水性PUD市场分析

早在1942年，德国著名科学家P. Schlack就采取外乳化法首次合成了水性聚氨酯，但由于当时人们环保意识薄弱，故水性聚氨酯并未受到重视。直到20世纪60 年代，Bayer公司的Dieterich博士发明了内乳化法，提高了水性聚氨酯分散液的稳定性，且涂膜质量优良，水性聚氨酯才开始迅速发展。1967年，水性聚氨酯乳液首次出现于美国市场，到1972年已能批量生产。20世纪七、八十年代，美、德、日等发达国的一些水性聚氨酯产品从试制阶段进入了实际生产和应用阶段。20世纪九十年代后，尤其是21世纪以来，随着经济发展和环境保护法律法规的健全，各国对挥发性有机物（VOC）及有毒物的限制日趋严格，“绿色革命”的浪潮促进全球工业向“绿色”方向迈进；加之全球原油供不应求，溶剂价格随着原油价格飙升，使得水性聚氨酯技术研究和应用开发进入了一个重要时期，目前正朝着多品种、多功能、低消耗、优品质等方向发展；其应用领域也正在不断扩大，将逐步取代溶剂型聚氨酯占据市场主导地位。

我国由于经济的高速发展，环保、安全及原油价格猛涨和产品出口技术壁垒等因素，促使相关技术正日趋产业化，水性聚氨酯成为市场追逐热点。工业化的水性聚氨酯产品以极高的速度形成了一定的市场规模，但仍有很大发展潜力。上世纪八十年代前后，DMPA（二羟甲基丙酸）的成功引入和以水性聚氨酯皮革涂饰剂为代表的中国水性聚氨酯行业迎来了第一个春天。随后的几十年，越来越多的研究人员加入到研发水性聚氨酯的大军，越来越多的企业选择了生产水性聚氨酯，越来越多的消费者选择了水性聚氨酯产品，越来越多的领域选择了水性聚氨酯的

解决方案，中国的水性聚氨酯行业呈现出一片热闹的景象，与第一个春天相映，磺酸型水性聚氨酯的开发和以水性聚氨酯木器漆、水性聚氨酯合成革为代表的第二个春天正向我们走来。尤其在我国聚氨酯工业“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，我国的水性聚氨酯必将获得巨大的发展。

在国外，20世纪八十年代是水性聚氨酯在生产、应用等方面的完善时期。20世纪九十年代以来对水性聚氨酯的研究则主要集中在双组分水性聚氨酯的合成和其基础理论的研究。经历50多年的漫长发展道路，国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。目前规模化水性聚氨酯的生产及应用就主要集中在美国、西欧、日本等发达国家的一些大公司，如Bayer、BASF、ICI、Dow、Shell等。

在国内，水性聚氨酯的研究也获得了前所未有的发展，一批技术难点得到突破。从用途来看，国内的研究除涉及木器涂料、粘合剂、皮革涂饰剂、纺织涂层等传统领域外，一些新的用途如水性合成革、电解质、导电材料、保温隔热涂料、抗菌涂料、防腐涂料，医用水凝胶、手套胶、光固化涂料、固色剂、印染助剂、汽车内饰、压敏胶、鞋胶、医

用材料、覆膜胶、梳状材料、表面活性剂、造纸材料、防伪油墨、美术用品等不断涌现。

从水性聚氨酯合成工艺来看，一方面，新的原料不断被采用，如用DMBA合成水性聚氨酯、用磺酸盐合成水性聚氨酯、同时用DMPA和磺酸盐合成水性聚氨酯、软段含离子基团的多元醇合成，水性化方法得到进一步补充和完善。另一方面，出现了一些新的合成思路，如辐射聚合工艺、光固化工艺、原位聚合纳米改性工艺、封闭型水性聚氨酯合成和梳状水性聚氨酯的合成进一步提高了水性聚氨酯制品的性能，而丙烯酸改性、环氧树脂改性、有机硅改性、有机氟改性、聚丁二烯橡胶改性和纳米材料改性等进一步拓宽了水性聚氨酯的应用范围。

