美国沙多玛SMA树脂结构介绍及应用特性

SMA是苯乙烯-马来酸酐的英文缩写:

Styrene - Maleic
Anhydride SMA

SMA是由苯乙烯和马来酸酐嵌段共
聚而得:

2, SMA树脂的分类和性能
•  SMA基础树脂--化学结构和性能
•  部分酯化SMA树脂--化学结构和性能
•  酰胺酸化SMA树脂--化学结构和性能
•  酰亚胺化SMA树脂--化学结构和性能

2, SMA树脂的分类和性能
根据苯乙烯和马来酸酐比例的不同，有 不同的型号
现已商业化的产品，x:y = 1:1 - 8:1, n-
8-12

SMA 1000, 2000, 3000,  EF30, EF40, EF-60, EF-80

O
O C    C O
CH   CH2 CH  CH
x y n

5
2, SMA树脂的分类和性能

• SMA基础树脂的碱溶:
固态SMA树脂
+ NH4OH

碱溶的SMA树脂溶液
2, SMA树脂的分类和性能

• 部分酯化SMA树脂化学结构
不同的S / MA比例
部分酯化, 单酯
不同的用于酯化的醇
SMA 1440,17352, 2021, 2625, 3840,
x:y = 1:1-8:1,   n = 8-2
SMA 基础树脂
O
O  C    C  O
x = 1-8, y = 0.20-0.35, z = 0.65-0.80, n = 8-12
 SMA 酯化树脂
2, SMA树脂的分类和性能
• 部分酯化SMA的碱溶:
SMA酯化树脂
碱溶的SMA酯化树脂

2, SMA树脂的分类和性能
• 酰胺酸化SMA树脂化学结构
pH中性、无氨味、低离子含量
2, SMA树脂的分类和性能
• 酰亚胺化SMA树脂化学结构
溶于酸性水溶液，高
度一种新型的阳离子聚
性剂
为配方/涂层提供抗
增强对低表面能底材
SMA 1000I，2000I，3000I，4000I
2, SMA树脂的分类和性能
•酰亚胺化SMA的酸溶
酰亚胺化SMA数脂
酰亚胺化SMA醋酸盐 酰亚胺化SMA季胺盐

3, SMA的命名法则及类别细分
SMA--表示此为SMA的SMA 14 发中并未完全商业化的产品，会使用
PRO的编号
1--这个数字是指苯乙烯(S)和马来酸酐
(MA)的比例
440--这几个数字如果不全为零的话，
表示是用了某一种醇来进行部分的酯化
H--这个字母表示该SMA在原有的固体级
树脂上，进行了更进一步的开发，或者
是物理形态的不同。各字母分别表示：
P - Powder 粉末状固体 F - Flake 片状固体
H - Ammonia Salt Hydrolyzed Solution 铵盐溶液
HNa - Sodium Salt Hydrolyzed Solution 钠盐溶液
I - Imide 马来酰亚胺固体
MA - Amic Acid 酰胺酸液体

4,系列SMA基础树脂之间的性能
SMA1000        SMA2000  SMA3000        SMA4000       EF-60       EF-80
亲水性
憎水性
耐水性
起泡性
玻璃化温度(Tg)
耐热性
硬度
分子量
熔融粘度

5, SMA树脂的重要特征指标
树脂牌号 酸值 重均分子量 玻璃化温度 动态粘度cts 加德纳颜色
1000 465-495 5500 155 0.65-0.75 1
2000 335-375 7500 135 0.67-0.77 1
3000 265-305 9500 125 0.75-0.78 1
EF30 275-285 9500 125 0.78-0.82 1
EF40 195-235 10500 115 0.75-0.85 1
EF-60 141-171 11500 106 N/D 2
1000MA 0 5500 175* N/A 1
1440 165-205 7000 60 N/A 2
17352 255-285 7000 125 N/A 1
2021 335-375 21000 155 1.2 2
2625 200-240 9000 110 N/A 1

5, SMA树脂的重要特征指标
, SMA树脂的重要特征指标
6, SMA树脂的主要应用市场
•SMA树脂重要特征总结
•高玻璃化温度和软化点
•碱溶性、高光泽
•嵌段结构/不同分子量的表面活性剂/分散剂
• 完整系列的HLB值范围 (S:MA 比率、酯类型)
•同各种乳液体系的相容性(S/A, A/A, V/A, PUD..)
• 同传统表面活性剂有优秀的兼容性
•强水溶性到高耐水性可供系列选择
•可反应性 - 酸酐、酸、酰胺

