Ascensão doméstica de silanos funcionais
Os silanos funcionais são uma das quatro principais classes de materiais de silicone e são amplamente utilizados por seu excelente desempenho. Pode ser usado como uma ponte de interface entre materiais inorgânicos e orgânicos ou participar diretamente da reação de reticulação de materiais poliméricos orgânicos, thus significantly improving the material properties. Devido ao seu excelente desempenho, silano funcional pode ser amplamente utilizado em materiais compósitos, processamento de borracha, plásticos, adesivos, revestimentos e tratamento de superfície.
A cadeia da indústria de silano funcional da China está bem definida, e a capacidade de produção global foi gradualmente transferida para a China. Os produtores estrangeiros de silano funcional são limitados pela pressão de custos e suporte industrial, e a possibilidade de expansão em larga escala da capacidade de produção é baixa. O principal motor de crescimento dos silanos funcionais globais vem da China, que se tornou o maior produtor mundial. Com a dupla promoção da política e demanda da China, a concentração da indústria de silano funcional da China aumentou ainda mais. Espera-se que os produtos de silano chineses continuem a dominar a indústria e aumentem ainda mais a participação no mercado internacional no mercado futuro.
Os silanos funcionais são amplamente utilizados, e o crescimento contínuo das áreas a jusante impulsiona o desenvolvimento da indústria. Os silanos funcionais se beneficiam principalmente da tração dos pneus verdes, ciclo de conclusão de imóveis e materiais compósitos.
O boom de silano funcional está melhorando, e as empresas chinesas estão passando da quantidade para a qualidade. Juntamente com o aumento da demanda em campos emergentes e com o desenvolvimento de empresas de silicone no exterior, As empresas chinesas de silano funcional passarão de melhorias quantitativas para qualitativas no futuro.
1. Visão geral da cadeia da indústria de silano funcional
Silanos funcionais, borracha de silicone, óleo de silicone e resina de silicone são as quatro principais categorias de materiais de silicone. Do ponto de vista funcional, os silanos funcionais são em sua maioria heterogêneos e podem ser usados como ponte entre materiais inorgânicos e orgânicos ou participar diretamente da reação de reticulação de materiais poliméricos orgânicos, que podem melhorar muito as propriedades do material e são aditivos muito importantes e amplamente utilizados.
1.1. Cadeia da indústria de silano funcional
Atualmente, existem dois processos de produção principais para silanos funcionais: processo indireto e processo direto.
O principal método de produção do agente de acoplamento de silano é o método indireto. O método indireto leva o triclorossilano como principal matéria-prima e reage com o metanol, etanol, cloropropeno, acetileno e outras matérias-primas separadamente para produzir intermediários, como trialcoxisilano, cloropropiltrioxissilano, viniltrioxissilano e propiltrioxissilano. Os intermediários são então reagidos com metacrilato de sódio, éter alil glicidílico, polissulfeto, nitrogenio liquido, metanol, etanol, e butanona oxima, respectivamente, para obter vários silanos funcionais, como epóxi silano, acriloiloxi silano, silano com enxofre, amino silano, e silanos funcionais, como viniltrimetoxissilano, viniltrietoxissilano, e viniltributiloxima.
A vantagem do método indireto é que o rendimento é maior e alguns subprodutos podem ser reciclados, como a reciclagem de cloreto de hidrogênio. No entanto, o método indireto tem um longo processo de produção, grande investimento em matérias-primas e equipamentos, bem como poluição por cloro e problemas de corrosão.
O principal método de produção de reticulante de silano é o método direto. O método direto usa pó de silício, metanol ou etanol como matéria-prima para sintetizar trialcoxisilano (trimetoxissilano, trietoxissilano, etc.), e, em seguida, reage para produzir silanos funcionais, como epóxi silano, acriloiloxi silano e tetraetoxissilano.
