清华科技福建项目中心重点推广成果

1、PAGE PAGE - 16 -清华科技福建项目中心 重点推广项目清华科技福建项目中心重点推广成果TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc128822474 (一)、废旧塑料和木粉生产木塑复合材料 PAGEREF _Toc128822474 h - 1 - HYPERLINK l _Toc128822475 (二)、电子废料再资源化工艺及装备研究 PAGEREF _Toc128822475 h - 6 - HYPERLINK l _Toc128822476 (三)、废轮胎胎制油和和超细碳碳黑填料料的无污污染生产产技术 PAGEREF _Toc128822476 h -

2、77 - HYPERLINK l _Toc128822477 (四)、微晶二二元胶凝凝材料（凝石）及其清清洁制备备技术 PAGEREF _Toc128822477 h - 88 - HYPERLINK l _Toc128822478 (五)、Cu(In,Ga)Se22 薄膜膜太阳能能电池 PAGEREF _Toc128822478 h - 88 -(一)、废旧塑塑料和木木粉生产产木塑复复合材料料1 成果果简介随着石油油化工、塑料工工业的飞飞速发展展，工业业塑料垃垃圾、民民用塑料料废弃物物的大量量产生。这些废废弃物在在严重威威胁着人人们的生生活环境境，俗称称的白污污染也在在严重威威胁着河河流和海

3、海洋。林林业和农农村的纤纤维类的的废弃物物也在大大量产生生，如锯锯末、树树枝、稻稻草、稻稻糠、玉玉米杆、竹子等等，大多多数被抛抛弃或焚焚烧，也也构成环环境污染染的因素素。另一一方面，随着生生活水平平的改善善，我国国木材需需求量剧剧增。220033 年中中国的木木材需求求量达1122990 万万立方米米，国内内林业远远远不能能满足。以塑代代木，特特别是以以废塑料料和废植植物为原原料，制制备替代代木材的的木塑复复合材料料是解决决环保和和木材紧紧张的重重要的途途径。我我们在废废旧塑料料和植物物类物料料微细粉粉碎和表表面改性性处理成成果的基基础上，实现了了高木粉粉填充量量木塑复复合材料料的生产产，达到

4、到了环境境保护和和变废为为宝的双双重目的的。什么是木木塑（或或塑木）复合材材料：木塑复合合材料是是将废旧旧塑料和和废旧木木材，包包括锯末末、木材材枝杈、糠壳、稻壳、农作物物秸秆、花生壳壳等以一一定的比比例，添添加特殊殊的加工工助剂，经高温温高压处处理后制制成结构构型材，属于基基础工业业原料。它可以以直接挤挤出制品品或将型型材再装装配成最最终产品品如托盘盘或包装装箱。从从总体上上看，这这种新型型木塑复复合材料料具有55大特点点：机械械性能好好，988%的原原料为废废旧材料料，且价价值便宜宜，可制制成各种种截面形形状尺寸寸的制品品，而且且使用维维修简单单，可锯锯、可刨刨、可钉钉；产品品可1000的

5、的回收再再利用；产品不不怕虫蛀蛀、不长长真菌、抗强酸酸强碱、不吸水水分、不不易变形形等。因因此研制制和尽快快生产这这种新型型的绿色色环保材材料具有有及其现现实和深深远的意意义。该技术已已经在张张家港等等地建成成工业化化生产线线，生产产公园景景观、庭庭院装饰饰、道路护栏等等各类木木塑材料料。制成成品的物物理机械械性能与与木制品品相媲美美，具有有良好的的木质感感，并有有许多木木材材料料所没有有的特性性，克服服了木质质材料吸吸水率高高，易形形变开裂裂，易被被虫蛀霉霉变的缺缺点。由由于生产产原料中中废弃资资源的利利用比例例高达995以以上，因因此本项项目可大大大提高高废弃资资源的综综合利用用率。大大大