6, SMA树脂的主要应用市场
•SM树脂的主要应用市场
•耐热的清漆/上光油
•烫金膜着色层涂料
•耐热的乳液聚合物
•耐碱、耐水的阳离子乳液聚合物
•耐水、超细粒径的蜡乳液、松香乳液
•耐水的地板上光蜡乳
•提高对低表面能材料的附着力
•回收尼龙再生
•其他：
颜料分散、颜料表面处理、电子材料、清洗剂、皮革、功能塑料、造纸、粉末涂料

SMA树脂的高耐热、高附着力特性
--在涂料和光油中的应用
SMA Resins Application in the Coating/OPV
1. SMA树脂用于复配耐热的清漆/上光油/水性磨光油
2. SMA树脂用于乳液聚合物,提供耐热/高光/耐碱和耐水性
3. SMA树脂用于制造耐水/超细粒径的蜡乳液、松香乳液

SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

1, SMA树脂用于罩光清漆（OPV）
显著改善OPV的耐热性—水性磨光油
提高OPV的光泽
提高OPV对极性材料的附着力
SMA2021同时提供高的耐热性和耐水性

SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

SMA树脂用于OPV中提高耐热性和光泽
SMA 树脂在OPV中可以当成碱溶性树脂
 特性
高酸值
优异耐热性
高玻璃化温度 (Tg) 赋予OPV以下性能:
 耐热性
热刮擦性
耐水性
干擦性
高光
适印性

21
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA与苯丙固体树脂在OPV中的对比测试
苯丙乳液体系的 OPV
最终固体含量 = 33%
碱溶树脂/(碱溶树脂+ 乳液)= 30%

22
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
OPV 测试配方
固体树脂 SMA 1000 SMA 2000 SMA 17352 竞争对手的产品
(38%) (20%) (20%) (32%)
苯丙乳液 49 49 49 49
碱溶的固体树脂 23 44 44 28
异丙醇 1 1 1 1
成膜助剂 DPM 1 1 1 1
PE 蜡乳液 5 5 5 5
水 21 0 0 16
固含量 (%) 33.0 32.5 32.5 34.5
Zahn 杯粘度#2 25 33 33 25
(sec)

23
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

OPV 成膜性能比较

固体树脂 SMA 1000 SMA 2000 SMA 17352 竞争对手的产品
2A 光面纸 84 76 80 86
3NT-3 光面纸 66 61 64 70
耐水性(2 小时) 3 5 5 5
常温耐磨擦性 4.5 4 4 3
190oC 耐热性 4 4.5 4 2
150oC 耐磨擦性 4.5 4.5 4.5 3
190oC 耐磨擦性 3 3 3 1

用Parmaco涂膜器分别在 Laneta 2A 和3NT-3纸上涂膜, 室温干燥2小时测得.

24
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
测试方法的说明
Gloss(光泽) = 60o角度, 10次读数平均值.
Water resistance(耐水性) - 在涂膜上滴4滴水,10分钟后抹干,目测评价,级别 1-5, 5 = 最好.
Heat resistance(耐热性) - 样品条面对面对折,在190oC温度下用热棒压五秒 钟, 目测对样品评级1-5, 5

= 无粘接/破坏.
Hot Scuff Resistance(耐热磨擦测试) - 用Sutherland油墨耐擦拭测试仪测
试,4lb@擦20次,测试温度分别是110, 150 or 190oC.  目测评级 1-5, 5 = 无破
坏.
Rub Resistance(常温耐擦测试) -用Sutherland油墨耐擦拭测试仪测试,4lb@ 擦40次, 目测评级 1-5, 5 =

无破坏.

25
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

测试结果
所有含SMA树脂的光油配方成膜后的光泽都很好,与含苯丙固体树脂 的光油光泽相当.

含SMA1000的光油光泽较高,但耐水性最低.
SMA树脂主要贡献在于提高了光油的耐热性和耐热刮擦性. SMA 17352和2000 赋予较好的耐热性和耐水性.

26
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

耐高热、耐水的新品种-SMA2021

特性:
• 苯乙烯:马来酸酐 = 2:1

SMA 2021 SMA 2000
• 重均分子量 21,000 7,500
• 玻璃化温度 (oC) 155 135

• 商品SMA2021有片状(F)和氨盐溶液(H)形式供应.

27
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

耐高热、耐水的新品种-SMA2021
产品型号 S:MA 比率 耐水性 玻璃化温度 耐热性
(oC)
SMA 1000 1:1 0 155 + +
SMA 2000 2:1 + + 135 +
SMA 2021 2:1 ++ 155 + +
• SMA 2021 有同 SMA 1000一样的耐热性,并有和SMA
2000一样的耐水性!