As vantagens do método direto são etapas de síntese mais curtas, redução da contaminação por cloro, menor teor de impurezas do produto, e alta eficiência de recursos. No entanto, a desvantagem do método direto é que ele só pode produzir uma pequena quantidade de silano e a quantidade do produto é limitada.
1.2. Desenvolvimento Global de Silano
Desde o século 21, a rota sintética do agente de acoplamento de silano desenvolveu-se rapidamente e amadureceu, e a China gradualmente entrou nas fileiras avançadas, e sua produção, consumo e exportação saltaram para o primeiro lugar no mundo. Nesta fase, a concorrência de produtos antigos e padrão no mercado tornou-se mais intensa. O desenvolvimento de novos produtos proporcionou mais comodidade aos usuários. Novos produtos de silano e polímeros recém-desenvolvidos podem produzir melhores interações.
1.3. Classificação de uso de silanos funcionais e aplicações
Do ponto de vista funcional, Silanos funcionais são principalmente estruturas heterogêneas que podem servir como uma ponte de interface entre materiais inorgânicos e orgânicos ou participar diretamente na reação de reticulação de materiais poliméricos orgânicos., thus significantly improving material properties, e são uma classe de aditivos muito importante e versátil. De acordo com o uso de agente de acoplamento de silano e agente de reticulação de silano pode ser dividido em duas categorias.
O agente de acoplamento de silano é uma classe de moléculas contendo duas propriedades químicas diferentes de compostos de silicone, para melhorar a força de ligação real de polímeros e substâncias inorgânicas. O agente de acoplamento de silano é amplamente utilizado em adesivos, revestimentos e tintas, borracha, fundição, fibra de vidro, cabo, têxteis, plásticos, enchimentos, tratamento de superfície e outras indústrias. Agentes comuns de acoplamento de silano incluem silanos contendo enxofre, amino silanos, silanos de vinil, silanos à base de epóxi, metacriloiloxi silanos, etc.
Agente de reticulação de silano refere-se ao silano contendo dois ou mais grupos funcionais de silício, pode desempenhar um papel de ponte entre moléculas lineares, de modo que múltiplas moléculas lineares ou macromoléculas levemente ramificadas, macromoléculas ligadas umas às outras reticuladas em uma estrutura de rede tridimensional, para promover ou mediar a formação de ligações covalentes ou ligações iônicas entre cadeias moleculares de polímeros. O agente de reticulação é a parte central da borracha de silicone de vulcanização à temperatura ambiente de um componente, e é a base para determinar o mecanismo de reticulação e a classificação do produto. De acordo com os diferentes produtos da reação de condensação, a borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente de um componente pode ser dividida em diferentes tipos, como desacidificado, decetoxima, álcoois desidratados, desamina, deamidas, e deacetonatos.
2. Cadeia da indústria de silano muda do exterior para a China
2.1. Alta maturidade da tecnologia de triclorossilano
O pó de silício é o principal custo do triclorossilano, e o triclorossilano é a principal matéria-prima para a preparação do silano funcional. Geralmente, pó de silício e cloreto de hidrogênio são usados como matérias-primas para preparar triclorossilano, e então silanos funcionais contendo silício são preparados por triclorossilano. Em termos de custo total, matérias-primas ocupam o principal custo do triclorossilano. Em termos de participação nos custos, pó de sílica é o principal custo do TCS.
A principal capacidade de produção de silício metálico de matéria-prima está concentrada na China, e o suporte de matéria-prima forma a vantagem de custo. Em termos de custo, o custo total médio do silício metálico na China é de US$ 10.400/t, enquanto o custo do silício metálico no exterior é de cerca de US$ 1.750/t, que é mais de US$ 1.000/t acima da China. Em termos de produção, A China produziu 2,1 milhões de toneladas de silício metálico em 2020, contabilizando cerca de 69.3% da produção mundial. A produção de silício metálico está concentrada na China, e a China tem a vantagem de silício metálico de baixo custo. O desenvolvimento de silano na China forma um suporte favorável, e a cadeia da indústria de silano funcional está acelerando sua transferência para a China.
