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技术 · 生物化学与工业生物技术 / 聚合物与材料

生物基多元醇与生物聚氨酯

源自植物油、木质素与腰果壳液的可再生羟基功能结构单元，在软泡、涂料、TPU与弹性体中替代石油基多元醇与异氰酸酯。

风险: 低 涂料 US · CN · EU · IN 核实于 2026-06-29 · 7 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

生物基多元醇是一类含羟基中间体，通过向植物油（大豆、蓖麻、油菜、亚麻）的 甘油三酯或替代性芳香原料（木质素、腰果壳液 CNSL）中引入 –OH 基团合成。它们 与（生物基）异氰酸酯反应生成生物聚氨酯——软泡与硬泡、热塑性聚氨酯（TPU）、 涂料、胶粘剂与弹性体——生物基含量达 30–100%，优于石油基同类产品。BASF Sovermol 等天然油多元醇系列的生物含量通常为 80–100%，而 bio-PDO 链延长剂 可使从摇篮到大门的温室气体排放比化石 PDO 降低高达 86%。预计到 2026 年全球 聚氨酯市场规模将超过 900 亿美元，仅美国大豆多元醇细分市场就将从 2026 年的 4.876 亿美元增长至 2035 年的 10.33 亿美元，复合年增长率 8.70%——因此即使是 部分生物含量替代，也能撬动数十亿采购量。羟基值调节在 50–240 mg KOH/g 区间， 以适配软泡、硬质隔热或涂料的用途。

生物基多元醇与生物聚氨酯的关键方向：

  1. 植物油多元醇（大豆 / 蓖麻 / 油菜 / UCO 多元醇）： 对不饱和脂肪酸进行环氧化，再用醇或二醇进行酸催化开环——这是主流路线，提供生物含量 >80% 的多元醇，用于软泡、床垫与汽车座椅。
  2. 生物基二异氰酸酯（bio-PDI）： 赖氨酸精密发酵为 1,5-戊二胺，再经无光气路线转化为五亚甲基二异氰酸酯——这一突破消除了聚氨酯中最后一个 100% 石化组分，已在中国实现 5 万吨/年规模。
  3. 非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）： 环状碳酸酯（来自环氧化油 + 固定的 CO2）与生物基二胺反应，彻底免除有毒的光气与异氰酸酯化学——这是欧盟应对 ECHA 异氰酸酯限制的方案。
  4. 木质素与 CNSL 多元醇（芳香族生物多元醇）： 部分水解牛皮纸/有机溶剂木质素，或对腰果壳液中的腰果酚进行乙氧基化，得到具有固有阻燃性与极端疏水性的刚性芳香骨架，适用于海洋涂料。

行业价值链#

[植物油 / 木质素 / CNSL] ──> [环氧化 + 开环] ──> [生物多元醇（B2B）]
                                      │
                            （OH 值 50–240 mg KOH/g）
                                      │
                                      ▼
[生物聚氨酯泡沫 / TPU / 涂料] <─── [与 bio-PDI / NIPU 反应] <─────┘

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
原料采购大豆、蓖麻、油菜、UCO、木质素、CNSL 的采购输入： 油料种子、蓖麻籽、废油。
输出： 精制甘油三酯。
环氧化过酸将 C=C 双键氧化为环氧乙烷环输入： 植物油、H2O2、甲酸、树脂。
输出： 环氧化油。
开环 / 多元醇合成酸催化开环引入 –OH 基团输入： 环氧化物、醇/二醇、催化剂。
输出： 生物多元醇（设定 OH 值）。
生物异氰酸酯 / NIPU 前体发酵戊二胺 → PDI，或环状碳酸酯输入： 赖氨酸、糖、CO2、二胺。
输出： bio-PDI / 环状碳酸酯。
聚氨酯反应 / 发泡多元醇 + 异氰酸酯高压混合，或 NIPU输入： 生物多元醇、bio-PDI、催化剂。
输出： 泡沫 / 弹性体 / TPU。
认证与质量保证ASTM D6866 C14、ISCC PLUS 质量平衡、CertiPUR输入： 固化制品、测试台。
输出： 认证生物聚氨酯产品。

