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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 关于木塑材料的学问 人们对木材有亲和性, 家居装潢离不开木材； 但木材自身也有缺点, 易收缩开裂,遇水易变型,遇湿易发霉,遇火易燃烧,假如用胶合板制成的木门,其中甲醛仍 会对室内造成污染；有没有一种“ 只有木材优点、没有木材缺点”,“ 不是木材、胜似木材”的新型材料？现在有了； 这就是用木粉和 PVC塑料加工而成的木塑复 合材料（ WPC）；破解木塑复合材料高值利用的关键在国外,经过十多年的讨论、 开发和工业应用, 木塑复合材料已形成一个新 兴产业；木塑复合材料以木粉、 农业秸秆粉等植物纤维和塑料为主要原材料,采 用先进工艺加工而成, 且产品可
2、重复回收再利用； 从感观上看, 木塑材料具有良 好的木质感,耐湿,着色性良好,隔热绝缘防腐,机械性能比单纯的木质材料高 10 倍,成为自然木材的抱负替代品；仅在北美,年产量多万吨,产值 亿美元；欧洲各工业发达国家、日本、澳大利亚等,也都在进展木塑和自然纤维 复合材料产品；主要以废旧塑料和树枝树杈粉、 农业秸秆粉等植物纤维为原材料,制成的产品广泛用于包装、园林、运输、建筑、车船内饰等领域；我国 “ 九五” 期间就开头进展木塑新材料,仍提出2022 年“ 以塑代木、以塑代钢、节省资源、爱护环境” 远景目标规划；作为国内最早讨论木塑新材料并拥有两项国家创造专利的单位, 一山集团下属山达木业有限公司该
3、项目方案总规模达到年产万吨,分三期建设；2005 年上半年,山达已经有三批木塑产品分别出口到日本和美国,国内不少城市也已用上国产的木塑材料产品；复合材料的应用被国家发改委列为 2004 年重大产业技术开发项目；PVC木粉复合材料进展很快, 以其高韧性、 成本低等优势正逐步取代传统的木质品；但由于 PVC木粉复合材料是木粉的复合, 使其延展性和耐冲击性降低, 材料脆性大,密度也比传统木质品大近2 倍,限制了它的广泛使用； 为了排除这些缺点, 通常采纳添加冲击改性剂的方法提高其冲击性能,但对改善延展性和降低密度几乎无效；近几年,在国内, 木塑的进展也有了具体的应用；上海奔奔门业有限公司与北京化工高
4、校, 经过攻关与讨论, 开头用发泡成型的方法排除延展性和耐冲击性 降低等缺点； 经发泡后的 PVC木塑复合材料, 由于存在良好的泡孔结构, 可钝化 裂纹尖端并有效阻挡裂纹的扩张, 同时对木粉进行了表面处理, 使其能被 PVC 树 脂很好地润湿,达到正确结合界面； 此举显著提高了材料的抗冲击性能和延展性,大大降低了制品的密度； 挤出微发泡法以其成本低, 效率高、 耗时短和易于实现名师归纳总结 工业化等优点,使PVC木塑复合材料的附加值大大提高,成为21 世纪装潢材料第 1 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 的抱负替代品；奔奔门业有限公司,
5、通过三年多的自主开发, 把木塑新材料胜利地运用到室内装饰材料领域,最近研制出国内首套木塑门生产工艺,已申报国家创造专利；据中科院上海科技查新询问中心查证,该项目达到国内技术领先、 国际技术先进水平,在国内尚属首家；日前,该公司木塑室内门加工技术,获上海市高新技术成果转化项目证书；该项目符合国家“ 以塑代木”节省型社会的长期国策,满意了市场的需求；、“ 以塑代钢” 的产业政策和建木塑复合材料是在PVC塑料原料中,添加30-50%的木质纤维填料（木粉） ,和相关稳固剂、改性剂、润滑剂和发泡剂等,利用高速混合机混合后,经专用造 粒机制备成不同规格及等级的木塑颗粒； 然后使用成型挤出机、 模具及相关工
