環(huán)保膠粘型毛材綜合利用集成材技術(shù)研究及開(kāi)發(fā)項(xiàng)目建議書(shū)

低碳型產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目建議書(shū)“環(huán)保膠粘型竹材綜合利用毛竹集成材”技術(shù)研究及開(kāi)發(fā)項(xiàng)目建議書(shū)我國(guó)是木材資源相對(duì)貧乏的國(guó)家，人均產(chǎn)量也遠(yuǎn)低于世界平均水平，據(jù)統(tǒng)計(jì)到2015年我國(guó)木材缺口將達(dá)到1.4～1.5億m3。隨著我國(guó)天然森保護(hù)工程的實(shí)施，木材資源緊缺的問(wèn)題將日益突出，在這種形勢(shì)下，竹材作為一種速生的森林資源，其性能將會(huì)越來(lái)越引起人們的關(guān)注，如果對(duì)其進(jìn)行處理將獲得更高性能的材料，可以應(yīng)對(duì)目前的建筑材料的緊張形勢(shì)，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(huì)帶動(dòng)廣大低收入竹產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于整個(gè)國(guó)家來(lái)講，這種以竹代木、減少木材資源的利用將會(huì)對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境起著重要的保護(hù)作用。全球氣候變暖，正在對(duì)我國(guó)產(chǎn)生明顯影響。氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)表明：近50年來(lái)，我國(guó)地表平均氣溫約增加了1.1℃,每10年約增加0.22℃。日前，有報(bào)道說(shuō)，圖瓦盧可能成為地球上第一個(gè)被海水吞沒(méi)的國(guó)家，這再一次給人類保護(hù)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(guò)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(lái)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(jì)在未來(lái)20年中，氣溫大約以每10年0.2℃的速度升高。我國(guó)正處于工業(yè)化高速發(fā)展期，能源消費(fèi)處于“高碳消耗”狀態(tài)。因此，我國(guó)深入實(shí)踐科學(xué)發(fā)展觀，提出將節(jié)能減排、推行低碳經(jīng)濟(jì)作為國(guó)家發(fā)展的重要任務(wù)。中國(guó)科學(xué)院發(fā)布的《2009中國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報(bào)告》中提出2020年我國(guó)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(jì)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(jì)形態(tài)的總稱。低碳經(jīng)濟(jì)的實(shí)質(zhì)在于提升和應(yīng)用溫室氣體減排和儲(chǔ)存技術(shù)，以促進(jìn)產(chǎn)品的低碳開(kāi)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(fèi)方式的改變。低碳經(jīng)濟(jì)的核心指標(biāo)是碳生產(chǎn)率。“碳生產(chǎn)率”等于經(jīng)濟(jì)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(jì)效益的大小。低碳產(chǎn)業(yè)的重要指標(biāo)是碳匯率。所謂“碳匯率(carbonsinksratio)”,就是一個(gè)企業(yè)(或一項(xiàng)生產(chǎn))的“碳匯(carbon—sinks,碳吸收和儲(chǔ)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(yùn)行和發(fā)展過(guò)程中具有低的二氧化碳排放量，當(dāng)然也是低碳企業(yè)。本項(xiàng)目開(kāi)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(yáng)能的最大的載體，竹林生長(zhǎng)期短，生物利用周期短，成材時(shí)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(shí)地吸收二氧化碳，是安全的、實(shí)實(shí)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(shù)采伐，直接減少森林破壞，保護(hù)森林相對(duì)面積維護(hù)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(guò)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(shí)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(jiǎn)單易行，公眾參與程度高，植樹(shù)造林大家都是愿意去參與的。綜合效益好，特別是具有保護(hù)生物多樣性、涵養(yǎng)水源、保持水土、促進(jìn)農(nóng)民增收農(nóng)業(yè)等優(yōu)勢(shì)，有工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市反哺農(nóng)村的美國(guó)建筑師達(dá)雷爾·德博爾說(shuō)：“沒(méi)有比竹子更好的建筑材料了，竹子將成為21世紀(jì)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(jià)一直是困擾投資方抉擇的一個(gè)關(guān)鍵要素。與木材相比，竹材的價(jià)廉產(chǎn)量大。木材的生長(zhǎng)期約為20～40年而竹子的生長(zhǎng)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(zhǎng)的生態(tài)材料，木材的供應(yīng)受到生長(zhǎng)周期，國(guó)家嚴(yán)格控制，價(jià)格相對(duì)昂貴。所以，作為一種結(jié)構(gòu)型材料在中國(guó)并未廣泛應(yīng)竹材的力學(xué)可塑性比木材更強(qiáng)，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(guó)外的眾多材料應(yīng)用中已經(jīng)有了相當(dāng)好的途徑。全球化的趨勢(shì)勢(shì)不可擋，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)竹材進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用成為新的課題。研究表明，竹林的碳儲(chǔ)存能力超過(guò)樹(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(shuō)竹質(zhì)料做成的竹集成材具自然十分舒適。據(jù)國(guó)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(jì)充分的理論基礎(chǔ)，也有現(xiàn)實(shí)的時(shí)代發(fā)展對(duì)材料科學(xué)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(lái)我國(guó)竹業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展邁出了可喜步伐。竹類資源開(kāi)竹文體用品、竹中間體等七大系列700多個(gè)品種。毛竹林產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)人的生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到直接的推動(dòng)作用。