有机硅单体及其应用

主要有机硅产品及应用

目前有机硅产品繁多，品种牌号多达万种，常用的就有4000余种，大致可分为原料、中间体、产品及制品三大类：

★有机硅单体：主要指有机氯硅烷等合成有机硅高聚物的单体，如甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等原料。

★有机硅中间体：主要指线状或环状体的硅氧烷低聚物，如六甲基二硅氧烷（MM）、八甲基环四硅氧烷（D4）、二甲基环硅氧烷混合物（DMC）等。

★有机硅产品及制品：由中间体通过聚合反应，并添加各类无机填料或改性助剂制得有机硅产品。主要有硅橡胶（高温硫化硅橡胶和室温硫化硅橡胶）、硅油及二次加工品、硅树脂及硅烷偶联剂四大类。硅橡胶再通过模压、挤出等硫化成型工艺，制得导电按键、密封圈、泳帽等最终直接用品。

一、有机硅单体

尽管有机硅品种繁多，但其起始生产原料仅限于为数不多的几种有机硅单体，其中占绝对量的是二甲基二氯硅烷，其次有苯基氯硅烷，前者用量占整个单体总量的90％以上。此外，三甲基氯硅烷、乙基及丙基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等等，也是生产某些品种不可或缺的原料。

有机氯硅烷（甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷）是整个有机硅工业的基础，而甲基氯硅烷则是有机硅工业的支柱。大部分有机硅聚合物是通过二甲基二氯硅烷为原料制得的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，再引入其他基团如苯基、乙烯基、氯苯基、氟烷基等，以适应特殊需要。甲基氯硅烷生产流程长、技术难度大，属技术密集、资本密集型产业，所以国外各大公司都是基础厂规模化集中建设，而后加工产品则按用途、市场情况分散布点。

二、有机硅中间体

有机硅单体通过水解（或醇解）以及裂解制得各种不同的有机硅中间体，有机硅中间体是合成硅橡胶、硅油、硅树脂的直接原料，包括六甲基二硅氧烷（MM）、六甲基环三硅氧烷（D3）、八甲基环四硅氧烷（D4）、二甲基环硅氧烷混合物（DMC）等线状或环状硅氧烷系列低聚物。

三、硅橡胶

硅橡胶是有机硅聚合物中的重要产品之一，在所有橡胶中，硅橡胶具有最广的工作温度范围（–100～350℃），耐高低温性能优异。硅橡胶按其硫化机理可分为有机过氧化物引发自由基交联型（热硫化型）、缩聚反应型（室温硫化型）和加成反应型三大类。

有机硅国际市场现状与发展趋势

2010-9-13

摘要：介绍世界有机硅单体的生产和消费情况，分析了美国、西欧、日本市场，并对未来国际市场需求进行了预测。

关键词：硅树脂，硅烷，硅橡胶，硅油，国际市场，美国，日本，西欧，市场需求分析

有机硅作为一种新型的高科技材料，从20世纪40年代初工业化生产以来，被广泛应用于电子、电器、航空、航天、建筑、纺织、医药、日化等领域，成为国民经济发展和人民生活水平提高不可或缺的新材料[1]。

制备有机硅产品需用众多的有机硅单体，其中甲基氯硅烷单体的用量占90%以上，另外还有苯基氯硅烷单体、乙烯基氯硅烷单体等，有机氯硅烷单体是整个有机硅化学的支柱，其中绝大部分有机硅材料都含有由二甲基二氯硅烷所制得的聚硅氧烷，如果引入其他基团、如苯基、乙烯基、氯苯基以及氟烷基等，可衍生出一系列性能各异的有机硅聚合物。

有机硅产业链为：硅矿、金属硅、有机硅单体、中间体、聚有机硅氧烷、有机硅制品等。甲基氯硅烷单体经过水解合成，形成以DMC或D4为主的环状中间体，DMC或D4开环聚合，生成不同聚合度的聚有机硅氧烷；聚有机硅氧烷与补强剂、填料、胶粘剂、催化剂等混配，便可以制备有机硅产品。有机硅产品种类繁多，按其基本形态分为四大类，即硅油、硅橡胶、硅树脂和硅烷（包括硅烷偶联剂和硅烷化试剂）。

1 国际市场总览

截止到2009年底，全球有机硅单体生产能力已达到380万t/a（以二甲基二氯硅烷计，以下同），有机硅市场价值总计在130亿美元。由于有机硅单体生产以及后加工均为技术密集型，因此长期以来有机硅为相对垄断性行业。目前，主要生产企业有美国道康宁公司、美国迈图公司、德国瓦克公司、中国蓝星集团和日本信越公司，该五大公司产能合计占全球总产能的64%，营业收入合计达109亿美元，占全球有机硅市场价值（130亿美元）的83.8%。表1列出世界主要有机硅生产厂家的生产能力。

2005年全球有机硅单体产量达到220万t，近年来一直保持健康的发展态势，2009年超过了270万t，2005-2009年年均增长率为4.9%。

随着经济的发展和有机硅产品应用领域的不断扩大，全球有机硅工业一直以高于全球经济增长速度发展。2000年全球有机硅产品的消费量（按有机硅单体计算）约150万t，2009年有机硅单体消费量达到282.8万t，年均消费量增速达到7.3%。

美国硅氧烷的消费以高于GDP发展速度方式增长，2009年美国硅氧烷的消费量约为30万t，尽管欧洲经济的总体发展状况不十分尽如人意，但其有机硅产品的消费却快速发展。2009年消费聚硅氧烷达到38.4万t。日本的经济低靡徘徊，呈负增长态势，但其有机硅产品的消费也一直在增长，2009年有机硅单体的消费量为9.3万t。亚太地区（不包括中国和日本）的经济发展比较快，成为全球经济发展的重点，而且随着欧美国家部分高科技产业，如汽车、电子等向该地区的转移，使得该地区有机硅产品的消费量大增，

其消费增长速度远远高于欧美，2009年硅氧烷消费量达到14.7万t，成为拉动全球有机硅产业继续快速发展的动力。由于快速增长和出口型经济，中南美洲，非洲和中东地区消费增长速度达到4%以上。

2009年世界有机硅的供需情况（按地域统计）如表2[2]。

2 美国

2000-2007，美国有机硅年均消费增长率为1.5%；受美国金融危机的影响，2008和2009年消费量下将，2009美国有机硅市场交易额达到23.8亿美元，其中，硅橡胶、硅油和有机硅烷消费分别为10.2亿美元、9.3亿美元和3.3亿美元。预计2009-2015年增长有望保持约3.5%。

2.1 硅油

美国硅油的应用领域主要在保健及化妆品、洗涤用品、纺织、纸张涂层、抛光剂、制药和各种加工助剂等方面。2000-2007年的年均增长率为1.5%。受美国金融危机的影响，2008和2009年消费量下降，2009年美国国内硅油消费量约12.6万t（金额约9.3亿美元），具体情况见表3。预计2010-2015年，其年均需求量增长率约为3.0%。