从生产来看，国内水性聚氨酯的生产单位已超过100家，产能在1000吨/年以上的超过10家，但是，虽然已有一些种类的水性聚氨酯产品上市，目前仍存在诸多问题，主要是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。

另外，国内水性聚氨酯研究内容的重复性很高，深入则不足，能够投入现实生产的研究结果更少，难以和国外的研究和生产相比肩。 在国外，水性聚氨酯已经广泛用作家具漆、电泳漆、电沉积涂料、建筑涂料、纸张处理涂料、玻璃纤维涂料等；此外，还有一些特殊用途，比如用作安全玻璃的中间涂膜、以制成不碎裂的安全玻璃。水性聚氨酯分散体主要用作金属涂料。在纺织和印染助剂方面的应用也越来越广泛；

近年来，也被广泛用于石油破乳剂。此外，在聚氨酯主链上接枝多氟烷基，即可制作优良的防水、防油、防污剂；在其主链上接枝卤素、磷等元素，也可制成优良的阻燃整理剂。

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、耐刮性和无以伦比的低温柔软性，已被人们所认识，它已在皮革涂饰上得到了全面成熟的应用。目前，皮革涂饰剂占我国水性聚氨酯总消费量的50%左右，涂料领域的消费量仅占33%，而发达国家水性聚氨酯消费则以建筑涂料、木器涂料和汽车涂料为主体。有报道称，日本及美国水性聚氨酯胶水的市场份额已和涂覆材料相当。由此可以认为，我国主要的水性聚氨酯消费市场尚未真正启动，市场潜力巨大。我国水性聚氨酯皮革涂饰剂的市场具有以下特点：①产量初具规模：我国已有多家企业生产水性聚氨酯皮革涂饰剂；在2005年，我国水性聚氨酯皮革涂饰剂的消费量就超过了6 万吨（实物量），但，其中20%左右仍为国际知名公司的产品。②高端产品市场占有率低：国内80%以上的产品为通用型水性聚氨酯，因产品性能一般，已失去最初的优势。例如国产软性水性聚氨酯的价格已从最初的18元/kg降至（6～8）元/kg，毛利润也从500%降至不足50%，企业效益严重下滑，而国外同类产品如Bayer的10UD和Stahl的PU-3989等，目前市场价仍在（30～40）元/kg，主要应用于高端市场。近年国内生产出高档脂肪族水性聚氨酯

皮革涂饰剂，固含量25%～40%，目前市场价格在（25～45）元/kg。水性光油等高附加值的水性聚氨酯表面处理剂则一直依赖进口，每年进口量1万吨以上，进口产品如Fenice的1020/1028，市场价在（60～70）元/kg，最高时达125元/kg，而国内同类产品不但市场占有率低，且市场价也仅（40～50）元/kg。③行业竞争力不足：国内企业主要采用丙酮法生产水性聚氨酯皮革涂饰剂。该法丙酮用量大，成本高，制品成膜很难达到软而不粘的效果，一部分企业因后处理困难、效率低不回收丙酮，造成产品气味大、固含量低（约20%左右）；由于采用间歇生产方式，大多依靠人工判断生产反应终点或工艺硬性规定，产量低、反应重复性差、产品批次间质量不稳定，造成产品档次不高，行业竞争力不足。国内企业盲目上马水性聚氨酯项目，也造成了大量的投资浪费；虽然市场保持较快增长，但企业数目却呈几何级数上升，目前竞争的国内厂家有100多家，市场竞争也由早期的技术竞争为主转变为以价格竞争为主，行业效益明显下滑，直接影响了国内整个行业的技术进步，而多数的高端产品却无人问津，如高端光油系列产品就基本被国外企业控制，国内厂家大多数以贴牌的形式参与竞争。

b.水性聚氨酯胶粘剂

聚氨酯胶粘剂因其主体树脂中含有大量的极性基团和活性反应基团，对多种基材（如橡胶、金属、塑料、木材、玻璃、织物等）都具有良好的粘接性，并且能满足不同基材粘结和使用条件的要求。特别是聚

