朝阳中的木塑复合材料产业.doc

朝阳中的木塑复合材料产业  简介用于室外地板围栏、门窗件、浴室和人行小道的铺路板等方面的材料要求具有高强度和耐久性，而木材和热塑性塑料的复合材料因其在这方面的广泛适应性而得到了大量的应用。这种复合材料正在许多场合下代替木材而使用，其不同于木材的地方在于，它耐腐蚀、防虫而且需要的维护工作很少。同挤出的塑料部件相比，木质复合材料具有更高的强度和硬度。这些复合材料同样也可以加工出受客户欢迎的美观表面和颜色。 尽管木塑复合材料比纯木要贵一些，但是随着生产厂商找到更为高效的加工方法，其相对的高成本政逐渐降低。在复合材料中使用回收塑料还可以进一步降低成本。即使面对目前的成本结构，许多消费者依然愿意因为这些复合材料的优点而接受相对较高的价位。影响木塑复合材料的原料因素包括优质木材填料和常用于制备复合材料的回收塑料的采购。技术问题包括木材填料的均匀分散、填料的干燥、将加工温度控制在200oC（木质颗粒降解温度）以下等。市场概况Principia Partners咨询公司2003年的一项研究表明，北美和西欧市场上共有六亿公斤的木塑复合材料需求量，而北美占有总需求量的85％。地板、扶手、门窗等建筑材料占有北美木塑材料需求量的80％。在北美地区，其它的主要市场应用有地面铺设（木板路和平台）、车用部件（车用仪表板和备用轮胎罩）和工业和民用消费品（餐桌、公园长椅和垫板）。 图 1: 木塑复合材料的一个主要应用是庭院铺板(图片来源: Trex Co., Inc.) 　　在西欧同样的调查表明车用材料占到了木塑复合材料需求量的一半以上，而建筑用材料占有30％的市场。木塑复合材料在北美和西欧预计到2010年的年增长量分别为14％和18％。 　　木塑复合材料在亚洲同样受到欢迎，尤其是在日本，木塑材料在平台、地板、墙壁和室内家具等方面的应用越来越普及。 图 2: 木塑复合材料的另外一个主要用途是码头结构材料(图片来源: Trex Co., Inc.) 原材料在木塑复合材料中用作基材的塑料一般有聚乙烯（特别是高密度聚乙烯HDPE）、聚氯乙烯和聚丙烯，有时候也用到聚苯乙烯和ABS塑料。根据成本、原料来源和性价比的要求，回收塑料和新塑料都会在复合材料制备中用到。塑料的使用方法因地区而异，例如，PVC在北美的使用就比在西欧要多。 图 3: 表观类似木材的围栏实际上使用的是聚丙烯木复合材料(图片来源: TimberTech.) 　　聚乙烯复合材料被广泛用于室外家具，而聚丙烯则被用于汽车制造和日用消费品，PVC常用来制作窗户边框。表1总结木塑复合材料的各种应用及相应所用的塑料。 应用 使用树脂 复式平台 LDPE, HDPE 仿木质鹅卵石 PVC 门窗 PVC, PS, LDPE, HDPE 垫板 HDPE 花瓶花盆 PP 浴缸侧壁 PP 工具把手 PP 车用内部件 PP 表 1: 木塑复合材料目前的一些应用 (信息来源: Massachusetts大学技术报告19“Massachusetts可回收木塑复合材料生产扩大潜力调查，2000年４月) 　　原木颗粒，如木粉，常用于木塑复合材料的填料，木纤维也经常用到。木地板的等级一般是根据颗粒粒径（从20目－粗到400目－特细）来划分的。枫木、橡木和松木是比较好的原料。木纤维一般占到复合材料重量的50％，也可以增加的70％之多。 　　木塑复合材料经常要有一些助剂加入，如偶联剂、光稳定剂、色素、润滑剂、杀真菌剂和发泡剂。表2列举了常用助剂及其在复合材料中所起的作用。 助剂 应用 举例 热稳定剂 防止加工过程中聚合物降解 酚醛树脂（主要）和亚磷酸盐 (次要) 光稳定剂 防止紫外光对聚合物的伤害 HALS (阻胺光稳定剂); 紫外光吸收剂 偶联剂 改善木塑界面结合，提高强度，减少吸水，保持机械性能 马来酸酐改性聚烯烃 润滑剂 改善流动性能，提高生产效率，减少边缘磨损 硬脂酸锌、乙烯基而硬脂酰胺 色素 美化制品表面，并有一定紫外防护能力 混合染料 杀虫剂 防止细菌真菌侵蚀 异噻唑类物质 发泡剂 减小材料密度和制品重量 放热型(偶氮碳胺), 吸热型（碳酸氢钠). 表 2: 木塑复合材料中用到了多个品种的助剂 加工 　　聚合物中可以加入一些人工沸石，这种铝硅酸盐分子捕捉粉体可以吸收材料中的异味。通过粉体中大量的结晶空洞，吸附剂可以捕捉产生异味的有机小分子。分子捕捉吸附剂已经成功应用于聚烯烃挤出管材、注射和挤出吹塑的器皿、隔绝包装材料，挤出外包装和密封材料。分子吸附粉体还可以作为除湿剂加入塑料中以除去其中的水气。 图 4: 不同尺寸和形状的挤出制品增加了木塑复合材料的多样性(图片来源: Strandex Corp) 　　当型材不要求具有连续片形结构或者是部件具有复杂的结构设计，木塑型材可以是通过注射成型或者是模压成型。加工