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我国聚氨酯产业最新亮点及热点应用领域评析-【新闻】

发布时间:2021-04-06 02:13:51 阅读: 来源:泡沫玻璃板厂家

我国聚氨酯产业最新亮点及热点应用领域评析

一、我国聚氨酯(PU)产业九大亮点

1. 中国将是全球PU产品最大消费市场

2007年,中国PU消费总量占全球消费总量28.5%,仅次于北美(31%)。据预测,到2012-2015年中国将成为全球PU主要消费市场。2005-2012年全球PU产品消费概况及预测见表1。

目前,中国PU产品消费结构中合成革浆料、鞋底原液、氨纶和涂料占有较大比例,其产品产量、消费量、外贸出口量已居全球第一,通过2004-2007年中国PU产品的消费概况(见表2)可见一斑,2008年的PU产品消费量合计为480万t(其中含溶剂160万t)。这是中国PU产品与欧美相比最明显的差别,与中国具有丰富的劳动力资源、科技资源和广阔的国内市场密切有关。

表1 2005-2012年全球PU产品消费概况

制品

2005年

2007年

2012年

2007-2012

年平均增长率/%

PU软泡/万t

494.5

510.0

597.5

3.3

PU硬泡/万t

340.0

372.0

445.0

3.7

Case/万t

479.0

667.0

793.0

3.5

其它/万t

61.5

43.0

34.5

-6.5

合计/万t

1375.0

1592.0

1870.0

3.2

资料来源:IAL2008年报告。

表2 2004-2007年中国PU产品消费概况 万t

制品

2004年

2006年

2007年

软泡

55.0

73.1

75.5

硬泡

48.1

75.1

81.4

CPU

4.1

6.4

7.3

TPU

8.2

10.8

12.3

防水及铺装材料

8.0

11.2

13.2

氨纶

11.8

15.2

19.1

鞋底原液

18.0

24.2

25.9

合成革浆料

53.0

95.8

114.1

涂料

31.9

64.3

80.0

胶黏剂/密封剂

19.0

23.2

25.9

合计

257.2

399.3

454.7

2. 中国是全球PU产品关键原料二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和二异氰酸甲苯酯(TDI)产能、产量增长最快的地区之一

MDI和TDI是PU产品的关键原料,也是制造PU的核心技术,在当今世界,谁掌握了MDI和TDI的核心制造技术,谁就掌握了PU的主动权。我国MDI目前年产能为114万t,至2012年将达到245万t;TDI目前年产能35万t,至2012年产能将达到105万t,届时我国将是全球MDI和TDI产能最大的地区之一。特别需要指出的是烟台万华聚氨酯股份有限公司和宁波万华聚氨酯有限公司,他们的MDI年产能到2012年将超过100万t,这无疑对提高我国PU产业核心国际竞争能力并确保其平稳发展将起到举足轻重的作用。全球跨国公司MDI和TDI产能近况(表3)、中国MDI目前产能和扩能计划(表4)、中国TDI目前产能和扩能计划(表5)的情况如下。

表3 全球跨国公司MDI和TDI产能近况 万t/a

公司名称

MDI

TDI

合计

巴斯夫

117

51.2

169.2

拜耳

114.7

40.5

155.2

亨斯迈

101

101

陶氏化学

55.3

16

71.3

日本聚氨酯

40

2.5

42.5

日本三井化学

6

23.7

29.7

表4 中国MDI目前产能和扩能计划 万t/a

公司名称

目前产能

扩能计划

烟台万华聚氨酯股份有限公司

20

30(2012年)

宁波万华聚氨酯有限公司

30

30(2010年)

上海联恒异氰酸酯有限公司

24

拜耳(上海)聚氨酯有限公司

35

日本聚氨酯(瑞安) 有限公司

5

5

巴斯夫(重庆)

40(2012年)

葫芦岛聚氨酯产业基地

16(2012年)

甘肃银光化学工业集团有限公司

10(2012年)

总计

114

131

表5 中国TDI目前产能和扩能计划 万t/a

公司名称

目前产能

扩能计划

合计

上海联恒异氰酸酯有限公司

16

8(2012年)

24

拜耳(上海)聚氨酯有限公司

30(2010年)

30

甘肃银光化学工业集团有限公司

5

5(2010年)

10

沧州大化集团有限责任公司

3

10(2012年)

13

葫芦岛聚氨酯产业基地

5

5(2012年)

10

蓝星化工有限责任公司

3

5(2012年)

8

烟台巨力异氰酸酯有限公司

3

5(2012年)

8

福建

0

5(2010年)

