TPU是“Thermoplastic PolyUrethane”的簡(jiǎn)稱,中文名稱為熱塑性聚氨酯彈性體,它是由二異氰酸酯、擴(kuò)鏈劑和大分子二醇聚合反應(yīng)得到的高分子聚合物,是一種新興的有機(jī)高分子材料。TPU具有其它塑料材料無(wú)法比擬的以下特性:
TPU薄膜簡(jiǎn)介
TPU薄膜具有其它塑料和橡膠無(wú)法比擬的高強(qiáng)度、高韌性、耐磨、耐油、耐寒、耐老化、環(huán)保無(wú)毒、可降解等優(yōu)良特性;又具有防水透濕、防風(fēng)、防寒、抗菌、抗紫外線等優(yōu)異性能,可應(yīng)用在眾多工業(yè)和民用領(lǐng)域。是一種綠色薄膜,是PVC薄膜的理想替代品。TPU薄膜與其它聚合物材料性能比較如下:
由上表可知:功能性TPU薄膜綜合性能,明顯優(yōu)于一般通用塑料和橡膠制作的薄膜。TPU薄膜分為聚酯、聚醚兩大類,其中聚酯類產(chǎn)品具有較好的耐熱性以及耐化學(xué)藥品性,廣泛用在取代PVC制品的用途上。聚醚類則具有較佳的耐低溫性、耐水解性以及防霉抗菌性,廣泛用在與水接觸的相關(guān)制品上。
TPU薄膜因其制造工藝的不同分為吹膜系列和流延系列,分別應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。流延工藝與吹膜工藝生產(chǎn)的薄膜性能比較如下:
部分TPU薄膜性能和用途如下:
TPU薄膜市場(chǎng)
自2007年以來,由于鞋材、機(jī)械、管材、汽車、建筑等行業(yè)發(fā)展很快,并且越來越多的耐磨材料采用TPU,全球?qū)PU的需求量日益增長(zhǎng),年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.6%。
根據(jù)英國(guó)IAL咨詢公司統(tǒng)計(jì),2007年全球TPU的消費(fèi)量為38.43萬(wàn)噸,2010年為46.55萬(wàn)噸。
隨著TPU粒子的單價(jià)逐漸降低,TPU材料的性價(jià)比逐漸凸現(xiàn)出來,同時(shí)TPU的卓越性能和環(huán)保特點(diǎn)使其將作為PVC的代替品,未來預(yù)計(jì)TPU行業(yè)年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到10%左右,2015年全球TPU材料的需求量將達(dá)到75萬(wàn)噸左右,TPU薄膜材料的需求量將達(dá)到15萬(wàn)噸左右。
目前國(guó)內(nèi)TPU薄膜市場(chǎng)年消費(fèi)量3萬(wàn)噸左右,高檔用途TPU薄膜仍以進(jìn)口為主。隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng),TPU應(yīng)用也將越來越廣泛。其中增加速度比較快的領(lǐng)域是在鞋料、服飾方面以及醫(yī)療用品等方面,預(yù)計(jì)未來5年內(nèi)的年增長(zhǎng)率將達(dá)到15%~20%左右。
TPU具有高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨性和高屈撓性等優(yōu)良機(jī)械性能,又具有耐油、耐溶劑和耐一般化學(xué)品的性能,由此決定了TPU具有多用途的特性,主要應(yīng)用于靶材、膠黏劑、管材、薄膜等領(lǐng)域。TPU應(yīng)用市場(chǎng)分布如下:
TPU薄膜原料
TPU薄膜的主要原料為聚氨酯顆粒。聚氨酯原料是聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵部分。聚氨酯主要原料包括異氰酸酯和聚醚/聚酯多元醇,輔料包括溶劑、催化劑、表面活性劑和阻燃劑等。
異氰酸酯和聚醚/聚酯多元醇與多數(shù)其它化工產(chǎn)品不同,存在較高的技術(shù)壁壘,尤其是異氰酸酯(又稱黑料,MDI和TDI),其關(guān)鍵技術(shù)僅掌握在BASF(德國(guó)巴斯夫聚氨酯有限公司)、Bayer(德國(guó)拜耳材料科技有限公司)等國(guó)外跨國(guó)企業(yè)和少數(shù)國(guó)內(nèi)企業(yè)萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司(曾用名煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯股份有限公司)手中。
