2021年中國功能性硅烷產量、政策和產業(yè)鏈分析[圖]

一、定義與分類

從結構上來說，通常將主鏈為－Si-O-C－結構的有機硅小分子統稱為功能性硅烷。從功能上來看，功能性硅烷多為雜交結構，多數產品在同一個分子中同時含極性和非極性兩類官能團，可以作為無機材料和有機材料的界面橋梁或者直接參與有機聚合材料的交聯反應，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：按活性有機基團與 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生產和消費較大的品種；按用途可分為硅烷偶聯劑、硅烷交聯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

功能性硅烷的生產工藝主要有間接法工藝和直接法工藝。硅烷偶聯劑的主要生產方式為間接法。間接法以三氯氫硅為主要原料，與甲醇、乙醇、氯丙烯、乙炔等原料分別進行反應，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、丁酮肟等分別進行反應，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)點是產量較大且可以將部分副產物進行循環(huán)利用，如氯化氫的循環(huán)利用。但間接法的生產流程較長，原材料及設備投入較大，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)。

硅烷生產工藝流程

資料來源：公司官網

二、硅烷行業(yè)發(fā)展歷程

早期階段（1955～1985 年）

烷基和有機硅烷在早期發(fā)展非常緩慢。最初是甲基、乙烯基和氨基的硅烷，然后出現的是環(huán)氧基的、異丁烯?；蛶€基的。這階段硅烷的應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，強化合成材料的性能。多數技術開發(fā)和實踐是集中在玻璃纖維材料。并且，硅烷也被當作填料的粘合劑，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。硅烷生產企業(yè)發(fā)現，由于乙氧基硅烷比甲氧基硅烷的毒性小，易燃性小，因此生產的產品更安全。然而，乙氧基基團的反應比甲氧基基團反應慢，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，烷氧基基團的這些固有特性就不再成為問題。

成熟階段（2000～至今）

進入 21 世紀以來，硅烷偶聯劑合成路線發(fā)展迅速成熟，我國逐漸步入先進行列，生產、消費、出口躍居世界第一。在這一階段，市場上老的以及標準級別的產品競爭更加激烈。新產品開發(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，結果很有可能成為一個穩(wěn)定的水解的硅烷。混合的甲氧基和乙氧基硅烷提供了性能的互補，被用在電線和電纜中。并且硅烷新產品和新開發(fā)的聚合物能產生更好的相互作用。

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)細分市場

1、硅烷偶聯劑

硅烷偶聯劑是目前應用最廣、用量最大的偶聯劑，廣泛應用于無機物表面改性、熱固性樹脂基復合材料改性、熱塑性樹脂基復合材料改性，以及橡膠、涂料、膠粘劑和密封膠等中。硅烷偶聯劑是一種有機聚合物復合材料增強、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、擴鏈、交聯或功能化的合成特種單體。

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

2014-2021年中國硅烷偶聯劑產量

資料來源：智研咨詢整理

硅烷偶聯劑屬新材料有機硅領域精細化學品范疇，是國家重點支持的高新技術產品，廣泛用于軍工、建筑、化工、紡織、電子、電力、機械、復合材料、文物保護、生物工程等眾多部門和行業(yè)。隨著我國和世界經濟的發(fā)展，產品國內和國際需求量巨大，前景廣闊。

2、硅烷交聯劑

交聯劑也叫固化劑、硬化劑、熟化劑，它能使線型或輕度支鏈型的大分子轉變成三維網狀結構，以此提高強度、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。交聯劑是單組分室溫硫化硅橡膠的核心部分，是決定產品交聯機理和分類命名的基礎。

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

2014-2021年中國硅烷交聯劑產量走勢

 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劑產量約為0.89萬噸，約占功能性硅烷總產量的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量大幅上升至1.69萬噸。

