聚氨酯(PU)是世界六大具有发展前途的合成材料之一。聚氨酯工业的发展与国民经济的繁荣密切相关,以不同原料生产的各类聚氨酯材料广泛应用于生产汽车零部件、鞋底、人造革、涂料、胶粘剂、隔热材料等。近年始终保持6%的年均增长率。就其应用广度而言,已跃居诸种合成材料的首位。可以预料,随着科技的进步及新应用领域的拓展,聚氨酯工业的发展将为人们带来更为便利和舒适的生活。
聚氨酯是两种化工原料(有机异氰酸酯、聚醚多元醇)的混合物。其性能为,粘结力极强,能在混凝土、木材、钢材、沥青、橡胶等表面粘结牢固;保温隔热性好,每1cm厚度相当于40cm红砖保温效果;防水性能好;整体密封、无空腔无缝粘结,适应各种形状基面;阻燃性好,离火3秒自熄碳化,不会熔化。
按应用分类,聚氨酯主要有软质聚氨酯、模压软质聚氨酯、硬质聚氨酯、鞋底材料、热塑性聚氨酯、涂料、胶黏剂、密封剂和弹性体。而根据异氰酸酯的单位划分,聚氨酯又可分为甲苯二异氰酸酯(TDI)型和二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)型两种。
与一般建材,如EPS(挤塑聚苯乙烯泡沫塑料)、XPS(可发性聚苯乙烯)相比,聚氨酯具有巨大的优势:导热系数小,密封性好。EPS、XPS为有缝有空腔粘结,外界空气很容易通过缝隙、空腔流通,影响保温性能。若采用聚氨酯保温,则可避免上述现象;抗风揭性与对面砖层的承受能力强,完全可承受高层建筑外墙风的负压荷载的能力及饰面砖30~35kg/m2的重量。由于采用整体喷涂及薄抹灰弹性抗裂层,表面不会开裂,没有墙体透寒、返水现象;防水性能强。不会出现EPS、XPS透过裂缝及空腔渗入室内现象;阻燃性能强。另外,聚氨酯的发泡剂可用无氟或半氟发泡,而XPS、EPS很难做到。另外,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。
一 、世界发展现状
在生产上,聚氨酯工业和大多数化工产业一样,集约化和规模化的趋势日益明显。随着聚氨酯生产技术的日益成熟和产品应用领域的不断扩大,要保持一定的盈利水平就必须要拥有一定的规模效益。于是,新企业规模越来越大,产能也迅速提高。比如,聚氨酯的主要原料二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)和甲苯二异氰酸酯(TDI),近年来在世界各地新建或拟建项目的设计能力均在15万吨/年以上,而10年前世界级的产能还不及此一半。
聚氨酯工业的基本原料异氰酸酯和多元醇的生产与大多数其他化工产品的生产不同,聚氨酯原料生产上存在着技术壁垒,尤其是异氰酸酯生产的关键技术垄断在巴斯夫、亨斯迈、拜耳等少数几家大型跨国公司手中,而这些公司又通过收购、兼并和控股等方式,建立起大型聚氨酯跨国垄断公司,牢牢掌握着世界聚氨酸原料市场,使世界聚氨酯工业的集约化现象更加突出。
1. 世界各地聚氨酯市场
截至2009年世界聚氨酯市场已达约1350万吨。
1.1. 欧洲
欧洲聚氨酯消费量已由2002年250万吨增长到2009年387万吨,其中德国由2002年62万吨增长到2009年120万吨。表1列出2005~2009年欧洲和德国聚氨酯消费量,表2列出欧洲聚氨酯公司数及各国聚氨酯用量。
据德国贸易组织FSK(Fachverband Schaumkunststoffe)预计,尽管竞争继续加剧,德国聚氨酯(PU)工业仍将强劲增长。据了解,建筑工业使用PU泡沫可以节能,故发展前景看好。FSK也预期汽车行业应用会增多,但这取决于德国和欧洲汽车生产的发展。虽然制鞋业转向亚洲,尤其是中国,竞争趋于激烈,但仍有发展空间。德国有超过740家PU加工公司,销售额约66亿欧元,德国仍是最大的PU市场,有约120万吨PU在德国加工,而在东欧国家加工量为60万吨。家具和褥垫在德国是最大的PU用户,其销售额为19亿欧元;建筑和保温为第二位用户,销售额为15亿欧元;再其次是汽车工业,销售额为8亿欧元。
表1. 2005~2009年欧洲和德国聚氨酯消费量,万吨
|
欧洲 |
德国 |
2005
2006
2007
2008
2009 |
300
320
360
375
387 |
80
95
110
115
120 |
表2. 2009年欧洲聚氨酯公司数及各国聚氨酯用量
|
聚氨酯公司数 |
聚氨酯用量,万吨 |
西欧
德国
意大利
西班牙
英国
法国
东欧
波兰
匈牙利
土耳其
俄罗斯
捷克 |
720
680
>640
360
270
150
148
95
98
54 |
120
70
38
35
33
18
6
9
23
5 |
据《欧洲塑胶网》报道,欧洲、中东和非洲(EMEA)的聚氨酯(PU)化学品和产品的消费年增速近4%。按IAL咨询公司称,该地区2009年PU总生产量达550万吨。虽然西欧占EMEA的PU生产量的70%,但东欧和中东消费将增长最快,今后5年内,增速将分别为6.4%和8.9%。因建筑工业活动减少以及生产继续转向东欧,西欧PU市场年增速预计将降低至2.2%。而几个东欧国家已计划增加在制冷、建筑材料和汽车生产方面的投资。
1.2. 美国
自2008年夏季以来,美国家具和汽车工业对聚氨酯泡沫的需求曾受到下挫影响。美国汽车工业泡沫供应商Foamex于2009年2月18日提交了破产保护申请。美国主要的聚醚多元醇和异氰酸酯生产商有陶氏化学、巴斯夫、拜耳、亨斯迈和壳牌等。
