木塑复合材料

1、田露2016.05木塑复合材料木塑复合材料2010年上海世博会芬兰馆“冰壶” ，展示了新的基于可持续发展的高新科技。“冰壶”的所有建筑材料均在环保和可回收的原则上经过精挑细选。首次尝试采用木塑复合材料做外墙装饰，表面鳞状物就是由木塑复合材料组成。主要内容主要内容1.木塑复合材料概况木塑复合材料概况木塑复合材料优点木塑复合材料优点木塑复合材料的生产工艺及设备木塑复合材料的生产工艺及设备2.3.4.木塑复合材料应用及发展前景木塑复合材料应用及发展前景1.木塑复合材料概况木塑复合材料概况定义：定义：木塑木塑复合材料（复合材料（Wood-Plastic Wood-Plastic Composites,

2、WPCComposites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料，指利用型复合材料，指利用聚乙烯聚乙烯（PEPE）、）、聚丙烯聚丙烯（PP)PP)和和聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50%50%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新以上的木粉、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。主要用于建材、家工工艺，生产出的板材或型材。主要用于建材、家具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按

3、一定比具、物流包装等行业。将塑料和木质粉料按一定比例混合后经热挤压成型板材，称之为挤压木塑复合例混合后经热挤压成型板材，称之为挤压木塑复合板材。板材。 PVC木塑PE木塑PP木塑木塑原料主要原料塑脂木粉加工助剂界面改性剂等、相容剂、发泡剂、润滑剂、增塑剂等1、新料：聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯等。2、回收物：大量的废农膜、包装制品、废旧PVC电 缆等塑料废弃物。城市产生的废旧塑料达240-2807Y吨 废农膜 塑料包装袋等塑料废弃物1、木材厂、家具厂的大量的木屑、锯末和下脚料。 木屑 锯末2、农作物的稻壳、花生壳、葵花壳、秸秆等。 秸秆 麦麸 稻壳 3、城市植物纤维废弃物：如废旧木材、废纸、废纺织

4、 等。2.木塑复合材料的优点木塑复合材料的优点（1）防水防水、防潮防潮。根本解决了木质产品对潮湿和多水。根本解决了木质产品对潮湿和多水环境中吸水受潮后容易腐烂、膨胀变形的问题，可以使环境中吸水受潮后容易腐烂、膨胀变形的问题，可以使用到传统木制品不能应用的环境中。用到传统木制品不能应用的环境中。（2）防虫、防白蚁，有效杜绝虫类骚扰，延长使用寿）防虫、防白蚁，有效杜绝虫类骚扰，延长使用寿命。命。防水防潮（3）多姿多彩，可供选择的颜色众多。既具有天然）多姿多彩，可供选择的颜色众多。既具有天然木质感和木质纹理，又可以根据自己的个性来定制需木质感和木质纹理，又可以根据自己的个性来定制需要的颜色要的颜色

5、（4）可塑性强可塑性强，能非常简单的实现个性化造型，充分，能非常简单的实现个性化造型，充分体现个性风格。体现个性风格。（5）高环保性、无污染、无公害、可循环利用。产品）高环保性、无污染、无公害、可循环利用。产品不含苯物质，甲醛含量为不含苯物质，甲醛含量为0.2，低于，低于EO级标准，为欧洲级标准，为欧洲定级环保标准，可循环利用大大节约了木材使用量，定级环保标准，可循环利用大大节约了木材使用量，适合可持续发展的国策，造福社会。适合可持续发展的国策，造福社会。 秸秆环保木塑复合材料 节能环保木塑复合材料（6 6）高防火性高防火性。能有效阻燃，防火等级达到。能有效阻燃，防火等级达到B1B1级，遇火自

6、熄，不产生任何有毒气体。级，遇火自熄，不产生任何有毒气体。 （7 7）可加工性好，可订、可刨、可锯、可钻、）可加工性好，可订、可刨、可锯、可钻、表面可上漆。表面可上漆。 （8 8）安装简单，施工便捷，不需要繁杂的施工）安装简单，施工便捷，不需要繁杂的施工工艺，节省安装时间和费用。工艺，节省安装时间和费用。 （9 9） 不龟裂，不膨胀，不变形，无需维修与不龟裂，不膨胀，不变形，无需维修与养护，便于清洁，节省后期维修和保养费用。养护，便于清洁，节省后期维修和保养费用。 （1010）吸音效果好，节能性好，使室内节能高）吸音效果好，节能性好，使室内节能高达达30%30%以上。以上。 木塑复合材料与纯木

