竹塑复合材料生产项目可行性研究报告Word下载.docx

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关键是要解决木质或竹质材料的改性问题。

早在几十年前就出现的木塑产品在打破木质聚合物和非木质聚合物界限上前进了一步。

但是它产生于塑料改性，只是把木质材料作为塑料的填充物，并没有认真研究和解决木质材料改性问题。

木塑技术是一种靠外力加压或胶接强行将木质材料和塑料结合在一起的复合材料技术，存在许多重要缺陷，致使木塑产业至今未能获得大发展。

主要有：

1.未塑化的极性木质材料和非极性的塑料相容性很差，比起碳酸钙等低分子矿物质填充物来，木质材料的使用价值要低得多。

2.挤出成型困难，制品质量不高，废品率很高，3.使用塑料比重很大，而且一般要用单一纯净品种，混杂其它品种则加工困难。

4.由于以塑料为主，再加上加工困难，木塑产品生产成本很高，与其它材料相比，没有价格优势，难以进入市场。

5.塑料和木质材料结合不紧，材料性能不能满足使用需要（如不能热接等），因而已有的木塑产业很难有大发展。

产生上述问题的根本原因是塑料大多是塑性很好的非极性高分子化合物，而木质材料是极性很强的不溶不融的粘弹性固体。

如何利用竹质材料并在现有木塑技术的基础上生产竹塑复合材料以抢占部分木塑市场是我们研究的主要任务与目标。

我们知道竹质材料的纤维素中含有大量的羟基（-OH）和氧基（-O），半纤维中含有大量的伯醇基（-CH2OH）、仲醇基（-CHOH）、羧基（-COOH）、甲氧基（OCH3）和乙酰基（CH3CO-），在木素中含有甲氧基（-OCH3）、羟基（-OH）、羰基（-C=O）都是极性很强的基团。

这一方面决定了塑料和竹粉之间是“油水”关系。

在竹质材料不改性的情况下，也只有依靠外部的力量把它们压在一起，或者用很多的塑料把竹质材料包裹起来。

另一方面又决定了竹质材料改性的空间很大，成本很低，走竹质材料改性为主的技术路线来生产竹塑材料的前景十分广阔。

因此，由传统的木塑材料生产技术想到了由塑料改性为主走向以竹质材料改性为主的道路。

随着农林业的发展，林业生产加工中的竹制品废弃物（竹粉、竹丝、竹枝条等）不断增加，造成对生态环境的污染和物质资源的浪费。

国家实施科学发展，鼓励发展循环经济、环保项目，鼓励企业自主创新，建设节约型社会，这是实施该项目最重要的政策环境条件。

在这样的背景下，此项目必然会得到地方政府和领导的大力支持，这是该项目成功的保障。

****是我国首屈一指的竹子之乡，目前有1800余家生产企业加工不同品种的竹制品，每天有大量的竹制品废弃物（竹粉、竹丝、竹枝条、竹枝叶和竹节等），每年要产出约560000吨竹制品废弃物，大量的废弃物有的被烧掉、有的被丢弃，对生态环境造成很大影响。

鉴于上述情况，2005年初，********和****大学的科研人员一起进行了竹制品废弃物应用的前期调查和试验研究，经过近一年多的时间，通过无数次的反复试验和摸索，研制出了符合****地方特色的竹塑复合材料的制造方法。

第二节技术开发现状及现有产业规模

经查阅相关文献资料得知，在国外关于木塑复合材料的相关技术研究及开发已初具规模，但关于竹塑的技术研究尚属空白。

国内也就是一些高等院校和科研院所在进行相关的基础研究，更无批量化生产企业。

****大学陈庆华的论文《复合材料与竹塑复合材料》中提出了从微观力学和宏观力学两方面对如何改进竹塑复合材料的性能来适应各种用途要求的研究。

《林业机械与木工设备》2006年第2期第34卷，福建农林大学李正红、黄祖泰等人的论文《竹塑复合材料地板基材模压成型工艺参数优选》，文中说明通过他们的正交试验表明，采用竹塑5：

5，板坯密度0.9gcm-3、热压温度170℃，热压时间10分钟的工艺参数挤压成型生产竹塑复合材料地板基材，其主要物理力学性能达到了我国现有的“浸渍纸层压木质地板”优质材执行标准（GB/T18102-2000）中的技术指标要求。

