戏说汽车座椅海绵的“黑料史”
此黑料非彼黑料。今天来聊聊汽车座椅海绵生产中用量仅次于聚醚的主要原料之一——异氰酸酯,俗称黑料,是相对于以聚醚为主的白料而命名的。黑料和白料构成了海绵生产所需的两个组分。
目前用于汽车座椅海绵生产的黑料主要成分有三种类型:TDI、改性MDI、聚合MDI(也叫粗MDI、PAPI)。其中改性MDI,由于改性剂及掺混物质不同,又可以延伸出多种类型。市面上各种牌号的黑料,基本上由这三种MDI进行组合,对应可以生产各种物理性能的泡沫产品。
这些年很多自主品牌的汽车座椅厂商一直在适时的更换黑料体系,T/M 80/20、60/40、50/50、30/70、全MDI这些体系一直随着时代的变迁而逐一登上生产线的舞台。
TDI结构式
MDI结构式
成本
通过以上的曲线,我们不难理解,为什么TDI、MDI是炒期货、炒现货的热门投资对象。它们的价格近几年波动剧烈,一方面是由于高壁垒导致生产被几家大企业垄断,另一方面是由于装置产能的波动。通常它们的价格每个月都有一个挂牌价,常规情况下当月每天的波动不会太大,特殊情况则难以预测。
在16-18年期间,TDI价格疯狂暴涨,为了避免成本上升过大,很多厂家被迫进行了黑料体系的变迁,纷纷从T/M改为M/T体系,甚至全MDI体系,但全MDI技术难度高,能掌握调配技术的厂家并不多。
而今年TDI又落到了历史低位,据率捷咨询6月9日原料价格 道:华东TDI价格在11200元/吨。所以今年T/M体系在重新复苏。
有细心的朋友会发现没有改性MDI价格曲线图,是由于改性MDI种类太多,体系复杂,价格不透明且不具参考性。有一些代表牌号的价格走势,但不能反映出整体改性MDI的价格情况。然而改性MDI多受原料MDI价格诱导,整体价格走势与原料MDI走势雷同。
工艺
高压发泡机
TDI和MDI 25℃粘度对比
TDI粘度小,聚合MDI和改性MDI粘度大。以TDI为主导的黑料体系粘度偏低,可能会导致两个问题:
①据文献 道,黑料粘度低于50mpa·s(25℃),发泡机的计量泵对物料计量的准确性会下降。相信现在有精度更好的计量泵可以解决这个问题,但造价肯定更贵。
②白料粘度通常很大,如果黑料和白料粘度差别过大,会导致局部混料不均,从而出现泡沫外观颜色不均、局部发粘、硬度不均、力学性能变差、VOC和气味偏高等问题。
所以目前在汽车座椅海绵生产上,全TDI基本上是没有了,T/M 80/20也非常少见。常见的TDI主导体系是T/M 60/40。
性能
座椅泡沫
TDI基泡沫的黑料用量较小,拉伸和撕裂强度高。在同等硬度下,TDI可以做到更低的密度(28-35g/cm3)。
MDI基泡沫注料量大些,交联度高,固化快,脱模时间较短,泡沫表现出来的特性是:密度高、硬度较大、回弹性好,耐湿热老化性、耐久度较高,但撕裂和拉伸强度较低。为了保持泡沫良好的撕裂、拉伸强度,MDI基泡沫降密存在难度。
在TDI中加改性MDI,可以改善工艺宽容度,增加泡沫硬度,改善流动性又可保持MDI体系快速脱模的特点。泡沫的气味、VOC有所改善。
在TDI加聚合MDI的黑料体系中,由于聚合MDI官能度高,凝胶速度快,有助于提高泡沫的交联度,但相分离不完全,会影响泡沫撕裂强度;TDI官能度低,反应活性较低,相分离完全,应段结晶度较高,有助于泡沫的柔软性和提高泡沫的撕裂强度。
然而目前市面上黑料通常是由TDI、聚合MDI、改性MDI三种掺混,改性MDI类型未知,三者比例模糊,其对泡沫物理性能的影响不太能总结出准确的规律,只能通过同等情况下的实验对比来分析两种不同牌号的黑料。
环保
TDI和MDI蒸汽压
同时有数据显示,MDI基泡沫在VOC和气味方面也比TDI基泡沫来的好。
这些环保因素促使更多的厂家,特别是走高端产品生产的,更偏向于选择MDI主导的黑料体系。
市场各方的应对之策
如何应对
在如今汽车行业艰难前行的时局下,纵然工艺、性能、环保对黑料体系变迁有一定的影响,但成本仍然是最大的决定因素。对于黑料风云诡谲的市场变化,产业链上各方为了生存也会做出相应的调整对策:
(1)黑料供应商
市面上黑料的主流供应商大致就是巴斯夫、陶氏、科思创、亨斯迈、万华、东曹等。十年前市面上黑料牌号清晰明了。而如今牌号却变得很多且信息不透明。
供应商面临剧烈的市场竞争,为了提高产品门槛,通常是TDI、聚合MDI、改性MDI三种掺混,并经常针对一个客户设计一个专供牌号,同时对成分信息的模糊化,尽量不提供成分比例,即使提供也是给一个数值范围。这给友商切换带来了不少的难度。
(2)自主品牌汽车座椅海绵生产厂家(Tier1)
在技术上,为了保持泡沫性能的一致性,需要掌握发泡配方的调整技术,需要根据市场变化去进行黑料体系的变迁,在这个过程中逐步储备不同黑料体系对应的发泡配方,以应对市场变化带来的成本压力。
在成本上,主要有四点措施来控制:
①有条件的厂家会选择设置储罐,在低价位的时候储备原料以避免采购成本的波动。但高价位的周期很长的时候,原料储备量是跟不上的。
②采购要经常接触不同黑料供应商的 价,推给生产和技术去测试去切换,以求用更低的原料价格实现生产。
③尽量与黑料供应商签订长期价格协议。
④继续挤压其他原料供应商的利润空间,实施年降制度。
(3)主机厂
主机厂对于汽车零部件制品都是有一套成型的物性检测标准,不会轻易因为原料的更换而去变动。特别是合资品牌对零部件要求是比较严苛的,日系车多年来一直坚持T/M体系,追求座椅乘坐的舒适感,而欧美系车型多选用M/T体系,讲究长距离的支撑性。
至于采购更是按照长期价格协议来,不会顾及下游成本是否上升,同时对Tier1也有年降制度。毕竟现在汽车行业竞争激烈,整车销售价格也下探了不少,主机厂也要保持一定的利润空间。
所以在原料价格暴涨的年份,Tier1只能挤压Tier2,Tier2挤压Tier3,一层层的压缩整个下游的利润空间。而如今,汽车行业的萧条更使得产业链日渐维艰,能活下来的大部分也只是微利谋生。
综上,就是汽车座椅海绵的“黑料史”。今后黑料价格的走势仍然不会明朗,但生产利润日益压缩却是肯定的。通过专业机构了解黑料市场动态,通过技术实践掌握多种黑料体系对应的发泡配方,可能是未来汽车座椅海绵厂家的必修课了。
