聚氨酯产业链
聚氨酯材料的产业链较长,上游的原料是异氰酸酯和多元醇,其中异氰酸酯主要为MDI、TDI以及PAPI,多元醇可分为聚醚多元醇和聚酯多元醇。聚氨酯材料的直接下游为塑料、弹性体、胶黏剂°、涂料、纤维等树脂初级制品,而后这些初级制品可以进一步应用到制鞋工业、建筑工业、家具工业、家电工业等生活中的方方面面,这些构筑了聚氨酯产业链的终端下游。
中国的产业格局
我国的聚氨酯产业起步相对于发达国家较晚,但当下我国已发展成为全球最大的聚氨酯生产国和消费国。进入到21世纪,我国聚氨酯产业的龙头企业异军突起,在突破了大规模合成的技术和工艺壁垒后,我国行业内龙头企业凭借规模优势、成本技术领先的“超级基地”迅速占领市场。此后,我国聚氨酯产业在生产规模、产品种类、技术水平等领域开始持续进步,部分产品已经成为世界最强。
“十三五”期间,我国已成为全球最大的聚氨酯原材料和制品的生产基地及应用领域最全的地 区,主要原材料产 能占比均超过全球产能的1/3。2020年我国各类聚氨酯产品的消费量已达1175万吨(含溶剂),聚氨酯工业开始进入高质量发展时期。
至2019年,中国本土聚氨酯原料异氰酸酯的企业共有六家,包括万华化学、甘肃银光、东南电化、中国化工沧州大化和烟台巨力等,尤以烟台万华为强。
TDI方面,有6家本土企业具备生产能力,产能最大的为万华化学的30万吨,最小为葫芦岛连石5万吨。全球产能为352万吨,国内产能达到119万吨,占比34%。
MDI方面,我国的生产厂家仅有万华化学一家,正是由于烟台万华的崛起,中国从MDI进口国变为MDI出口国。此外,巴斯夫、科思创Q亨斯迈等多家公司在我国投资新建或扩建MDI工厂。
截至2020年底,全球MDI的总产能为899万吨,其中万华以260万吨/年的产能成为全球最大的MDI制造企业,目前在全球MDI市场占比近30%。
2021年5月初,万华化学官网发布了万华化学(宁波)有限公司MDI/HDI技改扩能一-体化项目环境影响评价信息公开公告。此次万华化学宁波MDI装置60万吨/年的技改项目投产后,万华化学的全球MDI产能将达到320万吨,市占率达到32%,进一步巩固聚氨酯行业龙头地位。
聚氨酯具体应用
1、泡沫材料是聚氨酯材料最大的应用形态,又可以进一步分为硬泡塑料和软泡塑料两类。硬泡塑料具有优良的隔热性和机械强度,主要应用于建筑领域和冷链领域,软泡塑料在柔软性和高回弹性等方面优势显著,主要用于沙发等软体材料。
2、聚氨酯合成革目前是代替动物皮革最好的人造皮革,广泛应用于制鞋、箱包、围脖等。
3、C.A.S.E.类产品包括涂料、胶黏剂、密封胶和弹性体。绝大多数C.A.S.E.材料的固化物(除去水和溶剂后)是非泡沫弹性聚氨酯材料。近十年里,C.A.S.E.材料无论是增长的绝对速度还是在聚氨酯产品中的占比都高于其他产品,优秀的耐水性、耐磨性、耐高温以及胶黏性使其具有很宽的应用领域。
4、聚氨酯类涂料可以用做汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。
5、PU胶黏剂和密封剂可广泛应用于电子电器、建筑建材、汽车与交通运输等众多领域,是聚氨酯中增长较快的细分领域。我国已经成为全球PU胶黏剂和密封剂的消费中心,全球企业的生产也逐渐向我国转移,产品产销量保持高速增长。根据中国胶粘剂和胶粘带工业协会发布的《中国胶粘带和胶粘剂市场报告及“十三五”发展规划》显示,“十三五”期间,我国胶粘剂行业仍处于重要发展机遇期,销售额年均增长率为8.3%,2020年末我国胶粘剂产量达1033.7万吨,销售额达1328亿元。
6、我国PU弹性体中,热塑性聚氨酯°弹性体(TPU)为较典型的产品。近几年来国内TPU市场需求表现出持续增长的态势,年均增长率超过10%。当下,受原料异氰酸酯价格波动影响,行业出现分化,小厂商部分关停产能,而包括华峰、巴斯夫、美瑞等老牌生产商不断扩线、增产,加速抢占市场,行业集中度继续增加。我国已经成为全球最大的TPU市场,需求增速强劲。预计未来几年,我国TPU消费量将保持年均10%的增长速度,2022年TPU消费量将达到64万吨。
此外,聚氨酯材料还有一种特殊的纤维形态,简称为氨纶。氨纶是一种弹性纤维,是聚氨酯在纺织服装领域应用的主要产品。我国是全球最大的氨纶生产国,当下供需严重错配,行业面临整合机遇,若未来新增产能全部按计 划投产,2021 年氨纶行业CR5将提升至67%。
五、发展趋势
聚氨酯材料经过几十年的发展,已经涵盖了生产生活中的各个方面,但未来仍有广阔的发展空间。
1、硬质泡沫是聚氨酯材料的最大单一应用形态。在建筑保温材料外墙领域,我国聚氨酯硬泡占比为7%,而美国为65%,还有很大的提升空间。其次,我国冷链物流的高速发展将会为硬泡带来更大的需求。
2、聚氨酯软泡由于舒适性强,适用于瑜伽垫等体育器械和拳击手套等体育器材,符合我国服装行业的消费升级和全面健身的发展趋势。
3、使用复合型高密度聚醚型的聚氨酯材料,可以制备成具有记忆功能的材料,其具有黏弹特性,可随头颈位置的改变,自动发生形状的改变,随时保持与颈部紧密贴合,不让头部滑落造成“落枕”。此外,记忆型材料用于人体力学,能够吸收冲击力,具备记忆变形,自动塑型等功能。
4、聚氨酯可以用来制造道床固化材料,可以充分发挥聚氨酯材料良好的弹性、稳定性、耐磨等优点,解决了有砟轨道桥隧区段养护维修困难的技术难题,同时具有良好的减振降噪功能,为城市轨道交通提供了一种合适的轨道结构形式。
5、塑胶跑道是由聚氨酯弹性体等材料组成,具有一定的弹性且可以上色,聚氨酯塑胶操场有着普通操场无法比拟的优势,是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪材料。随着我国经济社会的不断发展,国家也加大了对文化教育的投入可以预计,塑胶跑道行业将会保持持续发展动力。