新型木质定向重组材料制造技术与产业化示范.doc

新型木质定向重组材料制造技术与产业化示范一、提名意见： 该项目是以我国丰富的人工林木材和大量的低质低值进口材为原料，创造性提出木质纤维单板化定向重组技术思路和高效、高值利用的理念，研制开发出具有自主知识产权的高性能重组木和厚芯实木复合板为代表的新型木质定向重组材料，该种材料具有性能可控、规格可调和结构可设计的特点，物理力学性能和耐候性优良。该成果是我国林业领域具有重大创新性成果，入选国家“十二五”创新成就展。在我国天然林商品材禁伐的大背景下，新型木质重组材料可替代进口的优质阔叶材和大径级材，缓解我国木材供需矛盾。该项目在国家和部省计划的支持下，经过近10年产学研联合攻关，突破了超厚单板旋切、单板定向纤维化精细疏解技术以及产品在户外、门窗、装饰材料等领域的技术瓶颈，获得国内外专利52件，省部级鉴（认）定成果2项和省部级科技进步奖1项，构建了新型重组材制造技术平台，开发了高性能重组木和厚芯实木复合板材等2大系列新型重组材料，并在山东等6省16家企业进行推广，在装潢装饰材料、门窗领域等得到大规模地推广应用，拉动全产业链平衡发展，有力促进了木材工业的转型升级，取得了显著的经济、生态和社会效益，是践行习近平总书记“两山理论”成功典范。鉴于该项目的重大创新性和影响力，该研究团队被授予2017年度“全国工人先锋号”荣誉称号，负责人被山东省政府特聘为泰山产业领军人才。经审查，该项目符合国家科技进步奖提名要求，且在公示期内无异议。二、项目简介:三段式即可，最好35行以下 1.研究背景；2. 研究内容、技术突破；3. 科技成果及推广示范利用人工林木材是我国林业可持续发展和国家木材安全的一项战略国策，也是精准扶贫和经济转型的重要举措。而我国的人工林木材普遍存在径级小、密度低、材质软等缺陷，目前主要用于纸浆造纸和人造板生产，存在附加值低、生产效率低等问题，急需进行提质增效。本项目针对上述问题，经过近10年的产学研联合攻关，攻克了超厚单板旋切、纤维可控分离、定向重组和先进复合等关键技术，开发了高性能重组木和无醛（低醛）厚芯实木复合板材等两大系列新型木质定向重组材料，取得了多项国际领先的重大创新性成果。 1. 主要科技创新：（1）首创了超厚单板连续化旋切技术及装备。提出了木材高效湿热软化处理、超厚单板连续化旋切和精准控制等关键技术，创制了超厚单板连续化生产装备，旋切单板最大厚度达到10mm，突破了传统技术旋切单板厚度小于3mm的技术瓶颈限制，为新型木质定向重组材料的高效制造奠定了单元基础；（2）创制了高性能重组木制造技术及装备。在解决了超厚单板旋切关键技术的基础上，开发了单板定向纤维可控分离、浸渍用双峰酚醛树脂合成与应用、高效定向成型重组等关键技术，创制了纤维定向分离重型疏解装备和重组木连续成型装备，建立了高性能重组木制造技术平台，开发了户外、门窗、家具、地板用等系列新型重组木材料及其产品，为人工林木材高值化利用开辟了新的方向。（3）发明了厚芯实木复合板材制造技术及装备。开发了机械/湿热展平超厚单板应力去除、异氰酸酯低剂量喷雾施胶、厚芯实木复合板材结构优化关键工艺技术和装备，建立了无醛（低醛）厚芯实木复合板材制造技术平台，开发了整体橱柜、家具板等系列的厚芯实木复合板材及其产品，实现了人工林木材和进口低值材的高效、高值化利用。上述技术在工艺、装备和产品方面都实现了重大突破，经国家林业局鉴定整体技术达到国际领先水平。2. 主要知识产权：获得专利52件，其中：美国发明专利1件，中国发明专利24件；发表论文38篇；获得国家林业局鉴定（认定）成果2项；获得2015年度河北省科技进步奖二等奖和2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖，主要成果代表林业系统入选了国家“十二五”科技创新重大成果成就展。3. 主要技术指标：高性能重组木密度1.0g/cm3，静曲强度达到143 MPa，弹性模量达到17060MPa，硬度达到154.6 MPa，防腐等级为强耐腐级（级），28h循环水煮吸水厚度膨胀率低至1.8%（行标规定5%）；厚芯实木复合板材甲醛释放量低至0.1mg/L（国标规定E0级0.5 mg/L），胶合强度为1.03MPa，达到了I级，具有环保性好、尺寸稳定性高和实木感强等特点。 4. 