一、有機硅基本概況
有機硅,即有機硅化合物,是指含有Si-C鍵、且至少有一個有機基是直接與硅原子相連的化合物。習慣上也常把那些通過氧、硫、氮等使有機基與硅原子相連接的化合物也當作有機硅化合物。有機硅化合物中,以硅氧鍵(-Si-O-Si-)為骨架組成的聚硅氧烷是有機硅化合物中為數最多、研究最深、應用最廣的一類,約占總用量的90%以上。
有機硅材料具有獨特的結構,如Si原子上充足的甲基將高能量的聚硅氧烷主鏈屏蔽起來,C-H無極性使分子間相互作用力十分微弱,Si-O鍵長較長,Si-O-Si鍵鍵角大,以及Si-O鍵是具有50%離子鍵特征的共價鍵。這些特點使得有機硅材料兼備了無機材料與有機材料的性能,具有表面張力低、粘溫系數小、壓縮性高、氣體滲透性高等基本性質,以及耐高低溫、電氣絕緣、耐氧化穩定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優異特性。
有機硅材料廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫療等行業,如密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。此外,有機硅在醫療、化妝品、護膚品、環保、光學材料以及食品工業等領域也有廣泛應用。
二、有機硅產業鏈分析
有機硅產業鏈可以大致分為上游、中游和下游三個部分。
上游主要是原材料供應,包括金屬硅、氯甲烷、催化劑等。其中,金屬硅作為有機硅的主要原材料,其產量直接影響到有機硅的生產成本和市場供應。近年來,隨著我國硅行業的不斷發展,金屬硅的產量也呈現出穩步增長的趨勢。
中游是有機硅的生產環節,主要產品包括硅油、硅樹脂、硅橡膠、硅烷偶聯劑等。這些產品在工業生產中具有廣泛的應用,例如硅橡膠可以用于制作密封件、管道、電線電纜等,硅油則可以用于化妝品、潤滑油等領域。
下游則是有機硅的應用領域,主要包括建筑、電子電器、能源電力、醫療衛生、紡織、日用品等領域。其中,建筑領域是有機硅最大的需求領域,占比達到34%,其次是電子電器和紡織領域。有機硅材料因其優異的綜合性能和廣泛的可設計性,被廣泛應用于各個領域,如硅橡膠在建筑行業中用于密封和防水材料,硅油在電子電器行業中用作絕緣和潤滑劑等。
圖表:有機硅產業鏈示意圖
三、有機硅市場規模
近年來,隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,有機硅產品的應用領域不斷擴大,對傳統材料的替代逐步實現,市場需求增長顯著。2023年國內市場規模已達819億元,同比2022年增長了152億元,同比增幅為22.79%。
圖表:2021-2023年國內有機硅市場規模
四、有機硅發展有利因素
有機硅發展的有利因素主要包括以下幾個方面:
政策支持:多項產業政策,如《產業結構調整指導目錄(2019年本)》、《鼓勵外商投資產業目錄(2019年版)》、《戰略性新興產業分類(2018)》等,均明確將有機硅新型材料作為未來科技和產業發展的方向,重視并鼓勵投資者進入有機硅材料領域,為有機硅行業的發展提供了良好的政策環境。
原材料供應充足:有機硅行業的主要原材料為硅粉和氯甲烷等,這些原材料在我國供應較為充足,為有機硅行業的發展提供了較好的支撐作用。
市場需求增長:有機硅性能優異,被廣泛應用于電子、電器、航空、航天、建筑、紡織、醫藥、日化等領域,是社會經濟發展和國民生活水平提高不可缺少的材料。特別是在新能源、5G等產業快速發展的帶動之下,有機硅產量和需求量進一步增長。
技術進步:中國有機硅企業在技術研發上取得進展,開始實現對部分高端有機硅產品的進口替代,這有助于提升行業的技術水平和競爭力。
環保推動:環境保護意識的提高也推動了低VOC(揮發性有機化合物)需求的增長,進一步拉動了有機硅的市場需求。
五、有機硅未來發展趨勢預測
有機硅的發展趨勢主要體現在以下幾個方面:
市場需求增長:隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高,有機硅產品的應用領域不斷擴大,尤其在建筑、電子電器、電力新能源、醫療及個人護理等市場的需求增長顯著。特別是在新能源、電子、航空航天、化工等領域,有機硅材料將發揮更加重要的作用。
技術進步:中國有機硅企業在技術研發上取得進展,開始實現對部分高端有機硅產品的進口替代,但仍有部分高端產品依賴進口。同時,有機硅的研發領域也在不斷拓寬,涵蓋了基礎材料、性能調節劑以及基于納米技術的改進等多個方面。
環保推動:環境保護意識的提高也推動了低VOC(揮發性有機化合物)需求的增長,進一步拉動了有機硅的市場需求。這使得有機硅材料在綠色、環保、可持續的方向上有著更大的發展空間。
產業升級和整合:中國有機硅行業的集中度較高,頭部企業占據了較大的市場份額。隨著行業競爭的加劇,企業結構分化愈發明顯,這為頭部企業參與行業整合帶來更多的機遇。通過兼并重組、優化資源配置等方式,推動產業向更高層次、更高質量的方向發展。
創新產品和應用:一些初創公司正在開發硅基粘合劑和密封劑等創新產品,以改善材料的性能。這些創新產品具有更強的粘合能力、更高的耐高溫和耐低溫性能,以及在不失去粘合力的情況下彎曲的能力,成為可再生能源、航空航天和航空工業中高性能關鍵應用的有效解決方案。