据美国著名咨询公司弗里道尼亚集团(FreedoniaGroup)分析, 2009年,美国聚氨酯(PU)树脂的需求达到360万吨,年均增长率为1.8%。至2009年,软泡PU需求年增长率为1.9%,达到130万吨。硬泡PU需求年增长率为3.4%,达到110万吨。建筑、贮罐和管道保温应用推动硬泡PU需求增长。以PU制造的环境友好的粉末涂料使用的增多,推动涂料的增长,据Freedonia分析,至2009年该行业的需求年增长率为3.1%,达到35万吨。建筑市场占所有PU用量的36%,这一市场的增长来自能效标准的强化和对更好性能与更低成本材料的需求。
据Freedonia集团预测,至2011年,由于非住宅领域即商业建筑领域需求的强劲增长,美国聚氨酯模塑市场需求有望达到5%的增长率。 相关数据表明,2006年塑料模塑市场价值11.57亿美元,2016年预计达到20.10亿美元。聚氯乙烯在其中占有的份额将从38%上升到39%,而聚氨酯产品份额将上升到26.6%。2006年,聚氨酯产品占美国模塑市场26%,价值3.01亿,到2011年,其将以5.3%的速度增长,价值将达到3.9亿美元,到2016年将达到5.35亿美元。因为模塑市场的需求很大一部分是来自住宅建造,而未来几年美国的新住宅增长率将会下降,这就给模塑市场发展带来阻碍,但也突显了配件市场和装修市场的重要性。聚氨酯模塑在美国有30多年的应用历史,近年被越来越多地使用到墙、门、窗台的模塑中。聚氨酯模塑性能优异,既可以塑造成各种各样的形状,也可以像木头一样被切割、钻孔、磨砂,同时也可以用漆喷涂,或者用木材纹理漆作预处理等等。
1.3. 印度
印度Gujarat Narmada Valley Fertilisers公司(GNFC)于2008年表示,未来5年印度聚氨酯(PU)消费量将增加一倍,到2012年3月31日的财年,印度PU消费量将达到35万吨/年。2012年印度的PU消费中,将有约30%用于软质片块状泡沫塑料,20%用于软质冷固化泡沫塑料,20%用于硬质泡沫塑料,其余用于其他应用的泡沫塑料生产,如鞋和人造橡胶等。当前印度的人均聚氨酯消费量仅为0.1千克/年,而美国及欧洲等发达国家和地区的人均聚氨酯消费量已超过6千克/年,因此印度市场有非常大的发展潜力。软质片块状泡沫塑料将继续成为印度PU市场最大的消费品种。其中家具领域对软质片块状泡沫塑料的需求在2012年前将增长20%,成为软质片块状泡沫塑料需求增长的主要动力。硬质泡沫塑料消费是印度聚氨酯市场需求快速增长的另一个主要动力,其消费主要是受到建筑应用领域需求增长的推动。
印度聚氨酯协会(IPUA)2009年4月对印度未来几年聚氨酯需求增速又进行了修订,由于经济增长趋缓,估计到2012年印度的聚氨酯消费年均增长速度将由此前的15%降至10%~11%,但增长率还有可能反弹。据IPUA估计,印度2013~2014年聚氨酯年消费量将超过35万吨,预计到2022年消费量可达120万吨,人均聚氨酯消费量将达到1千克。柔性聚氨酯应用约占印度聚氨酯总消费量的70%,而硬质聚氨酯应用仅占20%以上。IPUA称,鞋底是聚氨酯的第三个最重要的应用领域,因为聚氨酯正取代聚氯乙烯用作鞋底。聚氨酯泡沫床垫目前在印度床垫总量的比例还不到10%,预计未来也将大幅增加。此外,用于保温的聚氨酯,特别是运送食品的冷藏车将是主要增长领域之一。
印度在截止2009年3月31日的财年中生产了约18.7万吨聚氨酯,包括高回弹泡沫、鞋底和热塑性聚氨酯,同比增加了9%。GNFC是印度唯一的一家多异氰酸酯厂,正在新建一套产能5万吨/年的TDI工厂。
据Freedonia集团公司分析,建筑业对建筑保温材料、涂料和胶粘剂的需求量日益增长,拉动聚氨酯(PU)需求量以每年2.8%的速度增长。Freedonia认为,建筑市场将占所有聚氨酯用量的36%。其中,聚氨酯软泡和硬泡需求量仍将最大,占其总需求量的近2/3。聚氨酯软泡需求年增长率为1.9%,2009年达到120万吨;聚氨酯硬泡需求年增长率为3.4%,2009年达到115万吨。
随着国民消费的增加,印度聚氨酯市场规模将不断扩大。但美国增长咨询公司弗若斯特沙利文于2010年6月对印度聚氨酯市场状况发布的调查报告显示,目前印度国内的聚氨酯供应能力还较差,主要依赖国外进口。
印度聚氨酯市场一个显著特点是集中度较高。陶氏、拜耳、巴斯夫和亨斯迈四家国际化工巨头占据了65%以上的市场份额。印度本土两家较大的企业如Expanded Systems和Manali Petrochemicals也是较大的聚氨酯生产商。印度国内聚氨酯企业通常都生产和供应多元醇,但只有一家本土企业能够生产异氰酸酯,其他企业生产聚氨酯所需的异氰酸酯大多从日本和中国进口。据该公司统计,2008年,印度聚氨酯总产量为23万吨。预计2009~2015年,印度聚氨酯的年均增长率为12.4%,其产量有望在2015年达52.3万吨。
从整体市场看,软质板材是印度聚氨酯市场最大的应用领域;硬质聚氨酯是印度增速最快的应用市场之一,主要用作制冷、建筑和一般绝缘体以及夹心面板;聚氨酯鞋底在高度分散的印度鞋底市场属于高端产品,主要以MDI型聚氨酯为主;热塑性聚氨酯主要用于层压、织物面料、涂料、鞋底等,市场规模较小;涂料、胶黏剂、密封剂和弹性体应用市场规模更小,但近年来一直在快速发展。
TDI和MDI型聚氨酯都可被用于生产床垫、家具、床上用品等方面应用的聚氨酯。目前印度市场以TDI聚氨酯为主,且主要用于生产软质板材。印度国内只有一家TDI聚氨酯供应商,其拥有年产1.5万吨TDI的产能。主要用于生产硬质板材、弹性体及其他用途的MDI聚氨酯的优点是较易处理而且运用范围广泛,但印度国内目前还没有自己的MDI聚氨酯供应商,只能从国外供应商处购买。