6、艺,生产出各种外形的 PVC木塑复合微发泡装饰型材； 令人称奇的是, 最终一道工艺 是通过特殊处理,在木塑门表面印上各种木纹膜,有樱桃木、椐木、水曲柳等十 余种,可配以不同颜色；其产品既有逼真的实木感,又有耐水耐腐、防蛀防霉、隔音隔热、保温阻燃、环保（不含甲醛）等特性,特殊适用于厨房、盥洗室门的 装饰；在奔奔门业有限公司的产品陈设室,可以看到有近百种的家庭装饰用门、门套、窗套、线条和饰板,特殊是各种款式的门,木质感强,造型雍贵,有一扇门 剖切后浸泡在大型金鱼缸内,门不变形不掉色,鱼儿照样攸哉游木塑复合材料进展前景宽阔 PVC树脂填充木粉挤出微发泡制品兼有木材和塑料的优良特性,生产的制品达到了真
7、正仿木的成效； 生产成本也低于木制品, 它的显现给木制品德业带来了 一场革命； 特殊是在资源紧缺、 原料价格飞涨的今日, 它给塑料加工行业带来了新的生气； 由于使用的原料和生产过程没有使用胶水粘合,环保新型材料；成为替代传统木材的其特点,一是具有防水性；木材本身的吸水性高达 8-10%,但木粉经过表面处理后,表面形成一层高分子膜, 同时木粉也被高分子材料紧密包覆,经检测结果说明本材料的吸水率小于2%,具有肯定的防水性能；二是具有阻燃性；这与材料中聚氯乙烯的分子结构有关, 由于 PVC分子结构中,氯元素的含量高达 56%,而氯元素本身具有离火自熄功能；三是防霉性能好； 木粉经过表面处理, 同时被
8、高分子材料包覆, 霉菌缺少滋生的环境； 同时木粉在处理过程中, 表面吸附了防霉剂,也提高了产品的防霉性能；四是木质感强；由于在本材料中木粉含量可达 30-50%,同时通过微发泡,制品密度可掌握在0.6-1.0g/cm之间,与木材的密度特别接近,内部组织较为疏松,具有自然木质感；可调配各种颜色,免除色 差苦恼；五是具有耐腐蚀性能； 木粉本身的耐腐蚀性较差, 但被高分子材料包覆,而聚氯乙烯本身具有很好的酸碱惰性；六是有用性强；PVC木塑材料可依据不同木种和颜色生产出不同等级、 不同规格、 不同颜色的制品； 由于生产过程采纳挤 出成型,可实现自动连续生产,长度任意裁定,这是原木所不能及的；木塑制品现
9、已引起国际上的广泛重视,被誉为环保新型材料, 具有宽阔的发展前景；业内专家认为,作为代塑、代木的正确产品,木塑材料是真正的绿色产名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 品,其意义不仅是变废为宝, 更是契合了目前我国建设节省型社会的要求；它不 仅能使农村的枯树枝树杈、植物秸秆等得到最充分的利用,增加了农夫的收入,同时有效降低了我国出口产品包装用材料多为自然木材所需的昂扬费用；假如用 于包装、园林、运输、室外产品,木塑复合材料可应用废旧塑料为原料,解决无 法回收造成的污染的废旧塑料出路问题；我国是一个木材资源贫乏的国家,森林掩
10、盖率仅 12.7%,人均木材消耗水平 不足 0.05 立方米 / 年,分别低于世界平均值 22%,每年要进口木材 1000-3000 万 立方米；要解决这一问题, 一方面是勉励木材进口, 另一方面就是通过新材料的 讨论开发,寻求木材的代用品,因而利用木材的下脚料、锯末、木粉等,来生产 的 PVC木塑复合制品就成为首选品； 同时我国是农业大国, 每年的秸秆就有上亿 吨,除少部分做饲料外,大部分烧掉或做肥料；仅上海,就有 170 万吨,当前约 有三分之一作柴灶燃料 , 五分之二粉碎仍田；假如回收部分制成秸秆粉,与木粉混合后,用于生产木塑复合材料的原料,入；那更能降低生产成本, 并增加农夫的收木塑新
