木塑复合材料定义及市场浅析

                     （ 上海汇精亚纳米新材料有限公司  201499）

木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)是采用木纤维及其他粉体材料填充、增强，经热压复合、熔融挤出等不同加工方式制成的改性热塑性材料。其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。近年随全球资源日趋枯竭，社会环保意识日见高涨，对木材和石化产品应用提出了更高要求。在这样的背景下，木塑复合材料这种既能发挥材料中各组分的优点，克服因木材强度低、变异性大及有机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。生产出的板材或型材主要用于建材、家具、物流包装等行业。

   一： 木塑材料加工： 

聚合物中可以加入一些中空粉体材料，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。

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。 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。加工者有时要面对木塑材料在加工过程中如何完全充模的问题，为了解决这个问题，他们需要添加流动性好的球形材料-空心微珠，以增加熔体的流动性及降低密度。

 水气会劣化复合材料的性能而且还有助于孳生微生物，因此在使用木填料之前一定要先除去水气。加工成型之前木填料的要进行干燥处理，一般要求处理后的水气含量要低于1%。 木塑材料处理 需适当添加偶联剂来改性聚合物和木粉的表面，以提高木粉与树脂之间的界面亲和力。

塑料基体也需要加入各种助剂来改善其加工性能及其制品的力学性能。如：加入一定比例的增强增硬材料-晶须硅，能显著提高制品的硬度、耐高温防火及耐老化性能。

加料过程木粉结构蓬松，不易对挤出机螺杆喂料，特别是木粉中含有较多的水分时常会出现“架桥”和“抱杆”现象。 加料的不稳定会导致挤出波动现象，造成挤出质量和产量降低。加料中断，物料在机筒内停留时间延长，导致物料烧焦变色，影响制品的内在质量和外观。采用强制加料装置以及合理输送方式，以保证挤出的稳定。

加工过程中的排气 木粉中所带有的小分子挥发物质和水分极易为制品带来缺陷，而前处理又无法完全清除它们。所以木塑复合材料挤出机排气系统的设计要比普通塑料挤出机给予更多重视，有必要话可以进行多阶排气。 在很大程度上，排气效果越好，挤出制品质量也越好。 构型设计 木塑复合材料挤出过程中，螺杆的构型起着十分重要的作用。

合理的螺杆结构能降低螺杆与木纤维的摩擦，产生适当的剪切和分散混合，使含有大量木粉的物料体系能很好的均匀塑化。 模具设计和冷却定型 除了保证流道设计的圆滑过渡与合理的流量分配，木塑复合材料由于对于建压能力与温度控制精度有更高的要求。

要获得好的纤维取向和制品质量就要确保机头有足够的建压能力和长的定型段，甚至在压缩段和定型段采用双锥度结构。木塑复合材料的导热性差，且其制品多为异型材，冷却定型较困难，多采用水冷定型。冷却流道合理设计保证高效冷。

二：木塑材料性能：

1、产品具有与原木相同的加工性能，可钉、可钻、可切割、粘接，用钉子或螺栓连接固定，表面光滑细腻、无需砂光和油漆，其油漆附着性好，亦可根据个人喜好上漆。

2、产品胩有比原木更优良的物理性能，比木材尺寸稳定性好，吵会产生裂缝、翘曲、无木材节疤、斜纹，加入着色剂、覆膜或复合表层可制成色彩绚丽的各种制品，因此无需定时保养。