该行业的跨领域技术：

  • 环氧化与开环化学（Epoxidation + Ring-Opening）： 在阳离子交换树脂上由 H2O2 与羧酸原位生成过酸，再进行酸催化的环氧乙烷开环——控制 OH 值与官能度。
  • bio-PDO 发酵（Bio-PDO Fermentation）： 玉米葡萄糖糖浆精密发酵为 1,3-丙二醇（Susterra/Zemea），用作链延长剂与聚三亚甲基醚二醇（PO3G）多元醇。
  • ISCC PLUS 质量平衡（ISCC PLUS Mass Balance）： 经认证的账面申领核算，将可再生原料分配给现有资产中的生物归属聚氨酯牌号（Desmopan EC、Sovermol）。

2 · 替代什么 2 · 按行业匹配

D1E–以生物基粘合剂和生物溶剂替代涂料中的石化树脂和 VOC 溶剂体系
替代: 石油基醇酸/丙烯酸粘合剂；溶剂型涂料中的挥发性有机溶剂体系（溶剂汽油、甲苯、二甲苯）；部分化石单体需求（丙烯酸类）
CHEM
D1E–以配方卫生、低水分活度和生物基增效剂减少涂料中异噻唑啉酮防腐剂用量
替代: 水性涂料中常规添加的异噻唑啉酮（MIT/CMIT/OIT/BIT），用作罐内防腐剂和漆膜防霉剂
CHEM

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    油品精制与来料质检纯化与下游检测与分析
    大豆油经过滤与活性白土脱色；碘值须高于 120 g I2/100 g（不饱和度），酸值须低于 1 mg KOH/g，以保护下游催化剂。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Suzano (B3: SUZB3) 巴西
    ✓ ISO 9001
    “ISO 17025”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
  2. 2
    甘油三酯环氧化
    将油、甲酸与阳离子交换树脂投入反应器；在 60°C 下用夹套冷却于 3–4 小时内滴加 50% 过氧化氢——放热温度控制在 85°C 以下，以防凝胶化聚合。
  3. 3
    水洗、中和与真空干燥纯化与下游
    滤除树脂，环氧化油用去离子水洗涤并中和，随后在 90°C / 50 毫巴下真空干燥至含水量低于 0.05%。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    Algal Bio 日本
    工业规模
    “・Equipped with comprehensive downstream processing capabilities (Concentration, sterilization, and drying)”
    ScaleUp Bio 新加坡
    10,000 L 中试规模
    “Core capabilities span pilot-industrial fermentation and downstream unit operations (centrifugation, TFF, chromatography, solvent extraction, spray/freeze drying) with cGMP …”
  4. 4
    开环生成多元醇
    环氧化物在磷酸催化下于 120°C 与甲醇或乙二醇反应 4 小时；真空汽提除去过量醇，多元醇羟基值调节至约 150 mg KOH/g。
  5. 5
    A 组分配制与发泡配方与复配
    将生物多元醇与水（发泡剂）及胺催化剂混合，随后在 150 巴高压混合头中与 bio-PDI 异氰酸酯混合，并注入 50°C 模具——起发时间 10–15 秒，凝胶时间 40–60 秒。
    谁能完成这一步 自动匹配
    India Glycols (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 7,500 MT/ 工业规模
    “Recent expansions and new facilities across процесses: MEG production growth (up to 200,000 MTPA), EO purification, ethoxylate, sulphation, formulation plants, and …”
    Rossari Biotech (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 工业规模
    “The company also announced a new greenfield blending facility in Thailand to boost Southeast Asia operations and smarter capacity utilization across its HPPC, TSC, and AHN …”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “This is a satellite blending, mixing and formulation facility, located at Vashind near Shahapur and dedicated to the company’s Animal Nutrition business.”
    Thai Wah 泰国
    10,000 tons
    “Premix Factory in Jiaxing, China, to develop and produce premixes for bakery, dim sum, coatings, and texturizers, with 10,000 tons annual capacity, signaling a shift toward …”
    Taiwan Sugar Corporation (TSC) 中国台湾
    500,000 tons 中试规模
    “It refines sugar (including refined white sugar, golden brown sugar, fine granulated sugar and invert sugar syrup), produces bio-based chemicals/biotech outputs (alcohol, …”
  6. 6
    固化与 QA/QC检测与分析
    模塑泡沫在 5 分钟后脱模，并于室温下固化 24 小时；ASTM D3574 涵盖密度、拉伸强度与压缩永久变形，波动箱测试确认无残余胺或异氰酸酯排放后，生物聚氨酯制品方可出厂。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
    Suzano (B3: SUZB3) 巴西
    ✓ ISO 9001
    “ISO 17025”
    GenScript ProBio / Genscript 中国
    工业规模
    “ProBio: A global CRDMO (contract research, development, and manufacturing organization) providing end-to-end solutions for biologics and cell and gene therapy (CGT).”

