硅烷交联剂: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。
功能性硅烷:指通常将主链为-Si-O-C-结构的有机硅小分子统称为功能性硅烷。按用途分类可以分为硅烷偶联剂和交联剂。
硅烷偶联剂:指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。
甲基三丁酮肟基硅烷、甲基硅烷:指分子式为 C13H27N3O3Si,外观为无色透明,遇水交联并产生丁酮肟。是一种常见的硅烷交联剂;根据化学结构,其属于肟基硅烷。
乙烯基三丁酮肟基硅烷、乙烯基硅烷:指分子式为 C14H27N3O3Si,外观为无色透明体,遇水汽易水解。是一种常见的硅烷交联剂;根据化学结构,其属于肟基硅烷。
硅烷交联剂属于精细化学品中的功能性硅烷,主要用于生产有机硅密封胶和胶粘剂,终端产品广泛应用于建筑建材、光伏和风电等能源电力、电子、新能源汽车等领域。硅烷交联剂产业的发展既与功能性硅烷行业整体发展相关,也与自身下游需求密切相关。
(1)功能性硅烷行业概况
功能性硅烷可以作为无机材料和有机材料的界面桥梁或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,主要应用于橡胶加工、复合材料、密封胶和胶粘剂、塑料加工、涂料及表面处理等领域。按照用途区分,功能性硅烷可分为硅烷交联剂和硅烷偶联剂。
根据 ACMI/SAGSI 统计,全球功能性硅烷产量从 2002 年的 10.30 万吨增长至 2022 年的49.66 万吨,2002 年-2022 年复合增长率为 8.18%;预计到 2027 年,全球功能性硅烷产量将达到 72 万吨,2022 年-2027 年复合增长率为 7.71%。
目前中国已成为全球最大的功能性硅烷生产与消费国,是全球功能性硅烷产能和产量的主要增长区域。根据 ACMI/SAGSI 统计,中国功能性硅烷产量从 2002 年的 1.50 万吨增长至2022 年的 34.86 万吨,占同期全球总产量的 70.20%;预计到 2027 年,中国功能性硅烷产量将达到 56.80 万吨,约占全球总产量的 78.89%,2022 年-2027 年复合增长率达 10.26%。
(2)硅烷交联剂的下游市场概况
硅烷交联剂主要用于生产有机硅密封胶和胶粘剂中的室温硅橡胶。密封胶和胶粘剂按化学成分划分为聚氨酯类、环氧树脂类、有机硅类、丙烯酸类等,其中有机硅密封胶和胶粘剂按照硫化方式和硫化温度的差异,可以分为高温硅橡胶、室温硅橡胶和液体胶;室温硅橡胶按下游应用领域划分,主要应用于建筑建材、光伏和风电等能源电力、电子、新能源汽车等领域
根据 ACMI/SAGSI 统计,2022 年全球密封胶和胶粘剂市场规模约为 553 亿美元,预计到 2027 年将达到 709 亿美元;2022 年中国密封胶和胶粘剂全年产量 790 万吨,预计到 2027年将达到 1,230 万吨,2022 年-2027 年中国密封胶和胶粘剂产量规模的年复合增长率为9.26%。近年来,光伏和风电等能源电力、电子、新能源汽车等领域用胶材料的快速增长推进了室温硅橡胶蓬勃发展,室温硅橡胶需求不断提高。根据 AMCI/SAGSI 统计,2022 年我国室温硅橡胶行业内生产规模居前的主要企业总产能为 203.2 万吨/年,产量为 126.4 万吨;预计2027 年产能将达到 290 万吨/年,产量将达到 205 万吨,2022 年-2027 年产能和产量的复合增长率分别为 7.37%和 10.15%。
(3)硅烷交联剂终端应用领域发展情况
根据 AMCI/SAGSI 的数据,室温硅橡胶主要应用领域包括建筑建材、光伏和风电等能源电力、电子、新能源汽车等领域,该等领域对室温硅橡胶的消费量合计预计将由 2023 年的 107.3 万吨增长至 2027 年的 164.7 万吨,年均复合增长率达 11.31%。
建筑建材领域 2022 年的室温硅橡胶消耗量为 50.4 万吨,为我国室温硅橡胶最主要的应用领域。随着碳中和政策的逐步推行以及行业技术的进步,以光伏、风电等新能源为代表的能源电力领域室温硅橡胶消费需求增长迅速,预计能源电力领域对室温硅橡胶消耗量将从 2023 年的 31.0 万吨增长至 2027 年的 65.7 万吨,成为室温硅橡胶的第一大应用领域,2023-2027 年的复合增长率达到 20.66%。同时,消费电子、LED 等行业发展带动电子领域室温硅橡胶需求增加。室温硅橡胶主要终端市场发展情况具体如下:
①建筑建材领域用胶市场
室温硅橡胶在建筑建材领域的适用场景广,能够实现大多数建材产品之间的粘合,主要应用包括建筑幕墙、房屋建筑的密封和门窗节能玻璃加工。房地产是我国国民经济的支柱性行业,2023 年房地产开发投资总额占国内 GDP 的比例为 8.80%,为建筑建材领域用胶提供了稳定的市场需求。根据 AMCI/SAGSI 的研究报告,尽管近两年房地产行业市场短期承压,但被城镇化进程推进和“城市更新计划”中的幕墙、中空玻璃等领域建筑用胶增量所弥补。
并且,由于国家积极推进新农村建设、实施“一带一路”战略,叠加行业发展倡导绿色建材、“以胶代钉”、消费升级等趋势,为家装门窗密封胶、厨卫防霉胶、环保免钉胶、瓷砖美缝剂等室温硅橡胶打开增量市场空间。根据 AMCI/SAGSI 预测,建筑建材领域对室温硅橡胶的消费量将由 2023 年的 51.3 万吨增长至 2027 年的 65.20 万吨,年均复合增长率约 6.18%。