6、降低低因废弃弃资源处处理不当当给环境境造成的的严重损损害、对对国家的的环镜综综合整治治工程具具有十分分明显的的促进作作用。2、成果果鉴定情情况鉴定编号号:鉴字字教SSW20005第0881号鉴定日期期：20005年年12月月15日日鉴定内容容：木木粉表面面包覆改改性与塑塑木复合合技术是由清清华大学学、江苏苏联冠科科技发展展有限公公司、山山东滨州州华晨新新型建材材有限公公司自220022年初合合作完成成的项目目。于220055年122月155日在清清华大学学通过教教育部组组织的技技术鉴定定。塑木复合合材料是是指利用用废弃木木质纤维维资源和和废弃塑塑料资源源，经混混炼加工工制成的的新型环环境友好好

7、材料。该材料料的特性性集木材材和塑料料的优点点于一体体，在工工业包装装、户外外景观美美化、化化工海洋洋防腐等等领域替替代木材材、钢材材和树脂脂，有着着独特和和广泛的的用途。该技术术的研究究开发对对废弃资资源材料料化利用用、带动动农副产产品深加加工以及及为工业业和生活活提供价价廉物美美的新材材料具有有重要意意义，该该技术也也必将成成为整个个循环经经济中的的一个重重要环节节。目前，现现有的塑塑木复合合材料制制备技术术主要存存在以下下问题：(1)熔融挤挤出体系系粘度大大、工艺艺差、能能耗高，难以形形成光滑滑的表面面；（22）现有有塑木复复合材料料的力学学性能、耐热、耐候性性等尚待待提高；(3)常用塑

8、塑料共混混设备难难以满足足高质量量塑木产产品的要要求。 针对上述述这些问问题清华华大学与与企业组组成联合合攻关队队伍，进进行了深深入、系系统的研研究，研研制成功功系列塑塑木复合合材料生生产设备备和木粉粉的包覆覆挤出技技术。该技术的的主要特特点是：采用滑滑石粉包包覆木粉粉，再与与废旧塑塑料一起起通过专专用的塑塑木加工工设备加加工成塑塑木复合合材料。(1)在在纤维表表面包覆覆超细滑滑石粉可可以减少少复合材材料挤出出成型过过程的内内阻力，达到改改善加工工工艺、提高材材料性能能的效果果。(2)由由于添加加了滑石石粉，降降低了粘粘度和能能耗，提提高了材材料的力力学和耐耐侯、耐耐热性能能。(3)以以计算机

9、机辅助塑塑料模具具分析软软件设计计的复合合材料型型材挤出出专用模模具，在在成型过过程中可可有效提提高产品品的机械械性能、尺寸精精度及生生产效率率。 (4)该该系列设设备设计计合理，结构紧紧凑，操操作简单单，生产产过程采采用全电电脑控制制，自动动化程度度高、无无污染、噪音低低、单机机产量高高，挤出出速度达达到同类类产品的的国际先先进水平平。该滑滑石包覆覆木粉技技术属于于原创性性发明，该加工工系统在在国内外外同类技技术中处处于先进进水平。目前已有有4 家家企业采采用了该该技术，通过技技术的不不断完善善，必将将具有广广泛的应应用对象象和广阔阔的市场场前景。主要技术术指标力学学性能单位性能指标标弯曲弹

10、弹性模量量GPa3.6-4.22弯曲断断裂强度度MPa48.88-522.6断裂伸伸长率%3.6-4.22压缩弹弹性模量量GPa1.2-1.88压缩强强度MPa30.00-400.0无缺口口冲击强强度J/m163.9-1179.5线性热热膨胀系系数Mm/mm/3.510-5来源：教教育部科科技发展展中心发布布时间：20006年11月4日日3、相关关材料：包装托托盘等制制品生产产工艺及及设备 (1)、工艺艺流程： 废旧塑料破碎及粉碎锯末及秸秆亚麻杆棉花杆等的粉碎原材料的处理木粉与塑料高速混合处理锥形双螺杆挤出机排气造粒专用螺杆挤出机挤出异性材异性材模具冷却定型装置牵引机定长裁断机组装成托盘或包装

11、箱（各种规格尺寸的包装托盘）1-22-33-414-5(2)、 生产产设备：生产木木塑托盘盘等包装装或建材材整个生生产线设设备组成成： = 1 * GB3 废旧塑塑料破碎碎机 = 2 * GB3 废旧塑塑料粉碎碎机 = 3 * GB3 木粉粉粉碎机 = 4 * GB3 高速混混合处理理机 = 5 * GB3 锥形双双螺杆挤挤出机排排气造粒粒机 = 6 * GB3 挤出结结构异型型材生产产线，包包括：AA：适合合高填充充，高粘粘度挤出出锥形双双螺杆挤挤出机：6551332 BB：三套套异型材材模具及及冷却定定型装置置；C：冷却定定型台；D：牵牵引机；E：裁裁断机；F：翻翻转架(3)、托盘规规格：

