2010-2012年水性聚氨酯市场运营及预测分析报告

-2012年水性聚氨酯市场运营及预测分析报告第一章水性聚氨酯行业概况 第一节水性聚氨酯行业产品介绍一、水性聚氨酯的定义 水性聚氨酯是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型聚氨酯体系，也称水分散聚氨酯、水系聚氨酯或水基聚氨酯。水性聚氨酯是以水为分散介质、有机高分子的聚氨酯在水中分散形成透明或不透明的乳状液体。因此，水性聚氨酯是液态的，通常也是涂料工业中的一大门类。二、水性聚氨酯行业主要产品 按粒径和外观分可分为聚氨酯水溶液(粒径<0．001微米，外观透明)、聚氨酯水分散体(粒径：0．001-0．1微米，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>O．1微米，外观白浊)；依亲水性基团的电荷性质，水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。其中阴离子型最为重要，分为羧酸型和磺酸型两大类。依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。依照选用的二异氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族，或具体分为TDI型、HDI型等等。依产品包装形式水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。三、产品的主要特性和用途 水性聚氨酯以水为溶剂，无污染、安全可靠、机械性能优良、相容性好、易于改性等优点。聚氨酯树脂的水性化已逐步取代溶剂型，成为聚氨酯工业发展的重要方向。水性聚氨酯可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理剂。水性聚氨酯的主要用途如下：1．涂层剂(1)皮革涂层聚氨酯材料柔韧、耐磨，可用作天然皮革及人造革的涂层剂及补伤剂。我国自70年代就有水性聚氨酯皮革涂饰剂开发，80年代末、90年代初发展较快，类型以阴离子型聚醚型为主，用于替代丙烯酸酯树脂乳液皮革涂饰剂，处理高档天然皮革时它克服了丙烯酸酯树脂的“热粘冷脆”的缺点，经涂饰的皮革手感柔软丰满。它可与丙烯酸酯树脂共混使用。聚氨酯涂饰的皮革可用于靴鞋、服装、女士包等。(2)织物涂层可用于多种织物的涂层剂，例如帆布、服装面料、传送带涂层。(3)纤维处理剂棉纤维、化学纤维经聚氨酯乳液稀溶液浸渍，脱水，热处理，可改善手感、耐折痕性和防缩性。(4)塑料涂层尼龙、ABS等表面涂层。(5)地板涂层可用于体育馆、室内木地板的涂层，混凝土地板的涂层，耐磨、耐冲击，光泽度好。(6)其他材料的涂层，如纸张涂层、汽车内装饰件涂层。(7)底涂剂。2．胶粘剂(粘合剂)和溶剂型聚氨酯胶粘剂一样，水性聚氨酯胶粘剂粘接性能好，胶膜物性可调节范围大，可用于许多应用领域。除可用作各种基材的涂层胶，可用于多种基材的粘接和粘结。(1)多种层压制品的制造，包括：胶合板，食品包装复合塑料薄膜，织物层压制品，各种薄层材料的层压制品，如软质PVC塑料薄膜或塑料片与其他材料(如木材、织物、纸、皮革、金属)的层压制品。(2)植绒粘合剂、人造革粘合剂、玻纤及其他纤维集束粘合剂、油墨粘合剂。(3)普通材料的粘接，如汽车内装饰材料的粘接。水性聚氨酯用于胶粘剂用途时，一般必须进行调配，以适合施工条件及基材等因素。以水性聚氨酯为基础，可添加交联剂、增稠剂、填料、增塑剂、颜料、其他添加剂、其他类型水性树脂及水。施胶之前必须将浆料搅拌均匀，还需考虑各添加剂对水性聚氨酯的短期稳定性有无影响。为了获得较高的耐水性、耐热性及粘接强度，目前许多水性聚氨酯体系已流行使用交联剂，组成双组分体系，这和单组分溶剂型(挥发型)聚氨酯胶粘剂体系有点类似。