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木塑复合材料,想说爱你不容易!

来源:荣格国际塑料商情 发布时间:2019-05-13 649
塑料橡胶材料处理、计量与检测模具及零件原料及混合物其他其他添加剂及母粒塑料加工设备化工增强塑料 技术前沿

木塑 复 合 材 料(Wood-Plastic Composites,WPC)是上世纪末本世纪初在中国开始兴起的一种新型复合材料,指利用聚乙烯(PE)、 聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等各种热塑性塑料,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,再经双螺杆挤出机塑化、再连续挤压成型、 模压等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。实际生产中可以用塑料新料,也可以用回收料以及二者的混合料。

正如其名,木塑复合材料制品在保证不含甲醛的绿色健康基础上,还兼具 “木”与“塑”的双重优点:既拥有天然木材的质感,同时又克服了天然木材在使用中易变形、翘裂、易霉变、受虫蚁侵害等致命缺陷,不需要复杂后期维护,使用寿命长。制成的产品广泛用于包装、园林、运输、建筑、家装、车船内饰等领域,是一种极具发展前途的低 碳、绿色、可循环材料。

产业的发展历史

木塑复合材料技术起源于美国, 1998 年中国林科院在自然科学基金申请木塑复合材料正式立项,以此为起点, 中国木塑行业内引外联兼收并蓄,经过 20 年磨砺,不断发展壮大,联结在产业链上的各类企业超过 2000 家,年度总产量接近 300 万吨,其产销总量、消费总量和出口量均居世界第一,木塑复合材料产业已成为极具活力的朝阳产业之一。

发展的黄金时代

随着产品配方及工艺、应用设计的不断改进,以及国内外经济形势稳定和社会环保意识的增强,木塑复合材料行业正处于新一轮的快速增长期,也是木塑复合材料材料在国内开始量产以来最好的黄金时代。之所以能有现在的局面,主要是因为经过二十年的发展,我国主要的木塑生产厂家逐步积累起了一定的经验,产品越来越稳定,使用者也越来越有信心,有利于市场的推广。另外木塑复合材料行业上下游配套企业都取得了长足的进步,原辅料和设备的使用效果提升很快,同时采购成本大大降低。随着市场对木塑复合材料材料的认知度提高,并且越来越多的人认可这一材料的优势,木塑复合材料成为更 多用户与消费者的选择。

国内市场情况

中国人对木质产品有着与生俱来的喜好,再加上天然木材资源日渐减少, 环境日益恶化,在此背景下,木塑复合材料的发展迎来了前所未有的巨大空间。 而木塑复合材料的迅速发展又给木塑制 品行业的发展带来了动力,我国木塑制品主要用于建材、家具、物流包装、园 林等下游行业,近几年物流包装、园林行业发展迅猛,建材、家具行业保持平稳, 在下游行业的推动下,目前我国木塑制品 的市场需求日益增长,木塑复合材料产业从总体来看发展增速稳定,市场尚未饱和。

从地域来看,东部发达地区保持相对稳定的增长率,西部以及海南等旅游业、 养老地产发达的省份增长相对更快,比如贵州、四川的木塑应用明显比其它省份更多。从产品结构上来看,各地区也有不同特点。比如四川、新疆普遍喜欢用实心厚板,海南则以第二代共挤地板为主,云南 普遍接受空心圆孔地板。第二代的共挤地板的市场占有率逐步在增加。

产品及技术进展

木塑生产工艺由最早的单螺杆挤出机发展成第二代锥形双螺杆挤出机,再 到由平行双螺杆挤出机初步造粒,再由锥形双螺杆挤出成型,可以弥补难以塑化、抗老化性差、抗蠕变性差、色彩的一致性和持久性差和拉伸强度低等缺点。 现在的木塑复合材料新产品开发主要以一代或者二代共挤产品为平台,通过不同的表面处理方式,开发不同风格的表 面效果,满足不同地区、不同文化和审美要求的客户要求。