7、比较优势木塑复合材料与纯木比较优势:1 1、对环境友好：、对环境友好： 使用再生材料（木粉与塑料）使用再生材料（木粉与塑料） 不需要作防腐处理不需要作防腐处理 2 2、不需要日常维护，使用寿命比木材长、不需要日常维护，使用寿命比木材长, ,不吸不吸湿、潮，不腐烂，防虫湿、潮，不腐烂，防虫 不破裂、开裂、不变形不破裂、开裂、不变形 对冷、热环境不敏感对冷、热环境不敏感 3 3、聚烯烃类木塑复合材料机械性能好，可广、聚烯烃类木塑复合材料机械性能好，可广泛泛 作承载结构材料使用；作承载结构材料使用； 4 4、聚烯烃类木塑材料、聚烯烃类木塑材料95%95%的原料为再生材料，的原料为再生材料，所以成本较

8、低，同时产品可所以成本较低，同时产品可100%100%再回收利用；再回收利用； 5 5、PVCPVC类木塑复合材料通过微发泡提高冲击强类木塑复合材料通过微发泡提高冲击强度、降低比重，真正仿木。度、降低比重，真正仿木。 3.木塑复合材料的生产工艺木塑复合材料的生产工艺在工业生产领域主要有以下在工业生产领域主要有以下4种工艺路线生产木塑复合材料种工艺路线生产木塑复合材料1)连续挤出成型工艺连续挤出成型工艺这种成型工艺是采用传统的塑料制品挤出生产工艺这种成型工艺是采用传统的塑料制品挤出生产工艺,如图如图1. 木材木材以木粉的形式出现以木粉的形式出现,要求其粒径一般在要求其粒径一般在20100目之间目

9、之间. 由于木由于木/塑混合物需有一定的流动性才能够顺利地从挤出机出料塑混合物需有一定的流动性才能够顺利地从挤出机出料,故这种故这种方法一般不另加树脂进行胶合方法一般不另加树脂进行胶合,而是靠熔融状塑料与木粉的熔混而是靠熔融状塑料与木粉的熔混.图图1连续挤出成型工艺过程连续挤出成型工艺过程 2)热压成型工艺热压成型工艺此工艺可生产一定规格的不连续板材此工艺可生产一定规格的不连续板材,加工工艺类似于中密度加工工艺类似于中密度 纤维板的成型工艺纤维板的成型工艺.热压成型工艺过程热压成型工艺过程,如图如图2.图图2热压成型工艺过程热压成型工艺过程 3)挤压成型工艺挤压成型工艺挤出机和压机联用的一种挤

10、出和加压的同步工艺挤出机和压机联用的一种挤出和加压的同步工艺. 其成型的板其成型的板 材长度要大于热压成型的板材材长度要大于热压成型的板材,制品综合性能优于挤出工艺的板制品综合性能优于挤出工艺的板材制品材制品,如图如图3.图图3挤压成型工艺过程挤压成型工艺过程4)注射成型工艺注射成型工艺这种成型工艺是将原料加热到固化状态然后经压力由注塑机注这种成型工艺是将原料加热到固化状态然后经压力由注塑机注入到模具入到模具,从而得到产品从而得到产品.注射成型工艺过程注射成型工艺过程,如图如图4.图图4注射成型工艺过程注射成型工艺过程3.木塑复合材料的应用木塑复合材料的应用 由于木塑兼具塑料的耐水防腐和木材的

11、质感两种特性，由于木塑兼具塑料的耐水防腐和木材的质感两种特性，使得它成为一种性能优良并十分耐用的室外建材使得它成为一种性能优良并十分耐用的室外建材（地板、（地板、栅栏、椅凳、栅栏、椅凳、园林或水岸景观等）；还可替代港口、码园林或水岸景观等）；还可替代港口、码头等使用的木质构件，还可用于替代木材制作各种包装头等使用的木质构件，还可用于替代木材制作各种包装物、托盘、仓垫板等等不胜枚举，用途极为广泛。物、托盘、仓垫板等等不胜枚举，用途极为广泛。 3.木塑复合材料的主要生产设备木塑复合材料的主要生产设备在以上所述生产工艺中大多数工艺所用设备都是通用机械,如高速混合机、粉碎机、干燥机、开炼机、注射成型工

12、艺中用到注射机、热压成型工艺中用到硫化机等,而木塑复合材料的专用生产设备主要应用在挤出成型中.木塑复合材料的挤出设备主要有以下几种1)单螺杆挤出机2)双螺杆挤出机3)串联式磨盘螺杆挤出机单螺杆挤出机单螺杆挤出机双螺杆挤出机双螺杆挤出机串联式磨盘螺杆挤出机串联式磨盘螺杆挤出机4.1木塑复合材料发展现状木塑复合材料发展现状 木塑材料的产业化推广源于上世纪木塑材料的产业化推广源于上世纪80年代的美年代的美国，最初是作为改性塑料应用的。随着技术水平国，最初是作为改性塑料应用的。随着技术水平的提高，木塑逐渐具备了塑料、木材、金属等单的提高，木塑逐渐具备了塑料、木材、金属等单质材料的优点，成为自成体系的新

