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聚氨酯，期盼多点开花 作为世界聚氨酯生产和消费第一大国，2013年我国聚氨酯产销量占全球市场份额40%以上，软泡、硬泡、合成革浆料、鞋底原液、弹性体、氨纶、涂料、胶黏剂等聚氨酯制品，广泛应用在交通、家电、家具、建筑、制鞋、体育等行业。但是，在产销量持续增长的同时，聚氨酯行业一些原料以及产品也不同程度的出现了产能过剩。除了传统领域，聚氨酯产品在哪些新领域还有应用潜力？企业又该如何拓展市场空间？通过走访业内的一些专家和一批龙头企业，中国化工报记者对这一问题展开了调查。
车用材料：迎合消费需求
“中国的建材、氨纶、纺织品、合成革和汽车产量均位居世界第一，随着中国城市化进程加快、高速铁路投资加大以及环保合成木材需求增加，这些产业的强势发展都为聚氨酯行业带来了巨大的市场机遇。”中国聚氨酯工业协会秘书长朱长春告诉中国化工报记者，聚氨酯行业要通过技术和产品创新，在扩大下游市场方面做好文章。
图为沧州大化TDI装置。（刘占明 摄）
在这其中，我国汽车市场的强劲增长，以及消费者对汽车舒适性、轻量化的要求不断提高，都为行业提供了广阔的市场空间。目前，国内多家聚氨酯原料、产品和设备生产企业，纷纷瞄准了车用聚氨酯材料这一蛋糕。
“汽车产业是国民经济的支柱产业。今年1～7月份，我国汽车产销量分别达到1350万、1330万辆，同比增长9.5%和8.2%。据中国汽车工业协会预测，今年我国汽车总产销量有望达到2383万辆，比上年增长8.3%。”在不久前举行的第十二届中国国际聚氨酯展览会上，一位参展企业负责人告诉中国化工报记者，随着汽车用聚氨酯产品使用量日益增多，包括汽车座椅、坐垫、头枕、地垫、仪表盘、遮阳板、门板、顶棚衬里等内饰件，以及汽车涂料、天窗、轮胎、隔音降噪材料、密封材料等领域都要用到聚氨酯硬泡、半硬泡、软泡、自结皮、聚氨酯弹性体、胶黏剂、聚氨酯涂料、合成革、水性聚氨酯等产品，聚氨酯材料在汽车工业上的应用大有潜力。
图为万华化学的聚氨酯配件组装汽车模型。 （本报记者 徐岩 摄）
万华化学总裁廖增太告诉中国化工报记者，针对汽车发展的新趋势，万华化学开发了一系列的车用聚氨酯产品解决方案，开发了全新的座椅、吸音泡沫、自结皮泡沫玻纤增强聚氨酯材料、聚氨酯涂料等产品。
汽车座椅是汽车内用量最大的聚氨酯部件之一，其发展趋势是轻量化、低密度、低厚度、安全环保、低气味、高舒适性和耐久性。对此，万华化学开发了一系列应用于发泡汽车座椅系统的改性MDI产品，具有优异的物理性能和耐久性，不仅可以满足汽车行业日益提高的要求，还有较大的加工宽度和较宽的密度范围。
图为特诺弹性体科技公司的聚氨酯三组分浇注机。 （本报记者 徐岩 摄）
“我们的产品以改性MDI为原料，由于蒸汽压较低，相比TDI体系，大大改善了储存运输和生产过程中的环境以及产品的安全性，符合环保的发展趋势。并且由于改性MDI产品结构设计灵活度大，可以提供各种独特的适用和加工性能，满足不同客户的需求。”万华化学的一位工作人员告诉中国化工报记者。
