塑木材料简介及发展前景浅析
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木材料简介及发展前景
【摘要】:木塑复合材料(WPC)是一种新型的绿色环保复合材料,是木材的理想替代品,可以减少废弃木材和对环境的污染。本文简要地介绍塑木材料、应用领域、优缺点、以及在国内外的应用发展现状,并对木塑复合材料发展趋势进行了分析,肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。
【关键词】:塑木材料塑料应用领域发展前景
1、塑木材料简介
“塑木材料”,也叫“木塑复合材料”,顾名思义可理解为主要以塑料为原料,通过添加木粉、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。主要用于建材、家具、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的板材,称之为挤压木塑复合板材。
塑木的主要成分是塑料和自然纤维。与传统木材相比,塑木最大的上风就是对环境贡献大,节省木材有利于保护生态环境、不需要油漆避免对环境的污染、报废后可回收利用不产生二次污染。塑木制品有着不用刷漆,不怕水的优点,在10年左右的使用周期结束后,还可以回收再利用。
据了解,塑木主要用于室外园林景观和亲水景观,塑木使用年限是普通木材的3-10倍。
2、塑木复合材料的特征
木塑复合材料是经过预处理的木质纤维或木粉与热塑性塑料树脂和其它材料复合而成的一种新型材料。具有如下优点:材料吸水率低,不易形变和开裂;不易被虫蛀和霉变;机械性能高,质轻、防潮、耐酸碱、耐化学品、耐盐水性好;不腐烂、便于清洗;可加工性强,可锯、可刨、可钉,便于清洗;可以在低温下使用;耐紫外光;机械性能好、价格便宜、加工方便、可回收;无甲醛等有害气体释放等原料利用废弃资源的比例高达92%以上,主要原料来源广泛,且能百分之百回收再生,符合我国可持续发展的产业政策。木塑复合材料是一种应用广泛、附加值高的新型环境友好材料,四现代材料工业发展的主要方向之一。
3、木塑产品的应用领域:
木塑复合材料既具有热塑性塑料的易成形性,又有类似木材的二次加工性,如可切割、能粘接、可涂饰,且具有抗虫蛀、耐老化、吸水性小、可重复利用等优点,故应广泛应用于各个领域。
1.1 包装行业
木塑复合材料目前在国际上应用最广的产品是托盘。北美地区托盘用量每年高达2亿多个,日本托盘用量每年约600万个,其中木塑托盘产品已经占到近一半市场。中国物流与采购联合会托盘专业委员会预测,近几年内,我国木托盘的平均使用量将会突破8000万个/年,木塑托盘也将占据一定市场份额。
1.2 铁路轨枕
目前,木塑复合材料铁路轨枕因成本偏高用量不大,但却很有前景。如何进一步降低成本,已成为是否能推广应用的关键。
1.3 建筑行业
木塑复合材料在建筑行业主要用做回廊板、窗户和门板、混凝土水泥模板等,其中发展最为迅速的是回廊板。虽然这种回廊板比加压处理的木材价格高,但它不需要太多维护,不易开裂,有良好的环境亲和性。
建筑门窗是另一个重要应用领域,木塑异型材在隔热保温、防腐、装饰等方面都优于传统建材。PVC是生产窗户构件最常用的热塑性原料,也有用其他塑料的,如Certain-teed公司将PVC的芯子与填充了木材的PVC表层一起挤出,产品表层可涂饰或染色;国内一家木塑门窗企业生产的木塑门窗采用了ACR改性PVC和国际先进的软硬复合成塑挤出技术,产品充分体现了木材与塑料两种材料的优点。
1.4 园林庭院
园林庭院方面主要用于制造室外桌椅、庭院扶手及装饰板、露天地板、废物箱等。
1.5 汽车内装饰件
在汽车内装饰方面,美国“福特”,德国“奔驰”、“奥迪”、“宝马”,日本“丰田”,法国“雪铁龙”,瑞典“沃尔沃”等名牌轿车的内装饰基材,均在不同程度水暖工使用了木塑复合材料。从近几届国际汽车博览会推出的轿车零部件产品看,采用木塑复合材料制造轿车内装饰件基材,已经成为此类产品发展的趋势北美塑木复合材料及产品从实验室到工业化已有十六年的历史。是目前世界上木塑市场最大的地区,美国在行业研发和市场开拓上一直走在前列。2000年全球产量为18万吨,2001年40万吨,2005年北美塑木营业额达8.45亿美元,2006年100万吨,2010年也提升为10.52亿美元。美国最大的塑木复合材料厂家Trex公司2007年的产量达到38万吨,预计今后几年内将以15-25%以上的年增长率递增。在欧洲,木塑复合材料的发展增长强劲,技术已经达到共挤阶段,在家具制造行业,一直保持持续增长,即将占据主导地位。此外,日本的发展也处于国际领先水平。5、国内木塑行业的发展历史及现状