13、型材料。目前，质材料的优点，成为自成体系的新型材料。目前，各类木塑制品在各类木塑制品在美国美国、加拿大加拿大、德国德国、英国英国、荷荷兰兰、日本日本和和韩国韩国等国已得到较为广泛的应用，形等国已得到较为广泛的应用，形成了比较规范的产业和市场。成了比较规范的产业和市场。 在国家在国家循环经济循环经济政策的鼓励和企业政策的鼓励和企业潜在效益潜在效益需需求的双重推动下，全国性的求的双重推动下，全国性的“木塑热木塑热”正在逐渐兴正在逐渐兴起。到起。到2005年底，全国已有木塑研发、生产和配套年底，全国已有木塑研发、生产和配套的单位逾的单位逾150家，木塑产业从业人员数万人，木塑家，木塑产业从业人员数万

14、人，木塑制品年产销量已接制品年产销量已接10万吨，年产值超过万吨，年产值超过8亿元人民亿元人民币。业内主要技术代表企业的试验样品已达到或超币。业内主要技术代表企业的试验样品已达到或超过国际先进水平。过国际先进水平。 我国的天然木材资源日益减少，木质制品的市场需求量我国的天然木材资源日益减少，木质制品的市场需求量却与日俱增。巨大的市场需求和技术突破必然会不断拓宽木却与日俱增。巨大的市场需求和技术突破必然会不断拓宽木塑材料的市场通道。从市场需求角度分析，木塑最有可能在塑材料的市场通道。从市场需求角度分析，木塑最有可能在建筑材料、户外设施、物流运输、交通设施、家具用品等领建筑材料、户外设施、物流运输

15、、交通设施、家具用品等领域开始规模性拓展域开始规模性拓展 由于国内市场尚处起步阶段，由于国内市场尚处起步阶段， 塑木制品在塑木制品在国内市场还没有大面积推广。国内市场还没有大面积推广。 中国市场与北美市场相比，木塑复合材料及制成品的增中国市场与北美市场相比，木塑复合材料及制成品的增长还有相当大的空间，预期国内长还有相当大的空间，预期国内 塑木复合材料市场近年内产塑木复合材料市场近年内产量将超过百万吨，产值超过量将超过百万吨，产值超过10亿元，并形成新型木塑复合制亿元，并形成新型木塑复合制品体系品体系4.2木塑复合材料发展木塑复合材料发展前景展望前景展望 我国的天然木材资源日益减少，木质制品的市

16、场需求量我国的天然木材资源日益减少，木质制品的市场需求量却与日俱增。巨大的市场需求和技术突破必然会不断拓宽却与日俱增。巨大的市场需求和技术突破必然会不断拓宽木塑材料的市场通道。从市场需求角度分析，木塑最有可木塑材料的市场通道。从市场需求角度分析，木塑最有可能在建筑材料、户外设施、物流运输、交通设施、家具用能在建筑材料、户外设施、物流运输、交通设施、家具用品等领域开始规模性拓展品等领域开始规模性拓展木塑复合材料发展前景广阔 木塑复合材料发展前景广阔木塑复合材料发展前景广阔木塑复合材料在军事领域中应用：木塑复合材料在军事领域中应用：1、军用包装、军用包装目前我国军用弹药外包装仍然以木箱为主，每年不

17、仅耗费大量木材，而且木包装箱性能存在很大局限性，如强度较低、易霉腐、易虫蛀、不密封等。因此，研究性能更为优越的新型包装材料和包装结构形式极其重要。木塑复合材料具有塑料与木材的双重特性，其某些性能指标甚至优于塑料和木材，除断裂伸长率、冲击强度较低外，其他各项性能均已达到现用军用包装材料的性能指标范围。通过进一步研究改进木塑复合材料的物理机械性能，并通过合理的包装箱结构设计来提高箱体的整体强度，这种材料用于某些军品包装完全是有可能的。国内在这方面已作了一些尝试，提出一种全新的拼接方式，从结构设计和结构部件的选材两个方面来保证木塑包装箱的密封性和整体强度。2、军港设施、军港设施据报道，美国海军的许多码头设施是在二战期间或之后建立的，现在已到了它们的退役期。由于这些材料用杀虫剂处理过，属有害废弃物，其处理费用很大。由于受环保意识的影响，经过保护处理的木材在海洋环境中的使用受到质疑。此外，在比较清洁的港湾，它们还受到日益严重的海洋木蛀虫的危害。最近FAC杂志评估海军每年用于木材的防护处理的费用约为41005100万美元，替换这些木材最可行的方法莫过于各种各样的人造复合材料。因此，迫切需要发展一种更坚固