我国聚氨酯亮点_结构调整及发展方向的评析

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化学推进剂与高分子材料
Chemical Propellants & Polymeric Materials
2016年第14卷第5期
· 1 ·
我国聚氨酯亮点、结构调整及发展方向的评析
黄茂松
(上海应用技术大学材料科学与工程学院,上海 201418)
摘 要:提出了我国聚氨酯
(PU )产业三大亮点和PU 供给侧改革重点任务,重点叙述了PU 材料在汽车、高速铁路、城市建设、海洋工程、高速公路、输电网等战略性新兴产业中的应用前景。

指出了3D 打印PU 、煤基PU 、生物基PU 和CO 2基PU 等新型材料未来发展前景及被动式超低能耗绿色建筑为PU 外保温材料带来难得的新机遇。

关键词:聚氨酯;脂肪族二异氰酸酯;高速铁路;汽车材料;生物基;煤基
中图分类号:TQ323.8 文献标识码:A DOI : 10.16572/j.issn1672-2191.201605001
收稿日期: 2016–07–11
作者简介: 黄茂松(1936–),男,研究员,中国聚氨酯工业协会高级顾问暨专家库专家,从事聚氨酯材料应用研究工作。

电子信箱: Jrpchem@
1 我国聚氨酯产业亮点
目前,我国聚氨酯(PU )产业存在3大亮点:①PU 全球影响力明显提升;②长三角地区、环渤海地区和珠三角地区均将成为我国乃至全球PU 产业发展最前列地区;③PU 已被国家列为重点发展的新材料。

1.1 PU 全球影响力明显提升
据中国聚氨酯工业协会报道
[1]
,2015年中国
PU 消费总量为960万t ,占全球消费量的45%,连续数年位居全球第一,中国已成为全球PU 发展的主要推动力。

全球PU 跨国公司将MDI (二苯基甲烷二异氰酸酯)、TDI (甲苯二异氰酸酯)、HDI (己二异氰酸脂)、IPDI (异佛尔酮二异氰酸酯)等异氰酸酯关键原料在中国的产能扩大,并将PU 研发中心和生产基地建在中国。

跨国公司聚焦中国发展PU 是中国PU 全球影响力提升的重要标志之一。

随时间推移,中国PU 全球影响力将越来越明显。

1.2 长三角地区、环渤海地区和珠三角地区均将成为我国乃至全球PU 产业发展最前列地区1.
2.1 长三角地区
以上海为中心(含江、浙、沪、皖)的长三角地区将成为全球PU 发达地区之一。

该地区是我国乃至全球异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、MOCA (3,3'–二氯–4,4'–二氨基–二苯基甲烷)、匀泡剂、催化剂等PU 重要原料和PU 革、鞋树脂、氨纶、TPU (热塑性聚氨酯)、PU 硬泡、水性
PU 、PU 涂料、PU 胶黏剂和密封剂以及PU 设备制造技术等PU 产品产能和产量最大的地区,也是PU 跨国公司全球性重要研发和生产基地之一。

1.2.2 环渤海地区
以烟台为中心(含鲁、京、津、冀)的环渤海地区将是我国乃至全球PU 发展最快地区。

该地区是我国异氰酸酯、环氧丙烷、聚醚多元醇、PU
硬泡保温材料、PU 弹性体、PU 塑胶跑道等PU 原料产品产能和产量最大、快速发展的地区之一,也是我国PU 重要研发基地之一。

1.2.3 珠三角地区
以广州为中心(含粤、闽、赣、湘、港、台)的珠三角地区是我国PU 对外贸易重要窗口,是海峡两岸PU 企业合作重要区域,也是PU 硬泡、PU 软泡、PU 鞋材、TPU 、PU 轮胎等PU 产品最为发达、最集中地区之一,是我国乃至全球PU 发展最活跃的地区之一。

