有机硅市场及技术调研报告样本.doc

有机硅市场及技术调研汇报二五年九月十四日一、有机硅概述1、概述美国Dow Corning企业于1943年建成全球第一套有机硅生产装置。在有机硅产品销售额中硅氧烷（硅油、硅橡胶、硅树脂）占9成以上。依据对硅氧烷产量统计：1947年为1000吨，1958年为1.12万吨,1968年为3.3万吨,1989年为30万吨,1997年为50万吨,为85万吨。中国有机硅市场发展很快，以硅氧烷计约有10万吨，硅油占45%，硅橡胶占39%，硅树脂占13%，以94年中国有机硅产品在各行业中消费百分比是：建筑29.5%,纺织22.4%,电子电气19.7%,轻工10.5%,石油化工10.4%,交通机械4.6%,其它2.9%。有机硅属合成树脂类化合物，在全球合成树脂类化合物1亿吨总产量中仅占不到1%，但有机硅产品销售额却高达65亿美元,占全球合成树脂总销售额(约800亿美元)7%，属于经典精细化工产品。2、有机硅定义有机硅化合物，是指含有Si-C键、且最少有一个有机基是直接和硅原子相连化合物，习惯上也常把那些经过氧、硫、氮等使有机基和硅原子相连接化合物也看成有机硅化合物。其中，以硅氧键（-Si-0-Si-）为骨架组成聚硅氧烷，是有机硅化合物中为数最多，研究最深、应用最广一类，约占总用量90%以上。 3、有机硅结构（1） Si原子上充足甲基将高能量聚硅氧烷主链屏蔽起来；（2） C-H无极性，使分子间相互作用力十分微弱；（3） Si-O键长较长，Si-O-Si键键角大。（4） Si-O键是含有50离子键特征共价键（共价键含有方向性，离子键无方向性）。因为有机硅独特结构，兼备了无机材料和有机材料性能，含有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基础性质，并含有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味和生理惰性等优异特征，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业，其中有机硅关键应用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、脱模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。伴随有机硅数量和品种连续增加，应用领域不停拓宽，形成化工新材料界独树一帜关键产品体系，很多品种是其它化学品无法替换而又必不可少。4、有机硅分类有机硅材料按其形态不一样，可分为硅油（硅脂、硅乳液、硅表面活性剂）、硅橡胶（高温硫化硅橡胶、液体硅橡胶）、硅树脂和硅烷偶联剂（有机硅化学试剂）四大类。有机硅产品基础结构单元(即主链)是由硅一氧链节组成,侧链则经过硅原子和其它多种基因相连.所以在有机硅产品结构既含有有机基团，又含有无机结构，这种特殊组成及分子结构使它集有机物特征和无机物功效于一身，含有耐高低温、耐气候老化、电气绝缘、耐臭氧、憎水、难燃、无毒无腐蚀和生理惰性等很多优异性能。和其它高分子材料相比，它最突出性能是优良耐温特征，介电性，生理惰性和低表面张力。5、有机硅应用有机硅产品关键分成硅油产品、硅橡胶产品、硅烷偶联剂及硅树脂四个品种。它们广泛应用于大家日常生活中各个领域，如用于计算机、手机和各类电器键盘导电按键、隐形眼镜、游泳镜和游泳帽、儿童用奶嘴、高层建筑玻璃墙粘接剂、医用人造器官、皮革、高级织物整理剂等等。 因为有机硅特殊性，它广泛利用于电子电气、建筑、化工、纺织、轻工、医疗等行业，应用有机硅关键功效包含：密封、粘接、润滑、涂层、绝缘、防潮防震、脱模、消泡等等。6、在电子和仪表工业上应用 、用作光导纤维涂覆保护材料作为光纤涂层涂料应含有以下性质：折光系数比石英芯低，光导系数比较高，对石英有较高得粘接力，性质不受环境条件（如温度、相对湿度等）改变影响，轻易涂在石英芯上。