三氯氫硅的原料與上下游產(chǎn)業(yè)鏈分析

1、三氯氫硅的原料與上下游產(chǎn)業(yè)鏈分析7.1 三氯氫硅原料供應(yīng)與市場概況目前，三氯氫硅工業(yè)生產(chǎn)主要是用硅粉與氯化氫反應(yīng)得到。7.1.1 工業(yè)硅市場供應(yīng)情況在工業(yè)生產(chǎn)中，一般選用冶金級硅粉（金屬硅）作為原料。金屬硅（我國也 稱工業(yè)硅）是本世紀(jì)六十年代中期出現(xiàn)的一個商品名稱。它的出現(xiàn)與半導(dǎo)體行業(yè)的興起有關(guān)。目前，國際通用作法是把商品硅分成金屬硅和半導(dǎo)體硅。金屬硅是由石英和焦炭在電熱爐內(nèi)冶煉成的產(chǎn)品，主成分硅元素的含量在98%左右（近年來，含S量99.99%的也歸在金屬硅內(nèi)），其余雜質(zhì)為鐵、鋁、鈣等。半導(dǎo)體硅用 于制作半導(dǎo)體器件的高純度金屬硅。是以多晶、單晶形態(tài)出售。近年來，國內(nèi)外市場對工業(yè)硅的需求迅速增

2、長， 特別是有機(jī)硅材料的需求進(jìn) 步推動了金屬硅行業(yè)的發(fā)展。我國工業(yè)硅生產(chǎn)始于1957年，當(dāng)時蘇聯(lián)幫助下我國遼寧建成投產(chǎn)了采用單 相雙電極爐第一個生產(chǎn)單位。7.1.2 氯化氫市場供應(yīng)情況三氯氫硅生產(chǎn)需要氯化氫氣體。我國三氯氫硅生產(chǎn)企業(yè)一般利用氯堿企業(yè)副 產(chǎn)的氯氣和氫氣合成氯化氫。7.2 三氯氫硅上下游產(chǎn)業(yè)鏈分析三氯氫硅是采用硅粉與氯化氫氣體在流化床反應(yīng)器中生成的產(chǎn)物。三氯氫硅是一種用途非常廣泛的有機(jī)硅單體，主要用于生產(chǎn)半導(dǎo)體硅、單晶 硅和多晶硅的原料，亦是合成有機(jī)硅烷和烷基、芳基以及有機(jī)官能團(tuán)氯硅烷最基六鑒網(wǎng)本的單體?？缛?1世紀(jì)的今天，石油作為最重要的能源物質(zhì)，其逐漸枯竭使人類開始面 臨經(jīng)濟(jì)和

3、社會可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)， 為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)已成 為世界性的新能源共識。為此作為太陽能電池板的主要原料多晶硅產(chǎn)業(yè)迅速發(fā) 展，而作為多晶硅生產(chǎn)必須的原材料三氯氫硅也得以迅猛發(fā)展。有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑幾乎可與任何一種材料交聯(lián)，包括熱固性材料、熱塑性材料、 密封劑、橡膠、親水性聚合物以及無機(jī)材料等，在太陽能電池、玻璃纖維、增強(qiáng) 樹脂、精密陶瓷纖維和光纖保護(hù)膜等方面扮演著重要角色，并在這些行業(yè)中發(fā)揮 著不可或缺的重要作用。圖7.1三氯氫硅上下游產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D7.2.1 三氯氫硅用于硅烷偶聯(lián)劑有機(jī)硅產(chǎn)品是一類性能優(yōu)異而獨(dú)特的新型化工材料，應(yīng)用范圍遍及國防、國 民經(jīng)濟(jì)乃至人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，

4、已發(fā)展成為技術(shù)密集、資金密集、附加值 高、在國民經(jīng)濟(jì)中占有一定地位的新型工業(yè)體系， 并使相關(guān)行業(yè)獲得了巨大的經(jīng) 濟(jì)效益。有機(jī)硅產(chǎn)品大致分為硅油、硅橡膠、硅樹脂、硅烷偶聯(lián)劑等 4大類產(chǎn)品。硅烷偶聯(lián)劑是一種可以把兩種不同性質(zhì)的物質(zhì)通過化學(xué)或物理作用結(jié)合起來的一種改善型助劑，在復(fù)合材料中應(yīng)用較為廣泛。硅烷偶聯(lián)劑的親無機(jī)基團(tuán)與 填料表面結(jié)合，親有機(jī)基團(tuán)與高分子樹脂纏結(jié)或反應(yīng)，利用其特有的分子橋性能 使表面性質(zhì)相差很大的無機(jī)填料與高分子材料相容，從而大大提高復(fù)合材料的物 理性能、電性能、熱性能、光性能等。生產(chǎn)中常用的幾類偶聯(lián)劑按其中心原子的 不同，主要分為硅烷類、鈦酸酯類、鋁酸酯類等。硅烷偶聯(lián)劑是由三氯

