環(huán)保膠粘型毛材綜合利用集成材技術(shù)研究及開發(fā)項目建議書

低碳型產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)研究項目建議書“環(huán)保膠粘型竹材綜合利用毛竹集成材”技術(shù)研究及開發(fā)項目建議書我國是木材資源相對貧乏的國家，人均產(chǎn)量也遠低于世界平均水平，據(jù)統(tǒng)計到2015年我國木材缺口將達到1.4～1.5億m3。隨著我國天然森保護工程的實施，木材資源緊缺的問題將日益突出，在這種形勢下，竹材作為一種速生的森林資源，其性能將會越來越引起人們的關(guān)注，如果對其進行處理將獲得更高性能的材料，可以應(yīng)對目前的建筑材料的緊張形勢，將竹材制成各種不同性能的新型建筑材料等方面的應(yīng)用具有十分重要的意義。這種竹材的高效利用不僅會帶動廣大低收入竹產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展，對于整個國家來講，這種以竹代木、減少木材資源的利用將會對我國的生態(tài)環(huán)境起著重要的保護作用。全球氣候變暖，正在對我國產(chǎn)生明顯影響。氣象觀測數(shù)據(jù)表明：近50年來，我國地表平均氣溫約增加了1.1℃,每10年約增加0.22℃。日前，有報道說，圖瓦盧可能成為地球上第一個被海水吞沒的國家，這再一次給人類保護地球敲響了警鐘。全球氣候變暖明顯地威脅到全球的生態(tài)平衡。由于人類向大氣排放了過量的以二氧化碳為主的溫室氣體，從而引發(fā)了溫室效應(yīng)、全球氣候變暖，近百年來全球平均地表溫度上升了0.74℃,海平面上升約0.17m,并引起近50年極端天氣氣候事件頻頻發(fā)生。如此發(fā)展下去，預(yù)計在未來20年中，氣溫大約以每10年0.2℃的速度升高。我國正處于工業(yè)化高速發(fā)展期，能源消費處于“高碳消耗”狀態(tài)。因此，我國深入實踐科學發(fā)展觀，提出將節(jié)能減排、推行低碳經(jīng)濟作為國家發(fā)展的重要任務(wù)。中國科學院發(fā)布的《2009中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》中提出2020年我國低碳能耗比2005年降低40%-60%,單位GDP的二氧化碳排放降低50%左右。發(fā)展竹林規(guī)模和發(fā)低碳經(jīng)濟是低碳發(fā)展、低碳產(chǎn)業(yè)、低碳技術(shù)、低碳生活等等一些經(jīng)濟形態(tài)的總稱。低碳經(jīng)濟的實質(zhì)在于提升和應(yīng)用溫室氣體減排和儲存技術(shù)，以促進產(chǎn)品的低碳開發(fā)和維持全提高能源效率和節(jié)能，二是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，三是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，四是增加碳匯特別是林業(yè)碳匯，五是科技創(chuàng)新，主要是一些碳封存、碳收集的技術(shù)，六是生活和消費方式的改變。低碳經(jīng)濟的核心指標是碳生產(chǎn)率?！疤忌a(chǎn)率”等于經(jīng)濟效益與碳排放量的比值，比值的高低反映單位二氧化碳排放產(chǎn)生的經(jīng)濟效益的大小。低碳產(chǎn)業(yè)的重要指標是碳匯率。所謂“碳匯率(carbonsinksratio)”,就是一個企業(yè)(或一項生產(chǎn))的“碳匯(carbon—sinks,碳吸收和儲存量)”與“碳源(carbon—source,碳產(chǎn)生和排放量)”之比。如果企業(yè)的碳匯率大于1,則該企業(yè)運行和發(fā)展過程中具有低的二氧化碳排放量，當然也是低碳企業(yè)。本項目開發(fā)的竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展也就是一條低碳發(fā)展之路。竹林是利用太陽能的最大的載體，竹林生長期短，生物利用周期短，成材時間短等特性，它不僅能夠提供人們衣食住行需要的物質(zhì)材料，而且還能夠真實地吸收二氧化碳，是安全的、實實在在的減排。大力發(fā)展竹林產(chǎn)業(yè)既可以減少林木闊葉樹采伐，直接減少森林破壞，保護森林相對面積維護其吸收二氧化碳作用。相比木材的利用竹材生產(chǎn)人類所必須的產(chǎn)品，不需要過分的加入人工因素，在大力提高竹材利用率的基礎(chǔ)上，更容易實現(xiàn)二氧化碳的低排放生產(chǎn)人類所需要的產(chǎn)品。竹林吸收二氧化碳投入少、成本低、簡單易行，公眾參與程度高，植樹造林大家都是愿意去參與的。綜合效益好，特別是具有保護生物多樣性、涵養(yǎng)水源、保持水土、促進農(nóng)民增收農(nóng)業(yè)等優(yōu)勢，有工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市反哺農(nóng)村的美國建筑師達雷爾·德博爾說：“沒有比竹子更好的建筑材料了，竹子將成為21世紀受歡迎的建筑材料”。