?我國聚氨酯（PU）行業(yè)在國家擴大內(nèi)需、加大基礎(chǔ)建設(shè)投資和外貿(mào)多元化一系列政策推動下，保持了持續(xù)快速發(fā)展的勢頭。聚氨酯彈性體是聚氨酯的一個重要的品種，目前其消費量占聚氨酯總消費量接近10%。本綜述就我國聚氨酯彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)量和市場消費量以及發(fā)展情況進行闡述。主要包括以下內(nèi)容：

1. 聚氨酯彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域

2. 聚氨酯彈性體的消費需求和產(chǎn)量

3. TPU、CPU、MPU及聚氨酯防水鋪裝材料的市場情況

4. 未來幾大新興應(yīng)用領(lǐng)域的展望

聚氨酯彈性體是聚氨酯的一個重要的品種，目前其消費量占聚氨酯總消費量接近10%。聚氨酯彈性體用于制造各種膠輪、傳送帶、耐水耐壓膠管、密封條和密封圈、電纜護套及各種薄膜等，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于鋼鐵、造紙、礦產(chǎn)、機械、印刷等行業(yè)。聚氨酯彈性體可與聚氯乙烯、聚乙烯、ABS塑料、碳纖維等進行復合，以降低成本和提高性能。聚氨酯彈性體也可以通過添加一些有機填料進行改性，以突出和加強某些方面的優(yōu)越性能，同時克服聚氨酯彈性體的一些缺點來滿足特殊需要。

聚氨酯彈性體制品的類型很多，除了傳統(tǒng)的澆注型（CPU）、熱塑型（TPU）及混煉型（MPU）3種以外，還有反應(yīng)注射成型、水分散體聚氨酯、溶液紡絲（氨綸）和噴涂聚脲彈性體等。我國目前是全球PU彈性體最大生產(chǎn)、消費和出口國。

1聚氨酯彈性體的應(yīng)用領(lǐng)域

聚氨酯彈性體配方多種多樣，可調(diào)范圍很大，制品性能范圍很寬，可替代普通橡膠、塑料以及金屬。與金屬材料相比，聚氨酯彈性體具有重量輕、噪音低、耐損耗、加工費用低及耐腐蝕等優(yōu)點；與塑料相比，聚氨酯彈性體具有不發(fā)脆、耐磨等優(yōu)點；與常規(guī)橡膠相比，聚氨酯彈性體具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承載性的特點，透明或半透明，耐臭氧、可灌封或澆注、硬度范圍廣。其應(yīng)用領(lǐng)域見表1。

表1  聚氨酯彈性體應(yīng)用領(lǐng)域例

2聚氨酯彈性體產(chǎn)量情況

聚氨酯彈性體應(yīng)用越來越廣，中國聚氨酯發(fā)展速度高于全球平均值，表2為近幾年我國及全球聚氨酯彈性體產(chǎn)量情況及預測。

表2  我國及全球聚氨酯彈性體產(chǎn)量情況

數(shù)據(jù)來源于中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會

據(jù)報道，2010年我國聚氨酯彈性體產(chǎn)量為46萬噸，從表2可以看出，2018年我國彈性體產(chǎn)量達到107萬噸，發(fā)展非常迅速。2019~2021年聚氨酯彈性體市場規(guī)模將繼續(xù)增加，預計2019年產(chǎn)量為118萬噸，2021年產(chǎn)量將達到近150萬噸。2016年至2021年年均復合增長率為10.2%。

從全球范圍來看，2018年全球聚氨酯彈性體產(chǎn)量達到281.6萬噸，2019年全球產(chǎn)量預計為302.2萬噸，2021年產(chǎn)量將達到353.9萬噸。2016年至2021年年均復合增長率為7.4%。

3聚氨酯彈性體市場需求及消費情況

2010年我國聚氨酯彈性體消費量為43萬噸，2018年上升至107萬噸，年均需求復合增長為12.5%。2019~2022年，聚氨酯彈性體市場消費量將繼續(xù)增加，預計2019年我國聚氨酯彈性體市場消費量約為118萬噸 。