据该工作人员介绍，汽车内部过量的噪音及震动极大地影响了乘车的舒适性和安全性。近年来，具有轻质、吸音性、成型性、物理性能、低挥发性的聚氨酯吸声材料崭露头角。万华化学基于改性MDI设计的全水发泡弹性及黏弹性消音组合料，可以在橡胶片层材料背面浇注发泡，一次复合成型形状复杂的前围、通道、主地毯隔音垫等，有效解决由于噪音、震动带来的乘坐不舒适性。此外，该公司针对玻纤增强聚氨酯复合材料开发了适用于长玻纤注射成型工艺（LFI）、喷涂蜂窝工艺（PHC）、结构反应注射成型工艺（SRIM）的系统料。其中，LFI系统料可以用于客车和卡车仪表板、行李架盖板、风道产品，PHC系统料可用于天窗、后备箱搁物板等材料，SRIM系统料可用于汽车天窗。
图为丰喜化工正在向聚氨酯企业装运原料己二酸。（王红珍 摄）
江苏长顺集团董事长顾仁发也表示，企业现在很看好车用聚氨酯材料的市场。目前，该集团已经投资760万美元，引进整套德国生产流水线，专业生产聚氨酯车顶板材、DVD隔音板、发动机罩用轻质泡沫、新型环保麻纤夹材料，生产能力达780万平方米。“我们公司已经服务于通用、福特、大众、起亚、现代、奇瑞、长安等知名汽车厂家。”顾仁发指着印有大众车标的方向盘组件告诉中国化工报记者。
“汽车产业的发展无疑会带动聚氨酯材料的技术进步和市场需求。仅仅就汽车内饰而言，从门板、门拉手到仪表板、内饰件，都需要高强度、低污染、轻量化的聚氨酯材料，并将带动相关聚氨酯喷涂、发泡设备的市场需求。”新加坡康隆远东公司相关负责人表示，该公司是一家专业生产聚氨酯计量、混合发泡设备的企业，能提供汽车隔音件工业化定制生产线，采用模块化系统，具有高生产率和高自动化率。
水性产品：扛起环保大旗
近年来，有机溶剂价格随着原油价格飚升，加之环保意识深入人心以及出口产品技术壁垒等因素，使得以水为介质的环保型聚氨酯分散体应用技术得到重视，全球水性聚氨酯技术进入了一个重要时期，相关产品成为市场热点。
“水性聚氨酯应用非常广泛，可用于织物涂层整理、皮革涂饰剂、胶黏剂、涂料、人造革用树脂、油墨等。但水性聚氨酯分散体链段上含有亲水基团或链段，降低了漆膜耐水性、耐沾污性、物理机械性和化学性能。由于水的蒸发潜热高，造成水性产品存在干燥时间长的问题。因此，提高水性聚氨酯性能，使水性聚氨酯朝着多品种、多功能、高固含、高清洁、低消耗、优品质等方向发展依然是科研的重点。”朱长春表示。
业界人士表示，目前，我国水性聚氨酯虽已建立完整技术体系，但仍需很长时间完善产品技术，“后发展时期”实际是产品设计的发展、应用技术的发展。未来，水性聚氨酯技术的热点是在进一步降低VOC的基础上，提高产品性价比，开展水性聚氨酯合成新技术、新结构的研究、交联机理研究和新型交联剂的开发，提高水性聚氨酯综合性能，提高水性聚氨酯干燥性能；开展施工工艺研究，降低环境温度和湿度对水性聚氨酯涂膜外观的影响；开拓和推广应用技术，进一步扩大应用领域。
朱长春介绍说，鞋用胶黏剂、水性真空吸塑胶黏剂以及汽车内饰胶黏剂是目前水性聚氨酯产品主要的下游市场。
“目前，我国鞋生产量达到130亿双，占全球产量60%以上，国内有制鞋企业3万多家，直接从业人员400多万人，是全球最大的制鞋国家。我国制鞋业每年使用的溶剂型聚氨酯胶黏剂用胶量约40万吨，如果完全采用高固含量水性聚氨酯胶黏剂，年用胶量约20万吨，能够减少溶剂挥发20万吨以上。在家具中，水性聚氨酯胶黏剂适用于PVC等软体材料和密度板、刨花板、木材等的真空吸塑成型，用于加工木门、橱柜、音箱板、电脑桌等。目前，我国PVC复合加工的中密度纤维板已超过3000万平方米，则每年需要真空吸塑胶将近10万吨。在汽车工业中，用于顶蓬、地毯、门板、仪表盘等汽车内饰胶黏剂基本采用水性聚氨酯，我国汽车行业每年水性胶黏剂用量达到4万～5万吨。”朱长春表示。