可以预测,我国长三角、环渤海和珠三角三大地区都将成为我国乃至全球PU 产业发展最前列的区域。

1.3 PU 已被国家列为重点发展新材料
在《中国制造2025》中,新材料是国家十大战略性新兴产业之一。

新材料又分为三大板块:包括先进基础材料、关键战略材料和前沿材料。

所谓先进基础材料是指具有优异性能、量大而且“一材多用”,对国民经济、国防军工建设起着支撑和保障作用的新材料。

.专论与综述.
化学推进剂与高分子材料
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先进石化材料已被列为六大先进基础材料之一(其他包括:钢铁、有色金属、建筑、轻工和纺织)。

聚氨酯树脂被列为六大先进化工材料之一(其他包括:润滑油脂、高性能烯烃材料、氟硅树脂、特种橡胶和生物基合成材料)。

先进基础材料国家规划布局整体发展目标:2025年关键产品性能质量达到世界先进水平,部分达到世界领先水平。

这是历年来由国家层面,首次正式将PU列为重点规划发展的先进新材料,对PU行业既是机遇也是挑战,无疑对我国广大PU产业界人士是重大的鼓舞和鞭策。

2 PU供给侧结构改革方向
供给侧结构改革核心内容是解决低效落后产能与高效需求不足的矛盾。

PU供给侧结构改革的重要任务是去产能、补短板。

2.1 去产能(落后与过剩)
①氯醇法环氧丙烷(PO)
该工艺存在产生大量含氯废水废渣、污染环境、能耗高、丙烯原料消耗大等缺点。

目前该工艺占PO工艺三分之二,“十三五”期间将逐步被淘汰。

②低端聚醚多元醇(PPG)
2014年PPG产能434万t,市场需求量268万t,2015—2016年新增产能100万t,产能明显过剩,去低端PPG产能是PU供给侧改革主要方向。

③低端聚酯多元醇
聚酯多元醇(包括脂肪族和芳香族聚酯多元醇)产能已有数百万吨。

目前现状是低端聚酯多元醇产能过剩,高端聚酯多元醇国内市场基本由国外控制,低端聚酯多元醇产能逐步被淘汰,是市场发展的必然趋势。

④TDI
2015年国内TDI产能已达到140万t,产能过剩率达到52.4%,由此造成国内TDI生产企业开工率明显不足,而德国科思创公司在上海化工园区TDI开工率高于90%,甚至处于生产满负荷状态,科思创具有TDI全球市场优势是开工率高重要因素之一。

⑤溶剂型PU合成革浆料
2014年溶剂型PU合成革浆料产能220万t,
其中含溶剂150万t左右,给环境造成严重污染。

去溶剂型PU合成革浆料落后产能是合成革结构改革重要任务。

⑥溶剂型PU涂料和胶黏剂
溶剂型PU涂料和胶黏剂在PU涂料和胶黏剂产能中占有较大比重。

2014年产能200万t左右,消耗溶剂150万t左右。

由此给环境和人身健康带来严重负面影响,逐步减少此类溶剂型产品是PU涂料和胶黏剂结构改革主要方向。

⑦低品质PU外保温板材
国内现有300多条PU板材生产线,其中一些低品质板材生产线存在板材产品性能和质量不过关的缺陷,由此扰乱了建筑保温市场正常秩序,并给PU保温材料带来严重的负面影响。

此类低质PU板材在建筑市场管理制度健全后必然会被市场逐步淘汰。

⑧低品质PU塑胶跑道
近期国内连续出现塑胶跑道中毒事件,引起了社会对塑胶跑道的质疑。

中毒事件真相是由于使用了溶剂超标的不合格的低品质PU塑胶原料。

国内塑胶跑道生产厂家已有数千家,良莠不齐,应杜绝不合格塑胶跑道进入体育市场。

2.2 补短板
要突破以下产品的关键技术:
①HDI中间原料己二腈
②环保PO国产化生产工艺
突破HPPO(双氧水直接氧化法)和PO/SM(苯乙烯联产法)、PO/TBA(叔丁醇联产国产法)国产化生产技术。