可作为光纤保护涂料有聚酯、聚酰胺、脲醛树脂、糠醛树脂、丙烯酸、环氧树脂和硅橡胶、硅树脂等。有机硅光纤用补强涂料是以低温硫化硅橡胶为基胶，配合使用交联剂、抑制剂及催化剂等配制而成。该涂料透明度高，流动性好，硫化时不释放小分子，含有良好机械强度而且耐热、耐寒、耐候、防潮、防震、无毒无腐蚀，是用作光纤涂层理想涂料。硅橡胶光纤保护涂料还有一个优点是易从光纤表面剥离做成光缆接线端，简化了在野外制备接头和终端工艺，节省了安装费。 、用于电子元器件灌封和涂覆保护室温硫化硅橡胶或有机硅凝胶用于电子电气元件灌封，能够起到防潮、防尘、防腐蚀、防震作用，并提升使用性能和稳定参数，而且其在硫化前是液体，便于灌注，使用方便。应用有机硅凝胶进行灌封时，不放出低分子，无应力收缩，可深层硫化，无任何腐蚀，硫化后成透明弹性体，对胶层里所封装元器件清楚可见，能够用针刺到里面逐一测量元件参数，便于检测和返修。室温硫化泡沫硅橡胶用于电子计算机内存放器磁芯板，经震动、冲击、冷热交变等多项测试完全符合要求。加成型室温硫化硅橡胶基础上制得耐燃灌封胶，用于电视机高压帽及高压电缆包皮等制品模制很有效。对于不需要进行密闭封装或不便进行浸渍和灌封保护时，可采取单组分室温硫化硅橡胶作为表面涂覆保护材料。通常电子元器件表面保护涂覆均用室温硫化硅橡胶，用加成型有机硅凝胶进行内涂覆。多年来，玻璃树脂涂覆电子电器及仪表元件应用较为广泛。 、用于半导体器件塑料封装半导体器件采取塑料封装替换金属和陶瓷封装，可大大降低元器件制造成本，减轻器件重量，缩小体积，有利于微型化，大大简化管壳制造工艺，提升生产效率，并适于机械化、自动化大量生产，所以受到普遍重视。现在电子工业采取封装塑料关键是环氧树脂和硅树脂两大类。环氧缺点是含极性基团，难以制得高纯度级，而且耐热性能较差，不能用于特殊场所。有机硅模压塑料缺点是价格较贵，机械强度比环氧低，对金属粘附力不如环氧好。国外发展了一个有机硅和环氧共聚产品，适合大容量传输模塑，并可在多种情况下高速模压。缺点是需在较低温度下贮存（小于4.4，搁置期为6个月），用前需升至室温。另外，这类材料催化体系和环氧和有机硅模塑料组分不相容，若模具或设备被其它模塑料污染，将会抑制其固化而发生粘连，故用前需清洗设备。 、用于电子产品导电连接器件导电硅橡胶连接器，由甲基乙烯基硅橡胶为胶料，加入导电填料及其它配合剂制成，用其连接电路有显著优点，如不需要焊接、不会损坏接触面、形成一层气密封闭、含有缓冲和防震作用、易于适应多个接触方法等，所以成为现代电子技术关键连接元件，广泛用于电子手表、电子计算机、仪表、自动控制板、家用电器上，如电子计算机导电胶键钮、微型弹性连接器、微波馈线法兰密封圈、导电硅橡胶胶辊等。另外，利用导电硅橡胶压敏特征，能够制造多种无触点开关和压敏电阻。、用作仪器仪表导热介质导热硅脂除含有通常硅脂优良性能外，更突出是低油离度（趋向于零）、更高导热性及热稳定性，可用作无线电功率晶体管和半导体晶体管填充热传导体，既绝缘又散热。、用作仪器仪表阻尼减震油硅油含有低粘温系数和蒸汽压，并含有吸收振动、预防振动传输性能，减震性能受温度影响很小，加之稳定性好、耐剪切和压缩、无毒无腐蚀、轻易得到多种粘度，所以广泛用于仪器仪表阻尼减震油和乳液。二、生产工艺步骤生产有机硅单体关键原材料是硅块、甲醇和氯化氢，现在世界上全部是采取沸腾床反应器（直接流化床）直接合成甲基氯硅烷单体，即硅粉和氯甲烷在催化剂作用下高温反应生成甲基氯硅烷混合物，经高效分馏获取目标馏分。有机硅单体经过水解（或醇解）和裂解、缩聚制得多种不一样有机硅产品。产品关键以有机硅单体为原料，采取不一样聚合手段和工艺，添加多种填料（如白碳黑等）和助剂制得制备硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷偶联剂原料是多种有机硅单体，由多个基础单体可生产出成千种有机硅产品。