3、能够就会多种规格、尺寸、形状、厚度等需求，这也包括提供多种设计、颜色及木纹的成品，给顾客更多的选择。

4、产品具有防火、防水、搞腐蚀、耐潮湿、不被虫蛀、不长真菌、耐酸碱、无毒害、无污染等优良性能，维护费用低。

5、产品使用有类似木质外观，比塑料硬度高，寿命长，可热塑成型，强度高，节约能源。

6、 产品质坚、量轻、保温、表面光滑平整，不含甲醛及其他有害物质，无毒害、无污染。

三：木塑材料优点 ：

（1）防水、防潮。根本解决了木质产品对潮湿和多水环境中吸水受潮后容易腐烂、膨胀变形的问题，可以使用到传统木制品不能应用的环境中。

（2）防虫、防白蚁，有效杜绝虫类骚扰，延长使用寿命。

（3）多姿多彩，可供选择的颜色众多。既具有天然木质感和木质纹理，又可以根据自己的个性来定制需要的颜色

（4）可塑性强，能非常简单的实现个性化造型，充分体现个性风格。

（5） 高环保性、无污染、无公害、可循环利用。产品不含苯物质，甲醛含量为0.2，低于EO级标准，为欧洲定级环保标准，可循环利用大大节约了木材使用量，适合可持续发展的国策，造福社会。

（6）高防火性。能有效阻燃，防火等级达到B1级，遇火自熄，不产生任何有毒气体。

（7）可加工性好，可订、可刨、可锯、可钻、表面可上漆。

（8）安装简单，施工便捷，不需要繁杂的施工工艺，节省安装时间和费用。

（9）不龟裂，不膨胀，不变形，无需维修与养护，便于清洁，节省后期维修和保养费用。

（10）吸音效果好，节能性好，使室内节能高达30%以上。

 四：木塑材料应用：

木塑室内门、踢脚线、整体橱柜、衣柜、外墙挂板、天花吊顶、装饰墙板、户外地板、护栏立柱、塑钢凉亭、园林护栏、阳台护栏、围圃栅栏、休闲长椅、树池、花架、花箱空调架、空调护罩、百叶窗、路面标示牌、运输托盘、等等。 木塑材料应用灵活，可以应用于木材加工的任何领域，取代木材的最好环保材料。
    木塑产品在国家的低能耗中起了至关重要的作用，是一种可循环利用的产物，国家的几大工程中应用较为广泛，其中在北京奥运的建设及世博会建设中木塑为绿色环保作出了巨大贡献。

五：木塑材料行业分析 ：

国外木塑产业以北美为代表，北美地区是世界上木塑复合材料发展最快和用量最大的地区，主要用于风格粗犷的户外建筑，其木塑制品及其制造技术均不太追求精致。美国大约有50家左右的木塑企业，已经形成了完整的产业链，其特点是规模大，产量高，年产一般都在万吨以上。

中国木塑是一个非常年轻的产业，它成长的历史不过十多年，不管从哪个方面看，都尚显稚嫩，中国市场与北美市场相比，木塑复合材料及制成品的增长还有相当大的空间。国内木塑复合材料的设计、制造已经达到国际先进水平，有不少产品已出口国外。

木塑材料标准 GB/T 24137-2009《木塑装饰板》 GB/T 24508-2009《木塑地板》 LY/T 1613-2004 《挤压木塑复合材》

比较优势 木塑模板与主流模板的性能比较 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，其相对的高成本正逐渐降低。

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。

★ 1、对环境友好： 使用再生材料（木粉与塑料） 不需要作防腐处理

★ 2、不需要日常维护，使用寿命比木材长 不吸湿、潮，不腐烂，防虫 不破裂、开裂、不变形 对冷、热环境不敏感

★ 3、聚烯烃类木塑复合材料机械性能好，可广泛 作承载结构材料使用；

★ 4、聚烯烃类木塑材料95%的原料为再生材料，所以成本较低，同时产品可100%再回收利用；

 ★ 5、PVC类木塑复合材料通过微发泡提高冲击强度、降低比重，真正仿木。

六：木塑材料社会效益：

1、我国建筑模板钢竹木材用量巨大 随着我国以及各项工程建设的连连上马，模板行业得以快速发展。我国建筑模板行业年均生产规模增速将在15%左右。

2、建筑模板对于钢材木材消耗量惊人，资源浪费严重 我国每年新生产钢模板的产量为3970万平方米，如果折算成重量相当于27个北京鸟巢钢材用量”

3、木塑建筑模板替代传统建筑模板的社会效益 在我国积极应对气候变化、大力推行节能减排的形式下，如果在建筑模板行业，能使用可替代钢材和竹、木的材料，环境效益、社会效益无疑是巨大的。

