1.1 聚氨酯材料是烧瓶中摇出来的大风暴

聚氨酯是由基础化工品异氰酸酯和多元醇缩聚合成的高分子树脂。目前，聚氨酯材料已经广泛应用于制革制鞋、建筑、家具、家电等领域，具体应用形态包括墙体保温材料（硬泡）、沙发等的填充物（软泡）、氨纶（化纤）、塑胶跑道（弹性体）、粘合剂、涂料等，已经成为生活中不可或缺的重要材料，但是聚氨酯材料作为人工合成的化学物质，从次被人们从实验室合成出来至今也一百多年，而真正大规模工业化应用也不过五十年。聚氨酯材料的发展历程是新材料从无到有，由小及大的真实写照，它的商业化历程同样给众多新材料的发展以启迪。

聚氨酯真正的产业化可以以二十世纪 40 年代全球条聚氨酯泡沫制品生产线投产作为标志，此后聚氨酯作为一种新材料从萌芽期逐渐进入到目前的成熟期，其发展历程可以大体可分为三个阶段：

二战后至 1970s，是聚氨酯产业的快速发展期，此段时间产业的年复合增长率达到 23。聚氨酯工艺从德国向美国等主要经济体扩散。

1980 到 1990s，是聚氨酯产业的平稳增长期，此段时间产业的年复合增长率为 4.6。

90 年代至今，是聚氨酯产业的“第二春”，此段全球产业的年复合增长率为 6.7，聚氨酯工业开始了由发达国家向发展中国家的产业转移。在此期间，中国超越美国成为世界大的聚氨酯制品消费国。

1.2 中国聚氨酯产业的崛起是产业升级的真实写照

我国的聚氨酯产业起步相对于发达国家较晚，但当下我国已发展成为全球大的聚氨酯生产国和消费国，聚氨酯在我国的发展历程恰如“西方种树，东方结果”一般。聚氨酯材料在我国的萌芽可以以 1962 年条TDI 工业生产线的建成作为标志，此后，聚氨酯产业在我国的发展主要可以分为三个阶段

改革开放前，由于缺乏规模性和完善的上下游体系，聚氨酯产品还没在我国形成产业，主要是对聚氨酯合成工艺的前期摸索，其模式还是停留在以华东地区科研单位进行的各类聚氨酯产品生产线的中试试验为主。

改革开放后至 21 世纪初，我国通过积极引进海外的成套设备，上下游同时发展，行业随即进入了

快速增长期，其中具有代表性的是

（1）1984 年投产的山东烟台合成革厂从日本引进的 1 万 t/年 MDI/PAPI 的装置

（2）1987 年投产的沈阳石油化工厂从意大利引进 1 万 t/年聚醚多元醇装置投产

（3）1989 年先后投产的天津石化公司三厂和棉西化工总厂从日本引进的 2 万 t/a 聚醚多元醇装置

（4）1989 年山东烟台氨纶厂引进日本技术建成的我国家氨纶丝生产厂

进入到 21 世纪，我国聚氨酯产业的龙头企业异军突起，称雄世界舞台。在突破了大规模合成的技术和工艺壁垒后，我国行业内龙头企业凭借规模优势明显、成本技术领先的“超级基地”迅速占领市场。此后，我国聚氨酯产业在生产规模、产品种类、技术水平等领域开始持续进步，部分产品已经成为世界强。至 2019 年，中国本土聚氨酯原料异氰酸酯的企业共有六家，包括万华化学、甘肃银光、东南电化、中国化工沧州大化和烟台巨力等，其中万华化学在国内拥有 60 万吨(烟台)+120 万吨(宁波)MDI 产能，为聚氨酯原材料龙头之一。

2. 聚氨酯材料已步入成熟产业

2.1 聚氨酯下游应用十分广泛

纵观聚氨酯行业近十年发展，全球聚氨酯制品消费量年复合增长率为 4.1%，而中国为 10.9%。近三年，全球为 3.5%，中国为 5.4%。按照产业生命周期理论 10%增速的界定，全球聚氨酯产业在 21 世纪初就步入成熟期，而中国则在近 3 年从导入期转为成熟期。2018 年，中国聚氨酯制品产量已超过 1300 万吨，占全球52%，消费量 1180 万吨，占全球 48%，是世界聚氨酯产业的大国。