氨酯胶粘剂具有一些特殊的优点，如极佳的耐寒性、耐油性、耐磨性、韧性等等，因此已被大量应用于制鞋、复合包装、木材加工、织物复合、建筑、航空航天、汽车等广泛的通用粘结。目前，聚氨酯胶粘剂虽然仍以溶剂型为主，但近年来世界各国都加强了环境保护和工业卫生立法，限制有机溶剂用量的形势越来越严格，如欧洲对胶粘剂VOC限量规定到35g/L，美国FDA、欧盟EU901/128和德国BgVV都明确提出含有非规定化学品的胶粘剂一律禁止在食品、药品包装中使用；所以发达国家使用溶剂型胶粘剂复合包装的比例已经从20世纪末的80%降低到了现在的30%。因此，聚氨酯胶粘剂从溶剂型向水性化的转变是世界各国共同努力的方向。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一，2005年国内市场水性聚氨酯胶粘剂的市场份额已超过3%，消费量在2万吨以上（干料计）。

目前国内水性聚氨酯胶粘剂的品种有十几个，包括水溶型、水乳型、水分散型3 种。

①汽车用水性聚氨酯胶粘剂：汽车工业是现代经济增长的主导产业和支柱产业之一，汽车与胶粘剂、密封胶密不可分，汽车内饰用胶占汽车用胶总量的20%。水性聚氨酯胶粘剂对汽车内饰部分如聚氯乙烯、皮革、软质聚氨酯泡沫、纤维布复合材料、塑料壁纸、乳胶海绵、布、天鹅绒、木材、ABS树脂、聚丙烯纤维和织物等具有良好的附着力，因而在汽车的仪表板、大门和屋顶衬里、座椅和内饰部分有很强的应用前景。水性聚氨酯胶粘剂直到20世纪九十年代才逐渐应用在汽车内饰件

粘结上，但随着汽车VOC减排等环保法律法规的进一步严格，人们环保意识的不断增强，汽车内饰胶水性化的推广势在必行，因此，这将是水性聚氨酯胶粘剂最具发展前景的行业。目前，在这一领域，德国是水性聚氨酯胶粘剂的最大用户。荷兰的Zeneca Resins公司估计，欧洲每年约需6000吨以上的水性聚氨酯胶粘剂用于汽车工业新型塑料零部件的胶结，并为此开发了NeoRez系列水性聚氨酯胶粘剂产品。美国的Evode-Tanner公司开发的EVO-Tech385系列水性聚氨酯胶粘剂可用于汽车的仪表盘、前&后车门、以及杂物箱等部位。国内一汽长春富奥-江森汽车内饰件有限公司从意大利引进了全套水性聚氨酯胶粘剂生产线，不再使用溶剂型胶粘剂。另外，水性聚氨酯滤芯胶的需求量也随着汽车、拖拉机以及各种内燃机行业的发展不断增加。

②鞋用水性聚氨酯胶粘剂：目前，国内高档鞋厂已开始使用水性聚氨酯胶粘剂。这是目前国内水性聚氨酯胶粘剂用量最大的行业，但由于国产水性聚氨酯胶粘剂在固化速度、初粘性、耐热性等方面均不及进口产品，因此国内市场95%的鞋用水性聚氨酯胶粘剂为进口产品，每年单单从我国出口到国外名牌（Nike等）运动鞋所用的水性聚氨酯胶粘剂就达到数万吨。Bayer公司的Dispercoll? U系列胶可广泛用于制鞋、家具制造和汽车工业等领域，该系列配以Desmodur? D在运动鞋上的使用已达到工业化规模；但水性聚氨酯胶粘剂在皮鞋上的应用则落后于运动鞋，现仍处于批量试生产中，如Bally、Bata、Clarks等皮鞋跨国公司均在批量试用。

