张家港高性能光学级液晶材料项目可行性研究报告
   2021-05-24

项目提出的背景 

聚甲基丙烯酸甲酯树脂（PMMA）具有良好的透明性、光学特性、耐候性、耐药品性、硬度和外观等特性，是被简称为“塑料女王”的高级材料。PMMA作为性能优异的透明材料，广泛应用于各种灯具、照明器材、光学玻璃、各种仪器仪表表盘、罩壳、刻度盘、光导纤维、商品广告橱窗、广告牌、飞机座舱玻璃、飞机和汽车的防弹玻璃、各种用途(医用、军用、建筑用)玻璃等领域。特别是随着液晶显示器(LCD)市场的迅速增长，光学级PMMA模塑料需求量大幅度增长。随着新的应用领域不断开发，PMMA模塑料发展潜力巨大，应用前景广阔。

PMMA的全球需求量正在不断增长，预计今后的年增长率可达7％以上，尤其是中国的需求量增长显著。目前国内PMMA应用领域十分广泛。中低端消费领域为广告灯箱、标牌、灯具、浴缸、仪表、生活用品、家具等。高端产品用于液晶显示器导光板、防射线PMMA、光学纤维、太阳能光伏电池、CD、VCD、光盘生产用高纯度光盘级PMMA等，其市场正在迅速增加，特别是随着液晶显示器制造业的发展，带动导光板材料的消费增长，光学级PMMA成为最具成长性的高分子材料。

在PMMA聚合技术中，悬浮聚合和溶液聚合技术成熟，属于传统的生产技术，被绝大多数生产企业采用。但是，高端PMMA品种，如用于液晶显示屏导光板等，由于对透光率、热稳定性、产品纯净度要求严格，国外厂商普遍采用连续本体聚合工艺技术，该技术对设备和工艺的要求苛刻，目前只有德国、美国和日本几家生产企业掌握此技术。本项目采用先进的连续本体聚合工艺技术，对于提升我国国内企业在高端PMMA产品的行业地位水平具有重大而深远的意义。

项目名称：苏州双象光学材料有限公司年产8万吨PMMA高性能光学级液晶材料项目，建设地点：张家港市江苏扬子江国际化学工业园东海路北侧。

项目产品介绍 

聚甲基丙烯酸甲酯树脂，简称PMMA，俗称有机玻璃、亚克力。PMMA具有极好的透光性，具有最高的全光谱透光率，透光率可达到92％，表观光泽度好。PMMA还具有良好的介电性和电绝缘性、优异的抗电弧性，也具有良好的耐化学试剂、耐溶剂性、耐候性能及有一定的耐热耐寒性，可以采用浇铸、注塑、挤出、热成型等工艺加工，并具有良好的后加工性能适用于液晶导光板膜、LED灯具、光纤材料、光学产品、汽车零部件、家电部件、以及日常生活必需品，是被简称为“塑料女王”的高级材料。

本项目定位于高端市场——聚甲基丙烯酸甲酯树脂（PMMA）高性能光学级液晶材料，与普通有机玻璃的区别主要是：虽然两者化学组成一致，但由于前者主要应用液晶显示器导光板、光纤材料、太阳能光伏电池等高端市场，对产品的透光率、机械性能、热稳定性、产品纯净度等均有严格的要求，其性能远优于普通的有机玻璃。

项目竞争力分析 

2.2.1 生产技术先进 

PMMA生产技术主要有本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合和共聚改性等聚合工艺。

（1） 溶液聚合 

单体、油溶性引发剂、链转移剂在适当溶剂中进行的聚合反应。聚合物溶液经脱挥、造粒、溶剂回收等后处理工序，获得PMMA模塑料产品。一般采用甲苯为溶剂，进行甲基丙烯酸甲酯(MMA)与丙烯酸丁酯(BA)的溶液共聚反应。反应后物料经高温减压脱除甲苯和未反应的单体，聚合物直接挤出造粒和生产板材。反应器型式：两釜串联和釜-管串联。

技术优点：聚合热易扩散，反应温度易控制，单体转化率高；自动加速作用小，摩尔质量调节容易，摩尔质量分布较窄；产品中助剂、残留单体和溶剂含量较低，产品比较纯净；无污水，污染小；适合于连续规模化生产。

缺点：溶剂量大，回收能耗大，生产效率低。

（2）悬浮聚合 

单体、油溶性引发剂、分散剂和去离子水，在强力机械搅拌或振荡下，单体分散成液滴，悬浮于水中，在油溶性引发剂引发下进行聚合反应。悬浮液经过分离、干燥得到珠状颗粒PMMA产品。具体的过程一般是在装有高速搅拌器、温度计的白钢反应器中，投入分散剂和水，搅拌、分散1．5 h，再投入溶有引发剂的MMA，按照一定的升温曲线，控制反应温度，反应3 h，离心、洗涤、干燥、过筛。反应器型式：单釜式． 

技术优点：聚合热易扩散，反应温度易控制；聚合产物呈珠状颗粒，易分离和干燥；单体转化率高，设备投资费用低，技术成熟；可任意切换品种牌号，适合于多品种、小批量生产。

缺点：自动加速作用明显，摩尔质量调节困难，摩尔质量分布较宽；产品中分散剂和残余单体含量高，影响产品质量和性能；产生大量污水，污染环境，增加处理成本。

（3）本体聚合 

单体在不加溶剂和其他分散剂的条件下，在引发剂或光、热作用下的聚合反应。聚合物经脱挥、造粒获得PMMA模塑料产品。反应器型式：釜-管串联和环管-直管串联。技术优点：聚合物很纯净、无杂质；无溶剂回收，能耗低；无污染。

缺点：自动加速作用大，体系黏稠。

在PMMA聚合技术中，悬浮聚合和溶液聚合技术成熟，属于传统的生产技术，被绝大多数生产企业采用。但是，高端PMMA品种，如用于液晶显示屏导光板等，由于对透光率、热稳定性、产品纯净度要求严格，国外厂商普遍采用连续本体聚合工艺技术。该技术对设备和工艺的要求苛刻，存在传质、传热和聚合转化率控制等技术难点，因此只有德国、美国和日本几家生产企业掌握此技术。本项目从安全、环保、节能和产品质量等诸多方面均衡考虑，采

用先进的连续本体聚合法，解决了本体聚合技术的传质、传热和聚合转化率控制等问题。由于采用本体聚合法，聚合单体为原料MMA和MA，聚合过程中不使用溶剂和水，又解决了其他聚合技术带来的产品纯净度问题。能耗低，无污染，且反应过程易于控制。