木塑材料开辟新材料产业资源化新道路——访北京化工大学“木塑复合材料”工程领域相关专家

□记者/罗贞礼/

木塑材料开辟新材料产业资源化新道路
——访北京化工大学“木塑复合材料”工程领域相关专家

□记者/罗贞礼/

WPC Has Opened a New Road for the New Materials Industry

图片人物：北京化工大学材料科学与工程学院徐日炜副教授（中）、牛茂善博士（右）和科技开发公司廖延君高工（左）。

《新材料产业“十二五”发展规划》（以下简称《规划》）明确提出，在“十二五”期间，将集中力量组织实施一批重大工程和重点项目，突出解决一批应用领域广泛的共性关键材料品种，提高新材料产业创新能力，加快创新成果产业化和示范应用，扩大产业规模，带动新材料产业快速发展。其中“新型节能环保建材示范应用专项工程”是10类重大专项工程之一，界定的主要内容为“组织推广400MPa以上高强度钢筋、高效阻燃安全保温隔热材料、新型墙体材料、超薄型陶瓷板（砖）、无机改性塑料、木塑等复合材料、Low-E中空/真空玻璃、涂膜玻璃、智能玻璃等建筑节能玻璃。提高建筑材料抗震防火和隔音隔热性能，加快绿色建材产业发展，扩大应用范围，推动传统建材向新型节能环保建材跨越”。为更好地了解《规划》确定的重大专项工程相关组织实施情况，记者选取“新型节能环保建材示范应用专项工程”中的“木塑复合材料”，特意采访了北京化工大学“木塑复合材料”研究领域及组织推广方面的徐日炜副教授、牛茂善博士和廖延君高工等相关专家。

记者：随着国民经济持续高速增长，能源消耗和污染排放总量居高不下，已成为经济可持续发展的重大障碍，应运而起的木塑复合材料已进入一个快速发展时期，木塑复合材料产业的优势逐渐显现，请徐教授先介绍一下国内外木塑复合材料产业现状及发展前景。

徐日炜：木塑复合材料作为一种节材代木新材料，是指任何包含植物（包括木材和非木材）纤维和热固性或热塑性塑料的复合材料，具有原料资源化、产品可塑化、环保可再生等优势，可以在一定程度上解决废弃塑料与废弃木材的环境污染及再生利用等问题，是一种真正意义上的新型绿色环保用材，几乎可以完全替代原木、塑料、塑钢等。随着技术水平的提高和加工工艺的创新，我国对木塑复合材料的发展也更为重视。2001-2007年，国家发展和改革委员会（简称“国家发改委”）（包括原国家经贸委）连续7年将木塑复合材料项目列入“国家高技术产业化新材料专项”；2002年，国家科学技术部“863”项目和国家林业局“948”计划将木塑复合材料列入了生物质课题；2007年，国家发改委又将木塑复合材料的专用挤出设备列入《当前国家鼓励发展的环保产业设备（产品）目录（2007年修订）》。木塑复合材料产业这样一个新兴产业，能够与国家提倡、支持和鼓励发展的项目存在如此之多的关联性，足见其潜在的应用价值，也预示了它强大的生命力和良好的发展前景。

北美是世界上木塑产品发展最快、市场最大、应用最多的地区。近几年，美国的木塑复合材料产业链条已经发展完整，年产量超万吨的企业已逾50家，其研发机构也不在少数。欧洲生产木塑制品的时间较早，但整体水平落后于北美地区，基于所拥有的先进研发能力和生产设备，近几年欧洲木塑制品的增长势头也十分强劲，其应用多集中在窗户、门板、家具生产制造上，尤其在汽车工业领域，欧洲更处于领先地位。日本的木塑产品以品质优良著称，被认为是国际上质量最高的木塑产品之一，其使用范围包括室外建材、室内门板、地板和楼梯等。

