エポキシ樹脂

1、導入

エポキシ樹脂は通常、添加剤と併用されます。添加剤は用途に応じて選択できます。一般的な添加剤には、硬化剤、改質剤、充填剤、希釈剤などがあります。

硬化剤は不可欠な添加剤です。エポキシ樹脂を接着剤、塗料、鋳造材など、どのような用途で使用する場合でも、硬化剤を添加しなければ硬化しません。用途や性能の要求が異なるため、エポキシ樹脂、硬化剤、改質剤、充填剤、希釈剤などの添加剤にもそれぞれ異なる要求があります。

2、エポキシ樹脂の選定

（１）用途に応じて選択する

①接着剤として使用する場合は、エポキシ価が中程度（0.25～0.45）の樹脂を選択するのが良いでしょう。

② 鋳造用として使用する場合は、エポキシ値の高い樹脂（0.40）を選択するのが良い。

③ コーティングとして使用する場合、エポキシ値が低い樹脂（＜0.25）が一般的に選択される。

（２）機械的強度に応じて選択する

強度は架橋度と関係があります。エポキシ値が高いほど、硬化後の架橋度も高くなります。エポキシ値が低いほど、硬化後の架橋度も低くなります。エポキシ値が異なると、強度も異なります。

①エポキシ値の高い樹脂は強度が高いが脆い。

②中程度のエポキシ価を有する樹脂は、高温および低温において良好な強度を有する。

③エポキシ価の低い樹脂は、高温下での強度が低い。

（３）運用上の要件に応じて選択する

① 高温耐性や強度を必要としない場合は、エポキシ値の低い樹脂を選択すれば、速乾性があり、液だれしにくいです。

②優れた浸透性と強度を求める場合は、エポキシ値の高い樹脂を選択できます。

3、硬化剤の選定

（１）硬化剤の種類：

エポキシ樹脂の一般的な硬化剤としては、脂肪族アミン、脂環式アミン、芳香族アミン、ポリアミド、無水物、樹脂、第三級アミンなどが挙げられる。さらに、光開始剤の作用により、紫外線や光照射によってもエポキシ樹脂を硬化させることができる。アミン系硬化剤は一般的に室温または低温での硬化に用いられ、無水物系および芳香族系硬化剤は加熱硬化に用いられることが多い。

（２）硬化剤の投与量

①アミンを架橋剤として用いる場合、以下のように計算する。

アミン投与量 = MG / HN

M = アミンの分子量。

HN = 活性水素の数

G = エポキシ値（エポキシ樹脂100gあたりのエポキシ当量）

変化範囲は10～20％以内です。アミンを過剰に添加して硬化させると、樹脂が脆くなります。添加量が少なすぎると、硬化が不十分になります。

② 無水物を架橋剤として用いる場合、以下のように計算する。

無水物投与量 = MG (0.6 ~ 1) / 100

M = 無水物の分子量。

G = エポキシ値（0.6～1）は実験係数です。

（３）硬化剤の選択原則

① 性能要件

高温耐性が求められるもの、柔軟性が求められるもの、優れた耐食性が求められるものなど、用途に応じて適切な硬化剤が選択されます。

② 硬化方法

加熱できない製品もあるため、その場合は熱硬化剤を選択することはできません。

③ 申請期間

いわゆる適用期間とは、エポキシ樹脂に硬化剤を添加した時点から、使用できなくなるまでの期間を指します。長期間の適用には、一般的に無水物または潜在性硬化剤が使用されます。

