一、TPU薄膜簡介
TPU薄膜是以TPU材料為主要原材料制成的薄膜制品,是一種新型的高性能環保薄膜材料,具有強度高、韌性好、耐寒、耐油、耐老化、耐氣候、環保無毒、可分解、防水透濕、防風、防寒等優異性能,可應用在鞋材、防水透濕織物面料、食品包裝、醫療用品、充氣囊體、運動休閑器材等眾多領域。TPU薄膜已在我國塑料薄膜制品領域占據了越來越重要的地位。TPU薄膜易于回收利用,具有生物降解性,可以從根本上避免廢棄物對環境的污染。而且TPU薄膜具有生物相容性,無毒無過敏反應性、無局部刺激性及無致熱源性。因此,TPU薄膜可以在很多領域替代其他類型的塑料薄膜制品,比如PVC薄膜、PE薄膜、PP薄膜等。TPU因其優越的性能和環保概念日益受到人們的歡迎,其應用廣度與深度在不斷擴大。隨著行業技術的交替發展,TPU薄膜發展成為了其他類型薄膜的理想替代品,用TPU薄膜替代非環保性薄膜已成為全世界推行環保政策的趨勢。
此外,利用TPU制作熱熔膠中的新產品——熱熔膠膜,也逐漸開始起步、發展,與當前占主要地位的EVA熱熔膠和合成橡膠類熱熔膠相比,TPU熱熔膠膜既能滿足客戶對于高粘性的需求,同時還具有TPU良好的物理性能,例如彈性好、機械強度高等,許多傳統熱熔膠難以使用的領域TPU熱熔膠膜都可以勝任,TPU熱熔膠膜將是未來塑料薄膜和熱熔膠領域相結合的重要發展方向之一。
二、TPU薄膜市場規模統計
根據中國塑料加工工業協會的統計,近年來我國塑料薄膜產業呈現出快速發展趨勢,為國民經濟的發展發揮了重要的作用。全國規模以上企業塑料薄膜總產量從2008年的590.10萬噸增長到2012年的970.25萬噸,年復合增長率達13.24%;塑料薄膜工業總產值從2008年的1363.38億元增長到2012年的2222.93億元,年復合增長率達13.00%。從材料類型看,目前PE薄膜、PP薄膜、PVC薄膜在塑料薄膜中占主導地位,PE薄膜是使用量最大的塑料薄膜類型、其次是PP薄膜、PVC薄膜的使用量也非常可觀。
TPU薄膜是一種新型塑料薄膜材料,在塑料薄膜產業中只占極小的一部分。但TPU薄膜具有非常優異的綜合性能和可自然降解的環保性特征,未來發展潛力非常巨大。隨著人們環保要求和消費能力的不斷提高,TPU薄膜對各種可替代產品的替代效應將會逐步體現。據中國塑協統計,截至2013年,我國TPU薄膜市場消費量已達18.4億元、TPU熱熔膠膜市場消費量已達5.00億元;據中國塑協預計,2013-2017年 TPU薄膜市場將保持年均增長速度為13.3%、2017年達到30.3億元,2017年TPU熱熔膠膜的市場規模將達到14.7億元。
三、TPU薄膜下游市場簡介
TPU薄膜具有優異的綜合性能,是許多現有薄膜制品的理想替代品。隨著TPU薄膜行業的不斷發展成熟,TPU薄膜的應用范圍正在不斷擴大。TPU薄膜的應用范圍正在從鞋、服裝、家用紡織品、奢侈手袋等原有的重點領域逐漸向農業、醫療、電子、航天、軍工等新的領域延伸。同時,TPU薄膜是一種可持續改性的新型工業材料,可以通過原材料改性、材料配方調整、生產工藝優化等方式,進一步優化TPU薄膜的性能,擴大TPU薄膜的應用領域,從而賦予TPU薄膜強大、持續的生命力。未來,隨著TPU薄膜制品研究和開發的深入,以及TPU薄膜產業技術水平的提升,TPU薄膜的應用領域將會不斷擴大,應用普及率也會繼續提升,從而使TPU薄膜市場的發展空間越來越廣闊,為相關制造企業帶來了巨大的發展機遇。
