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[化工知識(shí)]：聚氨酯、EPS類、EVA類、PE及PP類發(fā)泡材料在各大行業(yè)的應(yīng)用與市場(chǎng)分析
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聚脲多元醇：也是一種特殊聚合物改性多元醇，可用于高回彈軟泡、半硬泡、軟泡，目前市場(chǎng)上產(chǎn)品很少。
根據(jù)行業(yè)規(guī)模來(lái)看，聚氨酯類發(fā)泡材料市場(chǎng)規(guī)模占比最大，市場(chǎng)規(guī)模約在467萬(wàn)噸左右，其中主要以軟泡聚氨酯發(fā)泡材料為主，占比約在56%。隨著中國(guó)電子電氣領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展，特別是冰箱和建筑類應(yīng)用的提升，聚氨酯發(fā)泡材料市場(chǎng)規(guī)模也在繼續(xù)增長(zhǎng)。
EPS類發(fā)泡材料：是一種輕型高分子聚合物。它是采用聚苯乙烯樹脂加入發(fā)泡劑，同時(shí)加熱進(jìn)行軟化，產(chǎn)生氣體，形成一種硬質(zhì)閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料。
01 在汽車工業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
聚氨酯泡沫材料發(fā)泡倍數(shù)范圍大，密度可調(diào)，其力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度和50%壓縮強(qiáng)度）隨密度的增加有較大的變化，因此可以適用于汽車不同部位和不同功能的使用條件。同時(shí)，聚氨酯泡沫材料其100%可回收利用的特點(diǎn)也使其滿足當(dāng)前一再加強(qiáng)的環(huán)保法規(guī)，基于這些優(yōu)勢(shì)，聚氨酯泡沫材料在汽車零部件上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，汽車行業(yè)的聚氨酯泡沫材料用量占了其總用量的14%左右，是P聚氨酯泡沫材行業(yè)研究開發(fā)攻關(guān)的重點(diǎn)目標(biāo)之一。
02 在大型家電行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
據(jù)了解，在大型家電領(lǐng)域，特別是冰箱、空調(diào)等領(lǐng)域，廣泛存在發(fā)泡材料的應(yīng)用。一方面發(fā)泡材料是作為隔熱保暖的材料應(yīng)用，另一方面發(fā)泡材料作為隔音材料應(yīng)用。
在冰箱、冰柜、空調(diào)、熱水器等制冷或制熱電器的保冷、保溫材料，麥克風(fēng)、音響等電器的隔音內(nèi)襯材料等領(lǐng)域中，應(yīng)用的發(fā)泡材料主要有：聚氨酯泡沫（PU）（聚醚型）、聚乙烯交聯(lián)（XPE）等。
在保溫、保冷環(huán)境中應(yīng)用的發(fā)泡材料，主要為PU（硬泡）和XPE，其中PU（硬泡）占80%，主要替代品為EPP。PU發(fā)泡材料具有導(dǎo)熱系數(shù)低和加工性能好的特點(diǎn),非常適合用作隔熱保溫材料，因此被廣泛用于制造冰箱門體和箱體的隔熱層。
另外，XPE主要應(yīng)用在空調(diào)領(lǐng)域，其具有隔熱性和優(yōu)良的成型性能，且外形美觀，一般應(yīng)用于空調(diào)保溫管和隔熱異形件等。
替代品EPP具有良好的隔熱性、隔音性能，易降解、能重復(fù)利用，環(huán)境友好度要高于其他發(fā)泡材料。但EPP的單體或者說原材料并不太容易獲得，生產(chǎn)成本較高，現(xiàn)階段不用EPP多出于成本和工藝方面的考量。
