1 有機矽產(chan) 業(ye) 鏈的構成

1.1 產(chan) 業(ye) 鏈構成

有機矽產(chan) 業(ye) 鏈由原料、單體(ti) 、中間體(ti) 、深加工產(chan) 品四個(ge) 環節組成。

（1）生產(chan) 有機矽的基礎原料主要有金屬矽、甲醇、氯化氫及其他配合劑。

最重要的有機矽單體(ti) 是甲基氯矽烷，占單體(ti) 總量的90%以上，是整個(ge) 有機矽工業(ye) 的基礎和支柱。

（2）有機矽中間體(ti) 主要有各種矽氧烷環體(ti) 及基礎矽油、矽橡膠產(chan) 品基礎膠料等。

（3）由有機矽單體(ti) 及其中間體(ti) 出發，經不同反應，或添加各類填料及助劑，進一步加工成矽油、矽橡膠、矽樹脂等各種終端產(chan) 品。

（4）矽烷偶聯劑和氣相法白炭黑是兩(liang) 大類特殊的矽化學品，它們(men) 不但是矽橡膠的重要添加劑和改性劑，還廣泛用於(yu) 其它許多行業(ye) 。有機矽產(chan) 業(ye) 鏈構成如圖1所示。

1 有機矽產(chan) 業(ye) 鏈構成示意

1.2 有機矽材料的特點

聚二甲基矽氧烷的結構式如下：

其中n為(wei) 二甲基矽烷聚合度。當n＜3 000，聚二甲基矽氧烷被稱為(wei) 矽油；粘度為(wei) 0.65～1 000 cSt沲的矽油稱為(wei) 低粘度矽油；粘度為(wei) 1000～500 000 cSt的矽油稱為(wei) 高粘度矽油；粘度＞500 000 cSt的矽油稱為(wei) 特種矽油；當n在3 000～10 000時，聚二甲基矽氧烷被稱為(wei) 矽膠，是矽橡膠的基本材料。當n＞10 000並且是高度交聯的聚合物時，聚二甲基矽氧烷被稱為(wei) 矽樹脂。

有機矽分子主鏈柔順，側(ce) 基或端基多樣化，是一種分子水平上的有機/無機雜化材料，兼具高分子易設計加工和無機材料的高穩定性特點，多種性能優(you) 良，對複雜甚至苛刻的應用環境具有良好的適應性。有機矽材料特點如圖2所示。

2 有機矽材料特點示意

2 有機矽產(chan) 品用途

2.1 矽樹脂是我國首先研製成功的有機矽膠產(chan) 品

矽樹脂是我國首先研製成功的有機矽產(chan) 品，曾用於(yu) 朝鮮戰場武器裝備防潮及飛機尾部噴管耐高溫塗料、應用於(yu) 天安門廣場人民英雄紀念碑的防潮處理、水輪發電機等。

武漢大學先後研發的用於(yu) 毛主席水晶棺表麵塗層保護的有機矽防霧劑、原子彈爆炸高空及地下攝影儀(yi) 鏡頭保護材料、航空彩色錄像磁粉用有機矽改性材料、通訊衛星專(zhuan) 用計算機磁記錄材料等都是有機矽材料。

2.2 有機矽產(chan) 品的廣泛應用

（1）建築：建築密封膠。防水施工作為(wei) 表麵處理劑用於(yu) 磚、瓦、天然石、石膏、水泥、陶瓷等建築材料的表麵處理，以及地下室、遊泳池、水塔、隧道等工程的防水處理。耐高溫、耐氧化、耐潮濕、耐極端溫度、耐化學性等特性，可以保證建築在風吹雨淋的情況下，有十年以上的良好密封效果。

（2）電子電器：電腦器件的各種結構性粘接密封、LED燈封裝。有機矽密封膠保護敏感的電子組件及元件免受外界汙染或移動的影響。

（3）航空航天：用於(yu) 儀(yi) 表油、阻尼油、特種液壓油、高級塗層等。“這隻是我一個(ge) 人的一小步，但卻是整個(ge) 人類的一大步。”這句話隨著1969年美國登月的成功而為(wei) 全世界人民所熟知，美國宇航員阿姆斯特朗在月球表麵留下了人類的第一個(ge) 腳印，他當時所穿靴子的靴底材質就是由道康寧公司生產(chan) 的有機矽橡膠。

（4）日化：有機矽用於(yu) 化妝品最早是從(cong) 1950年道康寧公司生產(chan) 的擦手霜開始的。而今，有機矽已成功地應用到香水、發蠟、護發素、唇膏、剃須膏、去臭汗劑、眼影膏、指甲油和防曬油等化妝品領域，品類多達數百種。