与北美地区等发达国家市场相比，木塑复合材料制品在我国还没有得到大面积推广，还有相当大的增长空间。据不完全统计，我国木塑复合制品年产量已接近10万吨（其中，50%用于地板、15%用于门窗、15%用于护栏、20%为其他产品），产值可超过8亿元。预计到2015年，木塑复合材料的需求将以年均13%的速度增长。无论是从产品规模还是从产品质量层面分析，我国木塑复合材料已经开始从成长阶段向成熟阶段过渡，正处于加快发展与不断提升的新阶段。

受益于废木屑、刨花、经粉碎处理的稻秆、花生壳、椰子壳等植物纤维得天独厚的天然优势，以及国家出台的一系列鼓励生物质材料发展的政策优势，木塑复合材料已发展成为一个能充分承载资源节约、循环经济、环境保护和可持续发展等诸多先进理念的新材料范本。

记者：木塑复合材料作为一种真正意义上的新型绿色环保材料，性能显著，请牛博士对其突出特性及木塑复合材料产品性能做一简要描述。

牛茂善：就木塑复合材料的突出特性来说，主要可概括为以下4个方面：一是对环境友好，无任何化学排放和污染，使用再生材料（木粉与塑料），产品木质感强，亲近自然。二是产品性能可靠，维修简单。产品具备与天然木材相同的加工工具和工艺（钻孔、切割、砂光、打磨、喷漆、着色和转印装饰等），具备所需的美观效果。三是无需日常维护，使用寿命长。木塑复合材料具备塑料的特性，不怕潮湿，防腐、防虫，不开裂、不易变形，适应冷、热环境变化。四是木塑原材料成本较低，产品可100%回收利用。

木塑复合材料产品的性能，体现在多个方面：一是环保性，零甲醛，无污染、安全环保；二是易加工性，可刨、可钉、可锯，可加工成任何几何形状；三是装饰性，表面木质感强、可调配出各种木质颜色，可转印贴膜、上漆等；四是功能性，防虫蛀、耐酸碱、防腐、隔音、防潮耐水、有较好的尺寸稳定性；五是耐用性，抗老化、不易变形和收缩、不开裂；六是节约性，安装简便、省工省时，材料可回收利用、降低工程成本；七是实用性，能依据客户要求，定制多种不同规格、尺寸、形状的产品等。

记者：随着技术水平的提高和加工工艺的创新，木塑复合材料凭借其优良特性几乎可以替代原木、塑料、塑钢、铝合金及其他类似复合材料，成为当今一种新型主导材料，木塑复合产品也将由此不断走向高端化、优质化和多元化，其应用前景十分看好。请廖延君高工分领域谈谈木塑复合材料的主要应用情况。

廖延君：作为一种新型绿色环保材料，木塑复合材料凭借其优良的特性，开始在建筑、园林、家具、汽车、军事等多个领域得到推广应用，市场前景极为乐观。

一是在建筑类产品中的应用。作为一种替代木材的新型环保节能材料，木塑复合材料制成的建筑类产品主要有：木塑别墅、报亭、电话亭、岗亭、公园活动中心、小高层建筑；混泥土建筑模板、建筑结构支撑、模压板等建筑模板类产品；室内吊顶、各种装饰板、踢脚线、装饰线条等装饰材料；木塑成品门、窗、隔热条、扣条等门窗型材。

二是在园林类产品中的应用。木塑复合材料在园林景观方面的应用越来越广泛，尤其是在户外园林景观方面具有其得天独厚的优势，其本身的特点也得到了极致的发挥。木塑园林景观类产品主要有栈道、护栏、桥板、景观长椅、垃圾箱、花盆等。

三是在家具类产品中的应用。木塑家具用于室内装饰无毒、无害、不含甲醛及对人体有害元素；产品防潮、防水，料。韧皮纤维是植物纤维中强度最高的，汽车中首先使用了韧皮纤维，使用韧皮纤维的另一个优势是汽车质量可减少10%～30%，成本也会有所下降。

