聚氨酯

聚氨酯扩链剂行业发展趋势市场规模发展

发布时间:2023/11/26 19:35:35   

聚氨酯扩链剂行业发展趋势、市场规模、发展前景、发展驱动因素

1、高分子材料助剂

材料是现代工业发展的基础,是先进高端制造业发展的先导,而高分子材料是材料领域的重要分支,是当今世界发展最迅速的产业之一。高分子材料又称高分子聚合物或高聚物材料,主要由聚合物树脂和各种助剂增强、交联而成。高分子材料助剂是专门应用于高分子材料生产、使其能够实现加工或获得所需性能的基础材料。高分子材料助剂的功能包括促使材料能够实现操作方便、提高产量、赋予产品特定性能、改善产品性能或降低成本等。由于不同的高分子材料助剂的用途和性能不同,最终制成的高分子材料随之具有了不同的可加工性、耐热、耐光、耐磨、耐老化、绝缘、透明、结晶、阻燃、抗菌、色彩等单一或多功能,或特殊的电磁性能、光电性能、医用性能等。因此,高分子材料助剂在高分子材料的生产合成过程中以及材料的功能上,都起到了关键作用。

高分子材料助剂类型众多,大体可以分为工艺性助剂和功能性助剂。其中,工艺性助剂主要用于高分子材料加工过程中,改善其加工性能,使其能够顺利成型并起到节能降耗、缩短周期、提高产量等作用,具体可包括润滑剂、脱模剂、分散剂等;功能性助剂主要赋予材料特殊功能同时改善性能,包括物理机械性能改性剂、稳定剂、柔软性和轻量化的助剂、表观性能改性剂和功能赋予剂等类型。其中,功能赋予剂包含扩链剂、阻燃剂、降解剂、抗菌剂等等。

2、扩链剂

扩链剂作为高分子材料的关键助剂之一,能够使高分子聚合物的链段增长、分子量增大的物质。扩链剂实际上包括了扩链和交联两种化学反应,其中:扩链反应是使聚合物分子链进一步延伸,生成分子量更大的线型分子;交联反应是在聚合物分子间用化学键连接,形成网状结构,增强高分子材料制品的韧性、弹性、抗撕裂程度等。使用扩链剂的高分子材料种类众多,包括常见的工程塑料、各类环氧类树脂以及聚酯类的高分子制品等。不同的下游应用行业对其叫法略有区别:在橡胶行业,扩链剂一般称为“硫化剂”;在塑料行业,扩链剂一般称为“固化剂”、“硬化剂”等。

在各个不同的高分子材料行业对扩链剂的应用中,以聚氨酯材料对扩链剂的使用的广度和深度比其他高分子材料更高,扩链剂极大提升了聚氨酯制品的物理性能和化学性能,形成了规模较大的专业扩链剂门类:聚氨酯扩链剂。

根据聚氨酯扩链剂的化学结构、特性的不同,聚氨酯扩链剂还可以进一步细分为烷撑二芳胺系列、低聚物二芳胺系列、二醇扩链剂系列、延缓型扩链剂、仲胺系列与潜固化剂系列等。

3、聚氨酯扩链剂简介

聚氨酯扩链剂是生产聚氨酯制品的关键助剂。在聚氨酯制造行业内,不同的下游应用领域需要不同种类和性能的扩链剂产品,以实现不同物理性能和化学性能。

聚氨酯扩链剂具有能与预聚体进行化学反应的特性基团,除了可以延长聚氨酯分子链或形成网状结构外,还具有分子量低、反应活泼、对异氰酸酯和聚醇体系构成较强的反应竞争几率的特点。它能有效地调节反应体系的反应速度和反应物粘度增长等工艺参数,使之适应加工的要求。此外,扩链剂的特性基团利用扩链或交联反应将某些特性基团结构引入聚氨酯主链中,从而增加聚氨酯制品的机械强度、优化物理性能。综上所述,扩链剂通过调节聚氨酯分子链,在聚氨酯生产中可以起到提高制品的稳定性,改善撕裂强度、耐热性、硬度、耐磨、回弹性、压缩变形等多种物性指标的促进作用。

资料来源:普华有策

4、聚氨酯扩链剂的分类

聚氨酯扩链剂的种类较多,按扩链剂的化学结构主要可分为胺类和醇类扩链剂。低分子的胺类扩链剂能够使得聚氨酯反应体系迅速进行扩链和交联,由于其分子量低、反应活泼,能够极其有效调节反应体系的凝胶速度,赋予聚氨酯制品优良的物理和化学性能。而胺类或醇类低分子扩链剂,由于其较好地解决了反应速度过快不易控制的缺点,其使用量占据了市场主流。随着聚氨酯工业的高速发展及产品应用领域不断拓展和深化,聚氨酯扩链剂的需求和要求也在迅速增加和提升。其中,MOCA属于典型的胺类低分子扩链剂。

5、MOCA与新型聚氨酯扩链剂

在多年的行业发展中,MOCA在聚氨酯尤其是聚氨酯弹性体这一应用领域,凭借其反应速度适中、性能良好、性价比高的优势,在聚氨酯材料和制品生产中应用几十年之久,积淀了成熟丰富的配方和生产经验,应用覆盖面广泛。在MOCA系列产品基础上,随着聚氨酯材料和制品要求的多样化,其他新型扩链剂产品也不断涌现,与MOCA产品形成差异化布局。

