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低粘度で高柔軟性のエポキシアクリレートの製造とUV硬化型コーティングへの応用

研究者らは、カルボキシル末端中間体を用いたエポキシアクリレート(EA)の改質により、フィルムの柔軟性が向上し、樹脂の粘度が低下することを発見した。また、この研究は、使用される原材料が安価で入手しやすいことも証明している。

エポキシアクリレート(EA)は、硬化時間が短く、塗膜硬度が高く、機械特性と熱安定性に優れていることから、現在最も広く使用されているUV硬化型オリゴマーです。EAの脆性、柔軟性の低さ、高粘度といった問題を解決するため、低粘度で柔軟性の高いUV硬化型エポキシアクリレートオリゴマーが開発され、UV硬化型コーティングに応用されています。無水物とジオールの反応で得られるカルボキシル末端中間体を用いてEAを改質することで、硬化膜の柔軟性が向上しました。また、ジオールの炭素鎖の長さを調整することで柔軟性を調整しました。

エポキシ樹脂は、その優れた特性により、コーティング業界では他のどのバインダーよりも広く使用されています。Dornbusch、Christ、Rasingの3名の著者は、新しい参考書「エポキシ樹脂」の中で、エポキシ基の化学の基礎を解説し、具体的な処方を用いて、防錆、床コーティング、粉体塗料、缶内面コーティングなど、工業用コーティングにおけるエポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の用途を解説しています。

E51の一部を2元グリシジルエーテルに置換することで、樹脂粘度を低減することができました。未変性EAと比較して、本研究で調製した樹脂の粘度は29800 mPa・s(25℃)から13920 mPa・s(25℃)に低下し、硬化膜の柔軟性は12 mmから1 mmに向上しました。市販の変性EAと比較して、本研究で使用した原料は低コストで入手しやすく、反応温度は130℃未満、合成プロセスは簡便で、有機溶剤も使用していません。

この研究は、2023年11月にJournal of Coatings Technology and Research、第21巻に掲載されました。

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投稿日時: 2025年2月27日