在大型家電的隔音材料領(lǐng)域，主要使用玻璃纖維、石棉纖維和吸音棉等無(wú)機(jī)材料，用于隔音的發(fā)泡材料很少，主要為PU（軟泡），約占隔音材料的5%，可被無(wú)機(jī)隔音、吸音材料所替代。
另外，開孔的PU軟泡具有良好的吸聲消震性能，可用于具有寬頻音響裝置的室內(nèi)隔音材料，也可直接用于遮蓋噪聲源 (如鼓風(fēng)機(jī)和空調(diào)器等)，但很少直接用于音響內(nèi)部吸音隔音。
據(jù)調(diào)查，目前中國(guó)大型家電領(lǐng)域中的發(fā)泡材料，市場(chǎng)消費(fèi)增速保持在6%至8%，2020年由于疫情導(dǎo)致的居家電器用量增大，從去年9月份至2021年上半年，過渡消化了大型家電的出口消費(fèi)，從而導(dǎo)致2021年大型家電的出口市場(chǎng)大幅下降。
對(duì)于未來(lái)來(lái)說，大型家電領(lǐng)域的發(fā)泡材料將會(huì)不斷升級(jí)迭代，其中EPP具有優(yōu)異的材料特性，未來(lái)將會(huì)在眾多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，相關(guān)有實(shí)力的企業(yè)可以重點(diǎn)關(guān)注。
03 在鞋材行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
據(jù)了解，在鞋材領(lǐng)域中應(yīng)用的發(fā)泡材料，主要是EVA、TPU等，其他發(fā)泡材料相對(duì)廉價(jià)，應(yīng)用占比較小。
在鞋材領(lǐng)域中，EVA能夠表現(xiàn)出極強(qiáng)的彈性，回彈性非常好，它具有很好的隔熱、防震作用，有很好的耐氣候性，因此在制鞋行業(yè)采用非常廣泛。不過EVA發(fā)泡原料也有一定的限制，比如該材料抗撕裂性不是非常強(qiáng)，另外抗剝離性弱
對(duì)于未來(lái)來(lái)說，EVA橡塑并用是鞋材領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展的方向。EVA橡塑并用，是以EVA為基料加入EPDM、POE、OBC等彈性體共混使用，如利用EPDM橡膠型、POE高彈性、OBC柔軟結(jié)晶性、TPE柔軟性等以達(dá)到共混改性的目的，從而提升EVA發(fā)泡性能。
據(jù)調(diào)查，乙烯基的聚合物發(fā)泡材料在鞋材領(lǐng)域中的應(yīng)用，EVA發(fā)泡材料應(yīng)用占比超過85%，是最重要的應(yīng)用材料。另外，鞋材領(lǐng)域中還存在PE發(fā)泡、POE共混發(fā)泡、EPDM/EPM發(fā)泡的材料，均有小量的占比應(yīng)用。
對(duì)于未來(lái)來(lái)說，考慮到材料特性及成本優(yōu)勢(shì)，EVA發(fā)泡、POE共混發(fā)泡在鞋材領(lǐng)域中的應(yīng)用占比將會(huì)保持高位，其他材料的應(yīng)用占比將會(huì)有所下降。
圖 鞋材領(lǐng)域中的不同發(fā)泡材料應(yīng)用占比
另外，在鞋材領(lǐng)域中，聚氨酯發(fā)泡材料的應(yīng)用總體占到20%，與乙烯基聚合物發(fā)泡材料占比80%相比差距甚大。
在聚氨酯發(fā)泡材料中，主要是指TPU材料。生產(chǎn)TPU所用的主要幾種原材料，近年來(lái)價(jià)格呈逐步下降的趨勢(shì)，某些材料例如BDO已經(jīng)大幅下降了，從而讓TPU具備越來(lái)越強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。EVA在鞋材領(lǐng)域的應(yīng)用可能超過七成會(huì)被新型TPU所替代。
04 在建筑行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
