万华化学深度报告
性能优壁垒高
依据是否含有苯环,异氰酸酯通常可以分为芳香族异氰酸酯和脂肪族异氰酸酯。
芳香族异氰酸酯中,最常见的品种为MDI与TDI。两者在使用中受紫外线照耀后会分解生成芳胺并与苯环产生共振重排,生成共轭醌式构造的生色团导致合成的聚氨酯产生黄变。
脂肪族异氰酸酯中,最主要的品种为HDI、IPDI和HMDI。由于其构造中不饱和键较少,因此具有较好的耐光耐候性。
与生产MDI和TDI类似,ADI的制备主要承受光气化法,制备工艺包括有机合成,氢化和光气化三步,相较芳香族异氰酸酯的制备过程增加了氢化步骤,降低了异氰酸酯的不饱和度。
目前主流的HDI制备工艺主要以己二腈、液氯和一氧化碳为原料
制备过程先将己二腈催化加氢生成己二胺,之后己二胺在氮气的保护下进展光气化反响后进展精制得到HDI单体
HDI单体挥发性和毒性较大,因此一般将其制备成HDI类衍生物进展销售。进展聚合后的产品主要为HDI缩二脲、HDI三聚体、HDI-TMP(由HDI与TMP反响获得,其中TMP为三羟甲基丙烷)。
HMDI的制备工艺主要以苯、液氯和一氧化碳为原料;
苯经过胺化得到苯胺后,酸催化剂盐酸溶液与苯胺物料进展混合生成苯胺盐酸盐,参加甲醛,与苯胺盐酸盐物料混合进展反响,生成二
苯基甲烷二胺〔MDA〕。MDA在反响器中通入氢气,在氢气的作用下进展加氢反响后通入光气进展光气化反响得到HMDI。
HMDI的制备工艺与MDI类似,仅增加对MDA进展加氢的步骤,降低其不饱和度后进展光气化得到HMDI。
ADI有着广泛的应用,可以用于制备聚氨酯涂料、胶粘剂、弹性体等。由于主链内不含有不饱和键,因此使用ADI制备的产品普遍具有优异的抗老化、耐暴晒、耐黄变性能。主要ADI品种的应用如下:
HDI主要用于生产聚氨酯涂料〔包括高铁面漆、汽车修补漆、舰船用复合涂料、风电叶片涂料〕、胶粘剂〔耐候性聚氨酯灌封胶〕、交联剂〔光学薄膜〕、弹性体等,还可以及用于纸张、文物等的修复;
IPDI适合生产具有良好的光稳定性、耐候性和具有精彩的机械性能的聚氨酯。尤其适用于生产弹性体、水性涂料、聚氨酯分散剂和可光固化的氨基甲酸酯改性的丙烯酸酯。此外,IPDI还可以用在火箭推
进剂中,起到粘结绝缘层与推动剂(如端羟基聚丁二烯推动剂)的作用;
H12MDI适合生产具有良好的光稳定性、耐候性和具有精彩的机械性能的聚氨酯。尤其适用于生产弹性体、水性涂料、聚氨酯分散剂和可光固化的氨基甲酸酯改性的丙烯酸酯。其中以HMDI为主要原料生产的TPU弹性体薄膜具有柔韧性强、透亮度高、耐冲击性、耐穿透性和紫外光稳定性好等优点,可粘接玻璃与PC板、玻璃与压克力板、玻璃与玻璃等,在军用及民用领域获得广泛应用〔透亮装甲的夹层材料、防弹玻璃、高铁前挡玻璃、汽车透亮车衣等〕;
XDI常用于生产高端镜片、光学透亮胶〔OCA〕膜、特别油墨和食品包装用胶等。其中以XDI为主要原料所生产的镜片具有精彩的透亮度和更高的折射率,因此比常规镜片更薄更透亮,并且还具有耐暴晒和耐黄变的特性。
双组分水性聚氨酯涂料是由两局部组成,分别为含羟基的水性多元醇和水性多异氰酸酯固化剂。由于芳香族异氰酸酯的-NCO基团反响活性更高,与水的反响速度较快,使用芳香族异氰酸酯制备的水性多异氰酸酯固化剂稳定性较差,且使用该水性多异氰酸酯固化剂所制备的
水性聚氨酯漆膜耐水性也较差。由ADI制成的水性多异氰酸酯固化剂,其耐水性比芳香族异氰酸酯制成的水性多异氰酸酯固化剂更好,其贮
存稳定性也更好,且使用其所制备的漆膜不会产生黄变。因此水性双组分聚氨酯涂料通常使用脂肪族或脂环族异氰酸酯固化剂。
热塑性聚氨酯弹性体多由聚醚与异氰酸酯反响制备而成,因其结合了橡胶和塑料的局部优点,具有高强度、高韧性、耐磨、耐油等优异性能,并且易于加工,所以广泛应用于服装、食品、建筑、医疗等领域。ADI可作为单体制备聚氨酯弹性体,所得到的产品不仅耐黄变耐暴晒,力学性能也格外优异,因而应用广泛。
目前使用ADI所制备的涂料、胶粘剂、弹性体等产品已广泛应用于工、高端装备、能源、材料和节能环保等战略兴产业领域,以及汽车、化工、轻纺等传统产业构造转型升级领域。特别是在以风电为代表的的能源领域,以ADI为固化剂所开发的水性聚氨酯面漆,在具有优异的耐候性、耐腐蚀性的同时,易于施工且本钱更低,已逐步取代价格昂扬的氟碳涂料,应用于风电叶片和光伏背板等环节。
空间大增速快
据QYResearch介绍2025年全球ADI总产量约为34.67万吨。依据需求量年均增速5%考虑,推算2025年全球ADI需求超42万吨,对应于2025年全球ADI产能开工率约85%;
ADI的需求量