I materiali siliconici non sono solo una componente importante dell'industria dei nuovi materiali dell'industria emergente strategica nazionale, ma anche un materiale di supporto indispensabile per altre industrie emergenti strategiche.

Con la continua espansione dei campi di applicazione, l'enorme potenziale di domanda ha reso i siliconi uno dei materiali chimici più popolari al momento.

La quota maggiore del consumo nazionale di siliconi riguarda settori quali l'edilizia, l'elettronica, l'elettricità e le nuove energie, l'assistenza medica e la cura della persona. Tra questi, il settore dell'edilizia è attualmente il principale scenario di destinazione per l'applicazione dei siliconi, con circa il 30%.

Oltre alla continua crescita della domanda di materiali siliconici nei settori tradizionali, anche i settori del risparmio energetico e della tutela ambientale, come il fotovoltaico e le nuove energie, nonché lo sviluppo di settori emergenti come la costruzione di reti elettriche ad altissima e altissima tensione, i materiali indossabili intelligenti, la stampa 3D e il 5G, forniscono nuovi punti di crescita della domanda di siliconi.

Panoramica dei siliconi

Siliconi è un termine generico per indicare i composti organici del silicio, sintetizzati e idrolizzati dal silicio metallico e dal clorometano.

Il primo passaggio nella sintesi dei siliconi è la generazione di metilclorosilano, che viene poi idrolizzato per ottenere monometiltriclorosilano, dimetildiclorosilano e triclorosilano. Il dimetildiclorosilano è la principale varietà monomerica del silicio organico, i cui principali prodotti derivati sono la gomma siliconica e l'olio siliconico.

Attualmente, la capacità produttiva di siliconi menzionata in Cina si riferisce generalmente alla capacità produttiva di metilclorosilano, mentre le statistiche di produzione attuali si basano tutte sulla produzione di dimetilsilossano.

Filiera del settore dei siliconi

La filiera dei siliconi è suddivisa principalmente in quattro anelli: materie prime siliconiche, monomeri siliconici, intermedi siliconici e prodotti di trasformazione profonda siliconici. Le imprese di produzione di materie prime, monomeri e intermedi sono meno numerose, mentre la trasformazione profonda a valle coinvolge un'ampia gamma di prodotti e una capacità produttiva più distribuita.

Materie prime siliconiche

Il processo di produzione dei siliconi coinvolge un'ampia percentuale di materie prime. La materia prima dei siliconi è la polvere di silicone industriale, che viene preparata industrialmente riducendo il quarzo con coke in un forno ad arco elettrico.

La produzione di silicone industriale consuma grandi quantità di minerali di silicone e di energia, causando un notevole inquinamento ambientale. Pertanto, una fornitura stabile e di alta qualità di materie prime siliconiche industriali è diventata la garanzia fondamentale per la produzione di siliconi.

Secondo SAGSI, nel 2020 la capacità produttiva globale di silicone industriale era di 6,23 milioni di tonnellate, mentre la capacità produttiva della Cina era di 4,82 milioni di tonnellate, pari al 77,4%.

Silicio

Monomeri e intermedi siliconici

L'offerta nazionale di monomeri e intermedi siliconici rappresenta oltre il 50% del totale globale, rendendolo il maggiore fornitore di monomeri e intermedi siliconici al mondo. A causa dell'instabilità dei monomeri siliconici, le aziende generalmente sintetizzano i monomeri in intermedi come DMC (dimetilsilossano) o D4 per la vendita.

Esistono poche varietà e specifiche di monomeri e intermedi siliconici.

Il dimetildiclorosilano è attualmente il monomero siliconico più utilizzato, rappresentando oltre il 90% della quantità totale di monomeri.

La soglia di ingresso per l'industria dei siliconi è elevata, con una capacità produttiva di 200.000 tonnellate e un investimento di capitale di almeno 1,5 miliardi di yuan. L'elevata soglia di ingresso nel settore favorirà la tendenza alla concentrazione della capacità produttiva di monomeri verso le imprese leader.

Attualmente, solo un piccolo numero di aziende ha un accumulo tecnologico sufficiente e ha raggiunto una produzione su larga scala, con oltre il 90% della capacità produttiva distribuita tra le prime 11 imprese.

La concentrazione della capacità produttiva di monomeri siliconici offre inoltre un margine di contrattazione più ampio per le imprese a valle.

Diclorodimetilsilano

In termini di offerta, molte aziende leader nel settore dei siliconi in Cina hanno progetti in corso o nuovi piani. La nuova capacità produttiva sarà concentrata nel periodo 2022-2023 e la capacità produttiva del settore sta per entrare in un ciclo di rapida espansione.

Secondo i dati di Baichuan Yingfu, aziende come Hesheng Silicon Industry, Yunnan Energy Investment e Dongyue Silicon Materials investiranno quest'anno circa 1,025 milioni di tonnellate di capacità produttiva di siliconi. Anche aziende come New Special Energy, Asia Silicon Industry e Sichuan Yongxiang stanno investendo nella capacità produttiva di silicio policristallino, determinando un aumento della domanda di siliconi industriali.

SAGSI prevede che la capacità produttiva cinese di monomeri metilici di silicone supererà i 6 milioni di tonnellate/anno entro il 2025, rappresentando oltre il 70% della capacità produttiva globale di monomeri metilici di silicone.

Secondo C&EN, Momentive, azienda leader estera nel settore dei siliconi, prevede di chiudere la sua capacità produttiva di siliconi a Waterford, New York, rendendo Dow l'unico produttore di materie prime a monte dei siliconi negli Stati Uniti.

La capacità produttiva globale di monomeri siliconici è trasferita in Cina e il tasso di concentrazione del settore continuerà a migliorare in futuro.

Lavorazione profonda dei siliconi

I prodotti siliconici lavorati in profondità sono spesso presenti nella forma molecolare di RnSiX (4-n), e le proprietà fisico-chimiche stabili della catena di silicio e la variabilità dei gruppi funzionali conferiscono ai prodotti siliconici lavorati in profondità una vasta gamma di applicazioni. I prodotti principali sono la gomma siliconica e l'olio siliconico, che rappresentano rispettivamente il 66% e il 21%.

Attualmente, l'industria della lavorazione profonda dei siliconi è ancora in rapida fase di sviluppo, con un settore relativamente frammentato. Esistono oltre 3.000 aziende di lavorazione profonda a valle, impegnate esclusivamente nella lavorazione del silicone.

Serbatoio di materie prime della fabbrica Olivia

La struttura dei prodotti in silicone lavorati in profondità in Cina:

Le aziende produttrici di silicone estere non hanno un vantaggio in termini di costi nella produzione di monomeri di silicone rispetto alle aziende cinesi e la maggior parte delle principali aziende produttrici di silicone estere si concentra sullo sviluppo di prodotti di lavorazione profonda a valle e sull'ampliamento della catena industriale.

Le politiche di incentivazione della Cina per l'industria dei siliconi si sono gradualmente spostate dalla produzione di monomeri alla lavorazione approfondita dei prodotti siliconici, allo sviluppo di nuovi prodotti siliconici, all'espansione di nuovi campi di applicazione e al miglioramento del livello di utilizzo complessivo.

Silice

I prodotti a valle dei siliconi presentano un valore aggiunto e prospettive di applicazione di mercato più elevati. Attualmente, il consumo di siliconi ha ancora ampi margini di sviluppo nei mercati emergenti in Cina e all'estero.

Silicone

Silicio policristallino