一、概述
聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。PU制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半硬质泡沫;非泡沫制品包括涂料、胶粘剂、合成革、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最为广泛。
二、2004-2009年我国聚氨酯产业发展情况
根据英国研究集团IAL Consultants预测过,中国聚氨酯产量到2004-2009年期间将年增长7.8%,这将使中国聚氨酯产量从2004年的270万吨提升至2009年以后的400万吨以上。国内聚氨酯需求动力包括较高的可支配收入导致对家具需求的增加。IAL也指出建筑和旅游业的繁荣也导致大量宾馆进行重新整修,从而增加了对聚氨酯的需求。柔性聚氨互泡沫产量预计将年增长11.1%至2009年的82.2万吨。用作绝缘材料的硬质聚氨酯(PU)泡沫产量将增长,但其用于冰霜的需求在中国东部市场接近饱和,IAL称。这家英国研究集团称原材料短缺可能会限制中国PU工业的增长,近年来中国PU工业一直呈两位数字增长。新MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)产能未能快速投产以满足日益增长的全球需求。在一份单独的报告中,IAL也已预计西欧PU产品产量将年增长2.2%至2009年的360万吨。用于冰霜和冰柜的硬质PU产品市场需求已饱和,但该市场仍在增长,因为顾客日益喜欢美国风格的贮藏冰霜。在2009年11月6日的中国聚氨酯原料技术与市场论坛上了解到,聚氨酯上游原料产量增长非常快,从原料增长速度可以预见到聚氨酯行情的发展将是多么风华正茂,我国确实已成为原料MDI、TDI产能和产量增长最快的地区,自给率稳步提高。同时,受益于建筑节能、汽车工业、高铁地铁、新能源、轻纺工业等领域的强劲拉动,聚氨酯产业将成为新的经济增长点,国内很多专家认为,我国聚氨酯产业风景正好。如山东烟台万华聚氨酯股份有限公司是我国生产MDI的龙头企业。该公司市场部分析师晋艳丽说,烟台万华目前在烟台和宁波两地共拥有MDI年产能50万吨。宁波万华年产30万吨MDI二期工程将于2010年建成投产,届时烟台万华MDI总产能将达到80万吨,宁波也将成为全球最大的MDI生产基地。因此,在全球金融危机的背景下,我国聚氨酯产业仍然能保持平稳发展的关键原因在于:国家出台的十大产业振兴规划,除物流外,其他九大产业均与聚氨酯相关,这大大缓解了金融危机带来的负面影响。另外,我国高度发达的轻纺工业和强大的石化产业支撑了聚氨酯产业的发展。而聚氨酯硬泡具有优良的保温性能,是实现国家建筑节能目标不可缺少的一种理想保温材料。在新能源方面,聚氨酯复合材料是必不可少的一种新材料。此外,聚氨酯枕木、聚氨酯轨枕垫板等在高铁、地铁、城市轨道交通中也有广泛应用。
三、世界各地聚氨酯与下游行业新品开发情况
1. 美国
1.1 美国Innovative Polymers公司
美国高性能聚氨酯产品专业生产商Innovative Polymers公司凭借先进的技术近期开发出两款聚氨酯新品。其中一款光学透明、紫外线稳定型聚氨酯产品可在20分钟内快速凝固,另一款高性能聚氨酯产品符合美国UL94V-O燃烧测试标准,并可在90秒内迅速凝固。牌号为OC-7086的透明硬质聚氨酯是专为手动和真空铸造而设计生产的,可在常温下3到4小时后脱模。凝固后的系统具有8%的延伸率,弯曲模量为350,000psi,热变形温度达54℃高温下的再次固化可使得抗张强度从8000psi提高至10500psi,热变形稳定达到95℃。TP-4015系列黑色聚氨酯阻燃剂专为混合设备使用设计,常温下40-50分钟内便可完成脱模。凝固后的系统延伸率为18%,弯曲模量达168,300psi,近似高密度聚乙烯,热变形温度为110℃。高温下再次固化后抗张强度达6200psi,热变形温度达116℃。