5

总计

35

70

108

3. 我国聚醚多元醇(PPG)几年来保持快速增长势头

我国PPG几年来一直保持着快速增长势头,目前年产能已达到150万t,2006-2008年我国聚醚生产消费情况见表6。未来几年将掀起一个新的扩产高潮,其中具有较大规模企业有:上海拜耳材料科技公司(25万t)、上海高桥石化(30万t)、广州宇田聚氨酯有限公司(15万t)、苏州中化国际聚氨酯有限公司(10万t)、山东蓝星东大化工有限责任公司(10万t)。至2011年我国PPG年产能将达到260万t左右,而届时国内市场消费量将达150万t左右。在此背景下国内PPG生产企业间竞争将越来越激烈,一些中小企业必将面临生存挑战。

表6 2006-2008年我国聚醚生产消费情况

2006年

2007年

2008年

PPG产能/(万t/a)

123.5

128.5

150

PPG产量/万t

80

90

94

消费量/万t

98.6

110.4

120

年均增长率/%

10.9

11.9

9.1

我国聚四氢呋喃(PTMEG)是一种高性能聚醚多元醇,目前国内消费结构中氨纶占80%,我国PTMEG目前的产能情况见表7。由于PTMEG生产技术含量较高,故一直处于高价位状态,其中低分子量PTMEG技术难度更大,国内生产企业大多尚未完全突破。PTMEG除用于氨纶外,在高性能PU弹性体和水性PU领域应用前景良好。

表7 我国PTMEG目前产能情况 万t/a

生产商

地点

产能

备注

上海巴斯夫聚氨酯有限公司

上海漕泾

6.0

大连化工(江苏)有限公司

江苏仪征

4.0

山西三维集团股份有限公司

山西洪洞

1.5

中化太仓化工产业园

江苏太仓

2.0

杭州三隆新材料有限公司

浙江杭州

2.0

2009年三季度投产

晓星氨纶(嘉兴)有限公司

浙江嘉兴

3.0

2009年三季度投产

日本三菱化学集团

宁波大榭岛

2.5

2009年9月投产

中国石油前郭石化

吉林前郭

2.0

停产中

合计产能

23

4. 跨国公司已将全球PU投资重点由欧美移至中国

全球知名跨国公司如巴斯夫、拜耳、亨斯迈、陶氏化学、英威达、壳牌、美国气体、迈图、雅宝、NPU、三井等公司以独资或合资形式在中国大陆或香港建立了PU原料、产品生产基地和研发中心。近年来这些跨国公司不断加大了在中国PU方面的投资力度,并将一些国际先进水平的制造技术首先投放在中国,实现本土化生产。这充分表明:跨国公司已将PU投资重心由欧美移至中国,中国将成为推动全球PU发展的重要动力。

无疑跨国公司对中国PU的发展起到了积极推动作用,中国PU发展离不开世界,世界PU发展离不开中国。

5. 国内PU区域分布格局将逐渐形成

以上海为中心的长三角地区。该区是目前国内PU产业最发达地区,PU原料及其制品已占国内半壁江山以上,其中MDI目前产能已达到89万t/a,占全国82%。至2011年该区域MDI产能将达到129万t/a,将成为全球MDI产能最大的区域之一。TDI目前产能为16万t/a、占国内的50%,至2011年产能将达到46万t/a、占国内的54%。该区域建有年产5万t三聚体(HDI)和2万t水性PU乳液的生产线。至2012年,该区域PPG产能将达到80万t/a,占全国30%。该区域是国内乃至全球PU产业最发达的地区之一,上海市PU产业发展促进中心、上海市新材料协会与上海金山区联合申办将上海市金山化工区建成国家级PU生产基地。

以广州为中心的珠三角地区。该区是国内PU产品外贸最发达的地区,也是PU外资和合资最多的地区之一。

以烟台为中心的环勃海湾地区。该地区包括京津冀鲁,是目前国内MDI和TDI主要生产地区,也是国内PU产品较为发达的地区之一。随着该区烟台万华年产50万t MDI和沧州大化(含黄骅)年产15万t TDI项目的正式投产以及京津两地未来PU产业的快速发展,该地区将成为国内PU产业十分发达的地区之一。

以葫芦岛为中心的东北地区。该地区石化原料基础雄厚,是目前国内PPG和TDI资源集中地区之一。该区域PU原料和产品种类较多、产能、产量较大,市场广、化工基础强,已得到辽宁省和市政府高度重视,其目标是建成中国北方PU产业基地,是国内未来PU产业发展的亮点区域。

以兰州为中心的西北地区。该区主要围绕甘肃银光TDI和拟建的MDI等产品为中心,形成下游PU产品产业链。

以重庆为中心的西南地区。该地区主要依托拥有国内最丰富的天然气资源形成的强大化工原料基础。该区域年产40万t MDI项目一旦实施投产,以及PTMEG和BDO正式投产,将成为国内未来PU产业发展重点区域。

