作為世界聚氨酯生產(chǎn)和消費第一大國，2013年我國聚氨酯產(chǎn)銷量占全球市場份額40%以上，軟泡、硬泡、合成革漿料、鞋底原液、彈性體、氨綸、涂料、膠黏劑等聚氨酯制品，廣泛應(yīng)用在交通、家電、家具、建筑、制鞋、體育等行業(yè)。但是，在產(chǎn)銷量持續(xù)增長的同時，聚氨酯行業(yè)一些原料以及產(chǎn)品也不同程度的出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩。除了傳統(tǒng)領(lǐng)域，聚氨酯產(chǎn)品在哪些新領(lǐng)域還有應(yīng)用潛力?企業(yè)又該如何拓展市場空間?通過走訪業(yè)內(nèi)的一些專家和一批龍頭企業(yè)，中國化工報記者對這一問題展開了調(diào)查。
車用材料：迎合消費需求
“中國的建材、氨綸、紡織品、合成革和汽車產(chǎn)量均位居世界第一，隨著中國城市化進(jìn)程加快、高速鐵路投資加大以及環(huán)保合成木材需求增加，這些產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)勢發(fā)展都為聚氨酯行業(yè)帶來了巨大的市場機(jī)遇?！敝袊郯滨スI(yè)協(xié)會秘書長朱長春告訴中國化工報記者，聚氨酯行業(yè)要通過技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新，在擴(kuò)大下游市場方面做好文章。
圖為滄州大化TDI裝置。(劉占明 攝)
在這其中，我國汽車市場的強(qiáng)勁增長，以及消費者對汽車舒適性、輕量化的要求不斷提高，都為行業(yè)提供了廣闊的市場空間。目前，國內(nèi)多家聚氨酯原料、產(chǎn)品和設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，紛紛瞄準(zhǔn)了車用聚氨酯材料這一蛋糕。
“汽車產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。今年1～7月份，我國汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到1350萬、1330萬輛，同比增長9.5%和8.2%。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會預(yù)測，今年我國汽車總產(chǎn)銷量有望達(dá)到2383萬輛，比上年增長8.3%?！痹诓痪们芭e行的第十二屆中國國際聚氨酯展覽會上，一位參展企業(yè)負(fù)責(zé)人告訴中國化工報記者，隨著汽車用聚氨酯產(chǎn)品使用量日益增多，包括汽車座椅、坐墊、頭枕、地墊、儀表盤、遮陽板、門板、頂棚襯里等內(nèi)飾件，以及汽車涂料、天窗、輪胎、隔音降噪材料、密封材料等領(lǐng)域都要用到聚氨酯硬泡、半硬泡、軟泡、自結(jié)皮、聚氨酯彈性體、膠黏劑、聚氨酯涂料、合成革、水性聚氨酯等產(chǎn)品，聚氨酯材料在汽車工業(yè)上的應(yīng)用大有潛力。
圖為萬華化學(xué)的聚氨酯配件組裝汽車模型。 (本報記者 徐巖 攝)
萬華化學(xué)總裁廖增太告訴中國化工報記者，針對汽車發(fā)展的新趨勢，萬華化學(xué)開發(fā)了一系列的車用聚氨酯產(chǎn)品解決方案，開發(fā)了全新的座椅、吸音泡沫、自結(jié)皮泡沫玻纖增強(qiáng)聚氨酯材料、聚氨酯涂料等產(chǎn)品。
汽車座椅是汽車內(nèi)用量最大的聚氨酯部件之一，其發(fā)展趨勢是輕量化、低密度、低厚度、安全環(huán)保、低氣味、高舒適性和耐久性。對此，萬華化學(xué)開發(fā)了一系列應(yīng)用于發(fā)泡汽車座椅系統(tǒng)的改性MDI產(chǎn)品，具有優(yōu)異的物理性能和耐久性，不僅可以滿足汽車行業(yè)日益提高的要求，還有較大的加工寬度和較寬的密度范圍。
圖為特諾彈性體科技公司的聚氨酯三組分澆注機(jī)。 (本報記者 徐巖 攝)