③高端聚醚多元醇
高活性低黏度高相对分子质量聚醚多元醇、高品质慢回弹聚醚多元醇、含硅聚醚多元醇、THF(四氢呋喃)–PO–EO(环氧乙烷)共聚醚、自催化聚醚多元醇、磷腈类催化体系高品质聚醚多元醇、端氨基聚醚多元醇、高性价比无卤阻燃聚醚多元醇、含氟聚醚多元醇等。

④高品质聚酯多元醇
聚碳酸酯多元醇(PCDL)、聚己内酯多元醇(PCL)、高物性耐水解型聚酯多元醇、PIR(多异氰脲酸酯)用聚酯多元醇、高性价比无卤阻燃芳香族聚酯多元醇。

⑤新型关键助剂
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高性价比反应速率可控醇类和胺类扩链剂,水性PU用高效固化剂、扩链剂和交联剂,高性价比PU硬泡环保型发泡剂,低导热系数PU用高效匀泡剂,低雾化高效环保催化剂等。

⑥减振吸声PU软泡
⑦超低导热系数PU硬泡
⑧绿色环保PU合成革
无溶剂合成革树脂、水性PU合成革树脂、TPU合成革树脂。

高性能、高耐久性PU鞋材
物性TPU
熔纺氨纶TPU切片、微发泡TPU、水性TPU、高透气高强TPU薄膜、医用TPU、耐高温TPU、无卤阻燃TPU。

高物性涂料、胶黏剂和密封剂
汽车、高铁、海洋工程、飞机新能源等高端应用领域用高性能PU涂料、胶黏剂和密封剂。

环保型塑胶跑道
无溶剂环保型PU塑胶跑道、水性PU环保型塑胶跑道。

PU基础研究
3 我国PU未来发展方向
3.1 做强异氰酸酯产业是PU未来重要任务
3.1.1 做强MDI和TDI产业
我国异氰酸酯产业发展重点不是做大而是做强。

所谓做强是为国内市场提供更多高品质高性能的异氰酸酯品种,为国内众多PU下游产业发展中高端PU产品创造必要条件,如MDI:应不断推出适于不同下游PU产品和国内战略性新兴产业需求的高品质MDI改性品种,这无疑对我国PU持续平稳发展将起到重大推动作用;TDI:国内已处于产能过剩状态,TDI未来应重点满足开发中高端下游PU产品的不同需求,为开发TDI 改性系列产品,甘肃银光成立了TDI技术研究院,专门为TDI下游PU产业技术服务,此做法值得推广。

3.1.2 加快国产HDI、IPDI和HMDI等应用发展步伐
HDI和IPDI是异氰酸酯重要品种,目前国内市场基本已由BASF、科思创和赢创等跨国公司控制。

万华已实现HDI、IPDI和HMDI产业化,
需加快其下游PU产品产业链推广应用步伐。

3.1.3 突破TMXDI和DDI产业化和应用技术
TMXDI(四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯)具有耐黄变、低反应活性(HDI>HMDI>IPDI>TMXDI)、低黏度、高折光率(1.51)和力学性能良好(所制PU弹性体伸长率比HMDI的高数倍)等优点。

黎明化工研究设计院有限责任公司(以下简称黎明院)已完成了小试研究[2]。

DDI(二聚酸二异氰酸酯)是一种生物基脂肪族异氰酸酯,具有低毒、低水敏感、低黏度、低反应活性等特性。

与其他ADI(脂肪族和脂环族二异氰酸酯)相比,由它构成的PU弹性体具有更优良的弹性和黏结性,是一种水性PU优良的固化剂,在PU合成革、PU涂料、PU胶黏剂和密封剂以及军用领域具有广泛的应用价值。

黎明院和浙江优创材料公司均已完成了小试和中试研究,下一步为加强应用和降低成本的研究[3–4]。

3.1.4 突破CHDI制造技术
CHDI(1,4–环己烷二异氰酸酯)存在2种异构体,反式CHDI/PU弹性体性能优于顺式CHDI/ PU弹性体,除保持脂肪族PU弹性体一般性能外,还具有突出的动态性能、耐水性、耐温性、耐溶剂性和回弹性、透明性。

