中国水性聚氨酯市场现状与展望(1)
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近年随着经济增长,人们对PU 产品的需求越来越大,尤其是以水为介质的高环保、低消耗的水性(基)聚氨酯或称聚氨酯水分散体(PUD)日益得到重视,并在全球范围内得到认可和发展,其工业化产品以极高的速度形成市场,是近年来已形成市场规模,而仍有很大发展潜力的亮点产品之一。亚洲正在迅速成为全球最大的PUD市场,我国由于经济的高速发展,环保、安全及原油价格猛涨和产品出口技术壁垒等因素,相关技术正日趋产业化,PUD成为市场追逐热点。
一、我国PUD技术发展和应用情况
我国PUD 研究起步较晚。20世纪70年代,荷兰STAHL 公司首先把PUD 皮革涂饰剂介绍给我国,引起国内人士极大兴趣,同期开展了相关研究,先后有十几所科研机构和大专院校投入这项研究工作。国内早期多采用酒石酸或半酯法合成PUD。20 世纪80 年代中期曾进行工业化生产,因其乳液稳定性达不到要求,造成国产PUD皮革涂饰剂稳定性差。直到20 世纪80 年代末,国内才开始采用二羟甲基丙酸(DMPA)合成PUD,淘汰了酒石酸或半酯法,20世纪90 年代初实现工业化生产,至此PUD技术在国内开始迅速发展。
近期的技术发展方向是增加PUD 的功能性(如PUA、
中国水性聚氨酯市场
现状与展望
吴海平1,马建明1,任志勇2,刘戎3
1.安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230039;2.河南省化工研究院,河南
郑州 450052;3.天津达一琦公司,天津 300222
【摘要】简介国内外水性聚氨酯(PUD)技术进展和市场现状,重点介绍我国PUD皮革涂饰剂、涂层剂和水性胶技术和市场概况,并对我国PUD产品市场进行了展望。
关键词:水性聚氨酯;技术;市场;涂饰剂;水性胶
硅改性聚氨酯、聚氨酯泡沫等),对物性要求极高的产品
采用自交联和后交联或双重交联法,在聚氨酯分子链上引入适当的反应基团如羧基、羟基、胺基、环氧基、封闭的异氰酸酯基(如脲丁酮)或双键等,将含这些反应基团的PUD 水分散液涂覆后待水蒸发,再经热或辐射发生自交联或与适当试剂作用发生交联反应。因交联前相对分子质量可控制得较小,而交联后可形成网状大分子结构,从而解决了分散与使用性能对树脂相对分子质量大小需求不同的矛盾。由于反应基团还能与基材上的活性基团结合,生成共价键,故附着力及耐水、耐溶剂性能大幅度提高。
二、我国水性聚氨酯的市场情况
1 近年我国PUD产能和消费分布
目前我国PUD的科研、生产单位有百余家,分布在20多个省市,以华东地区最为集中。其中上千吨规模的专业厂或化工厂有10 余家,其他多数生产企业仅有百八十吨的年产量。国内总产能约2万t/a,近两年中国市场PUD 消费已超过3万t/a(表1),20% 以上的高新技术产品仍依赖进口。
表1 近年中国PUD 消费
Tab.1 The consumption of PUD in China in
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PU技术·中国水性聚氨酯市场现状与展望
recent years
表2 世界PUD 产量
Tab.2 PUD output in the world 万t/a
我国PUD 消费约50%集中在皮革化工方面(见图1) ,而全球PUD 消费中,汽车涂料、木器漆、建筑涂料、其他各占约1/4(见图2)。
对比图1与图2可看出,我国PUD主消费市场还未真正启动,市场潜力很大。
2 我国PUD 应用的几大领域
近20年,制造业仍是国民经济主要增长点,而聚氨酯则作为一种“万能”的高性能材料在制造业中广泛应用。对绿色环保、高性能、低消耗产品的追求,使得PUD 在我国迅速发展。今后几年PUD 消费量增长将超过
10%,中国市场正面临良好的发展机遇。PUD将在汽车涂料( 电泳底漆、中涂、金属闪光漆、内饰涂料)、集装箱、铁路机车、船舶等工业水性漆、专业木器漆、建筑涂料、织物、人工皮革及乳胶涂层、水性胶、玻璃纤维集束、柔性包装印刷等方面取得重大进展,除产量增长外,产品品种和结构将会有质的改观,以适应市场多样化、人文化和个性化的需要。
2.1 PUD皮革涂饰剂中国是世界上最重要的皮革制造国和皮革制品消费国。中国、土耳其、东亚、非洲、南美和意大利被称为世界六大皮革制品市场,中国的羊皮和猪皮资源居世界第一,牛皮资源居世界第三。
以往PUD 皮革涂饰剂品种偏少,近几年日益增多,
新技术也随之发展。国内采用预聚体法工艺,但目前国内生产仍为人工,聚合反应终点靠经验判断或硬性规定,反应重复性差,间歇式单釜产量少,仅靠集中混合和统一产品批次,品质不均一。另外,许多并不具备条件的企业一哄而上,盲目重复投资。虽然市场不断扩大,但企业数目却呈几何级数上升,使市场竞争由早期的技术优势、资金优势演变为产品价格、销售策略的恶性竞争,当利润空间不足以维持发展时,技术开发也就停滞不前。所以,国产PUD 皮革涂饰剂要想参与世界市场竞争,在3个方面有待发展:①开发高技术、多功能、高性价比的产品,提高理论研究水平。②拓宽产品应用领域,加大应用技术投入。③改进工艺技术路线,推动工业生产控制数字化、规模化,改进硬件技术条件,如采用在线黏度控制、连续式乳化设备、薄膜真空蒸发后处理设备等。
2.2 PUD涂层剂PUD 涂层剂最大的优点是成膜后相同硬度下延伸率大,相比P A 软而不黏,耐磨性、低温柔顺性也都比PA 好,只是原料价格高限制了PUD 的使用。目前市场上所用的国产PUD 涂层剂大多成本价为7 ̄8.5 元/kg,用TDI 和PPG 为原料固含量为35%的产品,销售价为12 ̄15 元/kg,高档脂肪族PUD销售价为30 ̄40 元/kg。近2年丙烯酸单体原料价格居高不下,使纯丙乳液成本价上升了约50%。2 种树脂涂层剂产品价格差减小,因此PUD 用量有所增长。PUD 与溶剂型P U 相比,在品质相同情况下,一般认为P U D 以水为介质,成本应低于溶剂型PU,但PUD 市场销售价格反而高。这是因为PUD以水为介质,水的表面张力大,热值高,分散体黏度极小,所以要加入基材润湿剂、开放剂、增稠剂、交联剂等一系列助剂,结果使PUD 涂层剂的成本升高,虽然固含量相同(35%),PUD 售价为12 ̄15 元/kg,而
PU
浆料售价为
8.9 ̄9.4 元/kg。但
2004 年底
PU 浆料价
2003年中国PUD消费市场分布图
Fig.1 Distribution diagram of PUD con-sumption China in 2003
2001年全球PUD消费市场分布图
Fig.2 Distribution diagram of PUD con-sumption in the world in 2001