但縱觀全面看竹產(chǎn)業(yè)，我國(guó)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)模化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)不夠，存在著經(jīng)營(yíng)規(guī)模偏小的問(wèn)題，更談不上規(guī)模經(jīng)濟(jì)和效益生產(chǎn)。(二)毛竹加工企業(yè)存在著擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模缺少大規(guī)模竹林?jǐn)U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(yíng)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(guò)程中對(duì)自然環(huán)境造成更大的污染源。(五)毛竹材料生產(chǎn)組合過(guò)程使用膠粘系一般為有機(jī)膠，由于有機(jī)型膠粘劑存在著嚴(yán)重的甲醛釋放的污染問(wèn)題，多數(shù)產(chǎn)業(yè)受到這個(gè)環(huán)保問(wèn)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(dòng)竹產(chǎn)業(yè)升級(jí)，需要開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，該新產(chǎn)品應(yīng)能充分發(fā)揮竹材的長(zhǎng)處，比如生長(zhǎng)迅速和環(huán)保性、高強(qiáng)度等特性，從而提高產(chǎn)品技術(shù)含量和附加值，增強(qiáng)相應(yīng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。作為建筑裝飾材料，竹材可以充分發(fā)揮其強(qiáng)度高、抗震性好的優(yōu)勢(shì)、竹材紋理獨(dú)特、文化本項(xiàng)目是利用物理化學(xué)改性處理方法對(duì)竹材進(jìn)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(kāi)發(fā)使用無(wú)機(jī)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(xiàng)目的技術(shù)研究開(kāi)發(fā)一是結(jié)合竹材科學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、膠粘化學(xué)、表面物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、機(jī)械加工等多學(xué)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(dá)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(duì)資源的浪費(fèi)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(kāi)發(fā)：放和殘留，而從機(jī)理上解決甲醛釋放問(wèn)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(jià)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(duì)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(shí)使用，成品材料表面使用正品毛竹材料，既可以達(dá)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?yàn)槊癫牧舷啾饶静木哂刑烊惶匦?生長(zhǎng)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(guò)毛竹斷料→開(kāi)片→精刨→組坯→壓含拼板壓合→精修→檢驗(yàn)→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(diǎn)主要是控制點(diǎn)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(wú)機(jī)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(biāo)均通過(guò)全面的研究實(shí)驗(yàn)得到參數(shù)，并且具體參數(shù)要求在不斷地實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)過(guò)程中得到優(yōu)化和確定，最終返回到生產(chǎn)實(shí)踐中 低碳型產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)研究項(xiàng)目建議書(shū)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(shí)行廢物的再利用，更深層資開(kāi)發(fā)竹材加工產(chǎn)品，最終提高毛竹集成材-----通過(guò)無(wú)機(jī)膠粘作用機(jī)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(jìn)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(jìn)行任意的表面處理和加工，以達(dá)到竹材的自然屬性全部被1、無(wú)機(jī)膠粘劑配方：該產(chǎn)品技術(shù)開(kāi)發(fā)的主要點(diǎn)為技術(shù)研究方提供無(wú)機(jī)膠粘材料的配方，這也是為做到整個(gè)產(chǎn)品具有環(huán)境綠色特性關(guān)鍵，無(wú)機(jī)膠粘材料不存在甲醛殘留和釋放的問(wèn)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(kāi)發(fā)研究在竹材料膠合方面的應(yīng)用為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，可填補(bǔ)國(guó)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(kāi)發(fā)另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，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(kāi)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(kāi)發(fā)項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)，特別是非金屬礦物材料配方的研究是技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。由于非金屬礦物材料易得性，所以價(jià)格比較低廉，為產(chǎn)品整個(gè)降低成本生產(chǎn)提供了通路，也可提高產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。3、毛竹廢料粒度實(shí)驗(yàn)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(guò)大過(guò)小均對(duì)竹材結(jié)構(gòu)特性有關(guān)，要充分利用毛竹廢料與細(xì)料在混合過(guò)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(xué)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(guò)調(diào)制好的無(wú)機(jī)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(shí)間的掌握。機(jī)械輔裝傳動(dòng)速度也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的要點(diǎn)；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(jī)械設(shè)備裝機(jī)功