導入

酸化防止剤（または熱安定剤）は、大気中の酸素やオゾンによるポリマーの劣化を抑制または遅らせるために使用される添加剤です。ポリマー材料において最も広く使用されている添加剤です。コーティングは、高温で焼成されたり、日光にさらされたりすると、熱酸化劣化を起こします。老化や黄変などの現象は、製品の外観と性能に深刻な影響を与えます。こうした現象の発生を防止または軽減するために、通常、酸化防止剤が添加されます。

ポリマーの熱酸化劣化は、主にヒドロペルオキシドが加熱によって生成するフリーラジカルによって引き起こされる連鎖型フリーラジカル反応によって引き起こされます。ポリマーの熱酸化劣化は、下図に示すように、フリーラジカルの捕捉とヒドロペルオキシドの分解によって抑制できます。中でも、抗酸化剤は上記の酸化を抑制する効果があるため、広く使用されています。

抗酸化物質の種類

抗酸化物質機能（すなわち、自動酸化化学プロセスへの介入）に応じて 3 つのカテゴリに分類できます。

連鎖停止酸化防止剤：主にポリマーの自動酸化によって生成されたフリーラジカルを捕捉または除去します。

ヒドロペルオキシド分解抗酸化剤：主にポリマー中のヒドロペルオキシドの非ラジカル分解を促進します。

金属イオン不活性化酸化防止剤：有害な金属イオンと安定したキレートを形成し、ポリマーの自動酸化プロセスにおける金属イオンの触媒効果を不活性化します。

3種類の酸化防止剤のうち、連鎖停止型酸化防止剤は一次酸化防止剤と呼ばれ、主にヒンダードフェノールや第二級芳香族アミンを含みます。残りの2種類は補助酸化防止剤と呼ばれ、亜リン酸塩やジチオカルバメート金属塩などが含まれます。用途要件を満たす安定したコーティングを得るために、通常は複数の酸化防止剤を組み合わせて選択します。

コーティングにおける抗酸化剤の応用

1. アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂に使用
アルキド樹脂の油性成分には、程度の差はあれ二重結合が含まれています。単二重結合、多重二重結合、共役二重結合は高温で容易に酸化され過酸化物となり、色が濃くなります。一方、酸化防止剤はヒドロペルオキシドを分解し、色を薄くします。

2. PU硬化剤の合成に使用される
PU硬化剤は、一般的にトリメチロールプロパン（TMP）とトルエンジイソシアネート（TDI）のプレポリマーを指します。合成中に樹脂が熱と光にさらされると、ウレタンはアミンとオレフィンに分解し、鎖が切断されます。アミンが芳香族の場合は、酸化されてキノン発色団になります。

3. 熱硬化性粉体塗料への応用
高効率の亜リン酸系酸化防止剤とフェノール系酸化防止剤を配合した混合酸化防止剤で、粉体塗料を加工、硬化、過熱などの工程における熱酸化劣化から保護するのに適しています。ポリエステルエポキシ、ブロックイソシアネートTGIC、TGIC代替物、直鎖エポキシ化合物、熱硬化性アクリル樹脂などの用途に使用できます。

南京リボーンニューマテリアルは、様々な種類の抗酸化物質プラスチック、コーティング、ゴム産業向け。

コーティング産業の革新と進歩に伴い、コーティングにおける酸化防止剤の重要性はますます明確になり、開発の余地はますます広がっています。今後、酸化防止剤は高分子量、多機能性、高効率、新規性、複合性、応答性、そしてグリーン環境保護といった方向へと発展していくでしょう。そのためには、実務家がメカニズムと応用の両面から綿密な研究を行い、継続的に改良していくことが求められます。また、酸化防止剤の構造特性についても深く研究し、それを基に新たな高効率酸化防止剤を開発していくことが求められます。これらは、コーティング産業の加工・応用に大きな影響を与えるでしょう。コーティング用酸化防止剤は、その巨大な潜在力をさらに発揮し、優れた経済的・技術的メリットをもたらすでしょう。