可支配收入的增长是推动印度聚氨酯市场成长的主要动力。聚氨酯类产品需求同消费者的可支配收入密切相关。目前印度人均收入以年均约10%的速度增长,随着其国内中产阶级的逐步崛起,印度市场冰箱、空调、汽车及高档家具等在内的消费品需求不断增长。而这些产品的生产都要用到聚氨酯产品,从而推动聚氨酯市场的快增。
逐渐复苏的印度汽车及摩托车行业也给聚氨酯市场带来相应的增长。汽车和摩托车市场是印度聚氨酯最大下游市场之一。随着经济向好,印度汽车市场特别是小型汽车市场,增长逐渐恢复,从而带动聚氨酯消费量的提升。
第三大推动力来自印度建筑业、电信业和带冷链和保温柜的(食品)零售渠道发展的拉动。得益于不断增长的住房需求以及政府投资建造业,以及不断普及的绿色建筑概念,印度建筑业预计在未来几年将保持较高增长;印度电信业在2008~2015年将保持15%的年均增长;印度零售业将保持44%的年均增长,至2012年营业年收入可达7200亿美元,特别是拥有大型空调和保温设备的冷链零售渠道的发展将会为能可贵聚氨酯的发展带来稳定的发展动力。这些行业都将对聚氨酯市场产生大量而稳定的需求。
逐步开发的印度农村市场的作用也不可忽视。随着农村经济的稳步发展,印度农民购买力也逐步提升,包括冰箱、汽车等原先被看作奢侈品的商品逐渐被农民所接受。随着农村消费市场的出现和扩大,越来越多的公司开始谋划开发这一类未开发的潜在市场。
德国拜耳材料科技公司宣布在印度投资2000万欧元新建一套新芳烃和脂肪族多异氰酸酯生产装置,作为公司拓展印度业务发展战略的一部分,其目的在于加强其作为聚氨酯原料供应市场领导者的地位。新工厂位于印度西北部古吉拉特邦,预定在2011年开始投运,将生产Desmodur多异氰酸酯,作为生产各种聚氨酯涂料、黏合剂和密封剂的原材料。
1.4. 中国
据英国IAL咨询公司的分析,中国2006~2009年聚氨酯(PU)产品产量年均增长率为7.8%,生产量从2004年270万吨、2006年330万吨增加到2009年410万吨。软泡PU生产量年增长率为11.1%,达到2009年84万吨。在硬泡PU需求方面,保温材料增长。缺乏原材料将制约中国PU工业的发展,近年中国PU工业以每年两位数的速率增长。
英国IAL咨询公司分析显示,到2010年,中国超过美国,成为世界第一位聚氨酯生产国,并且成为聚氨酯基消费品的重要消费国。
亚洲在中国的驱动力下继续成为全球制造基地,到2015年,中国不仅将成为世界主要的基本化学品市场,其在特殊化工领域也蕴涵极大潜力,以中国聚氨酯为例,年增幅达10%,并且在2015年有望成为全球最大市场。
据介绍,聚氨酯作为一种性能优异的高分子材料,已成为继聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯之后的第五大塑料,近年来我国聚氨酯工业获得了长足发展,在冰箱、集装箱、皮革、制鞋和纺织等领域已获得广泛应用;而在建筑节能等领域的大力推广,将为中国聚氨酯产业创造巨大的发展空间。
1.5. 中东
沙伯(沙特基础工业)公司于2010年10月28日表示,正在通过技术转让,以使该公司能生产聚氨酯(PU),这将使沙伯公司进入聚氨酯业务,这项业务将由该公司功能化学品业务部(SBU)来运作,从而使沙伯公司实现业务多样化,从而进入下游产品领域。聚氨酯(PU)业务将使沙伯公司的工程塑料产品范围拓宽。世界上有三家主要的PU生产商:拜耳材料科技公司、巴斯夫公司和陶氏化学公司。这三家公司都对其工艺实施保护,不向第三方进行技术转让,而以成立合资企业进行合作。沙伯公司将从成立合资企业来取得技术许可权。沙伯公司将是沙特阿拉伯进行的第二个PU投资,沙特阿美公司与陶氏化学公司已在Ras Tanura到朱拜勒(Jubail)计划建设的石化联合装置中包括生产PU。
二、 中国发展现状
1. 产量和需求
我国聚氨酯(PU)工业的增长已成为推动全球PU市场前进的主要动力。近十年来,我国聚氨酯工业保持了高速增长,技术上也取得长足进步。
我国是全球PU产品最大消费市场,目前国内PU产品消费结构中合成革浆料、鞋底原液、氨纶和涂料占有较大比重,其产品产量、消费量、外贸出口量均居全球第一。
近年聚氨酯(PU)产品产量年均增长率为7.8%,生产量从2004年270万吨、2005年约300万吨、2006年350万吨增加到2008年380万吨和2009年超过400万吨。
2008和2009年我国聚氨酯产品的消费量约470万吨(其中含溶剂160万吨)和约500万吨,产量已占全球总量的30%~32%左右。我国建材、氨纶、纺织品、合成革产量居世界第一,汽车产量也将成为世界第一,中国还生产占世界总量95%的冷藏集装箱、60%的鞋子和70%的玩具。除此之外,一批新的亮点也已出现。2009年我国聚氨酯产品消费量达到500万吨,表3列出2005~2009年我国聚氨酯原料、制品消费量,表4列出2006~2009年我国聚氨酯硬泡消费分布。预计未来几年中国聚氨酯市场将以年均10%的速度增长,我国聚氨酯工业具有巨大的发展潜力。2012~2015年我国仍将是全球PU主要消费市场。
截至2009年的统计,我国聚氨酯产品产量已占到全球总量的31%左右。目前,我国已成为全球聚氨酯跨国公司的主要投资地,一大批世界知名跨国公司在我国建成了世界级的聚氨酯基础原料生产基地和全球研发中心。未来几年,我国聚氨酯产业将保持稳定的发展态势,但也面临国际上贸易保护主义抬头、国内原材料价格上涨的双重压力,行业内的竞争将更趋激烈。
表3. 2005~2009年我国聚氨酯原料、制品消费量,万吨
|
2005年 |
2006年 |
