聚氨酯材料：MDI、TDI与TPU

一、聚氨酯核心组分基础化学属性解析

二、中国近期聚氨酯核心产品价格行情

• MDI： 纯MDI（99.5%含量）：华东市场价18500-19500元/吨，环比上涨2.1%，因下游冰箱冷柜需求旺季拉动；
• 聚合MDI（PAPI）：报价12800-13500元/吨，用于建筑保温和家具泡沫，价格受房地产政策影响显著。
• TDI：80/20异构体工业级市场价14500-15500元/吨，环比下跌1.3%，因部分装置重启导致供应增加，下游涂料和软泡需求疲软。
• TPU： 通用级TPU（Shore A 85）：报价28000-30000元/吨；

三、聚氨酯核心产品的核心特性解析

1. 物理性质

2. 化学性质

• MDI/TDI化学性质：异氰酸酯基团（-NCO）具有极高反应活性，可与含活泼氢的化合物（如水、多元醇、胺）快速反应：与水反应生成脲键并释放二氧化碳（用于泡沫制备）；与多元醇反应生成氨基甲酸酯键（聚氨酯主链）；常温下易吸潮变质，需密封防潮储存；具有一定毒性和刺激性，对皮肤和呼吸道有刺激作用。
• TPU化学性质：分子链含氨基甲酸酯键（-NH-CO-O-），兼具塑料和橡胶特性：化学稳定性优异，耐油、耐酸碱、耐有机溶剂；可通过加热熔融重塑，加工性能优于传统橡胶；低温弹性好，-40℃仍能保持良好柔韧性；长期暴露于紫外线易老化，需添加抗氧剂和光稳定剂。

四、聚氨酯产业链上下游结构

1. 上游产业：原料与核心技术

• MDI/TDI原料：MDI原料为苯胺和甲醛（经缩合、光气化反应）；TDI原料为甲苯、硝酸和氯气（经硝化、还原、光气化反应）；光气是关键中间体，生产技术壁垒高，国内仅少数企业具备生产能力。
• 多元醇原料：主要为聚醚多元醇（环氧丙烷聚合）和聚酯多元醇（二元酸与二元醇酯化），环氧丙烷和苯酐是核心原料，占多元醇成本的60%以上。
• TPU原料：直接原料为MDI/TDI与聚醚/聚酯多元醇，通过共聚反应生成，催化剂（如有机锡）和扩链剂（如1,4-丁二醇）影响产品性能。

2. 中游产业：生产工艺与产品分类

• MDI/TDI生产：均采用“光气化法”，MDI经苯胺-甲醛缩合、光气化、精馏得到；TDI经甲苯硝化、还原、光气化、精馏得到；生产过程需严格控制光气泄漏，环保要求极高。
• TPU生产：主流为“一步法”和“预聚体法”，一步法将异氰酸酯、多元醇、扩链剂直接混合反应造粒；预聚体法先制备异氰酸酯预聚体，再与扩链剂反应，产品性能更稳定。

3. 下游产业：应用市场分布

• 泡沫塑料：占比45%，包括硬泡（MDI为主，用于建筑保温、冰箱冷柜）和软泡（TDI为主，用于汽车座椅、家具床垫）；
• 弹性体（TPU为主）：占比15%，用于合成革、汽车配件、医疗器械；
• 涂料与胶粘剂：占比25%，MDI/TDI用于生产聚氨酯涂料（汽车漆、木器漆）和胶粘剂（复合包装、建筑胶）；
• 其他领域：占比15%，包括密封胶、合成纤维、鞋底材料等。

五、聚氨酯材料的化工应用范围

1. 建筑与家电领域：保温与轻量化核心

• 建筑保温：MDI硬泡保温板导热系数低（≤0.022W/(m·K)），是外墙保温、冷库建设的首选材料，防火等级可达B1级；聚氨酯密封胶用于建筑门窗密封，耐候性优异。
• 家电制冷：MDI硬泡用于冰箱、冷柜的箱体保温层，保温效果比传统材料提升30%，助力家电节能降耗；TPU用于洗衣机内筒密封圈，耐水、耐老化。

2. 汽车与交通领域：轻量化与舒适性升级

• 汽车座椅与内饰：TDI软泡用于汽车座椅坐垫和靠背，回弹性好、舒适性高；TPU用于汽车仪表盘表皮、门板装饰，手感柔软，替代PVC提升环保性。
• 汽车零部件：聚氨酯弹性体用于汽车减震垫、悬挂系统部件，耐冲击、降噪效果显著；聚氨酯胶粘剂用于车身轻量化材料（铝、碳纤维）的粘接，强度高、耐振动。

3. 合成革与消费电子领域：高端化应用

• 合成革：TPU合成革具有优异的耐磨性、透气性和手感，用于箱包、鞋材、家具面料，替代天然皮革和PVC革，环保性和质感更优。
• 消费电子：TPU用于手机保护壳、智能手表表带，柔韧抗摔、耐黄变；聚氨酯涂料用于手机外壳涂装，提供高光泽和耐磨性能。

六、聚氨酯核心产品主流生产工艺

1. MDI生产工艺（光气化法）

• 缩合反应：苯胺与甲醛在盐酸催化下，于90-100℃缩合生成二苯基甲烷二胺（MDA）；
• 光气化反应：MDA与光气在溶剂氯苯中，于100-130℃反应生成MDI粗品；
• 精馏提纯：粗品经脱溶剂、精馏，得到纯MDI和聚合MDI产品，纯度分别达99.5%和98%以上。

2. TPU生产工艺（一步法）

• 原料混合：将MDI、聚醚多元醇、1,4-丁二醇（扩链剂）按比例混合，加入有机锡催化剂；
• 熔融共聚：在双螺杆挤出机中，于180-220℃进行熔融共聚反应，生成TPU熔体；
• 造粒包装：熔体经水下切粒、干燥，得到TPU颗粒产品。

七、企业采购、运输与使用注意事项

1. 采购环节：品质与合规把控

• MDI/TDI采购：确认NCO含量（MDI≥33.6%、TDI≥48.2%）、酸度（≤0.05%）等指标，选择万华化学、巴斯夫等正规企业；要求提供安全技术说明书（SDS），关注运输和储存条件。
• TPU采购：根据应用选择硬度（Shore A 60-95）、熔融指数（1-30g/10min）等参数，高端应用需核查耐黄变等级（UVB-313照射100h色差ΔE≤3）。

2. 运输与储存注意事项

• MDI/TDI：属危险化学品（MDI UN 2489，TDI UN 2078），采用镀锌铁桶包装，密封防潮；运输时避免暴晒、撞击，温度控制：MDI≥50℃（防止凝固），TDI≥20℃；储存于阴凉干燥库房，保质期6个月。
• TPU：采用编织袋包装，运输时防雨防潮；储存于30℃以下通风库房，避免与有机溶剂混放，保质期1年。

3. 使用环节：安全与环保要求

• MDI/TDI操作：穿戴防护服、防毒面具和护目镜，在通风良好车间操作；避免与皮肤直接接触，若接触立即用乙醇清洗；严禁与水、胺类物质混放，防止剧烈反应。
• TPU加工：加工温度170-220℃，避免超过240℃导致降解；边角料可100%回收利用；废弃TPU制品分类回收，熔融再生。

八、总结