“我們的產(chǎn)品以改性MDI為原料，由于蒸汽壓較低，相比TDI體系，大大改善了儲存運輸和生產(chǎn)過程中的環(huán)境以及產(chǎn)品的安全性，符合環(huán)保的發(fā)展趨勢。并且由于改性MDI產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活度大，可以提供各種獨特的適用和加工性能，滿足不同客戶的需求?！比f華化學(xué)的一位工作人員告訴中國化工報記者。
據(jù)該工作人員介紹，汽車內(nèi)部過量的噪音及震動極大地影響了乘車的舒適性和安全性。近年來，具有輕質(zhì)、吸音性、成型性、物理性能、低揮發(fā)性的聚氨酯吸聲材料嶄露頭角。萬華化學(xué)基于改性MDI設(shè)計的全水發(fā)泡彈性及黏彈性消音組合料，可以在橡膠片層材料背面澆注發(fā)泡，一次復(fù)合成型形狀復(fù)雜的前圍、通道、主地毯隔音墊等，有效解決由于噪音、震動帶來的乘坐不舒適性。此外，該公司針對玻纖增強(qiáng)聚氨酯復(fù)合材料開發(fā)了適用于長玻纖注射成型工藝(LFI)、噴涂蜂窩工藝(PHC)、結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型工藝(SRIM)的系統(tǒng)料。其中，LFI系統(tǒng)料可以用于客車和卡車儀表板、行李架蓋板、風(fēng)道產(chǎn)品，PHC系統(tǒng)料可用于天窗、后備箱擱物板等材料，SRIM系統(tǒng)料可用于汽車天窗。
圖為豐喜化工正在向聚氨酯企業(yè)裝運原料己二酸。(王紅珍 攝)
江蘇長順集團(tuán)董事長顧仁發(fā)也表示，企業(yè)現(xiàn)在很看好車用聚氨酯材料的市場。目前，該集團(tuán)已經(jīng)投資760萬美元，引進(jìn)整套德國生產(chǎn)流水線，專業(yè)生產(chǎn)聚氨酯車頂板材、DVD隔音板、發(fā)動機(jī)罩用輕質(zhì)泡沫、新型環(huán)保麻纖夾材料，生產(chǎn)能力達(dá)780萬平方米?！拔覀児疽呀?jīng)服務(wù)于通用、福特、大眾、起亞、現(xiàn)代、奇瑞、長安等知名汽車廠家?！鳖櫲拾l(fā)指著印有大眾車標(biāo)的方向盤組件告訴中國化工報記者。
“汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展無疑會帶動聚氨酯材料的技術(shù)進(jìn)步和市場需求。僅僅就汽車內(nèi)飾而言，從門板、門拉手到儀表板、內(nèi)飾件，都需要高強(qiáng)度、低污染、輕量化的聚氨酯材料，并將帶動相關(guān)聚氨酯噴涂、發(fā)泡設(shè)備的市場需求?！毙录悠驴德∵h(yuǎn)東公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，該公司是一家專業(yè)生產(chǎn)聚氨酯計量、混合發(fā)泡設(shè)備的企業(yè)，能提供汽車隔音件工業(yè)化定制生產(chǎn)線，采用模塊化系統(tǒng)，具有高生產(chǎn)率和高自動化率。
水性產(chǎn)品：扛起環(huán)保大旗
近年來，有機(jī)溶劑價格隨著原油價格飚升，加之環(huán)保意識深入人心以及出口產(chǎn)品技術(shù)壁壘等因素，使得以水為介質(zhì)的環(huán)保型聚氨酯分散體應(yīng)用技術(shù)得到重視，全球水性聚氨酯技術(shù)進(jìn)入了一個重要時期，相關(guān)產(chǎn)品成為市場熱點。
“水性聚氨酯應(yīng)用非常廣泛，可用于織物涂層整理、皮革涂飾劑、膠黏劑、涂料、人造革用樹脂、油墨等。但水性聚氨酯分散體鏈段上含有親水基團(tuán)或鏈段，降低了漆膜耐水性、耐沾污性、物理機(jī)械性和化學(xué)性能。由于水的蒸發(fā)潛熱高，造成水性產(chǎn)品存在干燥時間長的問題。因此，提高水性聚氨酯性能，使水性聚氨酯朝著多品種、多功能、高固含、高清潔、低消耗、優(yōu)品質(zhì)等方向發(fā)展依然是科研的重點?！敝扉L春表示。
