全面分析TPU在三大领域取代PVC的可能性

关于TPU

随着社会的发展和技术的进步，新材料的应用越来越广泛，TPU板材自从上世纪80年代初开始从军用转为军民两用，并以民用为主后，产品的品种牌号不断增加，生产规模日益扩大，在国民经济各部门及人们的衣食住行各方面所发挥的作用日趋重要。

一

TPU性能优势

1、通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内变化，从而满足用户对制品性能的不同要求。譬如硬度，往往是用户对制品的一个重要指标，聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊，又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊，这是一般弹性体材料所难以做到的。聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子材料，随着刚性链段比例的提高和极性基团密度的增加，弹性体原强度和硬度会相应提高。

2、耐磨性能优越。特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍几十倍。金属材料如钢铁等虽然很坚硬，但并不一定耐磨，如黄河灌溉区的大型水泵，其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷，用不了几百小时就严重磨损漏水，而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小进仍未磨损。其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。在此需提到的一点是，要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数，改善在承载负荷下的耐磨性能，可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。

3 、 加工方式多样，适用性广泛。聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型（指MPU）；也可以制成液体橡胶，浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型（指CPU）；还可以制成颗粒料，与普通塑料一样，用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型（指CPU）。模压或注射成型的制件，在一定的硬度范围内，还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多样性，使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛，应用领域不断扩大。

4、耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性好，粘接力强，生物相容性和血液相容性优秀。这些优点正是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛应用的原因。

图片

二

TPU板材性能缺憾

1、内生热大，耐高温性能一般。正常使用温度范围是-40~120℃使用。若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用，则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。

2、不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。

三

TPU的开发前景

受益产业转移中国及东南亚国家TPU发展潜力大2007年至2010年，由于鞋材、机械、管材、汽车、建筑等行业发展很快，并且越来越多的耐磨材料采用TPU，全球对TPU的需求量日益增长，年复合增长率为6.6%。根据IAL统计，2007年全球TPU的消费量为38.43万吨，2010年为46.55万吨。随着TPU粒子及TPU薄膜的单价逐渐降低和欧盟地区对PVC等材料等限制，TPU材料的性价比渐渐凸现出来，同时TPU的卓越性能和环保特点也日益受到消费者的欢迎，未来预计年复合增长率将达到10%左右，预计2015年全球TPU板材的需求量将达到75万吨左右。

TPU行业在全球范围内发展相对不平衡，在欧美发达国家，TPU行业相对成熟；在中国及东南亚地区，由于产业转移，该地区的运动鞋、汽车、机械等行业的快速发展，逐步成为世界的加工厂，TPU行业得到了快速的发展。其中，亚洲是全球最大的TPU市场，其需求量约占全球的一半，欧州与北美各占据20%左右。从需求领域来看，鞋材占比最大，接近整个TPU需求量的30%。其次是机械行业，约占28%左右，而管材、汽车、建筑领域各占据10%左右。

21世纪以来我国TPU材料由于在鞋材、胶辊、滚轮、管材、胶黏剂、合成革、熔纺氨纶、薄膜等领域的巨大应用市场。2010年国内市场消费15.4万吨，主要为中低端产品，用于胶黏剂、熔纺氨纶、薄膜等领域的高端产品目前国内产品质量尚差和不稳定，且规模小，主要依靠欧、美进口。TPU总的形势是欧、美进口、台湾、韩国在大陆厂生产产品和中国生产产品三分天下，但中国处于弱势。因此十二五期间，中国TPU主要目标为加大科研开发力度，提高工艺技术水平，扩大高端市场占有率。

台企发展成熟，大陆起步晚，主要针对中低端TPU薄膜TPU行业竞争格局主要由三部分构成：中国台湾地区，国外，中国大陆。从地域角度来看，我国TPU行业主要生产企业与国外企业的对比情况如下：在中国市场，TPU行业的中高端市场主要由台湾地区及欧美企业所占据。台湾地区及国外TPU企业具有超过30年的发展历史，经验丰富，所以在中国TPU行业的市场地位十分重要。由于台湾及国外企业技术较为成熟，产品性能稳定，所以，台湾地区及国外企业主要占据中高端市场。国外企业多为多元化产品生产商，产品涉及聚氨酯产业链多个环节。巴斯夫提供TPU上游原料如MDI、多元醇等基础化工材料，同时也生产TPU粒子，并在TPU粒子基础上生产TPU薄膜产品。例如：拜耳材料科技公司的TPU薄膜主要是由其北美材料公司生产的Dureflex系列产品，拜耳材料也生产其他聚氨酯产品。亨斯迈的TPU薄膜产品主要专注于TPU玻璃板材，亨斯迈也提供MDI等基础化工产品。路博润生产多种型号TPU粒子和TPU薄膜产品。所以，国外企业的产品种类较多，TPU薄膜是多种材料产品中之一，产品结构综合性较强。

台湾企业的产品结构多为TPU薄膜与其他塑料制品构成公司主营产品。台湾地区企业产品主要集中在气动管、鞋材、粘合剂等市场。台湾鼎基化学除生产TPU薄膜外，还生产TPU密封件、气动管、传送带等相关TPU产品。台湾高鼎化学生产TPU粒子，并延伸TPU粒子生产线至TPU薄膜。由于中国TPU企业起步较晚，主要针对于中国中低端TPU薄膜市场，同时TPU薄膜生产的技术及生产经验门槛较高，所以造成现阶段中国专业TPU薄膜生产企业数量较少，行业集中度高。中国TPU薄膜生产商专业化程度最高。明显的特点是所生产的TPU薄膜种类多，覆盖TPU薄膜市场范围广泛。

国外TPU粒子企业产品主要集中在粘合剂、线缆、高端注塑等中、高端市场。除上述提及的台湾及国外企业外，还有韩国进兴工业，台湾昆仲和三晃都有生产TPU粒子。以巴斯夫拜耳为代表的国外企业占据了中国TPU粒子行业的高端市场。中国企业主要有烟台万华、浙江华锋和上海联景。TPU粒子整体行业集中度较高。

2015年我国TPU市场规模将近80亿21世纪以来，我国TPU板材由于在鞋材、胶辊、滚轮、管材、胶黏剂、合成革、熔纺氨纶、薄膜等领域的巨大应用市场，2007年消费量11.5万吨，世界第一。2008年产能已达23万吨，为世界最大。预计到2015年我国TPU行业将形成近80亿元人民币的市场规模。目前，我国TPU市场整体需求较高，就TPU材料的发展趋势来看，其中TPU颗粒技术相对稳定，产品品种多，正处于不完全充分竞争和准入门槛上升的阶段；TPU薄膜现阶段技术不成熟，产品开发不稳定，品种有限，竞争者少，市场准入门槛暂时较高。依据行业成长性判断条件，初步可以确定，我国TPU颗粒行业处于成长期的初期阶段，TPU薄膜行业处于幼稚期向快速成长期迈进阶段。

21世纪以来，我国TPU由于在鞋材、胶辊、滚轮、管材、胶黏剂、合成革、熔纺氨纶、薄膜等领域的巨大应用市场，2007年消费量11.5万吨（占世界总消费量38.43万吨的约30%），世界第一。2008年产能已达23万吨，为世界最大。预计到2015年我国TPU行业将形成近80亿元人民币的市场规模。