2021年中國功能性硅烷產(chǎn)量、政策和產(chǎn)業(yè)鏈分析[圖]

一、定義與分類

從結(jié)構(gòu)上來說，通常將主鏈為－Si-O-C－結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅小分子統(tǒng)稱為功能性硅烷。從功能上來看，功能性硅烷多為雜交結(jié)構(gòu)，多數(shù)產(chǎn)品在同一個分子中同時含極性和非極性兩類官能團(tuán)，可以作為無機(jī)材料和有機(jī)材料的界面橋梁或者直接參與有機(jī)聚合材料的交聯(lián)反應(yīng)，從而大幅提高材料性能，是一類非常重要、用途非常廣泛的助劑。

功能性硅烷有不同的分類方法：按活性有機(jī)基團(tuán)與 Si 的相對取代位置可分為γ－取代和α－取代兩種類型；根據(jù)取代基種類分類，其中的含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、環(huán)氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷是國內(nèi)生產(chǎn)和消費較大的品種；按用途可分為硅烷偶聯(lián)劑、硅烷交聯(lián)劑和其他功能性硅烷三大類：

功能性硅烷按照用途分類

資料來源：智研咨詢整理

功能性硅烷的生產(chǎn)工藝主要有間接法工藝和直接法工藝。硅烷偶聯(lián)劑的主要生產(chǎn)方式為間接法。間接法以三氯氫硅為主要原料，與甲醇、乙醇、氯丙烯、乙炔等原料分別進(jìn)行反應(yīng)，生成三烷氧基硅烷、氯丙基三氧硅烷、乙烯基三氧硅烷、丙基三氧硅烷等中間體。中間體再與甲基丙烯酸鈉、烯丙基縮水甘油醚、多硫化物、液氮、甲醇、乙醇、丁酮肟等分別進(jìn)行反應(yīng)，可以得到各種功能性硅烷，如環(huán)氧基硅烷、丙烯酰氧基硅烷、含硫硅烷、氨基硅烷以及乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁酮肟基等功能性硅烷。間接法的優(yōu)點是產(chǎn)量較大且可以將部分副產(chǎn)物進(jìn)行循環(huán)利用，如氯化氫的循環(huán)利用。但間接法的生產(chǎn)流程較長，原材料及設(shè)備投入較大，還存在氯的污染以及腐蝕問題。晨光新材、宏柏新材、荊州江瀚、新安股份是用間接法工藝的主要企業(yè)。

硅烷生產(chǎn)工藝流程

資料來源：公司官網(wǎng)

二、硅烷行業(yè)發(fā)展歷程

早期階段（1955～1985 年）

烷基和有機(jī)硅烷在早期發(fā)展非常緩慢。最初是甲基、乙烯基和氨基的硅烷，然后出現(xiàn)的是環(huán)氧基的、異丁烯酰基和巰基的。這階段硅烷的應(yīng)用包括作為玻璃纖維和礦物填料的粘合劑。這些通過硅烷處理的材料，加入塑料或樹脂中，強(qiáng)化合成材料的性能。多數(shù)技術(shù)開發(fā)和實踐是集中在玻璃纖維材料。并且，硅烷也被當(dāng)作填料的粘合劑，例如用在絕緣橡膠電纜中的陶土，加入硅烷作為偶聯(lián)劑，改善填料和聚合物材料的粘合，提高合成材料的疏水性。其他主要的應(yīng)用是烷基和烷氧基硅烷被用在磚石建筑對水的排斥性的表面處理上。

快速發(fā)展期（1986～1999 年）

從市場份額來看，帶有雙硫醚硅烷用在綠色環(huán)保輪胎上發(fā)展最快。使用這種技術(shù)保證了輪胎牽引性更好、節(jié)省燃料，比普通輪胎的耐久性更好。硅烷生產(chǎn)企業(yè)發(fā)現(xiàn)，由于乙氧基硅烷比甲氧基硅烷的毒性小，易燃性小，因此生產(chǎn)的產(chǎn)品更安全。然而，乙氧基基團(tuán)的反應(yīng)比甲氧基基團(tuán)反應(yīng)慢，因此，使用乙氧基硅烷的加工過程慢。然而，一旦硅烷在水解環(huán)境或與礦物表面發(fā)生反應(yīng)，烷氧基基團(tuán)的這些固有特性就不再成為問題。

