深度解析漆面保護膜(PPF)供應鍊與材料科學:從 TPU 粒子到光學級基材

汽車漆面保護膜(Paint Protection Film, PPF),俗稱犀牛皮,其核心性能取決於基材的化學結構與加工工藝。

本文旨在剖析 PPF 產業的上游供應鏈,重點探討熱塑性聚氨酯(TPU)的材料特性,並分析 Lubrizol、Covestro、Huntsman 等國際化工巨頭在脂肪族 TPU 領域的技術佈局。

 

PPF 犀牛皮材料演進與核心結構

在汽車後市場產業中,漆面保護膜經歷了從 PVC(聚氯乙烯)、TPH(添加增塑劑的 PVC)到 TPU(熱塑性聚氨酯)的材料革命。現代高端 PPF 主要由三層結構組成:

  • 功能塗層層 (Top Coat): 負責自修復、疏水與抗汙。
  • TPU 基材層 (Base Film): 決定物理防護性、耐黃變性與光學透明度,佔成本與技術門檻的 60% 以上。
  • 膠粘層 (Adhesive): 負責貼合與移除無殘膠。

其中,TPU 基材是決定產品質量的「晶片」級關鍵。

 

上游核心:脂肪族 TPU 粒子 (Aliphatic TPU Granules)

TPU 根據化學結構中的異氰酸酯類型,分為芳香族 (Aromatic) 與 脂肪族 (Aliphatic)。

芳香族 TPU: 含苯環結構,易受紫外線激發產生不可逆的黃變(Quinoid 結構),不適合用於長期戶外暴露的車衣。

脂肪族 TPU: 分子鏈中不含苯環,具備極佳的光穩定性與抗黃變能力,是光學級 PPF 的唯一標準。

 

全球四大 TPU 粒子供應商分析

根據產業數據與材料光譜分析,目前全球高端 PPF 基材的 TPU 粒子主要由以下四家化工巨頭壟斷:

Lubrizol 路博潤 (美國)

Lubrizol Engineered Polymers TPU Plant in Shanghai LH

代表產品: Estane® TPU 系列

技術特點: 路博潤是脂肪族 TPU 的產業標竿。其 Estane 系列在抗老化、耐化學性與加工穩定性上表現極為均衡。它是目前市場上「抗黃變」性能的黃金標準,被多數一線膜廠選用。

資料來源: Lubrizol Engineered Polymers

 

Huntsman 亨斯邁 (美國)

代表產品: KRYSTALGRAN® / IROGRAN® 系列

技術特點: 亨斯邁在並購相關技術後,推出了專為光學薄膜設計的 KRYSTALGRAN® 系列(包括 PN03、PN30 等型號)。該系列粒子以極高的晶點控制(Crystal Point Control)與彈性回復力著稱。

學術註解: PN30 等粒子在低溫下的柔韌性與抗衝擊性表現優異,且與塗層的附著力極強,是許多追求極致透明度品牌的首選。

資料來源: Huntsman TPU Elastomers

 

Covestro 科思創 (德國,原 Bayer MaterialScience)

代表產品: Desmopan®、Texin® 系列

技術特點: 承襲德國拜耳的深厚化工底蘊,科思創的 TPU 以耐水解性 (Hydrolysis Resistance) 見長。在高溫高濕的氣候環境下,其分子鏈不易斷裂,能有效防止車衣「粉化」或霧化。

資料來源: Covestro TPU

 

BASF 巴斯夫 (德國)

代表產品: Elastollan® 系列

技術特點: 全球最大的化工企業之一,其 Elastollan 1100 系列針對光學薄膜進行了優化,具有良好的機械強度與加工流變性,但在頂級車衣市場的市佔率略低於路博潤。

資料來源: BASF Performance Materials

 

 

中游製程:流延與吹膜 (Film Casting & Extrusion)

擁有優質的 TPU 粒子僅是第一步,將粒子加工成厚度均勻(通常為 6-8 mil)、無晶點、無流痕的光學薄膜,是另一項高門檻工藝。目前主流工藝為流延法 (Casting)。主要原膜製造商 (Base Film Manufacturers):

SWM / Argotec (美國)

背景: Argotec 於 2015 年被 SWM (Schweitzer-Mauduit International) 收購(現更名為 Mativ)。

地位: 行業公認的「原膜之王」。Argotec 掌握了極其精密的脂肪族 TPU 擠出技術,其生產的基材在平整度與潔淨度上極難被超越。許多國際頂級 PPF 品牌(如 XPEL 部分產品線)均採用 Argotec 生產的基材。

資料來源: Mativ (formerly SWM)

 

NUPRO Advanced TPU Films (美國)

背景: 2021 年被德國 ORAFOL 集團收購。

地位: 以高透明度與優異的自修復基材聞名。NUPRO 在被收購後,獲得了更強大的資本支持,其產品在抗汙染與耐候性測試中表現出色。

 

凱陽新材 KAYON (中國)

背景: 中國本土領先的 TPU 薄膜製造商。

地位: 代表了中國供應鏈的崛起。雖然在早期良率上與美德大廠有差距,但近年來透過引進進口流延設備與優化配方,已能生產出具備競爭力的中高端基材,打破了國外長期的壟斷局面。

資料來源:凱陽新材 KAYON

 

產業鍊總結與技術展望

漆面保護膜的品質金字塔,底層建立在材料科學之上。

粒子決定壽命: 唯有採用 Lubrizol、Huntsman 等大廠的100% 脂肪族 TPU,才能確保車衣 5-10 年不黃變。

製膜決定觀感: Argotec 等大廠的流延工藝,決定了車衣貼在車漆上是否會有「橘皮紋」或「晶點」。

品牌商的選擇: 優秀的 PPF 品牌(Converter/Brand Owner)必須嚴格篩選上述供應鏈。

消費者建議: 在選購 PPF 時,除了關注品牌行銷,更應追溯其「材料護照」。確認其是否明確標示使用 Lubrizol 或 Huntsman 等專利粒子,這是判斷一款車衣是否具備長期價值的最科學依據。

 

參考文獻 – References

(本文內容基於 2024-2025 年產業公開資訊整理,旨在進行學術與技術交流。)