I materiali siliconici non sono solo una componente importante dell'industria dei nuovi materiali, settore strategico emergente a livello nazionale, ma anche un materiale di supporto indispensabile per altri settori strategici emergenti.

Grazie alla continua espansione dei campi di applicazione, l'enorme potenziale di domanda ha reso i siliconi uno dei materiali chimici più diffusi al momento.

La quota maggiore del consumo interno di siliconi si concentra in settori quali l'edilizia, l'elettronica, l'elettricità e le energie rinnovabili, la sanità e la cura della persona. Tra questi, il settore edile rappresenta attualmente il principale ambito di applicazione dei siliconi, con una quota pari a circa il 30%.

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

Panoramica sugli siliconi

Il termine siliconi si riferisce in generale ai composti organici del silicio, sintetizzati e idrolizzati a partire da silicio metallico e clorometano.

Il primo passo nella sintesi dei siliconi consiste nella generazione di metilclorosilano, che viene poi idrolizzato per ottenere monometiltriclorosilano, dimetildiclorosilano e triclorosilano. Il dimetildiclorosilano è il principale monomero del silicio organico, i cui principali prodotti derivati ​​sono la gomma siliconica e l'olio di silicone.

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 industriale dei siliconi

La filiera industriale dei siliconi è suddivisa principalmente in quattro fasi: materie prime siliconiche, monomeri siliconici, intermedi siliconici e prodotti di trasformazione profonda dei siliconi. Le imprese produttrici di materie prime, monomeri e intermedi sono meno numerose, mentre la trasformazione profonda a valle coinvolge una vasta gamma di prodotti e una capacità produttiva più dispersa.

materie prime al silicio

Il processo di produzione dei siliconi prevede l'impiego di una grande quantità di materie prime. La materia prima principale è la polvere di silicone industriale, che viene preparata a livello industriale riducendo il quarzo con il coke in un forno ad arco elettrico.

La produzione di silicone industriale consuma grandi quantità di minerale di silicio ed energia e causa un significativo inquinamento ambientale. Pertanto, una fornitura stabile e di alta qualità di materie prime per il silicone industriale è diventata la garanzia fondamentale per la produzione di siliconi.

Secondo SAGSI, nel 2020 la capacità produttiva globale di silicone industriale è stata di 6,23 milioni di tonnellate, mentre quella della Cina si è attestata a 4,82 milioni di tonnellate, pari al 77,4%.

Silicio

Monomeri e intermedi di siliconi

La produzione interna di monomeri e intermedi siliconici rappresenta oltre il 50% del totale mondiale, rendendo l'India il principale fornitore di questi prodotti al mondo. Data l'instabilità dei monomeri siliconici, le aziende li sintetizzano generalmente in intermedi come il DMC (dimetilsilossano) o il D4 per la successiva commercializzazione.

Esistono poche varietà e specifiche di monomeri e intermedi di siliconi.

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

La soglia di ingresso nel settore dei siliconi è elevata, essendo stata innalzata a 200.000 tonnellate e richiedendo un investimento di capitale di almeno 1,5 miliardi di yuan. L'elevata soglia di ingresso nel settore favorirà la concentrazione della capacità produttiva di monomeri nelle mani delle imprese leader.

Attualmente, solo un numero ristretto di aziende ha accumulato sufficiente tecnologia e ha raggiunto la produzione su larga scala, con oltre il 90% della capacità produttiva distribuita nelle mani delle prime 11 imprese.

La concentrazione della capacità produttiva di monomeri siliconici offre inoltre un maggiore margine di negoziazione per le imprese a valle della filiera.

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 si concentrerà nella produzione tra il 2022 e il 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 nella capacità produttiva di siliconi. Anche aziende come New Special Energy, Asia Silicon Industry e Sichuan Yongxiang stanno investendo nella capacità produttiva di silicio policristallino, alimentando un aumento della domanda di siliconi industriali.

SAGSI prevede che la capacità produttiva cinese di monomeri di metilsilicone supererà i 6 milioni di tonnellate all'anno entro il 2025, rappresentando oltre il 70% della capacità produttiva globale di tali monomeri.

Secondo C&EN, Momentive, azienda leader a livello internazionale nel settore dei siliconi, prevede di chiudere il suo stabilimento di produzione di siliconi a Waterford, New York, rendendo Dow l'unico produttore di materie prime a monte per i siliconi negli Stati Uniti.

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

Elaborazione profonda dei siliconi

I prodotti siliconici profondamente trasformati esistono spesso nella forma molecolare RnSiX (4-n), e le stabili proprietà fisico-chimiche della catena di silicio e la variabilità dei gruppi funzionali conferiscono a questi prodotti una ricca gamma di funzioni d'uso. I prodotti principali sono la gomma siliconica e l'olio di silicone, che rappresentano rispettivamente il 66% e il 21% del mercato.

Attualmente, l'industria della trasformazione profonda dei siliconi è ancora in una fase di rapido sviluppo, con un settore relativamente frammentato. Esistono oltre 3.000 imprese di trasformazione profonda dedicate esclusivamente alla lavorazione dei siliconi.

Serbatoio delle materie prime della fabbrica Olivia

La struttura dei prodotti a base di silicone profondamente processato in Cina:

Le aziende estere del settore del silicone non godono di un vantaggio in termini di costi nella produzione di monomeri di silicone rispetto alle aziende cinesi, e la maggior parte delle principali aziende estere del settore si concentra sullo sviluppo di prodotti per la lavorazione avanzata a valle e sull'estensione della catena industriale.

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

Silice

I prodotti derivati ​​dai siliconi presentano un maggiore valore aggiunto e prospettive di applicazione sul mercato più ampie. Attualmente, vi è ancora un notevole margine di sviluppo per il consumo di siliconi nei mercati emergenti, sia in Cina che all'estero.

Silicone

Silicio policristallino