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编辑有话说丨时代的宠儿—水性聚氨酯分散体PUD

2017年08月16日 星期五 来源:PUWORLD独家发布 我来说两句 保存为书签

一声奔雷惊觉起,万华化学在珠海工业园投产10万吨水性树脂,作为国内MDI巨头如此举动给市场释放了什么的信号引发深思。

聚氨酯树脂因具有优良的性能而被广泛应用于汽车、鞋材、纺织、皮革、涂料、胶黏剂等领域。但是, 目前市场上流行的大多数为溶剂型聚氨酯原料, 其中含有大量的有机溶剂和一定量的游离异氰酸酯, 影响人们的身体健康和生活环境。在时代感召下,水性聚氨酯分散体PUD横空出世被时代寄予厚望,已在织物、皮革、粘合剂等领域得到了广泛应用,正逐步替代溶剂型聚氨酯。

认识PUD

水性聚氨酯树脂通常可分为PU 水溶液、PU 分散体和PU 乳液3 种, 市场上PU水溶液非常少,现阶段水性聚氨酯基本上都是PU乳液和分散体, 通常将后两类称为PU 乳液或分散体(PUD)。它通常是将制备好的预聚体,在胺和水的环境下扩链时搅拌或熔融状态下分散于水中而形成的。PUD受到热捧,主要源于其优良的性能:

(1)分散于水中,溶剂含量少,无游离的异氰酸酯,低VOC,无毒性;

(2)分子组成变化范围广,可赋予分散体不同的性能特点(可软可硬);

(3)对底材有良好的附着力和物理机械性能,如耐磨性和抗冲击性;

(4)具有良好的低温成膜性和柔韧性,干燥速度快;

(5) 经特制的分散体具有良好的耐水性、耐溶剂性和耐化学品性;

(6) 安全防火,水性产品具有不易燃特性;

PUD作为无毒环保的优质的聚氨酯树脂已被广泛使用至皮革涂饰剂、木器漆、纺织、制鞋、纸张等多个领域。

水性PUD市场现状

在我国聚氨酯工业“十一五”和“十二五”规划中,以水为介质的聚氨酯涂料和胶粘剂均被列为重点发展项目。在市场和业界的大力推动下,我国的水性聚氨酯产品以极高的速度形成了一定的市场规模。目前国内外规模化水性聚氨酯的生产主要有科思创、巴斯夫、帝斯曼、大日本油墨、斯塔尔、万华、长兴等。

此外,近日万华集团发布公告,珠海工业园一期项目正式投入生产,用于年产14万吨的新型环保材料。其中包含4万吨的改性MDI和10万吨的水性材料树脂,据悉,10万吨的树脂将以3万吨水性聚氨酯树脂,6万吨的水性丙烯酸树脂,1万吨前两者相混的分配形式出现,而水性聚氨酯树脂将主要用于涂料、胶黏剂以及水性合成革领域。

放眼目前的水性聚氨酯市场,虽增长潜力巨大,但目前国内无论是生产和消耗量体量并不大,据调查数据显示,如下图图1,2016年水性PUDs消耗量大约有12-13万吨左右,尤其以皮革涂饰剂和涂料中的应用最多。因此,万华3万吨水性聚氨酯树脂向市场投放将会打破现有格局。

以往水性聚氨酯树脂之所以体量不大主要原因还在于成本高昂,原料可选择范围窄并且产能不足,多数的原料均需从国外进口,对于下游来说价格过高难以接受,在环保压力不大的情况下更倾向使用溶剂型树脂。随着水性树脂伴随时代环保健康的趋势供应和使用的增加,水性树脂的价格也会回到一个市场能够普遍接受的水平。


图1 水性聚氨酯应用领域及各领域消耗份额

(资料来源:环球聚氨酯数据库)

就具体应用方面看:

a、皮革涂饰剂

水性聚氨酯树脂用于皮革涂饰剂,具有优良的透湿性,出色的耐磨性,可使革面美观,遮盖皮面缺陷,修正粒面瑕疵,提高皮革的使用性能,增加皮革花色品种。皮革涂饰剂占我国水性聚氨酯总消费量的40-50%左右, 但国内80%以上的产品为通用型水性聚氨酯,因产品性能一般,高端产品市场占有率低。例如:固含量在25%~40%的皮革涂饰剂,目前市场价格在25~45元/kg,而进口价格普遍在60-70元/kg。因此在高端产品的市场和技术暂待开发。同样的PUD在合成革中制备PUD浆料可以代替以DMF为载体的溶剂型PU浆料。

b、水性涂料

我国水性聚氨酯涂料的应用占涂料市场份额的20-30%左右,年均增长速度在7%~8%,其中用量最多的是建筑涂料市场,约占50%以上。目前水性聚氨酯涂料的发展速度,特别是水性内、外墙涂料与水性木器漆、油墨光油的需求最为迫切;而我国建筑涂料的年需求量在250万吨左右,其中可由水性聚氨酯涂料替代的就达120万吨,仅这一项即有上百亿元的需求空间。

c、水性胶黏剂

目前国内水性聚氨酯胶粘剂的品种有十几个,主要用于:汽车、鞋材、工业建筑、层压制品及复合包装、家具木材等领域。2016年国内市场水性聚氨酯胶粘剂消费量在6-6.5万吨以上,市场份额8-9%左右,水性聚氨酯胶粘剂的消费量年均增长18%以上,是增长率最大的胶种之一。

未来发展趋势

经历多年的漫长发展道路,国内外水性聚氨酯的制备技术已日趋完善,水性聚氨酯产品在汽车涂料、皮革涂饰剂、胶粘剂等领域已接近或达到溶剂型产品水平,水性聚氨酯的合成技术已较成熟,未来发展趋势是增加新功能、提高附加值、开发规模生产和应用领域、开发先进工艺技术。随着国家环保严控以及公民健康生活意识的觉醒对整个行业产生了重大影响, 发展无毒环保型聚氨酯产品讲成为未来趋势,尤其是高端产品领域,未来的增长不可限量。

 
 
 

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