废旧塑料与废弃木质纤维复合材料及包装、建材制品技术项目可行性研究报告.doc

废旧塑料与废弃木质纤维复合材料及包装、建材制品技术可行性报告二零零八年一、概述木塑事材料是将废弃塑料和废旧木材，包括锯末、木材枝杈、糠壳、稻壳、农作物秸杆、花生壳等以一定的比例，添加特殊的加工助剂，经高温高压处理后制成缬构型材，属于基础工业原料。它可以直接挤出制品勤将型材再装配成最终成品如托盘或包装箱。从总体上看，这种新型木塑复合材料具有五大特点：机械性能好，98%的愿料为废旧材料，且价格便宜，可制成各种截面形状尺寸的制品，而且使用维修简单，可锯、可刨、可钉；不易变形等。因此研制和尽快生产这种新型的绿色环保材料具有极其现实和深远的意义。二、开发背景及应用由于在我国出口货物木包装中发现有天牛虫，因此美国和加拿大政府已经分别决定，对1998年12月17日1999年1月4日以后离港的中国货物的木质包装进行处理，否则将禁止货物入境，欧盟也装备采取此类措施以防治天牛虫的进入。因木质包装的处理时间长、费用高，而要在短短的几个月内寻找出木质包装材料的替代材料又较为困难，这对我国的外铁证如山出口业务不能不说是一个严峻的考验。特别是受亚洲金融危机的影响，对亚洲的产品出口减少，加强对欧美的出口业务对我国经济发展将产生非常重要的影响。美国加拿大对我国出口产品的包装要求包括：中国出口企业出具出入境检疫机关签署的熏蒸或消毒证书；处理后不能立即离港的货物及包装箱必须放在不会被虫蛀的地方。所有经处理的木质垫板等必须保留在港口指定的地方存放，可随船返回，但不能在北美流通；不能满足上述要求扔货物将被拒绝入境或拆出包装箱，由此产生的费用将由中方出口商承担。继美国、加拿大对我国输出的木质包装和木质铺垫材料的货物实行新的检疫标准之后，英国日前宣布将于1999年2月1日起对所有来自中国的货物木质包装实行新检疫标准。据了解英国的具体要求为：木质包装不得带有树皮，不能有直径大于3毫米的虫蛀洞；或者必须对木质包装是行热处理，使木材含水量低于20%。与美国、加拿大两国不同的是：第一，新检疫标准的实施不包括我国的香港特别行政区；第二，英国此法令不要求我国出具官方证书，但在货物抵达英国港口后英方将对货物木质包装进行检疫和测量木质包装的含水量；第三，对办理英货物木质包装，海关不需要凭证书放行。对不符合要求的木质包装，英国将采取销毁等处理措施。我国业内人士认为，发达国家接二连三对我国出口货物使用木质包装和木质铺垫材料实行新的检疫标准，应引起我国的重视。实行新技术标准和技术措施是发达国家实行贸易保护的一种手段。随着WT关简史壁垒的限制，发达国家利用技术标准和技术措施等对本国产品实行贸易保护政策，已不是新鲜事，改革我国出口货物包装材料已刻不容缓。我国的出口货物在国外素有“一流的货物，三流的包装”的说法。由于对出口货物包装设计、材料应用等相关方面的问题的重视程度不够，白折地使我国在对外贸易中损失大量外汇，这早已成为我国出口货物包装材料的研制和应用步伐已势在必行。按照国际流行包装的发展趋势，加快新型包装材料的应用和研制，不仅可以降低我国出口货物的成本，亦将有利于保护我国有限的自然资源。从经济角度上看，由于美国和加拿大对我国出口产品的木质包装要求熏蒸处理，这对我国出口产品影响将达300亿美元。而且熏蒸处理，每熏蒸处理一个集装箱，需要至少16小时及约300元人民币。以我国每年出口产品需要500万个集装箱计算，在国内的费用将超过15亿元，处理时间约1亿小时。而在美国或加拿大处理，费用还比国内高出二倍以上。另一方面，美国对经过加工的木制包装材料，既有胶欧粘、加压制成的层板、纤维板、瓦楞板等就没有处理要求。但这些板价格较高，且因其承载能力不够，只能做包装箱的面板，不能作垫板、支撑板及托版。再从木材资源的保护上看，目前在北美，硬木消耗最大的就是生产托板，占硬木产量的40%，年消耗量达2400万立方米；我国目前木制托板的产量达5000万只，木材消耗量达250万立方米。由于一棵成材的树最多只能制成六个托板，且这六个托板最多两年就要报废，同时承受着出口的增加，我国木质包装箱的发展非常迅速，特别是用于机电产品的出口，消耗量非常大。另外1998年我国发生的生气勃勃大水灾造成巨大的经济损失，而产生水灾的一个重要原因就是长期、大量的乱砍、滥伐造成的水土流失；另一方面专家预测我国到2010年的木材需求量超过1亿立方米，而届时的木材供给量只有6000多万立方米。因此为保护有限的木材资源，必须寻找合适的木材替代产品生产托盘。所在国际国内市场上出现了一种新型绿色环保材料木塑复合材料。