業(yè)界人士表示，目前，我國水性聚氨酯雖已建立完整技術(shù)體系，但仍需很長時間完善產(chǎn)品技術(shù)，“后發(fā)展時期”實際是產(chǎn)品設(shè)計的發(fā)展、應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展。未來，水性聚氨酯技術(shù)的熱點是在進(jìn)一步降低VOC的基礎(chǔ)上，提高產(chǎn)品性價比，開展水性聚氨酯合成新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的研究、交聯(lián)機(jī)理研究和新型交聯(lián)劑的開發(fā)，提高水性聚氨酯綜合性能，提高水性聚氨酯干燥性能;開展施工工藝研究，降低環(huán)境溫度和濕度對水性聚氨酯涂膜外觀的影響;開拓和推廣應(yīng)用技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域。
朱長春介紹說，鞋用膠黏劑、水性真空吸塑膠黏劑以及汽車內(nèi)飾膠黏劑是目前水性聚氨酯產(chǎn)品主要的下游市場。
“目前，我國鞋生產(chǎn)量達(dá)到130億雙，占全球產(chǎn)量60%以上，國內(nèi)有制鞋企業(yè)3萬多家，直接從業(yè)人員400多萬人，是全球最大的制鞋國家。我國制鞋業(yè)每年使用的溶劑型聚氨酯膠黏劑用膠量約40萬噸，如果完全采用高固含量水性聚氨酯膠黏劑，年用膠量約20萬噸，能夠減少溶劑揮發(fā)20萬噸以上。在家具中，水性聚氨酯膠黏劑適用于PVC等軟體材料和密度板、刨花板、木材等的真空吸塑成型，用于加工木門、櫥柜、音箱板、電腦桌等。目前，我國PVC復(fù)合加工的中密度纖維板已超過3000萬平方米，則每年需要真空吸塑膠將近10萬噸。在汽車工業(yè)中，用于頂蓬、地毯、門板、儀表盤等汽車內(nèi)飾膠黏劑基本采用水性聚氨酯，我國汽車行業(yè)每年水性膠黏劑用量達(dá)到4萬～5萬噸?！敝扉L春表示。
青島新宇田化工公司一直致力于研發(fā)新型水性聚氨酯材料。該公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，從2009年開始，企業(yè)就著力開發(fā)水性聚氨酯樹脂，產(chǎn)品用于家具上的真空吸塑膠。此外，企業(yè)還開發(fā)了人造革用水性聚氨酯樹脂，并與合成革廠家合作做出了皮革成品，各方面指標(biāo)不遜于現(xiàn)在油性產(chǎn)品，其成本也與油性產(chǎn)品相差不大。
此外，許多企業(yè)也看好水性聚氨酯涂料的廣闊前景。業(yè)界人士告訴中國化工報記者，與溶劑型涂料相比，水性聚氨酯涂料不僅具有成本低、施工方便、不污染環(huán)境等特點，而且能從根本上消除了溶劑型涂料在生產(chǎn)和施工過程中因溶劑揮發(fā)而產(chǎn)生的火災(zāi)隱患，減少了有害有機(jī)溶劑對人體的危害。我國住宅建設(shè)、能源交通和汽車工業(yè)的迅速崛起，帶動了建筑涂料、道路標(biāo)志涂料、汽車涂料、防腐涂料和卷材涂料等市場需求大幅增長。此外，近年來歐盟和我國相繼制定了一些環(huán)保法規(guī)來限制VOC排放，也為水性涂料發(fā)展帶來了很大的空間。
嘉寶莉集團(tuán)水性漆事業(yè)部總經(jīng)理朱延安認(rèn)為，水性聚氨酯木器涂料的前景值得關(guān)注。中國是木制玩具、工藝品和家具出口大國，傳統(tǒng)的木器涂料已經(jīng)不能滿足環(huán)保要求，水性木器涂料在性能和施工條件上已有超越傳統(tǒng)涂料的趨勢。據(jù)介紹，目前水性涂料主要還是以丙烯酸乳液為主要成膜物質(zhì)，但是存在易開裂、柔韌性不足、抗黏連性差等不足，而水性聚氨酯優(yōu)異的柔韌性、成膜性、豐滿度，通過加入復(fù)配即可提高漆膜的性能。因此，在中高端水性木器漆中，以水性聚氨酯為成膜物質(zhì)，可滿足透明性以及優(yōu)異的抗劃傷、抗黏連、柔韌性、成膜性、耐化學(xué)品性的要求。
保溫建材：極具增長潛力