2008年 |
2009年 |
|
原料
其中MDI
TDI
聚醚多元醇
制品
(折干树脂)
其中泡沫
软质泡沫
硬质泡沫
CPU
TPU
防水及铺装材料
氨纶
鞋底原液
合成革浆料
(折干树脂)
涂料
(折干树脂)
胶粘剂
(折干树脂) |
175.9
51.0
36.0
88.9
300.0
226.2
115
60.0
55.0
6.0
12.0
10.0
16.0
20.0
65.0
19.5
35.0
11.7
21.0
8.0 |
196.0
65.2
37.8
93.0
350
260.0
150.7
73.0
77.7
9.0
15.0
13.0
17.0
22.0
73.0
22.0
38.0
14.2
24.0
9.4 |
230.8
81.4
39.4
110
470
282.0
178.0
87.0
91.0
12.0
17.0
16.0
18.5
24.0
86.0
24.5
40.5
15.1
26.0
10.4 |
254.5
89.0
43.5
122
500
298.0
192.9
94.0
98.9
14.0
18.5
17.8
19.7
25.0
92.0
26.0
41.6
15.9
27.6
11.2 |
|
|
|
|
|
|
表4. 2006~2009年我国聚氨酯硬泡消费分布,万吨
消费领域 |
2006年 |
2007年 |
2009年 |
冰箱、冰柜 |
26.0 |
31.5 |
34.2 |
冷藏集装箱 |
5.6 |
6.4 |
7.1 |
车用聚氨酯 |
6.4 |
7.0 |
9.2 |
管道保温 |
5.6 |
6.2 |
8.1 |
建筑喷涂(冷库、粮库、建筑等) |
5.4 |
6.6 |
8.3 |
电热水器 |
3.2 |
3.8 |
5.2 |
仿木 |
2.4 |
3.3 |
5.2 |
OCF(单组分聚氨酯密封胶) |
2.2 |
2.6 |
4.1 |
太阳能热水器 |
1.6 |
2.4 |
4.2 |
彩钢夹芯板 |
2.3 |
3.6 |
5.4 |
PU浪瓦 |
1.2 |
1.8 |
3.5 |
防盗门填充料 |
1.2 |
1.6 |
3.2 |
小家电 |
0.5 |
0.6 |
0.8 |
空调风管 |
0.26 |
0.3 |
0.4 |
合计 |
63.86 |
77.7 |
98.9 |
2. 项目建设
全球聚氨酯(PU)投资重点已由欧美移至中国。全球知名跨国公司如巴斯夫、拜耳、亨斯迈、陶氏化学、英威达、壳牌、美国气体、迈图、雅宝、NPU、三井等公司均以独资或合资形式在中国大陆或香港建立了PU原料、产品生产基地和研发中心。近年来这些跨国公司不断加大在中国PU领域的投资力度,并将一些国际先进的制造技术首先投放在中国市场,实现本土化生产。
美国路博润公司已收购诺誉公司及其Estane品牌聚合物业务,该业务是世界上最大的TPU业务之一,诺誉公司扩增位于上海松江工业区的其Estane品牌热塑性聚氨酯(TPU)生产装置能力,Estane品牌TPU在中国和亚洲市场取得成功,促使其加快扩能,扩能于2008年第4季度完成。
拜耳材料科技年产2万吨的水性聚氨酯分散体(PUD)生产装置,2008年9月12日在位于上海化工区的拜耳一体化基地投产。这是拜耳在亚洲地区建设的具有世界先进水平的惟一的PUD装置。它的启用可满足中国和亚太地区对涂料与黏合剂环保型原材料日益增长的需求。至此,在上海基地的拜耳环保型涂料原材料的生产设施相继投产并形成系列,包括年产1.15万吨的德士模都N、年产2.05万吨的德士模都L,以及年产3万吨的六亚甲基二异氰酸酯(HDI)等。聚氨酯分散体被应用于水性涂料与黏合剂配方、织物与皮革涂料以及玻璃纤维胶料等方面。在溶剂型系统被限制或禁用的情况下,其应用包括优质运动鞋鞋底、家具、镶木地板、车辆、塑料部件,以及工业品的涂覆及汽车内饰的粘接等。多年来,拜耳材料科技始终致力于推动中国水性分散体原材料的发展和应用,并在上海建立聚合物研究中心。其成功案例之一是用在北京奥运场馆“水立方”泡泡吧中。
华峰集团公司位于温州瑞安市经济开发区的15万吨/年聚氨酯树脂(即革用树脂)改扩建项目,于2009年11月开建,该项目投资1.3亿元,于2010年年中建成投产。华峰位于台州临海的另一个10万吨/年革用树脂项目也于2010年9月投产。加上原有产能,2010年华峰集团革用树脂产能可达40万吨/年。华峰集团1997年8月投资2000多万元建成了第一个聚氨酯革用树脂项目,目前已经形成了15万吨/年的生产能力,位居全国前列。华峰集团本部所在地温州是我国合成革的主要生产基地,与温州相接的台州、晋江、泉州、丽水等地区也聚集了大量的合成革生产企业。合成革的发展需要聚氨酯革用树脂等原料的支持,给聚氨酯工业带来了广阔的发展空间。
2008年3月中旬,河北华腾万富达精细化工有限责任公司年产5000吨聚氨酯胶黏剂项目投产成功。该公司是由北京化工集团所属华腾新材料公司投资兴建的精细化工生产基地,其聚氨酯胶黏剂系列产品及塑料助剂系列产品生产能力达5000吨/年,年产值1亿元。该公司具备较强的自主研发和创新能力,拥有先进的工艺技术和完善的市场体系,是国内大型彩印厂、农膜生产厂的重点供应商。其产品还出口东南亚地区和独联体等国家。
