑 复合材料成型技术和装备的研究正在快速地发展。这项技术的发展 具有以下 6 个特点。 （ 1）提高木塑复合材料表面相容性依然是研究的热点之一； （ 2）聚合物基体由单组分再生料向多组分再生料方向发展， 使回收的多组分废旧塑料（ ）原料和经过表 面改型的植物纤维进行混合成型，制出木塑复合材料制品； （ 3）植物纤维份数由低份数（ 50 份以下）向高份数（ 1 0 0 份 以上）发展，进一步降低材料成本， 增强产品的市场竞争力； （ 4）木塑复合材料微发泡技术、大型宽幅较厚的板材制品技 术等成套设备及制品成型技术的开发，改善木塑制品应用中存在的 诸如密度大、尺寸不能满足实际需要等问题，不断扩大木塑制品的 应用领域； （ 5）木塑复合材料填充有植物纤维和其它填料（比如玻璃纤 维等），以不断的创新，开拓木塑复合材料的应用领域； （ 6）设计新型的混炼设备和专用模具，以进一步解决木塑复 合材料难混合、难成型等缺点和提高生产效率。 8）加工工艺的开发。单一挤出型材向复合共挤、包裹共挤方 向发展；引入发泡工艺技术，从高泡向低泡、微发泡方向 发展。 9）木塑复合材料生产设备系统集成：系统集成是木塑复合材 料生产的关键。 木塑复合板材兼具木材和塑料的成本和性能优点，并且这种材 36 28 37 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 料有耐腐蚀、不翘曲、维修方便、外观与木材非常相似的优点，因 此，把木粉填充混合加工成为建筑和结构用型材已成为目前塑料挤 出行业中最为活跃的领域之一，回收废旧塑料、植物秸杆等是对资 源的再利用，可以有效地减少木材用量，保护森林。 木纤维和植物纤维来源充足，质轻价廉，对设备磨损小，制成 品尺寸稳定，电绝缘性 好，可反复加工，无毒，且能生物降解，对 自然环境不会造成污染。热塑性塑料主要为聚乙烯（ 聚丙烯 （ 聚苯乙烯（ 聚氯乙烯（ 聚烯烃，可用新料、 回收料或二者的复合材料。利用天然木纤维废料和废旧塑料生产的 代木新型材料，与目前市场上流行的含天然木质纤维的复合材料 (例如复合地板 )相比，不但成本低，且不含甲醛等对人体有害的物 质。 以木塑复合材料来代替木材，不仅可减少对木材的需求量，节 约森林资源，而且缓解了白色污染日益严重的问题。它通过对废弃 资源的综合利用，变废为宝，化害为利，具 有很高的经济效益和社 会效益，符合科学发展观和可持续发展的要求，符合建设节约型社 会和发展循环经济的要求，具有广阔的发展前景。 38 29 39 木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性研究报告 第六章 项目建设方案 项目技术方案 本项目的创新在于提供高木粉填充木塑材料大长径比螺杆混 炼造粒设备及特殊设计可用于木塑复合材料注塑成型的分离型螺 杆注塑机产品制备方案。其制备方法为： （ 1）用农作物秸秆或林业三