2021年中国功能性硅烷产量、政策和产业链分析[图]

一、定义与分类

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、硅烷交联剂和其他功能性硅烷三大类：

功能性硅烷按照用途分类

资料来源：智研咨询整理

功能性硅烷的生产工艺主要有间接法工艺和直接法工艺。硅烷偶联剂的主要生产方式为间接法。间接法以三氯氢硅为主要原料，与甲醇、乙醇、氯丙烯、乙炔等原料分别进行反应，生成三烷氧基硅烷、氯丙基三氧硅烷、乙烯基三氧硅烷、丙基三氧硅烷等中间体。中间体再与甲基丙烯酸钠、烯丙基缩水甘油醚、多硫化物、液氮、甲醇、乙醇、丁酮肟等分别进行反应，可以得到各种功能性硅烷，如环氧基硅烷、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。间接法的优点是产量较大且可以将部分副产物进行循环利用，如氯化氢的循环利用。但间接法的生产流程较长，原材料及设备投入较大，还存在氯的污染以及腐蚀问题。晨光新材、宏柏新材、荆州江瀚、新安股份是用间接法工艺的主要企业。

硅烷生产工艺流程

资料来源：公司官网

二、硅烷行业发展历程

早期阶段（1955～1985 年）

烷基和有机硅烷在早期发展非常缓慢。最初是甲基、乙烯基和氨基的硅烷，然后出现的是环氧基的、异丁烯酰基和巯基的。这阶段硅烷的应用包括作为玻璃纤维和矿物填料的粘合剂。这些通过硅烷处理的材料，加入塑料或树脂中，强化合成材料的性能。多数技术开发和实践是集中在玻璃纤维材料。并且，硅烷也被当作填料的粘合剂，例如用在绝缘橡胶电缆中的陶土，加入硅烷作为偶联剂，改善填料和聚合物材料的粘合，提高合成材料的疏水性。其他主要的应用是烷基和烷氧基硅烷被用在砖石建筑对水的排斥性的表面处理上。

快速发展期（1986～1999 年）

从市场份额来看，带有双硫醚硅烷用在绿色环保轮胎上发展最快。使用这种技术保证了轮胎牵引性更好、节省燃料，比普通轮胎的耐久性更好。硅烷生产企业发现，由于乙氧基硅烷比甲氧基硅烷的毒性小，易燃性小，因此生产的产品更安全。然而，乙氧基基团的反应比甲氧基基团反应慢，因此，使用乙氧基硅烷的加工过程慢。然而，一旦硅烷在水解环境或与矿物表面发生反应，烷氧基基团的这些固有特性就不再成为问题。

成熟阶段（2000～至今）

进入 21 世纪以来，硅烷偶联剂合成路线发展迅速成熟，我国逐渐步入先进行列，生产、消费、出口跃居世界第一。在这一阶段，市场上老的以及标准级别的产品竞争更加激烈。新产品开发，例如低聚物硅烷给使用者提供了更多方便。这些材料制作事先把硅烷水解，这样硅烷中部分或全部醇被移走，结果很有可能成为一个稳定的水解的硅烷。混合的甲氧基和乙氧基硅烷提供了性能的互补，被用在电线和电缆中。并且硅烷新产品和新开发的聚合物能产生更好的相互作用。

功能性硅烷行业发展历程及主要企业

资料来源：智研咨询整理

三、硅烷行业细分市场

1、硅烷偶联剂

硅烷偶联剂是目前应用最广、用量最大的偶联剂，广泛应用于无机物表面改性、热固性树脂基复合材料改性、热塑性树脂基复合材料改性，以及橡胶、涂料、胶粘剂和密封胶等中。硅烷偶联剂是一种有机聚合物复合材料增强、增稠、增容、耐潮湿或改善加工性能的助剂，也是一种用于有硅聚合物接枝、嵌段、扩链、交联或功能化的合成特种单体。

通过硅烷偶联剂对白炭黑、陶土、滑石粉等无机物的表面进行改性，使其能在橡胶中作为补强剂、半补强剂或发挥增容作用。硅烷偶联剂可以改善各种材料的内在和表面性能，如增加粘接力、防水、耐温、改善电气性能、提高物理机械性能等等，产品应用到众多行业和部门。目前硅烷偶联剂是我国功能性硅烷中产量最大的一类品种，2020年产量达到了18.78万吨，2021上升至了20.77万吨。

2014-2021年中国硅烷偶联剂产量

资料来源：智研咨询整理

硅烷偶联剂属新材料有机硅领域精细化学品范畴，是国家重点支持的高新技术产品，广泛用于军工、建筑、化工、纺织、电子、电力、机械、复合材料、文物保护、生物工程等众多部门和行业。随着我国和世界经济的发展，产品国内和国际需求量巨大，前景广阔。

