中国热点化工产品市场分析96

加大研发投入  抢占高端市场
——硅胶产业未来发展战略解析
□  孙志斌  
    近年来硅胶的生产呈现出快速发展态势，专业化分工趋于细化，技术进步促使应用领域不断拓展，北美、欧盟、
我国、日韩和东南亚地区是主要的技术研发和市场所在地，产能集中，特点明显。
我国仍以低端产品为主
    2005年我国硅胶产量为25万t，其中基础硅胶23万t，占总量的92%；微粉硅胶和功能化硅胶产量约2万t，
仅占8%；出口约12万t；年销售额12.5亿元，约占全球总销售额的1/6。目前我国有硅胶生产企业25家，行业
集中度约60%（我国万吨级以上硅胶企业情况见表1）。青岛海洋化工有限公司是最大的硅胶生产企业，2005年产
量为4.2万t，其中基础硅胶3.78万t，微粉硅胶和功能化硅胶0.42万t。外资企业对我国考察长达10年之久，
但目前尚未在国内建立硅胶生产企业。
    目前全球硅胶产能已达40万t/a，年销售额约8亿美元，生产企业有60多家，主要包括美国格雷斯公司、SCM
公司、PQ公司，德国E默克公司，英国英力士克劳斯菲尔德公司，日本水泽化学株式会社、富士Silysia化学有
限公司、丰田化工株式会社、东海化学工业株式会社，韩国吉东化学有限公司、新星硅酸盐有限公司等。
    欧美企业有近一半属于跨国公司，他们按照地域、人口、资源、产业分布、发展趋势和市场需求，把全球划分
为若干个区域市场，在50多个主要国家或中心城市设立研发中心、分部、生产工厂或代表处，其产品和服务通过
它们向周边国家、地区和城市扩展。日韩企业步欧美企业后尘，也已扩张到东南亚地区。我国企业的产品已经出口
到世界上30个国家和地区，拓展了产品的海外市场，提高了产品市场覆盖率，但目前尚未在海外注资设立机构，
而且，非品牌产品出口占50%以上，不利于今后竞争力的提高；基础硅胶出口占90%以上，对国外市场的影响力小。
欧美、日韩企业品牌意识很强，竞争重点着眼于高端产品，微粉硅胶、功能化硅胶是他们之间的竞争焦点，而基础
硅胶的竞争焦点在我国。

专业化分工趋势明显
    近年来，硅胶技术呈现出明显的专业化分工发展趋势，以0.5～0.8mm粒子径为主的基础硅胶在我国发展迅猛，
以1～15μm粒子径为主的微粉硅胶在欧美和日韩获得长足进步。基础硅胶和微粉硅胶在形态和性能上的差异，成
为多样化应用发展的直接动力。虽然我国企业积极开展技术研发，但研发投入均低于销售额的3%，而以美国为代
表的发达国家一般达到5%以上，甚至更高，如果换算成绝对值，差距十分明显。
    ●基础硅胶  基础硅胶除了传统的干燥剂应用之外，在石油化工等重点领域也有良好的表现，还拓展到了一些
新兴领域，所以目前基础硅胶的技术研发是我国企业的重点，技术水平与国外公司相比毫不逊色。近年来基础硅胶
出口量持续增加，外商购入我国基础硅胶，一部分直接应用，一部分加工成微粉硅胶。出口增长使国外公司对我国
基础硅胶的依赖性增强，进一步提高了专业化分工的程度。
    ●微粉硅胶  受资源、环境和国家政策等的影响，近年来欧美、日韩企业把发展的重点由基础硅胶转向微粉硅
胶，一是微粉硅胶资源消耗少，对环境影响小；二是附加值高；三是技术先进，易于保密，占领高端，有助于提高
企业核心竞争力。这些国家的企业在技术上处于世界领先水平，专业优势十分明显。对于微粉硅胶生产，我国企业
也做出了努力，但无论资金投入还是技术水平与欧美、日韩等国家都有较大差距。
    格雷斯公司是全球第一家生产硅胶的公司，至2005年，雇员超过6000人，分布在40多个国家和地区。2004
年在庆祝公司成立150周年之后不久，先后成功收购德国Analytik公司和美国Alltech公司，2005年对印度Flexit
公司也有所动作。其中Alltech公司在美国、英国和比利时设有研发实验室。这几次成功运作进一步巩固了其在微
粉硅胶领域的领先地位。
    ●功能化硅胶  将硅胶产品赋予特定的功能，量体裁衣，为客户订制所需的产品，是近年来功能化硅胶的发展
方向。具有吸水功能的硅胶薄膜，具有变压吸附功能的变压吸附专用硅胶，具有遇液不裂功能的耐水硅胶和硅铝胶，
具有澄清功能的啤酒硅胶，还有载体硅胶、精制硅胶、消光硅胶、防结硅胶、磨料硅胶、涂层硅胶等，这些功能化
硅胶是新技术的体现，它们特点突出，性能优异，应用范围确定，为采购方节约了费用，提高了工作效率，因此受
到普遍欢迎。表2列举了国外功能化硅胶的主要技术指标。