阜阳师范学院学报（自然科学版）1996年第4期，淮南矿业学院的闫立宏、李正伦的论文《竹塑胶合材料的力学性能与分析》，发现竹塑复合材料的主要力学性能指标高于木材的性能指标，并指出竹塑材料在工业与民用中的应用价值。

另外经****省科技信息研究院查新显示，国内虽有企业和科研院所也在进行有关竹屑板、竹料混合板、竹塑复合混凝土模板材料的研制等，但他们的技术特点都是通过模具压制或胶接而成。

本项目经原料配比和塑化预处理成型的工艺技术在国内检索范围内未见报道。

本公司生产的竹塑复合板材是将65%-85%的竹材废弃物，复配一种专门的生物反应引发剂在竹质材料之间引发化学反应，然后将塑化处理后的竹质材料碎料与0%-30%的废弃塑料树脂和生物助剂等其它材料共混合，创造内置条件让它们共熔，从而形成不需要粘合剂生产竹塑复合板材的制造方法，并在竹塑的表面处理技术上有创新。

由于竹粉极性的消除，从而在很大程度上克服和解决了竹材和非竹材之间存在的相容性差、与热塑性材料结合难等问题，又解决了塑料的使用量下降及不分类使用问题。

在改善产品性能的同时降低生产成本，从而增强了项目产品的竞争力，并在现有木塑技术上向前迈进了一大步。

本项目经原料配比和塑化预处理成型的工艺技术在国内检索范围内未见报道，目前中试研究已经顺利结束，接下去是实现该项目的产业化建设。

第三节项目产品的主要用途及性能

产品用途：

竹塑复合板材的适用范围比较宽泛，不同特质的产品可用于室内装饰装修和室外景观园林，多种类的产品具有比较大的选择性。

本产品目前主要应用在树箱、户外铺板、室内地板、户外装饰扶手等领域。

产品性能：

竹塑复合板材可锯、可刨、可钉，加工性能好，克服了天然木材耐用性差、易燃、易潮、易腐、易蛀等缺点；

又避免了单纯塑料材质的不足之处，是一种适应性较强的竹塑复合板材。

与木材相比，它各向同性好、耐候性和尺寸稳定性也好，产品不怕虫蛀、不生真菌、抗强酸强碱、不吸收水分、不易变形、机械性能好，制品耐用性比单纯的木质材料高数倍，具有坚硬、强韧、耐久、耐磨等优点。

与塑料相比，它适用于各种木材加工方式，表面易于装饰，可印刷、油漆、喷涂、覆膜等各种处理，且产品可回收利用，环保性能好，可生产各种颜色的整体木纹产品及单色产品。

一般来说，竹塑复合板材的硬度比木材提高2-8倍，耐磨性可提高4-5倍。

其吸湿性和吸湿膨胀率也较低，耐大气腐蚀能力较强。

再加上各种生物和无机添加剂的应用，又赋予了竹塑复合板材各种特殊的性能。

第四节投资的必要性和预期经济效益分析

一、投资的必要性

木纤维塑料配混料研究已有80多年的历史，但一直未能工业化，大约15年前才少量用于低附加值的吸音制品。

由于环境观念的加强，美国建筑工业寻找像木材一样的替代材料（不腐蚀、不翘曲、维修方便，外观与木材相似），而韩国和日本的纸、木材加工厂为寻找锯木粉、废木屑等的应用，都推动和加速了木塑材料的研究和应用开发。

把木粉填充配混料加工成建筑和结构用型材是目前挤出行业最活跃的领域之一，新应用开发也层出不穷。

不少国家投入力量加快开发和应用步伐，尤其是型材的生产，被称为是一个“热门”市场。

工业咨询家认为，开发木塑、或竹塑复合材料的推动力来自于合理利用地球有限资源的要求，减少原始木材用量，保护森林，回收再利用旧木粉、竹材废弃物和废旧塑料。

竹纤维有竹制品加工剩余物如竹丝、竹枝、竹叶等，来源丰富、价廉、质轻，对设备磨损小，尺寸稳定性良好，电绝缘性优，无毒，可反复加工，能生物降解，植物纤维为粉碎处理过的稻秆、花生壳、椰子壳、甘蔗、亚麻、泽麻、黄麻、大麻等。

