木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性分析报告(编辑修改稿)

木塑复合材料及木塑制品生产线项目可行性分析报告(编辑修改稿)内容摘要：

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、 门板、 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。 国际市场预测 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。 国内市场预测 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。 本项目产品市场预测 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。 本项目产品寿命预测 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。 本项目产品国内研制、生产情况 根据 （地区） 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 30~40%，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。 本项目产品竞争能力分析 本项目产品的国内外市场竞争能力分析 本项目产品木粉填充量达到 30~60%，可用于 挤出 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势，成本低附加值高极具推广使用价值。 本项目产品出口的可能性分析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。 木塑复合材料发展趋势 向生态环境材料方向发展 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： ①要能满足使用上的性能要求； ②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； ③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。 向结构和功能复合材料方向发展 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。 纳米技术在木塑复合材料中的应用 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 (1— 100 nm)的空隙，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。 强化废旧塑料的回收管理 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。 改善木塑复合界面相容性 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。 新材料在木塑复合材料中的应用。 随着玻纤 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。 木塑复合材料成型技术和装备的发展方向。 近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（ PE、 PP、 PVC、 ABS 等）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。 ⑦ 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。 ⑧ 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（ PE）、聚丙烯（ PP）、聚苯乙烯（ PS）、聚氯乙烯（ PVC）等聚烯烃，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。 第六章 项目建设方案 本项目技术方案 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剩物研磨制成粒度为 80~100 目生物纤维； ② 80~100 目生物纤维原料干燥到含水率低于 5%； ③ 回收塑料干燥； ④ 将回收塑料及木生物纤维按 30： 65 的比例混合； ⑤ 将混合料运送到锥形双螺杆造粒设备并按配方添加偶联剂和润滑剂及其他添加剂 ； ⑥ 将按配方添加了润滑剂偶联剂及其他添加剂的混合料在规定的温度范围进行混炼挤出； ⑦ 将木塑材料 挤出 成型加工成木塑制品。 本工艺的优点：由生物纤维原料应用锥形双螺杆挤出制成木塑复合材料成型过程简单易行，成本极低。 生产设备选择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 单螺杆挤出机造价低 ,能耗低 ,速度慢 ,适用于生产规模小的企业 ,大中型企业一般都使用双螺杆挤出机。 ② 双螺杆挤出机 木塑复合材料加工业将双螺杆挤出机又分为同向平行双螺杆挤出机和异向锥型双螺杆挤出机，同向平行双螺杆挤出机为高速、高 能耗型设备 ,一般为组合式螺杆。 异向锥型双螺杆机被称之为低速、低能耗型设备 ,非组合式螺杆 .与一般锥型双螺杆机比 ,为适应热敏树脂加工需要 ,要求螺杆设计适应较宽的加工范围 ,对木纤维的切断作用小 ,树脂少时仍能均匀分散并与物料完全熔融。 根据项目的生产规模及工艺 ,购置设备见下表： 序号 设备名称 单位 数量 单价 (万元 ) 用途 1 JGGHL500/1000 高速混合机 台 塑料木粉的混合、干燥、着色等 2 JGMSX51/105 PVC 木塑型材生产线 台 生产幅宽≤ 180mm 门套型材制品 3 JGMSX65/132 PVC 木塑型材生产线 台 生产幅宽≤ 240mm 型材制品 4 JGMSB92/188 PVC 木塑板材生产线 台 生产幅宽 800mm 木塑门板 5 PVC 木塑板材包覆机 台 板材表面处理 6 PVC 木塑型材包覆机 台 型材表面。