表3為聚氨酯彈性體在所有聚氨酯產(chǎn)品中所占份額的變化情況，可以看出份額呈上升趨勢，2018年將近10%。

表3  2010~2018年我國聚氨酯彈性體需求量占聚氨酯產(chǎn)品份額變化情況

根據(jù)2018年我國聚氨酯彈性體市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，TPU規(guī)模最大，其次是CPU、防水鋪裝材料及其他品種。現(xiàn)對聚氨酯彈性體部分品種進行分析。

01 | CPU的市場情況

表4為2010~2018年我國CPU市場消費變化情況。

表4  2010~2018年我國CPU市場消費量變化情況

由表4可知，2010~2018年，我國CPU消費量不斷上升。2010年我國CPU消費量為9.4萬噸，2018年CPU消費量上升為26.7萬噸，2018年消費量增長率超13%。 

預聚體和擴鏈劑是CPU的兩個組分。目前我國聚氨酯彈性體所用的預聚體總產(chǎn)量約為12萬噸。就產(chǎn)能而言少數(shù)企業(yè)為5000~10000 噸/年，大多在3000~5000 噸/年，還有部分企業(yè)采用自產(chǎn)的預聚體生產(chǎn)CPU制品。

我國預聚體生產(chǎn)廠家整體規(guī)模較小，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性一般，游離異氰酸酯單體含量較高。較高游離異氰酸酯單體的存在，帶來諸多工藝和材料性能方面的問題。低游離預聚體市場年消費量在數(shù)千噸。經(jīng)典脫除游離異氰酸酯的技術(shù)是采用短程蒸餾技術(shù)，但由于設(shè)備投資大、操作要求嚴格，國內(nèi)探討了很多年，一直沒有大的發(fā)展和應(yīng)用。

目前國內(nèi)民企僅有淄博正大聚氨酯有限公司1000噸/年的低游離甲苯二異氰酸酯(TDI)預聚體生產(chǎn)能力，而外企科聚亞公司不僅有低游離TDI預聚體，還有低游離二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）預聚體和低游離對苯二異氰酸酯（PPDI）預聚體。

國內(nèi)CPU預聚體的供應(yīng)廠家主要有科思創(chuàng)公司、科聚亞公司、山東一諾威聚氨酯股份有限公司、山東淄博華天化工有限公司和黎明化工研究設(shè)計院等。其中，山東一諾威生產(chǎn)能力在5萬噸/年左右。

隨著應(yīng)用需求的提升和環(huán)保要求的提高，CPU聚氨酯預聚體正逐漸由TDI體系，向MDI、萘二異氰酸酯（NDI）和PPDI、二甲基聯(lián)苯二異氰酸酯（TODI）等特種異氰酸酯體系轉(zhuǎn)化。隨著應(yīng)用領(lǐng)域?qū)郯滨椥泽w耐久性、動態(tài)機械性能、耐熱性能要求的增加，NDI聚氨酯彈性體正呈現(xiàn)上升需求，并已出現(xiàn)數(shù)家可供穩(wěn)定NDI聚氨酯預聚體的生產(chǎn)廠家，如科思創(chuàng)公司、上海鶴城高分子科技有限公司、上海氨聰材料科技有限公司等。NDI和TODI體系的彈性體產(chǎn)品目前主要用于紡織用摩擦盤、切割纖維的輪子、叉車輪子等。

上述特種彈性體的擴大和消費大多受上游特種異氰酸酯的制約。目前，NDI最大生產(chǎn)廠家依然是BASF，PPDI主要是原杜邦公司。國內(nèi)主要有杭州崇順和麗水有邦，江蘇新沂農(nóng)化有NDI、TODI和PPDI的小規(guī)模生產(chǎn)。 

聚氨酯彈性體用胺類擴鏈劑主要有3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯基甲烷（MOCA）、3,5-二乙基甲苯二胺(DETDA，E-100)和3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA，E-300)，其中MOCA是聚氨酯彈性體材料中產(chǎn)量最大的固態(tài)擴鏈劑，MOCA產(chǎn)量的一半以上用于國內(nèi)企業(yè)，大約近40%的產(chǎn)量用于出口。