2014-2021年中國其他功能性硅烷產量走勢

資料來源：智研咨詢整理

四、功能性硅烷產業(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品成本中占比較高，功能性硅烷行業(yè)與上述行業(yè)的關聯性較強。生產功能性硅烷產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品，其產品價格與原油價格具有較強的關聯性。

功能性硅烷產業(yè)鏈

資料來源：智研咨詢整理

1、乙醇

乙醇（俗稱酒精）是生產功能性硅烷產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、丙酮和其他多數有機溶劑混溶。

生產功能性硅烷產品采購乙醇主要為無水乙醇，目前國內生產無水乙醇主要采用傳統生物物質發(fā)酵工藝，部分企業(yè)開始采用經濟性較好的煤制乙醇技術生產無水乙醇。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)銷售收入統計

資料來源：國家統計局

2、金屬硅粉

金屬硅，又稱結晶硅或工業(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冶煉成的產品，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），其余雜質為鐵、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。金屬硅粉產品價格因市場需求、規(guī)格、質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。據中國有色金屬工業(yè)協會統計，2021年，我國工業(yè)硅產量261萬噸，同比增長24.3%。

2015-2021年中國工業(yè)硅產量統計

資料來源：中國有色金屬工業(yè)協會硅業(yè)分會、智研咨詢整理

功能性硅烷品種眾多，其用途主要根據官能團品種及結構決定，主要應用領域包括復合材料、橡膠加工、塑料、粘合劑、涂料及表面處理等領域。

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

中國功能性硅烷消費結構

資料來源：SAGSI

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

由于世界經濟發(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，與世界經濟的發(fā)展水平正相關，增長的動力主要來自于新興經濟體的需求帶動和新興工業(yè)應用領域的開發(fā)。未來五年內，傳統消費領域如橡膠加工、粘合劑、涂料和塑料加工等的需求仍將構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，復合材料領域將以較快速度增長。功能性硅烷應用領域主要包括：復合材料、橡膠加工、塑料加工、密封膠、粘合劑領域、涂料、金屬表面處理和建筑防水等，未來國內市場擴大動力主要為復合材料等應用領域。

五、競爭格局

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

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

國內功能性硅烷生產技術在實現早期突破后，雖然也在不斷進步中，但與國外先進生產技術、采購管理、主要生產工藝、環(huán)保措施、質量監(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將繼續(xù)呈現向行業(yè)內具備規(guī)模、技術、成本和產品優(yōu)勢的企業(yè)集中的趨勢，產品附加值進一步提升，行業(yè)結構進一步優(yōu)化，落后同質化產能將加速退出。

各類硅烷產量占比及生產企業(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原料、中間體、下游產品研發(fā)，生產和銷售的特種化學品公司。公司以安全環(huán)保為前提、以提質增效為導向、以技術創(chuàng)新為驅動，致力于功能性硅烷全產業(yè)鏈的研發(fā)、應用和產業(yè)化。公司通過持續(xù)的技術創(chuàng)新，探索出了一條以循環(huán)經濟發(fā)展功能性硅烷產業(yè)的特色路徑。

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

2020-2021年晨光新材功能性硅烷業(yè)務收入及毛利率

資料來源：公司年報

2021年江西晨光新材料股份有限公司產銷情況

資料來源：公司年報

六、發(fā)展趨勢

功能性硅烷的應用領域十分廣泛，主要應用于高技術含量的工業(yè)品中。由于世界經濟發(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，與世界經濟的發(fā)展水平正相關，增長的動力主要來自于新興經濟體的需求帶動和新興工業(yè)應用領域的開發(fā)。未來，傳統消費領域如橡膠加工、粘合劑、涂料和塑料加工等的需求仍將構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，復合材料領域將以較快速度增長。

以上數據及信息可參考智研咨詢（rainbowgiftswholesale.com）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》。智研咨詢是中國領先產業(yè)咨詢機構，提供深度產業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務等一站式產業(yè)咨詢服務。您可以關注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。