巴斯夫是世界领先的聚氨酯组合料解决方案供应商。为进一步扩大其全球服务和生产网络,该公司计划在重庆新建一个聚氨酯组合料厂,以满足建筑、家电、交通运输以及鞋类等重要行业不断增长的市场需求。此外,巴斯夫还计划在重庆建造一个年产40万吨MDI生产基地。巴斯夫聚氨酯业务部表示,这一举措使巴斯夫成为首家对中国西部这一迅猛发展的重要地区作出坚实承诺的全球聚氨酯生产商。据了解,在重庆建设的这一高端组合料厂将实现本地化生产,并配备销售、技术服务以及开发人员,以便向客户提供快速优质的服务。新厂计划于2012年开始提供服务,并将与巴斯夫位于上海和广东南沙的两家组合料厂及开发中心紧密合作,而客户还将得到巴斯夫全球研发以及生产网络的支持。巴斯夫在全球拥有近40家组合料厂和生产MDI、TDI、聚醚多元醇等基础聚氨酯产品的世界级基地,能够向各地客户提供本地化生产和服务。
3. 我国聚氨酯产业发展亮点
随着聚氨酯(PU)投资重点逐渐由欧美向中国转移,我国PU产业区域分布的格局已逐渐明朗;展望未来,汽车工业、高速铁路、建筑节能、新能源等领域将成为PU行业快速增长的强大推动力。国家已出台相关振兴规划的十大产业,除物流外,其他九大产业包括汽车、钢铁、纺织、装备制造、船舶工业、电子信息、轻工、石化和有色金属均与聚氨酯产业密切相关。这些产业的振兴发展极大地拉动了聚氨酯产业的发展。
聚氨酯作为一个新兴的产业,一直吸引着业内关注的目光。在金融危机爆发一年多以后,国内聚氨酯的关键原料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;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。
聚氨酯生产所用的主要原材料有MDI、TDI、聚醚多元醇等。MDI和TDI是生产聚氨酯的关键原料,其制造技术也是制造聚氨酯的核心技术。谁掌握了MDI和TDI的核心制造技术,谁就掌握了聚氨酯市场的主动权。近年来我国MDI和TDI处于供不应求的局面。而随着国内龙头企业的不断进步,聚氨酯关键原料供不应求的局面很快会有大的改观。
3.1. 我国是全球聚氨酯原材料产能、产量增长最快地区之一
2009年我国MDI产能达到114万吨/年,随着宁波万华30万吨/年、烟台万华30万吨/年、巴斯夫重庆40万吨/年、葫芦岛聚氨酯产业基地16万吨/年、日本聚氨酯5万吨/年以及甘肃银光10万吨/年的MDI生产装置陆续投产,到2012年我国MDI总产能将达到245万吨/年;2009年我国TDI产能66万吨/年,随着上海联恒8万吨/年、上海拜耳材料科技30万吨/年、甘肃银光5万吨/年、沧州大化10万吨/年、葫芦岛聚氨酯产业基地5万吨/年、蓝星化工5万吨/年、烟台巨力5万吨/年以及福建5万吨/年装置的陆续投产,到2012年国内TDI产能将达到105万吨/年。届时我国将成为全球MDI和TDI产能最大的地区之一。其中,烟台万华和宁波万华到2012年MDI总产能将超过100万吨/年,这无疑将对提高我国PU产业国际竞争力并确保其平稳发展起到举足轻重的作用。
, 烟台万华聚氨酯股份有限公司是中国生产MDI的龙头企业。烟台万华目前在烟台和宁波两地共拥有MDI产能50万吨,是亚洲最大的MDI供应商。宁波万华30万吨MDI二期主体工程于2010年建成,烟台万华MDI总产能将达到80万吨,而宁波将成为全球最大的MDI生产基地。
2009年中国TDI产能为29万吨。2010年和2011年,中国TDI产业将迎来质的飞跃,产能将连续迈上44万吨和69万吨的新台阶。
2009年我国聚醚多元醇(PPG)产能已达到160万吨/年,其中规模较大的企业包括:上海拜耳材料科技(25万吨/年)、上海高桥石化(30万吨/年、广州宇田聚氨酯(15万吨/年)、苏州中化国际聚氨酯(10万吨/年)以及山东蓝星东大化工(10万吨/年)。未来几年,我国还将迎来新一轮PPG扩产高潮,预计到2011年,PPG产能将达到260万吨/年,而国内市场消费量将达150万吨,市场竞争将愈发激烈。
聚四氢呋喃(PTMEG)作为一种高性能聚醚多元醇,在国内80%用于生产氨纶,目前产能约23万吨/年。PTMEG生产技术含量较高,其中低分子量PTMEG技术难度更大,国内大多数生产企业在该领域尚未取得技术突破。
全球PU投资重点已由欧美移至中国。全球知名跨国公司如巴斯夫、拜耳、亨斯迈、陶氏化学、英威达、壳牌、美国气体、迈图、雅宝、NPU、三井等公司均以独资或合资形式在中国大陆或香港建立了PU原料、产品生产基地和研发中心。近年来这些跨国公司不断加大在中国PU领域的投资力度,并将一些国际先进的制造技术首先投放在中国市场,实现本土化生产。
3.2. 我国将逐渐形成 区域分布格局
以上海为中心的长三角地区 目前国内PU产业最发达的地区,50%左右的PU原料及其制品来自于该地区。其中,MDI产能已达到89万吨/年,占全国的82%,到2011年将达到129万吨/年,长三角地区将成为全球MDI产能最大的区域之一。TDI产能为16万吨/年,占国内的50%,到2011年将达到46万吨/年。此外,该区域还拥有5万吨/年三聚体(HDI)和2万吨/年水性PU乳液的生产线。到2012年,该区域PPG产能将达到80万吨/年,占全国的30%。
以广州为中心的珠三角地区 国内PU产品外贸最发达的地区,也是PU外资和合资企业最多的地区之一。
以烟台为中心的环渤海湾地区(包括京津冀鲁) 目前国内MDI和TDI主要生产地区,也是国内PU产品较为发达的地区之一。随着烟台万华50万吨/年MDI和沧州大化(含黄骅)15万吨/年 TDI项目的正式投产以及京津两地未来PU产业的快速发展,该地区将成为国内PU产业的另一“发动机”。
以葫芦岛为中心的东北地区石化原料基础雄厚,是目前国内PPG和TDI资源集中地区之一。该区域PU原料和产品种类较多,产能、产量较大,市场广、化工基础强,是国内未来PU产业发展的亮点区域。