颜料一般必须预先分散在水中，再加人水性聚氨酯。增稠剂一般在最后添加。在喷涂场合，为了改善粘流性和对基材的润湿性，可添加表面活性剂(如Bayer公司的EmulgatorFD)。但增稠剂及表面活性剂等添加剂具有亲水性，可能影响胶层的耐水性、耐湿热性。水性聚氨酯胶粘剂的施胶方法和溶剂型基本相同，如手工刷涂、机械辊涂、喷涂等。喷涂时，须注意乳液的粒径及粘度不能太大。粘接方式有湿粘接法、热活化法等。(1)湿层压对于多孔性基材，可在常温涂布后，直接贴合、加压，进行粘接。湿层压法也是水性树脂胶粘剂最常用的粘接施工方法。(2)对于非渗透性基材，可在胶粘剂涂布、干燥后，用热空气、红外灯或烘箱、烘道进行热活化，即干法层压，也就是加热使涂布干燥后表面已无粘性的胶层热融，赋予可粘接性，贴合后树脂再结晶化，立即得到较高的初期粘接强度。这种粘接方式，在工业操作上希望热活化温度低。下面将水性聚氨酯胶粘剂的几个主要应用领域作一简介。3.木材加工木材加工是水性胶粘剂的最大应用领域。据日本胶粘剂工业协会(日本接着剂工业会)统计，2008年用于各种木材加工的脲醛树脂产量有33．92万吨、三聚氰胺树脂7．33万吨、水性酚醛树脂2．42万吨、醋酸乙烯及其共聚乳液17．03万吨、EVA乳液3．26万吨、丙烯酸酯乳液6．74万吨、用于木材粘接的水性乙烯基聚氨酯0．9万吨、其他水性胶粘剂5．42万吨。胶合板、纤维板、刨花板制造常用的水性胶粘剂有脲醛树脂、三聚氰胺—甲醛树脂、酚醛树脂等，木工粘接用水性胶粘剂还有醋酸乙烯树脂乳液、乙烯-醋酸乙烯树脂乳液、丙烯酸酯树脂乳液等。采用“三醛树脂，，制造复合板材，一般要求木材水分含量在2％以内，而未经干燥处理的木材水分含量在10％左右甚至更高，需要经过干燥处理才能进行层压复合加工，耗能大，否则压制的板材产生爆裂；并且三醛树脂在粘接过程及制品使用、放置过程均可能产生有刺激性气味和毒性的甲醛，对环境造成污染；脲醛胶粘合的制品耐水性较差，白胶则耐水及耐热性均不佳，热压时易透胶。而采用含异氰酸酯基团的乙烯基水性聚氨酯胶粘剂及异氰酸酯乳液可避免以上缺点，固化快，制品耐水性好。水性聚氨酯类胶粘剂用量少，可弥补价格高的不足。日本、美国、德国等国家已将水性乙烯基聚氨酯胶粘剂部分取代了污染严重的“三醛树脂”胶粘剂。水性乙烯基聚氨酯胶粘剂就是为了替代脲醛等甲醛树脂而开发的。由日本光洋产业株式会社和株式会社于1974年开发成功的水性乙烯基聚氨酷胶粘剂，最早应用于木材加工，据1983年的报道年产量就达1万吨，1987年以来用于胶合板及木材粘接等用途的水性乙烯基聚氨酯年产量达1—1．5万吨左右。日本光洋产业(株)以生产KR系列水性乙烯基聚氨酯木材胶粘剂而著称，其产品有：具有高耐久性、用于粘接高强度木制品的KR7800、134L、181L、135、136；短时间加压粘接、硬木材用KR134、181，软木材用KRl37；胶合板用的KRl6460C；一般木材及聚烯烃泡沫粘接用KRl20；另外用于PVC粘接的高耐水性KR302XT，聚烯烃泡沫粘接用KR646等。12mm厚单板采用三聚氰胺—脲醛树脂胶粘剂(MUF)或水性乙烯基聚氨酯胶粘剂(APl)制成五合板的粘接强度。水性乙烯基聚氨酯具有以下特性：①常温固化，甚至可在0℃粘接，加热固化性能更好；②pH值在6-8，基本上为中性，对木材无污染；③不含甲醛、苯酚等有害物质；④根据主剂材料配方及交联剂多异氰酸酯用量、品种的选择，可适应不同的基材的粘接。缺点是有适用期限制，由于异氰酸酯基团的反应性，如粘附在衣物、手上，于燥后不易清除。4.复合层压及贴塑加工聚氯乙烯、聚酯、ABS、经电晕处理的聚烯烃等塑料薄膜或片材，以及棉布和化纤织物、纸张、皮革之间可用水性聚氨酯胶粘剂进行层压复合，聚氨酯具有柔韧的胶膜，并且特别适合于含增塑剂的软质PvC的涂层和粘接。