11、材料的创新应用, 必将带来庞大的商机, 并将转变人们现有生活方式；上海塑料行业协会的专家们建议, 我国科技部门应加大对这种新型绿色材料的研 发力度,扩大产学研合作, 开发出更多具有高附加值的新产品,同时政府有关部 门要在回收秸秆、废枝方面制定相关勉励政策, 引导企业积极进展木塑复合材料,在推动回收初级原材料、木塑粒子生产、木塑制品制造上形成产业链；木塑复合材料生产工艺进展木塑复合材料最先使用的生产工艺是混炼,再热压 或发泡压制 成平板或模压成型材；现在的生产工艺以挤出成型为主 , 并辅以注射成型；挤出可以单挤或复合共挤,生产工艺也实现了连续化,提高了生产效率,降低了成木；为获得较轻目_感觉极似
12、真木的木塑复合材料,且可承担螺钉和钉子,采纳发泡技术产生的内压可以供应比非发泡材料更佳的表面清楚度和更光滑的表面轮廓；微孔发泡挤出技术的应用,大大节省了材料成木,且密度一也降低了20%一 35% ; 其中可采纳化学发泡和物理发泡, 并以物理发泡为佳 : 即在机头模具注入超临界气体 如 CO2而实现发泡； 现在可以实现发泡料与表面层复合料的共挤,使材料具有优良的使用性能；另外,以聚苯乙烯 / 纤维为主材,由水作为发泡剂的木塑复合材料正在讨论开发中； 微孔发泡克服了木塑复合材料延展性和冲击强度不足之缺点,且成本降低；木塑制品中木粉用量的提高,由于流淌性问题, 需要对生产设备进行改进,现己开发出木粉
13、含量达85%的同向平行双螺杆挤出机；日前为提高生产效率在和制备高性能产品,挤出速度己达3m/ min ,进一步改进后将达4m/thin; N,机头处设置了取向装置 , 可生产高取向、力学性能优 , 与木材相像的各种板材或型材；近年来值得留意的动向是, 在木塑复合材料的成型工艺方而, 注射成型得到了快速进展 , 木塑复合材料将逐步广泛用于注射产品中；木塑复合材料添加剂的最新进展Crompton 公司最近开发出的Polybond 3029MP 是一种添加了小粒径马来酸酐接枝 HDPE的交联剂,具有良好的分散性能；据说,仅仅添加了 2该交联剂的木塑复合材料,其抗弯曲性能就提高了一倍,拉伸强度提高了
14、60； Crompton 公司也同时推出了马来酸处理的PP,其交联性能更加优越,与马来酸酐的结合能名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 力更强；使用这种添加剂获得的试验材料拥有更高的拉伸强度、抗冲击性能, 受润滑剂的影响更小,并且吸水性也降低了 40；Equistar 化学公司推出了一系列马来酸酐接枝 PE交联剂,这是特地为 PE基木塑复合材料开发的交联剂；该公司宣称,采纳这种添加剂,PE 基木塑复合材料的静曲抗弯强度提高了 50,静曲弹性系数提高了 20；杜邦公司的马来酸酐接枝的Fusabond MB-226D和 MD
15、-353D分别适用于 PE基木塑复合材料和 PP基木塑复合材料； 试验说明, 添加了 MB-226D的 HDPE基木塑复合材料的拉伸强度比未经交联的材料提高了200300；目前,杜邦也在开发新的交联剂产品代替以功能性酸酐单体为主要原料的接枝型交联剂；克来恩公司推出了两种增容剂；Cesa-mix 8611 是一种功能型共聚物,应用在PE或 PP基木塑复合材料上, 而 Cesa-mix 8468 在提高 PP基木塑复合材料表面性能方面具有更大的优势； 克来恩公司最近正在研制适用于PVC基木塑复合材料的交联剂；和聚烯烃不同, 木纤维和 PVC都是极性的, 但是木纤维表面具有的酸性会 引起 PVC树脂