1.2 美国American Excelsior公司
总部位于美国得克萨斯州的侵蚀控制产品和包装产品生产商American Excelsior公司最近推出了其Earth-Flex系列聚氨酯泡沫产品,这一原料为可循环材料的软泡和聚氨酯铸模泡沫系列产品的生产于上个月底开始。与传统软泡使用石油基原料进行生产不同,Earth-Flex泡沫生产中的所用到的原料包括大豆多元醇等可循环材料,以达到公司所提倡的绿色环保的目的。AmericanExcelsior在美洲拥有五处生产工厂,其所提供的聚氨酯软泡产品被广泛应用在家具、包装、制药、汽车、航海、休闲等领域,而模塑浇注型泡沫也在医药和座椅中有所应用。American Excelsior公司营销副总裁Ken Starrett表示,“这种软泡
业务新添的Earth-Flex系列产品是公司在绿色环保泡沫产品领域的又一次成功实践。”
1.3 霍尼韦尔公司
2009年5月底,霍尼韦尔公司宣布,其最新推出的HFO-1234ze推进剂(抛射剂)目前正在欧洲应用于某些工业喷雾清洁产品,该新型推进剂可降低这些喷雾清洁剂的全球变暖效应高达99.6%。根据欧盟标准,HFO-1234ze不可燃,臭氧消耗潜值ODP为0,全球变暖潜值GWP为6。在某些喷雾剂应用领域,HFO-1234ze可直接替代GWP值为1300的HFC-134a。GWP用以衡量某种气体对全球变暖的影响,是一种将该气体与CO2进行比较的相对尺度,后者的GWP值为1。“我们这种新型低GWP推进剂可直接替代HFC-134a等现有的气雾产品,在实现同等功能的同时又具有卓越的环保特性”,霍尼韦尔氟产品业务部的新产品创新业务总监Bjorn Hofman说。“这给我们欧洲客户的高GWP产品提供了环境友好解决方案,并再次证明了我们的低GWP产品平台能够满足各类终端应用领域中全球客户的需求”。霍尼韦尔开发出高性能、低GWP系列产品,应用领域包括汽车空调系统、喷雾推进剂及用于制造聚氨酯和挤出聚苯乙烯绝热泡沫材料的发泡剂等。
2. 中国
2.1 青岛新宇田化工有限公司
经过2年的开发,汇集了3个团队的集体智慧,青岛新宇田化工有限公司成功开发出以水性聚氨酯为含浸树脂的超纤基布生产工艺,目前已经取得中试成功。该超纤基布除了具有采用普通油性湿法树脂做出的超纤耐水解、透气性好、耐久性好、仿真皮效果佳的特点以外,还具有手感亲肤性好、弹性好、环保无污染的特点,并且成本较油性树脂超纤上升不多。
以水性聚氨酯为含浸料的超纤基布一直是国内外人造革行业的开发热点,它是解决目前人造革行业对环境污染的根本途径。据称日本可乐丽公司已经开发成功,并将于近期推向市场。由于开发该工艺需要树脂厂和皮革厂密切配合,而很少有公司集树脂开发和制革开发于一体,所以产品开发难度较大。青岛新宇田化工有限公司自多年前就开始致力于水性聚氨酯技术的开发,去年开始主攻水性聚氨酯为含浸料的超纤基布工艺开发,共分为3个开发小组,特意聘请了具有20多年制革经验的制革工程师并与下游革厂及设备厂家联合攻关。由于汇集了行业内的精英团队,加上本身在油性超纤树脂方面多年的经验积累,开发速度快,从试验室小试到最终的大机设备生产用时不到2年。目前已经有中试产品数百米超纤基布,经过各方面物性检测均达到或超过油性超纤的水平。
2.2 山东烟台万华公司
在金融危机肆虐,化工产品市场普遍萎缩的大背景下,亚太地区最大的MDI生产企业烟台万华集团非但没有受挫,反而依托自身技术、人才和原材料优势,积极挺进下游环保板材和节能建材市场,进一步拓展自身产业链。记者日前在烟台万华采访时获悉,该企业自主研发的两款环保新产品——禾香板(秸秆生态板)和聚氨酯建筑保温材料将于近期大规模投放市场。据烟台万华有关负责人介绍,该公司此次推出的两款新产品都具有很高的节能和环保价值。禾香板是以农作物秸秆为主要原料,用不含甲醛的聚氨酯(改性MDI)生态胶黏合制成的一种人造板材。该产品实现了甲醛零释放,可广泛应用于室内装修、家具制造、地板及包装材料等领域。