聚氨酯材料的产业链较长，上游的原料是异氰酸酯和多元醇，其中异氰酸酯主要为 MDI、TDI 以及 PAPI，多元醇可分为聚醚多元醇和聚酯多元醇。聚氨酯材料的直接下游为塑料、弹性体、胶黏剂、涂料、纤维等树脂初级制品，而后这些初级制品可以进一步加工利用到制鞋工业、建筑工业、家具工业、家电工业等生活中的方方面面，这些构筑了聚氨酯产业链的终端下游。

2.2 上游原材料异氰酸酯仍是产业链中壁垒高的部分

异氰酸酯的合成工艺线路较长，包括硝化反应、还原反应、酸化反应等，而其中重要的一环是从氨基向异氰酸基的转化，而目前光气法几乎是能够实现大规模工业化生产的方法，但此法需要使用剧毒的光气， 而且发生在强酸性条件下，所以对于设备和工艺的要求均很高，这直接导致异氰酸酯工业的技术壁垒和资金壁垒很高。此外，包括 TDI、MDI 在内的异氰酸酯类化合物化学性质较为活泼，易与水发生反应变质，同时其凝固点较低，这又为整个生产过程的管控提出了很高的要求，而且需要有稳定的下游客户或者自身配套相关产业链，反过来，如果下游客户确定了供应商，一般也不愿意轻易更换，所以这就又带来了一定的客户壁垒。

技术壁垒、资金壁垒、以及客户壁垒，使得异氰酸酯的行业准入门槛较高，尤其是 MDI，可以称之为化工行业内综合壁垒高的大宗产品之一，预计行业未来的供给端维持寡头垄断格局。截至当下国内 6 家本土企业拥有异氰酸酯的生产能力，尤以烟台万华为强。

MDI 方面本土企业只有烟台万华一家，在国内的产能达到了 180 万吨，万华化学是世界大的 MDI 生产商和供应商。目前全球产能为 830 万吨，国内所有 MDI 产能 336 万吨，位列全球，正是由于烟台万华的崛起，中国从 MDI 进口国变为 MDI 出口国。

TDI 方面，有 6 家本土企业具备生产能力，产能大的为万华化学的 30 万吨，小为葫芦岛连石 5万吨。全球产能为 352 万吨，国内产能达到 119 万吨，占比 34%。

2.3 聚氨酯材料结构性分化日趋显现

聚氨酯材料是通过将异氰酸酯和多元醇进行混合，反应获得的化合物，在该环节中通过控制不同的反应条件， 就可以得到丰富多彩的聚氨酯材料，其主要形态包括泡沫塑料、弹性体、胶黏剂、革鞋树脂、涂料和氨纶等。目前，我国聚氨酯行业的消费占比中呈现 C.A.S.E.类产品（包括涂料、密封剂、胶黏剂和弹性体）及氨纶的占比逐渐增大，而泡沫塑料、革鞋树脂及浆料的占比逐渐减少的结构性分化现象.

泡沫材料是聚氨酯材料大的应用形态，又可以进一步分为硬泡塑料和软泡塑料两类。2018 年泡沫塑料形态的聚氨酯产品占比超过 40%，其中硬泡占比约 56%，主要应用于冷链领域和建筑领域，具有优良的隔热性和机械强度；软泡塑料占比 44%，主要用于沙发等软体材料，在柔软性和高回弹性等方面优势显著。

硬泡塑料行业：2010 年聚氨酯硬泡塑料的三大终端消费市场是冰箱冰柜（57%）、建筑材料（23%）以及太阳能保温材料（5%），2019 年冰箱冰柜依旧占据 52%的消费市场，但建筑材料的占比已减少为 11%，汽车行业消费占比升至 13%。这主要是因为 1.全球对轻型车辆的需求不断增加，政府对燃料排放的标准提高以及乘用车和商用车需求的增加将推动汽车行业对聚氨酯硬泡的需求；2. 国家颁布建筑设计防火规范 GB50016，限制了聚氨酯硬泡在保温外墙中的应用。此外，伴随着太阳能热水器在市场中的减少， 硬泡在热水器领域的消费占比也相应降低。