目前,TPU薄膜的應用和消費主要集中在鞋類材料、防水透濕織物、高檔手袋及皮具面料、充氣囊體等領域。
(一)鞋材
鞋類制品是TPU薄膜最主要的應用領域之一,TPU薄膜在運動鞋、女士涼鞋、雨鞋等鞋類中都有使用。其中運動鞋是當前TPU薄膜在鞋類制品中的主要應用品類。
運動鞋是指為健身運動、休閑運動、娛樂運動和專業競技運動等活動的訓練及比賽中所使用的鞋類。運動鞋按功能或用途可分為場地運動鞋和非場地運動鞋。場地運動鞋屬于比較專業的產品系列,主要有籃球鞋、網球鞋、足球鞋等;非場地運動鞋則通常在生活或戶外運動中使用,包括跑步鞋、休閑鞋、戶外運動鞋等。運動鞋通常由鞋面、鞋內里、鞋底、商標裝飾及配件、膠粘劑等部分構成。TPU薄膜在鞋面、商標裝飾、鞋底中的氣囊、氣墊等部位都可使用,而TPU熱熔膠膜則可以作為膠粘劑在鞋材中使用。其中鞋面材料對TPU薄膜的需求量最大。
TPU薄膜鞋面材料通常由三層結構構成:表層為PU層,用于給鞋面上色、印制花紋等;中間層為TPU薄膜,是面料的主體部分,決定了鞋面的主要性能特征;底層為TPU熱熔膠膜,主要作用是作為膠粘劑實現TPU鞋面材料與鞋體之間的粘合。TPU薄膜鞋面材料可利用其底層TPU熱熔膠膜優異的粘合性能與鞋體直接貼合、壓制成型,無需車縫工藝,因此也稱為TPU無車縫鞋面。
之前,鞋業制造廠商大量使用PVC作為鞋材,由于PVC有易老化、含有氯和重金屬,無法降解、掩埋會污染環境等缺點,逐漸被PU革、橡膠、EVA、TPU等其他材料所代替。現在運動鞋鞋面材料使用最普遍的是PU超細纖維革和PU太空革。由于TPU薄膜鞋面具有優異的性能和無需人工裁剪的加工方式,2009年以來中高端運動鞋鞋面開始逐漸大面積使用TPU薄膜鞋面材料替代PU超細纖維革和PU太空革。與PU超細纖維革和PU太空革相比,TPU薄膜鞋面材料不僅更加輕薄、透氣,還可以直接壓制成型,實現無車縫鞋面,大量節省人工成本。目前,國內外一線運動鞋品牌都已大量采用TPU薄膜制作鞋面,國內二線運動鞋品牌也已經開始使用TPU薄膜鞋面。
(二)防水透濕織物
TPU薄膜具有很強的粘合性,可以與各種材質的材料進行粘合成為高性能的復合材料。TPU吹塑防水透濕膜廣泛應用于服裝產品、充氣產品、體育用品、醫療用品等領域。目前,TPU復合薄膜主要用于服裝行業的防水透濕復合面料。
紡織品作為服裝面料除美觀時尚受人青睞外,穿著舒適性是非常重要的。防水透濕層壓織物是由普通紡織面料與TPU薄膜等高新技術防水透濕薄膜層壓復合而成的,集防水、透濕、防風、保暖于一體的高科技產品,被人們稱為“可呼吸面料”或“人類第二皮膚”。該產品從根本上解決了防水與透濕之間的矛盾,增加了人們穿著的舒適性,提高了產品檔次和附加值,占據著中高檔市場,目前已成為各國紡織產品開發的主要項目,尤其是該類織物向產業化領域不斷伸展,西方發達國家已把其列為21世紀的高科技產品。目前,我國TPU防水透濕薄膜已大規模應用于服裝等領域。
