乙烯基硅烷扩建项目行业发展分析

乙烯基硅烷扩建项目行业发展分析

一、市场分析（一）行业状况1、有机硅行业简况有机硅，即有机硅化合物，是指含有Si-C键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。有机硅材料是重要的工业基础原材料，素有“工业味精”之称，其性能兼具无机物和有机物的优势，拥有如耐高低温、抗氧化、耐辐射、介电性能好、难燃、脱膜、温粘系数小、无毒无味及生理惰性等性能，被广泛应用于建筑、交通运输、电子电气、化学工业、食品健康、医疗设施、个人护理、纺织、印刷、粘合剂涂层等领域。（1）硅橡胶所有橡胶品种中，硅橡胶具有最广的工作温度范围（-100～350℃），耐高、低温性能优异，按其硫化温度可分为室温硫化型、热硫化型两大类。前者主要应用于：密封剂、粘合剂、保形涂料、垫片、泡沫橡胶、模压部件、封装材料、电气绝缘、玻璃装配、医疗植入物、外科手术辅助材料、制模材料等；后者主要应用于：管材和软管、带材、电线电缆绝缘材料、外科手术辅助材料、阻燃橡胶件、穿透密封材料、模压部件、压花辊筒、汽车点火电缆和火花塞罩、挤压部件、医疗植入物、层压制品、导电橡胶、纤维涂料、泡沫橡胶等。（2）硅油硅油是无色（或淡黄色）、无味、无毒、不易挥发的液体，具有卓越的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性和较小的表面张力，常用作高级润滑油、防震油、绝缘油、液压油、热传递油、真空扩散泵油、消泡剂、脱模剂、疏水剂、油漆添加剂、抛光剂、隔离剂及日常生活用品添加剂、表面活性剂、颗粒和纤维处理剂、硅脂、絮凝剂等。日常生活中以甲基硅油最为常用，洗发水中加入乳化硅油可提高毛发的润滑度等。（3）硅树脂硅树脂是一种热固性塑料，它最突出的性能之一是优异的热氧化稳定性，在250℃高温下加热24小时后，仅失重2～8%；另一突出的性能是优异的电绝缘性能，在常温下能保持其良好的绝缘性能，主要用于制作高温涂料、封装材料、接合涂料、清漆、绝缘漆、压敏胶、层压树脂、脱膜剂、粘合剂、砖石防水剂等。（4）功能性硅烷从结构上来说，通常将主链为-Si-O-C-结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。从功能上来看，功能性硅烷多为杂交结构，多数产品在同一个分子中同时含极性和非极性两类官能团，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；按用途可分为硅烷偶联剂和硅烷交联剂两大类。硅烷偶联剂：是一类分子中同时含有两种不同化学性质的有机硅化合物，用以改善聚合物与无机物实际粘接强度，这既可能是指真正粘接力的提高，也可能是指浸润性、流变性和其它操作性能的改进。偶联剂还能对界面区域产生改性作用，以增强有机相与无机相的边界层。通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起“分子桥”，把两种性质悬殊的材料连接在一起，形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层，提高复合材料的性能和增加粘接强度。硅烷偶联剂广泛运用于胶黏剂、涂料和油墨、橡胶、铸造、玻璃纤维、电缆、纺织、塑料、填料、表面处理等行业。常见的硅烷偶联剂如：含硫硅烷、氨基硅烷、乙烯基硅烷、环氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。硅烷交联剂：是指含两个或两个以上硅官能团的硅烷，能在线型分子间起架桥作用，从而使多个线型分子或轻度支链型大分子、高分子相互键合交联成三维网状结构，促进或调解聚合物分子链间共价键或离子键的形成。