（5）紡織印染：聚二甲基矽氧烷作為(wei) 最早的印染助劑用有機矽，大大提高了衣物的耐洗性；羥基聚矽氧烷則提高了衣物的抗皺性；聚醚改性有機矽則提高了布料的抗靜電能力。氨基改性有機矽柔軟劑具有使織物染色增深效果。

（6）汽車：有機矽密封膠可以保證車燈擁有更好的氣密性、透光度；灌封膠材料是汽車電子裝置中的最主要用膠，保護發動機控製模塊、點火線圈、整流器；有機矽添加劑可長期降低PC/ABS零部件內(nei) 的摩擦係數，避免汽車座艙內(nei) 的噪聲。一輛車至少含有約3 kg聚矽氧烷。

（7）食品級矽橡膠：奶嘴、嬰兒(er) 勺等。

（8）飲食：矽樹脂油紙具有不粘連、防水、防油以及高耐熱（230℃）等特性。

（9）醫療：矽橡膠材料具有良好的生物相容性，包括生理惰性和無毒等特點，與(yu) 人體(ti) 組織接觸不易發生不良反應等特點，因此，有機矽橡膠在醫療領域具有廣泛的應用。目前，矽橡膠主要用在醫療器械、口腔材料、人造器官、組織替代品等方麵。

矽橡膠材料用作醫用導管，例如胃管、減壓管、毛細引流管、腹腔引流管以及導尿管等。病人在做胃鏡時，會(hui) 先喝一種液體(ti) ，就含有矽油。因為(wei) 胃腔和腸道含有大量氣泡和黏膜，而矽油具有消泡作用，可以使胃鏡檢查更為(wei) 準確。

3 有機矽產(chan) 業(ye) 現狀及特點

3.1 有機矽產(chan) 業(ye) 取得重大成就

我國研發有機矽產(chan) 品是從(cong) 1951年開始，主要為(wei) 解決(jue) 朝鮮戰場上通訊器材設備防潮問題。我國有機矽行業(ye) 經過60多年的發展，特別是改革開放40年的迅猛發展，有機矽產(chan) 業(ye) 取得重大成就。

3.1.1 我國已成為(wei) 世界有機矽產(chan) 業(ye) 的最大原料基地

在有機矽單體(ti) 的生產(chan) 中，金屬矽塊超過原料成本的一半以上。自1986年我國開始批量生產(chan) 金屬矽，經過30多年的發展，已在數量、品種、質量及成本控製等方麵取得了很大進展。金屬矽塊主要集中在新疆、雲(yun) 南、四川、湖南等電力資源較為(wei) 豐(feng) 富的地區，主要生產(chan) 企業(ye) 有合盛矽業(ye) 股份有限公司、雲(yun) 南永昌矽業(ye) 股份有限公司、新疆東(dong) 方希望有色金屬有限公司等。2017年我國金屬矽產(chan) 能約460萬(wan) t/a，產(chan) 量約為(wei) 230萬(wan) t/a，占全球總產(chan) 量的2/3。2013年金屬矽取消出口關(guan) 稅後，金屬矽出口量大幅增長，2013—2016年，出口量都在77萬(wan) 噸以上。2017年我國出口金屬矽83.8萬(wan) t，出口量占當年產(chan) 量的36%。這使得我國有機矽產(chan) 業(ye) 擁有重要的原料優(you) 勢。

3.1.2 我國已成為(wei) 有機矽材料最大生產(chan) 國和消費國

截止到2017年，全球有機矽單體(ti) 生產(chan) 能力已達到538萬(wan) t/a（甲基氯矽烷），其中，我國278.5萬(wan) t/a（含外資和合資企業(ye) 產(chan) 能），約占全球總產(chan) 能的52%。

2009年我國有機矽材料消費量（折合矽氧烷）超過40萬(wan) t，超過美國成為(wei) 有機矽材料最大消費國；2017年，我國矽氧烷產(chan) 能超過全球總量的一半，產(chan) 量和消費量約占全球總量的40%，年銷售額超過450億(yi) 元。最近十年，我國有機矽消費年均增長率約17%，為(wei) 全球平均值的3倍，已成為(wei) 全球最大的有機矽生產(chan) 國和消費國。由於(yu) 我國電子電器等有機矽下遊產(chan) 品大量出口，所以我國單位GDP的有機矽材料消費量遠遠超過發達國家；電子電器行業(ye) 用有機矽材料主要是矽橡膠，目前我國有機矽材料消費中矽橡膠的比例超過70%，遠遠超過發達國家平均大約40%的消費比例，如圖3所示。