应用推广及效益情况：成果已经在全国6省16家企业进行技术转让，已经建成生产线15条，装备产能达到300台套/年，新型木质定向重组材料产能达到30万m3/年。近三年新增销售额22.87亿元，新增利润3.33亿元。今后5年可实现产能200万m3/年，产值200亿元/年，利用速生林木材500万m3，增加农民收入40亿元。三、客观评价:压缩到一段，15行以下1. 国家级项目成果鉴定/认定结论2016年4月12日，国家林业局科技司组织专家对本项目核心技术“高性能重组木制造技术4月12日，国家林业李坚院士为组长、侯立安院士为副组长的专家组一致认为该成果达到“副组长的专家组，（其他附件1：证书编号：林科鉴字2016第8号）。2017年10月19日，国家林业局科技司组织专家对国家林业公益性行业科研专项重大项目“速生林木材高效重组制造关键技术与示范”（201404503）进行验收，“非承重结构用高性能重组木制造技术”被认定为重大成果，（其他附件2：验收证书编号2017158号）。2016年3月经国家林业局和科技部推荐，“高性能重组木”作为重大成果入选了国家“十二五”科技创新成就展，（其他附件3：国科函创201626号和林科计便函201613号）。2. 查新报告 2016年，中国林业科学研究院林业科技信息研究所对“高性能重组木制造技术”的查新结论：“国外未见喷蒸辅助快速冷压成型技术生产重组木或单板层积材的文献报道”，（其他附件4）。2010年，中国林业科学研究院林业科技信息研究所对“高性能重组木制造技术”的查新结论：“国内外未见采用原木单板化后再疏解形成的纤维化木单板制备重组木的技术”，（其他附件5）。3. 已发表论文通过公开发表论文，促进了行业的共同进步。以重组木和厚芯实木复合板材的装备、工艺和新产品开发为专题，在国内外学术期刊发表论文38篇，尤其2013年、2015年-2017年四年在木材加工行业最权威的学术期刊木材工业上开辟了“小径木高效利用技术”、“人工林木材高效利用技术”、“高性能重组木制造技术”等三个专栏，详细地系统地介绍了新型定向木质重组材开发的最新进展，极大地促进了科技成果转化，（其他附件15）。4. 国家级省级检验部门检测报告（1）山东省机床产品质量监督检验中心对“无卡轴旋切板一体机”的检测结果：旋切原木长度2600mm，旋切直径400mm，旋切厚度10mm，旋切出板速度45m/min，试验时所有机构工作正常，无明显的震动、冲击现象及异常声响；刀床运动轻便、灵活，无阻滞现象，（其他附件16：检测报告1编号（2015）SDJCW0030）。（2）国家木工机械质量监督检验中心对“木竹疏解机”检测结果：该机的疏解能力为14132kg/t（8h），所检各项指标均达到相关标准要求，（其他附件17：检测报告2编号2015（W）-37）。（3）国家木工机械质量监督检验中心对“速生生物质卧式冷压机”检测结果：公称压力3700吨，最高工作压力25MPa，初始压力为25MPa，保压30min，其压力为24.72MPa，为加压荷载的1.12%，小于标准要求的3%，（其他附件18：检测报告3编号2013（W）-91）。（4）国家人造板与竹木制品质量监督检测中心对“桉树重组木地板”检测结果：密度为1.03 g/cm3，其吸水厚度膨胀率为1.8%，静曲强度达到143.8MPa，表面抗冲击性能7.2mm，导热效能为12/h，甲醛释放量为0.2mg/L（E0级h0.5mg/L），达到了重组木地板（LY/T 1984-2011）的各项物理力学性能指标，（其他附件19：检测报告4编号地2014-296）。（5）国家人造板与木竹制品质量监督检测中心“杨木重组木”检测结果：密度为0.83g/cm3，其拉伸强度达到105.0MPa，压缩强度达到97MPa，静曲强度达到110.32MPa，弹性模量达到15610MPa，吸水厚度膨胀率为5.4%，吸水宽度膨胀率为1.9%，（其他附件20：检测报告5编号2017W0063）。（6）国家人造板与竹木制品质量监督检测中心“耐候性重组木”检测结果：密度为1.07g/cm3，静曲强度达到120MPa，弹性模量17060MPa，顺纹抗压强度达到132MPa，抗冲击性能达到8.6mm，28h循环水煮吸水厚度膨胀率为5.9%、吸水宽度膨膨胀率为2.4%（其他附件21：检测报告6编号2016W0263），防腐性能达到强耐腐等级（级）（其他附件22：检测报告7编号GDLCP-WBT-201610-05）。