交联剂是单组分室温硫化硅橡胶的核心部分，是决定产品交联机理和分类命名的基础。根据缩合反应产物的不同，可以把单组分室温硫化硅橡胶分为脱酸型、脱酮肟型、脱醇型、脱胺型、脱酰胺型、脱丙酮型等不同类型。（二）功能性硅烷行业发展现状我国已经成为世界最大的功能性硅烷生产、出口和消费国。国内功能性硅烷企业产品优势愈加明显，进口替代效应显著。1、全球功能性硅烷行业发展状况根据全国硅产业绿色发展战略联盟（SAGSI）《功能性硅烷市场年度报告》（2019版），2018年全球功能性硅烷产能约为59.6万吨/年1（不含中间体），产量约为41.5万吨，产能利用率为69.6%，产能、产量同比分别增长4.2%和10.4%，主要增长动力来自中国。2019年由于我国自发的经济结构调整仍在进行，功能性硅烷产能仍将增长，预计2019年全球产能为62.1万吨，2023年全球产能为76.2万吨，2018-2023年均增长约5.0%。同时，预计2019年全球功能性硅烷产量为43.9万吨，2023年全球功能性硅烷产量可以达到约53.8万吨，2018-2023年均增长约5.3%。功能性硅烷的应用领域十分广泛，主要应用于高技术含量的工业品中。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。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。2、我国功能性硅烷的供给与需求情况据相关资料统计，人均GDP水平与人均有机硅消费量基本呈正比关系，而且低收入国家有机硅需求增长对收入增长的弹性更大。未来随着经济的发展，新兴区域有机硅市场需求潜力较大，我国将成为主要的有机硅需求增长区域。2018年，我国有实际生产的功能性硅烷厂家40多家，合计产量约为25.70万吨（不含中间体）。2013-2018年，我国功能性硅烷产能由23.9万吨/年迅速增长到39.79万吨/年，年均增长10.7%；产量也从14.02万吨提高到25.70万吨，年均增长12.9%；开工率从2006-2010年间的60%以上逐步降低至2010-2017年间的60%以下，2018年又上升至64.6%。化工行业安全和环保要求的提高和政府积极推动供给侧结构性改革推动了功能性硅烷行业的升级，大型化、一体化和区域化的特征逐渐明显。随着新能源汽车、复合材料和表面处理等新兴市场的逐步成熟，预计2023年中国功能性硅烷总产能将达到56.4万吨，总产量将达到38.9万吨。2018年我国功能性硅烷消费总量约为17.10万吨。预计2018-2023年我国功能性硅烷消费年均增长约10.2%，2023年国内消费达到27.78万吨。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，未来国内市场扩大动力主要为复合材料等应用领域。3、功能性硅烷产品价格变化趋势受益于安全、环保政策的持续收紧和供给侧结构性改革的进一步深化，功能性硅烷行业的供需格局得到了有效改善。2017年下半年开始，功能性硅烷主要产品价格呈现上升趋势，市场景气度较高。2018年，功能性硅烷企业整体开工率较高，原材料供给较为充足，下游需求旺盛。2019年，受中美经贸摩擦和国内经济下行压力等因素影响，功能性硅烷产品价格下降幅度较大。总体而言，社会对工业产品安全、环保等性能品质的需求不断提升将会进一步刺激功能性硅烷产品在下游行业的应用，需求面较为稳固。二、行业发展及市场前景分析（一）行业与上下游行业之间的关联性及影响1、功能性硅烷产品的产业链情况功能性硅烷基础原料指用作生产功能性硅烷中间体的的基础化学品，主要为三氯氢硅作为代表。三氯氢硅的主要原料为硅粉和氯化氢，硅粉市场供应较为充足，氯化氢由液氯和氢气制备而成，也可由氯碱企业配套供给，三氯氢硅供应市场化程度较高、竞争较为充分，产品价格主要受上游原材料价格以及下游需求影响。