以福建泉州为中心的海西地区。该区域是目前国内PU鞋业和外贸最为发达的地区之一,并可充分利用中国台湾在PU产品和技术上优势。目前正在福清市筹建6万t/a TDI生产线。

我国PU产业地区分布格局逐渐形成,是我国PU产业快速发展的一个重要里程碑,也是确保我国PU产业可持续发展的一个重要保证。由此将充分发挥国内各地区原料、技术和市场优势,将全面有力推动我国PU产业向纵深方向发展。我国PU产业区域分佈格局壮大成熟之时,正是我国PU产业实现强国理想之时。

6. 建筑节能将成为推动我国PU产业快速发展的重要动力

在全球能源形势日趋严峻背景下,节能已成为我国国民经济能否可持续发展的一个关键因素。在我国能源消耗中,建筑节能已占全社会总能耗的27.6%,因此已成为实现我国能源可持续发展战略决策的一个极为重要的紧迫任务,也是我国要长期坚持的、不可动摇的国策。

我国目前拥有世界上最大的建筑市场,而目前我国新建筑中95%以上仍是高能耗建筑。若不采取有效节能措施,到2020年全国能源将有50%消耗在建筑上。根据城乡住房建设部建筑节能具体目标:到2010年全国城镇新建建筑实现节能50%,到2020年北方和沿海经济发达地区新建建筑实现节能65%。

PU硬泡具有优越的保温性能、优良的力学性能、防水性能和防火性能,是实现国家建筑节能目标不可缺少的一种理想建筑保温材料。按照中国建筑市场每年新增建筑面积20亿m2和对400亿m2既有建筑每年以20亿m2节能改造计算,今后几年我国建筑节能每年需PU硬泡保温材料约200万t。根据建设部的规划和产业发展现状,预测到2010年,PU建筑保温比例将达到整个保温市场的20%,超过1.2亿m2,年市场总量为500亿~600亿元,PU硬泡建筑节能市场潜力巨大。

7. 扩大内需已成为推动我国PU产业平稳发展新的经济增长点

(1)汽车工业有效地拉动了我国PU产业的快速发展

在国家振兴汽车工业一系列政策颁布后,我国汽车工业呈现产销两旺趋势,2009年我国汽车年产量将突破1000万辆大关,中国已成为世界第一汽车大国,中国汽车消费量占全球总消费量的比例已达12%,且呈上升趋势。汽车工业的强势发展有效地拉动了我国PU产业的快速发展。在金融危机下,汽车工业已成为推动我国PU产业发展的一个新的经济增长点。

汽车轻量化、舒适化、环保和安全等性能是现代汽车工业发展方向。PU材料在汽车上的应用,在某种程度上是衡量一个国家汽车工业先进水平的重要标志。在美国,PU材料在汽车上的应用超过其它车用塑料材料;在德国,PU用量仅次于PVC;在日本和中国,PU在汽车上用塑料品种仅次于PP和PVC,排列第三。由此可见,随着我国汽车工业技术不断提升,产量不断增加,PU材料在汽车上应用前景将越来越广阔。

汽车工业常用的PU材料制品形式主要包括软质、硬质、半硬质泡沫,PU弹性体(含TPU、CPU、微孔弹性体等)、胶粘剂、密封剂、涂料以及PU复合材料等。全球汽车制造业对PU材料年使用量超过100万t。据有关资料统计,一辆高档轿车上的PU平均应用量为22 kg,最高用量为30 kg。我国一辆轿车的PU平均用量为18~20 kg,目前我国汽车工业PU材料年需求量大致为20万t左右。

(2)我国高铁、地铁、城市轨道交通基本建设已成为拉动我国PU产业快速发展的新的经济增长点

未来几年我国将大力发展城市交通、将形成地铁、城际快速铁路、高架轻轨等多元化城市交通网。高速铁路、地铁和城市轨道交通,是我国未来几年基本建设投资的重点领域。根据铁道部《中长期铁路网规划》,铁道部将在未来几年投入2万亿元资金用于铁路建设,包括2万km新的铁路网和7000 km高速铁路网。

高速铁路、地铁和城市轨道交通,要求轨道具有高速、高可靠性、高稳定性和高耐久性,并具有优良的抗震、抗噪声性能。传统铁路轨枕已不能完全满足以上这些性能要求。根据技术发达国家先进经验,以下PU弹性体新品种可满足此要求。

