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低粘度かつ高柔軟性のエポキシアクリレートの調製とそのUV硬化型コーティングへの応用

研究者らは、エポキシアクリレート(EA)をカルボキシル末端中間体で改質することで、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、機械的特性と熱安定性に優れているため、現在最も広く使用されているUV硬化性オリゴマーです。EAの脆性、柔軟性の低さ、高粘度といった問題点に対処するため、低粘度で柔軟性の高いUV硬化性エポキシアクリレートオリゴマーを調製し、UV硬化性塗料に適用しました。無水物とジオールの反応によって得られたカルボキシル末端中間体を用いてEAを改質し、硬化膜の柔軟性を向上させました。柔軟性は、ジオールの炭素鎖の長さによって調整しました。

エポキシ樹脂は、その優れた特性から、他のどの種類のバインダーよりも塗料業界で広く使用されています。Dornbusch、Christ、Rasingの3氏は、新著『エポキシ樹脂』の中で、エポキシ基の化学の基礎を解説し、具体的な配合例を用いて、腐食防止、床用塗料、粉体塗料、缶内部塗装など、工業用塗料におけるエポキシ樹脂とフェノキシ樹脂の使用法を説明しています。

E51の一部を二元グリシジルエーテルで置換することにより、樹脂の粘度が低下した。未改質EAと比較して、本研究で調製した樹脂の粘度は29800 mPa・sから13920 mPa・s(25℃)に低下し、硬化膜の柔軟性は12 mmから1 mmに向上した。市販の改質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℃以下、合成プロセスは簡便で、有機溶媒も使用していない。

この研究成果は、2023年11月に発行された『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