功能性硅烷中间体指为生成功能性硅烷成品所投入使用的由功能性硅烷基础原料反应生成的中间品种，如γ-氯丙基三氯硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷，中间体可以对外销售，亦用作下游成品的生产。功能性硅烷生产过程中所用中间体的纯度及杂质组分将影响功能性硅烷成品的性能，中间体稳定性和产品质量是功能性硅烷生产企业的重要技术壁垒。功能性硅烷成品由功能性硅烷中间体反应生成，主要包括含硫硅烷（如Si-69、Si-75）、交联剂（如四乙氧基硅烷）、氨基硅烷（如γ-氨丙基三乙氧基硅烷）、乙烯基硅烷（如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷）、环氧基硅烷（如γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷）、甲基丙烯酰氧基硅烷（如γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷）等。2、上游行业功能性硅烷上游行业主要为乙醇、氯丙烯、烯丙基缩水甘油醚及金属硅粉等化工行业，由于原材料在功能性硅烷产品成本中占比较高，与上述行业的关联性较强。（1）乙醇乙醇（俗称酒精）是生产功能性硅烷产品过程中的重要原材料之一，乙醇主要为无水乙醇，目前国内生产无水乙醇主要采用传统生物物质发酵工艺，部分企业开始采用经济性较好的煤制乙醇技术生产无水乙醇。预计2020年无水乙醇用量将达到1,200万吨，市场容量也将达到600多亿元。（2）氯丙烯、烯丙基缩水甘油醚功能性硅烷产品采购主要原材料氯丙烯和烯丙基缩水甘油醚是石油衍生品丙烯的下游产品，其产品价格与原油价格具有较强的关联性。国际原油价格受需求、供给、美元指数及国际区域政治局势影响，总体处于上升趋势。（3）金属硅粉行业金属硅又称工业硅，由石英与焦炭等还原剂在电弧炉中冶炼提纯得到。我国是全球主要的金属硅产地，金属硅粉生产工艺相对简单，技术门槛较低，生产企业较多且主要以中小企业为主，供应较为充足，行业竞争较为激烈。由于生产过程高耗电，因此金属硅企业多集中于电力成本较低的新疆或者水电资源丰富的云南和四川等地。金属硅粉产品价格因市场需求、规格、质量等因素的不同而存在差异。（二）下游行业及其需求分析功能性硅烷品种众多，其用途主要根据官能团品种及结构决定，主要应用领域包括复合材料、橡胶加工、塑料、粘合剂、涂料及表面处理等领域。1、橡胶加工领域含硫硅烷广泛运用于“绿色轮胎”中，可降低轮胎滚动阻力并提高轮胎的抗湿滑性能，从而更加节能和安全，最常用的产品有Si-69和Si-75。在欧盟、日本、韩国、美国、巴西等地，政府通过轮胎标签法等形式强制推广绿色轮胎，使其迅猛发展。2016年4月，中国汽车绿色轮胎等级认证（C-GTRA）在中国国家认证认可监督管理委员会的指导与支持下成功发布。作为国内第一个汽车轮胎绿色产品认证项目，为国内绿色轮胎行业明确了生产方向。近年来，政府先后出台了多项绿色轮胎产业政策，引领轮胎工业的绿色制造及消费，推动轮胎产品的升级换代。2018年整体轮胎市场绿色化率接近30%，而这一数字在2010年仅为2%左右；预计到2023年，绿色轮胎将占到全国轮胎市场的50%以上。同时，新能源汽车市场增长迅猛，工信部明确表示，全面提高新能源汽车渗透率。2018年，我国新能源汽车产销量分别为127万辆和125.6万辆，比上年分别增长59.9%和61.7%。2018年我国橡胶加工行业消费含硫硅烷合计约为5.80万吨，同比增长约9.8%，其中轮胎行业消费量5.66万吨，其他橡胶制品消费约0.14万吨。