PU枕木。PU枕木是一种玻纤增强的硬质PU微孔弹性体,具有比强度大、减震、降噪、耐电气绝缘、高耐久和环保等优良性能,目前已受到PU和铁路业界高度关注,是全球PU材料界研究的一个热点课题。根据国家发展高速铁路长远计划,为了适应高速列车提速要求,开发PU枕木以取代或部分取代混凝土枕木必将是未来发展趋势。按国外经验1 km高速铁路需用1800根左右轨枕计,则7000 km高速铁路、PU枕木市场规模将达到500亿元,这无疑将给我国新型PU弹性体带来巨大市场空间。

PU轨枕垫板。PU轨枕垫板是一种PU微孔弹性体,用于钢轨和枕木(或水泥枕)之间,要求具有良好的弹性和减振性能,以缓冲高速车辆通过时产生的强烈振动和冲击而起到保护路基的作用;要求具有优良的耐磨和电绝缘性能以及耐自然老化和耐温性能(-40~80℃),每块PU轨枕垫板约几百克。目前在国内高速铁路和地铁中已得到普遍应用,市场需求量巨大。

PU轨枕垫。轨枕垫是用于钢轨和混凝土轨枕之间的弹性垫,以此满足混凝土轨枕减震、降噪和提高耐久性等技术要求,具有高耐磨、高强度、高伸长率和长使用寿命特性,在高铁、地铁和城市轨道交通中具有广阔应用前景。

聚脲弹性体涂层在高铁中的应用为之带来巨大商机。由于高铁采用无碴轨道,要求防护层不仅具有防水、防渗和抗裂等基本性能,还要能经受火车高速行驶带来的高速、重载、交变冲击等作用。聚脲涂层无接缝,粘结力强,真正做到了整体防水,同时还具有优异的耐磨性、抗冲击、抗开裂、耐紫外光和耐高低温性能,可满足高铁的特殊要求。京津高铁工程中聚脲材料防护工程达95万m2,聚脲用量超过2000 t。正在建造的京沪高速铁路全长1318 km,需要聚脲弹性体涂层2万t、脂肪族PU面层涂料868 t、聚氨酯防水涂料6707 t,工程总额达到20亿元。除高铁外,与高铁配套的海底隧道、过江隧道、山体隧道和地铁隧道,均需大量聚脲涂层。

(3)家电下乡给PU硬泡带来了新的商机

冰箱、冰柜、集装箱是我国PU硬泡的主要应用领域,在政府采取家电下乡、扩大内需政策的激励下,PU硬泡在家电中的应用明显有了增加,给PU硬泡带来了新的商机。

来自财政部预测:家电下乡实施4年,可实现家电下乡产品销售4.8亿台和累计拉动消费9200亿元。家电下乡中冰箱是主要下乡品种,若未来4年家电下乡使冰箱新增消费市场平均增速达到30%,则家电下乡可拉动PU消费增长8%左右。

在全球金融危机全面冲击下,全球PU明显受到负面影响,发展速度减慢。我国政府采取扩大内需加大基本建设投资的经济政策,为我国PU产业带来了新的商机,有力地推动了我国PU产业发展。

8. 新能源和环保是推动PU快速增长的亮点

(1)PU复合材料在风能叶片上应用前景广阔

风能发电是目前世界上新能源最快的技术之一,我国国土广阔有着巨大风力资源。根据国家发改委计划,我国风能装机容量2010年达到5000 MW;2020年将达到3万MW,届时将占国内总发电量的15%左右,也将成为全球主要风力发电国家之一。

风电设备中风电发电机的叶片是极为重要的关键部件,约占总成本20%。风机叶片由基础为主的复合材料构成,基本树脂主要有环氧、聚酯和乙烯基树脂等,增强骨架材料主要有玻纤、高分子量聚乙烯、碳纤维等。目前国内风机叶片大部分采用玻纤增强的环氧树脂复合材料,但环氧复合材料存在韧性不足、低温性能差的缺点,在寒冷地区和气候条件较为恶劣的环境,使用寿命会受到影响。

PU复合材料具有优良的综合性能,在风机叶片上应用技术上是完全可行的。PU复合材料作为风机叶片,可以克服环氧树脂复合材料的缺点,尤其适合用于高功率、超高空和气候条件恶劣环境下作业的风能发电机组。欧美国家已制成了PU复合材料风机叶片,并已得到了应用;国内相关单位也正在开发此种材料。此外,PU胶粘剂和PU涂料在风叶片上也得到了应用。PU材料在风能新能源叶片上应用,国内外市场前景十分广阔。

(2)PU材料在太阳能新能源领域的应用

太阳能新能源是实现新能源的主要技术途径之一,已受到国内外高度重视。PU材料与开发太阳能新能源有着密切关系,包括太阳能电池用TPU薄膜新材料、太阳能光伏组件背板与垫板用PU材料。PU材料是开发太阳能新能源必不可少的一种新材料,国内外大力开发太阳能新能源的高速发展,必将给PU材料带来新的发展机遇。