其反应活性:MDI >TDI>HDI>反式CHDI>IPDI≈顺式CHDI >HMDI。

CHDI是PU轮胎和医用PU优良材料,目前只有杜邦等在生产[5]。

3.1.5 加快ADI非光气法产业化步伐
非光气法ADI生产技术,是一种绿色环保安全的工艺技术,国内中科院成都有机所和山西煤炭所均在开发此项工艺技术,目前处于研发阶段。

3.2 积极开发战略性新兴产业所需PU材料
3.2.1 汽车工业用PU材料
PU材料在汽车中应用面很广,包括内饰件、外饰件和结构件。

目前年消费量50万t左右(美国汽车工业PU消费量65万t左右)。

汽车轻量化是轿车和新能源汽车未来重要发展方向。

碳纤维(CF)、玻纤和玄武岩纤维(CBF)3大纤维增强PU 复合材料均为汽车实现轻量化的重要技术途径[6]。

①CBF基PU复合材料
CBF具有质轻(密度为2.5~2.7g/cm3,远比钢材低)、力学性能良好(拉伸强度3000~3500 MPa,弹性模量100~150GPa,断裂伸长率
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3.2%,莫氏硬度6.5~7.5)、吸声性能、化学稳定性和耐腐蚀性优良,以及宽泛的耐高低温性能(–260~600℃)和导热系数低(0.03W/(m·K))等突出优点。

