TPU车衣行业的选型与痛点分析

 

了解漆面保护膜的朋友都知道，目前市面上主流的高端漆面保护膜品牌使用的材料基本是脂肪族聚己内酯TPU，因为相比其他TPU，脂肪族聚己内酯TPU的耐黄变、耐水解等性能更加优异。

聚己内酯多元醇（PCL）是合成脂肪族聚己内酯TPU的一种重要原料，供应、价格和差异化是当前聚己内酯型TPU车衣的最大痛点，湖南聚仁化工新材料科技有限公司通过扩大产能及产品定制化为行业带来最新解决方案。

第三届汽车膜行业论坛的演讲嘉宾湖南聚仁 副总经理 杨华仁进行了《PCL性能分析及产业化》的主题演讲。

演讲中，杨总结合数据测试图表，对比分析了PCL的各项性能，综合考虑车衣的实际使用场景，得出脂肪族聚己内酯型TPU是最佳选择的结论。以下是演讲视频部分片段，观看完整版请关注公众号：艾邦车衣膜论坛（ID：abppf_com），回复关键词：20230607

TPU的硬段部分即异氰酸酯分为脂肪族与芳香族，脂肪族又分为聚己内酯、聚碳、聚酯、聚醚。对于异氰酸酯，大家现在基本都是非脂肪族不可，否则耐黄变性太差。但是软段部分受到 PCL 的供应及价格影响，当前市场开始研究聚酯、聚醚等车衣膜，这个好处在于用聚酯、聚醚的成本确实低很多，缺点就是车衣的使用周期会大幅的下降。

聚己内酯多氨醇的分子量分布窄，具有良好的机械性能、抗压缩形变、抗撕裂，用它来做车衣膜的好处是车衣的低温柔韧性非常的好，耐黄变、高贴合性、高透明性、柔韧性、耐水解、耐溶剂、耐刮擦。

上图的数据来源于业内较大的 TPU 粒子企业，从性能分析上，选取的五个维度是耐水解性、柔顺性、耐低温性、耐热老化性、机械强度，橙色部分表示的是己内酯型的多氨醇，PCL型 TPU 在耐水解、耐低温性、柔顺性、机械强度、耐热老化性、耐溶剂性等方面综合性能极佳。

上图是聚酯型，聚醚型，聚己内酯型TPU的耐候性能（这里比较的三种TPU都是脂肪族TPU），使用模拟日照的超级氙灯加速老化后的拉伸数据，图中柱状越高，说明材料的耐候性能越好。

聚酯、聚醚与聚己内酯型的TPU起始的强度基本都差不多，但是随着时间的推移，到第五天聚醚型的性能就已经下滑得非常严重，到第六天聚醚型的样条已经开裂，不能继续测试，聚酯型的也下滑得非常厉害，而聚己内酯型TPU经过多日的辐照后仍能保持一定的物性，说明它的耐候性最为理想。

目前PCL存在以下痛点：

1. PCL目前全球仅三家在供应市场，聚仁化工是国内唯一生产产家，攻克关键瓶颈技术。
2. 因为己内酯的合成是一个极其高危的工艺，供应商装置老化，故障不断，进一步减少供应。
3. 国际政治形势影响， PCL 的供应进一步紧张，且成本在快速上升，无法满足中国客户快速增长的需求。
4. 定制化需求急剧增加，但供应商配合少。

所以综合下来就是12个字：供应紧张、价格较高、差异化难。

未使用聚己内酯型TPU车衣膜容易出现黄变、水解、脱胶的问题，尤其是在高温的季节及使用一定时间之后。

由聚酯的合成过程方程式可以看出，酸和醇发生缩水反应生成酯。但反应是可逆的，聚酯在酸或碱的作用下会发生水解（尤其空气中酸雨加剧），从而导致聚酯型TPU降解，分子链断裂造成产品断裂、发粘、力学性能大幅下降等。

掩盖聚酯型TPU不足的最好解决方法，就是在合成的过程中大量添加抗水解剂，但是随着时间推移，助剂会逐步析出，出现降解加速、脱胶等。聚仁的聚己内酯多氨醇，在合成过程中不添加任何助剂，没有副产物产品。

聚醚型TPU不易水解，但易发生热氧降解。机械强度、耐油性和耐热性能较差。当分子链软段结构为聚醚型链段时，因醚键内聚能较低，在热氧条件下分子链容易发生断裂，导致降解。而隐形车衣的工作环境比较极端，既有高温高湿酸雨考验，同时还有日照紫外线炙烤，在复杂环境下，容易热氧降解的聚醚型TPU也扛不住。

总之，相比聚酯型和聚醚型TPU，聚己内酯型TPU是车衣膜优异的选择。而供应少、价格高和差异化难是当前PCL型TPU车衣膜的最大痛点，造成不少商家无奈之下挺而走险，聚仁的解决方案就是扩大产能、定制化产品。

湖南聚仁化工新材料科技有限公司是国内首家（全球第四家、美、日、德、中）实现ε-己内酯及聚己内酯多元醇系列产品研发、生产、销售及服务于一体的国家级专精特新小巨人企业。攻克了化工新材料领域“卡脖子”技术，打破国外企业垄断。

一期己内酯装置厂区鸟瞰图

二期己内酯装置厂区鸟瞰图

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