经过使用结果表明，这是一种性能好、经济合算且能保护环境的新材料。这种木塑复合材料不仅可以替代外运货物木质包装材料和铺垫材料，而且还能用于门、窗框、建筑模板、地板、汽车配件等的生产。从使用情况看，这种塑木材料托盘除了比木质托盘耐用外，他还远比塑料托盘便宜。塑料托盘由于刚度不够且会发生变形，另外塑料托盘最致命的弱点是不能用于存储。赐教塑料托盘一般采用模具注塑而成，所能生产的规格、大小有限，难以满足顾客特殊要求的定制尺寸，且不能维修。木托盘除了要消耗大量的木材外，还吸水、怕虫蛀、重复使用率低。而这种塑木材料生产的托盘不仅保留了塑料托盘和木托盘的优点，还克服了它们的缺点。为解决我国木材供需矛盾，一条重要的出路就是提高木材利用率。目前我国木材综合利用率只有63%，远远低于发达国家的水平。而这种材料因其原料主要是废旧木材和塑料，能以经济合算的工艺将我国目前尚不能形成规模处理的废旧材料制成高附加值的木材替代品，对我国在大水灾之后的森林资源保护、减少环境污染，有着十分重要的意义。可以预见随着美国、加拿大禁令的实施，将此新工艺在国内尽快投入生产，将我国目前存在的外运木包装、木材紧缺和“白色污染”三大问题，提供一个全面的、一举多得的解决方案。三、包装托盘国、箱板、模板、装饰材料等建材生产原料1、以聚烯烃类废旧塑料如聚乙烯和聚丙烯食用油，汽油瓶，吹塑瓶，废洗涤剂瓶、废旧薄膜、管、块状料等为主，用量占2050%左右；2、木质纤维粉：锯末、花生壳、稻壳、各种农作物秸杆、亚麻杆及棉花杆等含有木质纤维材料，破碎粉碎成4060目左右粉料，填充量为50%左右，最大填充量可达80%左右。3、特殊添加剂（增塑剂、抗氧剂、润滑剂、胶粘剂等）进行废旧塑料改性，活化木粉两个步骤，并同时考虑相容、增塑、稳定、润滑、分散、防老化、阻燃等各种助剂的协同效应。四、国外采用的工艺技术目前在国内木塑产品尚未形成规模产业化生产，只有少数几个企业在进行试验性生产和小规模生产。在国外比较有名的企业有TIM TECHINC公司和DAVISSTANDARD公司、奥地利辛辛那提公司，奥地利泰克帕斯公司、德国巴登菲尔德公司，日本爱因公司等进行规模化木塑材料制品生产设备及产品的生产。但所有塑料原料分别为高纯度废旧塑料和新塑料，与中国的市场的再生塑料情况差距较大。应立足中国市场研制适合中国国情和特点的木塑材料工艺技术及设备。五、包托盘等制品生产工艺及设备1、工艺流程：废旧兼破碎及粉碎，锯末及秸秆，亚麻秆，棉花秆等的粉碎原材料的处理木粉与塑料高速混合处理锥行双螺杆挤出机排气造粒专用螺杆挤出机挤出异型材异型材模具冷却定形装置牵引机定长裁断机组装成托盘或包装箱（各种规格尺寸的包装托盘）2、生产设备：生产木塑托盘等包装或建材整个生产线设备组成：废旧塑料破碎机；废旧塑料粉碎机；木粉粉碎机；高速混合处理机；锥形双螺杆挤出机排气造料机；挤出结构异型材生产线；包括：（1）适合高填充，高粘度挤出用锥型双螺杆挤出机：65132（2）三套异型材模具及冷却定型装置（3）冷却定型台（4）牵引机（5）裁断机（6）翻转架3、托盘规模：将制备好的木兼复合材料加入到单螺杆挤出机中进行异型材挤出，冷却定型，得到的异型材制品进行定长切割，将三种不同的型材（面板、底板及纵梁）通过螺钉组合成各种规格的托盘制品和各种尺寸的包装箱。六、木塑复合材料及托盘性能复合材料的物理性能如表1所示表1 事材料的物理性能表项目单位测试标准数据比重G/cm3GB10330.96-1.1线胀系数（20）Mm/mm/GB10363.510-5吸潮性%0.1吸水性（24小时中）（光面）%0.2木塑材料表面电阻率GB1410-8981013紫外线老化率微米/年50-56复合材料的机械性能如表2所示。表2 复合材料的机械性能项目单位测试标准低值高值断裂伸长率%GB/T10403.03.6抗弯模量GpaGB9341-882.53.1抗弯强度MpaGB9341-884048.8压缩模量GpaGB/T10411.01.2压缩强度MpaGB/T104125.030.0无缺口LZOD冲击强度j/mGB/T1843155.0163.9螺钉拔出力（4.4mm直径25.4mm深）kg300-320(5mm螺钉)1.01.2米木塑托盘性能如表3所示。