有机硅是对含硅高分子有机化合物的统称,包括有机硅单体、有机硅中间体以及有机硅产品。从化学角度来看,有机硅聚合物主链以硅氧键(-Si-O-)组成,侧链带有有机基团,兼具无机和有机聚合物的双重性能,具有耐高低温、抗氧化、耐辐射、介电性能好、难燃、憎水、脱膜、温粘系数小、无毒无味以及生理惰性等优异性能。
有机硅材料产业链上游原料端、单体端、中间体的产品规格较少,而下游则根据不同终端需求衍生出各种各样的有机硅产品,凭借着其优异性能,分别应用至不同领域。据不完全统计,我国有机硅产品种类多达 8,000 多种。
有机硅材料产业链中,甲基氯硅烷是最主要的有机硅单体,是一系列有机硅产品生产的基础,以二甲基二氯硅烷单体为主要原料,经过水解合成,形成以DMC(二甲基环硅氧烷混合物)或 D4(八甲基环四硅氧烷)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(聚硅氧烷)。其中,聚硅氧烷与补强剂、填料、胶粘剂、催化剂等混配,可制成 107 胶(端羟基聚二甲基硅氧烷),有机硅中间体下游产品主要包括硅橡胶、硅油、硅树脂、硅烷偶联剂,其中以硅橡胶和硅油为主。
硅橡胶按照硫化方式和硫化温度的差异,可以分为室温胶(RTV)、高温胶(HTV)和液体胶(LSR)。
a.室温胶
室温胶是指能在室温下交联成弹性体的一种硅橡胶。室温胶一般以 107 胶为基础胶料,配以补强填料、交联剂、催化剂,经混合配制而成。具有耐高低温、耐候性、拒水性及良好的电气性能,还具有制造简单、使用方便、固化快、粘结力强等优点。主要作为粘合剂、密封剂、灌封和制模材料用于建筑、电子、新能源和汽车等领域。
b.高温胶
分子量在 50 至 80 万之间的直链硅氧烷均属高温硫化硅橡胶。通常以 D4 为主要原料,在酸或碱的催化作用下开环聚合制得生胶,再通过采用过氧化物作交联剂,并配合以各种补强填料和添加剂在炼胶机上混炼成均相混炼胶料,然后采用模压、挤出、压延等方法高温硫化成各种橡胶制品。高温胶具有优异的耐高低温、耐候性、抗压缩永久变形性及良好的电气性能,广泛应用于电子电器、电力、汽车、医疗、日用品以及航空航天等领域。
c.液体胶
液体胶的硫化反应是基础胶料(通常为乙烯基硅油)与交联剂在催化剂作用下交联成弹性体,是一种特殊的室温胶。液体胶具有无毒、生理惰性、易于灌注、机械强度高以及卓越的抗水解稳定性、良好的低压缩形变和低燃烧性等优点,主要作为灌封和制模材料用于医疗、日用品、电子电器、新能源等领域。
硅油是指室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品,是有机硅产品消费结构中的第二大产品类别,仅次于硅橡胶。硅油无毒、无臭、无腐蚀性、不易燃烧,具有良好的耐热性、电绝缘性、耐候性、疏水性、生理惰性、较小的表面张力、较低的黏温系数、较高的抗压缩性等特性,在纺织印染、日化、机械、电子、化学、医学和传统工业领域均有应用。
硅橡胶和硅油最终用于制备有机硅胶粘剂终端产品,凭借有机硅材料优异的性能和绿色环保属性,有机硅材料在建筑、新能源汽车、动力电池、光伏、LED驱动电源、5G 通讯、电子电气、电力设备等领域均有广泛的应用,正逐步替代传统有机材料,成为大多数战略新兴产业的基础原材料,应用范围不断扩大。
目前,我国建筑领域消耗有机硅室温胶约占全部密封胶消费量的 60%左右,主要应用于建筑幕墙、节能门窗、中空玻璃、装配式建筑、装饰装修等市场,是最大应用领域。未来随着有机硅密封胶持续替代低端产品,并受益于装配式建筑渗透率提升,我国建筑有机硅密封胶行业将继续保持稳定增长。
同时,新能源汽车、动力电池、光伏、LED 驱动电源、5G 通讯、电子电气、电力设备等新兴产业领域规模快速增长,对具备粘接密封、防水、导热、阻燃、减震、电气绝缘、轻量化等性能的新材料需求提升,带动新兴市场有机硅用胶需求增长,相关领域市场空间广阔。