塑木復(fù)合材料及其生產(chǎn)工藝

1、主講人：雷主講人：雷 文文南京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院化學(xué)與材料科學(xué)系一、 定義n木塑復(fù)合材料（Wood-Plastic Composites,WPC）是國內(nèi)外近年蓬勃興起的一類新型復(fù)合材料，指利用聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等，代替通常的樹脂膠粘劑，與超過50以上的木粉、稻殼、秸稈等廢植物纖維混合成新的混合原料，再經(jīng)擠壓、模壓、注射成型等加工工藝熱塑成型，生產(chǎn)出的板材或型材。 二、 發(fā)展概況n早在幾十年前，美國就開始了木塑復(fù)合材料的早在幾十年前，美國就開始了木塑復(fù)合材料的研究，但由于加工技術(shù)不成熟，與塑料和純木研究，但由于加工技術(shù)不成熟，與塑料和純木材制品相比，有很多性能缺陷，一

2、直沒有迅猛材制品相比，有很多性能缺陷，一直沒有迅猛的發(fā)展。隨著工業(yè)技術(shù)水平的突破，新的加工的發(fā)展。隨著工業(yè)技術(shù)水平的突破，新的加工工藝使得木塑復(fù)合工藝使得木塑復(fù)合材料的使用性能大幅度提材料的使用性能大幅度提高，高，木塑制品的市木塑制品的市場(chǎng)迅速打開。場(chǎng)迅速打開。 n的應(yīng)用于房地產(chǎn)業(yè)大規(guī)模的工業(yè)化木塑復(fù)合擠出始于1980s年代，隨著汽車工業(yè)的迅猛增長，汽車內(nèi)飾件的需求空前加劇，隨后木塑復(fù)合材料一直保持穩(wěn)定增長。隨著市場(chǎng)的進(jìn)一步開拓與挖掘，木塑復(fù)合材料越來越多、公共設(shè)施等方面。 n日本木塑材料的使用比較普遍，產(chǎn)品質(zhì)量亦較優(yōu)良。日本木塑材料的使用比較普遍，產(chǎn)品質(zhì)量亦較優(yōu)良。n日本的木塑研發(fā)機(jī)構(gòu)經(jīng)過十

3、多年的努力研發(fā)出高品質(zhì)日本的木塑研發(fā)機(jī)構(gòu)經(jīng)過十多年的努力研發(fā)出高品質(zhì)的木塑材料。其產(chǎn)品具有自然的木材色澤和質(zhì)感，已的木塑材料。其產(chǎn)品具有自然的木材色澤和質(zhì)感，已在房屋建設(shè)和內(nèi)裝飾領(lǐng)域得到廣在房屋建設(shè)和內(nèi)裝飾領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是目前世界泛應(yīng)用，是目前世界上品質(zhì)最高的產(chǎn)品之一，代表了上品質(zhì)最高的產(chǎn)品之一，代表了木塑材料替代天然木木塑材料替代天然木材的質(zhì)量水平和發(fā)展趨勢(shì)。材的質(zhì)量水平和發(fā)展趨勢(shì)。 n 國外對(duì)木塑復(fù)合材料的研究起步較早，技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展迅速。為了降低成本，提高可再生資源利用的比例，高比例木質(zhì)纖維（木粉）的木塑復(fù)合材料在近幾年發(fā)展起來。木質(zhì)成分含量的增加，給制備工藝和界面相容性的提高增

4、加了難度，所以，如何改善木質(zhì)填充物與塑料基體間的界面相容性成為該材料的關(guān)鍵技術(shù)之一。 n 資料來源：中國產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)情報(bào)網(wǎng)2010-20132010-2013年國外木塑復(fù)合材料生產(chǎn)消費(fèi)年國外木塑復(fù)合材料生產(chǎn)消費(fèi)預(yù)測(cè)圖預(yù)測(cè)圖n國內(nèi)對(duì)木塑復(fù)合材料的研究起步較晚，但發(fā)展十分迅國內(nèi)對(duì)木塑復(fù)合材料的研究起步較晚，但發(fā)展十分迅速，取得了一些階段性的成果。速，取得了一些階段性的成果。n目前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)目前國內(nèi)工業(yè)化生產(chǎn)PP/木粉和木粉和PE/木粉復(fù)合材料技木粉復(fù)合材料技術(shù)已趨成熟，生產(chǎn)術(shù)已趨成熟，生產(chǎn)PVC/木粉復(fù)合材料技術(shù)也處于起步木粉復(fù)合材料技術(shù)也處于起步階段。階段。n但如何在保證拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度等物