②光伏和风电等能源电力领域用胶市场
室温硅橡胶是光伏产业元器件的主要封装用材料。根据 AMCI/SAGSI 的报告,每生产一兆瓦的光伏组件需要使用约 1.5 吨左右的有机硅材料,其中大约 70%为室温硅橡胶。在“碳达峰碳中和”双碳目标和光伏发电成本下降共同驱动下,全球光伏组件产量和装机量快速增长。根据中国光伏行业协会(CPIA)预测,全球光伏新增装机量将由 2024 年的 395GW-430GW增长至 2030 年的 510GW-590GW;我国光伏新增装机容量将由 2024 年的 195GW-220GW 增长至 2030 年的 252GW-315GW。
光伏装机容量快速增长背景下,光伏组件边框密封以及光伏组件接线盒灌封等用胶需求旺盛,光伏组件等领域用胶市场高速增长。此外,风力发电、传统能源电力也均需要使用室温硅橡胶,起到密封、绝缘或防腐等作用。由于室温硅橡胶在抗裂化、憎水性、防污性、耐漏电起痕和耐电蚀损性等方面具有突出优点,因此作为绝缘材料被用于制备电力设施所需的复合绝缘子。
环境污染加重使输变电线路的绝缘性下降,易引发污闪事故,带来严重损失,当前防止污闪的措施之一是涂覆室温硅橡胶涂料。根据 AMCI/SAGSI 预测,光伏和风电等能源电力领域对室温硅橡胶的消费量将由 2023年的 31.0 万吨增长至 2027 年的 65.7 万吨,年均复合增长率达 20.66%,将成为室温硅橡胶的第一大应用领域。
③电子领域用胶市场
室温硅橡胶在电子领域主要用于电子器件的导热、灌封、粘接和防护等,对集成电路、微膜元件、厚膜元件、电子组合件或整机进行灌封后,胶层内元件清晰可见,可准确测量元件参数。
根据国家工信部公布的数据,2023 年我国规模以上电子信息制造业增加值同比增长3.4%;2023 年主要产品中,手机产量 15.7 亿台,同比增长 6.9%;集成电路产量 3,514 亿块,同比增长 6.9%。随着下游市场消费电子、汽车电子、工业电子等多个行业的高速发展以及新能源汽车、物联网等新兴领域的兴起,中国电子元件及电子专用材料制造的需求迅速扩大,带动电子领域用胶需求及硅烷交联剂需求的快速增长。
5G 消费电子、LED 为室温硅橡胶的重要市场。截至 2022 年,国内 5G 基站总数达 225万个,中国 5G 基站数量占全球比例超 70%。“十四五”规划纲要要求,“加快 5G 网络规模化部署,用户普及率提高到 56%,推广升级千兆光纤网络”。预计到 2025 年中国将拥有4.3 亿个 5G 连接,中国将成为全球最大 5G 市场,并拉动 5G 消费电子领域的室温硅橡胶需求。LED 产业一部分产品使用室温硅橡胶取代价格相对较高的液体硅橡胶及特种树脂材料。
根据 Grand View Research 研究报告,2022 年,全球 LED 照明市场规模为 709.4 亿美元,2023年增长至 814.8 亿美元,预计到 2030 年将增长至 1,688.7 亿美元,2023-2030 年均复合增长率为 10.97%。伴随 LED 照明市场发展,相关领域用胶市场前景良好。根据 ACMI/SAGSI 预测,电子领域对室温硅橡胶的消费量将由 2023 年的 23.2 万吨增长至 2027 年的 30.80 万吨,年均复合增长率约 7.34%。
④新能源汽车领域用胶市场
在汽车制造领域,室温硅橡胶用于门窗、车灯等车体密封材料,不仅可以起到增强汽车结构、紧固防锈、隔热减振和内外装饰的作用,还能够代替某些部件的焊接、铆接等传统工艺,实现相同或不同材料之间的连接,简化生产工序,优化产品结构。在新能源汽车领域,室温硅橡胶还用于动力电池模组的粘接和封灌,能够满足其对于密封、绝缘、导热、阻燃和减震等多方面的需求。
根据 EVTank 和 EVsale 数据,2023 年全球新能源汽车销量达到 1,465.3 万辆,预计 2026年全球新能源汽车销量达到 3,380 万辆,2023 年-2026 年复合增长率约为 32.13%;根据中国汽车工业协会数据,2023 年中国新能源汽车销量达到 949.5 万辆,占全球销量的 64.80%,预计 2026 年中国新能源汽车销量达到 1,444 万辆,2023 年-2026 年复合增长率约为 15.00%,新能源汽车行业呈现高速增长趋势。
随着全球新能源产业的快速发展,动力电池已经普遍应用于电动自行车、电动汽车、大型电动工具等。根据GGII数据,2022年全球动力电池出货量达到685GWh,同比增长82.67%,预计 2025 年全球动力电池出货量将达到 1,550GWh,2030 年有望达到 3,000GWh; 2022 年中国动力电池出货量 480GWh,同比增长 118%,预计到 2025 年全国动力电池出货量将达到1,300GWh,2022 年-2025 年复合增长率为 39.39%。
新能源汽车与动力电池市场规模快速增长,将带动密封用胶市场需求的增长。根据 ACMI/SAGSI 预测,汽车领域对室温硅橡胶的消费量将由 2023 年的 1.8 万吨增长至 2027 年的 3.0 万吨,年均复合增长率约 13.62%。