張家港高性能光學級液晶材料項目可行性研究報告

項目提出的背景 

聚甲基丙烯酸甲酯樹脂（PMMA）具有良好的透明性、光學特性、耐候性、耐藥品性、硬度和外觀等特性，是被簡稱為“塑料女王”的高級材料。PMMA作為性能優異的透明材料，廣泛應用于各種燈具、照明器材、光學玻璃、各種儀器儀表表盤、罩殼、刻度盤、光導纖維、商品廣告櫥窗、廣告牌、飛機座艙玻璃、飛機和汽車的防彈玻璃、各種用途(醫用、軍用、建筑用)玻璃等領域。特別是隨著液晶顯示器(LCD)市場的迅速增長，光學級PMMA模塑料需求量大幅度增長。隨著新的應用領域不斷開發，PMMA模塑料發展潛力巨大，應用前景廣闊。

PMMA的全球需求量正在不斷增長，預計今后的年增長率可達7％以上，尤其是中國的需求量增長顯著。目前國內PMMA應用領域十分廣泛。中低端消費領域為廣告燈箱、標牌、燈具、浴缸、儀表、生活用品、家具等。高端產品用于液晶顯示器導光板、防射線PMMA、光學纖維、太陽能光伏電池、CD、VCD、光盤生產用高純度光盤級PMMA等，其市場正在迅速增加，特別是隨著液晶顯示器制造業的發展，帶動導光板材料的消費增長，光學級PMMA成為最具成長性的高分子材料。

在PMMA聚合技術中，懸浮聚合和溶液聚合技術成熟，屬于傳統的生產技術，被絕大多數生產企業采用。但是，高端PMMA品種，如用于液晶顯示屏導光板等，由于對透光率、熱穩定性、產品純凈度要求嚴格，國外廠商普遍采用連續本體聚合工藝技術，該技術對設備和工藝的要求苛刻，目前只有德國、美國和日本幾家生產企業掌握此技術。本項目采用先進的連續本體聚合工藝技術，對于提升我國國內企業在高端PMMA產品的行業地位水平具有重大而深遠的意義。

項目名稱：蘇州雙象光學材料有限公司年產8萬噸PMMA高性能光學級液晶材料項目，建設地點：張家港市江蘇揚子江國際化學工業園東海路北側。

項目產品介紹 

聚甲基丙烯酸甲酯樹脂，簡稱PMMA，俗稱有機玻璃、亞克力。PMMA具有極好的透光性，具有最高的全光譜透光率，透光率可達到92％，表觀光澤度好。PMMA還具有良好的介電性和電絕緣性、優異的抗電弧性，也具有良好的耐化學試劑、耐溶劑性、耐候性能及有一定的耐熱耐寒性，可以采用澆鑄、注塑、擠出、熱成型等工藝加工，并具有良好的后加工性能適用于液晶導光板膜、LED燈具、光纖材料、光學產品、汽車零部件、家電部件、以及日常生活必需品，是被簡稱為“塑料女王”的高級材料。

本項目定位于高端市場——聚甲基丙烯酸甲酯樹脂（PMMA）高性能光學級液晶材料，與普通有機玻璃的區別主要是：雖然兩者化學組成一致，但由于前者主要應用液晶顯示器導光板、光纖材料、太陽能光伏電池等高端市場，對產品的透光率、機械性能、熱穩定性、產品純凈度等均有嚴格的要求，其性能遠優于普通的有機玻璃。

項目競爭力分析 

2.2.1 生產技術先進 

PMMA生產技術主要有本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合、乳液聚合和共聚改性等聚合工藝。

（1） 溶液聚合 

單體、油溶性引發劑、鏈轉移劑在適當溶劑中進行的聚合反應。聚合物溶液經脫揮、造粒、溶劑回收等后處理工序，獲得PMMA模塑料產品。一般采用甲苯為溶劑，進行甲基丙烯酸甲酯(MMA)與丙烯酸丁酯(BA)的溶液共聚反應。反應后物料經高溫減壓脫除甲苯和未反應的單體，聚合物直接擠出造粒和生產板材。反應器型式：兩釜串聯和釜-管串聯。

技術優點：聚合熱易擴散，反應溫度易控制，單體轉化率高；自動加速作用小，摩爾質量調節容易，摩爾質量分布較窄；產品中助劑、殘留單體和溶劑含量較低，產品比較純凈；無污水，污染小；適合于連續規模化生產。

缺點：溶劑量大，回收能耗大，生產效率低。

（2）懸浮聚合 

單體、油溶性引發劑、分散劑和去離子水，在強力機械攪拌或振蕩下，單體分散成液滴，懸浮于水中，在油溶性引發劑引發下進行聚合反應。懸浮液經過分離、干燥得到珠狀顆粒PMMA產品。具體的過程一般是在裝有高速攪拌器、溫度計的白鋼反應器中，投入分散劑和水，攪拌、分散1．5 h，再投入溶有引發劑的MMA，按照一定的升溫曲線，控制反應溫度，反應3 h，離心、洗滌、干燥、過篩。反應器型式：單釜式． 

技術優點：聚合熱易擴散，反應溫度易控制；聚合產物呈珠狀顆粒，易分離和干燥；單體轉化率高，設備投資費用低，技術成熟；可任意切換品種牌號，適合于多品種、小批量生產。

缺點：自動加速作用明顯，摩爾質量調節困難，摩爾質量分布較寬；產品中分散劑和殘余單體含量高，影響產品質量和性能；產生大量污水，污染環境，增加處理成本。

（3）本體聚合 

單體在不加溶劑和其他分散劑的條件下，在引發劑或光、熱作用下的聚合反應。聚合物經脫揮、造粒獲得PMMA模塑料產品。反應器型式：釜-管串聯和環管-直管串聯。技術優點：聚合物很純凈、無雜質；無溶劑回收，能耗低；無污染。

缺點：自動加速作用大，體系黏稠。

在PMMA聚合技術中，懸浮聚合和溶液聚合技術成熟，屬于傳統的生產技術，被絕大多數生產企業采用。但是，高端PMMA品種，如用于液晶顯示屏導光板等，由于對透光率、熱穩定性、產品純凈度要求嚴格，國外廠商普遍采用連續本體聚合工藝技術。該技術對設備和工藝的要求苛刻，存在傳質、傳熱和聚合轉化率控制等技術難點，因此只有德國、美國和日本幾家生產企業掌握此技術。本項目從安全、環保、節能和產品質量等諸多方面均衡考慮，采

用先進的連續本體聚合法，解決了本體聚合技術的傳質、傳熱和聚合轉化率控制等問題。由于采用本體聚合法，聚合單體為原料MMA和MA，聚合過程中不使用溶劑和水，又解決了其他聚合技術帶來的產品純凈度問題。能耗低，無污染，且反應過程易于控制。