东纶科技高性能竹基纤维复合材料制造技术

  “高性能竹基纤维复合材料制造技术”由中国林科院木材工业研究所在科技部“十五”科技攻关项目（项目编号：）“竹木复合新型结构材料制造技术”、科技部“十一五”科技支撑项目（项目编号：

  “高性能多用途竹基纤维复合材料制造技术”是以我国南方地区大量生长的竹子资源为原材料，通过采用竹材纤维可控分离技术、原竹单板化展平技术、竹基纤维复合材料制造单元的优化技术、竹材广谱胶合技术、竹材增强单元导入技术等多项技术集成，实现竹基纤维复合材料的高性能和可调控，最终制造成高性能多用途竹基纤维复合材料。该项技术是我国在竹材加工应用领域又一重大突破，属于竹材工业化利用的第五代技术。关键技术主要包括：

  1、竹材纤维原态可控分离技术：即通过专用设备，将竹材纤维进行原位可控分离，以利于新的复合体的导入，从而提高竹材的物理力学性能。

  2、竹材单板化技术：将空心的圆筒竹材经过纤维原态可控分离技术进行处理后，变成可以任意组坯的纤维化竹材单板，从而使的竹基纤维重组复合材料任意性能设计成为可能。

  3、竹青竹黄广谱胶合技术：通过微创点裂、差速异步等关键技术的实施，使得在不去竹青竹黄的条件下，形成优良界面胶合，从而大幅度提高了竹材利用率。

  4、竹材纤维均匀施胶技术：采用二次纤维差异化浸胶技术，使得竹基重组纤维材料的浸渍胶粘剂的均匀性得以保证。

  5、竹基纤维复合材料热压工艺技术、竹基复合材料芯层温度传导与热压压力同步技术：降低原先工艺中板材应力过大，板材易变形的技术难题；解决和提高了原重组竹表面不平整的技术难题。

  竹材的利用率从现有的20%～50%左右提高到90%以上，在加工过程中不用清除竹青竹黄，劳动生产率提高2倍以上。产品的力学性能指标如抗弯强度可以达到300MPa以上，抗拉强度达到270GPa以上，抗压强度达到140MPa以上，弹性模量达到27GPa以上。

  高强度竹基纤维复合材料具有广谱可设计性，既可以用于高强度的风电叶片材料、船舶甲板、集装箱底板以及建筑撑木等工程材料的制造，同时也可以用于装饰装潢材料、高端家具材料等；既可以用于室内材料的制造，也可以用于高耐候性室外材料，具有广阔的应用前景。

  采用本项技术既可以开发市场现有的大规模工业化生产的产品，如竹材水泥模板、重组竹材等，也可以开发高性能产品，如风电桨叶、火车以及船用材料等。

  1、集装箱底板：我国目前已经成为世界上最大的集装箱生产国，仅中集集团一家企业的市场份额就占有世界70%以上的市场份额。集装箱制造过程中需要大量的木质集装箱底板，仅中集集团一家集装箱底板高峰时的需求量就达到20亿元以上，并且每年还有大量破损的集装箱底板需要修补更新。目前我国主要集装箱底板的生产原料为进口木材或者大径级松木，随着森林资源的日益减少以及环境保护的压力，采用木质集装箱底板所受压力越来越大。很多公司开始寻求替代材料，我国在90年代就已经尝试用竹材生产集装箱底板，并且有小批量应用，但是以现有技术生产产品质量不稳定、成本高，因此一致未大规模推广。因此如采用本项技术生产高性能集装箱底板将有广阔的市场前景。

  2、竹材水泥模板：竹材水泥模板是目前市场上销量最大的竹材产品之一，目前年产量可以达到270万立方米，形成产值近100亿元。采用本项技术仅竹材原材料一项，就可以降低成本300~500元/立方米，可以降低现有成本10%~15%以上，因此具有极强的市场竞争力。采用本技术除了原材料处理工艺以外，原有竹材水泥模板设备仍然可以使用。

  3、室内外重组竹地板材料：重组竹是目前市场上最新、也是发展最快的竹产品之一。目前我国竹地板的最高年产量已经达到2000万平方米，形成年产值30亿元，并且重组竹产品在国外有着良好的市场前景。采用本项技术即可以采用传统的冷成型热固化工艺，也可以采用大幅面板材生产技术，可以大幅度提高生产效率，延长设备的使用寿命。目前重组竹的坯料售价为5000元/立方米，采用本项技术仅原材料一项既可以降低成本500元/立方米。

  4、建筑工程用撑木：目前我国工程用撑木产品主要从美国进口LVL，6000元/立方米。如果采用本项技术生产成本仅为3500元/立方米。建设年产1万立方米的竹材工程木需要投资2000万元，年利税可以达到1500万元，2年内可以收回投资。

  5、风电桨叶用材料以及船舶用材料：目前我国风电用材料主要采用玻璃钢复合纤维材料，而国外早已采用木质材料。目前国内公司已经在100套风电叶片中采用竹材材料，但是价格偏贵，30000元/立方米。采用本项技术可以降低成本50%，15000元/立方米。因此具有极强的市场竞争力。

  6、其它如在铁路轨枕、矿山坑木以及建筑踏板材料领域，在国内外均有较大的市场潜力。

  以年产2万立方米集装箱底板项目；年产4万立方米高档水泥模板项目；年产4万立方米高档重组竹材项目的竹产业工程研发中心为例，设备1500万元（按照3台热压机计算）；厂房8000平方米，办公楼1000平方米；研发中心1000平方米。产值5亿元左右。

  1、竹材成本：按照1吨竹材600元计算，生产1立方米集装箱底板需要2吨竹材，计1200元

  3、人工以及水电气和管理费用，根据目前相关产品计算大约为每立方米500元

  产品成本合计3050元/立方米，目前同类产品出厂价格5700~6000元/立方米。

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