功能性硅烷通式为RSiX3,其中R代表氨基、乙烯基、环氧基及甲基丙乙烯酰氧基等基团,此类基团容易和有机聚合物中的官能团反应,从而使硅烷和有机聚合物链接。X代表能够水解的基团,如卤素、烷氧基、酰氧基等,用以改善聚合物与无机物实际粘接强度。
功能性硅烷同时含亲有机和亲无机两类官能团,可以作为无机材料和有机材料的界面桥梁或者直接参与有机聚合材料的交联反应,从而大幅提高材料性能,是一类非常重要、用途非常广泛的助剂。
功能性硅烷有不同的分类方法:按活性有机基团与Si的相对取代位置可分为γ-取代和α-取代两种类型;根据取代基种类分类,其中的含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷是国内生产和消费较大的品种;按用途可分功能性硅烷,可分为硅烷偶联剂、硅烷交联剂及其他功能性硅烷。
一、功能性硅烷主要应用领域
功能性硅烷应用领域主要包括:复合材料、橡胶加工、塑料加工、密封胶、粘合剂领域、涂料、金属表面处理和建筑防水等,主要应用于高技术含量的工业品中。
从全球功能性硅烷消费来看,橡胶加工领域占比32.4%,复合材料占比18.5%,粘合剂占比16.7%,塑料加工占比14.8%,涂料及表面处理占比11.1%。国内消费占比与全球趋同,主要消费领域橡胶加工领域占比33.9%,密封胶、粘合剂领域占比17.5%,涂料、金属表面处理及建筑防水占比17.0%,复合材料12.3%。
由于世界经济发展的多样性,功能性硅烷的消费一直保持相对较快的增长,与世界经济的发展水平正相关,增长的动力主要来自于新兴经济体的需求带动和新兴工业应用领域的开发。根据SAGSI的预测,未来五年内,传统消费领域如橡胶加工、粘合剂、涂料和塑料加工等的需求仍将构成功能性硅烷消费需求的绝大部分,并保持稳定增长。受新能源行业需求拉动,复合材料领域将以较快速度增长。2021年我国功能性硅烷消费总量约为21.9万吨。预计2026年国内消费达到33.9万吨。
二、功能性硅烷市场规模
(1)全球功能性硅烷市场
根据全国硅产业绿色发展战略联盟研究报告,2002年全球功能性硅烷产能仅13.5万吨,产量10.3万吨,开工率76.3%。发展到2018年,全球功能性硅烷产能为59.6万吨,产量为41.5万吨,开工率为69.6%。全球功能性硅烷在过去20年高速发展,年均产能复合增速接近10%。2021年全球功能性硅烷产能约为76.5万吨,全球功能性硅烷产量约为47.8万吨,2021年产量相比2020年有所上升,主要是我国地区产量带动全球产量上升。预计2023年全球功能性硅烷产能为76.2万吨,2019-2023年均增长约5.0%;预计2023年产量达到约53.8万吨,2018-2023年均增长约5.3%。

(2)我国功能性硅烷市场
根据市场调研机构Markets and Markets发布的报告,从2015年开始,亚太地区硅烷需求强劲,是推动全球硅烷市场增长的主要因素。我国作为世界主要硅烷消费国,引领亚太地区硅烷市场的发展,同时我国已成为全球最大的生产国。根据全国硅产业绿色发展战略联盟研究报告,我国功能性硅烷产能从2002年的2.5万吨发展到2021年的55.8万吨,产能年均复合增速约17.8%。国内产量从2002年的1.5万吨发展到2021年的32.3万吨,产量年均复合增速超过17.5%。
2019年初以来,全球主要经济体均出现不同程度的增长放缓迹象,以中美及欧美贸易摩擦、英国脱欧为代表的“逆全球化”行为进一步冲击世界各国经济,化工行业景气度有所回落。在下游需求增速有所放缓、行业供应能力继续提高的情况下,2019年我国硅烷行业开工率同比基本保持稳定。
2021年我国功能性硅烷生产企业40多家,产能约55.8万吨(不含中间体),产量约为32.3万吨,消费量为21.9万吨,较2020年分别增长13.6%、16.0%和9.6%,其中销量增长较快主要得益于2021年我国风电等复材能源行业快速增长,带动了硅烷消费领域的增长。随着国内行业的进一步发展,预计2026年我国功能性硅烷产量为38.1万吨,消费量为33.9万吨,行业进一步往我国集中。
三、功能性硅烷市场竞争格局
我国功能性硅烷行业市场化程度较高,除部分高端硅烷产品有外资企业参与外,其余市场主要是民营企业和部分国有企业。
(1)国外主要硅烷生产企业
目前,国外主要硅烷生产企业有Momentive Performance Materials(迈图高新)、Dow Corning(道康宁)、Evonik Degussa AG(赢创)、Wacker(瓦克)、Shinetsu(信越化学)等。
国外主要硅烷生产企业基本情况
(2)国内主要硅烷生产企业
目前,国内功能性硅烷产业链布局完善,全球已逐步转移到国内,我国已经成为世界重要的硅烷生产基地。国内企业也不断拓展产业链布局,在向全产业链延伸的基础上,不断加大研发力度,向高附加值产品和高端产业链布局。目前我国形成了江瀚新材、宏柏新材、晨光新材等规模较大的硅烷生产企业。
国内主要硅烷生产企业基本情况
近年来,从市场份额的变化趋势看,国外功能性硅烷生产厂商受制于成本压力、产业配套等因素,大规模扩展生产能力的可能性较低。
而我国硅烷产品的质量不断提高,企业的市场竞争力在不断增强,不仅占据着国内功能性硅烷行业的主导地位,而且发展日趋全球化,已经全面进入欧美、日韩等主流市场,成为全球硅烷产品市场的主要供应来源。
同时,随着环保安全要求的提高,国内功能性硅烷行业集中度进一步提高,龙头企业形成了较强的产业链及成本优势,加之技术水平不断提升,在国际市场的竞争优势逐步确立并将继续扩大。
可以预见,随着功能性硅烷行业继续淘汰产能落后、环保不达标的小型生产商。行业将呈现以大型厂商为主的竞争格局,拥有自主研发能力、掌握核心技术、具备较强资金及规模优势的企业将具备更强的竞争力。预计未来市场上,我国硅烷产品将继续占据行业主导地位,并进一步提高国际市场份额。
资料来源:江瀚新材
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