建筑領(lǐng)域是中國(guó)發(fā)泡材料最早應(yīng)用的領(lǐng)域，也是應(yīng)用規(guī)模最大的領(lǐng)域。建筑領(lǐng)域中的發(fā)泡材料，主要是聚苯乙烯泡沫板（EPS）、擠塑板（XPS）、聚氨酯板（PU）。主要是應(yīng)用在建筑外墻保溫板、隔音板、地暖等。
根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)建筑領(lǐng)域中消費(fèi)的聚氨酯材料規(guī)模超過160萬(wàn)噸，連續(xù)多年繼續(xù)增長(zhǎng)。
圖 建筑墻體保溫發(fā)泡材料
據(jù)調(diào)查，在墻體保溫材料領(lǐng)域中，存在對(duì)發(fā)泡材料替代的材料，如玻璃棉板、酚醛板、巖棉板等。但是，由于保溫性能、隔音性能不及發(fā)泡材料，目前應(yīng)用情況較小，大型工程設(shè)備墻體一般多使用發(fā)泡材料為主。
圖 建筑用保溫材料應(yīng)用占比及未來(lái)消費(fèi)增速預(yù)測(cè)
對(duì)于未來(lái)來(lái)說，隨著中國(guó)建筑節(jié)能標(biāo)志的不斷提高，市場(chǎng)需要保溫隔熱性能更加優(yōu)質(zhì)的材料，聚氨酯硬泡將是最理想的新一代建筑保溫材料。通過國(guó)家“聚氨酯建筑節(jié)能應(yīng)用推廣”工作的開展，聚氨酯材料以其優(yōu)質(zhì)的保溫隔熱性能得到建筑領(lǐng)域的關(guān)注和認(rèn)可，開始在中國(guó)建筑節(jié)能市場(chǎng)應(yīng)用。平頭哥認(rèn)為，未來(lái)中國(guó)聚氨酯硬泡將成為外墻保溫領(lǐng)域中的重要組成部分，預(yù)計(jì)未來(lái)消費(fèi)增速保持4%-5%增長(zhǎng)。
05 在一次性餐具行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
在一次性餐具領(lǐng)域中的發(fā)泡材料，是最早應(yīng)用的發(fā)泡材料，也是目前消費(fèi)增速逐漸萎縮的發(fā)泡材料之一，主要是聚苯乙烯泡沫板（EPS）、聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）或其他發(fā)泡材料。
另外，2020年1月19日，國(guó)家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部公布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)塑料污染治理的意見》指出在餐飲外賣領(lǐng)域推廣使用符合性能和食品安全要求的秸稈覆膜餐盒等生物基產(chǎn)品、可降解塑料袋等替代產(chǎn)品。到2020年底，全國(guó)范圍餐飲行業(yè)禁止使用不可降解一次性塑料吸管。地級(jí)以上城市建成區(qū)、景區(qū)景點(diǎn)的餐飲堂食服務(wù)，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。
在一次性餐盒領(lǐng)域，可降解材料將會(huì)是未來(lái)的主流，主要是指的PBAT產(chǎn)品。未來(lái)一次性餐盒領(lǐng)域中應(yīng)用的可降解材料發(fā)泡材料消費(fèi)增速將會(huì)超過20%。
圖 在一次性餐具領(lǐng)域中的發(fā)泡材料占比及消費(fèi)增速
05 在包裝行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
據(jù)了解，包裝行業(yè)中廣泛應(yīng)用發(fā)泡材料，主要應(yīng)用在內(nèi)部包裝、容器固定及相關(guān)領(lǐng)域中，如酒類內(nèi)瓶的包裝材料。在包裝領(lǐng)域中，主要的發(fā)泡材料類型有聚苯乙烯泡沫板（EPS）、聚丙烯泡沫（EPP）、聚乙烯泡沫（XPE）等。