MOCA主要生產(chǎn)企業(yè)有蘇州湘園新材料股份有限公司（1萬噸/年，采用全自動DCS遠程控制技術(shù)）、濱海縣星光化工有限公司（5000噸/年）、山東崇舜新材料科技有限公司（1500噸/年）、濱海縣明昇化工有限公司（1500噸/年）和安徽祥龍化工有限公司（1500噸/年）。快速反應(yīng)液態(tài)擴鏈劑E-100的主要生產(chǎn)企業(yè)有汕頭市海量新材料有限公司（1500噸/年）、濮陽市鼎泰化工有限公司（2000噸/年）、三門峽市天聚化工有限公司、樂陵創(chuàng)利科技有限公司（1000噸/年）、山東煜興新材料有限公司（1500噸/年）和淄博方良有限公司（1000噸/年）。液態(tài)擴鏈劑E-300的主要生產(chǎn)企業(yè)有山東煜興新材料有限公司（1500噸/年）、內(nèi)蒙古雅布賴興亞化工有限公司（1000噸/年）和南京晶云化工有限公司（500噸/年）等。特種芳香族二胺擴鏈劑企業(yè)蘇州湘園的4,4'-亞甲基-雙(3-氯-2,6-二乙基苯胺）（MCDEA）產(chǎn)能2000 噸/年，含聚醚鏈段的液態(tài)芳香族二胺擴鏈劑XYlink P系列4000 噸/年，4,4'-亞甲基雙(2-乙基)苯胺（MOEA）產(chǎn)能2000噸/年，化學結(jié)構(gòu)與MOCA相近的液態(tài)擴鏈劑ML-200和ML-400產(chǎn)能各1500噸/年。萬華化學集團的液態(tài)芳香族二胺擴鏈劑Wanalink 6200產(chǎn)能不詳。近幾年，隨著市場應(yīng)用的擴大，E-100、E-300以及Wanalink 6200的產(chǎn)能產(chǎn)量也逐漸提高。

芳香族二醇高性能擴鏈劑中，蘇州湘園的對苯二酚二羥乙基醚（HQEE）產(chǎn)能3500噸/年，間苯二酚雙(羥乙基)醚（HER）產(chǎn)能1500噸/年，煙臺市裕盛化工有限公司等也有生產(chǎn)。

目前，我國現(xiàn)有企業(yè)芳香族聚氨酯擴鏈劑系列產(chǎn)品生產(chǎn)能力約在5萬噸/年以上，其中MOCA約2萬噸/年，E-100約1萬噸/年、E-300約0.5萬噸/年、HQEE約0.5萬噸/年，從生產(chǎn)數(shù)量估算，我國是世界上最大的聚氨酯擴鏈劑生產(chǎn)國和使用國。然而，近幾年受環(huán)保督察、經(jīng)濟形勢以及設(shè)備條件的限制，國內(nèi)企業(yè)的實際產(chǎn)量遠低于設(shè)計產(chǎn)能。

02 | TPU的市場情況

表5為2010~2018年我國TPU消費變化情況。

表5  2010~2018年我國TPU消費量變化情況

由表5可知，2010年我國TPU消費量為15.4萬噸。到2018年，我國TPU消費量為43.6萬噸，TPU消費增長率約為14%。

2018年全國范圍內(nèi)TPU產(chǎn)能預估約80萬噸，隨著在消防、薄膜等領(lǐng)域的快速增長，國內(nèi)TPU的產(chǎn)能還在繼續(xù)擴大。目前國內(nèi)生產(chǎn)TPU的廠家約有100多家，產(chǎn)品在穩(wěn)定性和中高端產(chǎn)品覆蓋面與國外公司產(chǎn)品相比有一定差距。其原因一是由于在中高端產(chǎn)品不具備技術(shù)優(yōu)勢，二是設(shè)備采用國產(chǎn)裝置造成精密度不夠，三是國產(chǎn)原料穩(wěn)定性較欠缺。

外資企業(yè)路博潤公司和亨斯邁公司產(chǎn)能有2萬~3萬噸/年，以中高端產(chǎn)品為主，設(shè)備全部進口。國內(nèi)企業(yè)TPU產(chǎn)能在萬噸級別的有萬華化學集團股份有限公司、華峰熱塑性聚氨酯有限公司、山東一諾威聚氨酯股份有限公司、美瑞新材料股份有限公司、蘇州奧斯汀新材料科技有限公司、上海金湯塑膠科技有限公司等。