成熟階段（2000～至今）

進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，硅烷偶聯(lián)劑合成路線發(fā)展迅速成熟，我國逐漸步入先進(jìn)行列，生產(chǎn)、消費、出口躍居世界第一。在這一階段，市場上老的以及標(biāo)準(zhǔn)級別的產(chǎn)品競爭更加激烈。新產(chǎn)品開發(fā)，例如低聚物硅烷給使用者提供了更多方便。這些材料制作事先把硅烷水解，這樣硅烷中部分或全部醇被移走，結(jié)果很有可能成為一個穩(wěn)定的水解的硅烷?；旌系募籽趸鸵已趸柰樘峁┝诵阅艿幕パa，被用在電線和電纜中。并且硅烷新產(chǎn)品和新開發(fā)的聚合物能產(chǎn)生更好的相互作用。

功能性硅烷行業(yè)發(fā)展歷程及主要企業(yè)

資料來源：智研咨詢整理

三、硅烷行業(yè)細(xì)分市場

1、硅烷偶聯(lián)劑

硅烷偶聯(lián)劑是目前應(yīng)用最廣、用量最大的偶聯(lián)劑，廣泛應(yīng)用于無機(jī)物表面改性、熱固性樹脂基復(fù)合材料改性、熱塑性樹脂基復(fù)合材料改性，以及橡膠、涂料、膠粘劑和密封膠等中。硅烷偶聯(lián)劑是一種有機(jī)聚合物復(fù)合材料增強(qiáng)、增稠、增容、耐潮濕或改善加工性能的助劑，也是一種用于有硅聚合物接枝、嵌段、擴(kuò)鏈、交聯(lián)或功能化的合成特種單體。

通過硅烷偶聯(lián)劑對白炭黑、陶土、滑石粉等無機(jī)物的表面進(jìn)行改性，使其能在橡膠中作為補強(qiáng)劑、半補強(qiáng)劑或發(fā)揮增容作用。硅烷偶聯(lián)劑可以改善各種材料的內(nèi)在和表面性能，如增加粘接力、防水、耐溫、改善電氣性能、提高物理機(jī)械性能等等，產(chǎn)品應(yīng)用到眾多行業(yè)和部門。目前硅烷偶聯(lián)劑是我國功能性硅烷中產(chǎn)量最大的一類品種，2020年產(chǎn)量達(dá)到了18.78萬噸，2021上升至了20.77萬噸。

2014-2021年中國硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)量

資料來源：智研咨詢整理

硅烷偶聯(lián)劑屬新材料有機(jī)硅領(lǐng)域精細(xì)化學(xué)品范疇，是國家重點支持的高新技術(shù)產(chǎn)品，廣泛用于軍工、建筑、化工、紡織、電子、電力、機(jī)械、復(fù)合材料、文物保護(hù)、生物工程等眾多部門和行業(yè)。隨著我國和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品國內(nèi)和國際需求量巨大，前景廣闊。

2、硅烷交聯(lián)劑

交聯(lián)劑也叫固化劑、硬化劑、熟化劑，它能使線型或輕度支鏈型的大分子轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以此提高強(qiáng)度、耐熱性、耐磨性、耐溶劑性等性能，主要用在高分子材料（橡膠與熱固性樹脂）中。交聯(lián)劑是單組分室溫硫化硅橡膠的核心部分，是決定產(chǎn)品交聯(lián)機(jī)理和分類命名的基礎(chǔ)。

受國內(nèi)橡膠工業(yè)尤其是輪胎市場的發(fā)展，硅烷交聯(lián)劑市場需求總體穩(wěn)定增長，但受出口下降影響，行業(yè)產(chǎn)量有小幅回落，2021年我國硅烷交聯(lián)劑產(chǎn)量回升至8.12萬噸。

2014-2021年中國硅烷交聯(lián)劑產(chǎn)量走勢

 資料來源：智研咨詢整理

3、其他功能性硅烷

2018年我國其他硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)量約為0.89萬噸，約占功能性硅烷總產(chǎn)量的5.5%。主要包括苯基、脲基、烷基、異氰酸基硅烷以及其他未歸類者。2021年其他功能性硅烷產(chǎn)量大幅上升至1.69萬噸。

