人造空心玻璃微珠行業(yè)定義、背景與特性

空心玻璃微珠（Hollow glass microspheres）是一種中空的，內(nèi)含惰性氣體的微小圓球狀粉末。作為一種新型填料，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、流動(dòng)性好、隔熱、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，在輕質(zhì)復(fù)合材料、涂料、航空航天、深海固井、電絕緣材料、隔熱、隔音材料以及軍事炸藥等領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景，被譽(yù)為“空間時(shí)代材料”。

人工合成空心微珠研究開(kāi)始于二十世紀(jì)50年代，其生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)昂貴、制備工藝相對(duì)復(fù)雜且成本較高，但隨著研究人員對(duì)空心微珠的成分及粒徑可控性的不斷深入研究可實(shí)現(xiàn)賦予各種特殊性能而使其滿(mǎn)足航空航天、石油化工、深海探測(cè)及生物醫(yī)藥等高技術(shù)和高附加值領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，高性能人造空心玻璃微珠的制備技術(shù)及其工業(yè)化生產(chǎn)成為各國(guó)學(xué)者和諸多企業(yè)的研究熱點(diǎn)和方向。

人造空心玻璃微珠產(chǎn)業(yè)鏈全景

人造空心玻璃微珠產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

人造空心玻璃微珠被譽(yù)為“空間時(shí)代材料”，上游主要包括多種無(wú)機(jī)礦物石英砂、硼酸、堿金屬鹽、無(wú)機(jī)發(fā)泡劑等；國(guó)內(nèi)人造空心玻璃微珠進(jìn)口依存度較高，中游生產(chǎn)企業(yè)主要有3M、Potter兩家外企及海諾科技、中鋼礦院等國(guó)內(nèi)企業(yè)；下游已廣泛應(yīng)用于建材、塑料、橡膠、涂料、石油化工、冶金、深海和航天等領(lǐng)域，尤其是在石油固井行業(yè)，有著不可替代的重要用途。

人造空心玻璃微珠產(chǎn)業(yè)原材料分析

人造空心玻璃微珠產(chǎn)業(yè)鏈上游包括二氧化硅、硼酸、堿金屬鹽等原材料。

自然界存在的二氧化硅稱(chēng)為硅石，約占地殼總重量的12%。硅石常以石英、鱗石英和方石英三種變體存在。除晶體石英外，還有無(wú)定形（或微晶體）二氧化硅礦石，如蛋白石和硅藻土，它們都是含不定量結(jié)晶水的二氧化硅。

根據(jù)中國(guó)橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，國(guó)內(nèi)沉淀二氧化硅生產(chǎn)廠(chǎng)家中規(guī)模在30萬(wàn)噸以上的企業(yè)為確成股份，2021年產(chǎn)能達(dá)33萬(wàn)噸，位于行業(yè)第一梯隊(duì)；二氧化硅產(chǎn)能在10-15萬(wàn)噸的企業(yè)有豐潤(rùn)化工、索爾維青島、正元化工、贏創(chuàng)嘉聯(lián)、聯(lián)科科技等；雙龍化工、黑貓?zhí)亢诘任涣行袠I(yè)第三梯隊(duì)，二氧化硅產(chǎn)能在10萬(wàn)噸以下。

我國(guó)沉淀法二氧化硅出口量大價(jià)廉，國(guó)產(chǎn)替代仍需時(shí)日。我國(guó)2022年全年沉淀法二氧化硅進(jìn)口量9.01萬(wàn)噸，出口量達(dá)到62.28萬(wàn)噸。2017-2021年，出口數(shù)量的年均復(fù)合增速達(dá)到8.73%。沉淀法二氧化硅近兩年出口量主要受到疫情影響，存在較大幅度波動(dòng)，但隨著疫情形勢(shì)逐漸緩解，國(guó)際局部地區(qū)形勢(shì)變化，我國(guó)2022年出口量有明顯增長(zhǎng)。我國(guó)沉淀法二氧化硅進(jìn)口量長(zhǎng)期保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，并且明顯低于出口數(shù)量。從進(jìn)出口平均單價(jià)角度來(lái)看，我國(guó)出口沉淀法二氧化硅量大而價(jià)廉，進(jìn)口價(jià)格達(dá)到出口價(jià)格的2-3倍，可見(jiàn)我國(guó)目前對(duì)海外生產(chǎn)的高端二氧化硅需求仍然較為旺盛，國(guó)產(chǎn)替代尚未達(dá)成，未來(lái)國(guó)產(chǎn)高端二氧化硅仍具備較大的市場(chǎng)潛力。

