184年，德国科学家亥茨凯尔（Hentzchel）率先使用胺的盐酸盐与光气反应，成功合成异氰酸酯。此后，由于发展聚氨酯材料的需要，奥托·拜耳对该合成方法进行了大量的系统研究，并将其投入工业化生产，光气法逐渐成为有机异氰酸酯工业生产的主要方法。直到现在，全球绝大多数异氰酸酯生产厂家仍沿用该方法进行商业化生产。

光气又称碳酰氯，是一种重要的有机体，被广泛应用于农药、医药、精细化学品等领域，且近年来市场需求容量逐步扩大。光气这个名称看似无害，实际上却属于剧烈窒息性毒气，其通过一氧化碳和氯气作原料，以活性炭为催化剂合成，毒性大约是氯气的10倍左右，高浓度吸入可致肺水肿，不慎吸入可致人窒息甚至死亡。

作为一种高毒类气体，我国很早开始就不再对光气项目进行核准审批。早在2014年，国家安全监管局就要求严格限制涉及光气及光气化的新建项目，严格控制新增光气布点，进一步加固了该领域研究的行业壁垒。

虽然光气属于剧毒气体，但光气法却是生产1,6-六亚甲基二异氰酸酯（即HDI）的主要方式，且该方法是目前市场上最有竞争力的HDI工业生产技术。将己二胺和光气作为原料，以芳香族单异氰酸酯为催化剂，随后经过低温和高温两阶段反应制备HDI混合液，最后经过蒸馏去除芳香族单异氰酸酯和芳香烃，得到HDI。

HDI作为脂肪族二异氰酸酯，因其分子结构饱和，空间位阻较小，具有优异的化学稳定性和机械韧性，以及耐光、耐高低温、耐黄性等特点，使得HDI虽然研究起步较晚，但近几年随着其应用领域的逐步拓宽，而潜藏着巨大的市场应用价值。

01

HDI：合成聚氨酯树脂的重要原料

异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称，是聚氨酯树脂合成的重要原料。近年来，随着聚氨酯在中国生产的迅猛发展，我国已成为异氰酸酯全球第一大生产和消费国。

按照化学结构分类，异氰酸酯可分为芳香族和脂肪族异氰酸酯。特种异氰酸酯通常是指芳香族之外的脂肪族异氰酸酯，不具苯环共轭结构，其主要品种包括六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（HMDI）等。

其中，HDI是目前聚氨酯中需求量最大的脂肪族异氰酸酯，相较于甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚甲基聚苯异氰酸酯（PAPI）等芳香族异氰酸酯，HDI衍生聚氨酯特有的饱和性使其具有不泛黄、保色、保光、抗粉化、耐油、耐磨性能等优点，制成的聚氨酯树脂光、热稳定性好，在户外紫外线照射下不会发生泛黄现象，在高温蒸煮条件下也不会发生芳香族异氰酸酯变成致癌芳香胺的化学反应。

异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称，是聚氨酯树脂合成的重要原料。近年来，随着聚氨酯在中国生产的迅猛发展，我国已成为异氰酸酯全球第一大生产和消费国。

按照化学结构分类，异氰酸酯可分为芳香族和脂肪族异氰酸酯。特种异氰酸酯通常是指芳香族之外的脂肪族异氰酸酯，不具苯环共轭结构，其主要品种包括六亚甲基二异氰酸酯（HDI）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯（HMDI）等。

其中，HDI是目前聚氨酯中需求量最大的脂肪族异氰酸酯，相较于甲苯二异氰酸酯（TDI）、二苯甲烷二异氰酸酯（MDI）、聚甲基聚苯异氰酸酯（PAPI）等芳香族异氰酸酯，HDI衍生聚氨酯特有的饱和性使其具有不泛黄、保色、保光、抗粉化、耐油、耐磨性能等优点，制成的聚氨酯树脂光、热稳定性好，在户外紫外线照射下不会发生泛黄现象，在高温蒸煮条件下也不会发生芳香族异氰酸酯变成致癌芳香胺的化学反应。

02

美瑞新材：加速国产化进程，打破高技术壁垒

2024年2月2日，美瑞新材料股份有限公司（以下简称“美瑞新材”）发布公告，其与泉港石化工业园管理委员会对于合作事宜进行了洽谈，就公司的全资子公司美瑞新材料（福建）有限公司在泉港石化工业园区投资建设发泡型TPU项目的事项达成了初步合作意向。

