环保胶粘型毛材综合利用集成材技术研究及开发项目建议书.docx

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1、“环保胶粘型竹材综合利用毛竹集成材”技术研究及开发项目建议书2010-3-30一、新型竹材技术开发项目概述：我国是木材资源相对贫乏的国家，人均产量也远低于世界平均水平，据统计到2015年我国木材缺口将达到L41.5亿m3。随着我国天然森保护工程的实施，木材资源紧缺的问题将日益突出，在这种形势下，竹材作为一种速生的森林资源，其性能将会越来越引起人们的关注，如果对其进行处理将获得更高性能的材料，可以应对目前的建筑材料的紧张形势，将竹材制成各种不同性能的新型建筑材料等方面的应用具有十分重要的意义。这种竹材的高效利用不仅会带动广大低收入竹产区经济的发展，对于整个国家来讲，这种以竹代木、减少木材资源的利

2、用将会对我国的生态环境起着重要的保护作用。全球气候变暖，正在对我国产生明显影响。气象观测数据表明：近50年来，我国地表平均气温约增加了L1C,每10年约增加0.22C。日前，有报道说，图瓦卢可能成为地球上第一个被海水吞没的国家，这再一次给人类保护地球敲响了警钟。全球气候变暖明显地威胁到全球的生态平衡。由于人类向大气排放了过量的以二氧化碳为主的温室气体，从而引发了温室效应、全球气候变暖，近百年来全球平均地表温度上升了0.74,海平面上升约().17m,并引起近5()年极端天气气候事件频频发生。如此发展下去，预计在未来20年中，气温大约以每10年0.2的速度升高。我国正处于工业化高速发展期，能源消

3、费处于“高碳消耗”状态。因此，我国深入实践科学发展观，提出将节能减排、推行低碳经济作为国家发展的重要任务。中国科学院发布的2009中国可持续发展战略报告中提出2020年我国低碳经济的发展目标为单位GDP能耗比2005年降低40%-60%,单位GDP的二氧化碳排放降低50%左右。发展竹林规模和发展竹产业为建筑业材料应用提供了低碳发展之路。低碳经济是低碳发展、低碳产业、低碳技术、低碳生活等等一些经济形态的总称。低碳经济的实质在于提升和应用能效技术、节能技术、材料综合利用技术、可再生能源技术、温室气体减排和储存技术，以促进产品的低碳开发和维持全球的生态平衡。低碳经济至少应该有六个方面的内容，一是提高

4、能源效率和节能，二是优化能源结构，三是调整产业结构，四是增加碳汇特别是林业碳汇，五是科技创新，主要是一些碳封存、碳收集的技术，六是生活和消费方式的改变。低碳经济的核心指标是碳生产率。“碳生产率”等于经济效益与碳排放量的比值，比值的高低反映单位二氧化碳排放产生的经济效益的大小。低碳产业的重要指标是碳汇率。所谓“碳汇率（CarbOnsinksratio）”，就是一个企业（或一项生产）的“碳汇（CarbOnsinks,碳吸收和储存量）”与“碳源（carbon一source,碳产生和排放量）”之比。如果企业的碳汇率大于1,则该企业运行和发展过程中具有低的二氧化碳排放量，当然也是低碳企业。本项目开发的竹

5、产业发展也就是一条低碳发展之路。竹林是利用太阳能的最大的载体，竹林生长期短，生物利用周期短，成材时间短等特性，它不仅能够提供人们衣食住行需要的物质材料，而且还能够真实地吸收二氧化碳，是安全的、实实在在的减排。大力发展竹林产业既可以减少林木阔叶树采伐，直接减少森林破坏，保护森林相对面积维护其吸收二氧化碳作用。相比木材的利用竹材生产人类所必须的产品，不需要过分的加入人工因素，在大力提高竹材利用率的基础上，更容易实现二氧化碳的低排放生产人类所需要的产品。竹林吸收二氧化碳投入少、成本低、简单易行，公众参与程度高，植树造林大家都是愿意去参与的。综合效益好，特别是具有保护生物多样性、涵养水源、保持水土、促

6、进农民增收农业等优势，有工业反哺农业、城市反哺农村的优势。美国建筑师达雷尔德博尔说：“没有比竹子更好的建筑材料了，竹子将成为21世纪受欢迎的建筑材料”。作为一种材料资源，竹材资源的供给和造价一直是困扰投资方抉择的一个关键要素。与木材相比，竹材的价廉产量大。木材的生长期约为2040年而竹子的生长期大大短于木材，一般四年可以成材，且其年产量是木材的三倍。同样作为可生长的生态材料，木材的供应受到生长周期，国家严格控制，价格相对昂贵。所以，作为一种结构型材料在中国并未广泛应用于现代竹材产品开发中。竹材的力学可塑性比木材更强，由于其有良好的韧性，可以创造出多种结构体系，形成了丰富多品种产品体系。在国外的

