生物基异氰酸酯是以可再生生物质资源(如植物油、淀粉糖、木质素)替代石油原料合成的异氰酸酯,主要包括五亚甲基二异氰酸酯(PDI)、生物基HDI(六亚甲基二异氰酸酯)、生物基TDI(甲苯二异氰酸酯)等。异氰酸酯作为生产聚氨酯的重要原材料,主要应用于生产聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯弹性体、聚氨酯涂料、聚氨酯粘合剂、聚氨酯防水材料、去垢剂、增稠剂、抗氧剂等。
长期以来,全球塑料行业一直依赖石油基异氰酸酯,而石油基异氰酸酯合成方法主要采用光气法,光气化法制备石油基异氰酸酯中存在光气剧毒,污染严重;工艺流程长,技术复杂;生产设备投资大,产生的氯化氢对设备腐蚀性严重;生产要求苛刻,操作危险性强,存在较大安全隐患等问题。但是由于光气法生产工艺成熟,适用于工业化生产,因此一直是全球石油基异氰酸酯的主要生产方法。生物基异氰酸酯生产原料主要采用植物油、淀粉糖、木质素、玉米秸秆等,更符合绿色化、环保化发展潮流。
异氰酸酯是生产聚氨酯的重要原材料,通过不同多元醇和异氰酸酯改变配方可以开发出不同的聚氨酯材料。生物基异氰酸酯在取代致癌性芳香族异氰酸酯,制备低毒性环保聚氨酯方面具有较大应用潜力。
新思界产业研究中心整理发布的《
2025年中国生物基异氰酸酯市场专项调研及企业“十五五规划”建议报告》显示,在政策和市场需求等多重因素推动下,预计生物基异氰酸酯市场需求将会持续快速增长。当前全球主要的生物基异氰酸酯生产企业有科思创、三井化学、巴斯夫、银光集团、万华化学等。科思创是全球聚合物巨头,具有PDI三聚体生产能力,其PDI产品主要在欧洲地区销售,用于轨道车辆工业领域;此外,科思创还具有生物基 MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)生产能力,其植物基原料通过了 ISCC Plus标准认证。三井化学通过生物发酵技术制备了非粮食淀粉糖生物发酵赖氨酸,进而转化为1,5-戊二胺,最终合成PDI,其生物基 PDI型多异氰酸酯STABiO
TM可用于涂料、粘合剂和密封剂用硬化剂。巴斯夫于2023年在韩国丽水工厂生产出生物质平衡MDI,获得 REDcert2 或 ISCC PLUS* 标准认证。甘肃银光化学工业集团有限公司于2023年10月试制出首批纯度高达99.5%的吨级PDI合格产品,推动了PDI产品的国产化进程。万华化学在2025年欧洲涂料展(ECS)上展示了生物基PDI,生物基碳含量达71%。
聚氨酯作为全球范围内需求量最大的聚合物品类之一,对于异氰酸酯的需求持续增长。生物基异氰酸酯产品能够有效代替石油基异氰酸酯,符合当前全球低碳环保的趋势,预计在今后几年,市场将会迎来高速增长。
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