热塑性塑料主要为PE、PP、PS等聚烯烃和聚氯乙烯，包括新料、回收料以及二者的混合料。

我国的木材资源不丰富，储量小，产量也满足不了市场的需求。

另外，自1998年2月开始，美国、加拿大和欧盟国家相继对我国出口货物的木质包装材料实施新的检疫标准，要求采取熏蒸或高温消毒处理，否则将拒绝入境。

资源的限制、市场的变化和环保的要求，推动着我国采用木塑或竹塑型材做包装用托盘为代表的复合制品的发展。

北美是目前世界木塑复合材料市场最大的地区。

美国PricipiaPartners咨询公司指出，2001年仅北美市场用量就达32万吨，2005年前需求量以两位数速率递增，2005年用量比2001年翻番，其中铺板（包括平台、路板、站台、垫板）用量就占总用量的60％以上。

除铺板外，还有护墙板、天花板、装饰板、踏脚板、壁板、高速公路噪音隔板、海边铺地板、建筑模板、防潮板，均可使用竹塑复合板材。

此外，还可用于装饰边框、栅栏和庭园扶手、包装用垫板和组合托盘，以及家具（包括室外露天桌椅）、船舶座舱隔板、办公室隔板、贮存箱、花箱、活动架、披叠板、百页窗等。

总之，竹塑复合材料也是一种前景被十分看好的环保型材料，加工技术正日趋成熟和多样化。

二、预期经济效益分析

10多年来，北美木塑复合材料每年以50%的速度递增。

如一种以竹材剩余废弃物生产的竹塑复合板材能替代部分木塑材料，那么发展竹塑复合材料在我国更具重要意义。

木塑复合材料主要用在建筑业（建筑铺板）、仓储业（托盘、垫板、包装箱），交通运输业（公路噪音隔板、防护栏、座仓隔板、铁轨枕木），农业（棚架、槽、水桶）、园林景观设施（户外地板、露天桌椅、棚栏、梯子等）。

以托盘为例，国内市场需求量约1亿个，如果90%以上改为竹塑，则每年产量超过1000万吨，价值600亿人民币。

我国家庭装修渐进高潮，但现在城乡家庭装修广泛使用的第二代木质材料都含有对人体健康有害的甲醛等胶料。

人们在尽量减少甲醛含量，但甲醛含量的过度减少，将直接影响人造板可使用年限。

类似甲醛这种有毒物质的还有建筑防腐普遍采用的CCA防腐剂。

美国已规定在2003年底前停止使用含有CCA防腐剂的木质建材，欧盟也将在一年半内停止使用，社会急需一种完全不含这些有毒物质的绿色产品来替代它们。

竹塑复合材料是靠分子间化学反应产生的聚合力以及挤出成型时的挤压力生成的，完全不用任何含有毒物质的胶料，生产出来的是全环保、不腐烂的新材料，正好适应这一需要。

现在市场上不含有毒物质的室内地板、装修材料和门窗料价格高，这是城乡居民实现无室内污染装修要求的反映，反映出竹塑复合材料潜在市场十分广阔。

以木地板行业为例来说，2005年木地板企业达到2000多家，产销量接近3亿平方米，占了所有地面材料五分之一的市场份额。

另外还有实木地板、竹地板都是近几年的市场新宠。

如果竹塑复合材料能代替十分之一的木地板，其产销量就要达到3000万平方米，即可实现产值约18亿人民币（以每平方米售价60元计算）。

第五节本企业实施该项目的优势

一、项目承担企业基本情况

公司于2001年11月16日成立，位于****经济开发区范潭工业园区，是一家依法设立的以林产品生产、加工为主并具有独立法人资格且拥有自营进出口权的中外合作企业。

主要生产、销售竹木工艺制品。

目前资产总值1797万元，主要产品有竹尺、竹窗帘、竹凉席、竹垫、竹地毯、竹地板、木栅栏、木屋、竹工艺品、木工艺品等三大类（日用品、工艺品、工业品）200余个品种，产品大部分供出口，在国际市场上有较好的声誉，市场稳定。