有机硅单体关键有：甲基氯硅烷（简称甲基单体）、苯基氯硅烷（简称苯基单体）、甲基乙烯基氯硅烷、乙基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、-氯丙基三氯硅烷和氟硅单体等。其中甲基氯硅烷最关键，其用量占整个单体总量90%以上，其次是苯基氯硅烷。任何高分子材料发展，关键在于单体技术发展。有机硅工业特点是集中单体生产和分散产品加工。所以，单体生产在有机硅工业中占关键地位，单体生产水平直接反应有机硅工业发展水平。日前.世界大有机硅生产厂商均采取直接流化床合成甲基氯硅烷.这是目前唯一成熟、实现了经济规模生产工艺技术。采取该工艺技术装置基础步骤均是以硅粉和一氯甲烷为原料.以活性铜粉为催化剂.在流化床中280300温度下合成混合单体，经过8个10个精馏塔分离出多种有用精单体.氯化氢回收循环使用。国外采取该工艺技术有机硅生产装置单台反应器能力通常在3万吨/年 5万吨/年,而装置总规模往往在10万吨/年以上。从生产技术上看，中国各有机硅生产厂均采取直接流化床合成甲基氯硅烷。中国外有机硅技术指标比较见表1。有机硅单体由硅粉和一氯甲烷反应合成，一氯甲烷是由甲醇和氯化氢脱水反应合成（CH3OH + HCl = CH3Cl + H2O），一氯甲烷和单质硅能够经过反应2CH3Cl+Si=Si(CH3)2Cl2得到制备有机硅最关键单体二甲基二氯硅烷。二甲基二氯硅烷经nSi(CH3)2Cl2 Sin(CH3)2n聚合得到有机硅。理论上每吨一氯甲烷消耗甲醇0.634吨,每吨二甲基二氯硅烷消耗甲醇0.496吨。现在，星火化工厂是中国第一套含有万吨级有机硅装置企业，这套装置也是中国唯一工业性试验装置，但和国外优异水平相比仍有较大差距。从工艺技术其它方而来看，还必需对以流化床反应器为关键甲基氯硅烷合成系统进行较长周期稳定运行，对催化体系、原材料质量标准及合成反应工艺条件等还需进行深入深入研究。表1中国外有机硅技术指标比较指标国外优异水平中国优异水平单机产量(万吨/年)101单体中二甲基氯硅烷质量分数/%8080原料消耗硅粉(kg/ml)240300氯甲烷(kg/ml)8001000流化床年运时间/h80001000三、有机硅在国外情况1、生产及消费情况现在全球多种有机硅产品总消费量折成聚硅氧烷约65万吨/年，占全球多种合成树脂总产量(1亿吨)0.65 % ;但有机硅产品销售额却高达65亿美元。占全球合成树脂总销售额(约800亿美元)7%。所以发达国家全部把有机硅材料作为二十一世纪新材料关键加以发展。表2 世界有机硅单体产量分布企业名称生产能力（万吨/年）%道康宁企业(美国)3523通用电气企业(美国)2215瓦克尔化货企业(德国)21信越化学企业(日本)1812罗地亚企业(法国)2215其它51341995年.全球有机硅单体年产量在100万吨/年以上。到单体总产量超出150万吨，其生产关键集中在占全球有机硅总生产能力70%以上美国、日本、德国和法国4个国家五大有机硅生产商。 表3 世界有机硅产品消费组成消费组成北美欧洲日本硅油464058弹性体515235硅树脂387.美国市场对有机硅产品需求继续以4%6%速度增加。有机硅工业通常以当地国民生产总值2倍3倍速度增加。尤其在汽车和建筑业市场。但最近这两个领域增速有可能减缓，而个人护理品和加工业方而用量因为引进全新性能则可能以两位数速度增加。以后几年，拉丁美洲和中东地域有机硅聚合物产品市场会以高于全球平均速度增加。美国和西欧是全球聚硅氧烷最成熟市场.但以后仍将会以高于其GDP速度增加。在亚洲.有机硅聚合物消费增加快速。聚硅氧烷和硅烷市场需求增加关键集中在除日木之外亚洲其它地域和国家。随即，亚洲增加趋势减缓甚至出现倒退.但日前又开始回升。能够估计.亚洲地域有机硅业务增加在全球仍将是最强劲。2、世界趋势世界几大有机硅生产厂商最近几年进行了一系列投资及吞并活动。1997年底.美国通用电器企业(GE)和拜尔企业在欧洲有机硅部门进行了合并，于1998年7月成立了新合资企业。