防水透濕層壓織物的性能與層壓復合所選用的防水透濕薄膜的性能之間有很大的關系,目前全世界對防水透濕薄膜材料的研究非常活躍,新品種不斷面世。中國相關的技術研究還處于初步階段,為此《聚氨酯工業“十二五”發展規劃建議》提出“十二五”期間,攻克熔紡氨綸切片、透濕、透氣性薄膜、膠黏劑樹脂等高端產品生產技術,建立穩定、連續、單線2000噸/年以上生產裝置10條以上,產品質量達目前國際水平。
(三)高檔手袋及皮具
目前,真皮、合成革和布是高檔手袋及皮具最常用的三種材質。TPU薄膜具有防水透濕,耐黃耐水解耐高溫等優異的性能,在高檔手袋及皮具中的應用主要是與上述三種材料貼合,制造包身、裝飾、配件等,使其具有更好的手感和物理性質。
由于價格原因,TPU薄膜近年才被用作箱包材料,且只有中高端奢侈手袋、皮具使用,但使用量呈現快速增長趨勢。隨著歐美及日本對PU、PVC等合成材料的越來越嚴格的監管和限制,PVC、PU等合成材料將逐漸被環保型的TPU代替,預計未來幾年TPU薄膜在高檔手袋及皮具中的市場規模將保持持續快速增長。
(四)充氣囊體
充氣囊體廣泛用于國防軍工、國民經濟和人民生活的各個方面,制作充氣囊體的基本材料是氣密性材料。充氣囊體所用氣密性材料是高分子聚合物與纖維織物的涂覆復合物,主要的高分子聚合物材料類型有天然橡膠、合成橡膠、PVC、TPU等。根據所使用的高分子聚合物的不同,可以將氣密性材料分為天然橡膠、合成橡膠、PVC、TPU等。
天然橡膠是最早使用在氣密性材料上的高分子聚合物,由于有易老化變質及耐油性差等缺點,應用越來越少。
合成橡膠主要有丁苯橡膠(SBR)、丁基橡膠(IIR)、氯丁橡膠(CR)、氯磺化聚乙烯(CSM)等。SBR多用于普通的囊體材料,如氣墊床等,其缺點是抗屈撓、抗撕裂性能較差;IIR的最大特點是氣密性好,且具有優良的耐臭氧性、耐老化性、耐熱性、耐無機強酸和有機溶劑的性質,主要用于對氣密性要求高、耐熱老化和耐候性好的膠布,缺點是彈性差、加工性能差和耐油性差;CR在囊體材料上的應用比較廣泛,它具有優良的抗臭氧性,同時具有耐油、耐溶劑、耐酸堿以及耐老化等優點,主要缺點是耐寒性較差;CSM具有優良的耐臭氧、耐熱、耐老化及耐候性等,主要用于對耐候性、耐臭氧等要求較高的囊體材料,其缺點是抗撕裂性能差、壓縮永久變形大,耐低溫及耐磨性不如聚氨酯,
PVC由于其低廉的價格,在各種充氣囊體上都有廣泛的應用。其突出優點是原料易得、制品可焊接加工、材料阻燃性好。但其缺點也很明顯,耐低溫曲撓性能差,并會釋放出有毒物質,且由于原料中含有增塑劑,形成涂層后增塑劑易遷移,造成涂層的強度和耐磨性大幅度的下降。
TPU是一種新型的充氣囊體材料,近年來發展十分迅猛。與PVC和傳統的橡膠膠布相比,TPU具有明顯優勢。TPU具有橡膠或PVC無可比擬的抗拉伸、抗撕裂、耐磨和耐低溫屈撓性能,還具有良好的耐油、耐老化和耐候性能。在材料柔軟性及機械強度方面都優于PVC,且不會像PVC那樣含有大量易于揮發的增塑劑而導致材料硬化發脆,機械性能變差。TPU具有比橡膠、PVC等材料更優異的性能,在充氣囊體領域有著非常好的應用前景。但由于價格較高的原因,目前TPU膠布主要用于制作對材料性能要求較高的高端囊體材料,比如充氣床墊、按摩椅囊體材料、海上作業用橡皮船和充氣艇囊體材料、起重氣囊材料、軍事或民用飛艇的囊體材料、球體覆膜和內膽等。