其中，萬華化學產(chǎn)能約12萬噸/年，設(shè)備以德國進口為主；華峰集團TPU產(chǎn)能14萬噸/年，90%以上采用進口設(shè)備生產(chǎn)；山東一諾威產(chǎn)能8萬噸/年，主要采用進口設(shè)備，產(chǎn)品以中低端為主，價格比較有優(yōu)勢；蘇州奧斯汀產(chǎn)能為1.2萬噸/年，設(shè)備以進口為主；美瑞新材產(chǎn)能3萬噸/年，設(shè)備國產(chǎn)為主，在特殊TPU領(lǐng)域具有優(yōu)勢；上海金湯科技規(guī)劃產(chǎn)能2萬噸，設(shè)備以國產(chǎn)為主，在TPU熱熔膠領(lǐng)域具有優(yōu)勢。

03 | MPU的市場情況

MPU是通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計，在PU分子鏈結(jié)構(gòu)中引入采用硫磺、過氧化物等進行交聯(lián)固化的基團，通過傳統(tǒng)橡膠硫化工藝制備的PU彈性體。早期國內(nèi)主要有南京橡膠廠(金三力公司)和山西省化工研究所開展了相關(guān)研發(fā)和小規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。由于MPU生產(chǎn)和性能優(yōu)勢不比CPU和TPU的好，因而市場占有率較小，但某些領(lǐng)域仍需使用MPU。

國內(nèi)廣州順力聚氨酯科技有限公司采用全新的合成工藝，于2017年初建成了一套7000噸/年的MPU生產(chǎn)線，產(chǎn)品包括聚酯、聚醚、聚己內(nèi)酯的飽和型以及不飽和型，期望在耐磨膠輥、膠輪、膠管、膠帶、密封和鞋材等方面開拓新的應(yīng)用。

國外主要有德國萊茵化學公司的400~500噸/年，美國TSE公司的1500~2000噸/年規(guī)模的產(chǎn)能，主要應(yīng)用于耐磨膠輥輪、密封墊片、膠帶和鞋材等方面。

04 | 聚氨酯防水鋪裝材料及其他品種的市場情況

表6  2010~2018年我國聚氨酯防水和輔裝材料及其他品種市場消費量變化情況

由表6可知，2010年我國聚氨酯防水材料和鋪裝材料及其他品種消費量為18.2萬噸，2018年消費量為36.7萬噸。2010~2015年市場消費增速較快，自2016年下半年后受“毒”跑道事件影響，一定程度上遏止了聚氨酯鋪裝材料的發(fā)展。隨著2018年新國標的制定與發(fā)布，情況已得到改善。

大家對塑膠產(chǎn)品的優(yōu)劣有了比較明確的判定依據(jù)，國內(nèi)市場聚氨酯鋪裝材料產(chǎn)品品質(zhì)愈來愈高，鋪設(shè)的場地類型除常規(guī)的環(huán)保混合型塑膠跑道、全塑型塑膠跑道、透氣型塑膠跑道之外，自結(jié)紋塑膠跑道、水性塑膠跑道、發(fā)泡TPU（ETPU）塑膠跑道、半預制型跑道等也已經(jīng)成為鋪設(shè)的一種趨勢。施工過程無溶劑加入，材料不含鄰苯類增塑劑、苯并芘、多環(huán)芳烴等有害物質(zhì)，施工氣味低，施工完畢后短期即可交付使用，有效保證了該產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。

聚氨酯鋪裝材料生產(chǎn)廠主要集中在北京、河北、山東、江蘇、上海、浙江、廣東等區(qū)域，包括山東一諾威聚氨酯股份有限公司、青島神鹿塑膠鋪裝有限公司、山東東海塑膠有限公司、北京藍星科技有限公司、北京新世紀納米塑膠材料有限公司等。

