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加成型液态硅橡胶行业发展现状
时间:2019/1/13 18:21:33  浏览:

1、 主要技术

加成型液体硅橡胶(Liquid Silicone Rubbe,简称LSR)是利用过度金属的络合物(铂、镍、铑等)作为催化剂,使Si-H和Si-CH=CH2之间形成架桥而得到硅橡胶弹性体的一类新型硅橡胶品种。

20世纪70年代初,国外开始研究满足注射成型工艺的液体硅橡胶。但是由于各方面技术都不成熟,仅可以适合挤出成型工艺。80年代是液体硅橡胶发展较慢的时期,主要有几个技术问题一直难以解决,一是保证良好的流动性和高强度的矛盾;二是如何保证无料混合以后有足够的操作时间不交联;三是模具设计水平的限制。
90年代,是液体硅橡胶大发展的时代,首先,大量使用MQ型硅橡胶解决了硅橡胶流动性和强度的矛盾;其次,交联抑制剂的技术也不断改进,由单纯使用炔醇化合物,发展到使用炔醇与含SiH聚硅氧烷的加成产物,铂微胶囊技术也有很大的进步;第三,模具设计的冷流通模组技术也为液体硅橡胶在工艺上扫平了道路。
90年代以后,硅橡胶的品种开始向多样化发展,目前几乎所有高温硅橡胶的品种,液体硅橡胶都有,而且其性能优于室温硫化硅橡胶(HTV)。这就为液体硅橡胶的应用拓宽了空间。

就目前而言,液体硅橡胶在国际市场上生产厂家主要有美国Dow Corning(道康宁)公司、GE(迈图收购)、日本Shin-Etsu(信越)、德国WACKER(瓦克)公司、罗地亚(Rhodia)有机硅公司等,国内生产厂家主要有成都晨化及深圳森日公司。
1941 年美国GE公司直接合成甲基氯硅烷,同年道康宁(DowCorning)公司建成第一套甲基氯硅烷装置,揭开了有机硅工业的序幕。有机硅具有耐高低温、防潮、耐气候老化、生理惰性等优异性能,有机硅产品与国民经济的各个领域息息相关,对高科技产业发展和产业结构优化升级发挥着日益重要的作用,广泛应用于电子电器、建筑、医药、日用化工、石油、轻工、冶金、机械、纺织等领域,是一个在国计民生中占有重要地位的产业。有机硅产品链可分为原料、单体、中间体、产品及制品四个环节。有机硅产业链如下图所示:

加成型液态硅橡胶行业发展现状

图1  有机硅产业链

有机硅产品产业链的上游以硅粉和氯甲烷为原料合成得到二甲基二氯硅烷等几种最具工业价值的有机硅单体,有机硅单体的生产工艺流程长、技术难度大,属技术密集型、资本密集型产业,其生产水平和装置规模是衡量一国有机硅技术水平的重要依据。有机硅单体通过水解、裂解等工序进而制成以硅氧烷为代表的有机硅材料中间体,中间体进一步合成得到硅油、硅橡胶、硅树脂、硅烷偶联剂等四大类有机硅深加工产品。在四大类有机硅深加工产品中,硅橡胶产量最大,在有机硅产品构成中占60~70%。

从有机硅深加工产品的下游应用行业的发展趋势来看,随着全球煤炭和石油资源的日益减少,有机硅产品替代传统石油化工的趋势越来越明显增加,其应用领域除了建筑、电力、机械加工、纺织、皮革、日用品、个人护理用品、医药等传统领域外,近年在太阳能、风电、高铁、汽车、电子信息技术、医疗卫生以及高端制造、节能环保等产业中的应用也不断拓展。
表1  液体硅橡胶应用一览