青岛新宇田化工公司一直致力于研发新型水性聚氨酯材料。该公司相关负责人表示，从2009年开始，企业就着力开发水性聚氨酯树脂，产品用于家具上的真空吸塑胶。此外，企业还开发了人造革用水性聚氨酯树脂，并与合成革厂家合作做出了皮革成品，各方面指标不逊于现在油性产品，其成本也与油性产品相差不大。
此外，许多企业也看好水性聚氨酯涂料的广阔前景。业界人士告诉中国化工报记者，与溶剂型涂料相比，水性聚氨酯涂料不仅具有成本低、施工方便、不污染环境等特点，而且能从根本上消除了溶剂型涂料在生产和施工过程中因溶剂挥发而产生的火灾隐患，减少了有害有机溶剂对人体的危害。我国住宅建设、能源交通和汽车工业的迅速崛起，带动了建筑涂料、道路标志涂料、汽车涂料、防腐涂料和卷材涂料等市场需求大幅增长。此外，近年来欧盟和我国相继制定了一些环保法规来限制VOC排放，也为水性涂料发展带来了很大的空间。
嘉宝莉集团水性漆事业部总经理朱延安认为，水性聚氨酯木器涂料的前景值得关注。中国是木制玩具、工艺品和家具出口大国，传统的木器涂料已经不能满足环保要求，水性木器涂料在性能和施工条件上已有超越传统涂料的趋势。据介绍，目前水性涂料主要还是以丙烯酸乳液为主要成膜物质，但是存在易开裂、柔韧性不足、抗黏连性差等不足，而水性聚氨酯优异的柔韧性、成膜性、丰满度，通过加入复配即可提高漆膜的性能。因此，在中高端水性木器漆中，以水性聚氨酯为成膜物质，可满足透明性以及优异的抗划伤、抗黏连、柔韧性、成膜性、耐化学品性的要求。
保温建材：极具增长潜力
“建筑保温市场是另一个很有前景的领域。目前，虽然聚氨酯硬泡在建筑保温市场平均使用量不足10%，但由于性能突出，增长速度较快，市场占有率大幅提升，特别是在温差较大、节能标准较高的地区市场占有率提升更多。如在北京市老旧小区综合改造项目中，硬泡聚氨酯的市场占有率从2012年的50%增长到2013年的76%。”中国聚氨酯工业协会副秘书长李建波告诉中国化工报记者。
“自GB8624-2012在2013年实施以来，行业内竞相开展B1级聚氨酯保温材料开发，研究方向主要集中在阻燃性结构聚醚研发，生物基、植物油基聚醚，三聚氰胺改性聚醚等相继通过鉴定验收；含有阻止自由基聚合的不饱和多元醇、高耐热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应用前景。”朱长春说。
据安徽大学杨建军教授介绍，聚氨酯保温建材阻燃技术发展主要有无卤化、抑烟化和无毒气化的趋势。目前，材料阻燃主要有两种方法：一种是添加阻燃剂，另一种是在分子结构中引入阻燃元素。添加阻燃剂依然应用比较广泛，但添加量过大会使聚氨酯材料的物理机械性能大幅度下降，影响材料的使用性能。
此外，添加性阻燃剂的一个缺点是时间长了小分子阻燃剂会从泡沫中迁移出来，降低泡沫的阻燃性能。反应型阻燃剂是对聚氨酯泡沫中多元醇的分子机构中引入阻燃元素，在聚氨酯中引入含阻燃元素的多羟基化合物等反应型阻燃剂，或在聚醚多元醇结构中引入阻燃元素而获得阻燃性能，实行本质阻燃改性。这种方法具有阻燃性能持久、对物理机械性能影响较小等优点，同时可以使聚氨酯材料具有更高的耐热性、尺寸稳定性和压缩强度，是目前聚氨酯阻燃改性的研究重点。通过微胶囊和纳米复合材料等技术，开发稳定、低毒、廉价、低用量的阻燃剂是一个重要的研究方向。
中国化工报记者了解到，南京红宝丽、江苏绿源、联创节能公司等都推出了自主研发的新型阻燃聚氨酯建筑保温材料。
