秸秆环保木塑材料新技术分析

1、国家重点扶持产业化项目国家高技术产业化新材料专项项目秸秆木塑复合材料新技术项目生产可行性分析报告中国循环经济产业发展中心一、概述木塑复合材料（Wood-Plastic Composites,WPC）是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料。本技术利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，代替通常的树脂胶粘剂，与超过50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、注射成型等塑料加工工艺，生产出的板材或型材。它不但具有天然的木材的特性，而且根据需求可以生产多种颜色。主要用于建材、家具、物流包装等行业，还可以适用于建造平台、栏杆、步道、踏步、户外桌椅、花架、树池等，同时也可用于室内装潢

2、、物流、包装、运输、制作托盘等领域。木塑材料施工简单，可以使用普通的木工器械进行施工。具有抗紫外线、防虫蛀、耐酸碱、耐腐蚀、不易变形、不开裂、免维护、易安装、免油漆、不惧风雨可以百分之百回收再生、亲近自然等优点。而且可替代几乎所有类型的木制产品。在水岸建设，潮湿环境中，木塑产品更具有明显的优势。木塑结合已成为整个社会发展的趋势。美国早在几十年前就开始了木塑复合挤出,近5年发展特别快。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,其生产和应用方面也在迅速增加。北美和欧洲2002年消费的木塑复合材料达到68万吨,预计到2010年前将以14%和19%的速度增长。北美是目

3、前世界木塑复合材料市场最大的地区,据美国权威咨询公司的专项报告显示2001年仅北美市场用量就达32万吨, 2005年用量以两位数字增长,其中铺板用量就占总用量的60%以上。护墙板、天花板、装饰板、踏脚板、壁板、高速公路噪音隔板、建筑模板、防潮板,装饰边框、栅栏和庭园扶手、包装用垫板,室外露天桌椅,船舶坐舱隔板、办公室隔板等,以及开发中的披叠板、百页窗等的需求增长都相当快。美国在木塑复合材料的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，其发展势头增长强劲

4、。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。该项目被国家发改委列为“国家高技术产业化新材料专项项目” 国家科技部“863”项目和“948”计划专门设有木塑课题组。中央电视台新闻联播2010年曾播报表彰某生产该产品的企业。据不完全统计，全国直接从事木塑材料研发、生产的企事业单位有上百家，木塑制品年产量接近50万吨，但目前中国木塑产业的真正潜力还未完全发挥。至本世纪初，国内木塑产业凸显雏形，参与的企业、科研单位日益增多。木塑产业从业人员达数万人，木塑制品产量接近50万吨，业内人士认为，随着我国天然木材资

5、源日益减少，巨大的需求终究会敲开国内木塑材料的市场大门。     它是一种前景极好的环保型材料，它将逐步替代木材、PVC等塑料制品，其市场前景将是十分广阔的。二、主要特点木塑复合材料的基础为高密度聚乙烯和木质纤维，决定了其自身具有塑料和木材的某些特性。 1) 良好的加工性能 木塑复合材料内含塑料和纤维，因此，具有同木材相类似的加工性能，可锯、可钉、可刨，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料。机械性能优于木质材料。握钉力一般是木材的3倍，是刨花板的5倍。 2) 良好的强度性能 木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于

6、内含纤维并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的25倍。 3) 具有耐水、耐腐性能，使用寿命长 木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖细菌，不易被虫蛀、不长真菌。使用寿命长，可达50年以上。 4) 优良的可调整性能 通过助剂，塑料可以发生聚合、发泡、固化、改性等改变，从而改变木塑材料的密度、强度等特性，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。 5) 具有紫外线光稳定性、着色性良好。 6) 其最大优点就是变废为宝，并可100回收再生产。可以分解，不会造成“白色污染”，是真正的绿色环保

7、产品。 7) 原料来源广泛 生产木塑复合材料的塑料原料主要是高密度聚乙烯或聚丙烯，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。 8) 可以根据需要，制成任意形状和尺寸大小。 三、适用范围木塑复合材料的最主要用途之一是替代实体木材在各领域中的应用，其中运用最广泛的是在建筑产品方面，占木塑复合用品总量的75%。木塑复合材料主要使用场所及用途见表1.3-1。 表1.3-1木塑复合材料主要使用场所及用途场 所类 别主 要 用 途规 格室 外户外板草坪甬道、泳池包边、露天连廊依用户要求提供花箱板花箱、树池、篱笆、垃圾桶依用户要求提供装饰板外墙装饰板、遮阳板、百页窗条依用户要求提

8、供板凳条座凳、椅条、靠背条、休闲桌面依用户要求提供标志牌标志牌、指示牌、宣传栏依用户要求提供结构材立柱、横梁、龙骨（可镶套金属件）方形、圆形、工字型均可亲水铺板码头铺板、水上通道、近水建筑w 1015cm h 23cm型（板）材栈道、步道、桥板（实心或空心）w 1015cm h 23cm型（杆）材扶手、护栏、栅栏、隔断、衬档依用户要求提供花架走廊依用户要求成套建筑户外凉亭依用户要求成套建筑露天平台依用户要求成套建筑简易停车房依用户要求成套建筑室 内地 板h 1.21.8cm顶 板依用户要求提供墙 裙依用户要求提供浴室板依用户要求提供门窗框套依用户要求提供室内隔断依用户要求提供隔声板（墙）依用户