CBF(长纤维、复合纤维、纤维布等)增强复合材料可广泛应用于汽车顶棚、门衬板、地毡、隔音毡、密封过滤毡、行李仓衬垫等内饰件,也可用于汽车外饰件。

与玻纤相比,玄武岩复合材料隔音、隔热及耐热、耐低温、耐腐蚀性更优。

与CF相比,除模量低于CF、密度高于CF外,其他性能基本与CF相当,吸音、隔热和耐低温性能优于CF,而成本大大低于CF。

俄罗斯与德国已将CBF复合材料用于汽车车身,长春一汽已将CBF复合材料用于汽车板簧。

CBF与CF混纤可综合2种纤维优点,克服各自不足,尤其在降低CF成本上具有更大优势。

因此,开发汽车用CBF 或玄武岩与碳纤维混合纤维增强PU复合材料在轿车、新能源汽车上将有广泛的应用前景。

②PU大型实芯轮胎
黎明院开发出了大型PU实芯轮胎,已成功应用于工程车、采矿车等大型工程载重车辆。

该轮胎具有在恶劣复杂环境使用过程中不会发生爆胎或漏气现象。

PU实芯轮胎的回弹性、减震性能好,滞后生热少,耐热耐磨性好,使用寿命长及性价比高等优点,在我国矿山、码头和军工等领域具有广泛的应用前景。

③TPU内胎
BASF已成功开发出TPU汽车内胎,该内胎因具有优异机械性能,所以内胎壁厚比传统丁基胶大幅减少。

对73.66cm(29 in)内胎,比传统内胎质量可减少65%。

不同尺寸内胎质量保持在68~76g。

该内胎阀座和气门嘴全部采用TPU材料制造。

因具有以上优点,可取代丁基橡胶内胎,2015年12月已正式供货上市。

TPU汽车内胎开发成功为PU轮胎开辟了一条崭新技术途径,给轮胎产业带来一场革命。

在自行车、摩托车、电动车等非机动车内胎中也将会得到广泛应用,市场前景十分广阔,值得国内PU业界共同关注。

3.2.2 高铁用PU材料[7]
①无砟轨道灌封填充胶
用于填满轨道板和混凝土基床板的间隙,提供轨道弹性。

上海回天已开发出CRTSⅡ型板式无砟轨道双组分PU胶。

该胶常温固化拉伸强度达10MPa,伸长率100%左右。

采用了疏水性多元醇,能有效抑制高温高湿条件下胶固化过程中的表面发泡现象,满足了无砟轨道技术标准要求。

②高速铁路用道砟胶
在高铁中需要无砟轨道和有砟轨道同时并用。

在无砟和有砟轨道之间通过使用PU胶黏剂黏结道砟以加固过渡段。

PU道砟胶对道砟黏结力强,特别适用于过渡段使用。

此种结构还可吸收列车运行噪音。

该PU胶已成功应用于京沪高铁、黄河大桥和哈大铁路等道砟的黏结,使用效果良好。

③弹性垫板
高铁钢轨和混凝土轨枕之间在列车运行时会产生振动引起噪音,要通过使用弹性垫板来降低振动和噪音,并提高轨道使用寿命。

目前国内轨道交通线路减振垫板主体材料多采用三元乙丙橡胶(EPDM)、丁基橡胶(SBR)和天然橡胶(NR)等。

使用这些材料垫板在低温低湿条件下,刚性大、弹性差、列车安全性差。

PU微孔弹性体垫板在较宽温度范围内保持高强度、高韧性、高耐冲击力,在高应变条件下,压缩应力传递均匀平稳。

其在国内外高铁、地铁和城市轨道交通中已得到广泛应用,也在日本新干线、德国高铁、韩国高铁、上海地铁得到广泛应用,减振和安全效果明显。

④弹性轨枕(PU枕木)
传统轨枕是用上等木材制成,存在易腐坏、维修费用高等缺点,目前普遍使用的水泥轨枕刚性大,列车运行时振动大,开发一种强度大、回弹性好、减振吸声性好、使用寿命长、成本低的轨枕是铁路和材料业界长期追求的目标。

经实际应用表明玻纤增强PU微孔弹性体是一种较为理想的轨道枕木,目前已受到国内外PU业界的广泛关注。

PU枕木密度为0.8g/cm3左右,拉伸强度为5MPa左右,断裂伸长率约200%,撕裂强度为22kN/m左右,损耗因子及其他疲劳性能、动态力学性能和压缩永久变形等均符合轨枕要求。

在日本和西欧,PU枕木已得到实际应用,此种枕木在日本已使用25年之久,用量达300万根。

日产枕木已用于广州、上海和台湾地区,在欧洲奥地利维也纳地铁上也得到应用。

科思创开发的Bayflex品牌微孔PU弹性体枕木拟用于我国高铁建设。

PU枕木制造成本高是制约其应用的主
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要原因。

PU枕木取代或部分取代混凝土轨枕以适应高铁列车不断提速要求,是我国高铁建设未来发展的必然趋势,也是PU材料在高铁市场最大最重要的应用。

国产PU枕木产业化技术一旦突破,对我国高铁建设将会起到巨大推动作用。

3.2.3 城市非开挖管道修复用PU材料[8]
随着城市建设的快速发展,城市地下管道数量日益增多,在这些建设中会与不同时期,日夜运行的管道经常发生冲突。

因积垢、腐蚀等问题导致输油输气管道的输送能力下降,造成堵塞、地面塌陷,甚至引发爆炸,如前几年青岛发生的地下输油管道因泄漏引发爆炸造成大量人员伤亡和巨大财产损失。

因此,城市非开挖管道应急修复已成为城市建设中不可或缺的重大工程项目。

欧美、日本等国家应用的非开挖管道修复工程技术已在我国推广使用了多年,但修复用内衬树脂材料长期依赖进口,且价格昂贵,严重制约了该项技术在我国城市管道修复中的推广应用。

目前采用的树脂材料基本上有3种:不饱和树脂、环氧树脂和PU树脂。

采用的工艺:①注浆法也称灌浆法,向旧管道内部缺陷处、裂缝或孔隙处注入灌浆料,浆料固化后达到防渗、堵漏和加固作用。

PU灌浆法是一项十分成熟的技术,在此完全可以发挥作用。

②喷涂法:国外已采用PU旋转喷涂,用于修复管道,显然喷涂聚脲在此领域可得到充分发挥。

③光固化工艺:光固化不用开挖工作坑,固化全程监控,是100%非开挖内衬修复工艺。

国外已采用改性PU紫外光(UV)固化技术。

非开挖城市管道修复技术经济、社会意义巨大,随着我国工业化和城镇化步伐加快,由2013年的城市化率为53%提高至2020年的60%(发达国家80%),城市既有管道维护和修复量巨大,无疑给PU带来巨大商机。