序号应用利用的特性主要应用范围
1建筑工业耐老化,着色、粘接性用作公路接缝的密封剂;高层建筑物嵌板、幕墙和内墙接缝的密封;厨房瓷砖周围空隙的填平和浴盆、水斗、便池周围的密封等。
2电子、电器工业耐疲劳、耐高温、耐侯、耐臭氧电脑、电话、传真机、各种电器键盘的按键;绝缘子将取代陶瓷制品用于输电线路;电视机阳极罩、高压保护罩、高压引出线等
3汽车工业耐高温、耐疲劳、粘接性汽车点火线、火花塞保护罩、加热及散热器软管、消声器衬里、加油泵、进油阀等;现场成形的密封垫圈、汽车档风玻璃、门窗框架、反光灯、排气管及易受水淋设备的粘接密封。
4医疗卫生无毒、生理惰性、耐老化婴儿奶嘴、各种医疗用软管、插管、整容修复、人造器官、药物胶囊隐型眼镜和人工角膜、齿科印模材料、防噪音耳塞等
5电缆工业电绝缘性、耐侯、防潮用绝缘型高温硅橡胶制作的电缆有电力电缆、船舶电缆、航空电线、点火电缆、加热电缆、原子能电缆等
6航空工业耐高低温、耐臭氧、耐疲劳、耐辐射用作飞机和宇宙飞船的各种胶管、 氧气面罩、 密封垫圈、缓冲防震层、开关护套等。
7其他方面选择性透气不粘、耐水蒸汽透气性薄膜、太阳能光伏电池板的密封粘接、边框的密封、风能发电机螺纹锁固及定子槽口密封粘接;风机变速箱的平面密封、高压锅密封圈胶管、胶条、胶辊、胶布等

2、行业与上下游行业之间的关联性
(1)主要上下游行业
表2  行业上下游行业表

上游行业本行业下游行业
有机硅单体液体硅橡胶电子电器、建筑、办公设备、交通运输、医药、食
  品加工和日用化工等

硅橡胶行业的产业链上主要包括原材料(硅氧烷)供应商,有机硅加工制造商,新材料行业客户。行业上游为硅氧烷原料供应商,生产有机硅单体,主要为甲基氯硅烷(简称甲基单体)、 苯基氯硅烷等。

聚硅氧烷主要生产商为美国道康宁(产能 56.3 万吨/年)、德国瓦克化学(产能 27.7 万吨/年)、中国蓝星(产能 25.5 万吨/年)、美国迈图高新材料( Momentive,产能 24.8 万吨/年)、日本信越( Shin-Etsu, 产能 19 万吨/年)、中国新安(产能11.3 万吨/年)。 2014 年这 6 家企业硅氧烷产能合计 164.6 万吨/年,占全球总产能的 68.2%。 2014 年,中国有机硅单体生产企业共 15 家,总产能达 113.5 万吨/年(折硅氧烷),产量为 70.2 万吨(折硅氧烷),产能和产量分别同比增长 14.0%和 9.5%。 2014 年世界主要硅氧烷产能及分布统计见下图:


加成型液态硅橡胶行业发展现状

图2  2014 年世界主要硅氧烷产能及分布

2002-2014 年中国甲基单体产能、产量统计及预测见下图:

加成型液态硅橡胶行业发展现状

图3  2014 年世界主要硅氧烷产能及分布


(2)行业与上、下游行业之间的关联

就整个有机硅行业来说,与上游行业的关联性较低,上游行业的主要影响体现在本行业采购成本的变化。从整体上看,上游行业基本属于竞争性行业,上游行业的产能、需求变化对有机硅行业自身发展的影响较小,在产品成本构成中不具有决定性作用。随着国内上游行业的不断发展,目前,有机硅行业所需的大多数原材料都可以从国内得到充足的供应。下游行业对有机硅行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,下游需求的变化直接决定了有机硅行业未来的发展状况。
3、有机硅产业发展现状及发展趋势
(1)行业发展现状
有机硅产品应用领域极其广泛, 各大门类下单个牌号的有机硅产品产量都比较小,用户也比较分散,形成了单体集中生产,下游分散加工的行业特点。以全球最大的有机硅企业美国道康宁为例,其有机硅业务中没有一个产品或客户在其销售额中所占比例超过 3%,而国内目前较大的几家有机硅生产商如宏达新材、天回新材及天赐材料等有机硅业务中均没有一个产品或客户在其销售额中占比超过5%。这一特点决定了有机硅行业的技术服务性非常强,企业的经营是以客户需求为导向不断开发新产品。在新的市场形成后,企业与客户之间倾向于形成相对稳固的联系,从而形成新的技术应用壁垒。由于有机硅高端产品研发难度大,技术壁垒高,行业景气度比一般行业更长。
(2)产业一体化
目前全球主要有机硅生产厂商均采用上下游一体化生产模式,即在从事有机硅单体规模化生产的同时又生产硅油、硅橡胶等有机硅深加工产品。国内仅有星新材料、新安化工、宏达新材等少数几家形成完整的产业链,对于国内有机硅行业来说,有机硅单体生产企业向下游有机硅产品延伸与有机硅产品生产企业向上游有机硅单体延伸是行业发展的趋势。
(3)行业集中度提高
随着产业结构调整导致的需求波动、市场竞争导致的产能集中与转移、安全环保因素导致的减产等因素,个硅氧烷制成品生产均呈现明显的向龙头企业集中的趋势,产能增速明显放缓,企业数量总体呈减少趋势,设备大型化和自动化水平提高。
按不同下游行业来看,硅油行业目前受到纺织行业需求不振,以及日化行业硅油安全性风波的影响,总体需求减缓,挤压了原本数量较多的中小型企业的市场容量,市场重组过程加快。液体胶市场需求分散但增长较快,在华南、华东地区涌现较多中小企业,生产旺盛。高温胶和液体胶市场经过多年的发展,已经涌现出龙头企业,且龙头企业之间对市场主导权的争夺越演越烈,大量的中小型企业则因成本和质量原因逐渐被边缘化。
4、所处行业市场规模
有机硅是一种新型高分子合成材料,因其具有耐高低温,耐气候老化,电气绝缘,生理惰性等特点,广泛的应用于诸多工艺领域,在国计民生中占有重要的产业地位。有机硅橡胶是以有机硅为原料的深加工产品,也是目前产量最大的深加工产品,占到有机硅深加工产品的60-70%。有机硅产品的消费水平与经济发展水平密切相关,美国是全球最大的有机硅制品消费国,约占全球有机硅产品市场的35%,其次是欧洲,约为33%,日本占15%左右。由于工业结构的不同,世界各国的有机硅消费结构有一定的差异。尽管发达国家的硅橡胶市场己较为成熟,但随着新用途的不断开发,未来硅橡胶的消费量仍将以较快的速度增长。
(1)世界有机硅生产
世界第二大咨询公司MarketsandMarkets发布的最新报告显示,2015年到2020年期间,全球有机硅市场年复合增长率将达6%,到2020年全球有机硅市值将超200亿美元。

加成型液态硅橡胶行业发展现状

图4  世界硅橡胶产量(按纯硅氧烷计算)   单位:万吨


  2014年全球聚硅氧烷消费量约为170万吨,其中硅油、硅橡胶、硅树脂分别占比为40%、56%和4%。硅橡胶消费依旧遥遥领先。
(2)中国有机硅的生产
中国硅橡胶发展的较为成熟,市场需求量较大,发展速度也较快。而硅油一直保持较为稳定的发展速度,生产量和消费量逐年增加,纺织行业增速的放缓某些程度上影响了硅油的消费速度。硅树脂产品特别是高品质硅树脂产品却出现供不应求的情况,其应用不断开拓中。2014年中国主要聚硅氧烷产品生产统计见下表:
表3  2014 年主要聚硅氧烷产品生产统计(实物量)
单位:万吨/年,万吨

名称产能产量开工率(%)
高温硫化硅橡胶55.6 36.6 65.8 
室温硫化硅橡胶76.7 48.0 62.6 
液体硅橡胶4.6 2.3 50.5 
硅油22.5 19.8 74.8 
硅树脂及其他4.0 3.2 80.0 

有机硅橡胶按产品状态可分为固体硅橡胶和液体硅橡胶两大类。在两类有机硅橡胶中,液体硅橡胶相比固体硅橡胶具有明显优势,例如能耗低,工效高,物理性能及电性能好,生产场地小,可现场施工。液体硅橡胶在很多应用领域正逐步替代固体硅橡胶成为有机硅橡胶的主导产品。液体硅橡胶应用领域广泛,产品性能较固体硅橡胶产品优越,市场前景较为广阔。目前全球液体硅橡胶的年产量约为10万吨,每年以不低于10%的速度增长。中国液体硅橡胶的年消费量已从2003年的3千吨发展到2014年的2万吨,近年来中国的液体硅橡胶需求量的年均增长率一直保持在较高水平,已经成为世界上最主要的消费市场。随着一些高端硅橡胶制成品向中国转移,我国高端硅橡胶的需求在未来三到五年内将以30%的速度快速增长。

加成型液态硅橡胶行业发展现状

图5  2009年-2014年中国LSR产能、产量及开工率   单位:万吨

  中国液体胶生产企业近十家,但规模都不大。较大的企业如森日材料和广东聚合等,另外一些实力比较雄厚的企业也开始逐步进入液体硅橡胶领域,例如新安化工、江苏宏达等。液体硅橡胶虽然起步较晚,但是在硅橡胶领域中却是发展最快的产品。据SAGSI调研估计,2013年中国液体胶的产能约3.67万吨,产量约1.77万吨,产能和产量分别同比增长56.2%和17.2%。2009年-2014年中国LSR产能、产量及开工率如上图,主要生产厂家如下表:
表4  2014 年中国主要液体胶生产厂家

