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新型木塑复合材料 2006-6-6

  项目类别:材料

  项目简介:
  木塑复合材料是以废旧塑料、木粉及谷壳、花生壳、桔杆等加工制作的一种用途广泛的替代木材的复合材料。具有耐水、耐酸碱、防腐蚀等优良性能,且原料来源广泛。可生产成不同形状的型材、管材、片材及其它产品,应用广泛。木塑材料技术原理及应用领域:
  木塑材料是将聚酯和木质纤维材料(木屑、竹粉、稻壳、秸梗等)按一定比例混合,并添加特制的助剂,经高温、挤压、成型等工艺制成一定形状的复合型材。
  木塑材料可代替木材、塑料等,主要用于包装、建材、家具、物流等行业。木塑复合材料在北美地区及亚洲一些主要国家主要应用在以下几个方面
  (1)托盘、包装箱等包装制品
  木塑材料应用于包装行业主要是托盘(东南亚地区也称卡板)、包装箱、集装器具等等,用量相当大。仅以托盘为例,北美地区托盘用量高达2亿多个。据日本托盘协会(JRP)的统计,日本托盘用量每年约8000万个。国际物流与采购联合会托盘专业委员会预测,近几年内,亚洲托盘用量有可能突破每年4亿个。欧洲共同体与南韩、日本已于2004年4月下文,从2004年8月起严禁使用木质托盘。而早在2000年,世界各国均分别发布所有进?货物所使用的木质包装必须经过高温消毒处理。这一切意味着木塑复合材料产品在亚洲应用市场的高峰将很快地到来。
  (2)铺板、铺梁等仓储制品
  木塑材料应用于仓储行业主要是货架铺板、枕木、铺梁、地板等等。在亚洲地区,虽然仓储行业应用木塑材料才刚刚开始,但在2003年上半年,木塑枕木的使用量就高达560万平方米。
  (3)凉亭、座椅等城建用品
  木塑材料制成的凉亭、座椅、花盆、垃圾桶等,具有防水、防潮、防腐的特点,而且寿命长、价格低、因而在北美地区应用较多。
  (4)房屋、地板等建材用品
  近年来,北美地区应用木塑复合材料制作的房屋、室外地板、阳光房、码头、护栏等产品愈来愈多,仅DURY INC公司在这些方面每年实现产值就高达5.9亿美元。
  (5)汽车内装饰、管材等其它产品
  随着人们对木塑材料的认识不断提高,木塑复合材料技术水平不断提高,产品的应用领域近年来也不断扩大,汽车内装饰、复合管材、铁路枕木、车厢箱板、集装箱底板、电缆护管、井盖的产品研发,也正从论证阶段步入到应用测试阶段,相信在不远的将来,木塑产品的应用领域仍将进一步扩大。
  木塑材料技术性能指针及产品的主要特点:
  木塑复合材料的基础为聚酯和木质纤维,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
  木塑复合材料内含聚酯和纤维,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它合成材料。
  (2)良好的强度性能
  木塑复合材料内含聚酯,因而具有较好的弹性模量。此外,由于内含木质纤维并经树脂固化,因而具有与硬木相当的抗压、抗冲击等物理机械性能,并且其耐用性明显优于普通木质材料。
  (3)优良的耐水、耐腐性能
  木塑材料及其产品,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。
  (4) 优良的可调整性能
  通过助剂,树脂可以发生聚合、发泡、固化、改性等变化,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)原料来源广泛
  木塑材料除了使用助剂以外,98%以上的原料均为聚酯和木质纤维物资,其来源非常广泛,供货渠道也相对比较稳定。
  其主要性能指针如下表所示:
  表1:材料的物理性质属 性 单 位 检 验 数 值
  特殊重力 G/cm3 1.1
  膨胀系数 Mm/mm/℃ 3.5E-05
  吸湿度 0.1%
  吸水度(24h) 0.2%
  不光滑面吸水度(24h) ASTMD570 0.3%
  焚烧检验 Second ASTMD570 0
  UV变坏程序 mm/year UL-94-V-0 0.050
  表2:材料的化学特性
  特性 单位 检验 低 高
  延长度 % ASTMD790-92 3.6 4.2
  弯曲系数 Gpa ASTMD790-92 3.1 4.2
  弯曲强度 Mpa ASTMD790-92 48.8 52.6
  压缩系数 Gpa ASTMD695 1.2 1.8
  压缩强度 Mpa ASTMD695 30 40
  木塑材料生产加工工艺原理:
  木塑挤出成型的基本工艺原理是:将树脂颗粒与植物纤维粉末混合在一起干燥和改性后,送入双螺杆挤出机,使混合物料在一定的温度下,经过双螺杆对其进行剪切和混炼,加之特殊的改性剂的作用,使树脂的高分子与植物纤维粉末形成特有的分子网状结构,使得挤出型材具备良好的加工性和优异的物理化学性能。
  拟在江苏地区建立的复合材料有限公司生产设备配置单:
  方案、基本设备配置说明
  根据亚洲地区木塑复合材料发展的市场需求及欧美市场的现状,经过反复论证和修改,进行了设备配置的最佳组合。
  为了适应市场,整套系统由环保型复合材料木塑型材、板材两大类组成。该系统可应市场变化而自行调整而勿须作大的改造。充分体现出其先进性、适应性和可持续发展性。
  1.木塑复合材料的板材模压机组
  序号 设备名称 数量 单位 备 注
  1 MD-425-89PW板材模压机组 1 台 全线自动计算机控制。为加拿大全套进口。
  2 板材辅机设备系统 1 套
  3 板材机头1800/pw模具 1 套
  4 主机自动上料装置 1 套
  5 主机料仓搅拌装置 1 套
  6 板材混料机组OT-800 1 台
  7 真空上料装置 1 套
  8 预混料料仓 1 台
  9 料车 2 台
  注:一条模压机组设计能力为年产8000吨。可年制造二十万个标准工业托盘或年生产十万个民宅门。
  2、型材挤出生产线12条 (其中65十条生产线、80二条生产线)