“建筑保温市场具有很大的增长潜力。我们公司现在年产18万吨聚氨酯组合聚醚，是亚洲最大的聚氨酯硬泡组合聚醚制造商。今年3月，公司研制的难燃型硬泡聚氨酯复合保温板外墙外保温系统通过专家鉴定。该项目通过实现结构阻燃的方式，突破了传统的外加阻燃剂技术，实现了防火阻燃，填补了国内空白。”南京红宝丽集团股份有限公司董事长芮敬功告诉记者。
江苏绿源新材料有限公司董事长林永飞在接受中国化工报记者采访时也表示，既有建筑和新建建筑外墙保温市场非常大，企业现在拥有年产1000万平方米的聚氨酯保温板材生产线，致力于开发B1级难燃、低烟、低毒聚氨酯材料。
山东联创节能新材料股份有限公司开发出LCPU产品，具有良好的保温性能、防水性能、尺寸稳定性、防火性能，可以广泛应用于薄抹灰外墙外保温系统、保温装饰一体化系统、屋面保温系统等，应用前景看好。
朱长春表示，目前中国聚氨酯工业协会正在积极组织行业内相关企业，在全国范围内开展聚氨酯外墙保温材料技术推广活动，与政府主管部门、应用单位对接，扩大宣传，提高认识；另一方面倡议开展行业自律和规范生产经营，严格遵守市场规则，净化市场环境，促进聚氨酯保温材料持续健康、有序发展。
相关评论
观点大家谈 产业将进入平稳发展期
中国聚氨酯工业协会秘书长朱长春：中国聚氨酯工业产生于上世纪60年代。改革开放后，行业得到了突飞猛进发展。特别是近10年来，基础原料产业不断壮大，产业升级步伐稳步加快，技术创新水平不断提高，生产规模逐步扩大，产品质量稳定上升，尤其是相关下游产业强势发展，为聚氨酯带来了巨大的市场机遇。目前，中国生产了全世界95%的冷藏集装箱、60%的鞋子以及70%的玩具，不仅是世界第二大经济体，也是聚氨酯的第二大消费市场。
但是，随着全球经济环境的变化，以及国内经济增速放缓，预计未来几年我国聚氨酯工业会进入到一个平稳发展时期，市场的需求不可能有爆炸性增长，对此行业应该有明确的认识。
TPU轮胎将带来革命
上海应用技术学院教授黄茂松：热塑性聚氨酯弹性体橡胶（TUP）轮胎比橡胶轮胎具有优良的耐磨性、均匀性和生产操作简易、成本低等优点。
目前，TPU只能制作慢速轮胎，耐高温性差是制约聚氨酯轮胎应用的主要原因。这是因为在制动过程中，由于轮胎胎面与路面摩擦时，热量积累快、升温快，导致轮胎性能下降。采取三聚异氰脲酸酯为固化剂的聚氨酯弹性体，可耐170℃高温，最高可达210℃，且耐撕裂强度和耐磨性还有所提高。随着聚氨酯材料性能不断提高和轮胎制造工艺不断改善，大规模生产TPU轮胎不久将成为现实，并给轮胎工业带来革命。
水性聚氨酯技术研发提速
中国聚氨酯工业协会副秘书长吕国会：在水性聚氨酯的技术和产品方面，近年来我国取得了突出成果。
在水性聚氨酯鞋胶方面，中科院福建物构所和福建创鑫科技公司、华南理工大学和广东东方树脂公司分别联合开发了鞋用胶，嘉兴禾欣化学公司开发了水分散热熔胶；在水性聚氨酯合成革方面，烟台万华化学开发了革树脂，广州产协高分子公司开发了涂饰剂，烟台道成化学公司开发了涂料、涂饰和黏合剂，江苏宝泽高分子公司开发了涂饰剂，浙江丽水优耐克公司和德美博士达公司分别开发了2万吨/年的革树脂项目；在水性聚氨酯涂料方面，广州嘉宝莉化工公司开发了清漆，北京东方雨虹公司开发了地坪漆，佛山高明同德化工开发了吸塑胶，淄博嘉丰化工公司开发了木器漆，中科大、安徽大学、合肥科天化工公司联合开发了汽车漆和木器漆。
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