7、众多材料应用中已经有了相当好的途径。全球化的趋势势不可挡，运用现代技术对传统竹材进行创新应用成为新的课题。研究表明，竹林的碳储存能力超过树林.毛竹的年固碳量为5.09thm.是杉木的1.46倍、热带雨林的1.33倍。另外，竹产品本身就固定了一定量的碳。在同样厚度的条件下，竹材的隔热值比标准混凝土高16倍，比钢材高400倍，比铝材高1600倍，即使采用通常的隔热方法，其隔热效果比空心砖墙房高3倍.所以说竹质料做成的竹集成材具有空气调节器作用，住在里面感觉犹如四季如春，冬暖夏凉，自然十分舒适。据国际竹藤组织提供的资料显示：建造相同面积的建筑物，竹子的能耗是混凝土能耗的1/8。是木材能耗的1/3,是

8、钢铁能耗的1/50。因此，大力发展毛竹林以及竹产业产品具有低碳发展经济充分的理论基础，也有现实的时代发展对材料科学的要求，由于竹材料本身的特性决定了竹产业发展具有巨大生命力和广阔的前景。二、环保胶粘型竹材综合利用毛竹集成材产品介绍：近年来我国竹业经济发展迈出了可喜步伐。竹类资源开发已形成竹地板、竹胶板、竹装饰板、竹工艺品、竹保健品、竹文体用品、竹中间体等七大系列70（）多个品种。毛竹林产业的发展对国人的生活和国民经济的发展起到直接的推动作用。但纵观全面看竹产业，我国竹林利用和竹产业低碳发展方面也存在着诸多的不足：（一）竹材加工规模化生产经营不够，存在着经营规模偏小的问题，更谈不上规模经济和效益

9、生产。（二）毛竹加工企业存在着扩大生产规模缺少大规模竹林扩建基地建设，特别是短周期毛竹林基地建设不足，造成大部分竹加工企业受原材料限制（三）毛竹加工企业产品技术含量低，产品更新换代慢，竹材利用率不高的情况，多数企业的毛竹成材利用率仅有50%至60%,大部分的毛竹材料产生废弃物，阻碍了企业产品经营效益的提高。（四）毛竹利用废弃物的提高容易造成更多的固体废物和燃烧废气的排放，生产过程中对自然环境造成更大的污染源。（五）毛竹材料生产组合过程使用胶粘系一般为有机胶，由于有机型胶粘剂存在着严重的甲醛释放的污染问题,多数产业受到这个环保问题的困惑，更是阻碍了竹产业及产品向建筑材料各方面的推广使用。为了推动

10、竹产业升级，需要开发新产品，该新产品应能充分发挥竹材的长处，比如生长迅速和环保性、高强度等特低碳型产业技术开发研究项目建议书性，从而提高产品技术含量和附加值，增强相应产品的竞争力，从而实现产业转型升级。作为建筑装饰材料，竹材可以充分发挥其强度高、抗震性好的优势、竹材纹理独特、文化意蕴丰厚。本项目是利用物理化学改性处理方法对竹材进行处理，选择使用非金属矿物材料与之配合，改变竹材胶合材料体系，研究开发使用无机胶粘剂，制造的竹质人造材料具有特殊装饰功能、防水、防腐、耐晒等功能。本项目的技术研究开发一是结合竹材科学、结构力学、胶粘化学、表面物理化学、有机化学、机械加工等多学科最新研究成果于一体研发的新

11、材料，可提升竹产业加工利用水平，产品成型所需的原料包括小径竹材和竹材加工废料，提高了竹子的利用率，可达到利用率95%以上，是传统生产方式40%的毛竹原料利用率的2倍多，这样对资源的浪费减少，更有利于林业生态环境的保护。充分利用毛竹、小径竹、加工废料等资源,增加竹制品的附加值。环保胶粘型竹材综合利用毛竹集成材产品技术的开发：研究思路，一是产品使用无机胶粘剂全成型，不存在甲醛释放和残留，而从机理上解决甲醛释放问题而产生环保效应；二是利用非金属矿物作为填充材料，非金属矿物取材容易，价格低廉而为产品成本控制创造条件，并且在使用中不存在金属氧化物对环境污染情况发生；三是产品主要填充物利用毛竹身上所有的固