2014-2021年中國其他功能性硅烷產(chǎn)量走勢

資料來源：智研咨詢整理

四、功能性硅烷產(chǎn)業(yè)鏈分析

功能性硅烷上游行業(yè)主要為乙醇、氯丙烯、烯丙基縮水甘油醚及金屬硅粉等化工行業(yè)，由于原材料在功能性硅烷產(chǎn)品成本中占比較高，功能性硅烷行業(yè)與上述行業(yè)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)。生產(chǎn)功能性硅烷產(chǎn)品采購主要原材料氯丙烯和烯丙基縮水甘油醚是石油衍生品丙烯的下游產(chǎn)品，其產(chǎn)品價格與原油價格具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。

功能性硅烷產(chǎn)業(yè)鏈

資料來源：智研咨詢整理

1、乙醇

乙醇（俗稱酒精）是生產(chǎn)功能性硅烷產(chǎn)品過程中的重要原材料之一。乙醇在常溫常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，低毒性，純液體不可直接飲用；具有特殊香味，并略帶刺激；微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。易燃，其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，能與水以任意比互溶。能與氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多數(shù)有機(jī)溶劑混溶。

生產(chǎn)功能性硅烷產(chǎn)品采購乙醇主要為無水乙醇，目前國內(nèi)生產(chǎn)無水乙醇主要采用傳統(tǒng)生物物質(zhì)發(fā)酵工藝，部分企業(yè)開始采用經(jīng)濟(jì)性較好的煤制乙醇技術(shù)生產(chǎn)無水乙醇。2020年我國酒精制造業(yè)銷售收入為55626000千元，2021年增長至60632340千元，2021年銷售收入同比增長9%。

2011-2021年中國酒精制造業(yè)銷售收入統(tǒng)計

資料來源：國家統(tǒng)計局

2、金屬硅粉

金屬硅，又稱結(jié)晶硅或工業(yè)硅，其主要用途是作為非鐵基合金的添加劑。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年來，含Si量99.99%的也包含在金屬硅內(nèi)），其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。金屬硅又稱工業(yè)硅，由石英與焦炭等還原劑在電弧爐中冶煉提純得到。金屬硅粉產(chǎn)品價格因市場需求、規(guī)格、質(zhì)量等因素的不同而存在差異。2021年，我國工業(yè)硅行業(yè)總體運行平穩(wěn)，行業(yè)供需兩旺，價格大幅上漲。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年，我國工業(yè)硅產(chǎn)量261萬噸，同比增長24.3%。

2015-2021年中國工業(yè)硅產(chǎn)量統(tǒng)計

資料來源：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會硅業(yè)分會、智研咨詢整理

功能性硅烷品種眾多，其用途主要根據(jù)官能團(tuán)品種及結(jié)構(gòu)決定，主要應(yīng)用領(lǐng)域包括復(fù)合材料、橡膠加工、塑料、粘合劑、涂料及表面處理等領(lǐng)域。

從產(chǎn)業(yè)鏈定位來看，功能性硅烷產(chǎn)品大多是工業(yè)生產(chǎn)中的原料，下游客戶通常對產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性要求較高。另外，由于功能性硅烷下游應(yīng)用領(lǐng)域眾多、客戶結(jié)構(gòu)較為分散，所以功能性硅烷生產(chǎn)企業(yè)需要深入了解客戶的需求，并為客戶提供個性化產(chǎn)品，這樣才能贏得下游客戶群體的信任。功能性硅烷生產(chǎn)企業(yè)需要豐富的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和良好的產(chǎn)品品質(zhì)，才能不斷滿足市場需求。

中國功能性硅烷消費結(jié)構(gòu)

資料來源：SAGSI

功能性硅烷的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用于高技術(shù)含量的工業(yè)品中，例如橡膠、復(fù)合材料、塑料、粘合劑等工業(yè)產(chǎn)品的加工生產(chǎn)，其中橡膠加工的消費占比達(dá)到33.9%，是功能性硅烷最大的需求市場。