以兰州为中心的西北地区 主要围绕甘肃银光TDI和拟建的MDI等产品为中心,形成相对独立的、具有自身特色的下游PU产品产业链。
以重庆为中心的西南地区 依托国内最丰富的天然气资源形成的强大化工原料基础,拟在该区域建设的40万吨/年 MDI装置,以及下游PTMEG和1,4-丁二醇(BDO)项目一旦投产,西南地区将成为我国未来PU产业发展重点区域。
以福建泉州为中心的海西地区是目前国内PU鞋业和外贸最为发达的地区之一,该地区可充分利用中国台湾在PU产品和技术上的优势,目前福清市正在筹建6万吨/年TDI生产线。
3.3. 建筑节能将成聚氨酯产业快速发展的重要动力
在我国能源消耗中,建筑能耗已占全社会总能耗的27.6%。目前我国新开工建筑中95%以上仍属于高能耗,若不采取有效节能措施,到2020年全国能源将有50%消耗在建筑上。根据建设部制定的建筑节能目标:到2010年全国城镇新建建筑实现节能50%,到2020年北方和沿海经济发达地区新建建筑实现节能65%,我国建筑节能市场潜力巨大。
建筑节能将给聚氨酯产业带来巨大机遇。据了解,住房和城乡建设部发布的建筑节能具体目标为:到2010年全国城镇新建建筑实现节能50%,到2020年北方和沿海经济发达地区新建建筑实现节能65%。我国拥有目前世界上最大的建筑市场,而目前我国新建筑中有95%以上仍是高能耗建筑。若不采取有效节能措施,到2020年全国的能源将有50%消耗在建筑上。
建筑节能将成为推动我国聚氨酯产业快速发展的重要动力。聚氨酯硬泡具有优越的保温性能,优良的力学性能、防水性能和防火性能,是实现国家建筑节能目标不可缺少的一种理想建筑保温材料。按照中国建筑市场每年新增建筑面积20亿平方米和每年对20亿平方米既有建筑进行节能改造计算,今后几年我国建筑节能领域每年需聚氨酯硬泡保温材料约200万吨。聚氨酯硬泡建筑节能市场潜力巨大。
3.4. 扩内需催生聚氨酯新的增长点
(1)汽车工业:2009年我国汽车产量已突破1000万辆大关,占全球总消费量的比例已达12%。汽车工业的强势发展有效地拉动了PU产业的快速发展。全球汽车制造业对PU材料年使用量已超过100万吨/年。其中,美国PU材料在汽车上的应用已超过其他车用塑料材料;德国PU用量仅次于PVC;日本和中国PU在汽车用塑料品种中仅次于PP和PVC,排名第三。
据统计,一辆高档轿车上的PU平均应用量为22 kg,最高用量为30 kg。我国一辆轿车的PU平均用量为18~20 kg。随着我国汽车工业技术不断提升,产量不断增加,PU材料在汽车上的应用前景将越来越广阔。
(2)高铁、地铁、城市轨道交通等基础设施建设。国家《中长期铁路网规划》指出,到2020年全国铁路营运里程达到10万千米,其中运行速度在200千米以上的客运专线在1.6万千米以上。为适应高速列车的提速要求,开发聚氨酯枕木以取代或部分取代混凝土枕木必将是未来的发展趋势。在西欧,该技术已有较成熟的研制和应用经验;在日本,聚氨酯枕木已在高速列车新干线轨道上得到应用。聚脲弹性体涂层也在高铁应用中得到巨大商机。数据显示,京津高铁工程中聚脲材料防护工程达95万平方米,聚脲用量超过2000吨;正在建造的京沪高速铁路全长1318千米,需要聚脲弹性体涂层2万吨、脂肪族聚氨酯面层涂料868吨、聚氨酯防水涂料6707吨,工程总额达到20亿元。
●PU枕木:是一种玻纤增强的硬质PU微孔弹性体,具有比强度大、减震、降噪、耐电气绝缘、高耐久和环保等优良性能,目前已受到PU和铁路业界高度关注,是全球PU材料界研究的一个热点课题。根据国家发展高速铁路长远计划,为了适应高速列车提速要求,开发PU枕木以取代或部分取代混凝土枕木必将是未来发展趋势。按国外经验1 km高速铁路需用1800根左右轨枕计,则7000 km高速铁路PU枕木市场规模将达到500亿元,这无疑将给我国新型PU弹性体带来巨大市场空间。
●PU轨枕垫板:是一种PU微孔弹性体,用于钢轨和枕木(或水泥枕)之间,要求具有良好的弹性和减振性能,以缓冲高速车辆通过时产生的强烈振动和冲击而起到保护路基的作用;要求具有优良的耐磨和电绝缘性能以及耐自然老化和耐温性能(-40~80℃),每块PU轨枕垫板约几百克。目前在国内高速铁路和地铁中已得到普遍应用,市场空间巨大。
●PU轨枕垫:是用于钢轨和混凝土轨枕之间的弹性垫,以此满足混凝土轨枕减震、降噪和提高耐久性等技术要求,具有高耐磨、高强度、高伸长率和长使用寿命特性,在高铁、地铁和城市轨道交通中具有广阔应用前景。
●聚脲弹性体涂层在高铁中的应用:由于高铁采用无碴轨道,要求防护层不仅具有防水、防渗和抗裂等基本性能,还要能经受火车高速行驶带来的高速、重载、交变冲击等作用。聚脲涂层无接缝,粘结力强,真正做到了整体防水,同时还具有优异的耐磨性、抗冲击、抗开裂、耐紫外光和耐高低温性能,可满足高铁的特殊要求。京津高铁工程中聚脲材料防护工程达95万m2,聚脲用量超过2000 吨。正在建造的京沪高速铁路全长1318 km,需要聚脲弹性体涂层2万吨、脂肪族PU面层涂料868吨、PU防水涂料6707吨,工程总额达到20亿元。除高铁外,与高铁配套的海底隧道、过江隧道、山体隧道和地铁隧道,均需大量聚脲涂层。
(3)家电下乡:“家电下乡”政策给聚氨酯硬泡产品带来了新的商机。冰箱、冰柜、集装箱、太阳能热水器是我国聚氨酯硬泡的主要应用领域。来自财政部的预测显示,“家电下乡”实施4年便可实现“家电下乡”产品销售4.8亿台,累计拉动消费9200亿元。“家电下乡”中冰箱是主要品种,若未来4年“家电下乡”使冰箱消费市场年均增长30%,则可拉动聚氨酯需求增长8%左右。