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

Cathay Biotech 凯赛生物 (SSE 688065)中国生产商运营中
Shandong Bailong Chuangyuan (BLD Bio)中国研究机构运营中
Toray日本生产商运营中
COFCO Biotechnology 中粮科技 (SZ 000930)中国研究机构运营中
Novamont意大利研究机构运营中

已列供应商

Cathay Biotech 凯赛生物 (SSE 688065)

服务与供货目录 2 · 付费服务

生物聚合物与材料 · 合同生产（CMO/CDMO/委托加工）

领先企业与机构（摘自简报）

公司 / 机构国家关键产品 / 平台技术特点Status 2026
Cargill🇺🇸 美国BiOH 大豆多元醇环氧化大豆油、软泡Commercial
CovationBio PDO🇺🇸 美国Susterra / Zemea bio-PDO77,000 吨/年、CO2 低 86%Commercial
Covestro🇩🇪 德国Desmopan EC bio-TPU、生物苯胺 MDI高达 60% 生物质、Bio4PURContiCommercial
BASF🇩🇪 德国Sovermol 天然油多元醇生物含量 80–100%、蓖麻/油菜Commercial
Cathay Biotech🇨🇳 中国生物基戊二胺、长链二元酸5 万吨/年 PDI 前体、688065.SHCommercial
Jayant Agro-Organics🇮🇳 印度蓖麻生物多元醇（Vithal Castor Polyols）90% 持股 VCPL（2026）、NSE:JAYAGROGNCommercial

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: CHEM · 俄罗斯工贸部（登记）/ 俄罗斯联邦消费者权益保护和公益监督局（新物质通报）
专家评审后约10–15个工作日完成国家登记；新物质须通报
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国

美国依托中西部大豆加工带与 USDA BioPreferred 联邦采购优惠，主导大豆多元醇细分领域。

大豆多元醇领先、bio-PDO 链延长剂、汽车与寝具需求#

  • Cargill BiOH 多元醇： 环氧化/羟基化大豆油多元醇，销售用于床垫与汽车软泡（Room & Board 软体家具、Ford 座椅），替代部分石油基多元醇。
  • CovationBio PDO（原 DuPont Tate & Lyle）： 来自中西部再生玉米的 77,000 吨/年 bio-PDO，在田纳西州 Loudon 加工——碳足迹比化石 PDO 低 86%（4.41 kg CO2 当量），市场耕耘 20 年。
  • 美国大豆多元醇市场： 2026 年 4.876 亿美元，预测 2035 年达 10.33 亿美元，CAGR 8.70%；EPA TSCA Section 5 路径与 USDA BioPreferred 加速配方重构。
欧盟

欧盟在非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）与循环原料领域领先，受 ECHA 对建筑泡沫与涂料中有毒异氰酸酯的限制所驱动。