应用领域广泛
    现在，硅胶的应用技术已经渗透到各行各业，有些业已成熟，有些正在深入，其中工业领域的应用最为广泛，
农业、第三产业和信息产业的应用近年来发展也非常迅速。
    ●工业应用  硅胶起初主要应用于军事工业，第二次世界大战之后，应用范围逐步扩大。硅胶用作干燥剂在国
内外已经非常普遍，随着专业化分工进程的加快，在石油化工、医药、食品、生物化学、环保、涂料、轻纺、造纸、
油墨、塑料等工业领域应用的质量和水平迈上了新的台阶。
    在石油化工方面，以格雷斯公司的产品为例，G03由于装床压降小，气固相接触性能好，分离快速完全，可以
专门应用于天然气干燥、再循环氮干燥、烷基化进料干燥以及从天然气中分离轻烃。G40广泛应用于压缩空气系统，
如仪表气源系统、气体的汽油吸附系统和贮罐呼吸系统。G41是一种用于各类气体循环干燥操作的高效干燥剂，通
过对该产品的粒度和粒度分布的控制，可以使其压降和快速吸附率两参数做到最佳配合，特别用于烃加工工业中短
周期分离操作工艺。G62和G81是经专门处理的硅胶，主要用于较大分子石油产品的分离等。G407和F408是专门
为液烃类干燥吸附而开发的硅胶。
    用于食品、医药和生物化学的硅胶主要是微粉硅胶，在国外已具有较大的生产规模。代表性产品有用于食用油
精制的Trisyl产品，用于酿造澄清的Daraclar产品以及SCM公司的Silcron产品和格雷斯公司的Syloid、Sylox
产品等（表3列举了Silcron和Syloid的成分指标，供参考）。这类产品采用的生产方法是将成胶后的凝胶进行洗
涤、干燥，再进行微粉化处理，产品呈无定形态，粒度为2～9μm,比表面270～700m2/g，在食品、医药等的添加
量一般为0.25%～2%，安全性好，符合美国食品药品管理局（FDA）的规定标准。
    美国PQ公司生产的Britesorb产品（A100，D300）用作啤酒稳定剂，在选择性滤除啤酒蛋白方面优于传统的
稳定剂酶和鞣酸，在保证不损失啤酒泡沫和口感的情况下，质量稳定期达到6个月以上，用于处理啤酒冷混浊也十
分有效。硅胶作为啤酒稳定剂，已经占其各类稳定剂用量的1/3以上。我国啤酒硅胶年产量约1100t，已经用于全
国各主要啤酒生产厂，部分替代进口。青岛海洋化工有限公司的啤酒硅胶产品和技术已日益成熟，应用范围较广，
2005年其啤酒硅胶产量为360t，主要用于青岛啤酒集团所属企业。
    在涂料工业中，硅胶是最重要的无机消光剂。国内硅胶消光剂的产量已有1000t。消光机理是硅胶微粒在涂层
中呈不规则排列状态，光线穿过涂层受到这些不规则颗粒的阻隔，形成光线散射。需要注意的是硅胶必须与涂料有
极好的配伍性，通常用高分子蜡等有机涂覆物进行表面处理，以使之容易分散，不影响涂料的固有性能，同时改进
涂膜的抗划伤性能。尽管硅胶微粒径稍大一些，散射效果更好，但是粒径过大却会削弱涂料的抗磨擦性能，因此粒
径一般在25μm以下。常用的微粉硅胶粒径在3～5μm，折光指数1.4～1.6。为了进一步提高硅胶的再分散性，天
津大学用丙烯酸酯处理法开发了复合硅胶，欧洲专利也有报道用活性液体硅氧烷处理法制备复合硅胶，用于涂料的
消光处理，可以大大提高涂层的物理性能和再分散性。国外消光剂硅胶的主要技术指标详见表4。
    硅胶以层析技术在中药化学中的应用越来越广泛。硅胶是常用的吸附剂，其吸附作用的强弱与硅醇基的含量有
关，同时要注意活化温度不能过高。从20世纪70年代开始，逐渐采用硅胶表面键合技术,对硅胶微粒表面进行改
性——硅烷化,使得硅胶表面带有不同的官能团成为功能化硅胶,以适应不同的分离需要。硅胶和硅基仍是目前应用
最为广泛的液相层析柱填料。随着层析理论和电子学、光学、计算机等技术的应用，硅胶层析技术已日趋完善,这
对于中药各类化学成分的分离鉴定工作起了重大的推动作用，有利于我国中药产业的技术创新和国际化，改进国际
形象。层析硅胶属高附加值产品，目前我国年产量约1200t，其中出口量不足10%，但经济效益显著，宜继续拓展
国外市场。
    ●农业应用  硅胶在农业上的应用也越来越广泛。用于土壤保湿，改善农作物生长环境，用于农用防护膜，提
高防护膜的耐老化性，也用作农药载体。由于载持量的需要，一般使用孔容较大、粒子强度较高的硅胶。除此之外，
硅胶也用作饲料添加剂，可以防粘、防霉，不影响饲料的风味和营养成分。
    ●第三产业应用  硅胶用于运输过程的干燥已经很普通。经营鲜花的公司用硅胶干燥鲜花，可以保色耐久，还
可以根据场景造型，增添喜庆气氛，很受家庭主妇的欢迎。用硅胶做宠物垫料，具有吸水、吸味、无粘连、易于清
理、视觉美观等诸多优点，在欧美和日本大行其道。此种用途的硅胶是国内硅胶出口量最大的品种，年出口量超过
3万t。把硅胶制成鞋垫以除湿消臭，在日韩很有市场。日本工业技术院和芝浦工业大学研制成功具有吸水功能的
硅胶薄膜，可以贴在室内或汽车的窗玻璃表面，湿度增大时，自然吸收水分，防止玻璃变得模糊朦胧。把硅胶添加
到方便食品、粉末食品或动物食品中，就可以免受粘结的烦恼。
    ●信息产业应用  格雷斯公司以微粉硅胶为基体制成硅片抛光剂，可以满足半导体硅片抛光对柔软性的极高要
求，效果很好。Sylojet产品与传统的喷墨系统共同使用，可提高打印分辨率，使全色打印图案更为逼真。在电讯
行业，用含硅胶的干燥装置保护地下电缆，可有效防止接头漏电。荷兰卡贝尔公司用硅胶保护海底电缆。韩国新星
硅酸盐有限公司把硅胶制成热敏纸、喷墨打印纸、光敏纸、静电记录纸的处理助剂产品。全球这方面的应用仅有几
十吨，但技术领先、价格惊人，是我国企业技术进步的重要努力方向之一。