软泡塑料行业：2018 年聚氨酯软泡塑料的两大终端消费市场是软体家具（61%）、汽车行业（17%）。软体家具主要指的是以海绵、织物为主体的家具。例如沙发、床、记忆枕等家具。根据中国轻工业联合会数据，2019 年 1-8 月软体家具产量 4141 万件，同比下降 3.5%，如果按照 2019 全年同比下滑 3%计算则近十年年复合增长率为 0.8%，增长较为缓慢。车用软泡一般为高回弹海绵，新能源汽车用海绵要求更高，主要是环保性能方面。主要应用领域有：汽车座椅、靠背、头枕。我国汽车行业产量近年来有下降趋势从 17 年以来已连续两年下降，近十年年复合增长率为 1.8%。聚氨酯软泡占比大的两个终端消费行业未来增速趋缓，软泡行业需求端承压。

聚氨酯合成革目前是代替动物皮革好的人造皮革，广泛应用于制鞋、箱包、围脖等。2018 年我国聚氨酯革鞋树脂原料消耗约 242 万吨，其中浆料消耗 185 万吨，鞋底原液 57 万吨。浆料市场的下游行业主要是人造革和合成，鞋底原液的主要产品为劳保鞋和皮鞋。

聚氨酯浆料：我国浆料行业整体开工率常年在 50%左右，2018 年产能约为 390 万吨，开工率为 47.4%，产能过剩较为严重。近几年国内浆料行业面临巨大挑战，正逐步进行整合，产能产量向华峰集团、旭川集团等大企业集中。未来这一行业整合的力度将会进一步增大，伴随着服装制造业从我国向东南亚等国的转移，浆料行业产量预计空间有限。

鞋底原液：中国目前是全球大的 PU 鞋底原液生产国，同时中国拥有全球大的 PU 鞋底原液生产厂家——温州华峰。早在 2005 年之前，国内生产 PU 鞋底原液的厂家众多，高峰时期达到了 40 多家，但是随着市场竞争的日益激烈，部分厂家逐渐退出市场，截止到 2017 年，中国国内 PU 鞋底原液的厂家数量萎缩到 20 家左右，各企业之间的优劣势非常鲜明。2018 年中国鞋底原液总产能为117 万吨，产量约为 54 万吨，开工率为 46.2%。国内鞋底原液产能呈现先进产能供需两旺，低端产能日薄西山的两极分化阶段。

C.A.S.E.类产品包括涂料、胶黏剂、密封胶和弹性体。2018 年 C.A.S.E.类产品占聚氨酯产品总量的 35%，绝大多数 C.A.S.E.材料的固化物（除去水和溶剂后）是非泡沫弹性聚氨酯材料。近十年里，C.A.S.E.材料无论是增长的速度还是在聚氨酯产品中的占比都高于其他产品，优秀的耐水性、耐磨性、耐高温以及胶黏性使其具有很宽的应用领域。

聚氨酯涂料由于结构组分中含有极性较强的异氰酸跟基团，因而可以与物体表面形成氢键而与表面牢固结合，该性质使得聚氨酯类涂料可以用做汽车修补涂料、防腐涂料、地坪漆、电子涂料、特种涂料、聚氨酯防水涂料等。纵观整个聚氨酯涂料的发展历程，不难发现其良好的发展趋势，逐渐在涂料市场中占据更大的份额。自 2017 年以来，涂料市场已经开始回落，但聚氨酯涂料的消费量依然保持增长，在涂料中的占比也进一步扩大。2010-2018 年涂料产量的年复合增长率为 4.6%，同期PU 涂料为 9.8%，2018 年 PU 涂料占比为 13.4%，相对较低还有较大提升空间。目前，全球高质量功能性涂料主要来自 PPG、宣威、巴斯夫等巨头，我国涂料行业整体较为分散，产品多为中低端涂料，仍有进口替代空间，PU 涂料叠加在涂料行业中的份额不断扩大将更具成长属性。

PU 胶黏剂和密封剂可广泛应用于电子电器、建筑建材、汽车与交通运输等众多领域，是聚氨酯中增长较快的细分领域。我国已经成为全球 PU 胶黏剂和密封剂的消费中心，全球企业的生产也逐渐向我国转移，产品产销量保持高速增长。2018 年我国胶粘剂市场消费量达到 838.3 万吨，同比增长5.3%；胶粘剂销售额达到 1027.8 亿元，同比增长 4.0%，行业整体保持增长态势；根据中国胶粘剂和胶粘带工业协会发布的《中国胶粘带和胶粘剂市场报告及“十三五”发展规划》显示，“十三五” 期间，我国胶粘剂行业仍处于重要发展机遇期，发展目标是产量年均增长率为 7.8%，销售额年均增长率为 8.3%，2020 年末我国胶粘剂产量达 1,033.7 万吨，销售额达 1,328 亿元。2018 年我国，PU 类胶黏剂产量占比胶黏剂总产量不足 10%，而美国占比为 40%，PU 胶黏剂的渗透率叠加整个胶黏剂行业的成长保证了未来国内 PU 胶黏剂的发展。