12、型物，毛竹加工后的废物（竹屑等）,以及竹稍部分的废材均匀可以用作该产品不同粒度的填充物料，提高了毛竹材料的利用率，降低了生产成本；四是毛竹正品材料和废料同时使用，成品材料表面使用正品毛竹材料，既可以达到天然环境的竹材特性，又由于主要填充材料是毛竹材料的废料，本身也具有毛竹材料的基本属性；五是该产品主料和填充副料均为毛竹材料，因为毛竹材料相比木材具有天然特性（生长周期短、加工容易、材质硬度高、成材密度大等）,完全具备和符合低碳产业发展的要求。环保胶粘型竹材综合利用毛竹集成材产品工艺技术过程：毛竹断料T开片一精刨一组坯T压含拼板压合一精修一检验一包装废料破碎一调胶一混合T辅装一压合单板的生产工艺基

13、本与传统的竹地板和竹材加工原理相同，工艺技术难点主要是控制点为废料破碎粒度控制、非金属矿物填充材料选用、填充材料分布均匀性、无机胶粘材料配合比例、成胶成膜时间、成胶成膜温度、辅装成型压力、拼表板工艺措施和压力等。主要的工艺参数和温度压力指标均通过全面的研究实验得到参数，并且具体参数要求在不断地实验生产过程中得到优化和确定，最终返回到生产实践中指导生产过程。板材产品成型及配料示意图竹废料195x10.5x16.5集成材成型及配料示意图该技术研究开发项目主要是提高毛竹产品的技术含量，实行废物的再利用，更深层资开发竹材加工产品，最终提高整个毛竹资源的利用率，达到节约资源的目的。毛竹集成材-通过无机胶

14、粘作用机理，把毛竹身上能利用的固型物集成到一定规格的材料上，一般为195x10.5x16.5规格材，后面可以根据所需材料的用途进行裁截加工，而且在使用上可以任意改变所需材料的尺寸，还可以进行任意的表面处理和加工，以达到竹材的自然属性全部被利用的目的。三、项目需要研究的技术关键点：1、无机胶粘剂配方：该产品技术开发的主要点为技术研究方提供无机胶粘材料的配方，这也是为做到整个产品具有环境绿色特性关键，无机胶粘材料不存在甲醛残留和释放的问题，为生产环保型安全产品提供了技术保障。该技术开发研究在竹材料胶合方面的应用为国内首创，可填补国内在这方面的空白。2、非金属矿物填充材料的选用和配方：该产品技术开发

15、另外一个关键点，是选用具备胶粘性质的非金属矿物作为填充材料，研究开发与竹材基本性质相同的非金属矿物材料，也为本技术开发项目的关键点，特别是非金属矿物材料配方的研究是技术开发的重点。由于非金属矿物材料易得性，所以价格比较低廉，为产品整个降低成本生产提供了通路，也可提高产品市场的竞争能力。3、毛竹废料粒度实验研究：毛竹废料粒度确定以及混合料辅装成型也为产品制造技术的关键。毛竹废料粒度过大过小均对竹材结构特性有关，要充分利用毛竹废料与细料在混合过程中存在构架关系，既要用好毛竹废料空间结构特性，又要利用好毛竹废料力学结构特性，保持最优的体现毛竹材料的天然特性。4、基材辅装成型和最终胶合：基材主要指毛竹

16、废料和非金属矿物材料成型工艺，通过调制好的无机胶粘材料和毛竹废料进混合，在配方和配比最优状态下，进行基材的辅装成型，需要研究和掌握的是辅速度、温度、压力等技术指标的确定，非金属矿物材料特别注意的是固化温和时间的掌握。机械辅装传动速度也是影响产品质量的要点；基材与正品面板胶合成型胶料的配比和压合成型温度压力选择，机械设备装机功率和线速度配制，达到产能和质量要求。四、机械设备的配制：1、根据项目产能设计要求，配备好毛竹废料分截机功率和线速度；2、混合设备的选用要充分考虑到混合均匀性和残留余的清理问题，另外还要考虑到合理的混合料的输送问题；3、根据项目产能设计要求，配备辅装生产线规格型号，以及功率配备和线速度，再者考虑到生产组成形式；4、制胶系统考虑到设计生产能力，既能保证生产配料要求，又要有一定的工作余量；5、流水配制要做到设备配制合理、电功率搭配合理、工作状态流淌等因素。机械设备配制清单