水性聚氨酯最初的应用是用于粘接PVC等材料。聚氨酯具有优异的耐低温性、柔韧性，是其他水性胶粘剂所不及的，可用于制造高质量的复合布、布-塑料片复合层压物等，如水性聚氨酯可用于地毯背衬胶粘剂。溶剂型聚氨酯胶粘剂的用途中用量最大的领域是食品包装复合薄膜及装饰纸用复合胶粘剂，但溶剂的气味大，已有人研究用双组分水性聚氨酯作为复合薄膜干法复合胶粘剂，使制品仍具有较好的复合强度及柔软性。即为一种复合塑料薄膜粘接用水性胶与一种溶剂型胶的粘接强度的比较示例。大多数水性聚氨酯是热塑性聚氨酯，能够采用热熔胶的方法进行粘接。在这种情况下，需要掌握聚氨酯的熔融粘度特性，一般来说，熔融粘度在104Pa·s左右是比较合适的热熔粘接温度。国外用于房屋建筑材料的铝板／牛皮纸／铝复合板，过去采用乙烯—丙烯酸酯共聚乳液(EVA)等胶粘剂制造，而采用水性聚氨酯胶粘剂时粘接性能优于EVA。另据报道，国外某些仪表、汽车装饰构件等用途的层压板(如PE／PET层压板)，用水性聚氨酯胶粘剂时粘接强度甚至比用溶剂型胶粘剂还要高。5.其他(1)植绒加工植绒加工中，要求粘合剂对PVC塑料底材或布料具有较高的粘附力。衣料植绒要求成型的植绒层具有耐干湿洗涤性，以及对二次加工的适应性。静电植绒，有机溶剂有发生火灾、爆炸的危险，必须采用高性能的水性胶粘剂。水性聚氨酯具有优良的柔韧性，胶层柔软，可作为植绒粘合剂。内交联水性聚氨酯或添加交联剂之水性聚氨酯粘合剂的性能超过丙烯酸酯乳液粘合剂。作为植绒粘合剂，必须增稠。例如，一种由聚醚二醇、DMPA、聚酯类增塑剂、少量三羟基交联剂、防老剂、三乙胺制成的阴离子型聚氨酯乳液，用聚丙烯酸增稠剂增稠至48Pa·s，刮涂在斜纹棉布上，湿胶层厚0.25mm，在15-30s内撒1mm长的人造丝，通过打浆棒使毛绒定向，在150-155℃干燥5min，吹去未粘附的绒毛，即得到具有柔软织态感的植绒制品。经干湿擦测试，性能评价为A级。(2)压敏胶乳液压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等，也可直接使用，广泛用于办公用品、建筑、家具、车辆等领域，考虑到耐老化性、粘接强度、透明性、无毒性等因素，目前一般使用丙烯酸酯类乳液。而聚氨酯具有粘接强度高、耐寒等性能，可成为水性压敏胶中一种新型优良品种，基材主要是纸张、塑料薄膜及织物等。第二节水性聚氨酯行业发展现状及存在的问题 一、水性聚氨酯行业发展现状分析 水性聚氨酯是以水为分散介质、有机高分子的聚氨酯在水中分散形成透明或不透明的乳状液体。因此，水性聚氨酯是液态的，通常也是涂料工业中的一大门类。水性聚氨酯干燥成膜后，形成性能各异的弹性体，适合不同材料工业上的需要。水性聚氨酯应用领域同样十分广泛，按照成膜性能不同，可分为水性聚氨酯木器漆、水性聚氨酯汽车漆、水性聚氨酯涂层胶、水性聚氨酯粘合剂、水性油墨等等。聚氨酯是聚氨酯甲酸酯的简称，广意上讲，是异氰酸酯的加成物。在反应生成物中的预聚体中引入亲水基团，成盐后加水乳化即得到聚氨酯乳液—水性聚氨酯。聚氨酯乳液的开发几乎是同聚氨酯树脂工业化发展同步的。但早期的研究进程大大地落后于聚氨酯工业的发展。进入20世纪80年代后，美国、西德、日本、荷兰等国家的聚氨酯乳液才开始从试制阶段发展为生产应用阶段，出现了很多知名公司及产品。如德国Basf公司、Bayer公司、荷兰Stahl公司等等世界级知名公司。进入20世纪90年代后，水性聚氨酯的应用领域不断拓宽，在Pvc黏结、汽车内饰件、纺织功能性整理、涂层、涂料方面都有一定的工业应用。21世纪后，在全球范围内环保呼声的进一步高涨中，水性聚氨酯工业发展步伐更加快速。2007年三月份，经国家聚氨酯工业协会批准，正式成立水性聚氨酯专业委员会，标志着我国水性聚氨酯工业发展的鼎盛时期的即将到来。