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关注单体出路 探讨下游发展——“2008第二届有机硅(精细)化学品应用开发及市场信息交流会”专题报道
2008年17期 发行日期:2008-05-13
作者:吴军
 关注单体出路   探讨下游发展  
——“2008第二届有机硅(精细)化学品应用开发及市场信息交流会”专题报道      

     编者按:国内有机硅单体生产规模的扩大和生产技术水平的提高,有效缓解了国内市场供应紧张的局面,但
与国外相比,我国有机硅单体行业的发展还存在巨大差距。外资的进入加剧了行业竞争,国内企业的发展路在何方?
随着单体的发展,下游有机硅高附加值产品的发展也将步入快车道,并成为未来市场竞争的焦点,企业如何在众多
的下游产品中找到适合自身的发展方向?带着诸多困扰,有机硅行业人士齐聚“2008年第二届有机硅(精细)化
学品应用开发及市场信息交流会”,共同探讨行业未来发展。          ——本刊记者  吴军

有机硅单体发展任重道远
江苏宏达新材料股份有限公司  朱德洪
  目前我国有机硅单体呈现盲目发展势头,与国外相比,行业的发展路线、技术、规模均有一定差距,国内企业
面临多重压力。
  外资的进入对我国的有机硅单体发展冲击巨大。道康宁与瓦克在张家港投资6亿美元建设的有机硅单体工厂开
工;新安与迈图于2007年签署协议合资建设10万t/a的有机硅单体厂;蓝星与法国罗地亚集团合资建设的40万
t/a有机硅单体也在建设中。这3个项目建成投产后,国内有机硅单体的技术装备根本无法与外资企业抗衡。
  国外生产的有机硅单体二甲氯硅烷的纯度大于99.95%,而国内只能达到99.8%,无法满足下游生产的需要;国
产有机硅单体储存期短,只能在国内销售;此外分析手段也是制约我国有机硅单体技术发展的重大瓶颈。如果不从
根本上解决有机硅单体的质量和技术问题,其下游的发展也将受到制约。
  建议国内企业和科研机构携手合作,共同开发有机硅单体的新技术,以推动有机硅及下游整体的技术发展。

有机硅单体副产综合应用之路
杭州师范大学  幸松民
  1941年E.G.Rochow发明的直接法合成RnHmSiCl4-(n+m)技术,至今仍是国内外合成甲基氯硅烷的惟一方法。
直接法合成甲基氯硅烷的组分含量如表1所示。
  甲基氯硅烷中主产品是Me2SiCl2(有机硅单体),主要副产品有MeSiCl3、Me3SiCl、MeHSiCl2、高沸物等。副
产品以及废触媒的资源化利用是有机硅单体生产亟待解决的问题。
    ●MeSiCl3  MeSiCl3一般用于烧制白炭黑(气相法SiO2)。此外,其还可通过下列方法利用:
    ①与ROH反应制成MeSi(OR)3,而后与硅烷偶联剂等共水解缩合可制成高强度、耐候、耐磨、可在低温下固化
产品,配入白色颜料可用作道路指示涂料;②与硅烷偶联剂共水解缩合制成新颖及粘接性良好的透明硅树脂,可用
作物品的防潮、耐候涂料;③制备M-D-T硅油,代替白油以提高密封胶的性能;④通过光氯化反应制成ClCH2SiCl3,
进而制成α-系列硅烷偶联剂,由此可开发出数以百计的聚硅氧烷新产品;⑤与Me4Si、Ph2SiCl2、LiAlH4等进行
平衡再分配反应,制成高价值产品;⑥与PhMgCl反应制成高价值的MePhSiCl2及MePh2SiCl;⑦由MeSi(OMeCl)
3与PhMgCl反应制成高价值的MePhSi(OMeCl)2。
    ●高沸物 目前国内多将高沸物与低沸物一起用于制取低档脱膜剂,这其实是对资源的极大浪费。应将甲基氯
硅烷高沸物中有用组分通过分馏剥离,并进一步加工成价值更高的产品。
    ●SiCl4及HSiCl3  SiCl4及HSiCl3可制成苯基氯硅烷等有机硅单体。
    ●废触媒 直接法流化床合成甲基氯硅烷的废触媒中含Cu约10%,可以使用小型流化床,在加热及低流速下
通入HCl或Cl2进行反应得到HSiCl3或SiCl4,达到消耗Si而富集Cu的目的,而后再加热氧化并加入H2SO4溶
解CuO生成CuSO4。将得到的CuSO4制备高活性三元Cu粉催化剂,使Cu可以循环,并使硅粉接近定量的转化成目
的产物。
表1  直接法合成甲基氯硅烷的组分含量  %
No.   分子式      沸点①/ ℃     含量  
1    Me2SiCl2        70.2        82~88
2    MeSiCl3            66.1         5~10
3    Me3SiCl            57.3         3~5
4    MeHSiCl2        41.2         2~4
5    Me2HSiCl        35.1          <1
6    SiMe4            26.2          <1
7    SiCl4            57.6          <1
8    HSiCl3            31.8          <1
9    高沸物等        >70.2         3~5
注:①均为101.3kPa下的沸点