作為一種材料資源，竹材資源的供給和造價一直是困擾投資方抉擇的一個關(guān)鍵要素。與木材相比，竹材的價廉產(chǎn)量大。木材的生長期約為20～40年而竹子的生長期大大短于木材，一般四年可以成材，且其年產(chǎn)量是木材的三倍。同樣作為可生長的生態(tài)材料，木材的供應(yīng)受到生長周期，國家嚴格控制，價格相對昂貴。所以，作為一種結(jié)構(gòu)型材料在中國并未廣泛應(yīng)竹材的力學可塑性比木材更強，由于其有良好的韌性可以創(chuàng)造出多種結(jié)構(gòu)體系，形成了豐富多品種產(chǎn)品體系。在國外的眾多材料應(yīng)用中已經(jīng)有了相當好的途徑。全球化的趨勢勢不可擋，運用現(xiàn)代技術(shù)對傳統(tǒng)竹材進行創(chuàng)新應(yīng)用成為新的課題。研究表明，竹林的碳儲存能力超過樹林.毛竹的年固碳量為5.09t/hm.是杉木的1.46倍、熱帶雨林的1.33倍。另外，竹產(chǎn)品本身就固定了一定量的碳。在同樣厚度的條件下，竹材的隔熱值比標準混凝土高16倍，比鋼材高400倍，比鋁材高1600倍，即使采用通常的隔熱方法，其隔熱效果比空心磚墻房高3倍.所以說竹質(zhì)料做成的竹集成材具自然十分舒適。據(jù)國際竹藤組織提供的資料顯示：建造相同面積的建筑物，竹子的能耗是混凝土能耗的1/8。是木材能耗的1/3,是鋼鐵能耗的1/50。因此，大力發(fā)展毛竹林以及竹產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品具有低碳發(fā)展經(jīng)濟充分的理論基礎(chǔ)，也有現(xiàn)實的時代發(fā)展對材料科學的要求，由于竹材料本身的特性決定了竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有巨大生命二、環(huán)保膠粘型竹材綜合利用毛竹集成材產(chǎn)品介紹：近年來我國竹業(yè)經(jīng)濟發(fā)展邁出了可喜步伐。竹類資源開竹文體用品、竹中間體等七大系列700多個品種。毛竹林產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對國人的生活和國民經(jīng)濟的發(fā)展起到直接的推動作用。但縱觀全面看竹產(chǎn)業(yè)，我國竹林利用和竹產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展方面也存在著諸多的不足：(一)竹材加工規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營不夠，存在著經(jīng)營規(guī)模偏小的問題，更談不上規(guī)模經(jīng)濟和效益生產(chǎn)。(二)毛竹加工企業(yè)存在著擴大生產(chǎn)規(guī)模缺少大規(guī)模竹林擴建基地建設(shè)，特別是短周期毛竹林基地建設(shè)不足，造成大部分竹加工企業(yè)受原材料限制(三)毛竹加工企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)含量低，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，竹材利用率不高的情況，多數(shù)企業(yè)的毛竹成材利用率僅有50%至60%,大部分的毛竹材料產(chǎn)生廢棄物，阻礙了企業(yè)產(chǎn)品經(jīng)營效益的提高。(四)毛竹利用廢棄物的提高容易造成更多的固體廢物和燃燒廢氣的排放，生產(chǎn)過程中對自然環(huán)境造成更大的污染源。(五)毛竹材料生產(chǎn)組合過程使用膠粘系一般為有機膠，由于有機型膠粘劑存在著嚴重的甲醛釋放的污染問題，多數(shù)產(chǎn)業(yè)受到這個環(huán)保問題的困惑，更是阻礙了竹產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)品向建筑材料各方面的推廣使用。為了推動竹產(chǎn)業(yè)升級，需要開發(fā)新產(chǎn)品，該新產(chǎn)品應(yīng)能充分發(fā)揮竹材的長處，比如生長迅速和環(huán)保性、高強度等特性，從而提高產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值，增強相應(yīng)產(chǎn)品的競爭力，從而實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。作為建筑裝飾材料，竹材可以充分發(fā)揮其強度高、抗震性好的優(yōu)勢、竹材紋理獨特、文化本項目是利用物理化學改性處理方法對竹材進行處理，選擇使用非金屬礦物材料與之配合，改變竹材膠合材料體系，研究開發(fā)使用無機膠粘劑，制造的竹質(zhì)人造材料具有特殊裝飾功能、防水、防腐、耐曬等功能。