北京2014年各类管道长约16.7万km,而每年修复更换管道达到800km,修复中需要使用树脂材料,价值达到6亿元以上。

全国每年修复更换管道所用树脂材料价值将达数百亿元。

而在“一带一路”我国承建的各类管道中每年修复更换管道用树脂材料价值也很大。

该项目值得PU业界人士关注。

3.2.4 深水海底输油管道用PU材料[8]
随着海洋石油开采向深水推进,对深水、超深水下长距离海底输油管道的保温技术提出了更高要求。

目前国内已有多家企业开发出3000m 深水PU复合材料保温管,经多年使用表明,该保温管达到深水保温要求。

中海油能源发展公司管道工程公司针对此种PU保温管道采用特殊的浇注PU弹性体胶黏剂,解决了深水PU保温管节点补口保温层与黏结层之间黏结的技术难点,从而为海洋输油管道安全可靠使用PU保温管技术创造了条件。

3.2.5 改性沥青道路用PU材料[8]
聚合物改性沥青是一种优质道路筑路材料,通过聚合物渗入到道路沥青中,可改善沥青使用性能,以提高沥青的高温稳定性和低温抗裂性、延长路面寿命,并提高汽车舒适性和安全性。

目前国内外使用的改性沥青聚合物改性剂主要是SBS、SBR、PE(聚乙烯)、EVA(聚乙烯醋酸乙烯)等。

此类改性剂特点,与沥青通过物理共混达到改性效果,不发生化学反应,共混改性易发生分离、离析现象,从而影响改性沥青储存稳定性和沥青道路路面的使用寿命。

国内山东省公路工程技术研究中心对PU改性剂进行了系统研究,并和SBS改性剂进行比较。

研究表明,PU是一种反应型聚合物沥青改性剂,PU与沥青产生化学交联固化,形成稳定的热力学体系。

该道路体系具有优异的抗辙、抗剥落性能,储存稳定性、耐高低温性和耐老化性好,可满足高品质沥青道路的性能要求。

PU沥青聚合物改性剂,在我国高速公路建设中应用前景十分广阔。

3.2.6 输电网用PU复合材料电线杆[8]
PU复合材料电线杆具有传统混凝土材料电线杆所不具备的优点,它具有更高强度和耐候性。

在大多数气候条件下,这种电线杆预期寿命达125年;在恶劣气候条件下,其估计最低寿命为65年。

它不仅具有好的效益,还有益于电网的可靠性和安全性。

PU复合材料可大大降低运输、安装和贮存成本。

加拿大树脂系统公司生产的PU 玻纤复合材料电线杆已经受了飓风和严寒考验,而传统电线杆在此恶劣环境下却已明显受损。

美国Dow公司开发出了PU玻纤复合材料大型电线杆和低电压小型电线杆。

PU复合材料电线杆比环氧复合材料电线杆具有更好的延展性、韧性和抗开裂性。

该电线杆采用拉挤和纤维缠绕工艺制造。

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欧盟和北美等国家正在推广应用PU复合材料电线杆,国内也有一些单位正在开发和应用此种PU 电线杆。