硅烷偶联剂新体系的绿色革命
武大有机硅新材料股份有限公司
有机硅化合物及材料教育部
工程研究中心    廖俊
    传统的硅烷偶联剂厂商多采用间接法生产工艺,合成中必须引入氯,环境污染和设备腐蚀问题较为突出。该工
艺也在一定程度上限制了适合现代产业发展模式的产业体系的形成。我国硅烷偶联剂产业也因缺少统一的行业标准
和商品体系模式,从而成了一种既缺乏横向联合,又没有纵向分工,而是以“小而全”、“大而全”为特征的落后产
业发展模式。在当前市场竞争日趋激烈、环保政策愈加严格的情况下,这种模式已经难有大的作为。
  目前以直接法生产工艺为基础的硅烷偶联剂绿色发展新模式日趋成熟,受到广泛关注。该模式要求在硅烷偶联
剂生产过程中,控制所有环节,包括从原料、催化剂、溶剂、化工技术、污染排放到最终产品都要求绿色化。现有
直接法工艺路线以硅粉、醇为原料,直接合成烷氧基硅烷,再用三烷氧基硅烷合成三烷氧基硅烷偶联剂。
    其技术路线较间接法路线具有明显的优势:①缩短合成步骤,减少设备投入,原料消耗和生产成本大幅降低;
②没有氯化物的使用和循环,避免环境污染,减少设备腐蚀;③金属硅转化率提高,醇循环利用,有效提高资源利
用率;④杂质(如有机杂质、金属杂质、氯等)含量降低;⑤工艺过程可控度高,而且不依赖于大规模氯硅烷,可
方便独立建立生产装置。
  由于直接法使得烷氧基硅烷能够实现规模化生产并在市场上充分流通,因此硅烷偶联剂行业正面临产业结构调
整的契机,国内将会建立起一批以规模化、集约化、标准化、差异化、国际化为特征的现代型企业,届时行业所面
临的问题也将迎刃而解。

气相法白炭黑迎来发展良机
广州吉必盛科技实业有限公司   王跃林
    ●解决多晶硅发展瓶颈
  太阳能是一种清洁的可再生能源,多晶硅光伏太阳能技术是太阳能捕集和利用的最佳途径。目前美国Hemlock
Semiconductor、挪威REC、德国瓦克、日本Tokuyama等14家企业从事多晶硅材料的开发生产。
    在多种高纯度多晶硅生产工艺技术中,改良西门子法占据了绝对主导地位。我国采用该技术生产1t多晶硅副
产SiCl4 10t~20t,到2010年我国多晶硅总产能将突破1万t/a,每年将至少产生10万t SiCl4。SiCl4为高度
危险的化学品,传统处理方法是先提纯,然后与无水乙醇(甲醇)在常温常压下发生酯化反应制备硅酸乙酯(硅酸
甲酯),但硅酸酯用量有限,其对SiCl4的消费量不大。
  SiCl4的处置已成为制约多晶硅产业发展的瓶颈,以SiCl4为原料生产气相SiO2(气相法白炭黑)具有经济和环
保双重效益,既降低多晶硅生产成本,又实现了节能减排、洁净环保和循环利用,促进了多晶硅工业快速健康发展,
又为气相法白炭黑生产提供了充足的原料,保障了太阳能及其它高技术和新材料领域的健康发展。
    ●促进有机硅工业可持续发展
    硅橡胶性能优于多种合成材料,长期以来价格居高不下。随着我国十几套大型有机硅单体装置的相继投产(见
表1),硅氧烷的价格将有一定的下降空间(见图1),硅橡胶的成本将有所降低。目前硅橡胶价格已经低于三元乙
丙胶,预计未来将低于天然橡胶等大宗普通橡胶。届时硅橡胶将取代部分传统合成材料产品,使用量将大幅上涨,
这将给有机硅行业带来巨大的发展空间。
    气相法白炭黑是硅橡胶最佳补强填料,但由于价格昂贵,多使用沉淀法白炭黑等产品替代。随着多晶硅产业的
快速发展,气相法白炭黑价格将进一步下降,硅橡胶以气相法白炭黑作为补强填料而充分发挥其优异性能,并作为
一种普及的“特种合成材料”被广泛使用,这对促进有机硅行业的可持续发展具有重要意义。
表1  国内有机硅单体扩产情况   万t/a
     生产企业          扩产      投产时间
蓝星新材料江西星火        10        2006年底
浙江新安化工            10        2007年底
浙江中天氟材料            6        2006年,一期
浙江中天氟材料            10        拟建,二期
江苏梅兰化工            3        2006年
江苏梅兰化工            10        2010年,拟建
山东东岳化工            6        2007年
山东东岳化工            6        拟建,二期
浙江合盛化工            6        2007年
江苏宏达化工新材料        3        2006年底
蓝星天津化工            20        2008年
泸州北方化学            3        2008年
道康宁(张家港)        45        2010年,拟建

