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聚氨酯樹脂

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中文名;聚氨酯樹脂 外文名;Polyurethane 別稱;聚烏拉坦泡沫膠 CAS號;9009-54-5 分子式;C3H8N2O 分子量;88.1084

聚氨酯（PU），全名為聚氨基甲酸酯，是一種高分子化合物。1937年由奧托·拜耳等制出此物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大類。他們可製成聚氨酯塑料（以泡沫塑料為主）、聚氨酯纖維（中國稱為氨綸）、聚氨酯橡膠及彈性體。

軟質聚氨酯主要是具有熱塑性的線性結構，它比PVC發泡材料有更好的穩定性、耐化學性、回彈性和力學性能，具有更小的壓縮變型性。隔熱、隔音、抗震、防毒性能良好。因此用作包裝、隔音、過濾材料。

硬質聚氨酯塑料質輕、隔音、絕熱性能優越、耐化學藥品，電性能好，易加工，吸水率低。它主要用於建築、汽車、航空工業、保溫隔熱的結構材料。

聚氨酯彈性體性能介於塑料和橡膠之間，耐油，耐磨，耐低溫，耐老化，硬度高，有彈性。主要用於製鞋工業和醫療業。聚氨酯還可以製作粘合劑、塗料、合成革等。

聚氨酯出現於20世紀30年代，經過近八十年的技術發展，該種材料已經廣泛應用於家居領域、建築領域、日用品領域、交通領域、家電領域等。

PU發展概況

聚氨酯（PU）最早是在20世紀30年代，由德國科學家研發而成，德國科學家將液態的異氰酸酯和液態聚醚或二醇聚酯縮聚生成一種新型材料，該材料的物理性能參數與當時的聚烯烴材料並不相同，科學家將其命名為聚氨酯。隨着第二次世界大戰結束，美國化工製造業蓬勃發展，並在20世紀50年代合成了聚氨酯軟質泡沫塑料，這是當時化工行業具有里程碑意義的重要研究，為日後聚氨酯行業發展提供了堅實的技術基礎。

全球PU市場情況

全球聚氨酯市場主要遍布於歐美發達國家，亞太地區主要以中國、日本、韓國為代表，以上國家和地區占據了全球聚氨酯市場總量的90%，其中我國的聚氨酯消費總量占據全球的半壁江山。全球聚氨酯製品種類繁多且應用於各個領域，到2016年底全球的聚氨酯總產量已經達到2200萬t左右。

國內PU市場情況

我國的聚氨酯產業主要集中在長三角地區，近些年隨着工業製造技術不斷發展，以煙臺為中心的環渤海生產區、珠三角生產區以及西北製造產業基地都在蓬勃發展中。迫於國內的環保壓力，各個企業開始尋求轉型，以打造綠色化、環保化的聚氨酯生產工藝為主要發展方向，逐漸淘汰落後產能。預計在未來幾年內，我國的聚氨酯製品將主要應用在建築領域、家具領域和體育領域，到2016年我國的聚氨酯消費量已經達到1100萬噸，為我國創造直接經濟效益約3500億元。

主要原料市場概況

聚氨酯主要原料包括二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）、甲苯二異氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG），目前都已成為國際化商品。這些原料的生產技術和設備都很複雜，產品競爭相當激烈，長期發展的結果使生產相對集中。

異氰酸酯是異氰酸的各種酯類總稱。若以－NCO基團的數量分類，包括單異氰酸酯R－N=C=O和二異氰酸酯O=C=N－R－N=C=O及多異氰酸酯等；也可以分為脂肪族異氰酸酯和芳香族異氰酸酯，目前芳香族異氰酸酯的使用量最大，如MDI、TDI等。

（1）MDI

MDI的生產技術和設備要求都比較複雜，生產技術被全球數個巨型企業控制。全球95%以上的MDI生產企業集中在亞洲和歐洲地區。2者相比，歐洲市場的增長速度不及亞洲，但是其MDI產業起步早，市場也較為成熟。

2015年6月1日中韓自由貿易協議正式簽訂，使聚氨酯原料的稅率發生了變化，中國聚合MDI出口稅率下降的速度較進口稅率下降的速度快。隨着國內聚合MDI市場產能、產量的增加，進口依存度降低，出口依存度增加，中韓自貿協議的執行對於中國聚合MDI出口的影響將明顯大於對聚合MDI進口的影響。

（2）TDI

2015年，我國各地區TDI價格走勢波動很大，廠家堅挺報盤成為TDI價格上揚的唯一驅動力，可是，隨後受需求的影響，走勢幾度下滑，屢破新低。2015年全年價格區間都低於前2年價格，TDI市場的高位已然不復存在。另外，2015年國內TDI廠家的整體開工率都比2014年低，從而導致產量縮減許多。

（3）PPG

PPG是生產聚氨酯產品的主要原材料之一，在聚氨酯泡沫塑料中的使用量可以達到90%以上，使用量占比最大。由於聚醚多元醇的生產裝置規模較大，生產能力主要集中在巴斯夫、拜耳、陶氏化學、殼牌等幾家大型跨國公司。我國的聚醚多元醇生產廠家只有通過技術引進、自主研發等形成了一定規模。近年來，隨着大型廠家的擴產，聚醚多元醇的品種規格基本齊備，產品質量及穩定性也大幅提高。