考虑到国内绿色轮胎法规的逐步实施以及新能源汽车市场逐步成熟，预计2018-2023年期间该领域对功能性硅烷的需求量将保持约8.4%的增长率，2023年将达到8.5万吨。2、密封胶、粘合剂领域功能性硅烷还广泛用作环氧、聚氨酯、聚乙烯醇缩丁醛及丁腈橡胶的粘合黏合剂，聚硫、聚氨酯、丙烯酸、氯丁、丁基以及硅橡胶等密封胶的增黏剂，它可有效提高橡胶或树脂对各类基材，包括玻璃、混凝土、石料、合金等的干态黏接力，还能改善其湿态黏接保持率。目前，我国胶粘剂生产企业已达1,500多家，品种超过3,000种，已成为我国化工领域中发展最快的重点行业之一。2018年我国胶粘剂和密封剂全国产量约为832万吨，同比增长约6.7%。2018年我国密封胶、粘合剂领域消耗功能性硅烷约2.99万吨，同比增长6.7%。预计2018-2023年期间该领域对功能性硅烷的需求量预计年均增长6.7%，2023年达到4.3万吨。3、复合材料领域功能性硅烷在纤维增强复合材料中的应用非常成熟。复合材料此前主要用于玻璃纤维复合材料，即玻璃钢制品等。近年来，复合材料迎来大发展，各种高强度和特种增强纤维以及树脂材料、碳纤维、金属材料、粉体材料不断涌现，功能性硅烷在复合材料发展中的重要作用得以更多显现。从全球角度来看，玻纤制品下游需求主要集中于建筑与交通领域，总占比60%，分别占比32%和28%；从我国角度出发，下游需求分布较全球更为均匀，主要领域为建筑、交通、电子电器以及工业领域，占比分别为34%、16%、21%以及10%，国内的能源、环保及其他需求合计占比约7%。玻纤用途广泛，在建材、石化、汽车、印刷电路板、风电叶片、电子电气、新能源等领域中有大量应用，需求增长与宏观经济具有同步性。随着高新技术的发展，传统工业材料的更新换代，未来10-20年，玻璃纤维替代钢、铝、木材、PVC等传统材料，将导致全球玻璃纤维行业产值至少增长4倍以上。未来10-20年玻纤替代钢材占比或超过50%。2018年，我国玻纤总产量约为447万吨，同比增长9.6%。2018年碳纤维和碳纤维复合材料的市场继续保持强劲增长。航空航天、风电叶片和汽车应用各占市场的1/5左右，其余包括体育用品、注塑成型复合材料的配混料、压力容器、建筑和基础设施加固、模具、船舶、石油和天然气以及其他较小的终端应用。近年来，碳纤维的需求量每年以10%至15%的速度增长，预计未来几年将保持这种增长速度。2018年中国碳纤维产量约为6,580吨，同比增长19.6%。据SAGSI统计，2018年我国复合材料领域对功能性硅烷的需求量合计约为2.08万吨，同比增长13.1%。预计2018-2023年期间年均增长11.7%，2023年预计可达到3.6万吨。4、塑料加工领域未经交联的聚烯烃材料耐热性、机械性能和耐环境应力开裂性能较差，限制了其在许多领域中的应用，通过交联改性可提升材料的这些性能。在塑料加工领域，其交联方法主要有辐照法、过氧化物法及硅烷法3种。硅烷交联法因工艺设备简单，效果优异，而为许多电缆料生产厂家所采用。用于交联聚烯烃的主要硅烷品种为乙烯基硅烷，一般认为，交联剂用量在0.8%-3.0%左右（质量分数）。交联聚乙烯主要用作生产电力电缆料，目前正在大量取代聚氯乙烯电缆料。交联聚乙烯还用于生产交联PE管材，用于太阳能热水管、室内取暖用地暖管线等。2018年，中国硅烷交联聚乙烯管材产量约为98万吨左右。近年来，有机/无机杂化纳米复合材料成为一个新的应用热点，它主要通过溶液-凝胶法制备的杂化纳米粉体，兼具橡胶和塑料的特性。这种利用乙烯基硅烷表面处理的纳米粉体可以大大提高聚合物材料的性能。据SAGSI统计，2018年用于交联聚乙烯的功能性硅烷需求量为1.96万吨，增长约15.1%。预计2018-2023年期间需求量年均增长11.8%，2023年达到3.6万吨。5、涂料、金属表面处理及建筑防水功能性硅烷还