PE 基木塑复合材料的第二代产品, 也就是在普通的木塑材料表面共挤、包覆一层特殊工程塑料,此技术越来越成熟。这种材料有更好的耐候性、耐磨性, 在行业内被俗称为“第二代木塑材料”。 共挤产品也是从美国开始兴起,但国内 龙头企业及时跟进开展研究,产品逐步成熟,并得到国际主要买家的认可,迅速占领了国际上相当一部分的主流市场。 国内的共挤产品主要有两种风格,一种是以惠东美新为典型代表的共挤产品, 在线压花以后表面进行处理,在大幅度提高耐候性的同时,能做到表面木质感 好、纹理自然,并形成了独立的风格。 另一种以安徽森泰为代表,在表面共挤后在线压花,基本上不再进行表面后加 工,生产工艺简单,表面硬度高,耐磨性好,粘结度强,风格与美国同类型产品类似,也广泛被市场接受。

近年来,在提高力学性能的基础上, 很多企业开始在产品的外观上做文章, 比如在一些材料表面处理厂商、颜料供应商的协助下形成自己的特色。比较有代表性的有:

材料冷却前对板材进行热压花,冷却后再进行适当的砂光处理,使材料的表面有更深的纹理,解决了传统工艺压出的花纹太浅、使用后保留时间太短这一问 题。此类产品市场前景好,代表木塑发展新产品的方向之一。

◆混色产品:欧洲市场普通接受外观仿木、仿古效果,在挤出过程中的半成品中加入合适的色母,控制好色母的分散度,使材料的表面产生自然的流纹,然后经过适当的表面处理,材料外观更加真实、自然,达到天然木材的表面效果。

◆在线压花、混色产品:将以上两者的优点结合起来。

PVC 快装墙板具有外观漂亮、图案可以定制、安装方便、无毒无甲醛释放等优点,经过几年的推广,迅速成为室内快装墙板的首选。该产品利用传统的 PVC 混料、挤出技术,采用发泡工艺, 做成一定规格的空芯板材,然后采用表面覆膜、热转印等方式,赋予材料表面各种逼真的外观,广泛用于酒店、会议室等一些公共设施以及家庭装修。

新一代的 PVC 室内地板(SPC)在 近几年里快速发展,国内几家出口为主的大厂,也开始开发国内市场,并且其增长速度远超预期。预计往后的几年, SPC 产品会占到相当大的市场份额。

另外,一些特殊用途、特别是对力学性能要求高的产品开发也取得较大进展,比如里层采用金属材料增强、外层共挤木塑复合材料的一些型材。国内已开发成功的有金刚木、钢芯木,以金发 科技为代表开发的“钢芯木”地板,首创将连续纤维用于木塑复合材料中,制备出类似“钢筋混凝土”结构的木塑产品, 突破木塑产品仅作为装饰材料的使用局限,汽车、门窗、家具、网箱、集成房屋都是其潜在的应用领域。

产业现实问题及对策

木塑产业逐渐发展成为国家级别的战略性新兴产业,但在高速发展中也不 可避免地暴露了许多问题,而且这些问题的存在已经对中国木塑产业的发展形成极大的阻碍和挑战。

◆产业发展不甚规范。中国木塑企业大多属民营性质,受历史原因和规模局限的影响,中国木塑产业的行业乱象比较普遍,全行业能够形成产业化和规模化的企业仅有 10 余家,尤其缺少集团企业和大型骨干企业,与国外动辄几万吨、十几万吨的大型木塑企业相比,国 内木塑企业很难形成有效的力量进行扩张,行业集中度不足,大大阻滞了木塑 产业向规模化和纵深度发展。

◆价格高。木塑地板价格目前比普通实木地板要高出一截,想说爱你并不 容易!要想在市场上尽快替代原木,木塑首先要做到自降身价。目前国内的木 塑产品研究力量分散、经费不足,生产成本高,商业化推广难,无法形成规模效应,这些因素直接导致木塑价格高。

◆品种单一。技术含量不高的木塑铺板几乎成了中国木塑产业的代名词,功 能化、集约化、高值化成套产品尤其短缺。 木塑产业应该走出单一、狭隘的建材领域, 在更广阔的领域寻求自身的发展。没有创 新产品,产业发展又从何谈起!