9、要求提供装饰线条各类角线、边条、镶条、装饰条依用户要求提供木塑墙装饰 木塑亭子路边木塑凳 花园木塑亭执行标准：LY/T1613-2004挤压木塑复合板材 四、理化性能要求：项目指标含水率() 2硬度(HRR) 58吸水厚度膨胀率() 1静曲强度(MPa) 20弯曲弹性模量(MPa) 1800表面耐磨（G/100r）0.08低温落锤冲击，破裂个数（个）1加热后状态无气泡。裂痕。麻点加热后尺寸变化率（）±2.5高低温反复尺寸变化率（）±20.2握螺钉力（N）板面硬度1000板材800耐候性（MPa）静曲强度16五、生产设备1、木塑材料生产线工艺流程：木粉(植物纤维)烘干、添加剂

10、处理机高速混合机挤出机T型模具成型冷却机牵引机纵横切断机成品该机组采用专门设计的锥形双螺杆挤出机，采用直流调速拖动，进口品牌温控仪表，具有调速范围广，温控精度高，操作方便可靠等优点。辅机由真空定型台、牵引机、切割机及推料架组成。配备大型强制冷却装置确保板材定型效果。履带式牵引机采用精密减速电机及变频器，具有结构合理、牵引力大，牵引稳定等优点。切割机具有工作可靠准确，切割精度高的优点，推料架附有可移动的推料小车和特制的橡胶保护层，具有不伤料，使用简便等优点。辅机机组采用可编程电脑控制或国产名牌控制系统，整机控制可靠稳定。2、PP、PE木塑生产线本项目采用塑料或回收旧塑料（PE、PP、pvc）和木

11、质纤维（木粉和其他植物纤维如稻糠、秸秆等）为主要原料（两项占90%以上）生产一种工业品木塑复合材料（WPC）。一  木塑复合材料可以代替木材，保护森林资源。二  木塑复合材料可以利用植物秸秆，减少环境污染三  木塑复合材料可消除白色污染，净化自然环境材料技术参数项目单位测试标准底值高值断裂伸长率%GB/T 10403.03.6比重t/m³GB 10331.11.18线胀系数Mm/mm/CGB 10363.5*10-5吸潮性%0.1表面电阻率GB 1410-898*1013紫外线老化率微米/年5065抗弯模量GPaGB9341-882.53.1抗弯强度GP

12、aGB9341-882.53.1压缩模量GpaGB/T 10411.01.2压缩强度MPaGB/T104125.030.0无缺口IZOC冲击强度 J/MGB/T843155.0169螺钉拔出力（4.4mm 直径 25.4mm深） kg 300 320 （5mm 螺钉）木塑挤出生产线主要技术参数主机种类锥双螺杆挤出型号65型80型92型驱动功率37KW55KW110KW挤出量120Kg/h210Kg/h330Kg/h中心高1000mm1000mm1050mm备注：以上规格参数如有变更，恕不另行通知。工艺流程植物纤维（已处理）+ 塑料 + 助剂高速混合机挤出造粒挤出成型冷却定型牵引机切割机卸料台成

13、品该生产线能生产PE、PP或PVC木塑异型材制品，主要用于托盘，包装箱板，地板，户外装饰材料等. 六、效益分析（一）、以年产800吨木塑材料（小规模）为例：生产成本及效益分析主要生产设备价格： 78万元；1、年销售收入：800吨×9000元/吨=720万元（根据市场情况本材料价格定为9000.00元/吨） 2、原料成本：废旧PE塑料粒料为6000.00元/吨左右；稻壳为300.00元/吨；各类化学制剂需300元/吨左右；按比例，PE塑料：稻壳：化学制剂=40%：50%：10%=4：5：1根据以上得知，实际每吨的原料成本为2850元。 3、生产费用： 工人工资：平均1000元

14、/月，一条生产线共8人。8×1000×12=9.6万元/年；电耗：装机总容量约为150KW，实际用量按装机总容量的60%，以每度为0.5元计算为： 150×60%×300×24×0.5=32.4万左右设备折旧：按15年计：78/15=5.2万 办公管理费+销售费用：按销售收入的3%计算为：720×3%=21.6万元纳米木塑复合材生产线成本：（9.6万+32.4万+5.2万+21.6万）/800=845元/吨 4.纳米木塑材料总成本：2850.00+845.00=3695.00元/吨5.全年获利润：720-800×0

15、.3695424.4万元（二）以建年生产能力2000-2500吨木塑复合板材企业规模为例序号设备名称单位产量Kg/台.h数量售价（万元）1干燥系统300-500182原材料处理系统30016可自备3混合配料系统6001144板材挤出系统2102555破碎设备300-500136造粒系统350139加辅助设备总投资130万元；厂房300平米(高3-4米)，动力250-300kw,工人20名原料成本（吨计）木粉（秸秆粉）500kg， 单价0.3元/kg ， 价值150元；废塑料 400kg ， 单价6元/kg ， 价值2400元；辅助材料 100kg ， 价值300元 ；加工成本 845元/吨 ；合计成本 3695元/吨 ；市场售价 70009000元/吨 ；每吨利润2305-53