81www.puworld.com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３１．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■ＰＵ技术82

环球聚氨酯网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　２００３２００１年全球ＰＵＤ消费市场分布图Ｆｉｇ．２　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ＰＵＤ　ｃｏｎ－ｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｗｏｒｌｄ　ｉｎ　２００１83www.puworld.comＰＵ技术·中国水性聚氨酯市场现状与展望格上升到１８　元／ｋｇ，即使这样ＰＵ　浆料的利润也极小，这就给ＰＵＤ　创造了很大的市场机遇。化工原料价格涨幅愈大，对水基树脂愈有利。这２　年我国溶剂型ＰＵ　浆料的年消费已达４０￣７０　万ｔ，溶剂型丙烯酸涂层剂年消费也已达１５￣２０万ｔ，而用在涂层方面的ＰＵＤ　只有３　０００￣５　０００ｔ。２．３　ＰＵＤ　水性胶Ｐ　Ｕ　Ｄ水性胶不含有机溶剂，无污染，是环保型胶黏剂产品，２００２　年我国产量为６８．１万ｔ，近年平均增长率达１８％　以上，成为增长率最大的胶种之一。同时质量提高，品种增多，应用领域不断扩大。目前市场上还是以三醛胶、Ｅ　Ｖ　Ａ　胶和丙烯酸共聚物胶为主，Ｐ　Ｕ　Ｄ水性胶只有１　％　￣　３　％　市场份额。Ｐ　Ｕ　Ｄ　水性胶无甲醛，耐水和耐老化性好，对被粘材料适应性强，ＰＵＤ　水性胶必将得以发展。国内几乎无专业ＰＵＤ　水性胶厂，大多数为小型化工助剂厂，年产量在３０￣５０ｔ　规模，稍大的为１００￣３００ｔ。最早的是上海新光化工厂的铁锚１０５＃水溶性Ｐ　Ｕ胶，用于织物纤维防缩防皱。目前ＰＵＤ水性胶品种已有十几个，有水溶性、水乳型、水分散型３种类型。三、未来中国水性聚氨酯的发展方向１．我国ＰＵＤ　发展需求①解决好ＰＵＤ　原料和关键助剂供应。通过自主开发和消化吸收引进技术，开发高品质原料，提高原材料自给率，实现关键助剂国产化，为提高ＰＵＤ产品档次创造条件。②加大科技成果转化的投入。由于国内ＰＵＤ　生产企业众多、规模小、技术水平低、原料不配套、重复建设严重、经济效益差和无序竞争，使得ＰＵＤ技术研发雷同，有效科研开发投入少，忽视施工应用技术。而国外企业不仅致力于生产技术的提高，还特别重视施工应用技术的开发，如一些涂料公司对汽车ＯＥＭ　涂料施工（在线涂料涂装）的研发投入了巨额经费，远远超过对涂料产品配方及生产工艺的研发投入。因此，除了应有实验室研究成果、完善的实验设备和分析测试仪器外，还应使ＰＵＤ生产技术研发与施工应用技术研发紧密结合。③提高技术和理论研究水平。ＰＵＤ在基础材料、成膜机理、生产工艺、制造成本及施工工艺等方面，距世界先进水平还有较大差距，要想在激烈的市场竞争中取胜，就要提高ＰＵＤ　行业整体技术水平。２．未来水性聚氨酯产品需求２．１水性涂料据最新报道，２００４　年我国涂料消费达２９８．１５万ｔ，同比增长２３．４５％，与２００２　年２００　万ｔ　相比，２　年时间增加了１００　万ｔ，发展极其迅猛。近年来，涂料工业向“绿色工业”转化，水分散性树脂的研制成功，赋予涂料工业新的生机和前景，使涂料生产从依赖有机溶剂、天然树脂发展到无溶剂涂料（粉末涂料、高固体份涂料和光固化涂料）和水性涂料。其中又以水性涂料的市场份额最大，发展速度也最快。水性涂料一般包括水性醇酸、水性丙烯酸和ＰＵＤ。因ＰＵＤ　避免了前２　种及其他树脂的诸多缺陷，综合性能优异，无疑极具开发潜力。国外近１０年有关ＰＵＤ涂料的专利发明达８００　多项。２．２水性木器漆目前国外（欧洲、美国、加拿大）木器表面涂饰平均水性率已达１０％￣１３％。我国刚刚起步，木器涂料可能是我国涂料行业中与国外工艺和产品最为接近的一个项目，近年水性聚酯漆（　即含－ＮＨＣＯＯ－　基的ＰＵＤ　涂料）几乎成了木器涂料的代名词。但至今国内开发并不理想。木器漆主要有２　大消费市场：一是工业木器用漆，二是装修工程用漆，装修工程又有工业装修和家庭装修之分。现有的ＰＵＤ木器漆质量还未达到溶剂木器漆的水平：一是水性木器涂料成膜物质——水性树脂合成技术还不够成熟，二是配漆、应用技术和方法还有待改进。据报道，２００４　年家具漆消费达２４￣２６　万ｔ，目前水性化替代率才１％　，未来市场比较可观。２．３其他ＰＵＤ　产品表３　其他ＰＵＤ　产品市场发展趋势Ｔａｂ．６　Ｍａｒｋｅｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　ｏｔｈｅｒ　ＰＵＤｐｒｏｄｕｃｔｓ３．我国ＰＵＤ发展建议①开发功能性、高固含量、零或有限低毒ＶＯＣ、高性价比的ＰＵＤ新品种；②推进ＰＵＤ技术进步；③促进ＰＵＤ制备技术和应用技术协调发展；④大力开发对国民经济有较大影响的Ｐ　Ｕ　Ｄ　产品；⑤扶植专门原料和关键助剂的研发与国产化；⑥促使ＰＵＤ　在我国形成一个原料、助剂、产品、加工、应用配套完整、技术先进、结构合理、有一定规模的工业产业。PU