发泡型TPU产品是以TPU为基材，经过物理发泡工艺制备，广泛应用于鞋材、座椅、跑道、防护等领域，是一种轻量化、高回弹、绿色环保的科技创新材料。经过多年的潜心研发，美瑞新材在发泡型TPU领域的相关技术较为成熟，产品销售随之增长迅速。

作为国内知名的聚氨酯材料及全生物降解类材料生产企业和国家高新技术企业，美瑞新材的主营产品包括通用聚酯型、特殊聚酯型、聚醚型、发泡型等多种类型的TPU产品，广泛应用于3C电子、医疗健康、个人护理、汽车制造、运动休闲、工业装备、绿色能源、家居生活、3D打印等领域。

TPU作为一种先进的高分子弹性体材料，具有能耗低、环保等显著优点，是未来新材料的主要发展方向之一。美瑞新材原有约8.5万吨TPU产能，并新规划建设20万吨TPU新产能以及8000吨膨胀型TPU，其中10万吨产能已顺利投产，现有产能约18.5万吨。其产品已远销亚洲、美洲、欧洲等20多个国家和地区。2021年，公司荣获第三批专精特新“小巨人”企业称号。

“异氰酸酯是生产特种TPU所需要的核心原材料，市场价格较高，并被国际化工巨头垄断，采购量受到严重制约，采购价格居高不下。”美瑞新材销售公司总经理张磊表示，公司在看到巨大的机遇后，做出了战略性调整，将异氰酸酯作为核心业务。2024年建成投产的聚氨酯一体化项目，实现美瑞新材TPU部分核心原材料的自供，突破国外垄断，降低生产成本，实现利润修复，提升公司盈利水平，为公司提供新的利润增长点。

此外，得益于异氰酸酯在涂料行业有着广泛的应用，让美瑞新材以此为契机成为了涂料行业的重要合作伙伴。得益于公司的创新研发，去年美瑞新材研发投入7000万元，同比增长24.72%，研发费用率达4.77%。

03

未来产能大幅增长，HDI或将驱动第二生长曲线

由于HDI的制备工艺极其复杂，使其在全球范围内一直都属于高技术壁垒行业，目前全球供应商主要包括科思创、万华化学、康瑞、东曹和旭化成等极少数企业，市场呈高度垄断的竞争格局。

相关数据显示，截至2022年上半年，全球HDI单体产能累计38.4万吨，其中，科思创是全球第一大HDI生产企业，公司HDI总产能约19万吨/年，约占全球总产能的49%；万华化学经过多年发展，公司目前拥有HDI产能8万吨/年，约占全球总产能的21%，是全球第二大HDI供应商；康瑞拥有HDI产能7万吨/年，约占全球总产能的18%，是全球第三大HDI供应商。就目前而言，这前三大供应商的产能合计占比高达88%，致使该领域的行业市场集中度较高。

从产能区域分布看，全球HDI产能主要集中在中国、法国、德国、日本和美国。其中，我国HDI产能约18万吨，占总产能比重为46.88%，在全球HDI产能聚集地中位于首位。

从新增产能看，全球HDI新增产能主要集中在中国，其中获得光气生产许可的美瑞新材计划投产30万吨HDI产能项目。随着国内企业不断加快HDI产能项目建设，预计到2025年，我国HDI产能有望超过30万吨。

随着HDI上游原材料国内供给逐步增强及行业技术水平提升，我国HDI产能逐步扩大。2021年我国HDI单体产能约18.5万吨，较2017年增加5万吨，同比增长37.04%。其中，增加的5万吨产能全部来自万华化学。但是，受制于技术壁垒及原材料光气制约，我国HDI单体产量远低于产能，2021年我国HDI单体产能约9万吨，较2017年仅增加2.5万吨，行业供需偏紧。

近几年，由于原材料己二腈长期处于高度垄断且供应不稳定的状态，HDI行业开工率长期在50%以下，严重影响了HDI市场供应和价格稳定，因此过去在HDI下游消费领域中，主要以汽车原厂漆、汽车修补漆、工业防护漆、高端木器漆等刚需行业为主，市场受限明显。而伴随己二腈国产化进程的成功推进，HDI的原料供应问题将被彻底解决，HDI市场供应量和价格也很可能随之趋向稳定。不仅如此，预计未来随着HDI供应量的逐年大幅增加，其未来的应用领域也将随之蓬勃兴起。