在金融危机爆发一年多以后，国内水性聚氨酯的关键原料MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）、TDI（甲苯二异氰酸酯）的产能和产量自给率正稳步提高；水性聚氨酯下游市场受益于内需强劲拉动，将形成一批新的经济增长点。在全球金融危机的背景下，中国水性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，中国高度发达的轻纺工业和强大的石化产业支撑了水性聚氨酯产业的发展。在新能源方面，水性聚氨酯复合材料是必不可少的一种新材料。2009年中国水性聚氨酯产业仍将保持两位数的增长，这也是全球聚氨酯产业中的惟一。二、水性聚氨酯工业快速发展面临的障碍 中国经济乃至全球经济仍未完全摆脱金融风暴的影响，国内聚氨酯产业也深受影响，在出现机遇的同时也面临着诸多挑战，主要包括：(1)全球经济下滑，导致聚氨酯行业的内需和出口下滑，对行业的发展起到一定的制约作用;(2)预期的人民币升值、紧缩的货币政策等政策因素将对聚氨酯行业产生一定的影响;(3)就国内聚氨酯产业而言，无序竞争以及盲目扩张现象依然存在;(4)原材料、水、电、煤、人力等生产成本均大幅上涨。从长期来看，聚氨酯产业经历各种挑战并非坏事，从另一个角度来看，反而可以促进技术进步、提升产品品质，有利于产业的长远发展。三、环保将成水性聚氨酯工业面临的新考验 在中国经济中长期快速发展、一次性能源日益紧缺的大背景下，提高能源利用效率、降低能耗成为社会发展的方向。我国社会总能耗中，建筑能耗占比高达47.24%，建筑节能必将成为未来节能减排的重点投资方向，建设部等部委正在制订建筑节能三年规划。长期来看，节能环保政策的出台与落实有望推动聚氨酯等行业新兴需求增长。1、国外建筑节能保温材料应用普及率较高，取得显著效益，为国内类似应用指明了方向20世纪70年代后，国外普遍重视保温材料在建筑中的应用，力求大幅减少能耗，减少环境污染和温室效应。国外保温材料工业已经有很长的历史，国外一些发达国家早在上世纪70年代末就已经开始了建筑节能的工作，强制建筑业在新建建筑中执行节能标准。国外的建筑节能法规30多年来取得了显著效益。丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30％，但采暖能耗却减少了318万吨标准煤，采暖能耗占全国总能耗的比重，也由39％下降为28％；美国自从制定和执行一部节能标准至今已节约了大量资金耗费，估计到2011年，在此基础上又节约430亿美元。2、中国建筑节能保温材料下游应用市场空间广阔，水性聚氨酯可能是最优选择百利亚太目前我国的建筑绝大多数都属于高能耗建筑，单位建筑能耗是同纬度西欧和北美国家的2-3倍。在全国400多亿平方米的建筑中，95％都属于高能耗建筑，而新建建筑也只有15%-20%执行了建筑节能设计标准。国家“十一五”规划中明确了建筑节能要求：全国各类新建建筑要实现节能50%，重点城市达到65%，既有建筑节能改造逐步开展，大城市完成应改造面积的25%，中等城市完成15%，小城市完成10%。从国家颁布建筑节能相关标准规定的发展历程来看，其涉及的范围不断扩大，相应的标准也在不断提高，反映出国家对于节能环保的重视程度不断提高。随着国家推进节能环保的持续深入，建筑节能法规的实施，未来建筑节能保温材料存在广阔的市场发展空间：短期内，下游需求领域主要在于保障性住房、基础设施建设等；长期来看，下游需求主要集中在城市化进程下新开工建筑、旧房改造等。根据有关部门测算，房屋住宅的能量损失大致为墙体约占50%；屋面约占10%；门窗约占25%；地下室和地面约占15%。我国建筑要在2010年实现节能率50%，需对建筑外墙进行全面改造，墙体保温材料的市场将会大幅度增加。建筑节能保温材料，包括挤塑板（XPS）、泡沫板（EPS）、喷涂聚苯乙烯（SPS）、聚氨酯泡沫（PUR）等保温材料。