5、氫硅和帶有反應(yīng)性基團(tuán)的不飽和烯烴在鉑氯酸催化下加成，再經(jīng)醇解而得。由于硅烷偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)性基團(tuán)多， 與填料表面的反應(yīng)點(diǎn)多，而分 子中的有機(jī)疏水基含碳原子數(shù)少、 碳鏈短，因此在熱塑性塑料為基體樹脂的填充 塑料中，使用硅烷偶聯(lián)劑往往對填充體系的加工流動性能帶來不利影響，加之價格較高，因此硅烷偶聯(lián)劑在熱塑性塑料中用量不多， 而主要應(yīng)用在環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯樹脂等熱固性塑料中。此類偶聯(lián)劑主要作為玻璃纖維的表面處理劑， 它 可使玻璃鋼的機(jī)械性能、電學(xué)性能和抗老化性能得以改善。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，硅烷偶聯(lián)劑的用途已從傳統(tǒng)的玻璃纖維表面處理劑擴(kuò)大 到無機(jī)填充物、密圭寸劑、樹脂混凝土、交聯(lián)聚乙烯、樹脂圭

6、寸裝等材料的表面處理 劑。1、用于玻璃纖維的表面處理硅烷偶聯(lián)劑能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，提高玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料 的強(qiáng)度、抗水、抗氣候等性能。在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的 50%,其中用得較多的品種有乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。2、用于無機(jī)填料的表面處理硅烷偶聯(lián)劑在對無機(jī)填料及樹脂進(jìn)行偶聯(lián)時可預(yù)先對填料進(jìn)行表面處理， 也 可直接加入樹脂中，以改善填料在樹脂中的分散性及粘合力， 提高工藝性能和填 充塑料（包括橡膠）的機(jī)械、電學(xué)和耐氣候等性能。3、用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑硅烷偶聯(lián)劑能提高它們的粘接強(qiáng)度、 耐水、耐氣候等性能。并可以解決某些 材料長期以來無

7、法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑的其他方面的應(yīng)用還包括： 將固化酶附著到玻璃基材表面，油井 鉆探中防砂，使磚石表面具有疏水性能等。7.2.2 三氯氫硅制造多晶硅三氯氫硅不僅是制造硅烷偶聯(lián)劑，還是多晶硅的核心原材料，多晶硅則是制 造太陽能電池板、半導(dǎo)體等光伏產(chǎn)品的重要原料。多晶硅材料是以三氯氫硅為原料經(jīng)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)提純后達(dá)到一定 純度的電子材料，是硅產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈中的一個極為重要的中間產(chǎn)品， 是半導(dǎo)體工業(yè)、 電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽能光伏電池產(chǎn)業(yè)的最主要、 最基礎(chǔ)的功能性材料。主要用做 半導(dǎo)體的原料，是制做單晶硅的主要原料，可作各種晶體管、整流二極管、可控 硅、太陽能電池、集成電路、電子計算機(jī)芯片以及紅外探測器等。多晶硅片在太陽能電池中占成本的70%,生產(chǎn)多晶硅過程三氯氫硅在氫氣中還原沉積成多晶硅。一個千噸級多晶硅生產(chǎn)廠規(guī)模相當(dāng)于一間中型石化廠，并且 通常建在氯堿廠附近。目前國內(nèi)外大多數(shù)工廠都采用三氯氫硅氫還原法即西門子 法生產(chǎn)多晶硅三氯氫硅在太陽能電池、玻璃纖維、增強(qiáng)樹脂、精密陶瓷纖維和光纖保護(hù)膜 等方面扮演著重要角色，并在這些行業(yè)中發(fā)揮著不可或缺的重要作用723三氯氫硅其它應(yīng)用近年來三氯氫硅又被應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)。生產(chǎn)三氯氫硅的主要副產(chǎn)品四氯化硅