跨國(guó)企業(yè)通過收購(gòu)、擴(kuò)張等手段牢牢掌握國(guó)際聚氨酯市場(chǎng),呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局,其中路博潤(rùn)對(duì)于吹膜和流延TPU顆粒的研究和質(zhì)量控制是當(dāng)今世界最高水準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司和浙江華峰新材料股份有限公司目前呈現(xiàn)迎頭趕上的趨勢(shì),在異氰酸酯供應(yīng)鏈的份額越來越大,其中產(chǎn)品純度也越來越接近于BASF等國(guó)外企業(yè)。國(guó)內(nèi)公司的產(chǎn)品制造技術(shù)處于穩(wěn)步提升中。聚氨酯產(chǎn)業(yè)鏈及制品列表如下:
TPU薄膜企業(yè)
(1)臺(tái)灣鼎基化學(xué)工業(yè)股份有限公司
鼎基化學(xué)于1981年在臺(tái)灣高雄成立,是全世界最大的TPU薄膜專業(yè)制造廠,在TPU薄膜應(yīng)用領(lǐng)域具有全球主導(dǎo)地位。其TPU薄膜產(chǎn)品主要有:防水透濕薄膜、微多孔透氣膜、TPU皮革、熱熔膠膜系列、不黃變熱熔膠膜、鞋材應(yīng)用系列、不黃變系列、醫(yī)療級(jí)透濕薄膜、防彈玻璃用膜、TPU發(fā)泡系列、松緊帶系列等。
(2)東莞市雄林新材料科技有限公司
雄林新材料成立于2006年7月,生產(chǎn)的TPU薄膜主要以流延為主,擁有多條TPU流延薄膜生產(chǎn)線,月產(chǎn)量達(dá)500噸,是亞洲年銷量最大的TPU流延薄膜供應(yīng)商。產(chǎn)品領(lǐng)域主要在鞋材,成衣,醫(yī)療用品,運(yùn)動(dòng)器材,充氣產(chǎn)品,水上游樂用品,服飾輔料,電子產(chǎn)品,印刷,商標(biāo),箱包手袋,水袋,貼合,防水拉鏈,防水膠條等。
(3)中山博銳斯新材料股份有限公司
博銳斯成立于2007年,2015年新三板上市。其生產(chǎn)的TPU薄膜產(chǎn)品包含延流與吹膜工藝。月產(chǎn)量超過1500萬(wàn)平方米,TPU膜厚度可做到0.01mm-2mm,寬度可做到0.5m-2.5m。博銳斯主營(yíng)業(yè)務(wù)為功能性TPU薄膜的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
TPU薄膜發(fā)展趨勢(shì)
1.TPU薄膜取代PVC
聚氯乙烯(PVC)是世界上最早工業(yè)化的樹脂品種之一,是目前世界上僅次于聚乙烯的第二大塑料品種。2013年全球50個(gè)國(guó)家和地區(qū)約150家生產(chǎn)商在約380個(gè)生產(chǎn)廠生產(chǎn)PVC,總產(chǎn)能達(dá)5746萬(wàn)噸/年,產(chǎn)量約3480萬(wàn)噸,產(chǎn)值約400億美元。
我國(guó)PVC產(chǎn)能在經(jīng)過21世紀(jì)初快速增長(zhǎng)后,在2008年之后增長(zhǎng)速度開始放緩,至2015年產(chǎn)能達(dá)3000多萬(wàn)噸/年。但是受行業(yè)產(chǎn)能過剩影響,PVC行業(yè)平均開工率徘徊在55%~60%,同時(shí)由于PVC在生產(chǎn)過程中會(huì)釋放劇毒的二噁英,并且PVC產(chǎn)品會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生一定的致癌作用,其回收利用十分困難,因此對(duì)人類健康和環(huán)境非常有害。