（7）山东省建筑工程质量监督检验测试中心对重组木制造的室外实木平开悬窗检测结果：抗风压性能：P3=4.50kg，属第8级；气密性能q1=0.46m3/（m.h）,q2 =0.65 m3/（m2.h）, 属第8级；水密性能：=350MPa。属第4级；保温性能K=1.8W/（m2.K），属第7级，空气隔声性能：Rw+Ctr=34dB，属第3级，（其他附件23：检测报告8编号QS/C07-041）。（8）国家人造板与木竹制品质量监督检测中心对厚芯实木复合材料的检测结果：胶合强度（28h循环水煮）：1.03MPa，浸渍剥离：合格试件数为6块，静曲强度：37.4MPa，弹性模量：4180MPa，表面耐磨：0.06，且漆膜未磨透，甲醛释放量为0.1mg/L，达到E0级要求（0.5mg/L），达到实木复合地板（GB/T 18103-2000）标准中规定的各项指标要求。（其他附件24：检测报告9编号地2014-357）。四、推广应用情况:本项目通过专利技术实施许可，在山东旋金机械有限公司、山东京博木基材料有限公司等16家企业成功转让，累计获得技术转让费达到515万元，已经建成了包含关键装备、材料和制品等生产线15条，其中：装备产能达到300台套/年，新型木质定向重组材料产能达到30万m3/年，产品广泛地应用到了户外、结构、门窗、家具、地板等领域，近三年新增销售额22.87亿元，新增利润3.33亿元。五、主要知识产权证明目录:知识产权类别知识产权具体名称国家（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态发明专利一种重组木及其制造方法中国ZL20081011 433122010.09.29第683320号中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉余养伦任丁华祝荣先有权发明专利一种用超厚单板制造的实木复合板材及其制造技术中国ZL2008102409898 2013/5/29第1202 036号中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉余养伦祝荣先任丁华有权发明专利一种旋切单板的展平和干燥方法中国ZL20131046993262015/11/25第1850 558号中国林业科学研究院木材工业研究所余养伦祝荣先于文吉任丁华有权发明专利Ultra thick wood composite panel, ultra thick solid wood composite panel and manufacturing美国US8747987B22014/6/10_中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉 余养伦 祝荣先任丁华有权发明专利一种人造板单元及其制造方法中国ZL20081005 744962012.11.21第1082769号中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉余养伦祝荣先任丁华有权发明专利一种人造板单板的疏解和浸胶装置中国ZL 2008 1 0106374.62010/7/14第648855号中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉余养伦任丁华祝荣先有权发明专利一种重组竹木集成材方料连续模压生产线中国ZL201210269788.72014/07/09第2009 456号青岛国森机械有限公司穆国君孙丰昌曹丰友王秀冬有权发明专利一种人造板热压过程在线控制装置及其热压过程在线控制方法中国ZL201310469807.52016/07/13第2147055号中国林业科学研究院木材工业研究所余养伦于文吉祝荣先有权发明专利一种无醛胶合板及其制造方法中国ZL20081024098792014/04/02第1373181号中国林业科学研究院木材工业研究所于文吉余养伦祝荣先周月任丁华有权发明专利一种芯层超厚的胶合板及其制造工艺中国ZL20151006176272016/04/06 第2009 893号寿光市鲁丽木业股份有限公司钟笃章李守禄有权六、主要完成人情况每人压缩到3行以下:姓名排名行政职务技术职称工作单位对本项目贡献于文吉1室主任研究员中国林业科学研究院木材工业研究所关键技术1、2和3的主要贡献者，负责项目总体技术路线设计，组织关键技术开发、关键装备创制和产业化推广。