SMA树脂(防水石膏板)
产品:苯乙烯-马来酸酐共聚合物(SMA树脂)
化学分子式:(C8H8)n-(C4H2O3)m
产地:荷兰
应用:石膏板、烫金膜、粉末涂料、热封胶、不干胶、热熔压敏胶、皮革表处剂、无机/有机颜料、乳化剂等等
作用 : 聚合物, 预热进料 / 极性增强剂 / 施胶剂 / 耐水剂/分散剂/高耐热/相容剂等等
苯乙烯-马来酸酐共聚物因同时具有极性(马来酸酐)和非极性(苯乙烯)的特点,被用于有机、无机颜填料的分散剂,同时也被用作混凝土的超增塑剂,提供出众的分散稳定性同时降低粘度。
在国外,SMA亦被应用于石膏板工业的石蜡乳液中,作为乳液聚合分散剂,很大程度降低石膏板的吸水率。国产石膏板防水性差也是制约产品出口西方发达国家的主要因素。
众所周知,常规的石膏板是强吸水性的,含水率增加后将失去物理强度以至于粉化,因此降低吸水性是石膏板工业质量提升的重要指标。
经过长期的技术发展,国内外用于提升石膏板耐水性主要有两种方式:
1)在泥浆中加入聚甲基氢硅氧烷(PMHS);
2)在泥浆中加入石蜡乳液。
通过这两种方法可以将吸水率降低至5%。然而,PMHS是一种助燃剂,而且在石膏干燥过程中会氧化失效;然而,蜡乳液非常稳定,在石膏干燥,焚烧过程中均不会发生反应、燃烧或者挥发。因此,蜡乳液已经成为发达国家石膏工业的主要防水材料。
在蜡乳液制备过程中,蒙丹蜡(Montan Wax)和C20-C50聚氧乙烯醚是有着悠久使用历史的分散剂。蒙丹蜡是一种天然的疏水材料,但其资源有限同时颜色比较深,因此也被成为褐煤蜡。蒙丹蜡是一种硬质蜡,不易分散,需要加入C20-C50聚氧乙烯醚来作为助表面活性剂提升分散稳定性。然而,C20-C50对于防水的结果是没有任何益处的,而且两者价格都比较高。
而XIRAN系列SMA作为传统蒙丹蜡的替代物,可以有效提升石膏的防水性和整体性价比。以下实验配方和测试结果将向我们展示基于XIRAN系列SMA的石膏板优异的耐水性能。
表1:用SMA的铵盐和钠盐溶液测试在石膏板中的耐水性能
Sample |
Type of styrene maleic anhydride solution |
wt.% Maleic Anhydride |
Mw (g/mol) |
#1 |
Ammonium salt solution 铵盐溶液 |
42% |
5,000 |
#2 |
Ammonium salt solution amic acid |
42% |
5,000 |
#3 |
Sodium salt solution 钠盐溶液 |
42% |
5,000 |
#4 |
Ammonium salt solution 铵盐溶液 |
25% |
10,000 |
#5 |
Ammonium salt solution amic acid |
25% |
10,000 |
#6 |
Sodium salt solution钠盐溶液 |
25% |
10,000 |
表2:蜡乳液配方
material 材料 |
wt.% 含量 |
paraffin wax固体蜡 |
50.0 |
XIRAN® salt |
5.0 |
water 水 |
45.0 |
表3:防水石膏配方
material 材料 |
wt.% 含量 |
gyspum 石膏 |
60.0 |
emulsion (dry) 乳液(干) |
2.5 |
water 水 |
37.5 |
* ± 50% solids pH 10-12
以SMA为基础的蜡乳液被加入石膏泥浆的含量为2.5%,按照美国试验材料协会的标准C473-10(ASTM),吸水率测量应当在温度为23℃,石膏板经过两小时浸湿后。
吸水率对比测试结果如下图:
从对比结果中可以清楚看到,基于低马来酸酐含量的SL25010系列要整体优于马来酸酐比例略高的SL40005系列,这也符合苯乙烯含量越高,疏水性越强的理论依据。
值得一提的是,2#(SL40005 N30 Amic Acid)和6#(SL25010 S25)已经超过了用于对比的工业标准石膏参照物。
综上所述,在防水石膏板行业中,XIRAN 苯乙烯马来酸酐不仅是蜡乳液的聚合分散剂,同时提升石膏的防水性。