28
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA树脂在油墨配方中做为后添加：
- 显著改善成膜树脂性能
- 典型用量为5-10% (对树脂干重比)
即使1% 已可足够观察到性能的改变
多达20% 对成膜不会有不良影响
- 能够提高的性能:  耐热性、附着力、稳定粘度、传墨、
 再溶性、光泽

29
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

SMA树脂于溶剂墨中的应用
• SMA1000和SMA2021在硝基纤维/聚酰胺柔印油墨中提高耐热性
- 用SMA1000替换部分聚酰胺能获得更高的耐热性
- 越高的SMA浓度
- 越高的耐热性
•  SMA树脂替换聚酰胺树脂后，在PP或铝箔上的附着力和耐折性不
受影响
- 高的SMA浓度 = 优异的附着力,适度的柔韧性
• SMA树脂在硝基纤维/聚酰胺柔印油墨中光泽保持不变（SMA1000
最高）
- 高的SMA浓度 = 优异的颜料分散能力

30
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA1000H/2021H于水性耐高温光油的应用:
组成: 重量:
苯丙乳液(硬树脂) 32
苯丙乳液(成膜树脂) 20
SMA2021 (25%) 30
丙二醇单丁醚 3
E842N 4
Dow Corning 51 0.5
TEGO 825 0.2
水 10.3
总计: 100

31
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA1440H用于提高光油对PP/PET膜类材料的密着性:
组成: 重量:
苯丙乳液(硬树脂) 32
苯丙乳液(成膜树脂) 20
SMA1440H (34%) 20
丙二醇单丁醚 3
E842N 4
Dow Corning 51 0.5
TEGO 825 0.2
水 20.3
总计: 100

**SMA1440H亦可用于水性塑胶漆的打底,提高水性涂料对塑料的密着性.

32
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA1000H/2021H于水性磨光油的应用:
成分 重量
SMA1000H(37.5% Solid) 30
E842N (蜡乳液) 5
自交联丙烯酸乳液(Tg=65度,交联后软化点
在150度) 45
DOWANOL DPM（成膜助剂） 4
DC-51（抗刮平滑剂） 0.2
其他助剂 0.8
水 15
总量 100

33
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）

SMA2021H于水性皮革上光油的应用:
成分 重量
SMA2021H(25% Solid) 25
蜡乳液(36%) 10
自交联丙烯酸乳液(45%) 6
DOWNOL DPM（成膜助剂） 1
染料 0.2
其他助剂 0.8
水 43
总量 100

34
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA1000H/2021H于水性耐高温木器清漆的应用:
组成: 重量:
NeoCAR Acrylic 6430 (45%) 700
消泡剂Foamex 1488 10.0
SMA2021 (17%) 147
润湿剂Surfynol 104E 5.0
增稠剂Polyphobe CP-102 4.0
二乙二醇丁醚Butylglycol 70.0
防腐剂Acticide BX 2.0
水 62
总计: 1000

35
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
SMA2021H于水性地板自抛光腊乳的应用:
原料组分 重量
水 17
SMA2021H(20%)/耐热碱溶性树脂 15
FC-129/氟表面活性剂 0.5
Dowanol DPM/成膜助剂 6
TBEP/磷酸三丁氧基乙酯/增塑流平剂 2
典型性能 DBP/辅助增塑剂 1
总固含:25% Ucar Latex R601HS(37%)/成膜乳液 50
pH:8-9 消泡剂 2
粘度:10-15cps PE蜡乳(35%)/防粘剂 6
60o光泽:60% 防霉防腐剂 0.5
耐高温:
热胎90oC@90min@1bs-10ft:无印痕 全量 100