二、企业技术开发情况

********在2005年之前一直只是一个普通的从事竹产品简单物理加工及生产的企业。

于2005年起与****大学合作，以其为技术依托，重点研究竹子的深加工开发和利用领域，在竹材废弃物的深加工开发和利用方面具有极强的研发能力。

科研开发队伍全职8人和外聘3人，共计11人，其中教授2人，副教授1人。

直接参与本项目研发人员共有6人，占员工总数的11%。

上一年技术开发投入额145万元，占企业上年度销售收入（2584万元）的5.6%

从2005年底开始，研发人员一直致力于在****每天产生的大量竹材废弃物上下功夫，通过信息收集，结合近几年新兴的聚合木产品生产技术基础之上，经多次实验、试验，终于找到了一条利用竹材废弃物通过现代生物技术，形成不需要粘合剂生产新型竹塑复合板材的制造方法，并在竹塑产品表面处理技术上进行了深入研究。

该技术已准备申请国家专利保护。

这种以竹材废弃物生产的新型竹塑复合板材已于2007年6月通过****省省级新产品鉴定（鉴定证书号：

浙经贸技鉴字[2007]105号）。

三、生产装备建设情况

性能优异的竹塑复合板材其小试工艺成熟可靠，同时根据小试结果，中试研究也已顺利结束。

生产所需的水、电、汽和生活设施无需新增，厂房利用原有空地进行新建，产品生产工艺已准备申请国家发明专利保护，购置相关生产设备后即可投入生产。

项目产业化需购置混炼机、挤出机、造粒机、粉碎机、搅拌机、木工机械等相关设备（详见前附新增设备仪器清单）。

其他需新建生产厂房及辅助用房。

项目产业化建设已得到****县环保局批准，建设完成后通过县环保局验收后可投入正式生产。

四、建规立制情况

公司通过几年生产经营，已积累了丰富的生产经验，建立了竹制产品较为成熟的市场营销网络，国内主要销往****、上海、山东等地，而且在日本、美国、德国等国际市场占有一席之地，为一种以竹材剩余废弃物生产的竹塑复合板材的规模化生产及市场开拓奠定了基础。

竹塑复合材料工艺成熟可靠，关键技术已解决，所以公司一方面需与****大学保持长期合作，保证产品的不断创新。

还需完善和改进从原材料到售后服务的质量保证体系，从各环节保证质量稳定性，并于今年6月份开始导入国际质量体系，计划于9月份通过认证。

另一方面需不断跟踪国内外相关技术和产品的发展趋势，根据新的发展和变化，通过自主开发、联合开发和技术招标等办法，完善改进我们的产品和工艺技术，以保持技术上的先进性。

另外在完善原有售后服务体系和客户资料库基础上，利用公司原有销售网销售项目产品。

加速产品技术完善工作，取得技术方面的优势，同时要求我们引导市场，积极开发产品新的细分市场。

我们将进行详细的市场调查，对供需状况、竞争力、价格、竞争对手的竞争能力进行充分分析，在此基础上确定项目产品的主要目标市场、销售对象，销售渠道、宣传手段、结算方式和需要的资源投入。

同时辅于有竞争力的销售价格体系和销售佣金制度等以实现销售目标。

综上所述，企业在人员规划、工艺设定、生产装备、辅助设施、质量保证等方面为此项目的顺利开展奠定了良好的基础，在此基础上新建一条年产3500吨新型竹塑复合材料生产线可以说水道渠成。

第二章技术可行性分析

第一节项目技术路线、工艺的合理性和成熟性，关键技术的先进性和效果论述

一、工艺技术路线描述

后处理

工艺流程说明如下：

1、原料粉碎：

根据最终产品，提出各种物性要求，根据这些物性要求进行原料选择和配比，根据选择原料种类、性能和配比，购买各种原料（竹粉、竹丝、竹条、竹叶、废弃塑料等）。

对购进的原料进行初步处理，包括挑除杂物，必要时要清洗干净，用原料粉碎机将塑料粉碎成5～10mm2的碎料，将竹材废弃物粉碎成20-80目的粉料。

2、竹材向塑化方向的改性：

向竹材废弃物原料中喷洒反应引发剂水溶液（****大学林学系配制的反应引发剂一号，反应引发剂水溶液中反应引发剂与水的质量比为1：

300-500；

反应引发剂水溶液与竹材废弃物原料的重量比为1000：

300-500）进行生物化学反应（含水率15%左右时进行搅拌），以最快速度（不超过半小时）将均匀混合了反应引发剂的碎料密封堆放在不透水、不透气的密闭大罐体，在15～35℃温度下密封堆放10至15天后将密闭罐体打开，将原料推开晾干或烘干，干燥后得到改性竹材原料。