16、的降解, PVC降解产生的 HCl 将会对木纤维造成腐蚀；其中一种解 决方案是在复合材料加工之前用稳固剂处理木纤维；Mark W15 就是这样一种木纤维胶粒, 该产品能够作为增容剂和热稳固剂使用,强度和弯曲强度；润滑剂的重要性并能够显著改善材料的拉伸润滑剂能够改善木塑复合材料的表面性能并且能够提高生产效率；木塑复合材料通常使用的润滑剂有乙撑双硬脂酸酰胺EBS、硬脂酸锌、石蜡和氧化聚乙烯等；EBS和硬脂酸锌广泛应用于 HDPE基木塑复合材料上,但是由于硬脂酸盐的存在将减弱马来酸酐的交联作用, 交联剂和润滑剂的效率都会因此而下降,所以,更多新型的润滑剂相继被开发出来；一般说来,木塑复合材料的润滑剂
17、用量是一般塑料的2 倍；对于木纤维含量在5060的木塑复合材料而言, HDPE基材料的润滑剂用量为 45,PP基材料润滑剂的用量为 12, PVC基材料润滑剂的用量为 510；Struktol 公司开发的 TEP113是一种应用在聚烯烃基木塑复合材料上的润滑剂,这是一种新型的非硬脂酸盐润滑剂；而对于 PVC基木塑复合材料而言, Struktol公司的 TPW-012 和 TR-251 是特别适合的；未添加润滑剂而挤出的木塑复合材料Lonza 公司也推出了性能更加优良的润滑剂以取代标准的EBS和硬脂酸锌体系；Glycolube WP-2200是一种不含硬脂酸盐的氨基润滑剂；据报道,它不但能够应用
18、在 HDPE木塑复合材料上, 在 PP基木塑复合材料以及PVC基木塑复合材料上也具有潜在的应用优势； 试验说明,假如将该润滑剂添加到复合材料中进行挤出成名师归纳总结 型,其用量从 4.5 削减到 3,而挤出效率却提高了2 倍；第 4 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - Cesa-process 9102 是克来恩公司最新研制胜利的一种特地用在聚烯烃基木塑复 合材料的润滑剂,这是一种含有氟弹性体的产品；该公司的另外两种产品Cesa-process 8593 和 8633也应用在同一领域,只是使用范畴略有不同；Cesa-process 8477
19、 就具有更高的润滑性,适合于聚烯烃基木塑复合材料的挤出 和注射；Ferro 聚合物添加剂公司开发出了两种新的润滑剂系列；SXT 2000 系列是硬脂酸 盐和非硬脂酸盐的混合物,SXT 3000 润滑体系就完全不含硬脂酸盐；尽管 SXT 3000 润滑体系的价格相对较高,但是该润滑体系的效率也极高；因此,在复合 材料的挤出过程中, 极低的润滑剂用量就能够获得良好的成效,从而使该产品具 有较高的性价比；Reedy 国际公司也推出了三种特地用于发泡PVC基木塑复合材料的润滑剂；Safoam WSD即是基于此而开发出来的一种润滑剂和抗氧剂；该产品可以使 PP和PVC基木塑复合材料的木粉含量在达到70时
20、,熔体仍旧能够顺当地挤出； 据称,Safoam WLB是一种独一无二的以 HDPE蜡为主要原料的外部润滑剂, 适用于 PVC、PP、HDPE基木塑复合材料；它的用量特别低,而且这种润滑体系比传统的 EBS / 硬脂酸盐体系具有更好的润滑性；着色剂着色剂在木塑复合材料的仿木纹表面以及材料的抗紫外线性能方面起着重要的 作用；色母粒供应商期望得到永不退色的、高反射率的、强耐候性的颜料,并希 望用最低的成本满意消费者的要求；为防止退色,颜料的添加量可能达到 13甚至更高, 这无形中增加了成本； 因此,专业的颜色体系也可能是一个多功 能的体系,包括交联剂、抗菌剂和抗紫外线剂等；Accel 公司是一家专业