12、将将制备好好的木塑塑复合材材料加入入到单螺螺杆挤出出机中进进行异型型材挤出出，冷却却定型，得到的的异型材材制品进进行定长长切割，将三种种不同的的型材（面板，底板及及纵梁）通过螺螺钉组合合成各种种规格的的托盘制制品和各各种尺寸寸的包装装箱。(4)、木塑复复合材料料性能表1 复合材材料的物物理性能能项目单位测试标准准数值比重g/m33GB100330.9661.1线胀系数数（200）Mm/mmm/GB100363.510-5吸潮性%0.1吸水性（24小小时水中中）（光光面）%0.2木塑材料料表面电电阻率GB14410-898110133紫外线老老化率微米/年年50556表2 复合材材料的机机械性能

13、能项目单位测试标准准低值高值断裂伸长长率%GB/TT104403.03.6抗弯模量量GPaGB93341-882.53.1抗弯强度度MPaGB93341-884048.88压缩模量量GPaGB/TT104411.01.2压缩强度度MPaGB/TT1044125.0030.00无缺口IIzodd冲击强强度J/mGB/TT18443155.016.99螺钉拔出出力（44.4mmm直径径25.4mmm深）Kg3003200（5mmm螺钉钉）表3 1.001.2米木木塑托盘盘性能性能数值托盘指标标比重（克克/厘米米3）0.9661.1废旧PEE、锯木木粉、秸秸秆粉、花生壳壳，特殊殊粘结剂剂等吸水性（2

14、4小小时水中中）0.2现有型材材尺寸宽6114cmm高1.55100cm长度无限限制抗弯，抗抗压强度度与硬木相相当冲击强度度能经受搬搬运过程程中各种种冲击工作温度度-2545托盘重量量kg17335结构尺寸寸公差小，稳定性性高标准托盘盘承载2-5吨吨常见托盘盘规格（米）1.00.88 11.01.001.01.11 11.01.221.01.44 11.11.111.21.00 33.03.00货架承载载1-2吨吨最大变形形量（ccm）（载荷33-5吨吨）常温静载载0.445静静载1.3动载0.4可回收性性100(5)、木塑复复合材料料的应用用前景 我国是是一个木木材资源源贫乏的的国家，森林覆

15、覆盖率112.77，人人均森林林蓄积量量10立立方米，人均木木材消耗耗水平不不足0.05立立方米/年，分分别低于于世界平平均值222，每年要要进口木木材5000110000万立方方米；我我国钢产产量也不不高，人人均仅为为美日等等国的几几分之一一，缺口口比较大大。因此此迫切需需要以塑塑代钢，创造“第二森森林”，将成为为一个长长期的技技术政策策。据美国专专家市场场公司预预测，木木塑复合合材料制制品在北北美的市市场最终终容量就就可达110000万吨/年。目目前木塑塑复合材材料制品品年增长长率已高高达600。在在我国，若能将将每年回回收的近近2000万吨的的各种废废旧塑料料全部用用于生产产各种木木塑制

16、品品，产量量可达55007000万吨，工艺产产值近3300亿亿元。按按照中国国市场与与北美市市场规模模相当且且比北美美更缺乏乏木材的的前提，预计木木塑材料料将在中中国以年年增长率率50以上速速度发展展，最终终将形成成年产110000多万吨吨的一个个庞大的的新型工工业体系系。生产木塑塑制品，原料充充足，制制品技术术性能可可靠，价价格低廉廉，只要要各行各各业大力力协作，加快木木塑制品品的研究究、推广广，制品品的应用用范围是是相当广广泛的，见下表所示示： 木塑制制品的应应用应用领域域主要具体体应用家具桌椅板凳凳，沙发发，床柜柜，书架架，衣服服箱，茶茶几，屏屏风，盆盆架，刀刀柄，盘盘，栅，报纸纸架等建

