和平聚氨酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程
聚氨酯是由基礎(chǔ)化工品異氰酸酯和多元醇縮聚合成的高分子樹脂。聚氨酯具有 高強度、耐磨耗、抗撕裂、撓曲性能好、耐油和良好的血液相容性等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于家居、家電、 交通、建筑、日用品等行業(yè),是重要的工程材料。
1937 年德國化學(xué)家拜爾利用 1,6-己二異氰酸酯和 1,4-丁二醇的加聚反應(yīng)制成線性聚氨酸樹脂,開啟了聚氨酸樹脂的研究和應(yīng)用。二戰(zhàn)期間德國已經(jīng)建 立起具有一定生產(chǎn)能力的聚氨酸實驗廠,二戰(zhàn)后美國、英國、日本等引進德國技術(shù)開始聚氨酯 的生產(chǎn)與開發(fā),聚氨酯行業(yè)開始在世界范圍內(nèi)發(fā)展起來。我國自 20 世紀 60 年代開始獨立研制和發(fā)展聚氨酯樹脂,目前已成為全球更大的聚氨酯生產(chǎn)國和消費國。
聚氨酯分為聚酯型和聚醚型。聚氨酯單體結(jié)構(gòu)主要由上游原料和目標性能而定。聚酯型由聚酯型多 元醇和異氰酸酯反應(yīng)生成,屬于剛性結(jié)構(gòu),一般用于生產(chǎn)硬度和密度大的發(fā)泡海綿、面漆以及塑膠 板材。聚醚型由聚醚型多元醇和異氰酸酯反應(yīng)得到,分子結(jié)構(gòu)為軟段,一般用于生產(chǎn)彈性記憶棉和 防震緩沖墊。目前許多聚氨酯生產(chǎn)工藝將聚酯和聚醚多元醇按照一定比例重新混合,確保產(chǎn)品柔韌 度適中。 聚氨酯合成的主要原料為異氰酸酯和多元醇。異氰酸酯是異氰酸的各種酯類總稱,以-NCO 基團的 數(shù)量分類,包括單異氰酸酯 R-N=C=O、二異氰酸酯 O=C=N-R-N=C=O 以及多異氰酸酯等;也可以 分為脂肪族異氰酸酯和芳香族異氰酸酯。目前芳香族異氰酸酯的使用量更大,如二苯甲烷二異氰酸 酯(MDI)和甲苯二異氰酸酯(TDI)等。MDI 和 TDI 是重要的異氰酸酯品種。
聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈與生產(chǎn)工藝
聚氨酯上游原料主要為異氰酸酯和多元醇,中游初級制品包括泡沫塑料、彈性體、纖維塑料、纖維、 鞋革樹脂、涂料、膠粘劑和密封膠等樹脂制品,下游為家居、家電、交通、建筑、日用品等行業(yè)。
聚氨酯行業(yè)技術(shù)、資金、客戶、管理和人才壁壘高筑,行業(yè)準入門檻較高。
1)技術(shù)與資金壁壘。上游異氰酸酯的生產(chǎn)是聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘更高的環(huán)節(jié)。特別是 MDI,被 認為是化工行業(yè)綜合壁壘更高的大宗產(chǎn)品之一。異氰酸酯合成工藝路線較長,包括硝化反應(yīng)、還原 反應(yīng)、酸化反應(yīng)等。光氣法是目前工業(yè)化生產(chǎn)異氰酸酯的主流技術(shù),也是能夠?qū)崿F(xiàn)異氰酸酯大 規(guī)模生產(chǎn)的方法。但光氣具有劇毒,且反應(yīng)需要在強酸條件下進行,對設(shè)備和工藝要求較高。此外, MDI、TDI 等異氰酸酯類化合物極易與水發(fā)生反應(yīng)變質(zhì),同時凝固點較低,對生產(chǎn)技術(shù)是極大的挑戰(zhàn)。
2)客戶壁壘。聚氨酯材料品質(zhì)將直接影響下游各行業(yè)產(chǎn)品的性能,不同客戶根據(jù)自身產(chǎn)品特性確定 供應(yīng)商后不會輕易更換,因此將對行業(yè)新進入者形成壁壘。
3)管理與人才壁壘。聚氨酯行業(yè)面對下游客戶分散的產(chǎn)品型號需求,需要制定一整套精細的采購、 生產(chǎn)、銷售、服務(wù)體系,同時需要培養(yǎng)具有豐富生產(chǎn)管理經(jīng)驗的高水平專業(yè)從業(yè)人員,具有較高的 管理壁壘。
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