3、混炼：

将改性竹材原料、热塑性材料和添加剂在高速混炼机中进行充分混炼，形成均匀的混合物。

其中改性竹材原料占总重量的65-85%，热塑性材料占总重量的10-30%，添加剂占总重量的5-10%。

4、调节机头温控：

调节温度至160-220℃。

5、挤出成型：

将上述混炼后的物料放入用于塑料挤出、模压、注塑等相类似的机械进行成型。

这是又一次反应性加工，装饰板材又一次经历高温、高压，再一次进行塑化。

7、待定型、冷却、干燥、牵引后再根据客户需求进行切割、烫花等后处理，制成各种供建设和生活中使用的材料。

二、工艺的合理性和成熟性

通过查阅文献资料及收集各方信息表明，目前国外对竹塑材料的研究与开发尚属空白，国内也就是一些高等大学和科研院所在进行相关研究，更无批量化生产企业。

****大学陈庆华的论文《复合板材与竹塑复合板材》中提出了从微观力学和宏观力学两方面对如何改进竹塑复合板材的性能来适应各种用途要求的研究。

《林业机械与木工设备》2006年第2期第34卷，福建农林大学李正红、黄祖泰等人的论文《竹塑复合板材地板基材模压成型工艺参数优选》，文中说明通过他们的正交试验表明，采用竹塑5：

5，板坯密度0.9gcm-3、热压温度170℃，热压时间10分钟的工艺参数模压成型生产竹塑复合板材地板基材，其主要物理力学性能达到了我国现有的“浸渍纸层压木质地板”优质材执行标准（GB/T18102-2000）中的技术指标要求。

阜阳师范学院学报（自然科学版）1996年第4期，淮南矿业学院的闫立宏、李正伦的论文《竹塑胶合材料的力学性能与分析》，发现竹塑复合板材的主要力学性能指标高于木材的性能指标，并指出竹塑材料在工业与民用中的应用价值。

本项目的技术原理除了上述相关研究论文，更与木塑产品的生产技术原理有着密切的关系。

目前我国木塑复合板材的研发、引进及技术转化进入了一个快速起步时期，并由此逐渐形成了以填充聚乙烯（PE）与聚丙烯（PP）为主的户外产品和以填充聚氯乙烯（PVC）为主的室内装饰产品两大分支。

但就整个木塑行业而言，我国木塑复合板材市场还不十分成熟，木塑产业仍然处于初级阶段，投入使用的木塑产品大多为低端低附加值产品，而且品种数量均很有限，技术水平与美国差距巨大，除了表现在不同物料表面相容性差、流动性差方面，还突出表现在表面处理技术落后，产品接近塑料，缺乏自然亲和力。

传统的木塑产品产生于塑料改性，是把木质材料作为塑料的填充物，靠外力加压和胶接强行将木质材料和塑料结合在一起的。

这种技术有两点关键缺陷阻碍了木塑产业的发展，一是未塑化的极性木质材料和非极性的塑料相容性差，抗冲击强度低，塑料和木质材料结合不紧，导致材料品质下降，使用寿命短，易老化；

二是使用塑料比例大，木质效果不理想，生产成本偏高，没有价格优势，难以打开市场。

故所生产出的木塑产品的质量也就无法很好地保证，因此需在配方、添剂、表面处理技术等方面进行深入研究，特别是木塑二次加工技术对产品占领市场有重要作用。

我们知道竹质材料的纤维素中含有大量的羟基（-OH）和氧基（-O），半纤维中含有大量的伯醇基（-CH2OH）、仲醇基（-CHOH）、羧基（-COOH）、甲氧基（OCH3）和乙酰基（CH3CO-），在竹素中含有甲氧基（-OCH3）、羟基（-OH）、羰基（-C=O）都是极性非常强的极性基团。