由于世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多樣性，功能性硅烷的消費一直保持相對較快的增長，與世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平正相關(guān)，增長的動力主要來自于新興經(jīng)濟(jì)體的需求帶動和新興工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)。未來五年內(nèi)，傳統(tǒng)消費領(lǐng)域如橡膠加工、粘合劑、涂料和塑料加工等的需求仍將構(gòu)成功能性硅烷消費需求的絕大部分，并保持穩(wěn)定增長。受新能源行業(yè)需求拉動，復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)⒁暂^快速度增長。功能性硅烷應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：復(fù)合材料、橡膠加工、塑料加工、密封膠、粘合劑領(lǐng)域、涂料、金屬表面處理和建筑防水等，未來國內(nèi)市場擴(kuò)大動力主要為復(fù)合材料等應(yīng)用領(lǐng)域。

五、競爭格局

功能性硅烷行業(yè)具有典型的資金密集、技術(shù)密集特征，從全球范圍來看，功能性硅烷供應(yīng)格局相對集中，跨國企業(yè)憑借其強(qiáng)大的研發(fā)能力、先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、突出的品牌優(yōu)勢和良好的產(chǎn)品性能在市場上占據(jù)優(yōu)勢。國外主要功能性硅烷生產(chǎn)企業(yè)有邁圖高新、贏創(chuàng)德固賽、陶氏、瓦克、信越化學(xué)等。

我國功能性硅烷市場競爭較為充分，產(chǎn)量較大的主要有江西晨光新材料股份有限企業(yè)、湖北新藍(lán)天新材料股份有限企業(yè)、荊州江漢精細(xì)化工有限企業(yè)、江西宏柏新材料股份有限企業(yè)等。

國內(nèi)功能性硅烷生產(chǎn)技術(shù)在實現(xiàn)早期突破后，雖然也在不斷進(jìn)步中，但與國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)、采購管理、主要生產(chǎn)工藝、環(huán)保措施、質(zhì)量監(jiān)控以及后期處理等方面都有一定差距。未來我國功能性硅烷生產(chǎn)將繼續(xù)呈現(xiàn)向行業(yè)內(nèi)具備規(guī)模、技術(shù)、成本和產(chǎn)品優(yōu)勢的企業(yè)集中的趨勢，產(chǎn)品附加值進(jìn)一步提升，行業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化，落后同質(zhì)化產(chǎn)能將加速退出。

各類硅烷產(chǎn)量占比及生產(chǎn)企業(yè)

資料來源：SAGSI

江西晨光新材料股份有限公司（股票代碼：605399）是一家布局功能性硅烷基礎(chǔ)原料、中間體、下游產(chǎn)品研發(fā)，生產(chǎn)和銷售的特種化學(xué)品公司。公司以安全環(huán)保為前提、以提質(zhì)增效為導(dǎo)向、以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，致力于功能性硅烷全產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。公司通過持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，探索出了一條以循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展功能性硅烷產(chǎn)業(yè)的特色路徑。

2021年晨光新材功能性硅烷業(yè)務(wù)收入達(dá)到16.96億，同比增長127.47%，毛利率達(dá)到42.58%，同比增長15.80個百分點，可以看出企業(yè)業(yè)務(wù)增長突飛猛進(jìn)，功能性硅烷產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

2020-2021年晨光新材功能性硅烷業(yè)務(wù)收入及毛利率

資料來源：公司年報

2021年江西晨光新材料股份有限公司產(chǎn)銷情況

資料來源：公司年報

六、發(fā)展趨勢

功能性硅烷的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用于高技術(shù)含量的工業(yè)品中。由于世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多樣性，功能性硅烷的消費一直保持相對較快的增長，與世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平正相關(guān)，增長的動力主要來自于新興經(jīng)濟(jì)體的需求帶動和新興工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)。未來，傳統(tǒng)消費領(lǐng)域如橡膠加工、粘合劑、涂料和塑料加工等的需求仍將構(gòu)成功能性硅烷消費需求的絕大部分，并保持穩(wěn)定增長。受新能源行業(yè)需求拉動，復(fù)合材料領(lǐng)域?qū)⒁暂^快速度增長。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《2022-2028年中國功能性硅烷行業(yè)市場全景評估及發(fā)展策略分析報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。