五是在军事类产品中的应用。迄今为止，木塑复合材料在军事领域的应用还不多，但是其在军事领域的应用极具发展潜力，国内外都在积极进行这方面的研究。在军事领域，木塑复合材料可充分发挥其优良性能，用于军用物质的包装与防护，用于军用物流托盘、军品仓储隔离枕木，用于军港码头设施建设，用于营房设施建设等。

记者：徐教授，从木塑复合材料相关工程的组织实施角度来看，木塑复合材料的成型工艺技术，对提升产品质量至关重要。请问其成型工艺主要分为几类？生产工艺流程包括哪些主要步骤？

徐日炜：目前适合于木塑复合材料的成型工艺主要包括螺杆挤出成型、注塑成型和模压成型3种。一般情况下，木塑板材和异型材通过螺杆挤出成型，如木塑复合材料室内外地板、墙面挂板、吊顶、门窗异型材等；大型的板材主要通过模压设备进行模压成型，如建筑混凝土模板等；注塑成型的木塑复合材料及其制品还存在一定的局限性，还有待于更进一步的开发和利用。

木塑复合材料的加工分为一步法和二步法2种形式，可参见图1，需要根据产品的材质和不同的性能要求选择出合适的工艺和成型方法。一般情况下，聚氯乙烯（PVC）木塑复合材料及其制品的生产多选择一步法生产工艺成型，聚乙烯/聚丙烯（PE/PP）木塑复合材料及制品的生产多选择二步法生产工艺成型。对于PVC木塑室内装饰材料的生产，其表面效果的要求更高，现在更多的生产厂家也选择二步法的加工工艺，使得所生产出的室内装饰材料达到更好的表观效果。

记者：牛博士，请结合你们的技术研发创新成果特点，围绕加快科技成果产业化这个核心问题，简单介绍一下目前可供产业化的木塑复合材料项目。

牛茂善：简单地说，目前可供产业化的木塑复合材料项目较多，但从市场与效益等角度进行综合分析，可优先考虑选择以下项目：

一是户外园林景观类木塑复合材料及制品的生产，主要有公园景观、栈道、护栏、长椅、花箱及与公园相配套的其他木塑复合材料及其制品。

二是木塑复合材料室内装饰制品的生产，主要有室内门、窗、房屋吊顶、墙面装饰板及组件、家具及其他装饰板系列产品。

三是木塑复合材料室外装饰材料的生产，包括各种室外装饰板、指路牌、外墙挂板及整体房屋等。

记者：高校的科技开发公司承担了高校技术转移的重任，在促进技术创新与转化、加强科技和经济结合等方面发挥了重要作用。请廖高工从如何创新区域科技合作，进一步提升我国木塑复合材料产业整体发展水平方面，谈谈您的建议。

廖延君：北京化工大学一直非常重视科技成果的推广转化工作，科技开发公司按照学校的整体布置，长期积极组织参加各类科技成果洽谈会，与社会企业开展多种形式的科技合作，如技术开发、技术转让、技术服务和技术咨询等，促进了产学研的共同发展。在木塑复合材料技术成果推广应用方面，也取得了较好的实际效果。今后，要想进一步提升我国木塑复合材料产业的整体发展水平，高校的科技开发部门应当在学校与区域合作当中寻求更多科技合作的结合点，不断促进高校与区域科技合作的体制创新与技术创新的有机融合和产学研全面结合，将更多木塑复合材料合作项目落到与企业的长期合作层面，并取得实效。“十二五”期间，高校的研发重点，建议围绕木塑复合材料的原料多样化、制备可塑化、产品环保化、应用经济化和再生低碳化等方面加大创新力度，进一步挖掘木塑复合材料环保性、资源性的潜在优势，并主动对接大型产业集团或区域产业集群优势，不断加大推广应用力度，使之成为一种具有战略意义的科技环保材料，在我国新材料创新领域开辟一条前所未有的资源化道路。本文转载自《新材料产业》

图1 木塑复合材料生产工艺流程

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