缩小差距成未来要任
    近年来国内外硅胶的技术进展可以用“西方发达，东方崛起”来形容。专业化分工清晰，技术水平快速提高，
应用领域向广度和深度扩展，产能扩大，竞争加剧。我国的基础硅胶近年来发展十分迅猛，规模总量已经占到全球
的1/2，成为一大亮点，引起欧美、日韩企业的高度关注，是繁荣全球硅胶发展的一支重要力量。硅胶生产专业化、
精细化程度很高，尤其是那些高技术、高附加值专用产品的生产大多被国外公司所垄断。国内企业只有依靠自身优
势，加大研发投入，只有拥有核心技术，才能抢占高端市场，缩小差距。
    根据硅胶技术进展和市场需求，硅胶产业的发展走势预测为：①硅胶作为催化剂、消光剂、触变剂、流变剂应
用于石化、涂料、造纸和塑料产业将进展迅速，通过表面改性，层析技术开发将会更加广泛深入；②微粉硅胶、功
能化硅胶的增长速度将高于基础硅胶的增长速度；③硅胶的研发水平将进一步提高，硅胶在生命科学、电子信息等
领域的应用会有较大进展；④“十一五”期间，我国企业的基础硅胶在产能规模中所占比重将下降20%以上，代之
以微粉硅胶和功能化硅胶等高技术、高附加值的产品，初步拥有核心技术；⑤随着技术进步和竞争的日益激烈，竞
争格局将发生变化，并购重组会在局部发生，但不会影响硅胶技术发展的总体进程。

     表1  我国万吨级以上硅胶企业情况    万t/a
      企业名称          产能             备注
青岛海洋化工有限公司    4.2    
青岛美高集团            3.0        前身青岛美晶化工有限公司
青岛琪丰化工有限公司    1.5     
招远汇源硅胶有限公司    1.5    
乳山市大洋硅胶厂        1.0        原名青岛海洋化工厂乳山
                                  联合干燥剂厂

　　　表2  国外功能化硅胶的主要技术指标
  指标名称          指标            单位
孔容                1.15            ml/g  
吸附量                2.0                RH=20%
                    3.0                RH=40%
                    5.0                RH=60%
                    8.0                RH=80%
                    93.5            RH=100%
比表面                340                m2/g  
堆积密度            400                g/l  
粒度                3～8            目  
烘干失重（950℃）    ≤3.5            %  

  表3  Silcron和Syloid牌号微粉硅胶成分指标  %
  成分                 Silcron                   Syloid
  SiO2                    99.5                     99.6
  Al2O3                    0.06                     0.06
  TiO2                    0.03                     0.03
  CaO                    0.08                     0.08
  Na2O                    0.06                     0.10
  MgO                    0.05                     0.05
  重金属/10-6            <30                     <30
  砷/10-6                <3                         <3
  铅/10-6                <10                     <10

          表4  国外消光剂硅胶的主要技术指标   
指标名称           HP210      HP220      HP240      HP270
孔容/ml·g-1        1.8         1.8        1.8           1.8  
平均粒径/μm        4.0         5.0        3.5           5.1  
pH                    3.5         3.5        7.0           3.5  
水分/%                2.0         2.0        2.0        2.0  
吸油值/g·(100g)-1    250         250        250           280  
表面处理         有机处理   有机处理    有机处理    未处理