③层压制品及复合包装用水性聚氨酯胶粘剂：聚氨酯胶粘剂的配方可调，胶层从柔性到刚性可任意调整，适合多种材料复合包装及层压复合的要求；另外由于胶膜气味小、无毒，特别适用于食品包装复合薄膜及装饰用复合胶粘剂。这是目前国内应用范围最大的水性聚氨酯胶粘剂。从2006年开始，德国Bayer、日本光洋、美国National Starch等外国公司首先在中国使用水性真空吸塑胶替代溶剂型吸塑胶。Bayer的经典产品U54是销路最好的胶粘剂产品。

④木材用水性聚氨酯胶粘剂：木材加工是传统胶粘剂最大的应用领域。日本首先研制出了水性乙烯基聚氨酯系木材胶粘剂，简称API，后改名为水性高分子-异氰酸酯系木材胶粘剂（WPI），初粘性高，可常温胶接，最终粘接强度高，胶层耐水、耐久性良好，粘接木材时受压时间短，操作简便，胶粘剂呈中性，对木材无污染。

⑤植绒胶粘剂：水性聚氨酯具有优良的柔韧性，性能超过了丙烯酸乳液胶粘剂，可用作植绒胶。如环氧改性聚氨酯阳离子乳液体系，其粘附力、耐水性、耐溶剂性、手感等方面性能优异。

⑥服装用水性聚氨酯胶粘剂：水性聚氨酯胶粘剂可广泛应用于帆布、服装面料、传送带等涂层。水性聚氨酯胶粘剂的耐磨性、强度和耐低温开裂性均高于丙烯酸脂乳液及水性乙烯基树脂涂层剂，是推荐使用的高档织物涂层剂，可用于多种无纺布、针织布、起绒棉织布的防雨、迷彩、闪光、发泡、纺钻绒等不同功能的面涂需求，也适用于各种织物的底涂，适合于含浸（包括热敏）工艺生产线。可以采用干法转移涂层

贴膜工艺或涂层轧花工艺，水性聚氨酯涂层织物具有涂层薄、弹性好、手感软、耐溶剂、耐寒、耐磨、防水透气等优点。

c.水性聚氨酯涂料

根据有关分析资料表明，2006年，我国水性聚氨酯涂料的应用占市场份额的30%左右，年均增长速度在7%～8%左右；其中用量最多的是建筑涂料市场，约占50%以上，其次是胶粘剂、油墨、光油等方面。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。其发展趋势和特点如下：

①水性涂料市场整体快速增长：水性聚氨酯涂料避免了水性醇酸、丙烯酸乳液及其它树脂涂料的诸多缺陷，因而极具开发潜力。在国外，水性聚氨酯建筑涂料、汽车涂料、木器涂料领域的市场份额占一大部分，但国内因技术原因，这些市场才刚刚起步。我国涂料消费结构大致为建筑35%～40%、工业涂料35%～40%、特种涂料10%～15%、其它5%～20%。水性化程度分别是建筑涂料50%～60%、工业涂料14%～15%。2005年水性涂料产量达80万～90万吨，约占全部涂料总量的20%。

②汽车工业拉动明显：世界汽车涂料年消费量在170万吨以上，其中挥发性溶剂型涂料则在80万吨以上，既浪费资源，又带来环境污染，因此，在20世纪六十年代，汽车底涂料率先使用水性电泳涂料，目前水性化率在90%以上；汽车中涂料七十年代开始水性化，目前水性化率已达88%；汽车面涂料八十年代使用水性闪光涂料，目前水性化率已达65%。近年我国汽车工业高速发展，汽车涂料用量猛增。国内中高档汽车水性电泳底涂料也达90%，但低档车领域应用较少，与国外相比差距明显。