在包裝領(lǐng)域中，EPS是主要的發(fā)泡材料，占比接近60%，其次是EPP、XPE等發(fā)泡材料，占比分別是20%和15%。對(duì)于未來(lái)來(lái)說，EPS具有不可降解性及較弱的材料特性，特別是硬度無(wú)法與EPP等材料比較，所以，未來(lái)在包裝材料領(lǐng)域中的發(fā)泡材料，XPS的消費(fèi)增速呈現(xiàn)萎縮的趨勢(shì)，而EPP和XPE發(fā)泡材料的消費(fèi)增速未來(lái)保持高速增長(zhǎng)，預(yù)估消費(fèi)增速在7%-10%。
圖 在包裝材料應(yīng)用發(fā)泡材料占比
06 在電子業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
電子領(lǐng)域中的發(fā)泡材料，主要是在電線電纜領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要作為電線電纜的外部絕緣層、包覆層等，特別適用于超高壓電纜應(yīng)用。在電線電纜行業(yè)中，發(fā)泡材料主要有聚乙烯交聯(lián)（XLPE）、發(fā)泡聚乙烯（EPE）、PVC（交聯(lián)PVC和PVC塑料）、發(fā)泡EVA、交聯(lián)三元乙丙烯橡膠（XLEPDM）等。
圖 電線電纜包覆層主要材料組成
對(duì)于未來(lái)來(lái)說，XLPE更適合高壓電纜和超高壓電纜的包覆層，在未來(lái)具有廣闊的發(fā)展空間。未來(lái)中國(guó)電線電纜包覆層中XLPE的應(yīng)用消費(fèi)增速高達(dá)10%及以上增長(zhǎng)。
07 在頭盔行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
在頭盔行業(yè)的內(nèi)層防撞層中，全部采用發(fā)泡材料，主要起到防撞緩沖吸能的作用。頭盔防撞緩沖層中的發(fā)泡材料，目前多采用EPS或EPP材料，很少會(huì)采用其他的材料。
圖 在頭盔行業(yè)中的發(fā)泡材料應(yīng)用
據(jù)調(diào)查，頭盔行業(yè)中的發(fā)泡材料，其中55%采用EPP發(fā)泡材料，35%采用EPS發(fā)泡材料，而少量才有PU及其他材料。對(duì)于未來(lái)，EPP具有較強(qiáng)的剛性和可加工性能，預(yù)計(jì)在頭盔行業(yè)中的應(yīng)用將會(huì)繼續(xù)保持高速增速，預(yù)估增速超過5%。而EPS因具有先天的材料劣勢(shì)，如硬度不高，易碎等特點(diǎn)，所以未來(lái)在頭盔行業(yè)EPS消費(fèi)規(guī)模將會(huì)保持萎縮的趨勢(shì)。
圖 頭盔行業(yè)中的發(fā)泡材料占比
08 在體育器材行業(yè)中發(fā)泡材料的應(yīng)用
體育器材行業(yè)也是具有廣泛的發(fā)泡材料應(yīng)用情況，如護(hù)具、沖浪板、地墊、運(yùn)動(dòng)球類、保護(hù)軟墊、耐沖軟墊等運(yùn)動(dòng)用品，用作緩沖防震材料及填充材料。主要的產(chǎn)品有聚乙烯交聯(lián)（XPE）、聚氨酯泡沫（PU）、發(fā)泡聚丙烯（EPP）、珍珠棉（EPE）等。
在體育器材行業(yè)中，XPE是主要的應(yīng)用發(fā)泡材料，占比超過70%，其次是PU、EPE、EPP等材料。由于在體育領(lǐng)域，PU多為海綿狀，開孔的PU軟泡具有良好的消震性能，故未來(lái)很可能會(huì)朝著XPE與PU相結(jié)合的方向發(fā)展，即內(nèi)芯材料為XPE,表面材料為PU。
另外，EPE可循環(huán)再造，對(duì)環(huán)境也比較友好，所以，未來(lái)在體育器材行業(yè)中EPP的應(yīng)用占比會(huì)保持較高的增速，預(yù)估增速超過10%。但是，EPP作為替代品，緩沖防震性能方面較好，但生產(chǎn)成本較高，多用在高端器材領(lǐng)域。
圖 在體育器材行業(yè)中的主要發(fā)泡材料占比
來(lái)源：中國(guó)汽車材料網(wǎng)、化工平頭哥、搜狐網(wǎng)
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