3.2.7 3D打印PU复合材料[9]
3D打印又称增材制造技术,是一种快速成型技术,被誉为“第3次工业革命”核心技术,已被国家列为重点发展的“前沿新材料”。

国内外已开发出包括ABS、PC(聚碳酸酯)、PCL(聚己内酯)、PA(尼龙)等3D打印高分子材料制品,在船舶、汽车、电子、医用等领域得到应用。

比利时NV 公司开发出了TPU 3D打印柔性制品,具有弹性好、抗撕裂性高等特性。

3D打印PU复合材料是值得开发的一种新材料。

3.3 煤基PU是中国特色的PU发展途径[9]
现代煤化工精细化是其发展必由之路,煤基PU是实现现代煤化工精细化重要技术途径。

笔者于2015年8月青岛召开的“中国煤化工产业精细化发展高层论坛会议”和同年9月在太原召开的“全国PU弹性体专业会议”上提出了9条煤基PU 技术路线。

其中,煤基烯烃PU、煤基乙炔PU和煤基二氧化碳PU 3条技术路线是较为现实的技术途径,已被新疆、内蒙、陕西和甘肃有关大型化工企业列入发展规划中。

3.3.1 煤基烯烃PU路线
煤→甲醇→烯烃→PO、EO→PPG→PU系列产品。

该技术路线关键是如何实现低成本煤制甲醇及烯烃。

中科院大连物化所已完成了新型低成本甲醇制烯烃合成路线。

其综合成本低于目前油基烯烃路线,从而为实现低成本煤基烯烃PU 路线产业化创造了有利条件。

3.3.2 煤基乙炔PU路线
煤→电石→乙炔→BDO(1,4–丁二醇)→THF→PTMG(聚四氢呋喃)→氨纶和PU弹性体系列产品。

该技术路线关键是如何实现煤制低成本乙炔和BDO。

北京神雾环保技术股份公司已开发出了一种以蓄热式电石新工艺为核心的新型低成本乙炔技术路线。

该路线制得的乙炔综合成本低于传统煤基电石技术路线,从而为低成本BDO 和下游THF创造了有利条件。

据报道,国内已有多家大型煤化工企业已采取多条技术途径使其能实现生产低成本BDO。

我国现代煤化工已拥有多项技术能实现煤基乙炔生产的BDO成本低于油基BDO,从而为制得低成本PTMEG和高端PU弹性体、氨纶等产品创造了十分有利条件。

3.3.3 煤基CO2低碳循环路线
众所周知,煤化工业中遇到一个突出技术瓶颈,即煤化工产品生产中,同时排放大量CO2,如生产1万t甲醇会生成1.6万t CO2,煤化工CO
2
排放量远大于石油化工。

因此,如何解决煤化工CO2排放已成为现代煤化工热点和难点问题。

煤基PU路线(包括煤基CO2/PU),一旦在煤化工得到实现,PU将作为载体实现低碳循环路线,这是一条由煤和CO2转化成PU绿色低碳循环路线。

煤基PU为现代煤化工提供了精细化现实途径,也为PU产业提供了充足的低成本原料来源,并为现代煤化工提供了实现低碳循环的技术路线,其经济效益、社会意义巨大。

3.4 生物基PU是未来重要发展技术途径[10]
生物基PU按其原料来源,基本上有3类:植物秸秆、油脂和淀粉。

3.4.1 植物秸秆基PU
湖北瑞姿生物科技公司以植物秸秆为原料成功地开发了阻燃级B2和B1级PU硬泡外墙保温材料和PU仿木材料,已达到千吨级生产规模。

该公司已在湖北武汉股权交易中心新四板挂牌。

3.4.2 油脂基PU
油脂基PU品种较多,包括大豆油、棕榈油、蓖麻油、松脂油等,目前国内已达到较大产业化规模的是林科院林科所开发的松脂油基PU和广州海珥玛植物油脂公司开发的大豆油基PU,后者已在南通设厂。

3.4.3 淀粉基PU
目前国内外均在开发淀粉基PU,其中性价比优势较为明显并已达到产业化规模的是德国科思创和日本三井化学开发的1,5–环戊烷二异氰酸酯(PDI)。

据报道,PDI与HDI相比,反应活性更高,已成功地用于汽车涂料。

深圳伟业实业公司开发出了聚乳酸基PU系列产品,克服了聚乳酸材料韧性低、耐热性低的缺点并具有价格优势,该成果意义巨大,为生物基PU开创了一条崭新技术途径,该公司已在北京新三板挂牌。

3.5 CO2基PU技术经济效益与社会意义巨大
随着“巴黎协定”正式签订,CO2减排已成。

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