美国通用电器企业(GE)和日本信越化学工业株式会社又于10月宣告双方签定合作协议，共同投资2.5亿美元在泰国亚洲工业园.建立亚洲最大有机硅厂，合资企业名称为亚洲有机硅单体，由GE东芝有机硅和日木有机硅生产厂商信越化学工业株式会社各拥有50 %股份.关键生产硅烷单体和硅氧烷。于第二季度动工，建成投产。四、有机硅在中国情况1、生产及消费情况中国有机硅生产厂中.既生产单体又生产聚合物综合生产厂有十余家.中国有机硅聚合物生产厂有百余家.其中几乎全部生产硅油及一次加工品(见表4)。表4中国有机硅生产厂家产品名称厂家数量生产能力(万吨/年)单体104.5硅油、硅树脂1001硅橡胶202.3硅烷偶联剂101 其中生产单体较大厂家关键有江西星火化工厂、吉化电石厂、四川成全部晨光化工研究院、北京一化、浙江新安江化工厂及蚌埠有机硅化工厂、上海树脂厂、川人化有机硅分厂、济南石化四厂、通化第五化工厂、旅顺有机硅化工厂和江西星海精细化工厂等几套小装置。、硅油在有机硅产品中.硅油生产工艺和应用技术全部比较简单生产设备投资少，回收经济效益快，产品应用范围也比较广。硅油关键是甲基硅油，还有甲基苯基硅油、扩散泵油、轻基硅油(年消费量200吨左右)。油漆涂料行业必需使用聚醚改性硅油作流平剂，以确保涂层光亮滑爽。日前油漆涂料行业约需流平剂1000 吨/年以上。生产聚氨醋泡沫，也必需使用聚醚改性硅油作为匀泡剂，这方面年消耗量也在100吨左右。纺织品需要经过憎水、柔软、滑爽、弹性、防霉和防静电等处理，普遍要用有机硅织物整理剂，年消耗硅油约在1400 吨左右。由甲基单体高低沸物做成有机硅破乳剂在石油破乳方而发展很快，现在年消费量约在1200吨以上。、硅树脂中国现有硅树脂生产厂约20余家.总生产能力约3000吨.其中近二分之一厂家是专业油漆厂或绝缘材料厂自行配套生产。关键生产以甲基苯基硅树脂为基料绝缘浸渍漆、耐热涂料和石母黏结剂等。有机硅综合生产厂生产以甲基硅树脂为基料玻璃树脂、高温涂料等，也生产甲基苯基硅树脂和甲基硅树脂。、硅橡胶中国硅橡胶生产厂有近20来家.总生产能力约2.3万吨/年，装置规模大全部在千吨以下，甚至百吨以下，开工率低下。据国家相关部门统计，中国硅橡胶年产量在3000吨4000吨。从有机硅橡胶制品来分析.仅1995年十二个月中国就消费了1.2万吨硅混炼胶，其中应用于模压制品(很大部分用作导电按键)，占了80%，热硫化橡胶除了用作按键以外.在显像管(年消费量约500吨左右)、游泳帽(年消费量约300吨左右)、复印机胶辊(年消费量约20吨左右)及印刷品染胶辊、医用制品等全部有应用。硅橡胶在电视、电缆附件、绝缘子和避需器等方而国外己有大量应用.中国还刚刚起步，以后必有巨大市场潜力。室温硫化胶关键是用作模具胶，能够用来制作工艺品、建筑装饰材料软模具，年消费量大约在吨以上，市场大多数集中于广东、江苏和浙江一带。、硅烷偶联剂硅烷偶联剂是目前发展最快品种之一，应用十分宽广。乙烯基二甲基硅烷和乙烯基二乙氧基硅烷大量用于交联聚乙烯电缆和交联聚乙烯管。哈尔滨化工研究所用醇解法建设了一套年产百吨生产装置，四川晨光化工研究院用钠缩正当建设了一套50吨/年装置.这还远远不能满足社会需求。中国现有有机硅产品约有500种，1999年中国有机硅行业产品产量近2万吨，1999年有机硅产品进口量约5.12万吨，除去有近吨出口外，1999年中国有机硅产品表观消费量在6.9万吨以上。由此能够看出.中国有机硅单体消耗量近几年以每十二个月20%以上速度递增，增加速度相当快(见表5)。假如把进口有机硅制品也计算在内，其消费量还要大。表5有机硅产品消费量（吨）产品名称有机硅氧烷695011120硅油D4/D51600025700非活性硅油29503760含氢硅氧烷13401710消泡剂600210工业密封胶180290乳化剂530860热硫化硅橡胶(HCR)1100013700胶890114300密封胶胶1270018700有机硅脂60100纸张柔软剂250400室温硫化硅橡胶(PC- RTV)15003100三甲基-氯硅烷13401710活性硅油8901430胺基硅油180290累计65371973802、中国发展趋势中国现有有机硅生产厂多达200余家.