目前建筑模板市场需求在2000亿以上，木塑建筑模板在未来的3~5年将占有市场份额的30%—50%，产值可达到600亿以上，市场前景十分广阔。 木塑复合材料作为建筑模板使用时，可以大幅度提高施工效率，缩短施工时间。木塑模板较传统模板单次综合使用成本可节省30%左右，辅助成本可降低40%左右，直接降低工程建造成本将近5%。

    国内木质基础原材料已历两代：第一代为木材和据材，第二代为胶合板、纤维板、刨花板、木质纸浆为代表的人造板。 2003年我国人造板产量已居全球第一。第三代为木塑材料，已经在市场上大放异彩，木塑材料兼具塑料和木材两者优良性能，在门板材料中占有绝对优势。目前国内木塑市场潜力巨大，虽然木塑产品全世界年产量只有几百万吨，但1998年以来欧美等地国家每年以65%的速度递增。

国内木塑生产企业中，大多数是国外生产厂商，且产品全部外销。 中国化工材料检测部门对该材料的性能及环保性都经过严格的检验，来保证广大消费者权益不受到伤害。 机械性能好，可以像木材一样锯、刨、钉等机械加工，具有坚硬，强韧，耐久，耐磨的性能；发泡后形成大量均匀规整的泡孔，可使制品得地节约成本。实验表明，与未发泡PVC/木粉复合材料相比，挤出发泡后密度可降低50%，可达0.6g/-1.0g/cm3.发泡后均匀规整的泡孔结构可钝化裂纹尖端断裂伸长率可显著提高。它也是一种环保材料，原料廉价丰富，可回收，可减少环境污染，保护森林资源。 木塑材料种类 木塑的概念和产品被带入国内市场后，受到部分公司和消费者所看好，随之木塑产品便显露出来在建筑材料市场上。

国内木塑主要的材料分为PE木塑和PVC木塑两大类。 PE PE木塑的优点： PE木塑材料有优秀的防水性和防腐性，硬度高，受热易变型屈曲，但采用加厚或多孔空心结构效果好。

 PE木塑的缺点：

1. 产品室外运用生存的年限有限；现用3-5年；

2. 抗氧化和抗光分解能力较差，就算加入抗氧气剂和UV借鉴剂，效果也不太理想，还会影响产品强度和色牢度；

3. 产品外表颜色纯一，没有木质感，外观效果较差。

PVC木塑的优点：

1.PVC木塑产品可以用新料，也可以用旧料做（而PE用新料做则成本太高，产品没有办法走进市场），改性也较容易，补充的量看产质量量而定；

2.PVC可以做成低发泡的木塑产品，这样成本更低，认为合适可使用共挤形式（双料儿多料共挤或钢塑共挤），强度和木纹感都不错；

3.PVC可以二次加工 多样外表纹饰或油漆涵盖UV漆，产品好看且色牢度好；

4.PVC木塑制品的防水防腐性也一样优良。

PE木塑和PVC木塑的差别

①制法不同：PE木塑产品的制备主要采取冷推法；PVC木塑产品的制备可分真空成型、冷推法和三辊遏抑。

②原料不同：PE木塑的材料主要是二、三级PE回收料加木粉、钙粉和少量改性剂。制造PVC木塑的材料主要是PVC树脂粉、PVC回收料、木粉、石粉和部分改性剂等等。

③性能不同：PE木塑产品重，硬度高、脆性大、蠕变也大。PVC木塑产品重量轻、硬度差、韧性好、有蠕变，没有PE木塑产品大。 ④用途不同：PE木塑的产品主要是以室外园林建设为主，如护栏、地板、垃圾桶、花池，托盘等等。 PVC木塑产品主要是室内一点扮饰料，如门、地板、踢脚线，门套等等。 木塑材料还有一个较好的门类—–ABS木塑，ABS木塑产品易加工、强度好，也可以做木纹效果，好看不易损坏。