21、的木塑复合材料添加剂公司,为 PE基木塑复合材料和PVC基木塑复合材料供应定制化的颜色服务和色母粒；Ferro 塑料着色剂公司引入了标准的聚烯烃木塑复合材料的颜色体系,形成了柚 木褐色、雪松色、红杉色以及其他颜色匹配体系；克来恩公司供应棕褐色、暗红色、灰色、橡木色等标准颜色母粒,应用在 PE、PP、PVC、PS基体木塑复合材料上,其木纤维含量可以从 化学发泡的进展30提高到 79；减轻重量、 降低成本、 提高表面性能、 提高生产效率以及材料在应用过程中易于 加工、易于上色等都是木塑复合材料的进展方向；目前,木塑复合材料产品的20被发泡,这其中的绝大部分产品是PVC基木塑复合材料；目前,吸热和放
22、热的发泡剂都在广泛的应用；通常,结晶聚合物如 PP和 PE的发泡要比 PVC等非结晶聚合物难得多； 当聚合物基体添加了更多的木纤维后,对于聚烯烃基木塑复合材料而言, 发泡就成为一个重要的挑战；因此,要想使高含量的木纤维木塑复合材料仍旧能够得到很好的发泡,挑选正确的材料、 添加剂和加名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 工条件就是一项很重要的讨论课题；例如：Safoam 公司生产的木纤维含量高达65的木塑复合材料装饰板材, 通过加入化学发泡剂和润滑剂就能够通过双螺杆挤出机进行加工；通过发泡,材料的密度为 材料降低了 303
23、5；0.788g/cm3 ,比未发泡的木塑复合克来恩公司的 Hydrocerol PLC化学发泡剂系列用在聚烯烃、PVC和 PS基木塑复合材料上； 据该公司的商务进展部经理说, 其发泡剂可以使木纤维含量最低达到50,而且仍旧存在提高的空间；Bergen 国际公司开发了一系列的化学发泡剂体系,在PVC、聚烯烃和 PS基体树脂木塑复合材料的应用上都可以看到 Bergen 公司的化学发泡剂产品；Crompton 公司供应的 Celogen 放热型化学发泡体系能够应用在聚烯烃基木塑复 合材料和 PVC基木塑复合材料上； Techmer PM也是该公司基于聚烯烃基木塑复 合体系开发的化学发泡剂, 包括三
24、种标准的化学发泡体系, 而且这个体系仍含有 颜料和其他一些种类的添加剂；和霉菌的斗争空气的氧化以及紫外线的辐照将会使木塑复合材料的表面发生降解；当木塑复合 板被安装起来经受风吹雨淋时, 木纤维结构逐步变得松散, 塑料部分也会逐步被 破坏并导致颜色转变； 另外,潮湿的环境也会逐步使材料的机械性能下降,并为 真菌供应良好的生活环境； 通常,制造商们利用抗真菌的生物杀菌剂来爱护木塑 复合材料免受霉菌的腐蚀,从而使材料有一个良好的外观并使木质部分免遭破 坏,同时,这也可以降低水分的吸取；汽巴公司的Irgaguard F3000 是一种噻唑基苯并嘧唑类化学品,它对于聚烯烃基和 PVC基木塑复合材料具有广
25、谱抗菌性能, 并能够排除或者降低木塑复合板的 表面污点；Borax 公司供应了一种 ZB锌硼混合盐作为防腐剂, 该产品具有强大的抗菌活性；试验说明,在加入热稳固剂、紫外线稳固剂后,在4 个月内,木塑复合板由于霉菌和白蚁的腐蚀导致重量下降了 2040,但是加入了 ZB以后,添加了 5070木纤维的木塑复合材料重量仅仅下降了 1.1 ；罗门.哈斯公司的 Vinyzene 是一种特地应用在 PVC基木塑复合材料上的以二氯辛基异噻唑啉酮 DCOIT为主要成分的生物杀菌剂,最新的牌号为 Vinyzene SB27；最近罗门 .哈斯公司将 10的 DCOIT加入到一种三元共聚物中制成了 SB27-ELV,