③水性木器涂料前景好：20世纪末欧洲民用涂料市场中水性涂料已占70%以上市场份额，北欧地板涂料的水性化率为80%，而欧美木器表面涂饰平均水性化率已达10%～13%。在美国，用量最大的水性木器涂料为聚氨酯水分散体，年消费量已达2万吨以上。目前，国内水性木器涂料供应商总数大约为30～50家，占据了超过70%的市场；但国外公司统治着中国高端水性聚氨酯市场，原因是其技术优势和在原材料供应方面的垄断地位；本地企业在中低端市场竞争，造成该局面的主要障碍是：高端原料供应的限制、缺乏配套应用技术、缺乏有水性漆施工经验的技术人员、缺乏先进的加工设备。嘉宝莉公司已建成具有国内领先水平、亚洲最大的万吨级的水性木器涂料全自动化生产线，自主生产水性聚氨酯，大大增强了自身水性木器涂料产品的成本优势；同时，本土其它企业也在崛起，华润、美涂士、巴德士、三棵树、江苏大象、展辰、华隆等都在不断掘金水性木器漆市场。

d.水性合成革

随着人们生活水平的提高，人们逐渐追求高质量的日用产品，因而皮革产品的需求量越来越大；但随着动物保护意识的增强，动物真皮已经不能满足人们的需求；所以，合成革产品逐渐成为未来流行的趋势。合成革的制造可分为贝斯的制造和贝斯的后整理两个阶段。贝斯是将聚氨酯树脂混合液浸渍或涂覆于基布上，聚氨酯树脂逐渐凝固或干燥，并在基布上形成多孔性的皮膜，这种复合物简称为贝斯，是英文Base（基革的意思）的音译。2011年3月，由Bayer材料科技提供水性聚氨酯材料的水性合成革生产线在浙江丽水投产，这是中国首批水性合成革生产线，标志着我国合成革产业迈入一个新时代。目前在中国展现其优秀的水性聚氨酯合成革技术的除德国Bayer外，还有荷兰Stahl、美国Dow、意大利Novotex等公司；国内的优耐克、博士达、华大、温州大宝、科天，安科等企业也在大力推广该应用技术。但在水性聚氨酯合成革技术应用过程中有两大问题需要解决：

①替代湿法的微泡贝斯聚氨酯的性价比和产品稳定性问题； ②干法贴膜工艺控制盒大机生产效率问题。很多合成革企业还在徘徊，尤其需要高物性-低成本的聚氨酯配套产品。期待提高水性树脂的干燥速度，从聚氨酯结构设计做到高支化、高固含、多分散等；用微

波、远红外、UV等改造生产线烘干及后固化设备，改进设备提高生产率。需要聚氨酯产品配方、工艺、设备等方面做系统的工作。

e.水性聚氨酯玻璃纤维浸润剂

将水性聚氨酯树脂作为一种成膜剂，对玻璃纤维起到良好的保护作用，主要用于增强热塑性塑料用纱。其膜坚韧、有弹性，只需添加少量就可以提高玻璃纤维的集束性和短切性，有效改善玻璃纤维的表面缺陷和表面性质，使产品具有重量轻和强度高的优势，提高终端用户的产品品质。而水性聚氨酯的用量大致只是玻璃纤维质量的1%。

f.其它领域

除了上述领域，水性聚氨酯仍有相当广泛的用途，比如：我国是世界第四大油墨生产国，随着经济的快速增长，我国对平版胶印油墨、网版油墨、柔版油墨、特种油墨等产品的需求仍将呈现上升趋势。随着人们对环保意识的加强，先进的醇溶性和水溶性油墨等环保油墨的需求将呈快速增长势头。积极开发目前国内仍处于短缺和空白的聚氨酯水基油墨将给水性聚氨酯行业带来机遇。

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