秸秆环保木塑材料新技术分析.docx
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秸秆环保木塑材料新技术分析
利废节能、低碳环保
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
北京国科明洋创新科技有限公司
一、概述
木塑复合材料(Wood-PlasticComposites,WPC)是国内外最近几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,而且依照需求能够生产多种颜色。
要紧用于建材、家具、物流包装等行业,还能够适用于建造平台、栏杆、步道、踏步、户外桌椅、花架、树池等,同时也可用于室内装璜、物流、包装、运输、制作托盘等领域。
木塑材料施工简单,能够利用一般的木工器械进行施工。
具有抗紫外线、防虫蛀、耐酸碱、耐侵蚀、不易变形、不开裂、免保护、易安装、免油漆、不惧风雨能够百分之百回收再生、靠近自然等优势。
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进展的趋势。
美国早在几十年前就开始了木塑复合挤出,近5年进展专门快。
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,估量到2010年前将以14%和19%的速度增加。
北美是目前世界木塑复合材料市场最大的地域,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加,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,和开发中的披叠板、百叶窗等的需求增加都相当快。
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加,其进展势头增增强劲。
在汽车工业用天然纤维填充塑料方面,欧洲活着界上是领先的,但在木填充材料方面,德国掉队于美国、日本,因此,在那个领域内有高速增加的进展空间。
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”打算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、科研单位日趋增多。
木塑产业从业人员达数万人,木塑制品产量接近50万吨,业内人士以为,随着我国天然木材资源日趋减少,庞大的需求终究会敲建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,它将慢慢替代木材、PVC等塑料制品,其市场前景将是十分广漠的。
二、要紧特点
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,利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。
握钉力一样是木材的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,因此具有较好的弹性模量。
另外,由于内含纤维并经与塑料充分混合,因此具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能,而且其耐用性明显优于一般木质材料。
表面硬度高,一样是木材的2——5倍。
3)具有耐水、耐腐性能,利用寿命长
木塑材料及其产品与木材相较,可抗强酸碱、耐水、耐侵蚀,而且不繁衍细菌,不易被虫蛀、不长真菌。
利用寿命长,可达50年以上。
4)优良的可调整性能
通过助剂,塑料能够发生聚合、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,还能够达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。
5)具有紫外线光稳固性、着色性良好。
6)其最大优势确实是变废为宝,并可100%回收再生产。
能够分解,可不能造成“白色污染”,是真正的绿色环保产品。
7)原料来源普遍
生产木塑复合材料的塑料原料主若是高密度聚乙烯或聚丙烯,木质纤维能够是木粉、谷糠或木纤维,另外还需要少量添加剂和其他加工助剂。
8)能够依照需要,制成任意形状和尺寸大小。
三、适用范围
木塑复合材料的最要紧用途之一是替代实体木材在各领域中的应用,其中运用最普遍的是在建筑产品方面,占木塑复合用品总量的75%。
木塑复合材料要紧利用处所及用途见表。
表木塑复合材料要紧利用处所及用途
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
w10-15cmh2-3cm
型(板)材
栈道、步道、桥板(实心或空心)
w10-15cmh2-3cm
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-1.8cm
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)≦
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(%)
±
高低温反复尺寸变化率(%)
±
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
一、木塑材料生产线
工艺流程:
木粉(植物纤维)→烘干、添加剂→处置机→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
该机组采纳专门设计的锥形双螺杆挤出机,采纳直流调速拖动,入口品牌温控仪表,具有调速范围广,温控精度高,操作方即靠得住等优势。
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成效。
履带式牵引机采纳周密减速电机及变频器,具有结构合理、牵引力大,牵引稳固等优势。
切割机具有工作靠得住准确,切割精度高的优势,推料架附有可移动的推料小车和特制的橡胶爱惜层,具有不伤料,利用简便等优势。
辅机机组采纳可编程电脑操纵或国产名牌操纵系统,整机操纵靠得住稳固。
二、PP、PE木塑生产线
本项目采纳塑料或回收旧塑料(PE、PP、pvc)和木质纤维(木粉和其他植物纤维如稻糠、秸秆等)为要紧原料(两项占90%以上)生产一种工业品—木塑复合材料(WPC)。
一. 木塑复合材料能够代替木材,爱惜丛林资源。
二. 木塑复合材料能够利用植物秸秆,减少环境污染
三. 木塑复合材料可排除白色污染,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/T1040
比重
t/m³
GB1033
线胀系数
Mm/mm/C
GB1036
*10-5
吸潮性
%
表面电阻率
GB1410-89
8*1013
紫外线老化率
微米/年
50
65
抗弯模量
GPa
GB9341-88
抗弯强度
GPa
GB9341-88
压缩模量
Gpa
GB/T1041
压缩强度
MPa
GB/T1041
无缺口
IZOC
冲击强度J/MGB/T843
169
螺钉拔出力(直径深)kg300–320(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
37KW
55KW
110KW
挤出量
120Kg/h
210Kg/h
330Kg/h
中心高
1000mm
1000mm
1050mm
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(已处置)+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→成品
该生产线能生产PE、PP或PVC木塑异型材制品,要紧用于托盘,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:
生产本钱及效益分析
要紧生产设备价钱:
78万元;
1、年销售收入:
800吨×9000元/吨=720万元(依照市场情形本材料价钱定为元/吨)
2、原料本钱:
废旧PE塑料粒料为元/吨左右;
稻壳为元/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
依照以上得知,实际每吨的原料本钱为2850元。
3、生产费用:
①工人工资:
平均1000元/月,一条生产线共8人。
8×1000×12=万元/年;
②电耗:
装机总容量约为150KW,实际用量按装机总容量的60%,以每度为元计算为:
150×60%×300×24×=万左右
③设备折旧:
按15年计:
78/15=万
④办公治理费+销售费用:
按销售收入的3%计算为:
720×3%=万元
⑤纳米木塑复合材生产线本钱:
(万+万+万+万)/800=845元/吨
4.纳米木塑材料总本钱:
+=元/吨
5.全年获利润:
720-800×≈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
300-500
1
8
2
原材料处理系统
300
1
6可自备
3
混合配料系统
600
1
14
4
板材挤出系统
210
2
55
5
破碎设备
300-500
1
3
6
造粒系统
350
1
39
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
原料本钱(吨计)
木粉(秸秆粉)500kg,