(3)绿色环保将推动PU新材料快速发展

环保安全和绿色技术是当今全社会经济发展的主流,也是我国国民经济持续发展的必然选择,绿色环保是PU材料未来发展的一个重要方向。

水性PU是PU材料的新亮点。2008年我国PU制品总量中,有机溶剂高达33%,这充分表明开发水性PU产品的必要性和紧迫性。目前我国水性PU年总产能为10万t,实际产量6万t,增长率10%,应用领域分布为皮革涂饰剂(49%)、工业水性涂料(12%)、建筑乳胶漆(10%)、工业胶剂(9%)、汽车漆(8%)、手套涂层玻纤集束(5%)、织物涂层胶(4%)、木器漆(3%),今后主要开发方向是工业涂料、胶黏剂、建筑涂料和水性PU皮革涂层。

绿色生物质多元醇。传统多元醇的上游原料多源于石油和天然气等资源,但随着日益严重的能源短缺和人们对环保意识的增强,开发利用再生资源制造生物质多元醇,从而使得绿色PU材料已成为一个新的亮点。目前制备生物质多元醇的原料主要有植物油(包括蓖麻油、大豆油、棕榈油、松香油)和植物纤维素、木质素多元醇(原料一般为木材、竹子、甘蔗渣、粮作物秸秆、麦草、枯草等)以及蔗糖、淀粉等。中国林业科学院林产化学工业研究所已研制成了松脂和油脂基酯多元醇,并与江苏力强化工有限公司建成了年产5万t生产线。

当前生物质多元醇已实现工业化并得到应用的蓖麻油多元醇,以印度为主,技术来源于美国陶氏化学和德国巴斯夫;大豆油多元醇以北美为主,棕榈油多元醇以马来西亚为主。我国上海中科合臣股份有限公司和山东莱州金田化工有限公司已制成大豆油多元醇,福建新达保温材料有限公司已制成竹子为原料的植物纤维素多元醇。生物质多元醇可取代部分(20%~30%)聚醚多元醇,用于制造多种PU材料,包括PU硬泡、胶粘剂、涂料、弹性体和塑胶跑道等,已在汽车建筑外保温和冰箱等领域得到应用。据有关资料报导,生物质多元醇与石油类多元醇相比能耗降低23%,非可再生资源消耗降低61%,向大气排放温室气体减少36%。为此欧美国家有相关法规规定,含有生物质多元醇PU材料将优先采购。

9. 轻纺工业是拉动我国PU产业最强劲的动力因素

我国目前是全球5大PU产品制造中心,包括家具、家电、皮革、制鞋和氨纶。同时这5大系列PU产品也是我国最主要的PU外贸出口商品。我国80%的PU软泡消费于家具,70%的PU硬泡消费于家电,由此推算,我国每年这5大系列PU消耗量已占我国PU产品总量50%左右。这些都充分表明轻纺工业是拉动我国PU产业最强劲的动力因素。

二、我国PU产业八大热点

1. 金融危机对我国PU产业会带来怎样影响?

全球金融危机给欧美等经济发达国家PU发展造成了较为明显的负面影响。而对我国而言,在政府采取加大基本建设投资力度和扩大内需一系列政策刺激下,我国PU产业依然保持了较为平稳的发展速度。从长远看,全球PU发展目标将看好中国,中国PU发展前景将会越来越光明,其主要依据如下:

(1)政府颁布的一系列政策,极大地缓解了金融危机带来的负面影响

一年多来,政府及时采取了扩大内需、加大基本建设投资力度、振兴重点产业以及优化外贸出口等一揽子激励政策,我国PU产业渡过了金融危机艰难时期,PU整体产业从2009下半年起全面走向了较为平稳发展时期。国家出台的十大产业振兴计划,除物流外,其它九大产业汽车、钢铁、纺织、装备制造、船舶工业、电子信息、轻工、石化和有色金属均与PU产业息息相关。九大产业的振兴发展离不开PU产业的支撑,同时九大产业的振兴发展也极大地拉动了PU产业的发展。

(2)我国高度发达的轻纺业,是确保金融危机下我国PU产业可持续发展的根本保证

轻纺业是我国的支柱产业,也是国家外贸出口创汇的重要产业,轻纺业又是一个劳动密集性产业,企业总数接近百万,就业人口接近千万,与贯彻党和国家科学发展观、保持社会和谐稳定有着极为密切的关系。而我国PU五大系列产品(家具、家电、皮革、制鞋和氨纶),也是国家轻纺业重要的组成部分,国家振兴轻纺工业和外贸出口等政策的出台,无疑给我国PU五大系列产品发展创造了极为有利条件,这也是我们国家PU产业与欧美国家相比受金融危机冲击面小的一个十分重要原因。