室温硫化硅橡胶系列产品
——有机硅行业未来关注重点
上海橡胶制品研究所  杨中文
     随着天然橡胶价格的上涨以及硅橡胶产能的不断扩大,目前硅橡胶价格已经接近甚至低于通用橡胶,这给硅
橡胶在更多领域替代通用橡胶提供了市场空间。如以液体硅橡胶为主体,配以补强剂、交联剂、催化剂、增粘剂等
制备出的室温硫化(RTV)硅橡胶胶粘剂/密封剂。
    ●硅烷封端聚醚胶粘剂  硅烷封端聚醚(MS)胶粘剂于上世纪80年代由日本钟渊公司开发,是一种结合聚醚
和有机硅特色的新型弹性体胶粘剂,具有黏度低、耐候性能优良,模量低、回弹性好、粘接面大、环境友好等特点。
可用作建筑用粘合剂和密封剂,也适宜在伸缩等高位移场合使用,此外在汽车和运输领域也有较大的市场空间。
    ●硅烷封端聚氨酯胶粘剂 硅烷封端聚氨酯胶粘剂(SPUR)兼具聚氨酯和有机硅胶粘剂的特性,是以聚氨酯为
主链,用烷氧基硅烷取代-NCO封端的改性聚氨酯。SPUR胶粘剂具有以下性能优势:①一些在聚氨酯密封胶配方中
会与-NCO发生反应而不能使用的助剂(如补强剂、增粘剂、增塑剂、抗氧剂等)均能使用在SPUR中,从而提高密
封胶的性能;②SPUR硫化产品内部密实无气泡;③由于烷氧基硅烷替代-NCO基团,大大改善了胶粘剂的储存稳定
性;④耐热性、耐湿热性、对基材的粘合性、耐候性、耐介质性和可涂漆性优于聚氨酯密封胶。
    ●氟硅胶粘剂 氟硅胶粘剂既具有硅橡胶耐高低温、耐气候老化等性能,又有氟材料的耐油、耐溶剂和抗污物
性能,是一种性能优越的特种材料,可以用在汽车发动机液体垫圈、涉油的机械密封以及高温、绝缘、耐油等领域。
由氟硅胶粘剂配制涂料喷涂在硅橡胶绝缘子表面,可以明显提高绝缘子的疏水性能和防污性能,增强电网运行的可
靠性。
    ●低模量单组分室温硫化硅橡胶胶粘剂 目前国内开发了一种低模量单组分产品,可用作高伸缩量的建筑接缝
用密封剂。
    ●阻燃硅橡胶胶粘剂  阻燃硅橡胶胶粘剂的阻燃剂是以氯铂酸和金属氢氧化物为主体或者含磷和氮的化合物,
主要用于电子电器设备密封和船舶填隙密封等。
    ●新型硫化体系的单组分室温硫化硅橡胶胶粘剂 近年来最引人注目的新型硫化体系单组分产品是脱丙酮型
单组分室温硫化硅橡胶。这类产品对金属铜等的腐蚀性较脱醇型单组分产品更小,是未来电子工业中的理想材料。
    ●加成型硅橡胶胶粘剂 加成型硅橡胶胶粘剂一般按二组分形式配合,也可以制成单组分形式,即将乙烯基硅
橡胶与气相白炭黑、交联剂含氢硅油、铂催化剂、增粘剂和硫化抑制剂配合。
    ●有机硅压敏胶胶粘剂 有机硅压敏胶与传统的压敏胶(天然-丁苯-松香)相比,具有较宽的温度适应性和被粘
贴材料适应性。有机硅压敏胶包括无背材压敏胶和有背材压敏胶粘带两种,其中有机硅压敏胶带工作温度(非交联
型)可达150℃以上,交联型则高达200℃。有机硅压敏胶价格较高,但其具有使用温度范围宽、对诸如聚四氟乙烯
等低表面能的极难粘材料亦具有良好的胶接效果,电性能和耐水性能也很好,是一种重要的压敏材料。
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