5、理機(jī)械性的但如何在保證拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度等物理機(jī)械性的同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大原材料的供應(yīng)范圍，滿足同時(shí)，降低生產(chǎn)成本，擴(kuò)大原材料的供應(yīng)范圍，滿足大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要等技術(shù)方面的課題，還沒有得大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需要等技術(shù)方面的課題，還沒有得到很好解決。到很好解決。 國內(nèi)部分木塑生產(chǎn)企業(yè)三、 木塑用原材料n1 塑料n2 木纖維n3 填料n碳酸鈣粉n滑石粉n硅灰石粉n4 其他助劑抗氧劑抗氧劑增韌劑增韌劑潤滑劑潤滑劑發(fā)泡劑發(fā)泡劑顏顏 料料四、 木塑生產(chǎn)工藝n1 生產(chǎn)線 2 上料裝置3 擠出機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖傳動(dòng)系統(tǒng)擠壓系統(tǒng)機(jī)頭加熱冷卻系統(tǒng)擠出機(jī)主機(jī)模擬機(jī)頭擠壓系統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)圖圖5-18 5-18 普通三段式

6、螺桿普通三段式螺桿加料段熔融段均化段？3 冷卻裝置 噴淋式水槽噴淋式水槽（3）噴霧式冷卻水槽結(jié)構(gòu)：在噴淋式水槽基礎(chǔ)上，用噴霧頭來代替噴水頭。原理：用壓縮空氣將水箱中的水通過噴霧頭噴出，接觸產(chǎn)品后受熱蒸發(fā)，帶走大量熱量。另外，有時(shí)可以采用密閉的水槽中抽真空的方法，產(chǎn)生噴霧，低壓下氣化，達(dá)到冷卻效果4.牽引裝置牽引裝置4.牽引裝置牽引裝置4.牽引裝置牽引裝置5.其他裝置切割裝置切割裝置五、木塑的優(yōu)勢(shì)n1.產(chǎn)品具有與原木相同的加工性能，可釘、可鉆、可刨、可粘、表面光滑細(xì)膩，無需砂光和油漆、其油漆附著性好 ，亦可根據(jù)個(gè)人喜好上漆。 n2.產(chǎn)品摒棄了木材自然的缺陷 、如龜裂 、翹曲、 色差等 、 因此無

7、需定時(shí)保養(yǎng)。 n3.產(chǎn)品彎曲特性強(qiáng)，適合用于室裝各種刨花板條與裝飾材料等。 n4.產(chǎn)品獨(dú)特技術(shù)能夠應(yīng)付多種規(guī)格、尺寸、形狀、厚度等的需求，這也包括提供多種設(shè)計(jì)，顏色及木紋的制成品，無需打磨、上漆，降低后期費(fèi)用加工成本， 給顧客更多的選擇。 n5.產(chǎn)品具有防火、防水、抗腐蝕、耐潮濕、不被蟲蛀、不長真菌、耐酸堿、無毒害、無污染等優(yōu)良性能。 n6.產(chǎn)品使用壽命長，可重復(fù)使用多次，平均比木材使用時(shí)間長五倍以上，使用成本是木材的1/21/3，性價(jià)比有很大優(yōu)勢(shì)。可熱成型，二次加工 ， 強(qiáng)度高，節(jié)能源。 n7.產(chǎn)品質(zhì)堅(jiān)、量輕、保溫、表面光滑平整 , 不含甲醛及其他有害物質(zhì)、無毒害、無污染。 n8.加工成型性

8、好，可以根據(jù)需要制作成較大的規(guī)格以及十分復(fù)雜的形狀塑木型材廣泛應(yīng)用于托盤、集裝箱制作以及禮品包裝、室內(nèi)外裝修、工程建筑、園林公共設(shè)計(jì)等行業(yè)；塑木片材具有優(yōu)異的二次加工性能，主要用于汽車內(nèi)裝飾、室內(nèi)外裝修等，可加工成汽車門內(nèi)裝飾板、底板、坐椅靠背、儀表板、扶手、座位底座、頂板等等。 六、木塑的應(yīng)用n木塑復(fù)合材料既具有熱塑性塑料的易成形性，又有類似木材的二次加工性，如可切割、能粘接、可涂飾，且具有抗蟲蛀、耐老化、吸水性小、可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，故可廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。 n1.包裝行業(yè) 木塑復(fù)合材料目前在國際上應(yīng)用最廣的產(chǎn)品是托盤。n北美：2億多個(gè)/年n日本：約300萬個(gè)/年n中國木托盤8000萬個(gè)/年，木塑托盤也將占據(jù)一定市場(chǎng)份額。n2.鐵路軌枕 目前，木塑復(fù)合材料鐵路軌枕因成本偏高用量不大，但卻很有前景。如何進(jìn)一步降低成本，已成為是否能推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。 3.建筑行業(yè)n4.園林庭院5.市政n6. 汽車內(nèi)裝飾件