氣相二氧化硅方面，受益于多晶硅和有機(jī)硅行業(yè)產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)氣相二氧化硅主要原料氯硅烷來(lái)源充足，企業(yè)裝置開(kāi)工率有較大增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)氣相二氧化硅生產(chǎn)裝置廠(chǎng)家超過(guò)25家，其中藍(lán)星化工、瓦克化學(xué)、德山化工和協(xié)鑫高科產(chǎn)能均在1萬(wàn)噸以上，位于行業(yè)第一梯隊(duì)，吉必盛、合盛硅業(yè)、卡博特恒業(yè)成和匯福納米材料等產(chǎn)能均超過(guò)8000噸，位列行業(yè)第二梯隊(duì)，新安化工、盛森硅業(yè)等產(chǎn)能在8000噸以下。

我國(guó)氣相二氧化硅在全球占據(jù)重要地位，規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張中。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，我國(guó)氣相二氧化硅工藝技術(shù)有了較大進(jìn)展。截至2021年，我國(guó)氣相二氧化硅產(chǎn)量約12.84萬(wàn)噸，占全球產(chǎn)量的39.60%；生產(chǎn)能力為17.88萬(wàn)噸/年，占全球總產(chǎn)能的39%。2016-2021年，我國(guó)氣相二氧化硅產(chǎn)量和產(chǎn)能年均增長(zhǎng)率分別為12.71%和4.87%。2021年我國(guó)氣相二氧化硅消費(fèi)總量約為11.31萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)13.10%，其中有機(jī)硅領(lǐng)域的消費(fèi)量為7.76萬(wàn)噸。氣相二氧化硅主要用作有機(jī)硅彈性體的補(bǔ)強(qiáng)劑，2021年其在硅橡膠領(lǐng)域的使用量占其總消費(fèi)量的60%以上，在其他有機(jī)硅產(chǎn)品如硅樹(shù)脂中也有應(yīng)用。

硼酸是最重要的基本無(wú)機(jī)化工原料之一，也是生產(chǎn)硼化學(xué)品的母體原料。硼酸工業(yè)是伴隨硼砂工業(yè)的誕生而誕生，硼酸在工業(yè)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、通信、航天及核領(lǐng)域都是重要的無(wú)機(jī)化工原料。2016年以來(lái)我國(guó)硼酸進(jìn)口量一直維持在20萬(wàn)噸以上，而出口數(shù)量只有幾千噸，差距數(shù)十倍，且連年來(lái)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。我國(guó)用于高端制造業(yè)的高純度硼酸一般依托進(jìn)口，我國(guó)在原料品級(jí)及生產(chǎn)方法上都處于劣勢(shì)地位，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2022年我國(guó)硼酸進(jìn)口量為29.39萬(wàn)噸，同比下降5.15%，進(jìn)口金額為2.66億美元，同比增長(zhǎng)46.74%，出口量為0.18萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)23.50%，出口金額為0.03億美元，同比增長(zhǎng)62.03%。

中國(guó)人造空心玻璃微珠行業(yè)集中度指數(shù)（銷(xiāo)量）（2019 Vs 2023年）

中國(guó)人造空心玻璃微珠行業(yè)主要頭部企業(yè)有3M、Potters Industries、山西海諾科技和中鋼礦院。2023年這四家企業(yè)在中國(guó)市場(chǎng)的銷(xiāo)量占比為95.63%。