表3 1.01.2米木塑托盘性能 性能数值托盘指标比重（克/厘米2）0.96废旧PE、锯木粉、秸杆粉、花生壳，特殊粘接剂等吸水性（24小时水中）0.2%现有型材尺寸宽614cm，高1.510cm抗弯、抗压强度与硬木相当冲击强度能经受搬运过程中各种冲击工作温度2545托盘重量kg1735结构尺寸公差小，稳定性高标准托盘承载25吨货架承载12吨最大变形量（cm）（载荷35吨）常温静载0.4常见托规格（米）1.00.8 1.01.01.01.1 1.01.21.01.4 1.11.01.21.0 3.03.045静载1.3动载0.4可回收性100%七、木塑复合材料的市场前景我国是一个木材资源贫乏的国家，森林覆盖率12.7%，人均森林蓄积量10立方米，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5001000万立方米；我国钢产量也不高，人均仅为美日的几分之一，缺口比较大。因此迫切需要以塑代钢，创造“第二森林”，将成为一个长期的技术政策。据美国专家市场公司预测，木塑复合材料制品在北美的市场最终容量就可达到1000万吨/年。目前木塑复合料制品年增长率已达60%，在我国，若能将每年回收的近200万吨的各种废旧塑料全部用于生产各种木塑制品，产量可达500700万吨，工业产值近300亿元。按照中国市场与北美市场规模相当且比北美更缺乏木材的前提，预计木塑将在中国以年增长率50%以上速度发展，最终将形成年产1000多万吨的一个庞大的新型工业体系。生产木塑制品，愿料充足，制品技术性能可靠，价格低廉，只要各行各业大力协作，加快木塑制品的研究、推广，制品的应用范围是相当广泛的，如表4所示：表4 木雨打风吹听应用领域表应用领域主要具体应用家具桌椅板凳，沙发、床柜、书架、衣服箱、茶几、屏风、盆架、刀柄、盘、栅、报纸架等建筑活动房屋、窗眶、门板、门槛、混凝土模板、楼梯扶手、墙壁、天棚、装饰各种异型材、地板等工业化工及公共场的耐腐工棚、装饰板、地板、通道、台架以及铸造模型、机器罩、水泵壳、电器用材等车辆船舶汽车等内装材，风扇罩、仪表架等部件、大车内装材、船舶内装和隔热材等包装运输各种规格的工业用托盘及各种搬运周转箱，叉车货板等其他农用大棚支架机用桶、钓鱼用舢板、水产箱、教学用品、枪托、球拍、滑雪板、舞台用品以及各种模型等。八、总投资：以七条生产线计算项目总投资为5300万元，其中固定资产4100万元，流动资金1200万元。九、经济效益：1、设备构成：（以七条生产线为例进行分析）（1）65X132木塑专用锥形双螺杆挤出机（直流调速）7台（2）挤出型材（托盘、板材）模具（包括冷却定型模具）、上面板模具、最大宽度可达240MM7套（3）冷却定型台 7台（4）冷却水槽 7台（5）四立柱气动夹紧牵引机（变频调速） 7台（6）切割机 7台（7）翻转架 7台（8）80X156MM锥形双螺杆挤出机粒机（热切磨面） 2套（9）塑料破碎机 2台（10）塑料磨粉机 2台（11）木粉磨粉机 2台（12）高速混炼混合机（200L/500L） 2台（13）空气压缩机 2台年产木塑村里材制品约5000吨2、厂房要求：（1）主车间50X12=600m2（2）混料车间100M2（3）造粒车间100M2（4）废旧塑料库房和产品库房等3、水、电、气配套要求（1）总电力不大于400KW（2）冷却水（循环水）不大于10吨/小时；（3）配备空气压缩机12台（空气不少于8Kgf/cm2）4、经济效益分析：（以七条生产线年产5000吨为例进行分析）生产线总投资万元，年产2000吨木塑复合材料，折合托盘（1.0M1.2M）17万套，每套约2530多公斤（1）年销售收入为171202040万元为（每套按120元出厂，折合重量价格为4000元/吨）（2）原材料成本废旧塑料按最高价格每吨3000元，木粉每吨500元，各种加工助剂折合价格为500元/吨，复合材料的配比为28%废旧塑料，68%木纤维粉，加工助剂占4%左右，这样每吨原材料的成本为：300028%50068%5001680元/吨（3）生产费用：人工费电、水费折旧管理费200万元（4）木塑复合材料生产成本：生产每吨复合材料的费用为：（14.41007.22042）/2000918元/吨所以复合材料中成本为16809182598元/吨建议木塑复合材料的销售价定为：40004500元/吨（5）全年获净利润为：204050000.26740万元十、结论近年来，全球森林资源日益枯竭，社会环保意识日渐高涨，对木材的应用也提出了同的要求。木塑材料属于基础工业材料，如能把废旧木粉与废旧塑料作为“废材”有效利用，既可节约森林资源，又可保护环境。这种材料具有比重小、强度高，耐腐、隔热绝缘等优异性能，并且愿料充足，品种多样，质感接近木材，维修简单，尤其是经济效益和社会效益显著，因此，研制这种新型的绿色环境材料具有极其现实和深的意义。