塑木复合材料的发展现状及趋势2

时间：2023-03-28

塑木复合材料的发展现状及趋势

近年**森林资源日趋枯竭，如何保护森林资源并寻求人工合成新材料来替代木材的呼声愈来愈烈；与此同时，越来越多的塑料垃圾和废弃木材导致的污染问题，也成为了各国**与民间环保组织面临的头等大事。

然而，拯救环境的解决方案不是完全摒弃塑料（禁塑），而是要开发新材料。塑木就是在考虑资源循环的前提下，开发研制出的一种可塑性复合材料，将废木材、废塑料做为原材料进行再利用，制造新的材料。这种材料经过再生后，无论从质感和手感，都可以替代**木材及部分其他复合材的功能及使用范围。

概念

热塑性木塑复合材料(wood-plastic composites，WPC)是由热塑性塑料（如PE、PP、PVC等）与生物质纤维材料（包括**纤维稻壳、木粉、竹粉、麦秸、秸杆等）复合而成的一种新材料，塑料在复合材料中呈连续相，生物质纤维为分散相，具有塑料和木材的双重特性。木塑（又叫塑木）复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服木材因强度低、变异性大及**材料弹性模量低等造成的使用局限性，又能充分利用废弃的木材和塑料，减少环境污染、提高材料附加值的产品愈来愈受到人们广泛关注，已被当今世界上许多国家逐步推广应用的绿色环保新型材料。

很多生产、使用人员会对“塑木”和“木塑”两个名词有所困惑，尤其是对初次接触者。笔者认为统一为“塑木”比较合适，原因首先是该材料主要用来替代木材，是一种用塑料和木质纤维合成的“木”；其次，中国生产的塑木产品中木质纤维的含量大多都大于50%，以木为主；再者，在美国标准的定义中表述了以木质纤维为基础原料的意思，“木”是主体；最后，国内外对这种材料的别名，如“塑胶木”、“环保木”、日本的“爱因木”等，都是强调“木”，因此称其为“塑木”更合理。而有部分人之所以称之为木塑复合材料，更多的原因可能在于英文简称WPC直接翻译过来就是木塑复合材料吧。

兼具木与塑的优点

塑木是以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等低值生物质纤维为主原料，与塑料合成的一种复合材料。这决定了其自身同时具备植物纤维和塑料的优点，主要特点可概括为：原料资源化、产品可塑化、使用环保化、成本经济化、回收再生化。

◆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，使用木工器具即可完成，且握钉力明显优于其他合成材料，一般是木材的3倍，是刨花板的5倍，机械性能优于木质材料。

◆木塑复合材料内含塑料，因而具有较好的弹性模量。此外，由于内含纤维，并经与塑料充分混合，因而具有与硬木相当的抗压、抗弯曲等物理机械性能，并且其耐用性明显优于普通木质材料。表面硬度高，一般是木材的2-5倍。

◆木塑材料及其产品与木材相比，可抗强酸碱、耐水、耐腐蚀，并且不繁殖，不易被虫蛀、不长。使用寿命长，可达50年以上。

◆通过助剂，塑料可以发生聚合、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，还可以达到抗老化、防静电、阻燃等特殊要求。

◆具有紫外线光稳定性，并可任意调节颜色。

◆较大优点就是变废为宝，并可**回收再生产。木塑产品不仅能够很好地替代木材，缓解森林资源短缺，实现二氧化碳的减排，而且可以分解，减少日益严重的塑料废品处理不当而造成的“白色污染”，是真正的绿色环保产品，有着重大的社会和经济意义。

◆塑料原料主要采用HDPE或PP，木质纤维可以是木粉、谷糠或木纤维，另外还需要少量添加剂和其他加工助剂，原材料来源广泛，成本更低，经济效益显著。

◆可以根据客户需要，制成任意形状和尺寸大小，加以组装，产品局部损坏后可维修再造。

广泛的用途

木塑复合材料的适用范围广泛，几乎可涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其它类似复合材料的使用领域。其中运用较广泛的是在建筑产品方面，占塑木复合用品总量的75%，如**公园、物业小区花园、户外园林景观工程、户外木工程、建筑幕墙、河道护栏、别墅小区、建筑遮阳、船坞码头、木屋、室内门、墙板地板、衣柜橱柜、装饰挂板、空调架、百叶窗、园林护栏、阳台护栏、塑钢凉亭、花架、休闲长椅等；其次为工业消费品领域约占10%，如物流托盘等；汽车装饰件约占8%，其他方面约占7%，如高铁、船舶、等。

**及中国塑木行业发展现状

塑木复合材料的产业化推广源于上世纪八九十年代的美国，目前，各类塑木复合制品在美国、加拿大、德国、英国、荷兰、日本和韩国等国家已得到较为广泛的应用，形成了一定规模的产业和市场。2020年**塑木复合材料行业市场规模约为59亿美元。

塑木于上世纪90年代中期进入中国，从2005年起就一直处于高速发展期。在国家绿色循环经济政策鼓励和企业效益追求的双重推动下，全国性的“塑木”热方兴未艾，以年产350万吨规模占居世界总消费量约500万吨的三分之二，生产、销售、消费及出口均居世界**，已连续9年追赶美国，成为**较大的塑木产品生产国和出口国。

