Chem366-- 浇注型聚氨酯弹性体（CPU），也可简称为浇注型聚氨酯或聚氨酯浇筑胶，是使用液体原料混合浇筑的加工方法，经扩链交联反应固化而制得的一类聚氨酯弹性体。CPU的主要原料包括异氰酸酯，低聚物多元醇以及扩链剂。

CPU特性：CPU除含有氨酯基团外，聚氨酯分子内及分子间可形成氢键，软段和硬段可形成微相区并产生微观相分离。这些结构特点使得聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性和韧性，可以看作是一种介于一般橡胶与塑料之间的材料，既有橡胶的高弹性，又有塑料的高硬度和高强度。

CPU可通过调节原料的配方组成及用量来获得不同硬度的制品，性能的可变范围大。与TPU和MPU相比，CPU的原材料选择范围更大，产品硬度范围更宽，同时CPU是以液体原料浇注到制品模具中反应而固化成型，因此特别适合于大中型产品的生产，可以直接制得厚度、体积大的聚氨酯制品以及形状复杂的制品，弥补了TPU和MPU制品加工工艺的局限和不足，可最大限度发挥聚氨酯弹性体的性能优势，拓宽聚氨酯弹性体的应用领域。

CPU分类：CPU按形态划分可分为CPU预聚体与CPU制品。CPU按不同原料又有不同划分，按异氰酸酯划分可分为TDI系、MDI系、NDI系、PPDI系等，按低聚物多元醇划分可分为聚酯型与聚醚型，按扩链剂划分可分为胺类（MOCA、DMTDA 、TDMA等）与醇类（BDO、TMP、EG）等。

CPU最常见的分类是划分为TDI系、MDI系等。TDI系因其成本相对较低，且生产工艺简单，目前应用最广泛，占7-8成。MDI系更加环保，在耐磨性、撕裂强度和动态性能等方面表现更出色，但成本较高，生产工艺相对也更复杂，目前应用占比2-3成。

CPU生产工艺：主要包括一步法和预聚体法（两步法），目前大部分都是采用预聚体法，少部分低模量产物可能会采用一步法。

图 1  CPU预聚体法生产工艺流程

图 2  CPU一步法生产工艺流程

CPU预聚体生产企业众多，其中一诺威与淄博华天为行业第一梯队：两者产量合计占国内行业总产量的52.1%。科思创、巴斯夫、朗盛等外资企业在国内CPU市场规模不大，但产品附加值更高，擅长提供专业的定制化解决方案，市场口碑优异。

图 3  2020年国内CPU预聚体生产企业

CPU下游应用：CPU因耐磨性能优异，在磨损问题严重的场合有很多重要用途，特别是在采矿、冶金、机械、汽车等工业，在轻工业、建筑工业与体育用品制造等领域也有相应的用途。CPU主要的应用包括筛网筛板、胶轮、胶辊、密封件、衬里衬块等。在不同的应用领域，所选择的CPU弹性体的硬度范围也不同。

在矿山、冶金领域，CPU是最符合要求的非金属材料，可取代部分金属材料，主要应用有筛板、衬里衬块等；在机械工业方面的应用有胶辊、胶带、密封件等；在汽车工业方面的应用有轮胎、密封圈等；在轻工业方面的应用有聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维；在建筑工业方面的应用有防水材、铺装材、灌封材等。

目前筛网筛板和滚轮是CPU预聚体用量最大的两个下游领域，其次是胶辊和密封件。

图 4  2020年中国CPU预聚体各下游消耗量占比