Junto com os avanços tecnológicos da China, silanos funcionais estão gradualmente se estabilizando a partir de altos lucros, enquanto os fabricantes estrangeiros são limitados pelos custos e pela coordenação da cadeia da indústria. A expansão da capacidade de fabricantes estrangeiros tende a estagnar devido ao custo e fatores de suporte da cadeia da indústria. As empresas chinesas estão se beneficiando do suporte da cadeia da indústria e do custo da matéria-prima, e a capacidade de produção está se expandindo gradualmente.
2.2. Políticas favoráveis ao desenvolvimento da indústria de silicone na China
Materiais de silício orgânico são novos materiais de alto desempenho, que são muito importantes para promover a modernização industrial relacionada e o desenvolvimento de alta tecnologia. Os materiais de silício orgânico não são apenas uma parte importante das indústrias emergentes estratégicas nacionais, mas também um material de apoio indispensável para outras indústrias emergentes estratégicas. Os materiais de silicone sempre foram os principais novos materiais incentivados pelo estado. A promoção da política acelerou o desenvolvimento da indústria de silício orgânico da China, gradualmente da dependência de importação para a melhoria gradual da cadeia da indústria de silício orgânico.
2.3. Alto potencial de consumo em países em desenvolvimento principalmente na China
Países emergentes e países em desenvolvimento têm maior potencial de crescimento na demanda por silicones. Junto com o desenvolvimento econômico, Países emergentes, países em desenvolvimento, atualização de consumo será inevitável. Os países emergentes, representado pela China, será o primeiro a romper com materiais de silício maduros com o rápido desenvolvimento de dividendos econômicos, e o desenvolvimento de silanos funcionais será igualmente acelerado.
Os países emergentes e os países em desenvolvimento têm uma grande base populacional., com o desenvolvimento da economia, demanda de consumo de silicone refletirá o enorme potencial de crescimento. O mercado asiático representado pela China e Índia se tornará a principal área de crescimento da demanda por silicones no futuro.
2.4. China lidera o crescimento da capacidade de produção e se tornou o maior produtor
Os silanos funcionais globais têm se desenvolvido rapidamente no passado 20 anos, com uma taxa de crescimento anual composta de quase 10%. A capacidade funcional de silano da China está se expandindo rapidamente, e com a eliminação da capacidade atrasada e a melhoria da concentração da indústria, a utilização da capacidade será melhorada. Espera-se que a capacidade global de produção de silano funcional seja 762,000 toneladas em 2023, com uma taxa de crescimento anual média de cerca de 5.0% a partir de 2019 para 2023. A produção deverá atingir cerca de 538,000 toneladas em 2023, com uma taxa de crescimento anual média de cerca de 5.3% a partir de 2018 para 2023.
3. Os silanos funcionais são amplamente utilizados e o setor downstream continua a crescer
Existem muitas variedades de silanos funcionais, e suas aplicações são determinadas principalmente pelas espécies do grupo funcional e pela estrutura. As principais áreas de aplicação incluem compósitos, processamento de borracha, plásticos, adesivos, revestimentos e tratamento de superfície. Em termos de consumo global de silanos funcionais, processamento de borracha é responsável por 32.4%, materiais compostos para 18.5%, adesivos para 16.7%, processamento de plástico para 14.8%, e revestimentos e tratamento de superfície para 11,1%.A participação de consumo da China está em linha com a tendência global. As principais áreas de consumo de processamento de borracha responderam por 33.9%, selantes e adesivos representaram 17.5%, revestimentos, tratamento de superfícies metálicas e impermeabilização de edifícios representaram 17.0%, e materiais compósitos representaram 12.3%. O desenvolvimento da indústria de silano funcional está relacionado à macroeconomia e intimamente relacionado ao status de desenvolvimento das indústrias a jusante, como materiais de construção, eletrônicos, automóvel, têxtil e fibra de vidro.