36
SMA树脂的应用-罩光清漆（OPV）
结论
SMA 树脂作为碱溶性树脂在苯丙乳液体系的罩光油中能够赋予良好 的耐热和密着性能.
SMA树脂能显著提高罩光油/涂层的耐热性能.
SMA2021 兼具优异耐热性,还能提供好的耐水性.

37
SMA树脂的应用-乳液聚合 , SMA树脂用于乳液聚合
改善乳液的耐热性
提高乳液的光泽
提高乳液对极性材料的附着力
合成耐碱、耐水的阳离子乳液

38
SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA用于乳液聚合
 
乳液聚合的基本工艺:
SMAi : SMA初试浓度
SMAt : SMA总浓度  N2

39
T1
VA T/mn
SMA
溶液
- 单体滴加时间: 2小时
- 滴加控制温度:   85oC

Cold water
T2
water
T4
pH
T3
water

SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA初始浓度对乳液性能的影响

初始浓度 控制乳液的性能，并影响最终用途
一个最低的初始浓度用来防止聚合过程中的絮凝产生 大部分乳液聚合体系要求 初始浓度（Cinit ）> 10%

Cinit 升高导致乳液粒径增大
调整最佳的Cinit 可以得到最好的稳定性和最低的体系粘度

40
SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA1000初始浓度对乳液性能的影响
PP 67 PP 65 PP 06 PP 66
SMA 1000 total (% 固体重量) 30 30 30 30
SMA 1000 initial (% 固体重量) 10 15 20 25
苯乙烯 80 80 80 80
BA及功能性单体 20 20 20 20
凝聚物 (ppm) 330 220 14 110
固含量 (%) 33.8 41.2 40.7 42.2
Brookfield 粘度 (mPa.s) < 100 1750 950 1600
粒径 (nm) 67 84 100 114
pH 9.4 9.3 9.3 9.3
随初始浓度 升高     粒径变大

41
SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA总浓度对乳液性能的影响
SMA总浓度(Ctotal) 影响乳液和成膜的性能
一个最低的总浓度用来得到稳定的聚合物和低的乳液粒径，通常建议
25-40%
Ctotal 升高导致乳液固含降低
Ctotal 升高导致乳液耐水性下降、再溶性增强

42
SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA1000总浓度对乳液性能的影响
CA 38 CA 40 CA 39
SMA 1000 total (% 固体重量) 30 35 44
SMA 1000 initial (% 固体重量) 24 24 24
苯乙烯 65 65 65
BA和其他功能单体 35 35 35
凝聚物 (ppm) 170 15 65
固含量 (%) 42.3 42.7 41.4
Brookfield粘度 (mPa.s) 1280 490 380
粒径 (nm) 100 94 96
pH 9.3 9.6 9.5
随SMA 1000总浓度升高
乳液粒径没有影响，但是….

43
SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA1000总浓度对乳液成膜性能的影响
CA 38 CA 40 CA 39
SMA 1000 total (% 固体重量) 30 35 44
SMA 1000 initial (% 固体重量) 24 24 24
苯乙烯 65 65 65
BA和功能单体 35 35 35
 
成膜性
相容性
60°光泽 (Leneta 2A光纸) 60°光泽 (Leneta 3NT3光纸) 耐水性 (2h)
耐干擦性
耐湿磨擦性
耐热性 (190°C)
Hot scuff resistance (150°C)
随SMA总浓度的升高
耐水性下降
再溶性上升
 
44
SMA树脂的应用-乳液聚合
选择合适的SMA产品用于乳液聚合
所有能够水化的SMA树脂都能用于乳液聚合,最佳推荐是: SMA1000, 2000,17352
SMA酸值/碱溶性的不同对乳液最终性能影响最大
所有的SMA能赋予高光泽、高耐热性
酸值越低的品种，乳液成膜后耐水性越好
碱溶性越高的品种，得到的乳液固含量越高

45
SMA树脂的应用-乳液聚合
SMA1000乳液聚合的性能

最高的乳液固含量:  45-50%

--SMA1000H最高
极佳的稳定性和相容性 高光泽
--高SMA含量 = 高光泽 优异的耐热性
--高SMA含量 = 高耐热

--即使乳液是软的壳结构，耐热性能不受影响

46
SMA树脂的应用-乳液聚合
酰亚胺化SMA用于阳离子乳液聚合
Latex 1 Latex 2
SMA酰亚胺 3000 I 4000 I
SMA 酰亚胺 (份) 43 54
苯乙烯 (份) 46 46
BA及功能单体 (份) 54 54
固含量 (%) 40.6 38.5
Brookfield 粘度 (mPa.s) 8800 94
丙烯酸聚合物 粒径 (nm) 290 68
pH 4.9 5

47
SMA树脂的应用-乳液聚合

成膜物的耐水及耐碱性测试 (Spot test)
酰亚胺化SMA聚合的乳液底漆展示了良好的耐水性(24h)
将乳液在玻璃上涂膜（10微米），室温干燥成膜，在60oC烘箱老化3 小时，取出，冷却到室温后，干膜浸

泡去离子水中，24小时后观 察，涂膜清晰透明，无发白。

酰亚胺化SMA聚合的乳液底漆展示了良好的耐碱性(NaOH 2%)
将乳液在玻璃上涂膜（10微米），室温干燥成膜，在60oC烘箱老化 3小时，取出，冷却到室温后，干膜浸