主持课题2项，发表论文38篇，其中SCI4 篇；获得美国发明专利1件，中国发明专利11件，实用新型专利8件；获得认/鉴定成果2项（排名第一）；获得2015年度河北省科技进步奖二等奖（排名第一）和2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第一）,被山东省政府特聘为高效生态农业创新类泰山产业领军人才。余养伦2无副研究员中国林业科学研究院木材工业研究所关键技术1、2和3的主要贡献者，在超厚单板旋切、超厚单板应力去除、纤维定向分离、高性能重组木和厚芯实木复合材料开发等方面取得了创新性的成果。主持课题3项，发表论文18 篇（第一作者8篇）；作为主要发明人获得专利20件，其中：美国发明专利1件，中国发明专利11件；作为主要完成人获得认/鉴定成果2项；获得2015年度河北省科技进步奖二等奖（排名第二）和2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第二）。张亚慧3无助理研究员中国林业科学研究院木材工业研究所关键技术1和2的主要贡献者，在超厚单板纤维可控分离技术与设备、浸渍用双峰树脂合成与应用、高效成型重组技术开发等方面取得了创新性的成果，参与了重组木中试生产试验和产业化示范线建设。以第一作者发表论文9篇，以主要完成人获得认/鉴定成果2项，获得2015年度河北省科技进步奖二等奖（排名第四）和2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第四）。李长贵4无高级工程师山东省林业科学研究院关键技术1、2和3的主要贡献者，负责针对杨树、柳树、白蜡等山东省特有树种进行木质重组材料技术试验与开发，并负责协助该技术在山东京博木基材料有限公司、临沂山大木业有限公司、山东宏升木业有限公司、寿光市鲁丽木业股份有限公司推广应用，发表论文2篇，获得2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第三）。祝荣先5无副研究员中国林业科学研究院木材工业研究所关键技术1和3的主要贡献者，在木材湿热高效软化处理、机械/湿热超厚单板应力去除、异氰酸酯低剂量施胶技术等方面取得了创新性成果，以第一作者发表论文5篇，作为主要完成人获得专利12件，认/鉴定成果 2项，获得2015年河北省科学技术进步二等奖（排名第三），获得2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第五）。马红霞6无高级工程师广东省林业科学研究院关键技术2的主要贡献者，在高性能重组木的防腐、防蚁、防霉等抗生物侵蚀方面取得了创新性成果，开发重组木用生物防护剂1种，获得发明专利2件，作为主要完成人，获得鉴定成果1件，获得2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第六）。赵春水7总经理无山东京博木基材料有限公司关键技术2的主要贡献者， 在高性能重组木的装备和技术产业化、新产品开发和市场推广等方面取得了创新性的成果，在山东京博木基材料有限公司建成了年产1.5万立方米高性能重组木示范生产线和年产15万平方米的重组木门窗生产线，获得2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第七）。任丁华8无高级工程师中国林业科学研究院木材工业研究所关键技术2和3的主要贡献者，在纤维定向分离重型疏解装备、单板应力去除装置、异氰酸酯喷雾施胶装备创制等方面取得了创新性成果，参与了木质定向重组材料中试生产试验和产业化推广，作为主要完成人获得专利12件，认/鉴定成果 2项，获得2015年河北省科学技术进步二等奖（排名第七）和2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第八）。王召龙9总经理无临沂山大木业有限公司关键技术3的主要贡献者，在厚芯实木复合板材新产品开发和市场推广等方面取得了创新性成果，开发出了室内建筑装饰材料用、家具用和门用等厚芯实木复合材料，在临沂山大木业有限公司建成了年产5万立方米厚芯实木复合示范生产线1条，获得2017年度中国林业科学研究院重大科技成果奖（排名第九）。