“建筑保溫市場是另一個很有前景的領(lǐng)域。目前，雖然聚氨酯硬泡在建筑保溫市場平均使用量不足10%，但由于性能突出，增長速度較快，市場占有率大幅提升，特別是在溫差較大、節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)較高的地區(qū)市場占有率提升更多。如在北京市老舊小區(qū)綜合改造項目中，硬泡聚氨酯的市場占有率從2012年的50%增長到2013年的76%?！敝袊郯滨スI(yè)協(xié)會副秘書長李建波告訴中國化工報記者。
“自GB8624-2012在2013年實施以來，行業(yè)內(nèi)競相開展B1級聚氨酯保溫材料開發(fā)，研究方向主要集中在阻燃性結(jié)構(gòu)聚醚研發(fā)，生物基、植物油基聚醚，三聚氰胺改性聚醚等相繼通過鑒定驗收;含有阻止自由基聚合的不飽和多元醇、高耐熱性的芳香族聚酯多元醇等高耐燃性材料也都展示出很好的應(yīng)用前景。”朱長春說。
據(jù)安徽大學(xué)楊建軍教授介紹，聚氨酯保溫建材阻燃技術(shù)發(fā)展主要有無鹵化、抑煙化和無毒氣化的趨勢。目前，材料阻燃主要有兩種方法：一種是添加阻燃劑，另一種是在分子結(jié)構(gòu)中引入阻燃元素。添加阻燃劑依然應(yīng)用比較廣泛，但添加量過大會使聚氨酯材料的物理機(jī)械性能大幅度下降，影響材料的使用性能。
此外，添加性阻燃劑的一個缺點是時間長了小分子阻燃劑會從泡沫中遷移出來，降低泡沫的阻燃性能。反應(yīng)型阻燃劑是對聚氨酯泡沫中多元醇的分子機(jī)構(gòu)中引入阻燃元素，在聚氨酯中引入含阻燃元素的多羥基化合物等反應(yīng)型阻燃劑，或在聚醚多元醇結(jié)構(gòu)中引入阻燃元素而獲得阻燃性能，實行本質(zhì)阻燃改性。這種方法具有阻燃性能持久、對物理機(jī)械性能影響較小等優(yōu)點，同時可以使聚氨酯材料具有更高的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和壓縮強(qiáng)度，是目前聚氨酯阻燃改性的研究重點。通過微膠囊和納米復(fù)合材料等技術(shù)，開發(fā)穩(wěn)定、低毒、廉價、低用量的阻燃劑是一個重要的研究方向。
中國化工報記者了解到，南京紅寶麗、江蘇綠源、聯(lián)創(chuàng)節(jié)能公司等都推出了自主研發(fā)的新型阻燃聚氨酯建筑保溫材料。
“建筑保溫市場具有很大的增長潛力。我們公司現(xiàn)在年產(chǎn)18萬噸聚氨酯組合聚醚，是亞洲最大的聚氨酯硬泡組合聚醚制造商。今年3月，公司研制的難燃型硬泡聚氨酯復(fù)合保溫板外墻外保溫系統(tǒng)通過專家鑒定。該項目通過實現(xiàn)結(jié)構(gòu)阻燃的方式，突破了傳統(tǒng)的外加阻燃劑技術(shù)，實現(xiàn)了防火阻燃，填補(bǔ)了國內(nèi)空白?！蹦暇┘t寶麗集團(tuán)股份有限公司董事長芮敬功告訴記者。
江蘇綠源新材料有限公司董事長林永飛在接受中國化工報記者采訪時也表示，既有建筑和新建建筑外墻保溫市場非常大，企業(yè)現(xiàn)在擁有年產(chǎn)1000萬平方米的聚氨酯保溫板材生產(chǎn)線，致力于開發(fā)B1級難燃、低煙、低毒聚氨酯材料。
山東聯(lián)創(chuàng)節(jié)能新材料股份有限公司開發(fā)出LCPU產(chǎn)品，具有良好的保溫性能、防水性能、尺寸穩(wěn)定性、防火性能，可以廣泛應(yīng)用于薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)、保溫裝飾一體化系統(tǒng)、屋面保溫系統(tǒng)等，應(yīng)用前景看好。
朱長春表示，目前中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會正在積極組織行業(yè)內(nèi)相關(guān)企業(yè)，在全國范圍內(nèi)開展聚氨酯外墻保溫材料技術(shù)推廣活動，與政府主管部門、應(yīng)用單位對接，擴(kuò)大宣傳，提高認(rèn)識;另一方面倡議開展行業(yè)自律和規(guī)范生產(chǎn)經(jīng)營，嚴(yán)格遵守市場規(guī)則，凈化市場環(huán)境，促進(jìn)聚氨酯保溫材料持續(xù)健康、有序發(fā)展。