(1)MOCA作为行业成熟的扩链剂,用量大且性价比高,占据高性能扩链剂使用的优势地位

MOCA最早由美国杜邦公司于年研发成功,在聚氨酯制品生产、下游应用等环节,已经积累了巨大的产业链资源和技术配方沉淀。20世纪80年代以来MOCA的生产不断向亚洲转移,工艺不断革新,质量持续提升。作为行业使用最为广泛的胺类扩链剂,MOCA产品的生产工艺成熟,性能稳定、成本适中、反应速度适宜,下游应用中尤其是在TDI体系的浇注型弹性体领域,积累了大量的聚氨酯制品的成熟配方,应用十分广泛,其稳定性和功能性经过多年来的市场和客户实践检验,性价比较高,经过多年使用也形成了一定的工艺壁垒,其产品的经济性仍将继续主导未来的市场需求,在行业内仍具有不可替代的作用,而且应用领域还在不断延伸扩展。

(2)新型扩链剂产品逐步起量,市场前景非常广阔

随着技术研发的持续提升,高性能芳香族扩链剂中的部分品种的应用逐步成熟,应用量也在不断增加扩大,这些新型产品在反应速度、耐高温性、操作性、安全环保性等方面具有一定的优势。如M,由于其绿色、环保、无毒的特性,逐步在多个领域打开了应用。近年来,尤其是随着更为环保的MDI体系的发展壮大,与MDI体系具有较好配伍性的高性能芳香族二醇类扩链剂如HQEE、HER等的使用规模逐步增长,它可赋予聚氨酯弹性体优异的耐热性和撕裂强度等特异性能,除了制造浇注型制品,还可以生产高性能热塑性弹性体制品。在发达国家和部分聚氨酯材料性能要求高的场合,M、HQEE、HER等扩链剂正在深化应用。

新型扩链剂在特定的细分领域具有差异化的优势,但同时技术门槛相对较高,目前国内的用量相对低。

(3)新型扩链剂在需求的地域分布上呈现一定的结构性差异

由于北美和西欧的聚氨酯产业经过了数十年的发展,行业内企业技术实力雄厚,市场已经较为成熟,其同时,消费者对聚氨酯制品的性能要求较高,因此其下游聚氨酯制造需求与新型扩链剂产品匹配更多,因此其对新型扩链剂较MOCA的需求增长更快。目前,欧美等发达国家目前占据新型扩链剂需求的首要位置。

从亚太地区及其他新兴国家来看,其聚氨酯消费量大,需求增长正成为全球聚氨酯需求增长的主要动力。其中,亚太地区已经是全球最大的聚氨酯消费市场,占全球市场份额约48%;其他新兴国家如印度、巴西、墨西哥等,聚氨酯在建筑、建材、家居等行业中的应用需求也越来越大。但由于相比欧美发达国家,这些地区的部分聚氨酯产业仍处于前期工业化发展阶段,对聚氨酯产业原材料的价格的敏感性高,更加追求成本和性价比,虽然也在逐步应用新型扩链剂,但相对而言,未来这部分地区仍将对高性价比的MOCA保持较高需求。

6、聚氨酯扩链剂发展前景广阔

聚氨酯扩链剂是合成聚氨酯不可缺少的重要原料,近年来市场总体向好。

首先,随着聚氨酯对橡胶、金属、塑料等传统材料的替代作用已日益凸显,聚氨酯在越来越多的领域发挥了重要的作用,行业产量不断增加,聚氨酯扩链剂市场需求逐渐释放;另一方面,随着国家扶持力度加大,以及国内企业研发实力增强,我国聚氨酯扩链剂企业生产技术、产品质量持续提升,并成功打破了国外技术垄断的格局,越来越多的新型扩链剂应用到聚氨酯的生产中,例如MCDEA、E-、HER、HQEE等产品,目前我国已经成为全球最大的聚氨酯扩链剂生产和消费国家;另外,随着环保政策日益严格,以及节能减排理念深入人心,水性聚氨酯行业发展速度加快,带动亲水性聚氨酯扩链剂需求释放。整体来看,未来我国聚氨酯扩链剂行业发展前景较好。

7、行业的技术水平及技术特点

不同反应活性、不同官能团结构、不同剂型的聚氨酯扩链剂对聚氨酯制品的性能会产生巨大的影响。要研发出具有特定功能的新型聚氨酯扩链剂需要熟练掌握高分子合成技术,深刻理解聚氨酯扩链剂在聚氨酯制品制备过程中的作用机理及化学反应过程等,而这对企业的研发水平和技术积累要求较高。作为聚氨酯弹性体生产过程中必不可少的关键助剂,聚氨酯扩链剂具有专用性强、可调范围大、工艺技术要求高等突出特点,扩链剂生产企业需要根据下游聚氨酯弹性体制品、制件的不同生产工艺、不同的预聚体配方体系、应用需求等实施个性化、快速化的产品研究开发和客户应用服务,这对企业的技术水平提出了很高的要求。

聚氨酯弹性体生产加工工艺体系、性能要求、使用配方各异,作为关键助剂,扩链剂一旦出现质量问题,聚氨酯制品制件也将出现相应的质量问题,因此,扩链剂下游客户高度

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