木塑复合材料正扩展装饰业之外的领域的应用

来源：塑胶五金网发布时间：2007-12-16 15:14:39点击率：

     对于填充木粉和或者其他纤维材料产品的要求正在急速增长。在美国的持续增长先从装饰业开始，其他方面的增长也很迅速。而在那些此类产品刚刚投入生产的市场区域需求更高，例如在欧洲、北美和亚洲。木塑复合材料也在扩展装饰业之外的领域的应用。

    木材聚合物产品已经出现了数十年了，但是在过去的10年里，市场才刚刚打开。某知名咨询公司预计在木塑聚合物产品的首要市场——北美市场的需求量到2006年将翻倍。建筑行业将仍然是大的终用户，需求量将从2001年的22.7万t增加到2006年的50万t，但是在运输、工业和消费领域应用的需求量将会更高。以温泉旅游行业为例，在这里木塑复合材料产品给木材产品市场带来了很大冲击。“现在北美大部分制造商提供的温泉中用到的材料中部分是此类产品，”这个咨询公司的报告强调说。

    Strandex Europe有限公司的常务董事Barry J. Davis也认为市场正在飞速增长，Strandex为处理商提供加工，流程和市场咨询的帮助。在美国装饰业是木塑复合材料的大用户，其中70％的本体材料是PE，其次是PVC的18％，聚丙烯约占11％，然后是其他材料。Strandex发展了基于其他材料的产品，他们推荐PE，“PE在处理中表现很好，而且大部分可以循环利用，” Davis解释说。

    对于木塑复合材料的认识是快速增长的基础。美国Onaga复合材料公司总裁Bill Crostic说，和云母或者玻璃填充的聚合物不同，木填料产品无需预处理，因此应该开发新产品或者使用木塑产品代替已有材料。Crostic引用的咨询商Kline & Co的统计数据说，在去年北美所用的55亿lb的填充产品当中，只有4亿lb是自然和云母或者玻璃填充的聚合物不同，木填料产品无需预处理，因此必须开发新产品或者使用木产品代替已有材料。

    对于未来几年飞速增长来说总市场还是很小。Crostic引用咨询商Kline & Co的统计数据说，在去年北美所用的55亿lb的填料当中，只有4亿lb是自然纤维，这些中的大部分用在了装饰商。“从云母，碳酸钙或者玻璃纤维复合材料向木塑复合材料每转移1％，即意味着5千万lb的木填料或者1亿lb的木塑产品。”

    在线混合:具挑战性的选择

    North Wood Plastics的化合部生产主管Peter Bins说，大部分挤出机实际上都在自动混合，它完全消除了对混合设备的要求，它使用单螺杆挤出机降低了成本。”

    德国图灵（Thuring）纺织与塑料研究所的Thomas Reumann指出，大部分的设备没有加工天然纤维的经验，他认为天然纤维比玻璃纤维、云母和其他纤维都难混合。他继续解释说由于天然纤维的纤维厚度、硬度、长度、直径的多变性以及纤维之间和纤维与接触金属之间的摩擦力而难以输入到挤出机筒中。不过在北美，专门用在混合上的木纤维和粉的设备供应正在增加，价格将在未来6年内保持稳定，Hughes说，在其他区域未必如此。

    英国WTL国际有限公司的销售发展执行官Simon Lewis宣称该公司是英国的木纤维供应商。直到近他们还只是把纤维卖给处理商和混合商，但是去年他们安装了一台辛辛那提（Cincinnati Extion）的双螺杆挤出机后开始销售混合物。WTL用在他们的混合物中使用PP，去年晚些时候开始使用PVC。Lewis说，“因为我们使用自行制造的纤维，我们产品的价格比竞争者低。”

    奥地利Michel-dorf的Technoplast Kunststofftechnik已经开发出下侧面挤出设备和为专门市场冲模，他们的总经理Rudolph Wessely指出处在木纤维昂贵或者没有难于获得国家的处理商可以使用其他纤维素纤维。例如在中国，马来西亚和巴西。“我们的试验证明米壳是没有问题的，而且我们其他几个项目正在进行，”他说，两个马来西亚公司和一个巴西公司正在和Technoplast一起开发用于家庭建筑用的米填料的产品。

    Technoplast和挤出机供应商奥地利Vienna的Cincinnati Extion合作。和其他热点市场一样，挤出机供应商有很多家，并且在不断增长，包括Davis-Standard, American Maplan, Entek, ICMA San Gio, DGP Windsor, Bano, and ExtionTek Milacron. Berstorff, Coperion, Farrel, and Leistritz等Brabender Technologie 和 Colortronic是其中为木混合物给料和混合系统的公司。