  序号 设备名称 数量 单位
  1 OT-65/132锥双塑木挤出机 10 台
  2 OT-80/155锥双塑木挤出机 2 台
  3 辅机、定型、牵引、切割系统 12 套
  4 自动上料系统 12 套
  5 主机自动搅拌器 12 台
  6 OT-65/132挤出机全线自动控制系统 10 套
  7 OT-80/155挤出机全线自动控制系统 2 套
  8 挤出机型材模具 12 套

  注:12条型材机组控制系统全部由西门子公司按加拿大提供的软件包制造,主要部位均已按加拿大制造厂商的标准在中国多家工厂进行保密性地设计、制造。15条型材生产线年产量设计能力7000吨。
  3、辅助配套设备 (不含水、电、气公用设备)

  序号 设备名称 数量 单位 备注
  1 大功率塑木破碎回收机 1 台
  2 废塑料破碎机 1 台
  3 木粉干燥设备 1 套
  4 型材表面处理设备 2 台
  5 防滑喷丸机 1 台
  6 800/1600L高冷混机组 3 套 塑木型材
  1 套 板材专用
  7 高冷混机组真空上料装置 4 套
  8 预混料料仓 4 套
  9 高冷混机组物料提升装置 4 套
  10 料车 20 台
  注:全部辅助设备按两类产品设计。投资预算已分别计入两大类产品机组中。
  4、实验室设备
  分类 名 称 数量 功 能、用 途
  制样设备 平板硫化机 1台
  万能制样机 1台
  分析和性能测试设备 1、 电子分析天平 1台 称样、水份分析
  2、 光电分析天平 1台 密度分析等
  3、 干燥器 1~2个
  4、 药物托盘天平 1~3台
  5、 1~300℃恒温烘箱 1台
  6、 拉力机 1台 拉伸强度、伸长率、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量
  7、 熔融指数测试仪 1台 熔融指数测定
  8、 简支梁冲击仪 1台 抗冲击强度
  9、 维卡耐热测试仪 1台 耐热性测试
  10、玻璃仪器(包括称物瓶、烧杯、表面皿等) 一批
  设备投资额及流动资金、投资总额估算:
  整套设备系统以交钥匙工程方式需要RMB9000万元整(厂房等基本建设除外)。厂区约需占地四、五万平方米,厂房1.2 ~1.5万平方米,办公区二、三千平方米。水泵房、空压机房及其它基本建设约需二百平米。厂房无特殊要求,以标准框架式结构。根据以往在中国建厂的经验估算,厂房、土地等基本建设投资略需人民币2800万元整。公共设施的设备(水泵、空压机等)约需人民币500万元。
  设备投资: 人民币9000万元
  厂房、土地、基建投资: 人民币2800万元
  公共设施投资: 人民币500万元
  流动资金: 人民币300万元
  项目总投资: 人民币12600万元
  注:若厂房以租赁方式投入,则总投资为人民币9800万元。工厂建立以后,生产流动资金大约需人民币300万元整即可。
  效益分析:
  年产型材7000吨,按每吨5800出厂价(2004年价格)记,年产值RMB4060万元;年产板材8000吨,按每吨6000出厂价(2004年价格)记,年产值RMB4800万元;合计产值为RMB8860万元,利润约为RMB1900万元。
  SIB公司所属技术的独到性:
  配方技术
  塑木材料的原料必须经过恰当的混合,聚合物链的机体必须交叉连接到聚合物的网上,经过挤压,材料方可成为坚固耐用之材料。SIB技术,在材料的塑化过程中,采用了特殊的接枝添加剂,使聚酯在高温作用下,拉出长纤维,搭接成网,与木粉融合。
  挤压技术
  由于木塑材料的流动性远远低于一般聚酯,且温度必须控制在一定范围内,因此,普通的挤压方式已不能沿用。特殊的螺杆、齿轮箱及轴承设计是必须的,长度与直径的比率亦要求与整体工程设计相匹配。
  模具技术
  木塑材料所使用的模具,决不能用普通的模具来代替。必须考虑流变学理论和挤压材料的非牛顿特性,才能把经过精确配比的混合物料,均匀挤压成所需的形状。

  知识产权人:加拿大兰天集团; 合作方式:合资
  项目联系人:夏莉: 任职单位及职务:加拿大兰天集团

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