自1999年起,歐盟已經(jīng)采取措施禁止使用以PVC為原料的相關(guān)產(chǎn)品,如兒童玩具,鞋材等,TPU作為PVC的最好代替品,以TPU作為鞋材鞋類制品已經(jīng)成為進(jìn)入歐美市場(chǎng)的通行證。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前TPU薄膜應(yīng)用在鞋材上的占比已達(dá)54.41%。TPU薄膜應(yīng)用市場(chǎng)分布如下:
根據(jù)國(guó)際聚氨酯網(wǎng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),在未來5年內(nèi)TPU將逐步取代80%的PVC薄膜市場(chǎng)。
2.功能性服飾需求旺盛
由于TPU薄膜的防水透氣特性,充分滿足了戶外功能性服飾既要舒適又要保護(hù)的雙重要求,極大提高了服飾的附加值。TPU薄膜已廣泛應(yīng)用于滑雪服、沖鋒衣等戶外功能性服飾以及職業(yè)裝、軍警服等特種裝備的功能性面料中。
目前戶外功能性服飾所屬的戶外用品市場(chǎng)發(fā)展迅速,中國(guó)戶外用品零售總額在2005年至2013年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為42.9%,2013年達(dá)到180.5億元,同比增長(zhǎng)24.3%,其中沖鋒衣的銷量在2009年就已達(dá)到50多億。
預(yù)計(jì)今后一段時(shí)期,中國(guó)戶外用品市場(chǎng)將繼續(xù)保持快速增長(zhǎng)的良好發(fā)展勢(shì)頭,TPU薄膜的需求也將隨之保持較快增長(zhǎng)。
3.汽車配套產(chǎn)業(yè)新局面
國(guó)內(nèi)汽車配套產(chǎn)業(yè)規(guī)模巨大,高性能的聚氨酯作為新一代環(huán)保人造合成革材料,具有卓越的強(qiáng)度、耐刮、耐磨等優(yōu)點(diǎn),已成為汽車內(nèi)飾必不可少的材料,其中僅汽車內(nèi)飾一塊在2010年和2011年市場(chǎng)規(guī)模就分別達(dá)到593.2億和655.5億人民幣,環(huán)保合成革的發(fā)展將帶動(dòng)TPU材料需求的大幅增長(zhǎng)。
目前,合成革產(chǎn)品廣泛地被豐田、日產(chǎn)、雪鐵龍、中國(guó)一汽、中國(guó)二汽、海南馬自達(dá)、奇瑞等汽車制造廠的各類級(jí)別汽車所選用。汽車內(nèi)飾行業(yè)作為TPU材料應(yīng)用的高端領(lǐng)域,將為其發(fā)展打開新的局面。
4.醫(yī)療領(lǐng)域前景廣闊
醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域主要將TPU薄膜應(yīng)用在手術(shù)衣、醫(yī)療手套、醫(yī)療用褥墊、冰袋、繃帶、血漿帶、避孕套、傷口敷藥、人工器官等方面。例如,防水透氣的TPU醫(yī)用手套能提供優(yōu)良水蒸氣滲透性、防菌性和舒適性;采用TPU微孔及親水膜可以使傷口敷料具有良好透氣、吸收功能,既能有效阻隔藥物中活性組分不必要的擴(kuò)散,又可以保證活性成分按一定速率作用于皮膚;TPU與人體血液和組織相容性較好,用TPU來制作輸血管和人造器官的材料。
目前以TPU做材料的醫(yī)療器械在國(guó)外已經(jīng)大量使用,受我國(guó)人口老齡化影響,TPU這樣的新材料將會(huì)被廣泛應(yīng)用。以我國(guó)醫(yī)療器械行業(yè)收入復(fù)合增速27%計(jì)算,醫(yī)療級(jí)TPU的盈利空間巨大。
綜上所述,TPU薄膜作為品質(zhì)穩(wěn)定,無(wú)毒無(wú)污染的塑膠新材料將被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活的各項(xiàng)領(lǐng)域。2015年國(guó)內(nèi)TPU薄膜總產(chǎn)量約45,000-55,000噸,其中包含TPU薄膜和TPU熱熔膠膜,根據(jù)單耗估算以及從市場(chǎng)人士獲悉薄膜領(lǐng)域TPU的消耗量約41,000噸。預(yù)計(jì),我國(guó)TPU薄膜市場(chǎng)2015-2019年年均增長(zhǎng)速度為12%,2019年達(dá)到40億元。