17、筑活动房屋屋，窗框框，门板板，门槛槛，混凝凝土模板板，楼梯梯把手，墙壁，天棚，装饰各种种异型材材，地板板等工业化工及公公共场所所的耐腐腐工棚，装饰板板，地板板，通道道，台架架以及铸铸造模型型，机器罩，水泵壳壳，电器器用材等等车辆船舶舶汽车等内内装材，风扇罩罩，仪表表架等部部件，大大车内装装材，船船舶内装装和隔热热材等包装运输输各种规格格的工业业用托盘盘以及各各种搬运运周转箱箱，插车车货板等等其他农用大棚棚支架及及用桶，钓鱼用用舢板，水产箱箱，数学学用品，枪托，球拍，滑雪板，高尔夫夫球棒，舞台用用品以及及各种模模型等4、相关关鼓励政政策该成果符符合“中华人人民共和和国国家家发展和和改革委委员会、

18、中华人人民共和和国科学学技术部部、国家家环境保保护总局局”20005年665号文文件-国国家鼓励励发展的的资源节节约综合合利用和环境境保护技技术（综综合利用用部分）第522项技术术利用城城市垃圾圾中混杂杂废塑料料制造代代木材料料的技术术(二)、电子废废料再资资源化工工艺及装装备研究究1 成果果简介我国设备备资产有有几万亿亿元，每每年因磨磨损和腐腐蚀使设设备停产产、报废废所造成成的损失失愈千亿亿元。大大量设备备的报废废对环境境和资源源造成巨巨大压力力。再制制造就是是以先进进技术和和产业化化生产为为手段，修复和和改造废废旧机电电设备，使之恢恢复性能能甚至获获得新的的性能，延长设设备使用用寿命。再制

19、造造在节能能、节材材、降耗耗、减少少污染和和提高经经济效益益上的作作用是巨巨大的。美国有有48万万人从事事再制造造，每年年可创造造5300亿美元元的产值值。研发发废旧设设备的再再制造技技术，并并将再制制造发展展成一个个新产业业，是我我国作为为一个设设备大国国发展绿绿色投资资的应有有之举。我我国已进进入电器器废弃的的高峰期期，每年年估计报报废5000万台台电视机机、4000万台台冰箱、6000万台洗洗衣机，未来55100年电脑脑报废量量也将达达到每年年5000万台以以上。电电子垃圾圾主要由由金属、玻璃和和塑料构构成，还还含有很很多有毒毒有害化化学品。清华大大学环境境科学与与工程院院院长郝郝吉明告

20、告诉记者者：进行行填埋和和焚烧不不仅污染染环境，而且浪浪费资源源，应立立即着手手开发和和推广电电子垃圾圾资源化化的先进进设备和和工艺，从不能能再利用用的电子子垃圾中中，低成成本，低低污染，高效率率地回收收金属、塑料、玻璃等等原料投投入再生生产，将将电子垃垃圾资源源化发展展成为一一个规范范的现代代化产业业。在这样的的情况下下，清华华大学在在国家8863 项目的的支持下下，进行行了电子子废料的的再资源源化工艺艺和装备备的研究究。结合合我国电电子废料料的处理理现状，借鉴并并吸收了了国内外外有关电电子废料料再资源源化方面面的经验验和技术术，通过过选取电电子产品品的基础础部件印印刷电路路板为研研究对象象

21、，进行行电子废废料再资资源化工工艺和设设备的研研究工作作，并取取得了丰丰硕的研研究成果果。成功开发发了电子子废料的的物理再再资源化化工艺和和相关的的配套回回收设备备。该工工艺已经经获得了了国家的的发明专专利授权权书，配配套设备备也进入入了工业业化推广广阶段。该再资源源化工艺艺回收效效率高，具有良良好的环环境性，其中的的金属和和非金属属分离率率达到了了95%以上，整个工工作过程程封闭循循环运行行。2 效益益分析对于年处处理量为为10000 吨吨废弃电电路板的的规划，主要设设备投资资约700 万元元，预计计当年可可回收成成本并获获得丰厚厚的利润润。目前，我我国电子子废料的的工业化化处理设设施的建建