目前全国塑木生产企业约650家，其中户外PE塑木生产企业250家，产能200多万吨，年生产能力2万吨以上的企业55家；室内PVC塑木生产企业400多家。塑木企业的区域集中化、产能集中化越来越**，联结在塑木产业链的各类企业**过2000家，主要分布在华东、华南、华中地区，塑木生产企业产销量的年均增长率**过20%。每年消化利用废身植物纤维（木粉）150多万吨，回收塑料60多万吨。

应该说，在这二十多年的发展过程中，我国塑木产业发展经历了以下三个阶段。一是上世纪末到2005年之前的婴儿期，代表产品为塑盘。二是2005-2012年的少年期，表现为产品定位不明确，工艺、配方不成熟，上下游配套不完善，用户不知晓，代表产品为塑木地板。三是2012年至今的青春期，表现为产品定位明确，以户外装饰材料为主，占比以上，代表产品为塑木景观材料与集成房屋；工艺、配方成熟；包括塑料、木粉、助剂、机器、模具、辅助设备的产业链上下游配套都取得了长足进步；标准基本完善；用户接受，2014年以后增长特别明显，产业继续得到国家政策的有力支持，塑木材料制造技术进入《中国资源综合利用技术政策大纲》及《战略性新兴产业发展规划》就是较有力的说明；全国总产能不断扩大，企业数量及产量持续增长，已能够与美国在**塑木业界并驾齐驱。目前我国塑木复合材料行业发展的总体态势良好。

我国塑木产业存在的问题与解决方案

虽然中国塑木行业近年发展迅速，但仍存在几大短板：

◆企业技术经济指标存在“三低两高”现象：一次成品合格率低（<），劳动生产率低（全员人均月产销量<10吨），毛利率低（<20%）；综合废品率高（>15%），物料损耗高（>8%）。

◆企业分散化甚至破碎化，缺少大型骨干企业，而美国拥有**塑木复合材料**企业AZEK公司和Trex公司。

◆中低端技术及产品占主导地位，技术整合度不够高，创新推广机制尚未形成。

◆塑木主要原料（回收塑料和植物纤维）标准化工作没有引起足够重视，原料质量及其适用性过度依赖企业自身经验与教训积累，是整个塑木行业生产成本和产品质量的“黑洞”，阻滞了行业发展。

◆没有建立强制性的塑木产品认证标准与制度，仅有的《环境标志产品技术要求木塑制品》（HJ2540-2015）和《绿色产品评价木塑制品》（GB/T35612-2017）为推荐性标准，且与消费市场、**项目招投标制度衔接不紧。

◆产品性能低，应用领域开拓不足，对创新和知识产权重视不够，产业基础研究薄弱，高附加值产品少。

◆低端同质化产品竞争激烈，持续价格战，粗制滥造现象败坏了行业名声。

针对这些问题，必须通过综合手段，有选择地逐步解决上述问题，具体包括：一是要大力规范产业发展，以各种积极手段扶持产业健康成长；二是要坚持技术创新整合，推动建立产业技术创新战略联盟；三是在整体加强标准化工作的基础上形成科学淘汰机制，增强企业战略竞争能力；四是要不断开拓新的应用领域，扩大塑木材料的应用范围和影响。

塑木材料正朝着多功能化(即阻燃、、吸音等功能)、轻质化、环保、智能及可定制方向发展，而整个塑木行业的发展愿景是产品标准化、生产模块化、品质规范化、加工自动化、管理智能化。

塑木的加工

塑木复合材料的加工技术也随着市场的发展而日趋成熟，特别是在混料、成型、温控、塑木速度、切割、配方等方面进行了大幅度的革新和改进使之后更加适合原料来源现状，并有效地提高了强度，降低了成本。随着对塑木复合材料的研发，生产塑木复合材料的塑料原料，除了HDPE或PP以外，还有PVC和PS。工艺也由较早的单螺杆挤出机发展为*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陷。

PE/PP木塑地板是较为常见的塑木制品，目前用两步法制造法较为广泛，是用平双挤出机造粒，再用锥双挤出机挤出成型制品。PE木塑生产线是金纬机械公司的一款传统经典产品，新近研制出PE木塑一步法设备，可以代替由平行双螺杆挤出机与相应造粒辅机组成的成套设备。该机组采用特殊设计的螺杆机筒、挤出机及模具，配合加工工艺生产木塑产品。挤出机单机直接挤出，省电省空间，具有产量高，挤出压力稳定，塑化混炼效果好等特点。优化的螺杆设计塑化稳定，不易破坏木质纤维，能使物料在机内停留时间均匀。

智能制造

目前我国塑木行业还仍以人工操作为主，虽然有些企业已经在部分工序采用工业机器人来辅助生产，并逐步向自动化迈进，但由于生产工序的特殊性，关键工序还是离不开人工干预，导致生产效率不高、产品质量不稳定等。

随着经济**化的不断加剧，我国塑木行业传统的大规模制造模式越来越难以满足用户的需求，而我国劳动力成本不断上升、产品质量不稳定等因素，严重削弱了产品的竞争力，制约着塑木行业的可持续发展。因此，提升塑木行业关键装备及生产线的智能化水平，提高生产效率和产品质量，将传统的以人工为主的制造模式升级为自动化、智能化工厂，对提高塑木的竞争力具有重要意义。

词条
词条说明
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