据财政部预测,家电下乡实施4年,可实现产品销售4.8亿台,累计拉动消费9200亿元。家电下乡中冰箱是主要品种,若未来4年家电下乡使冰箱新增消费市场平均增速达到30%,则可拉动PU消费增长8%左右。
3.5. 新能源和环保推动聚氨酯快速增长
(1)风机叶片:风电设备中风电发电机的叶片是极为重要的关键部件,约占总成本的20%。目前国内风机叶片大部分采用玻纤增强的环氧树脂复合材料,但环氧复合材料存在韧性不足、低温性能差的缺点,在寒冷地区和气候条件较为恶劣的环境下,使用寿命会受到影响。
PU复合材料具有优良的综合性能,作为风机叶片可以克服环氧树脂复合材料的缺点,尤其适用于高功率、超高空和气候条件恶劣环境下作业的风能发电机组。欧美国家已制成了PU复合材料风机叶片,并已得到了应用,国内相关单位也正在开发此种材料。此外,PU胶粘剂和PU涂料在风叶片上也得到了应用。
(2)太阳能:太阳能的开发与PU材料关系密切,包括太阳能电池用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)薄膜新材料、太阳能光伏组件背板与垫板均使用PU材料。
(3)绿色环保的PU新材料 :
●水性PU: 2009年我国PU制品总量中有机溶剂高达33%,开发水性PU产品十分紧迫。目前我国水性PU总产能为10万吨/年,实际产量6万吨,主要应用于皮革涂饰剂(49%)、工业水性涂料(12%)、建筑乳胶漆(10%)、工业胶剂(9%)、汽车漆(8%)、手套涂层玻纤集束(5%)、织物涂层胶(4%)、木器漆(3%)。今后水性PU的主要开发方向是工业涂料、胶粘剂、建筑涂料和水性PU皮革涂层。
●绿色生物质多元醇:可取代部分(20%~30%)PPG,用于制造多种PU材料,包括PU硬泡、胶粘剂、涂料、弹性体和塑胶跑道等,目前已在汽车、建筑外保温和冰箱等领域得到应用。据有关资料报道,生物质多元醇与石油类多元醇相比能耗降低23%,非可再生资源消耗降低61%,向大气排放温室气体减少36%。 目前制备生物质多元醇的原料主要有植物油(包括蓖麻油、大豆油、棕榈油、松香油)和植物纤维素、木质素多元醇(原料一般为木材、竹子、甘蔗渣、粮作物秸秆、麦草、枯草等)以及蔗糖、淀粉等。当前生物质多元醇已实现工业化并得到应用的蓖麻油多元醇,以印度为主,技术来源于美国陶氏化学和德国巴斯夫;大豆油多元醇以北美为主;棕榈油多元醇以马来西亚为主。中国林业科学院林产化学工业研究所已研制成功松脂和油脂基酯多元醇,并与江苏力强化工有限公司建成5万吨/年生产线。上海中科合臣和山东莱州金田化工已制成大豆油多元醇,福建新达保温材料已制成以竹子为原料的植物纤维素多元醇。
3.6. 轻纺工业是最强劲的拉动力
我国是全球五大PU产品制造中心,包括家具、家电、皮革、制鞋和氨纶,同时这五大系列产品也是我国最主要的PU外贸出口商品。我国80%的PU软泡消费于家具,70%的PU硬泡消费于家电,由此推算,每年这五大系列PU消耗量已占国内PU产品总量的50%左右。毫无疑问,轻工纺织业是拉动我国PU产业最强劲的动力因素。
4. 聚氨酯原料产能过剩和出路
2010年10月,烟台万华集团的子公司宁波万华聚氨酯有限公司二期工程年产30万吨的MDI(4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯)装置建成,这是烟台万华集团藉以跻身全球聚氨酯产业前三甲的希望工程。但项目虽然建起来了,这套装置不得不推迟开车。探究其中原因,原来是MDI产能过剩。业内调查后发现,不单单是MDI,所有生产聚氨酯的主要原材料产能过剩都已是不争的事实。
作为一种广泛用于冰箱、建筑、汽车、制鞋、玩具、家具工业的新材料,中国聚氨酯市场一直十分火爆,被业内寄予了无限的发展希望。2001~2007年,国内聚氨酯消费量年均递增20%以上。2007年增速虽有下降,但比2006年仍增长13.9%。MDI、TDI(甲苯二异氰酸酯)、聚醚是生产聚氨酯的主要原材料,近几年在国内一直处于供不应求的局面。也正因为如此,烟台万华才于2007年开始筹建宁波二期30万吨MDI项目,该项目涵盖了较完整的产业链配套项目,包括硝酸、硝基苯、苯胺、甲醛、造气等,副产氯化氢实现综合利用。项目建成后,宁波万华产能达到60万吨,成为全球规模最大的MDI制造基地之一。但受到全球金融危机的影响,国内鞋、玩具和冰箱的出口受阻,聚氨酯增长速度下降。2009年国内聚氨酯消费增长率由前几年的20%左右跌到8%~9%,到目前出口市场仍难以恢复,估计2010年聚氨酯消费增长率达不到8%的水平。当国际消费受阻,又遇到国内项目大干快上时,聚氨酯原料产能顿时出现过剩。2010年,我国MDI的产量会达到120万吨,而市场需求只有100万吨左右。国内MDI的产能过剩问题已显山露水,因此,烟台万华不得不决定推迟宁波二期30万吨MDI装置的开车投产日期。
聚氨酯的另一原料TDI产能过剩过程如出一辙。2005年,国内TDI只有三四套5万吨以下的小装置,总产能约10万吨,生产规模小、技术水平低。而当时的国内市场需求量达35万吨,市场缺口较大,每年需要大量进口TDI产品。2007年国内TDI产能发展到29万吨,产量增加到20万吨,当年仍要进口12.8万吨。随着国外公司来华投资建设的大型装置投产,国内企业新扩建项目也迅速增加,2009年1年的时间里,国内就有3套共计15万吨的TDI产能建成投产。2009年国内TDI总产能已达到44.5万吨,而国内表观需求量不到40万吨,产能过剩开始显现。