22、设还很很薄弱，而日益益严峻的的电子废废料污染染问题迫迫切需要要高效、无污染染的处理理工艺和和设备。本研发发中心开开发的废废弃电路路板物理理再资源源化工艺艺和专门门的处理理设备，非常适适合我国国的国情情，投资资小且回回收周期期短，收收益高，具有很很好的应应用和投投资前景景。(三)、废轮胎胎制油和和超细碳碳黑填料料的无污污染生产产技术1 成果果简介废旧轮胎胎是现代代化社会会的公害害，如何何使日益益俱增的的废旧轮轮胎资源源得到绿绿色循环环利用，一直是是世界各各国共同同努力的的问题。我们结结合国内内外先进进技术，在清华华大学多多学科优优势的基基础上，与企业业合作开开发了新新型的工工艺技术术，并实实现废

23、轮轮胎制备备燃油和和超细碳碳黑填料料无二次次污染加加工技术术的工业业化。裂裂解橡胶胶后生成成炭黑主主要用于于汽车轮轮胎、制制鞋和橡橡胶杂件件等制品品，用途途广泛，用量很很大。但但该炭黑黑填料是是通用炭炭黑价格格的一半半以下，可达到到半补强强碳黑的的效果。因此，可大大大降低橡橡胶制品品的成本本，能够够占领较较大的市市场份额额。橡胶裂解解后生成成的燃油油，可作作陶瓷、化工等等工厂的的窑炉燃燃料，精精制分馏馏后产品品可达到到精炼油油国标，使用范范围更广广泛。在在目前国国际市场场燃油价价格居高高不下，而各行行各业对对燃油需需求又很很大的情情况下，这种燃燃油有广广阔的市市场前景景。2 技术术指标整个加工

24、工过程无无污染排排放，废废物全价价利用。功能性性碳黑填填料细度度控制严严格，干干法加工工可高达达10000 目目以上，产品活活化率990%以以上，能能够在橡橡胶制品品中使用用。原料要求求：各种种废轮胎胎、废橡橡胶、橡橡胶制品品生产边边角料。(四)、微晶二二元胶凝凝材料（凝石）及其清清洁制备备技术1 成果果简介 资资源短缺缺、环境境恶化是是当今人人类社会会面临的的两大难难题，走走可持续续发展的的道路已已成为未未来发展展的战略略目标。水泥不不仅是人人类建筑筑文明的的物质基基础，又又是造成成目前资资源、能能源过度度消耗、环境恶恶化的主主要原因因之一。同时，随着我我国基础础工矿业业的迅猛猛发展，工矿业

25、业固体排排放物逐逐年增加加，而由由于其利利用率低低大多以以堆存处处置，给给堆场周周围带来来了严重重的环境境污染。由于固固体排放放物与胶胶凝材料料固有的的共性，以固体体废弃物物为主要要原料开开发新一一代绿色色胶凝材材料将是是解决目目前这一一系列问问题的最最为有效效的途径径。基于此此思想应应运而生生的凝石石技术是是依据大大地成岩岩理论和和自然界界相容原原理，以以主体和和配体的的二元组组分设计计和结构构设计为为核心，初步形形成的硅硅铝基胶胶凝材料料理论体体系与技技术体系系。凝石石是以各各类固体体废弃物物为主体体（掺量量可以大大于955%），由天然然资源经经过简单单加工制制成的成成岩流体体为配体体（掺

26、量量可以小小于5%），通通过主体体、配体体二元匹匹配仿地地成分设设计，经经过简单单的磨细细混匀过过程制备备成的胶胶凝材料料。凝石石技术研研究项目目于20003年年被纳入入了8663计划划研究项项目，经经过两年年多的研研究工作作，主要要在以下下3个方方面取得得了突破破性进展展： （1） 在理理论方面面 建立了了原创性性的仿地地成岩的的凝石理理论体系系框架，创建了了具有自自主知识识产权的的微晶二二元胶凝凝材料（凝石）清洁生生产技术术体系。研制出出适合多多种工业业固体废废弃物的的相应成成岩剂；提出了了“二元元化”优优化匹配配设计思思想和技技术路线线，采用用低能耗耗、无污污染的“一磨”清洁制制备工业业