26、其应用的目标是聚烯烃基木塑复合材料；这是一种缓释性的产品, 具有抗紫外线功能,据说 0.04 0.1 的添加量就能取得明显的成效；木塑施工需留意什么 木塑材料强度大, 无形中增加了施工难度； 下面以栏杆和地板施工为例,具体介 绍一些本人多年施工中总结出的体会,仅供参考；栏杆施工要点：部分栏杆可以在地面进行安装；安装时要留意爱护木塑材料的表面不被划伤；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 安装时要在保证强度的情形下保证美观,同时留意螺丝的位置；对于有弧度要求的栏杆,需要对榫头的角度进行运算；栏杆的花牌安装时要留意美观,螺丝
27、孔尽量不要外露；安装帽子时要使用胶水；对于有弧度要求的栏杆要留意均匀过渡；榫接时要考虑木塑热胀冷缩的特点,留出伸缩活动的余地；柱子与道路地面安装时可采纳钢板预埋在混凝土里面,钢板焊接、或者用螺栓紧固；柱子底部钢板再与预埋当栏杆总长度大于 300 米时要考虑加建变形过渡立柱；栏杆的式样、选用的型材规格与栏杆的跨距要紧密相配；地板施工要点：地板施工前要对承重进行运算；一些需加固的地方可用混凝土联系梁、钢材加固；使用钢材加固需留意不要破坏原有的混凝土结构；龙骨的间距要精确运算；龙骨要找平；龙骨与地面要用膨胀螺丝紧固；将龙骨埋在混凝土里百成效比较好；需预留泄水沟槽；考虑到木塑具有热胀冷缩等特点,地板横
28、向要留伸缩缝；地板与龙骨要使用不锈钢螺丝紧固；地板的纵向也需预留伸缩缝, 缝隙大小要依据使用时的气温、 材料的膨胀系数、材料长度而合理设计；板材要用 2 颗不锈钢螺丝钉与龙骨紧固；由于木塑具有稍微的热胀冷缩的特点,加上考虑到清扫等缘由, 木塑型材在安装时,边与边、端与端之间必需留有适当的间隙；在安装木塑地板时候最好将型材安装在龙骨上；当型材与龙骨之间有倾角时, 或者是安装在浴场里面, 请将龙骨的间距削减至 少 10 厘米；塑木施工技巧安装间隙：1、地板安装间隙 1）由于塑木具有稍微的热涨冷缩的特点,加上考虑到清扫等缘由,塑木型材在 安装时,边与边； 端与端之间必需留有适当的间隙；该间隙的预留与
29、施工时候的 气候气温也有着亲密的关系；2） 在 安 装 塑 木 地 板 时 候 最 好 请 将 型 材 安 装 在 龙 骨 上 ； 根 据 型 材 的 厚 度）龙骨的间距一般在 400MM-500MM 之间；（20MM-40MM 3）当型材安装与龙骨之间有倾角时,或者是安装在浴场里面请将龙骨的间距减 少至少 10 厘米；2、栏杆、柱子安装间隙1）榫接时候也应当考虑到塑木的热涨冷缩的特点,也要让它有伸缩活动的余地；2）柱子与道路地面安装时候可以采纳钢板预埋在混凝土里面,柱子底部钢板再 与预埋钢板焊接、或者用螺栓紧固；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3）当栏杆的总长度大于300 米时候要考虑建变形过渡立柱；4）栏杆的式样、选用的型材规格与栏杆的跨距是亲密相关的；安装技术：1、塑木可以使用一般的木工机械切割、锯、钻孔、开榫头；2、塑木与塑木之间可以使用自攻螺钉紧固（建议户外使用不锈钢自攻螺钉） ；塑木与钢板要使用自钻自攻螺钉；3、塑木与塑木之间使用自攻螺钉紧固时候应先行引孔,也就是预钻孔；预钻孔 的直径应小于螺钉直径的 34；4、安装户外地板时候,塑木型材与每道龙骨之间需左右各使用一枚螺钉；名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页