4未來新興領(lǐng)域的應(yīng)用展望

01 | 生物醫(yī)學

在未來新興領(lǐng)域應(yīng)用方面，生物醫(yī)學是聚氨酯彈性體潛在的重要應(yīng)用領(lǐng)域。聚氨酯彈性體通過選擇適當?shù)能洝⒂捕谓Y(jié)構(gòu)及比例，可以合成具有良好物理機械性能的醫(yī)用心臟架橋、縫線、避孕套等材料，其耐磨性、韌性及生物相容性好，在體內(nèi)降解周期短。相比其他的高分子材料，聚氨酯彈性材料更適合被制作成為組織工程中的支架或用于人體器官的制造，如人工心臟及心臟輔助裝置，材料本身有不引起血栓及人體的免疫反應(yīng)、不致癌和具有良好的生物相容性等性能。近年來，該材料已經(jīng)在人工心臟、人工皮膚等制備方面有了較好的應(yīng)用。

TPU由于具有優(yōu)異的機械性能、耐久性、耐油性和耐化學性，在醫(yī)療行業(yè)的高級保健產(chǎn)品中前景廣闊。這是因為TPU可以不含增塑劑，它為醫(yī)療行業(yè)提供了更為環(huán)保的替代品，且仍能保留其高彈性和高靈活性。此類TPU產(chǎn)品在美國國家衛(wèi)生基金會（NSF）標準61列表中、美國食品和藥物管理局（FDA）21 CFR 177.1680（對某些接觸食品的材料）列表中與美國藥典委員會（USP）Class VI分類中都有收錄，說明了聚氨酯彈性體材料在對食物、水的接觸中和醫(yī)療中的安全性。美國化工協(xié)會也發(fā)布了聚氨酯彈性材料在食品藥品接觸類應(yīng)用的指導意見，對該材料在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用給出了標準，拓寬了聚氨酯彈性體材料在未來的應(yīng)用前景。

02 | 交通運輸行業(yè)

隨著我國高鐵、地鐵、城市軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，聚氨酯彈性體的消費量正在迅速增加。國家《綜合交通網(wǎng)中長期發(fā)展規(guī)劃》指出，到2020年全國鐵路營運里程達到12萬千米以上，其中運行速度在200 千米/時以上的客運專線在1.6萬千米以上。為適應(yīng)高速列車的提速要求，開發(fā)聚氨酯枕木以取代或部分取代混凝土枕木是未來的發(fā)展趨勢。其他品種聚氨酯彈性體在交通運輸行業(yè)的用量也會相當可觀，如高速鐵路用減震墊板、嵌縫膠等。

同時，隨著聚氨酯材料在鐵路工程中大量應(yīng)用，其服役結(jié)束后如何回收和高效利用也是一個挑戰(zhàn)。

03 | 其他行業(yè)關(guān)注點

聚氨酯彈性體行業(yè)今后關(guān)注點包括如下幾個方向：TPU生產(chǎn)上一方面考慮技術(shù)升級，另一方面要解決和改善一些析出、耐黃更持久等性能問題；加強CPU、防水鋪裝材料等的結(jié)構(gòu)調(diào)整，提升其工藝技術(shù)水平，提高產(chǎn)業(yè)集中度；加強TPU、氨綸等新技術(shù)開發(fā)，擴大高端產(chǎn)品市場占有率；進一步擴大在風能發(fā)電、太陽能光伏等新興產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用規(guī)模；淘汰低水平聚氨酯彈性體用擴鏈劑的生產(chǎn)裝置，鼓勵擴大高品質(zhì)擴鏈劑生產(chǎn)規(guī)模，提升產(chǎn)業(yè)集中度，加大擴鏈劑如MOCA、MCDEA、DETDA、HER和HQEE等產(chǎn)品的推廣應(yīng)用；開發(fā)高性能TPU生產(chǎn)技術(shù)，填補我國高端、高耐熱緩沖材料空白。

國內(nèi)聚氨酯產(chǎn)業(yè)將進入高速、高效、高質(zhì)、布局合理、綠色環(huán)保、低碳規(guī)模化的發(fā)展期，就聚氨酯彈性體而言，首先要做到提高品質(zhì)穩(wěn)定，加大新品種聚氨酯彈性體產(chǎn)品的研發(fā)力度，增強其市場適應(yīng)性。另外，聚氨酯彈性體產(chǎn)品要向精細化、功能化、高性能化發(fā)展，并進一步擴大應(yīng)用領(lǐng)域；同時聚氨酯彈性體需加強安全、環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)，做好環(huán)境友好型產(chǎn)品替代工作。