27、模式，符合我我国循环环经济的的可持续续发展要要求，具具有优异异的资源源环境效效益和显显著的经经济效益益。 （2） 在产产业化方方面 在产业业化方面面，形成成了一套套完整的的具有我我国自主主知识产产权的胶胶凝材料料清洁生生产工艺艺体系。已经建建成了33条年产产总产量量达900万吨的的凝石生生产线，凝石原原料中固固体废弃弃物用量量可达995%以以上，能能耗为同同标号水水泥的330%50%，生产产成本则则降低330%以以上，并并且不排排放任何何大气污污染物。生产出出的凝石石产品质质量稳定定、性能能优良，并制定定了相应应的企业业标准。 （3） 在应应用方面面凝石已已成功地地应用于于道路、基础处处理、房

28、房屋及凝凝石混凝凝土制品品等工程程，在相相关领域域地应用用前景广广阔。(五)、Cu(In,Ga)Se22 薄膜膜太阳能能电池1 成果果简介太阳能作作为一种种清洁的的、没有有任何污污染的能能源越来来越受到到和引起起世界各各国的关关注和极极大的兴兴趣。各各种光电电转化效效率高而而且器件件制作成成本低廉廉的薄膜膜太阳电电池呼之之欲出。最初人人们利用用单晶硅硅片制作作太阳能能电池模模块，再再由大量量的模块块组装成成太阳能能电池板板。单晶晶硅太阳阳能的光光电转换换效率得得到很大大的提高高，最高高的达到到24，这是是目前所所有种类类的太阳阳能电池池中光电电转换效效率最高高的。但但是单晶晶硅太阳阳能电池池的

29、制作作成本很很大，以以致于它它还不能能被大量量广泛和和普遍地地使用。科学工工作者随随后又研研究和开开发了多多晶硅太太阳能电电池，从从制作成成本上来来讲，比比单晶硅硅太阳能能电池要要便宜一一些，但但是多晶晶硅太阳阳能电池池的光电电转换效效率则要要降低不不少，此此外，多多晶硅太太阳能电电池的使使用寿命命也要比比单晶硅硅太阳能能电池短短。因此此，从性性能价格格比来讲讲，单晶晶硅太阳阳能电池池还略好好。经过多年年的探索索，人们们将注意意的目光光转向薄薄膜太阳阳能电池池板。从从总体上上讲，这这种类型型的太阳阳能电池池是由具具有不同同功能和和作用的的一系列列薄膜组组成，并并经过连连线等工工艺，制制作成为为

30、太阳能能电池板板，其最最大的优优点是工工艺过程程大大简简化，制制作成本本大大降降低。对薄膜太太阳能电电池的研研究主要要是从880 年年代开始始，科技技工作者者一直在在致力于于提高薄薄膜太阳阳能电池池板的光光电转化化效率和和器件的的使用寿寿命。从从使用的的材料来来讲，大大部分的的研究者者都是把把硅作为为最基本本的材料料，也就就是说沉沉积多层层的不同同导电类类型多晶晶硅薄膜膜或非晶晶硅薄膜膜，形成成单一的的p-nn 结或或多个pp-n 结，以以达到增增加太阳阳能的光光电转化化效率。这些硅硅基薄膜膜太阳能能电池在在使用时时，也发发现有较较为严重重的光辐辐射引致致性能衰衰退效应应（Sttaebbler

31、r-Wrronsski Efffectt：简称称SWEE效应），到目目前产品品稳定的的光电转转换效率率为11113。美国从880 年年代初期期开始生生产上述述薄膜太太阳能电电池，用用于家庭庭供电以以及地面面电站的的小区域域供电，在844 年95 年间，这种薄薄膜太阳阳能电池池的平均均年增长长率为115，已经建建成的地地面电站站总容量量为177 兆瓦瓦。薄膜膜太阳能能在日本本的研究究和发展展也是非非常有基基础的。其发展展水平与与美国相相当。在在德国，已经建建成了世世界上第第一座全全太阳能能能源（包括电电能和热热能）供供应的建建筑，尽尽管在目目前，这这幢建筑筑的象征征和示范范意义还还大于经经济意义义，但是是，却具具有潜在在的重大大的经济济和社会会意义。近十年来来，研究究者发现现有一些些化合物物半导体体材料适适于作太太阳能光光电转化化薄膜。例如CCdS, CddTe; IIII-VV化合物物半导体体：GaaAs, AllP