序号公司
1森日材料
2广东聚合
3道康宁(张家港)
4江西星火
5新安化工
6东莞新东方
7安徽裕虹
8广东标美
9信越有机硅(南通)
10其他

(3)中国有机硅产品消费现状
表5  2006-2014年中国聚硅氧烷消费增长情况及预测
单位:万吨

年份消费量缺口需求增长率自给率
200625.7 13.7 15.3 46.7 
200730.8 15.8 19.9 48.7 
200836.3 14.3 18.0 60.6 
200940.0 13.0 10.2 67.5 
201047.1 13.9 17.8 70.5 
201156.0 9.6 18.9 82.8 
201261.8 5.1 10.7 91.7 
201368.7 4.6 11.0 93.3 
201472.5 1.3 5.5 98.2 
2015E76.0 0.0 4.8 100.0 

自2012年以来,受全球经济下滑以及中国产业结构调整的影响,中国聚硅氧烷消费增速大幅回落,市场结构变化明显。据 SAGSI 统计,2014年,中国聚硅氧烷消费量约为72.5万吨,同比增长5.5%,是近几年最低增速。其中,高温硅橡胶、室温胶、 液体硅橡胶、 硅油、硅树脂及其他领域分别占聚硅氧烷消费总量的约31.7%、33.3%、2.0%、7.3%、4.4%。

加成型液态硅橡胶行业发展现状

图6  2014 年中国聚硅氧烷在各领域的消费比例

液体胶是近年来发展较快、档次较高、产品技术含量较大、且具有较高附加值的一类硅橡胶品种,与室温胶相比,具有硫化过程不产生副产物、收缩率较小、能深层硫化的优点,在高温下的密封性也优于室温胶。其相对粘度低,特别是和制造小件产品。众多的优点使得它在汽车、电子电器、医疗保健、机械工程得到了广泛的应用。

加成型液态硅橡胶行业发展现状

图7  2014年我国LSR在各领域的消费情况

  得益于材料、设备和工艺的改进与革新,LSR逐渐摆脱了小众需求的现状,扩大了应用领域。目前LSR主要应用在孕婴用品、医疗保健、电子领域等。近几年中国LSR胶需求量及2013需求量的预测见下表
表6  2006~2013年中国LSR的需求情况

年份20092010201120122013
消费量(%)1.21.41.51.651.94
缺口(万吨)0.750.850.850.140.17

(4)液体硅橡胶产品进出口量
2013年中国进口液体硅橡胶约5030吨,同比下滑20.5%;出口液体硅橡胶约3330吨,同比下滑32.3%;市场缺口约1700吨。2013年中国液体硅橡胶月度出口量保持在200吨以上,比2012年有增长,2月受春节影响,出口量较低。2013年中国液体硅橡胶出口主要面向中国香港、泰国、美国、印度、土耳其、中国台湾等国家和地区,经由拱北海关、深圳海关、上海海关、南京海关、黄埔海关等海关报关,各海关出口报关数量分别占出口总量的32%、28%、18%、11%、7%。2013年我国主要LSR出口企业有:广东聚合有机硅材料有限公司、深圳市森日有机硅材料股份有限公司、迈图高新材料(南通)有限公司、道康宁(中国)投资有限公司、东莞宝顺硅胶制品有限公司等LSR生产和贸易企业。
2013年中国液体胶的进口主要来源于日本、德国、中国台湾、法国、泰国、美国等国家和地区,较为分散。2013年中国液体硅橡胶进口主要经由黄埔海关、上海海关、深圳海关、福州海关、天津海关、青岛海关等海关,各海关分别占进口总量的45%、25%、10%、6%、5%和3%。2013年中国主要LSR进口企业包括东莞捷讯橡胶有限公司、蓝星有机硅(上海)有限公司、福清昭和精密电子有限公司、东莞众亿硅胶制品有限公司、道康宁(中国)投资有限公司、东莞荒井橡胶制品有限公司、东莞雅士电子有限公司、瓦克化学(中国)有限公司等橡胶制品和贸易企业。



本文作者国联证券  李娟




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