耐热生物复合材料为可持续建筑树立新标准

循环性和生物来源正重塑建筑材料领域，这已不再是可选项，而日益被视为未来增长的决定性因素。生物复合材料在性能、耐用性和低碳足迹方面具备优势，使其成为基础设施下一发展阶段的战略资产。生物基阻燃复合材料正加速这一转型进程，该材料最初为 3D 打印研发，如今也适用于木塑复合（WPC）型材挤出工艺。

据多项报告显示，全球超过 35% 的二氧化碳排放来自建筑领域 [1]。随着循环经济行动计划的推进，材料可持续性受到越来越多的关注，并且成为必然要求。对于建筑行业而言，这意味着要降低材料的碳足迹，实施有效的生命周期末端策略（如再利用、维修、回收、堆肥），同时采用生物基原材料替代化石基原材料。复合材料已广泛应用于航空航天和汽车领域，如今在建筑行业中，其作为兼顾性能与可持续性的方案，正获得越来越多的认可。

一、生物复合材料的市场趋势

全球生物复合材料市场正快速扩张。2024 年，该市场规模估值为 284 亿美元（242 亿欧元），预计到 2033 年将增长近两倍（复合年增长率为 12%）[2]。木塑复合材料（WPC）在该领域占据主导地位，占全球生物复合材料收入的 70% 以上 [3]，其中约 75% 的木塑复合材料产品直接应用于建筑行业，涵盖地板、铺板和覆层等领域 [4]。

二、下一代生物复合材料

下一代生物复合材料具有高生物基含量与可堆肥特性、90℃以上的热变形温度、无卤阻燃性能、天然纤维增强结构，且与挤出成型、注塑成型和增材制造工艺完全兼容。这些特性使其能够突破传统木塑复合材料面临的技术与生态瓶颈，尤其适用于对较高热稳定性和阻燃性能有需求的应用场景。最终呈现的这类天然纤维增强生物复合材料，凭借更优异的防火安全性能，有望降低保险费用。

图1：欧洲某公司开发的下一代生物复合材料

三、基于生物复合材料的 3D 打印兴起

3D 打印正在重新定义建筑与室内设计领域。该技术最初仅用于制作原型，如今已逐步应用于结构件制造。尽管混凝土打印备受关注，但基于聚合物的 3D 打印正为建筑立面、隔墙和定制家具开辟新可能。借助下一代生物复合材料，建筑师和施工人员能够生产出耐热、阻燃的生物基构件，填补传统生物聚合物留下的应用空白。这为兼具创新性、模块化和轻量化的设计铺平了道路，实现创意、可持续性与技术性能的融合。

四、型材挤出：互补性业务

下一代生物复合材料具备直接用于挤出成型的条件，可无缝整合到现有的木塑复合材料（图 2）生产线中。其应用场景包括但不限于地板、铺板和覆层。

图2：木塑复合材料型材

企业内部的协同循环关系十分明确：专属的木塑复合材料挤出业务部门提供工业化产能与市场渠道，生物复合材料则为产品增添更出色的防火和耐热性能，同时创新成果从研发阶段逐步推进至 3D 打印与挤出规模化生产，加速技术落地应用。由此，相关企业构建了一套环环相扣的创新循环体系：以 3D 打印为试验平台，以型材挤出实现规模化生产。

五、循环性：结构性驱动因素

循环性已从愿景转变为必须履行的责任。在建筑等行业，欧盟关于公共采购的新法规日益要求供应商提供产品的环境信息（包括产品碳足迹），并证明产品的可回收性 [5]。

生物复合材料通过使用生物基原材料减少化石燃料消耗、实现产品可回收与可堆肥特性，以及确保较长的使用寿命（如木塑复合地板的使用寿命可达 25 年），满足了这一要求 [6]。若综合考虑使用寿命与可回收性，高木材含量的复合材料在可持续性方面的表现，可能优于聚氯乙烯（PVC）和热带硬木。

六、市场展望

预计全球木塑复合材料需求将从 2024 年的约 80 亿美元（68 亿欧元）增长至 2030 年的 150 亿美元以上（128 亿欧元），复合年增长率约为 11.6%[7]，未来市场发展可能呈现两种趋势：一是成熟的木塑复合材料产品在地板和户外覆层市场中继续占据主导地位；二是高性能复合材料进一步拓展挤出领域的应用可能。

建筑行业的变革以循环性、生物来源和性能对等为核心特征。复合材料（尤其是生物复合材料）是满足这些要求的关键。材料的案例表明，创新成果如何从研发阶段推进至规模化生产（木塑复合材料挤出）。这种联动机制确保新型材料不再是孤立的实验室成果，而是融入可商业化的循环解决方案中。最终，行业将获得更可持续、更安全且资源利用效率更高的建筑材料。

参考文献

[1]www.unep.org/resources/report/building-materials-and-climate-constructing-new-future

[2]www.grandviewresearch.com/horizon/outlook/biocomposites-market/europe

[3]www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biocomposites-market

[4]www.mordorintelligence.com/industry-reports/wood-plastic-composites-wpc-market

[5]www.eu.bellona.org/2024/04/10/press-release-new-regulation-on-construction-products-adopted-first-eu-level-rules-for-green-public-procurement-of-building-materials /www.commission.europa.eu/energy-climate-change-environment/standards-tools-and-labels/products-labelling-rules-and-requirements/ecodesign-sustainable-products-regulation_ent.com

[6]www.pmarketresearch.com/product/worldwide-full-coverage-wood-plastic-composite-wpc-profile-extrusion-market-research-2024-by-type-application-participants-and-countries-forecast-to-2030

[7]www.grandviewresearch.com/industry-analysis/wood-plastic-composites-market