泡2% NaOH溶液 中，2小时后 观察，涂膜清晰透明，无发白。

48
SMA树脂的应用-乳液聚合
酰亚胺化SMA用于阳离子乳液聚合
酰亚胺化SMA：
•能用于阳离子乳液聚合，得到细的和均一径粒乳液
•在阳离子涂料体系中可以做为优秀的分散剂
•其乳液底漆展示了良好的耐水性和耐碱性
•其乳液可以用来制造封墙底漆、木器封闭底漆等

49
SMA树脂的应用-乳液聚合

结论
SMA 树脂作为聚合表面活性剂/碱溶性树脂：
 可以用于标准的乳液聚合工艺
可以单独使用或与传统的表面活性剂共用
在乳液颗粒的表面因SMA树脂的存在,可以：
 提高乳液的稳定性
得到细的、均一的颗粒,对耐水性没有影响 (SMA1000例外) 赋予涂膜极高的耐热性、高光泽和耐水性
酰亚胺化SMA乳液底漆展示了良好的耐水性和耐碱性

50
SMA树脂的应用-蜡/松香乳液
3, SMA树脂用于耐水、超细粒径的蜡/松香乳液
->改善蜡/松香乳液的耐水性
->更细的粒径  分散稳定、高光泽、高附着力

51
SMA树脂的应用-蜡/松香乳液
为什么SMA可以用于蜡/松香的乳化分散?
SMA是嵌段结构的中等分子量表面活性剂，能形成良好的双电层和空间位阻
效果
SMA水溶液较低的表面张力使之易于润湿蜡/松香颗粒
SMA树脂对极性材基的附着力促进性额外提高松香乳液对OPP膜的增粘效果 SMA中的苯乙烯基团为蜡/松香分

散体带来抗水性
在最后的分散体中，因为更少地使用传统的表面活性剂，从而减少了最终的 膜对水的敏感性

52
SMA树脂的应用-蜡/松香乳液
SMA提高蜡分散体耐水性的测试
以下的起始配方被用来进行测试，然后用SMA树脂来部分或全部替换其中的传 统表面活性剂.
为了避免用SMA制造的乳液的泡的问题，建议SMA3000H的使用量最好在 3%(固体份计)以下.
石蜡 (Prolabo, 52-54°C) 57%
表面活性剂 (非离子型/阴离子型) 3
水 40%

53
SMA树脂的应用-蜡/松香乳液
四个试验配方：
石蜡分散体的组成(高速均质搅拌)
组份 乳液A 乳液B 乳液C 乳液D
石蜡 57 57 57 57
表面活性剂 (Tergitol 15-S-12) 2.25 1.5 0.75 -
硬脂酸 0.75 - - -
SMA3000H(以固体份计) 0 1.5 2.25 3
Surfynol DF-75 0.4% 0.4% 0.4% 0.4%
水 40 40 40 40
SMA的量/表面活性剂总量 0/3 1.5/3 2.25/3 3/3

54
SMA树脂的应用-蜡/松香乳液
憎水性的测试
将这些分散体成膜后，然后对接触角进行了测试。憎水性的改变程度和 SMA3000H的用量有关:
SMA3000H用量增加，接触角升高，耐水性升高。
蜡分散体的接触角
乳液A 乳液B 乳液C 乳液D
接触角(°) 98.7 110.5 108.1 117.2

55
SMA树脂的应用-蜡/松香乳液

结论
SMA的化学结构决定了其碱溶液具有特别的聚电解质的特性，比传统的阴离 子表面活性剂优异
这种特性使得SMA树脂可以用于蜡/松香的分散过程中作为分散剂而使用，从 而得到非常稳定的分散体
使用SMA树脂用于蜡/松香分散的主要优点是可以增加所形成膜的憎水性以及 形成更细更稳定的分散体。
用SMA分散的蜡分散体可用于生产耐水和抗回粘的罩光油、水性木器漆、防 水石膏板、纸的表面施胶或抗

渗透

用SMA分散的松香分散体可用于生产耐水白的增粘剂

56
烫金膜介绍Hot Stamp Foil
背胶层Adhesive
真空镀铝层Vacuum Metallized layer

着色层Size coating

剥离层Release coating

PET film

57
SARTOMER 为您量身定做
----Sartos = 量身定做
----Mer = 部件、部分
SARTOMER 的意思就是
“为您量身定做的产品”

文章来自：http://www.ebswax.com/