本項目的技術(shù)研究開發(fā)一是結(jié)合竹材科學、結(jié)構(gòu)力學、膠粘化學、表面物理化學、有機化學、機械加工等多學科最新研究成果于一體研發(fā)的新材料，可提升竹產(chǎn)業(yè)加工利用水平，產(chǎn)品成型所需的原料包括小徑竹材和竹材加工廢料，提高了竹子的利用率，可達到利用率95%以上，是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式40%的毛竹原料利用率的2倍多，這樣對資源的浪費減少，更有利于林業(yè)生態(tài)環(huán)環(huán)保膠粘型竹材綜合利用毛竹集成材產(chǎn)品技術(shù)的開發(fā)：放和殘留，而從機理上解決甲醛釋放問題而產(chǎn)生環(huán)保效應(yīng)；二是利用非金屬礦物作為填充材料，非金屬礦物取材容易，價格低廉而為產(chǎn)品成本控制創(chuàng)造條件，并且在使用中不存在金屬氧化物對環(huán)境污染情況發(fā)生；三是產(chǎn)品主要填充物利用毛竹身上所有的固型物，毛竹加工后的廢物(竹屑等),以及竹稍部分的廢材均勻可以用作該產(chǎn)品不同粒度的填充物料，提高了毛竹材料的利用率，降低了生產(chǎn)成本；四是毛竹正品材料和廢料同時使用，成品材料表面使用正品毛竹材料，既可以達到天然環(huán)境的竹材特性，又由于主要填充材料是毛竹材料的廢料，本身也具有毛竹材料的基本屬性；五是該產(chǎn)品主料和填充副料均為毛竹材料，因為毛竹材料相比木材具有天然特性(生長周期短、加工容易、材質(zhì)硬度高、成材密度大等),完全具備和符合低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展的要求。環(huán)保膠粘型竹材綜合利用毛竹集成材產(chǎn)品工藝技術(shù)過毛竹斷料→開片→精刨→組坯→壓含拼板壓合→精修→檢驗→包裝廢料破碎→調(diào)膠→混合→輔裝→壓合單板的生產(chǎn)工藝基本與傳統(tǒng)的竹地板和竹材加工原理相同，工藝技術(shù)難點主要是控制點為廢料破碎粒度控制、非金屬礦物填充材料選用、填充材料分布均勻性、無機膠粘材拼表板工藝措施和壓力等。主要的工藝參數(shù)和溫度壓力指標均通過全面的研究實驗得到參數(shù)，并且具體參數(shù)要求在不斷地實驗生產(chǎn)過程中得到優(yōu)化和確定，最終返回到生產(chǎn)實踐中 低碳型產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)研究項目建議書板材產(chǎn)品成型及配料示意圖195×10.5×16.5集成材成型及配料示意圖實行廢物的再利用，更深層資開發(fā)竹材加工產(chǎn)品，最終提高毛竹集成材-----通過無機膠粘作用機理，把毛竹身上能利用的固型物集成到一定規(guī)格的材料上，一般為195×10.5×16.5規(guī)格材，后面可以根據(jù)所需材料的用途進行裁截加工，而且在使用上可以任意改變所需材料的尺寸，還可以進行任意的表面處理和加工，以達到竹材的自然屬性全部被1、無機膠粘劑配方：該產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)的主要點為技術(shù)研究方提供無機膠粘材料的配方，這也是為做到整個產(chǎn)品具有環(huán)境綠色特性關(guān)鍵，無機膠粘材料不存在甲醛殘留和釋放的問題，為生產(chǎn)環(huán)保型安全產(chǎn)品提供了技術(shù)保障。該技術(shù)開發(fā)研究在竹材料膠合方面的應(yīng)用為國內(nèi)首創(chuàng)，可填補國內(nèi)在這方2、非金屬礦物填充材料的選用和配方：該產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)另外一個關(guān)鍵點，是選用具備膠粘性質(zhì)的非金屬礦物作為填充材料，研究開發(fā)與竹材基本性質(zhì)相同的非金屬礦物材料，也為本技術(shù)開發(fā)項目的關(guān)鍵點，特別是非金屬礦物材料配方的研究是技術(shù)開發(fā)的重點。由于非金屬礦物材料易得性，所以價格比較低廉，為產(chǎn)品整個降低成本生產(chǎn)提供了通路，也可提高產(chǎn)品市場的競爭能力。3、毛竹廢料粒度實驗研究：毛竹廢料粒度確定以及混合料輔裝成型也為產(chǎn)品制造技術(shù)的關(guān)鍵。毛竹廢料粒度過大過小均對竹材結(jié)構(gòu)特性有關(guān)，要充分利用毛竹廢料與細料在混合過程中存在構(gòu)架關(guān)系，既要用好毛竹廢料空間結(jié)構(gòu)特性，又要利用好毛竹廢料力學結(jié)構(gòu)特性，保持最優(yōu)的體現(xiàn)毛竹材料4、基材輔裝成型和最終膠合：基材主要指毛竹廢料和非金屬礦物材料成型工藝，通過調(diào)制好的無機膠粘材料和毛竹廢非金屬礦物材料特別注意的是固化溫和時間的掌握。機械輔裝傳動速度也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的要點；基材與正品面板膠合成型膠料的配比和壓合成型溫度壓力選擇，機械設(shè)備裝機功