2、硅烷交联剂

交联剂也叫固化剂、硬化剂、熟化剂，它能使线型或轻度支链型的大分子转变成三维网状结构，以此提高强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能，主要用在高分子材料（橡胶与热固性树脂）中。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。

受国内橡胶工业尤其是轮胎市场的发展，硅烷交联剂市场需求总体稳定增长，但受出口下降影响，行业产量有小幅回落，2021年我国硅烷交联剂产量回升至8.12万吨。

2014-2021年中国硅烷交联剂产量走势

 资料来源：智研咨询整理

3、其他功能性硅烷

2018年我国其他硅烷偶联剂产量约为0.89万吨，约占功能性硅烷总产量的5.5%。主要包括苯基、脲基、烷基、异氰酸基硅烷以及其他未归类者。2021年其他功能性硅烷产量大幅上升至1.69万吨。

2014-2021年中国其他功能性硅烷产量走势

资料来源：智研咨询整理

四、功能性硅烷产业链分析

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，功能性硅烷行业与上述行业的关联性较强。生产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。

功能性硅烷产业链

资料来源：智研咨询整理

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。乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用；具有特殊香味，并略带刺激；微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。

生产功能性硅烷产品采购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。2020年我国酒精制造业销售收入为55626000千元，2021年增长至60632340千元，2021年销售收入同比增长9%。

2011-2021年中国酒精制造业销售收入统计

资料来源：国家统计局

2、金属硅粉

金属硅，又称结晶硅或工业硅，其主要用途是作为非铁基合金的添加剂。金属硅是由石英和焦炭在电热炉内冶炼成的产品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年来，含Si量99.99%的也包含在金属硅内），其余杂质为铁、铝、钙等。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。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。2021年，我国工业硅行业总体运行平稳，行业供需两旺，价格大幅上涨。据中国有色金属工业协会统计，2021年，我国工业硅产量261万吨，同比增长24.3%。

2015-2021年中国工业硅产量统计

资料来源：中国有色金属工业协会硅业分会、智研咨询整理

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。

从产业链定位来看，功能性硅烷产品大多是工业生产中的原料，下游客户通常对产品的质量稳定性要求较高。另外，由于功能性硅烷下游应用领域众多、客户结构较为分散，所以功能性硅烷生产企业需要深入了解客户的需求，并为客户提供个性化产品，这样才能赢得下游客户群体的信任。功能性硅烷生产企业需要丰富的产品结构和良好的产品品质，才能不断满足市场需求。

中国功能性硅烷消费结构

资料来源：SAGSI

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，例如橡胶、复合材料、塑料、粘合剂等工业产品的加工生产，其中橡胶加工的消费占比达到33.9%，是功能性硅烷最大的需求市场。

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。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。

五、竞争格局

功能性硅烷行业具有典型的资金密集、技术密集特征，从全球范围来看，功能性硅烷供应格局相对集中，跨国企业凭借其强大的研发能力、先进的生产技术、突出的品牌优势和良好的产品性能在市场上占据优势。国外主要功能性硅烷生产企业有迈图高新、赢创德固赛、陶氏、瓦克、信越化学等。

我国功能性硅烷市场竞争较为充分，产量较大的主要有江西晨光新材料股份有限企业、湖北新蓝天新材料股份有限企业、荆州江汉精细化工有限企业、江西宏柏新材料股份有限企业等。

国内功能性硅烷生产技术在实现早期突破后，虽然也在不断进步中，但与国外先进生产技术、采购管理、主要生产工艺、环保措施、质量监控以及后期处理等方面都有一定差距。未来我国功能性硅烷生产将继续呈现向行业内具备规模、技术、成本和产品优势的企业集中的趋势，产品附加值进一步提升，行业结构进一步优化，落后同质化产能将加速退出。

各类硅烷产量占比及生产企业

资料来源：SAGSI

江西晨光新材料股份有限公司（股票代码：605399）是一家布局功能性硅烷基础原料、中间体、下游产品研发，生产和销售的特种化学品公司。公司以安全环保为前提、以提质增效为导向、以技术创新为驱动，致力于功能性硅烷全产业链的研发、应用和产业化。公司通过持续的技术创新，探索出了一条以循环经济发展功能性硅烷产业的特色路径。

2021年晨光新材功能性硅烷业务收入达到16.96亿，同比增长127.47%，毛利率达到42.58%，同比增长15.80个百分点，可以看出企业业务增长突飞猛进，功能性硅烷产业迅速发展。

2020-2021年晨光新材功能性硅烷业务收入及毛利率

资料来源：公司年报

2021年江西晨光新材料股份有限公司产销情况

资料来源：公司年报

六、发展趋势

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，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。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《2022-2028年中国功能性硅烷行业市场全景评估及发展策略分析报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。