其中规模小、产品单一、无技术开发能力乡镇企业和个体户生产厂占了大多数，所以，即使中国有部分有机硅产品质量和水平和外国同类产品相近，甚至有些企业部分品种质量优于国外优异水平，但从总体来看，中国有机硅产品品种少、水平低、质量差且数量难以满足中国需求，这全部是无可争议事实。近几年来，国外很多大型化工企业向中国大量出口上百种类型有机硅制品，年增加相当可观。从总体上看，在以后一段时间内，中国有机硅产品生产应狠抓有机硅单体生产装置突破，确保有机硅产品原料起源和单体生产装置技术经济效益，同时要组织力量对有机硅产品加强开发力度，向中国市场提供急需符合应用要求和质量标准有机硅产品，以此来深入增强企业效益和产品竞争能力，在中国甚至国际市场上站稳脚跟，并深入发展。中国有机硅工业起步较晚，发展缓慢，虽说从单体到制品基础类型全部己开发出来，但至今规模小，产量低，技术经济指标落后，品种少，环境保护安全等方法欠佳，企业正面临挑战。由此可见.在以后相当长时间内中国有机硅需求有较大增加.供求矛盾也将越来越大.增加有机硅生产己势在必行。而中国想完全依靠中国技术和国外有机硅单体或中间体产品进行竞争.难度是很大。而且因为有机硅是高科技和高附加值产品，假如中国没有基础，想完全依靠国外优异技术来发展中国有机硅工业也是不现实。所以.必需先从中国有机硅生产技术突破着手，在此基础上立即吸收有机硅生产优异技术，增加有机硅单体生产，以满足中国有机硅产品市场不停增加需求。五、XX和有机硅产业素有“工业味精”美誉有机硅属于精细化工产品，含有高技术含量、高附加值特点。其市场产品用量即使较少，但应用领域很广。而且有机硅产品需求受宏观经济波动影响较小。有机硅单体关键原材料是金属硅、甲醇和氯化氢。而金属硅生产成本中50%以上是电能（见表6），比较适合XXXX企业生产，甲醇是XX煤化工中间产品，氯化氢是XX氯碱化工中间产品。新疆XX介入有机硅产业，含有一定原料和能源优势。（见图一）表6：金属硅生产单位成本（吨）预算表序号项目内容材料及消耗名称单位数量单价(元)金额(元)1原材料成本（1）电能KVA/H125000.3954940（2）硅石T375225（3）电极Kg0.1158250950（4）油焦T0.85880750（5）精煤T0.4850340（6）辅助材料T0.5200100（7）设备维修费3030（8）包装袋只14040（9）工资3503502折旧费1003企业管理费1004财务管理费505销售费用3006税费4504507办公费508商检费30累计8800硅石油焦烟煤硅粉电能煤碳煤气化甲醇氯碱化工氯化氢有机硅单体硅油硅橡胶硅树脂硅烷偶联剂图一 有机硅上游产业链示意图六、小结有机硅在全球表观市场消费量是65万吨/年，中国表观市场消费量在10万吨/年左右。有机硅单体全球需求150万吨以上，中国有机硅单体消耗量近几年以每十二个月20%以上速度递增。有机硅属于精细化工产品，和化工原料产品相比市场需求量较小，但产品附加值较高，利润率较高。而且产品需求受宏观经济波动影响较小。有机硅市场需求在以后几年里处于快速增加阶段。目录一、有机硅概述11、概述12、有机硅定义13、有机硅结构14、有机硅分类25、有机硅应用26、在电子和仪表工业上应用2、用作光导纤维涂覆保护材料3、用于电子元器件灌封和涂覆保护3、用于半导体器件塑料封装3、用于电子产品导电连接器件4、用作仪器仪表导热介质4、用作仪器仪表阻尼减震油4二、生产工艺步骤4三、有机硅在国外情况61、生产及消费情况62、世界趋势7四、有机硅在中国情况81、生产及消费情况8、硅油8、硅树脂9、硅橡胶9、硅烷偶联剂92、中国发展趋势10五、天富和有机硅产业11六、小结13目录14