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。エポキシ樹脂は接着剤、コーティング剤、キャスタブルなど、どのような用途であっても、硬化剤を添加しなければ硬化できません。用途や性能の要件が異なるため、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対する要件も異なります。

2、エポキシ樹脂の選択

（１）用途に応じて選択

① 接着剤として使用する場合は、中程度のエポキシ価（0.25～0.45）の樹脂を選択することをお勧めします。

②キャスタブルとして使用する場合はエポキシ価の高い樹脂（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は、エポキシ価の低い樹脂（<0.25）を選択するのが一般的です。

（２）機械的強度に応じて選択する

強度は架橋度と相関関係にあります。エポキシ価が高いと硬化後の架橋度も高くなります。一方、エポキシ価が低いと硬化後の架橋度も低くなります。エポキシ価の違いによって強度も異なります。

① エポキシ値の高い樹脂は強度は高いが脆い。

②中エポキシ価の樹脂は高温・低温での強度が良好です。

③エポキシ価の低い樹脂は高温下での強度が劣ります。

（３）運用要件に応じて選択する

① 耐熱性や強度を必要としない場合は、エポキシ価の低い樹脂を選んで、乾燥が早く、失われにくい樹脂を選ぶことができます。

② 優れた浸透性と強度を必要とする場合は、エポキシ値の高い樹脂を選択できます。

3、硬化剤の選択

（１）硬化剤の種類：

エポキシ樹脂の一般的な硬化剤には、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あります。さらに、光開始剤の作用により、紫外線や光によってもエポキシ樹脂を硬化させることができます。アミン硬化剤は一般的に室温または低温硬化に使用され、無水物および芳香族硬化剤は加熱硬化に使用されます。

（２）硬化剤の投与量

① 架橋剤としてアミンを使用する場合は、以下のように計算します。

アミン投与量 = MG / HN

M = アミンの分子量;

HN = 活性水素の数;

G = エポキシ価（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。アミン量が多すぎると樹脂が脆くなり、少なすぎると硬化が不完全になります。

②架橋剤として無水物を使用する場合は、以下のように計算します。

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）硬化剤選定の原則

① パフォーマンス要件。

耐熱性、柔軟性、耐腐食性など、様々な要件に応じて適切な硬化剤が選択されます。

② 養生方法

製品によっては加熱できないものがあり、その場合は加熱硬化用の硬化剤を選択できません。

③ 申込期間

いわゆる適用期間とは、エポキシ樹脂に硬化剤を添加してから使用できなくなるまでの期間を指します。長期間適用する場合は、一般的に無水物や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生産には優れており安全です。

⑤ コスト。

4、修飾語の選択

改質剤の効果は、エポキシ樹脂の耐熱性、耐せん断性、耐曲げ性、耐衝撃性、絶縁性を向上させることです。

（１）共通の修飾語と特徴

① ポリサルファイドゴム：衝撃強度と耐剥離性を向上させます。

②ポリアミド樹脂：脆さ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ます。

④ NBR：耐衝撃性を向上させます。

⑤フェノール樹脂：耐熱性と耐腐食性を向上させます。

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：耐薬品性と強度を向上。

8.フルフラール樹脂：静的曲げ性能を向上させ、耐酸性を向上させる。

⑨ビニル樹脂：剥離抵抗と衝撃強度を向上させる。

⑩イソシアネート：透湿性を低減し、耐水性を高める。

11 シリコン：耐熱性を向上させます。

（2）投与量

① ポリサルファイドゴム：50～300％（硬化剤入り）

②ポリアミド樹脂及びフェノール樹脂：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を加える）。

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、樹脂製品の熱変形温度はそれに応じて低下します。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使用されます。

5、フィラーの選択

フィラーの機能は、製品の特性改善と樹脂硬化時の放熱性向上です。また、エポキシ樹脂の使用量を削減し、コスト削減にも役立ちます。用途に応じて、様々なフィラーを使用できます。フィラーの目開きは100メッシュ未満で、使用量は用途に応じて異なります。一般的なフィラーは以下のとおりです。

（１）アスベスト繊維とガラス繊維：靭性と耐衝撃性を高める。

（２）石英粉、磁器粉、鉄粉、セメント、エメリー：硬度を高める。

（３）アルミナおよび磁器粉末：接着力および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、石英粉、石粉：収縮率を低減する。

（６）アルミニウム粉、銅粉、鉄粉等の金属粉：熱伝導率と伝導性を高める。

（７）グラファイト粉末、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、磁器粉、石英粉：断熱性能を高める。

（10）各種顔料および黒鉛：着色したもの。

さらに、データによれば、樹脂に適切な量（27～35％）のP、As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pbの酸化物を添加すると、高熱と圧力下でも接着性を維持できます。

6、希釈剤の選択

希釈剤の機能は、樹脂の粘度を下げ、浸透性を向上させることです。不活性希釈剤と活性希釈剤の2種類に分けられ、使用量は通常30%以下です。一般的な希釈剤としては、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、使用されるすべての材料を検査し、以下の要件を満たす必要があります。

（１）水なし：水分を含む材料は最初に乾燥させ、少量の水分を含む溶剤はできるだけ使用しないでください。

（2）純度：水以外の不純物含有量は1％未満である必要があります。5％～25％の不純物含有量でも使用できますが、他の物質の配合割合を増やす必要があります。少量の場合は試薬グレードを使用することをお勧めします。

（３）有効期限：資料が無効であるかどうかを知る必要がある。