3 我國及發達國家聚矽氧烷消費結構對比示意

3.1.3 我國有機矽單體(ti) 生產(chan) 在重要技術上取得突破

經過多年的努力，我國已掌握了15萬(wan) t/a及以上單套有機矽單體(ti) 裝置設計、運行技術，部分生產(chan) 企業(ye) 通過多年摸索，在流化床設計、催化劑、矽粉和周期控製方麵取得一定進步。能耗、收率及選擇性等顯著改善，少數企業(ye) 自主完成裝置改擴建，並取得了良好的運行效果，部分裝置成本水平接近外資在華同類裝置。所采用的催化劑體(ti) 係與(yu) 國外相同，流化床反應器的直徑已達4m，二甲基二氯矽烷的選擇性平均在83%以上。盡管二甲基氯矽烷的選擇性與(yu) 國外相比仍存在一定的差距，但通過管理和其他手段，有機矽單體(ti) 的生產(chan) 成本仍具有競爭(zheng) 能力，國內(nei) 外技術比較詳見表1。

注：①國內(nei) 各廠家水平不一，各有特點，也各有弱點，沒有一家是各項指標均領先者。②本指標是國內(nei) 水平的綜合：二甲選擇性83%～85%，矽單耗0.26 t/t，氯甲烷單耗0.87 t/t，銅單耗0.005 t/t，水解/裂解收率96%，氯甲烷合成甲醇單耗0.68 t/t，氯化氫單耗0.88 t/t，每噸粗單體(ti) 得DMC/D4為(wei) 0.4185 t。

我國甲基氯矽烷生產(chan) 企業(ye) 加大技術投入，在二甲基二氯矽烷選擇性、觸體(ti) 產(chan) 率、原材料消耗等方麵有了明顯進步。不少企業(ye) 通過技術改造將流化床反應器設計產(chan) 能提高到15萬(wan) t/a，大幅度提高了生產(chan) 效率；積極采用二甲濃酸加壓水解、水解物線環分離、高沸裂解、低沸歧化等新技術、新工藝，提高了原材料和副產(chan) 物的有效利用率。

3.1.4 我國有機矽產(chan) 業(ye) 注重節能減排和綠色發展

近年來，我國有機矽企業(ye) 更加重視清潔生產(chan) 和安全環保工作，社會(hui) 責任意識進一步提高。全行業(ye) 安全環保事故明顯減少，未發生重大安全環保事故；采用新技術、新工藝，強化循環利用，減少了原材料消耗；製定了《有機矽環體(ti) 單位產(chan) 品能源消耗限額》國家標準，各企業(ye) 通過工藝過程優(you) 化等措施，有效減少了能源消耗，“十二五”末單位矽氧烷能耗較“十一五”末降低了10%以上。

3.1.5 我國有機矽單體(ti) 及基礎聚合物供應充足，多省份組建產(chan) 業(ye) 技術創新戰略聯盟

（1）通過國家產(chan) 業(ye) 政策的宏觀調控和市場調節，有機矽單體(ti) 大規模重複建設的勢頭得到有效遏製，通過合並和轉產(chan) ，產(chan) 能集中度有所提高。

（2）110矽橡膠、107矽橡膠及二甲基矽油等基礎聚合物生產(chan) 逐步向單體(ti) 生產(chan) 企業(ye) 集中，裝置規模越來越大，自動化程度越來越高，有利於(yu) 發揮單體(ti) 企業(ye) 的整體(ti) 優(you) 勢，降低生產(chan) 成本，提高質量穩定性。

（3）有機矽單體(ti) 和基礎聚合物供應充足，價(jia) 格低廉，為(wei) 有機矽材料的大量應用創造了良好的條件。下遊產(chan) 品開發將提速，進一步推動市場需求，拓展應用領域。

（4）積極開展有機矽替代石油基合成材料研究，在密封材料、導熱和絕緣材料以及對通用橡膠和塑料的改性方麵取得了較大進展。有機矽及其改性材料、複合材料將加快對石油基合成材料的替代，發展潛力巨大。

（5）有機矽材料的重要性逐漸得到地方主管部門的重視，為(wei) 加強行業(ye) 管理，促進行業(ye) 健康發展，浙江、廣東(dong) 、四川、山東(dong) 等主要有機矽生產(chan) 地區組建了有機矽行業(ye) 協會(hui) 或產(chan) 業(ye) 技術創新戰略聯盟。

3.2 有機矽產(chan) 業(ye) 鏈特點

3.2.1 有機矽產(chan) 業(ye) 鏈主要產(chan) 品現狀

有機矽產(chan) 業(ye) 鏈主要產(chan) 品現狀，詳見表2。