有较高资金和技术门槛的MDI、TDI市场都不景气了,而门槛较低的聚醚不景气则来得更早。在2007年,我国聚醚产能就达到140万吨,而需求量只有110万吨,出口不足10万吨,产能过剩导致国内市场竞争加剧,以致2007年聚醚单体就出现全行业亏损。2008年以后我国的软、硬泡聚醚生产企业继续扩产,而此时爆发的国际金融危机导致出口萎缩和内需疲软,造成聚醚厂商开工率严重不足。2008年以来,主要聚醚生产厂平均开工率不足50%,原材料和产品大量积压,竞相降价成为企业促销的主要竞争手段,其结果是行业整体盈利水平大幅下滑,聚醚的销售毛利率回落至前一低谷2004年的水平。在今后一个时期,随着人民币升值,我国聚氨酯主要下游产品——冰箱、冰柜、鞋类、玩具的出口形势严峻,国内聚氨酯原料产能过剩态势还会进一步发展。
新扩建项目仍在进行:除烟台万华在宁波二期年产30万吨MDI项目外,另一套位于重庆的巴斯夫年产40万吨MDI项目建设还在进行中。到目前,上海拜耳公司已形成35万吨MDI产能,上海联恒异氰酸酯有限公司建成24万吨MDI产能,还有浙江瑞安的一家日本聚氨酯公司(NPU)独资企业MDI装置,有5万吨的产能。烟台万华集团宁波一期工程已建成的30万吨产能,二期新建成的30万吨产能再加上烟台由原有的16万吨扩至20万吨的产能,国内MDI的总产能已达到144万吨。而国内2010年的MDI消费量只有100万吨左右。
TDI项目目前也刹不住车。2009年一年的时间里,国内就有3套共计15万吨的TDI产能建成投产,总产能达到44.5万吨。目前,拜耳位于上海漕泾一体化基地的年产25万吨TDI项目正在加快建设中,该TDI装置将按计划于2010年年底完成机械竣工,会在竣工后的几个月内正式投产,拜耳将确保TDI装置的成功运行。预计国内沧州大化、福建东南电化两家企业的共20万吨产能也于2010年底建成投产。加上现有企业扩产,届时国内总产能预计将达100万吨,而国内TDI年表观需求量约50万吨。
技术门槛较低的聚醚项目重复建设状况更加严重。据不完全统计,仅2010年上半年就有近40万吨的聚醚项目建成或待建,2010年全年预计将有60万吨产能新建和扩建。如中海壳牌2010年5月检修结束后扩产至23万吨;上海高桥石化计划扩产至25万吨;淄博德信联邦2010年10月装置总产能达到13万吨;抚顺佳化计划在三地(广州、山东、上海)扩产,未来总产能达到21万吨……到目前为止,国内共计各类聚醚产能达到260万吨。然而从2009年的统计数据来看,国内共消耗各类聚醚仅140万吨左右,2010年预计消耗各类聚醚包括进口在内也就160万吨左右。
MDI、TDI是国外生产商高度垄断的产业,从防止产能过剩和保护民族产业的目标出发,国家对国外公司不断在国内新建和扩建MDI、TDI生产装置要加以控制和协调,不能原批准的装置还没有建设就把设计规模随意扩大50%以上,如必须改变规模应该由原批准单位再重新审议。
只有当环保节能深入人心,聚氨酯在建筑节能、水性聚氨酯、热塑性聚氨酯、胶黏剂和密封胶等方面有很大的发展,才能消费大量的聚氨酯原料。否则产能过剩的问题会长期存在。
目前,国内聚氨酯原料的龙头企业已在考虑应对措施。烟台万华公司将应对战略概括为“三化一低”,即全球化、差异化、精细化和低成本。烟台万华今后在国内的发展重点是向下延伸产业链,开拓MDI在节能建材和生态黏合剂领域的应用。由MDI制备的聚氨酯硬质泡沫,是隔热性能最好的建筑节能材料。目前,我国只有5%的建筑采用节能建材,而由MDI制造的聚氨酯节能建材更是只占到其中的10%左右,节能建材在中国今后建设节约型社会中必将大显身手。
市场全球化道路也出化新的曙光。目前,烟台万华的产品已经销往全球将近60个国家。该公司海外市场分为欧洲区、美国区(包括南北美洲)和新兴市场区,在这几个区域,烟台万华几乎是全面出击。最近烟台万华注资匈牙利borsodChem公司已经取得进一步进展,并有望未来获得该公司全部股权。由于该公司是中东欧MDI和TDI最大的生产商,如果烟台万华取得其全部股权,意味着烟台万华海外业务的突破,在中东欧业务取得了实质性进展,不仅占领了当地市场,产品生产的本地化运营也将有助于减少物流等运输成本。
针对聚醚原料的产能过剩问题,南京红宝丽股份有限公司也在谋求从困境中突围。最近国家要淘汰臭氧层消耗物质氢氯氟烃,聚醚行业只有以此为契机,着力产品差异化发展。
5. 结语
冰箱用泡沫、满足建筑节能要求的新型建筑材料、超细纤维、超真皮革、聚氨酯仿木材料、水性聚氨酯涂料、胶黏剂、密封剂等的前景依然看好。
技术创新是聚氨酯产业抢占市场份额、实现突破性发展的一剂良方。新原料的推出和新工艺的实施无疑将给聚氨酯弹性体行业带来新的经济增长点并使其应用领域大大拓宽。
为了加快我国聚氨酯弹性体新产品、新技术、新工艺、新应用产业化发展之路,一方面要加快热塑性聚氨酯系列产品产业化步伐,主要包括熔纺氨纶热塑性聚氨酯切片,热塑性聚氨酯涂覆织物制品(如飞机软油箱、储运软体油罐、救生筏、汽车安全气囊等),耐高压热塑性聚氨酯胶管,无卤阻燃热塑性聚氨酯电缆料以及工程机械用密封圈等。另一方面,要加快高性能聚氨酯输送带的开发与应用。同时,要加快无模旋转浇注新工艺的推广与应用;积极开发含氟聚氨酯弹性体在重防腐等领域中的应用;积极开发生物降解聚氨酯弹性体在降解薄膜等领域的应用(包括可再生资源植物油基多元醇以及玉米淀粉发酵产物等的利用)。降低能源消耗,选用清洁可再生能源和资源,不断推进绿色经济和低碳经济应当是聚氨酯行业的发展方向。
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