除聚氨酯外，两种应用较多的产品纤维石棉网与聚苯板存在一定的缺陷：纤维石棉网保温性能较差，而聚苯板的安全性可能相对较差，保温性能也低于聚氨酯。根据行业协会提供的数据，用聚氨酯作建筑保温材料，施工工期减少三分之二，工程造价每平方米降低20～30元。从综合性能来看，聚氨酯也应该是最优的选择：其保温性能卓越；一材多用，同时具备保温、防水、隔音、吸振等诸多功能；防水抗渗性能优异；与屋面及外墙粘结牢固。参考国外经验，聚氨酯已经成为建筑节能保温材料的主流品种。而从应用于中国北方供暖的管材变迁历史来看，也逐渐从石棉网转向聚氨酯硬泡。3、国家相关政策出台将成为促进水性聚氨酯在建筑节能保温领域应用的关键因素之一当前，我国将聚氨酯硬泡应用于外墙外保温系统仍处于起步阶段，目前主要以直接喷涂方式进行施工。国内以烟台万华和红宝丽为代表的化工新材料公司正在积极开拓建筑节能保温材料市场：2009年8月，烟台万华节能建材股份有限公司在上海建筑节能展上，展示了其最新绿色节能新产品—万华硬泡聚氨酯复合保温板，引起了广泛关注。2009年4月，红宝丽与控股子公司宝淳化工共同出资设立南京红宝丽新材料有限公司，主营业务包括聚氨酯板材、聚氨酯制品（聚氨酯泡体等）、复合包装材料等，积极开拓建筑节能领域应用的意图十分明显。根据北美成熟市场经验，产品供应能力和服务能力是建筑保温材料竞争的关键。一方面，保温材料企业必须具备及时和充足的产品供应能力；另一方面，优秀的售前售后服务和现场安装服务也是吸引更多的客户的关键，安装服务也是保温材料企业的一个重要收入来源。国内水性聚氨酯下游需求的真正启动主要还取决于材料的实际性价比、建筑施工的难易程度以及国家相关政策的支持力度与实际执行情况等因素。一旦国家出台建筑节能保温材料形成强有力的支持性政策，可能将成为推动水性聚氨酯在建筑领域消费增长的催化剂之一，也有望带动MDI与聚醚消费的进一步增长。第三节水性聚氨酯行业在国民经济中的地位和作用 我国政府积极倡导低碳经济进展模式，积极承担环境保护的责任和义务，这给水性聚氨酯产业带来巨大的进展机遇。引导企业提高创新能力，推动关键技术和设备的国产化进程，加快水性聚氨酯材料在国民经济各领域的推广运用，尤其是节能保温方面的运用。将10万吨/年及以上丙烯直接氧化法制环氧丙烷成套生产技术和大型TDI成套生产技术作为开发类项目，加强关键和前沿技术研发，增强自主创新对产业进展的支撑能力。水性聚氨酯产业应根据《石油和化工产业结构调整指导意见》，提高MDI、TDI等聚氨酯原材料的供应能力，形成几个具有国际竞争力的异氰酸酯、聚醚多元醇生产基地；进展聚脲弹性体、水性聚氨酯、泡沫稳定剂、发泡剂、阻燃剂等产品；鼓舞使用可再生资源和可生物降解原料生产聚氨酯产品。第四节水性聚氨酯行业相关政策分析 一、水性聚氨酯行业产业政策分析 2009年广东、河南、湖南、安徽、青海等省都出台了石化产业振兴规划。根据振兴规划，未来，湖南将发展高档涂料、颜料、特种环氧树脂、氟化工等9大化工新材料产业，带动形成2条产业链，实现年销售收入400亿元。10月随着《石油和化工产业振兴支撑技术指导意见》、《产业振兴支撑技术目录》、《石油和化工产业结构调整指导意见》的相继出台，中国石化行业由此形成了完整的振兴规划。业内人士普遍认为，这系列政策和措施的出台对中国涂料行业以科学技术力量在保增长、扩内需、调结构中的重要支撑作用，为涂料工业推动新型绿色化道路发展提供坚实的基础。通过对这一系列政策的阅读，我们不难发现《意见》在精细化工领域中对涂料重点开发水性化、高固体份、粉末化以及建筑、桥梁、航空、汽车、船舶等领域高性能产品，提高产品的环境友好性和专用性都做出了明确的规定。同时，智慧也发现在石油和化工产业振兴支撑技术目录中，环保型高档染料、有机颜料制备关键技术;高性能绿色、环保涂料制备关键技术;10万吨/年氯化法钛白成套技术;气相光气法制异氰酸酯技术等配