NIPU 研发、UCO/动物油脂原料、ISCC PLUS + OEKO-TEX 认证#

  • Covestro 生物苯胺 + MDI： 欧盟资助的 €8.4 百万 Bio4PURConti 项目（2026 年 6 月）瞄准全球首个连续生物苯胺工艺用于 MDI，可削减全球化石苯胺高达约 20 百万吨/年的 CO2 排放；Desmopan EC TPU 含高达 60% 生物质碳（碳足迹低逾 20%）。
  • BASF Sovermol 多元醇： 天然油多元醇（蓖麻/油菜）生物含量 80–100%，用于无溶剂工业、海洋与风电涂料。
  • 循环原料： 废弃食用油（UCO）与技术级动物油脂经环氧化制成多元醇，避免与食品争地；OEKO-TEX Standard 100 与 CertiPUR 规范生态皮革与家具泡沫的排放。
中国

中国是生物基二异氰酸酯的全球枢纽，将蓖麻油与发酵二胺转化为全球首批全生物基聚氨酯弹性体与泡沫。

bio-PDI 突破、蓖麻油大型工厂、国家绿色化学补贴#

  • Cathay Biotech（688065.SH）： 赖氨酸精密发酵为生物基戊二胺（5 万吨/年，PDI 前体）与长链二元酸（11.5 万吨/年，DC10–DC18），以及生物基聚酰胺（10 万吨/年）；2025 年三季度营收 25.45 亿元（+14.9%），494 项专利。
  • 蓖麻油多元醇工厂： 浙江、江苏的大型装置将蓖麻油改性为多元醇，供应全球可持续鞋底产业链。
  • 国家补贴： 绿色化学项目在国家工业降碳计划下获得补贴，GB 室内空气质量标准持续收紧纯度规格。

6 · 资金：招标与资助

资助碳农业创新与规模化
European Commission · 欧盟
2027年9月23日
342 天
资助通过维修和翻新延长产品生命周期的能力建设
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天
资助非赠地农学院能力建设资助计划
National Institute of Food and Agriculture · 美国
2026年11月10日
25 天

7 · 技术栈与创新

该技术栈将油脂化工多元醇合成与新一代生物基硬段单体及非异氰酸酯路线相结合。

  1. 环氧化与开环路线（Epoxidation + Ring-Opening）：
    • 在阳离子交换树脂上由 50% H2O2 与羧酸原位生成过乙酸/甲酸，于 50–70°C 将 C=C 双键转化为环氧乙烷环。
    • 用甲醇开环得到低官能度软质多元醇；乙二醇或甘油可提高官能度用于硬泡——OH 值设定为 150 mg KOH/g。
  2. bio-PDO 与 bio-PDI 硬段（Bio-PDO / Bio-PDI）：
    • 玉米葡聚糖发酵为 1,3-丙二醇（PO3G 多元醇 / 链延长剂），赖氨酸发酵为 1,5-戊二胺并转化为五亚甲基二异氰酸酯。
    • 案例：Cathay Biotech 5 万吨/年戊二胺支撑 100% 生物基聚氨酯弹性体；CovationBio PDO 可削减温室气体排放 69%、非可再生能耗 60%。
  3. 非异氰酸酯聚氨酯（NIPU）：
    • 来自环氧化油的 CO2 加成型环状碳酸酯与生物基二胺反应，生成含羟基聚氨酯，不含光气与游离异氰酸酯。
    • 残余 –OH 基团提高对金属与玻璃的粘接性，适合 ECHA 限制下的欧盟建筑与涂料用途。

来源 7 · 0 独立来源 · 7 生产商网站

生产商自有网站 7

  1. Cargill 生产商 核实于 2026-05-26 · 未保存链接
  2. Dupont tate lyle 生产商 核实于 2026-06-18 · 未保存链接
  3. Emery oleochemicals 生产商 核实于 2026-06-24 · 未保存链接
  4. Covestro 生产商 核实于 2026-06-22 · 未保存链接
  5. Basf 生产商 核实于 2026-04-27 · 未保存链接
  6. Cathay biotech 生产商 核实于 2026-06-29 · 未保存链接
  7. Jayant agro organics 生产商 核实于 2026-05-29 · 未保存链接