在建筑材料领域,烟台万华以保温节能为出发点,相继开发出包括聚氨酯外墙保温装饰一体化系统、外墙保温复合板系统、外墙保温现场喷涂系统以及适用于建筑外墙保温材料生产的聚氨酯外墙保温组合料在内的“3+1”产品体系。在实现相同节能效果的前提下,25毫米厚的万华聚氨酯硬质泡沫保温层的保温效果相当于380毫米厚的混凝土或860毫米厚的普通砖,比时下流行的EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)保温板材薄40%左右,而且具有阻燃防火效果。据烟台万华集团工会副主席田洪光介绍,为了满足日益增长的市场需求,烟台万华已经或即将在山东烟台、湖北公安、河南信阳等农作物秸秆丰富的地区建立了多个区域性加工厂,进军下游板材和建材市场。
3. 日本
3.1 日本Opelontex公司
2009年期间报道,总部位于东京的日本Opelontex公司成功推出阳离子可染氨聚氨酯弹性纤维“LYCRA®fiberT909B”作为泳衣面料。该种面料具有良好的伸缩性能并对泳池里的氯成份具有良好的抵御性能,可以使生产出来的泳衣达到功能性和美观性的和谐统一。 Opelontex公司是世界纺织业巨头英威达(INVISTA)和日本本土公司东丽(TORAY)的合资企业,是经英威达授权的日本LYCRA面料经销商。
4.安士澳公司
安士澳公司旗下Resinlab最近推出UR
3005系列聚氨酯密封粘合剂新品。UR3005系列粘合剂由聚丁二烯改性聚氨酯制成,该产品具有低吸水性能,在低温环境下延伸率高,将其浸入60摄氏度温水中吸水量不到1%。UR3005系列粘合剂在10到20分钟内即可粘合,24小时内可充分粘接,并可根据客户要求缩短或延长粘接时间。这种粘合剂对许多塑料制品和金属制品都具有良好的粘附力和低收缩性,快速升温固化,硬度系数不会随温度变化而改变。该产品在125摄氏度高温下也可长期使用。Resinlab技术人员形容该产品是Resinlab产品目录的重要“新成员”,该粘合剂粘合速度快并且牢固。
5. DNP公司
作为合资企业Bioamber公司股东之一的DNP Green Technology公司日前与加拿大国家研究理事会生物技术研究所(NRC-BRI)达成协议,决定对其生产生物基琥珀酸的相关技术进行革新换代。琥珀酸是多种化学品生产中必须使用的结构单元,譬如聚氨酯、聚酯、聚酰胺等。DNP公司称Bioamber的生物基琥珀酸生产技术安全可靠、绿色环保、造价低廉,是传统石化型琥珀酸的绝佳代替品。并且这项技术在生产时需要消耗二氧化碳,这和传统石化型产品排放二氧化碳的缺点截然不同。DNP公司研发部门副总裁Dr.Laurent Bernier表示:“与NRC-BRI的合作可以加快我们在微生物研究领域的进程,以更快地产出更好的生物基琥珀酸及其衍生物。”Bioamber总部位于普林斯顿,是美国DNP Green Technology公司和法国Agro-Industrie Rechercheset Developpements(ARD)公司的合资企业。
四、结束语
回顾2008年下半年以及2009年上半年期间,由于全球经济的衰退,聚氨酯行业仍在寒冬中艰难前行。业内人士指出,即使经济下滑止步,也会有众多的聚氨酯企业面临包括缩小规模、兼并、售出资产、关闭工厂等一系列的重组整改措施。但是,当时国际上也有部分人士认为,如来自陶氏聚氨酯业务部的Doug Warner说道:“消费者的信心是聚氨酯行业转暖的关键,聚氨酯行业所涉及的下游,从家电、汽车、家具、床品到建筑,对消费者信心的反应是极敏锐的,正是由于信心受挫,需求骤降,聚氨酯行业才倍受打击。也正是由于聚氨酯行业对经济状况的反应较为灵敏,一旦未来经济回暖,这个行业也可以最先受惠。所以未来只要消费者重塑信心,市场对聚氨酯的需求将大幅攀升。”
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