(3)我国强大的石化产业是确保金融危机下我国PU产业可持续发展的可靠保证

PU产业的基础工业是石化产业,其主要原料MDI、TDI、PPG、PTMEG、聚酯多元醇等均来源于石化工业,我国目前已是全球第二大石化工业国家。我国强大的石化工业为提供充足的PU上游基础化工原料(苯、甲苯、丙烯、乙烯、丁二烯、环氧丙烷、环氧乙烷、1, 4-丁二醇和已二酸等)奠定了坚实基础。更为可喜的是我国石化产业全国区域分布格局已基本形成,而PU产业区域分布格局也正在逐渐形成中,无疑这将给我国发挥各地区石化和PU产业优势创造了十分有利的条件。与印度、巴西、印尼、越南等发展国家相比,这是我国PU产业可持续发展的一个根本原因。

2. PU硬泡建筑外保温系统防火安全性能已成为业内外关心的热点

近一年来,我国接连发生的火灾事故,使PU硬泡在建筑领域的应用成了热点问题。尤其是2009年2月9日晚央视新楼北配楼发生火灾后,国家有关部门经调研和讨论,最近公安部与住房和城乡建设部颁布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的通知,按此规定,建筑高度大于等于100 m的住宅建筑,高度大于等于50 m的民用建筑和建筑高度大于等于24 m的幕墙式建筑,其保温材料的燃烧性能均需达到A级。A级属不燃材料,若按此规定,包括聚氨酯硬泡在内的一切有机保温材料均会在此建筑领域遭封杀,只能采用A级无机保温材料,国家建筑节能目标将会受到明显影响。所以,有待国家有关部门权衡利弊,制定全面合理的防火标准。

3. 加快淘汰氢氯氟烃类(HCFCS)发泡剂时间表已成为使用PU硬泡产业关注的焦点

减缓臭氧层破坏环境问题,现已成为世界各国关注的焦点。根据2007年9月制定的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》,对淘汰HCFCS时间表作出了调整,要求发展中国家在2030年加速完全淘汰HCFCS物质的消费和生产。2013年将消费和生产水平冻结在基线水平(以2009-2010年消费和生产水平作基线),削减进度为:2015年削减10%,2020年削减35%,2025年削减67.5%,2030年完全淘汰。按此规定,PU硬泡发泡剂HCFC-141b由于其臭氧层破坏系数(ODP值)相对较高,它将成为我国优先淘汰的HCFCS品种。目前我国不少PU硬泡行业采用HCFC-141b作发泡剂,2007年消费量接近5万t,占PU硬泡发泡剂的70%,其中喷涂PU泡沫生产企业基本都采用HCFC-141b作为发泡剂。为此需加快环戊烷、HFC-245fa、HFC-365mfc、水和其它新型发泡剂的取代工作。辽宁盘锦达龙高分子材料厂提供了一种新型常温发泡剂,在PU硬泡中发泡速度快,泡孔结构均匀致密,据悉,在石油管道、PU板材和PU喷涂保温材料中使用效果较好。

4. 非光气法异氰酸酯技术与脂肪族和脂环族二异氰酸酯(ADI)特种异氰酸酯是当前PU的一个热点

光气法制备异氰酸酯技术成熟,但是光气法的高毒性和高腐蚀性一直是安全生产的隐患。采用无毒、无污染的非光气绿色化学合成方法,一直是有机异氰酸酯研究的热点之一。欧美已研究成非光气法六次甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸脂(IPDI)制造技术,并已完成工业化生产。而MDI和TDI非光气制造技术,目前国内外尚停留在实验室阶段,工业化生产规模尚未达到。我国中科院成都有机所、山西煤碳研究所、中科院理化技术研究所、中科院兰州化学物理研究所和华东理工大学等单位均在开展此方面研究工作,已取得令人可喜的成果。可望该项工业化技术不久在我国实现突破。

ADI是一种脂肪族和脂环族二异氰酸酯,目前全世界90%以上ADI工业化生产仍采用光气法,主要品种包括HDI、IPDI、二环已基甲烷、4, 4'-二环已基甲烷二异氰酸酯(H12MDI)、四甲基二次甲基二异氰酸酯(TMXDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)等。目前全球ADI产能为25万t/a左右,其中HDI、IPDI和H12MDI的产量占全球ADI产量的85%。目前世界上生产ADI的企业,主要在西欧、北美和日本,包括德国赢创德固赛、巴斯夫和拜尔,法国罗利亚、日本旭化成等企业,其中拜耳和德固赛占有统治地位,两大公司占世界总生产能力的60%~70%,其次是罗利亚和巴斯夫。