◆环保制约。去年开始的环保风暴,让我们看到了我国政府治理环境的决心。 木塑制品在加工过程中会有些气味的排放,而且不易彻底解决,木塑生产中所涉 及的环保问题已是行业的共性难题。木塑企业务必承担起环境保护的责任,改进废气废水的处理,来更好满足环保要求。

◆原料来源紧缺。随着国内环保意识的加强,国家禁止进口国外废旧塑料, 再生的塑料粒子从理论上讲可以进口,但通关困难,造成木塑企业的塑料供应紧张, 导致原材料价格一路上涨,且产品性能不稳定,木塑生产厂家可谓压力山大!

◆质量技术标准缺位。经查询,有关木塑地板的国家标准 GB/T 24508- 2009《木塑地板》,已经于 2010 年 4 月 1 日开始实行,但这只是一项推荐性标准,笼统地规定了木塑地板的术语和 定义、分类、试验方法、检验规则及包装、贮运等内容,在约束力上并不能发 挥最大效度。质量技术标准制定的混乱 和滞后严重影响了木塑行业的正常和健康发展。标准不清,产品质量良莠不齐, 很多负面报道迭现,极大地影响了消费者采用木塑产品的信心。必须加快技术 质量标准的制定和整合,更好地规范木塑材料的性能以及使用,用技术手段“以良币驱逐劣币”。一旦产品标准日益完善, 木塑行业的春天还将不断持续!

具有原料资源化、产品可塑化、环保可再生等优势的木塑复合材料产业的发展在相当长的一段时间处于高速增长期,及时解决行业出现的问题,不断开发新产品,使整个行业健康发展。

行业未来发展方向

◆继续保持木塑“美观 + 耐用 + 免维护”这些最大的卖点和热点,其中产品耐久性(不退色性、防刮划性、抗污渍性、 防霉性及提高材料刚性)是开发重点。

◆共挤木塑表面多元色彩与压花风格是技术创新的重点。

◆ PVC 木塑产品是中国市场的一大特色,丰富和拓展了木塑材料及其应用领域,市场潜力和规模远大于聚烯烃木塑产品。发泡和共挤 PVC 木塑产品及其生产技术和应用开发值得重视,室内绿色家装 PVC 木塑产品异军突起,引领潮流。

◆结构用工程木塑复合材料及其制品开发,如 SMA 木塑、ABS 木塑、 PMMA 木塑、PA 木塑、PET 木塑等工程塑料木塑技术,以及木塑与金属或结构材共挤或复合技术开发是第三代木塑产品的特点。

◆ 3D 打印木塑材料、纳米植物纤维及其复合材料研发是热点。

总结

中国木塑产业在一条以往鲜为人知的路上行走了二十年之久,集二十余年之甘苦,今天中国木塑产业已经成为世界上最大的木塑产品生产国和出口国。中塑协塑木制品专委会理事长林东亮曾在多个场合谈到产业前景时表示,仅仅有木塑复合材料还不够,生物质新材料,包括生物质合成材料、生物质活性材料、生物质碳质材料、秸秆纤维材料、生物质 3D 打印材料,形成一个生物质新材料的体系,这些材料已经成为了一个产品体系,正在成为一道道新材料领域的靓丽风景。

绿水青山就是金山银山,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计!发展木塑产业完全符合我国经济社会发展的战略目标,在生态文明的政策导向下,木塑行业的发展前景将更加广阔。

 

 

作者:冯大勇

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