魏明10总经理无山东新港企业集团有限公司关键技术3的主要贡献者，在厚芯实木复合板材新产品开发和市场推广等方面取得了创新性成果，开发出了高档家具用、整体橱柜等厚芯实木复合材料，在山东新港企业集团有限公司建成了年产10万立方米厚芯实木复合示范生产线1条。七、主要完成单位及其贡献每单位压缩到5行以下:排名单位名称项目贡献1中国林业科学研究院木材工业研究所中国林业科学研究院木材工业研究所为项目的申请、实施、验收以及推广应用提供了必要的人员条件和硬件设施。为了解决人工林木材高效、高值化利用的问题，木材工业研究所建立了一支人员稳定的、专业研究领域涵盖木基复合材料科学与工程、木材科学与技术、高分子化学、机械工程等多学科组成的研究团队，并成立了木质重组材料工程研究中心，为本项目的顺利实施提供了比较全面的科研人员保障。 在开展超厚单板旋切、单板定向线裂纤维可控分离、浸渍用双酚酚醛树脂合成、高效成型 、机械/湿热超厚单板应力去除、异氰酸酯低剂量喷雾施胶和厚芯实木复合板材结构优化和制造关键工艺技术研发与中试实验场地和相关的中试试验过程中，为本项目提供了超厚单板旋切、纤维定向分离重型疏解装备、异氰酸酯喷雾施胶和各类先进的分析测试仪器及中试试验场地和相关中试设备。 中国林业科学研究院木材工业研究所创建了新型木质重组材料制造技术平台，开发了高性能重组木和厚芯实木复合板材等2大系列新型木质重组材，形成了新型木质定向重组材料制造技术体系，并进行了产业化推广，获得认/鉴定成果2项，获得专利20项，发表论文38篇，成果先后在山东等6省16家企业转化，已经建成包含关键装备、材料和制品生产线15条，装备产能达到300台套/年，材料产能达到30万立方米/年，近3年新增产值22.87亿元，新增利润3.33亿元。2广东省林业科学研究院项目完成第二单位广东省林业科学研究院配合项目的申请、实施、验收及推广工作，提供了相应的人员和硬件条件。为了解决人工林木材高效、高值化利用问题，广东省林业科学研究院在户外用重组木的生物耐久和野外耐候的技术开发方面开展了相关的工作，在广东省林业科学研究院建立了重组木的热带野外老化试验场，开发重组木用生物防护剂1种，获得发明专利2件，获得鉴定成果1件。3山东省林业科学研究院项目第三完成单位山东省林业科学研究院在配合项目的申请、实施、验收及推广应用工作，提供了相应的人员和硬件条件，是木质定向重组材泰山产业领军人才的承担单位，在厚芯实木复合材料和高性能重组木的技术开发和产业化推广等方面开展了相关的工作。针对山东典型杨木、柳木和白蜡等人工林树种进行生物生长量、产量和材性品质进行系统评价，并提出适宜木质材料杨木、柳木和白蜡三个山东典型速生材中试材定向重组用树种，建立重组材用材精准高效培育人工林示范区； 负责新型木质重组材在山东省内的推广工作，完成了该技术在山东京博木基材料有限公司、临沂山大木业有限公司、山东宏升木业有限公司、寿光市鲁丽木业有限公司等企业的推广应用工作。4青岛国森机械有限公司青岛国森机械有限公司作为项目的主要完成单位之一，负责重组木连续模压成型装备的研制和产业化推广，解决了原有立式压机制造过程密度不均、性能不稳定、自动化程度低等问题，获得相关专利10件，其中发明专利6件，获得鉴定成果1项，近3年新增产值 3014万元，新增利润183万元，对推动我国重组木装备的科技进步做出了创造性的贡献。5山东旋金机械有限公司山东旋金机械有限公司作为项目的主要完成单位之一，负责超厚单板连续化旋切装备的研制和产业化推广，该技术突破了传统旋切单板厚度的限制，提高了单板制造的机械化水平，获得专利11件，其中发明专利2件，截至2017年底，已经销售600台（套），其中300台（套）出口到了俄罗斯、印度、马来西亚等30多个国家和地区，累计销售额达到18000万元，对推动我国旋切装备的科技进步作出了创造性的贡献。6山东京博木基材料有限公司山东京博木基材料有限公司作为项目的主要完成单位之一，负责高性能重组木示范生产线建设，建成了世界第一条以旋切疏解单板为单元的高性能重组木工业化生产线，并实现了稳定生产，产品广泛地应用于木质门窗、室内装饰装修、园林景观等产品，开创了人工林木材加工的新领域，对推动我国人工林木材的高效、高值化利用的科技进步作出了创造性的贡献。7寿光市鲁丽木业股份有限公司寿光市鲁丽木业股份有限公司作为项目的主要完成单位