充氣床墊:充氣床墊在戶外活動、醫療抗褥瘡病床等方面有著廣泛的應用。充氣床墊對膠布材料的彈性和防水透濕性都有非常高的要求。尤其是醫療抗褥瘡床墊,良好的防水透濕性對防止褥瘡的發生有著重要的幫助。TPU薄膜制作的膠布材料具有良好的彈性和防水透濕性,在充氣床墊中得到了越來越多的應用。
按摩椅囊體材料:按摩椅是近些年剛興起的高級消費品,囊體部分是其關鍵部位之一。由于按摩椅在使用過程中要經受長時間的氣體充放的考驗,因此對囊體材料的物理機械性能要求很高,普通的橡膠膠布和PVC膠布無法滿足。由于TPU膠布的優越性能,該領域的囊體材料幾乎完全被TPU膠布所壟斷。
海上作業用橡皮船和充氣艇囊體材料:海上作業橡皮船用于淺海石油資源勘探作業、水上巡邏、防汛救生等。因其具有易于運輸、適航性強、載重量大、維修方便的優點,現已成為淺海作業的一種重要裝備。目前,低檔的充氣艇多選用價廉的PVC膠布,中高檔的主要以氯丁橡膠和杜邦專利原料Hypalon涂覆聚酯織物制成。TPU作為一種新發展的膠布材料,性能優越,可焊接,大大簡化了充氣艇囊體的制造工藝。未來TPU膠布有望成為橡皮船和充氣艇的重要材料類型。
起重氣囊材料:起重氣囊適用于不規則重物起重及普通起重設備難以工作的場合,在遇到地震等災害時,將柔性氣囊塞入坍塌的建筑物下,充氣后可產生幾十噸的力將損壞的建筑體頂起,是一種理想的救助工具。另外在修理重型機械時拆卸輪盤滾筒和齒輪、移動大型機器設備、升舉水下物體以及船舶上下水等領域都發揮著重要的作用。目前制造起重囊體的膠布材料主要是SBR、CR和CSM橡膠膠布。TPU材料具有優良的機械性能和耐磨性能,它的抗拉強度為各種橡膠材料的3倍左右,其耐磨性是一般橡膠的3~10倍。利用TPU的這些特性制作的高強TPU雙面膠布,經高頻焊接后制作的起重氣囊,可以承受更高的壓力,具有廣闊的應用前景。
軍事或民用飛艇的囊體材料:飛艇的先進性與它所用囊體材料的性能很大關系關。囊體作為飛艇組成部分中最龐大的部分,其質量的好壞決定著飛艇的生命力。飛艇的囊體材料需要具有力學性能優、氣密性好、耐運用、易成型、耐候性好及重量低等特點。當前主要囊體材料中TPU膠布性能最優異,在飛艇囊體中的應用前景非常廣闊。
四、TPU薄膜市場競爭格局及主要企業
目前,國際性的TPU薄膜先進企業主要集中在歐洲、美國、韓國、日本及臺灣地區。早期,我國的TPU薄膜主要以進口為主。近年來,隨著國內企業的快速發展,現在國產產品開始在我國市場中占據主導地位,但一些高端市場領域仍以進口產品為主。
目前我國銷售TPU薄膜產品的國際企業主要有比如拜耳、亨斯邁、鼎基化學、進興工業等。我國國內企業中,規模較大的先進企業則主要有東莞雄林新材料科技股份有限公司、浙江佳陽塑膠新材料有限公司、中山博銳斯塑膠新材料有限公司。其中,東莞雄林2013年約占全行業市場份額的11.7%、浙江佳陽約占2.9%、中山博銳斯約占2.7%,東莞雄林的市場占有率位居國內企業首位。
TPU熱熔膠膜的市場發展和競爭格局與TPU薄膜類似。國內企業中規模較大的先進企業主要有東莞雄林——2013年市場占有率約為6.2%、上海和和熱熔膠有限公司——2013年市場占有率約為5.7%、晉江市愛麗卡橡塑制品有限公司——2013年市場占有率約為4.6%。

【打印本文】