随着人们生活水平、文明程度的提高,环境保护意识的增强,塑木在国内外的应用越来越广泛,市场前景越来越宽阔。
在国家循环经济政策的鼓励和企业潜在效益需求的双重推动下,国内木塑行业兴起还不足10年时间。截止2005年止,全国木塑企业在150家左右,这些企业大多技术水平落后,还处于木塑工业的初级阶段。截止到2009年底,国内集结在木塑产业链上的主流企业已达300余家。特别重要的是,在各方力量的共同努力下,国内木塑材料/制品的制造水平已跃居世界前列,取得了与欧美发达国家木塑企业进行平等对话的权利。随着政府的大力推广与社会观念的更新,木塑行业将会越老越热。我国现有木塑工业从业人员数万人,木塑制品年产销量已接近10万吨,年产值超过8亿元人民币。木塑企业集中分布在珠三角和长三角地区,东部远远超过中、西部。东部个别企业工艺水平较为领先,南方企业则占有产品数量和行情的绝对优势。行业内重要科技代表企业的试验样品已达到或超过世界先进水平。一些行业外的大型企业和跨国集团也在密切关注中国木塑工
业的动态
在2008年北京奥运会期间,北京奥林匹克公园也是采购了几千吨的塑木产品,用于修建栈道和椅子。每使用一吨塑木产品,就相当于减少6万个废弃塑
料袋的污染,相当于少砍伐1.5棵30年树龄的桉树,具有深刻的环保意义。 2008年的北京奥运会公共设施已经大面积的使用了塑木产品, 2010年上海世博会最引人瞩目的无疑是中国馆,这个形似古帽的“东方之冠”呈正红色,与之相呼应的,是馆四周大片红木色的地板,扮靓了世博中国馆, 2010年广州的亚运会也在积极选用这种材料,2011年深圳的大运会和一些公共设施,园林建设、物流和铁路建设等方面都在考虑大面积的采用塑木复合材料。
6、塑木复合材料的发展前景
按照塑木复合材料的特点,我们可以得出以下几点结论:
1、塑木可以代替或部分代替木材。
2、我国森林蓄积量仅占世界的2.9%,远不能满足占世界人口22%的生产生活的需要。市场急需有一种产品来代替木材的使用。
3、我国经济的高速发展对林产品的需求不断增长,供需矛盾日益突出。目前,世界人均年消耗木材0.58立方米,而我国只有0.29立方米,我国每年对林木及其制品的需求折合资源蓄积量为3亿立方米以上,而现有森林资源的年合理供给量仅占需求量的60%左右。
4、另一方面,在未来5-10年,全国人口年均净增1100万左右,经济增速每年7%以上,这对本来就已经很贫乏的木材供应,提出了更高的要求,急需一种产品来代替木材,而事实证明,唯塑木莫属。
5、世界木材紧缺,澳大利亚、美国的自给率为90%;我国的自给率35%,日本自给率不足20%,木材进口额居世界前三位的是美国、中国和日本。我国更需要木材的代用品。
6、目前,国内木材需求量已达到3-3.3亿多立方米,按照国家下达的“十五”期间森林采伐限额,每年只能提供1.4-1.5亿立方米,也就是说我国每年还缺少1.5-1.6亿立方米。
7、假设在目前我国木材缺口1.5-1.6亿立方米中,用3%-5%的塑木来代替使用,那么国内塑木材料的使用量应该在450-750万吨左右,而目前我国塑木实际产量生产能力只为20万吨左右。
我们不妨仔细考虑、估量一下,在目前我国木材缺口的1.5-1.6亿立方米中,通过我们的努力,政府部门的支持,全社会对资源综合利用的宣传,假设只用10%-15%的塑木来代替木材,我们塑木产业的明天将是什么样的?
随着我国塑料制品行业产业结构调整不断加快,作为结构调整的方向之一,废旧塑料的回收再利用问题已经成为整个循环产业链的关键,而且也是目前整个行业技术含量较高、利润较高的一个环节。现阶段,我国废弃塑料及其包装物回收利用率还不到10%,而日本已达到26%。英国《经济学家》统计,目前美国的城市垃圾循环利用率达到了32%,而在奥地利、荷兰等欧洲国家,垃圾循环利用率达60%以上,英国则为27%。WRAP组织通过计算得出,英国的垃圾循环利用工作将每年的二氧化碳排放量减少了1000~1500万吨。在2005年,循环利用工作将美国的二氧化碳排放量减少了4900万吨。在一些发达国家,有关废旧塑料回收利用的开发研究工作起步早,许多技术已日趋成熟,且产生了很好的效益。在我国,废旧塑料回收行业是个朝阳环保产业,发展潜力很大。从目前废旧塑料回收利用技术来看,主要通过几个方式来提高废旧塑料制品价值,包括塑木复合