    联盟已经形成。例如Strandex和Conair在下游产品建立了无资本关系，和Cincinnati Extion建立了挤出机的关系；这个公司根据许可更新他们的设备。Onagaposites和American Maplan, Kansas American Tooling在制模上合作，和ACS在下游设备上合作。

    装饰和挤出之外的潜在应用

    North Wood Plastics的Bins说自然纤维比矿石获得的纤维重要性在与自然纤维是具有高硬度，低密度的材料。高硬度同时带来了零件的轻便和低成本。

    当木混合物应用扩到装饰以外时，以非PE为基材混合物的数目不断增大。hes说，他们公司的ABS和ASA基材的混合物，虽然价格昂贵，但是具有比PE，PVC和PP基材的混合物的终端产品质量更高。他说他们的顾客都是应用，例如水平帘，百叶窗和轻便的spa滑轨。其他是日用品，例如栏杆和扶手，在这些领域利用泡沫造型可以降低单位长度的成本。

    由于欧洲装饰市场很小，大约是每年2亿美元或者更少，Strandex的Davis说建筑产品是他们公司主要业务，特别是门窗。这家公司也在和豪华汽车制造商Rolls Royce讨论汽车内部包面的业务。自然纤维混合物已经被特别用在压缩成模制造内门板元件。

    材料的发展加速了主要聚烯烃供应商关注这个市场。虽然他拒绝指明是那个公司，Davis说在这个月，Strandex将可能宣布一个和“ 大的塑料供应商之一”一起发展适合木材混合物聚烯烃材料的协议。

    Strandex也已经得到一家大型欧洲循环利用公司的许可。它要求Strandex帮助其建设塑料循环利用混合设备。“在欧洲建立大混合设备将解决为什么处理扇避免这个市场的原因，” Davis说，像这样的工厂把他们关注转移到材料供应和自己制造混合物。

    注射成型可能成为木材产品的主要流程。Onagaposites' Crostic预言注射成型的市场将终超过挤压成型市场。“现在，我们业务的30％是注射成型，明年将达到50％。”这个月，混合器将被安装在注射机器商进行生产测试。

    与侧面挤压设计的木材合成物相比，注射模压的木纤维混合物要求高流动性，低木材载入性和更小尺寸的木纤维/粉，他说。

    湿气依然是一个技术问题

    当木纤维载入量为典型的50％或者更高时，很多纤维末端被暴露在侧面外面。对于装饰材料，这很有用，因为侧面都是染色或者油漆的，但是他们会受到侵蚀并终褪色。这看起来不会阻挠消费者，他们习惯自然纤维装饰的颜色变化，但是对于其他应用，这种变形是不能容忍的。

    大部分Hughes Processing'的消费者用半透明的帽状存储把木材混合物装起来，Hughes说这些是保证木材的颜色不会随时间变化而褪色，也阻止了腐烂和真菌生长。其他处理器用条纹或者压花来实现木装外观。但是在很多新应用，例如家具衬背，利用了混合物低重量和高强度的优点而不在意装饰中要求的外观。

    从纤维中消除湿气，让湿气远离混合物球是主要任务，所有的观察家都这样说。Hughes Processing利用密封容器存储和运送他们的小球。除了预干燥，North Wood Plastics的Bins强调说产品木组分不具有聚合物般的热稳定性，因此小球必须在低温（低于205℃）下运送以阻止纤维降解。

    干燥剂在80～85℃下烘干3到4个小时也是必须的。由于挤出过程中的通风不能充分的除去湿气，预干燥材料是需要的，不过有些新的挤出机具有充分出去湿气的能力。

    他估计对于PE基材的混合物湿气在0.5％的等级是可以接收的，而在PP基材的混合物则要求0.25％。等级越高越能承受混合物的泡沫化，只要他们保持恒定。

    Crostic指出：“虽然大部分的木混合物是聚烯烃为基材的，干燥很困难但是能解决问题。由于聚烯烃的湿气妨碍的性质，混合物的混合必须在水的沸点上进行。利用HDPE（高密度聚乙烯），这变得更有挑战性，因为它的融化温度比PP低很多。即使这样，60％的木填充的PE可以在100℃左右干燥。如果湿气等级超过2％，热气干燥机将在干燥剂干燥剂之前使用。” Hughes说湿气等级在HDPE基材混合物中可高达4％到6％。

    在低载入量时，干燥很难成为问题，Crostic说。“所有的低于30％木材混合的产品都彻底干燥，而且能够保持数周。”对于泡沫化木材填充的ABS来说，湿气等级则要低于0.04％。