PU製品分類

聚氨酯製品主要包括以下幾種：泡沫塑料、彈性體、纖維塑料、纖維、革鞋樹脂、塗料、膠粘劑和密封膠等，其中泡沫塑料所占比重最大。

聚氨酯泡沫塑料

聚氨酯泡沫塑料分為硬泡和軟泡2種，具有優良的彈性、伸長率、壓縮強度和柔軟性，以及良好的化學穩定性。此外，聚氨酯泡沫塑料還有優良的加工性、粘合性、絕熱性等性能，屬於性能優良的緩衝材料。

聚氨酯材料的生產已經遍及整個北美地區。據悉，北美聚氨酯泡沫市場總體的年均增長率有望達到6%左右。估計截止2020年，增長領域主要集中在住宅及工業中噴塗聚氨酯泡沫應用的市場中，以及軍事應用等。此外，聚氨酯還將被應用於醫療行業，對傷口進行及時有效的處理。

聚氨酯彈性體

聚氨酯彈性體由於其結構具有軟、硬2個鏈段，因此可以通過對分子鏈的設計，賦予材料高強度、韌性好、耐磨、耐油等優異性能，被稱為「耐磨橡膠」的聚氨酯同時具備了橡膠的高彈性和塑料的剛性。

在過去的1年中，由於原油價格大幅度下跌，在全球經濟大蕭條的背景下，我國聚氨酯彈性體市場同比增長較前幾年發展緩慢，失調的供求比例嚴重導致了聚氨酯彈性體價格一路低迷。但這種現象，僅出現在傳統聚氨酯產品中。科技含量以及創新度較高的彈性體產品如納米聚氨酯彈性體材料的市場前景，還是非常可觀的。

聚氨酯纖維塑料

2015年，氨綸市場整體價格一路下跌，各規格氨綸絲的價格都已跌至歷史最低點，甚至已經刷新了歷史新低。截止2015年底，40D氨綸主流報價低至36000元/t左右，較年初降幅已達到25.47%，創造了周期內的歷史新低。

從產業鏈的上下游來看，聚氨酯纖維塑料目前遭遇的這種狀況，受制於經濟大環境的持續不景氣，下游製造領域產銷不旺盛，供大於求，壓貨嚴重；另一方面還由於原材料價格的大幅下行。

氨綸價格的一路下挫，導致行業利潤下降。新智能產能不斷釋放，造成供應過剩，更是令氨綸市場受到強烈衝擊。再加上氨綸下游產業資金緊張，產業鏈的惡性循環，令2015年1～11月我國氨綸進口量暴跌，供需矛盾，已經成為氨綸價格下跌的硬傷。

我國自20世紀50年代開始展開對聚氨酯塗料的研發與應用工作。隨着社會大眾物質生活水平的不斷提升與改善，有關汽車加工、家具製造加工、石油化工、機械工業、橋樑船舶等一系列產業的發展速度不斷提升，聚氨酯塗料憑藉其突出的性能優勢，開始進入快速發展的全新階段。據統計數據顯示，自1980-2004年期間，各個行業領域中有關聚氨酯塗料的使用量呈現出了非常快速的發展趨勢，聚氨酯塗料總使用量實現了自0.17萬～20萬t的突破式發展，聚氨酯塗料產量僅次於醇酸樹脂漆塗料、丙烯酸樹脂漆塗料以及酚醛樹脂漆塗料，成為了塗料領域中的第四大品種，並且這一發展趨勢延續至今，其產量以及使用範圍仍然保持着非常快速的發展趨勢。

在有關聚氨酯塗料的生產加工企業中，負責聚氨酯塗料研發應用的企業多集中分布於珠三角以及長三角地區，截至目前所開發聚氨酯塗料品種達到60餘種。需引起注意的是，受資金投入及技術開發力度等因素的影響，多數有關聚氨酯塗料的開發企業以合資企業、外商獨資企業以及國內規模較大生產企業為主，市場定位以中高檔商品為主，鄉鎮企業則多以低檔產品為主要定位。

從聚氨酯塗料研發應用的角度上來說，最為主流的仍然表現為雙組分聚氨酯塗料，它在木器家具塗裝等領域中應用範圍不斷擴大與提升。除此以外，單組分聚氨酯塗料仍然在汽車加工、地下室防水等領域中有着非常強的應用優勢，此類塗料以聚氨酯為主要材料，在各類色漆以及清漆生產中有着非常好的應用價值。新研發丙烯酸聚氨酯漆選用縮二脲作為固化劑，在汽車修補用漆中的應用價值相當可靠。尤其對於輕型汽車、大型客車以及麵包車而言，車輛加工中的塗裝功能非常值得肯定，市場前景相當可觀。在丙烯酸聚氨酯塗料基礎之上研發的多類新型聚氨酯塗料還可以在其他製造加工領域中發揮應用價值，以滿足家電、火車等加工物對加工質量所產生的要求。

除此以外，可適用於地板塗裝、機床塗裝、航空航天設備表面塗裝等領域的專用聚氨酯塗料正處於加速開發與研究階段當中。有關報道中針對目前聚氨酯塗料的分類、特點以及應用領域進行了綜述與分析。

參考來源

水性聚氨酯樹脂塗膜沸水浴實驗