我国 PU 弹性体中，热塑性弹性（TPU）为较典型的产品。近几年来国内 TPU 市场需求表现出持续增长的态势，年均增长率超过 10%。行业供给格局方面，2017 年 TPU 行业 CR5 为 50%，其中华峰集团和烟台万华产能均为 12 万吨位列榜首。当下，受原料异氰酸酯价格波动影响，行业出现分化，小厂商部分关停产能，而包括华峰、巴斯夫、美瑞等老牌生产商不断扩线、增产，加速抢占市场，行业集中度继续增加。2018 年我国 TPU 产能约为 79.9 万吨，产量约为 43.65 万吨，整体开工率接近56%。随着 TPU 在聚氨酯弹性体中的比重增加到 40%左右，我国已经成为全球大的 TPU 市场，需求增速强劲。预计未来几年，我国 TPU 消费量将保持年均 10%的增长速度，2022 年 TPU 消费量将达到64 万吨。

此外，聚氨酯材料还有一种特殊的纤维形态，简称为氨纶。氨纶是一种弹性纤维，是聚氨酯在纺织服装领域应用的主要产品。我国是全球大的氨纶生产国，2018 年产能占全球比例超过 70%。近几年，我国氨纶产量持续稳定增长，2019 年产量为 68.4 万吨，同比增长 8.3%。从消费量来看，2018 年我国氨纶消费量为 62.2 万吨，同比增长 13.7%，需求增速连续三年加快，需求量增速超过新建产能增速。竞争格局方面，我国氨纶行业集中度较高，2019 年氨纶行业 CR5 为 62%。鉴于当下供需严重错配且行业整体盈利能力下滑，多数企业的扩产意愿与能力降低，行业面临整合机遇，未来新增产能也主要集中在浙江华峰等行业龙头企业。若未来新增产能全部按计划投产，2021 年氨纶行业 CR5 将提升至 67%。

3. 性能提升和新应用场景将为聚氨酯材料未来发展提供长期动力

3.1 通过产品改性提升性能可以释放大量需求空间

聚氨酯材料经过几十年的发展，已经涵盖了生产生活中的各个方面，但未来仍有广阔的发展空间。

1) 硬质泡沫是聚氨酯材料的大单一应用形态。在建筑保温材料外墙领域，我国聚氨酯硬泡占比为 7%， 而美国为 65%，还有很大的提升空间。当下我国在建筑外墙领域应用较少的主要原因是我国生产的硬泡材料并未改性或添加阻燃剂，因而防火性能差，不符合相关规范，如若行业未来能够在量产改性上取得突破，外墙保温领域将为给聚氨酯硬泡材料带来很多的市场需求。

除了外墙保温材料外，硬泡塑料在冰箱和冷链领域预计也有进一步的发展。2016 年国家新修订的《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》强制性能效国家标准已经实施，高耗能的冰箱将会被低能效的取代，而硬泡作为优质的保温材料，预计在冰箱中的渗透率会进一步提升。其次，我国冷链物流的高速发展将会为硬泡带来更大的需求。

2) 聚氨酯软泡由于舒适性强，适用于瑜伽垫等体育器械和拳击手套等体育器材，符合我国服装行业的消费升级和全面健身的发展趋势，但对于产品的品质要求较高，所以如果相关企业可以进行产品研究，开发出广受大众欢迎的相关产品，也能有较好的增长空间。

3.2 新的产品应用场景也带来从无到有的新需求

除了通过材料改性扩大聚氨酯作为一种先进材料对于传统材料的替代外，新的产品和新的应用场景也会为行业发展注入新的动力。

1) 记忆材料：使用复合型高密度聚醚型的聚氨酯材料，可以制备成具有记忆功能的材料，其具有黏弹特性，可随头颈位置的改变，自动发生形状的改变，随时保持与颈部紧密贴合，不让头部滑落造成“落枕”。此外，记忆型材料用于人体力学，能够吸收冲击力，具备记忆变形，自动塑型等功能。此外，还有着防菌抗螨和透气吸湿等特点。