④ 安全性。

一般的に、毒性の低い硬化剤の方が、製造においてより優れており、安全である。

⑤ コスト。

4、修飾子の選択

改質剤の効果は、エポキシ樹脂の硬化性、せん断抵抗、曲げ抵抗、衝撃抵抗、および絶縁性能を向上させることである。

（１）一般的な修飾語と特性

① ポリサルファイドゴム：耐衝撃性と剥離抵抗性を向上させる。

②ポリアミド樹脂：脆性と接着性を向上させる。

③ ポリビニルアルコールTERTブチルアルデヒド：耐衝撃性を向上させる。

④ NBR：耐衝撃性を向上させる。

⑤ フェノール樹脂：耐熱性および耐腐食性を向上させる。

⑥ ポリエステル樹脂：耐衝撃性を向上させる。

⑦ 尿素ホルムアルデヒドメラミン樹脂：耐薬品性と強度を高める。

⑧ フルフラール樹脂：静的曲げ性能を向上させ、耐酸性を向上させます。

⑨ ビニル樹脂：剥離抵抗と耐衝撃性を向上させる。

⑩ イソシアネート：水分透過性を低下させ、耐水性を向上させる。

11．シリコン：耐熱性を向上させる。

（２）投与量

① ポリサルファイドゴム：50～300％（加硫剤を含む）

②ポリアミド樹脂およびフェノール樹脂：50～100％

③ ポリエステル樹脂：20～30％（硬化剤なし、または反応を促進するために少量の硬化剤）。

一般的に、改質剤の使用量が多いほど柔軟性は高まりますが、それに伴って樹脂製品の熱変形温度は低下します。樹脂の柔軟性を向上させるために、ジブチルフタレートやジオクチルフタレートなどの強化剤がよく用いられます。

5、充填剤の選択

充填剤の機能は、製品の特性や樹脂硬化時の放熱条件を改善することです。また、エポキシ樹脂の使用量を減らし、コストを削減することもできます。用途に応じて様々な充填剤を使用できます。充填剤は100メッシュ以下である必要があり、添加量は用途によって異なります。一般的な充填剤は以下のとおりです。

（１）アスベスト繊維とガラス繊維：靭性と耐衝撃性を向上させる。

（２）石英粉末、磁器粉末、鉄粉、セメント、エメリー：硬度を高める。

（３）アルミナと磁器粉末：接着力と機械的強度を高める。

（４）アスベスト粉末、シリカゲル粉末、高温セメント：耐熱性を向上させる。

（５）アスベスト粉末、石英粉末、石粉：収縮率を低減する。

（６）アルミニウム粉末、銅粉末、鉄粉末、その他の金属粉末：熱伝導率と導電率を高める。

（７）黒鉛粉末、タルク粉末、石英粉末：耐摩耗性能と潤滑性能を向上させる。

（８）エメリーおよびその他の研磨剤：耐摩耗性能を向上させる。

（９）雲母粉末、磁器粉末、石英粉末：絶縁性能の向上

（１０）あらゆる種類の顔料及び黒鉛：着色されたもの

さらに、データによると、樹脂に適切な量（27～35％）のリン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ゲルマニウム、スズ、鉛の酸化物を添加することで、高温高圧下でも接着性を維持できることがわかった。

6、希釈剤の選択

希釈剤の機能は、樹脂の粘度を下げ、透過性を向上させることです。希釈剤は不活性と活性の2種類に分けられ、その量は一般的に30%以下です。一般的な希釈剤には、ジグリシジルエーテル、ポリグリシジルエーテル、プロピレンオキシドブチルエーテル、プロピレンオキシドフェニルエーテル、ジシクロプロパンエチルエーテル、トリエトキシプロパンプロピルエーテル、不活性希釈剤、キシレン、トルエン、アセトンなどがあります。

7、材料要件

硬化剤を添加する前に、樹脂、硬化剤、充填剤、改質剤、希釈剤など、使用するすべての材料を検査し、以下の要件を満たしている必要があります。

（１）水なし：水を含む材料はまず乾燥させ、少量の水を含む溶剤はできるだけ少量に抑える。

（２）純度：水以外の不純物の含有量は１％未満でなければならない。５％～２５％の不純物を含むものも使用できるが、その場合は処方中の他の材料の割合を増やす必要がある。試薬級を少量使用するのが良い。

（３）有効期間：資料が無効かどうかを知る必要がある。