拜耳在我国上海金山化工园区已建成年产5万t HDI的生产线;日本旭化成在江苏南通正在建设HDI生产线;国内烟台万华正在建设H12MDI生产线,甘肃银光正在建设HDI生产线,均达到万吨级规模。

5. PU轮胎长期以来成为开发热点

PU轮胎具有高耐磨性、高负载能力、高撕裂强度和耐切割、耐穿刺等突出优点,长期以来已成为PU和轮胎业界开发的热点。PU轮胎与普通轮胎相比具有以下优点:① 耗油量平均低10%;② 胎面磨耗低35%;③ 质量减轻30%;④ 滚动阻力降低35%;⑤ 均匀性好,不会出现胎面剥离现象等。PU轮胎制造工艺无三废污染,被称为21世纪绿色环保轮胎,目前主要用于慢速轮胎如残疾车、轮椅车、电动助动车、铲车、儿童手推车;工程轮胎如煤矿等采矿业、大型工程机械制造业和大型重载机、现代交通运输用大型地面汽车起重机;中型越野式起重机、集装箱起重运输机、装卸式载运车等大型工程机械车用工程轮胎。此外,PU翻新轮胎应用前景也十分广阔。

但是,由于PU轮胎存在内生成热大、耐高温性差、制动性能差等缺点,轿车高速轮胎目前尚未得到正式应用。此外,大型工程轮胎多次注射式制造工艺重现性等技术问题,国内也尚未完全解决。可喜的是,华南理工大学等单位正在开发PU轮胎,已取得可喜成果。

6. PU材料在生物医学工程领域的应用已成为PU和医疗业界关心的热点

PU弹性体材料因具有良好的力学性能、生物功能性、生物相容性、生物稳定性和易加工性等特性,在生物医学工程领域具有广泛的应用前景,已成为PU和医学业界共同关心的一个热点。PU弹性体材料目前在医学上的主要应用产品包括人工心脏瓣膜、人工肺、骨黏合剂、人工皮肤、烧伤敷料、心脏起搏器绝缘线、缝线、各种夹板、导液管、人工血管、气管、插管、齿科材料、假肢、矫形绷带、TPU医学薄膜制品以及计划生育用品等。PU弹性体医用材料,用途日益广泛、前景广阔。国内山西化工研究所、上海合成制品所、江苏省化工研究所有限公司、安徽大学、中山大学等单位正在从事此方面的研究和开发工作,已取得较好成果,但与国外发达国家相比差距还是较大。

7. PU复合材料

(1)SPS复合材料

SPS是由PU与钢材构成的一种具有双层结构的材料,即在两层钢板之间注入PU弹性体而形成的一种结构型复合材料。与钢材相比,SPS板材具有质量轻、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热以及结构简单、加工方便等优点,可作为能承受较大外力的结构件,可替代钢质构件应用于船舶、桥梁、渡桥和高层建筑等领域,成为国内外PU和钢质材料界关注的一个热点。

SPS已由委内瑞拉成功地应用于滚装船。据报道,使用SPS复合构件,可改善船体主装卸货机性能,还可延长船舶使用寿命和航行中的安全性能。据英国智能工程公司介绍,SPS在北欧已普遍应用,主要用于货船和滚装船。目前亚洲也有越来越多的造船厂在船舶修理和新建建筑物中采用SPS复合材料,其中新加坡、马来西亚和越南都在开发SPS复合材料。

同样,SPS复合材料在我国造船、桥梁和建筑领域有着广泛的应用价值,我国国内造船厂2008年已有10多个项目涉及SPS复合材料。

(2)TPU复合材料

TPU(热塑性聚氨酯弹性体)具有优良的综合力学性能。目前在国内鞋业、胶粘剂、管材、电缆、皮革、薄膜和工业用轮等方面已得到广泛应用,2008年国内TPU产量达12万t,是全球最大的生产和消费大国。为了充分发挥TPU性能优势,降低其成本,国内外均在开发TPU与塑料、TPU与橡胶的复合材料。此种低成本TPU复合材料在汽车、石化、冶金、机械、纺织等领域将会有更广阔的应用前景。

8. 生物降解PU材料

生物降解塑料是目前全球开发的热点,形成产业化的技术途径基本有二条:一条是开发高分子质量(分子质量10万以上)的生物降解材料,典型品种如聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚碳酸亚丙酯(PPS)、聚羟基脂肪酸(PHA)等生物降解塑料,这些生物降解塑料虽具有优良的生物降解性能,但普遍存在机械性能,尤其是韧性和耐温性差等缺点;另一条是开发低分子质量的生物降解多元醇,通过异氰酸酯扩链,从而制成具有高分子质量的聚氨酯生物降解塑料。目前日本昭和高分子公司采用HDI作为扩链剂,制得分子质量为20万左右的PBS,制成的PU降解材料可作为通用降解塑料使用,其用途广泛。