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產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入平穩(wěn)發(fā)展期
中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會秘書長朱長春：中國聚氨酯工業(yè)產(chǎn)生于上世紀(jì)60年代。改革開放后，行業(yè)得到了突飛猛進(jìn)發(fā)展。特別是近10年來，基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)不斷壯大，產(chǎn)業(yè)升級步伐穩(wěn)步加快，技術(shù)創(chuàng)新水平不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模逐步擴(kuò)大，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定上升，尤其是相關(guān)下游產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勢發(fā)展，為聚氨酯帶來了巨大的市場機(jī)遇。目前，中國生產(chǎn)了全世界95%的冷藏集裝箱、60%的鞋子以及70%的玩具，不僅是世界第二大經(jīng)濟(jì)體，也是聚氨酯的第二大消費市場。
但是，隨著全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境的變化，以及國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增速放緩，預(yù)計未來幾年我國聚氨酯工業(yè)會進(jìn)入到一個平穩(wěn)發(fā)展時期，市場的需求不可能有爆炸性增長，對此行業(yè)應(yīng)該有明確的認(rèn)識。
TPU輪胎將帶來革命
上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院教授黃茂松：熱塑性聚氨酯彈性體橡膠(TUP)輪胎比橡膠輪胎具有優(yōu)良的耐磨性、均勻性和生產(chǎn)操作簡易、成本低等優(yōu)點。
目前，TPU只能制作慢速輪胎，耐高溫性差是制約聚氨酯輪胎應(yīng)用的主要原因。這是因為在制動過程中，由于輪胎胎面與路面摩擦?xí)r，熱量積累快、升溫快，導(dǎo)致輪胎性能下降。采取三聚異氰脲酸酯為固化劑的聚氨酯彈性體，可耐170℃高溫，最高可達(dá)210℃，且耐撕裂強(qiáng)度和耐磨性還有所提高。隨著聚氨酯材料性能不斷提高和輪胎制造工藝不斷改善，大規(guī)模生產(chǎn)TPU輪胎不久將成為現(xiàn)實，并給輪胎工業(yè)帶來革命。
水性聚氨酯技術(shù)研發(fā)提速
中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會副秘書長呂國會：在水性聚氨酯的技術(shù)和產(chǎn)品方面，近年來我國取得了突出成果。
在水性聚氨酯鞋膠方面，中科院福建物構(gòu)所和福建創(chuàng)鑫科技公司、華南理工大學(xué)和廣東東方樹脂公司分別聯(lián)合開發(fā)了鞋用膠，嘉興禾欣化學(xué)公司開發(fā)了水分散熱熔膠;在水性聚氨酯合成革方面，煙臺萬華化學(xué)開發(fā)了革樹脂，廣州產(chǎn)協(xié)高分子公司開發(fā)了涂飾劑，煙臺道成化學(xué)公司開發(fā)了涂料、涂飾和黏合劑，江蘇寶澤高分子公司開發(fā)了涂飾劑，浙江麗水優(yōu)耐克公司和德美博士達(dá)公司分別開發(fā)了2萬噸/年的革樹脂項目;在水性聚氨酯涂料方面，廣州嘉寶莉化工公司開發(fā)了清漆，北京東方雨虹公司開發(fā)了地坪漆，佛山高明同德化工開發(fā)了吸塑膠，淄博嘉豐化工公司開發(fā)了木器漆，中科大、安徽大學(xué)、合肥科天化工公司聯(lián)合開發(fā)了汽車漆和木器漆。