在这一方面决定了塑料和竹粉之间是“油水”关系。

在竹质材料不改性的情况下，只有依靠外部的力量把它们压在一起，或者用很多的塑料把竹质材料包裹起来。

因此，科技人员由传统的木塑生产技术由塑料改性为主联想到了走以竹质材料改性为主的技术路线，并尝试在不改变产品特性的前提下采用各种不需分类的废弃塑料作为粘合剂生产竹塑复合板材，并依据数码喷绘原理进行技术创新，对竹塑产品表面处理技术进行深入研究。

三、关键技术的先进性和效果论述

1、通过生化反应对竹材废弃物进行改性的预塑化处理，消除竹材的极性基团，提高产品品质。

本项目的技术特点产生于竹材改性，其技术特点在于首先用一种专门配制的反应引发剂的添加（****大学原子核农业科学院配制）在竹材之间引发化学反应，把竹材的极性尽可能地消除，进行塑化的预处理。

与本项目产品最具可比性的木塑产品相比，目前国内的木塑企业大多采用的加工工艺产生于塑料改性，是把木质材料作为塑料的填充物，靠外力加压或胶接强行将木质材料和塑料结合在一起的。

这种技术的缺陷一是未塑化的极性木质材料和非极性的塑料相容性差，塑料和木质材料结合不紧，导致材料品质下降；

二是以木质材料为填充物的材料挤出成型困难，制品质量不高，废品率很高；

塑料大多是非极性高分子化合物，而竹材是极性很强的高分子化合物。

在竹

质材料的纤维素中含有大量的羟基（-OH）和氧基（-O），半纤维中含有大量的伯醇基（-CH2OH）、仲醇基（-CHOH）、羧基（-COOH）、甲氧基（OCH3）和乙酰基（CH3CO-），在竹素中含有甲氧基（-OCH3）、羟基（-OH）、羰基（-C=O）都是极性非常强的极性基团。

在这一方面决定了塑料和竹粉之间是“油水”关系，它们的分子之间是难以结合的，只有依靠外部的力量把它们压在一起，或者用很多的塑料把竹材的分子包裹起来。

而塑化预处理技术可使竹塑材料加工性能好转，由于竹粉极性的消除，从而在很大程度上克服和解决了竹材和非竹材之间存在的相容性差，复合板材造粒难、成本高，所得粒子加工困难等一系列问题，又解决了“极性强”、“与热塑性材料结合难”的问题。

其技术指标的创新性体现在：

含水率：

≤1%，密度：

＞1.00cm3，，硬度：

≥118HRR，静曲强度：

≥45Mpa，弯曲弹性模量：

≥3000Mpa，表面耐磨：

≤0.04g/100r，耐候性（静曲强度）：

≥40Mpa。

上述指标比木塑产品提高了1倍左右。

2、首次将数码喷绘技术应用于竹塑表面处理

竹塑型材表面烫花是为了解决竹塑仿实木纹理或仿竹子纹理的目的。

其技术原理是用国际先进的数码影像成型设备将实木或竹子纹理等图案采集后传输到电脑，然后通过电脑把数据传输到改进的热转印机上，竹塑型材通过牵引机输送到热转印机下，利用烫花机辊的热量使竹塑表层熔融，借助烫花辊和竹塑型材之间的压力使竹塑型材形成各种纹理状的图案。

采用此技术对竹塑表面进行处理后，图案清晰逼真，不易脱落，装饰性强，能满足客户不同的需求。

由上所述，该竹塑复合板材在现有木塑技术上向前迈进了一大步。

此生产技术正在申请国家专利保护，是本项目的主要创新点之一。

3、工艺创新

减少了塑料使用比例，解决了塑料不分类使用的难题，降低对加工机械的要求，降低了生产成本。

传统的木塑产品使用塑料品种很窄，要求是单一品种的纯塑料，混杂其它品种则加工困难；

而且使用塑料比例大，由于以塑料为主，把木质材料只作为塑料的一种填充物，再加上加工困难，木质效果不理想，生产成本偏高，没有价格优势，难以打开市场。

而本项目产品所用的竹材废弃物与废弃塑料的使用比例为65-85%：

10-30%，所述热塑料性材料为不分品种的塑料或橡胶片料或粒料，从而解决了塑