三、结语

1. 中国PU工业现状具有以下特点

(1)到2012-2015年中国将成为全球主要消费市场

2007年中国PU产品消费总量为454.7万t,2008年消费总量为480万t(其中含溶剂160万t)。2007年全球PU产品消费总量为1592万t。目前中国PU消费总量占全球消费总量30%左右。

(2)中国是全球MDI、TDI产能和产量增长最快的地区之一

MDI目前产能为114万t/a,至2012年将达到245万t/a左右。TDI目前产能35万t/a,至2012年将达到105万t。届时,中国将是全球MDI和TDI产能最大的地区之一。

(3)中国聚醚多元醇几年来保持快速增长势头

PPG目前年产能为150万t,至2011年产能将达到260万t/a左右。PTMEG目前产能为23万t/a。中国聚醚多元醇产能、产量已满足了未来市场需求量,而且PPG将出现供过于求局面。

(4)跨国公司已将全球PU投资重心由欧美移至中国

近年来,全球知名跨国公司不断加大在中国的PU投资力度,成立研发中心,将一些国际先进水平的制造技术首先投放中国实现本土化生产。这充分表明跨国公司已将PU投资重心由欧美移至中国,中国将成为推动全球PU发展的重要动力。

2. 我国国内PU区域分布格局将逐渐形成

我国PU产业地区分布格局逐渐形成,是我国PU产业快速发展的一个重要里程碑,也是确保我国PU产业可持续发展的一个主要保证。我国PU产业区域分布格局壮大成熟之时,正是实现我国PU产业强国理想之时。

3. 建筑节能将成为推动我国PU产业快速发展的重要动力

建筑节能是我国长期坚持的不可动摇的国策,我国目前拥有世界上最大的建筑市场。今后几年,我国建筑节能每年将消耗PU硬泡保温材料100万~200万t,按建设部规划PU建筑保温比例占整个保温市场20%计,年市场总值将达到500亿~600亿元,PU硬泡建筑节能市场潜力巨大。

4. 扩大内需已成为推动我国PU产业持续平稳发展新的经济增长点

汽车工业有效地拉动了我国PU产业的快速发展。我国高铁、地铁、城市轨道交通基本建设已成为拉动我国PU产业快速发展新的动力。家电下乡也给PU硬泡保温材料带来新的商机。

5. 新能源和环保是推动我国PU快速发展新的亮点

PU复合材料在风机叶片上应用前景广阔,PU材料在太阳能新能源上应用潜力巨大。因此,绿色环保技术将有力地推动PU新材料快速发展。

6. 轻纺工业是拉动我国PU产业最强劲的动力因素

我国目前是全球五大PU产品制造中心,即家具、家电、皮革、制鞋和氨纶。这五大PU产品年消费量占我国PU产品总消费量的50%左右,是我国轻纺工业的主要产品,也是重要轻纺外贸出口商品。

7. 金融危机下,我国PU产业能保持平稳发展的三大关键因素

第一,政府颁布的一揽子刺激经济政策,有力地缓解了金融危机给PU产业带来的负面影响。

第二,我国高度发达的轻纺业,是确保金融危机下我国PU产业可持续发展的根本。

第三,我国强大的石化产业,是确保金融危机下PU产业可持续发展的可靠保证。

8. PU硬泡作为建筑保温材料,节能和防火两者可兼得

PU硬泡是目前国内外公认的最为理想的建筑节能保温材料,在欧美国家建筑市场已得到广泛应用。建筑节能PU硬泡作为建筑节能保温材料,其防火安全性能是完全可达到的。为充分发挥PU硬泡在我国建筑节能中的作用,需借鉴国外在建筑节能中的成功经验,国家有关部门也要权衡节能与安全两者利弊,制定全面合理符合实际的防火安全性能标准。

9. PU新技术、新工艺是目前PU开发的热点

PU新技术、新工艺已经成为目前PU开发的热点,如ADI(脂肪族和脂环族异氰酸酯)异氰酸制造技术、非光气法异氰酸酯制造技术、PU轮胎制造技术。

10. PU新型材料是目前PU开发的又一个热点

目前,PU开发的又一热点是PU新型材料,如生物医学工程用PU弹性体材料、PS(聚氨酯-钢材-聚氨酯)夹层结构复合材料、TPU与塑料复合材料、TPU与橡胶复合材料、生物降解PU材料等。

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