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、その他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）の樹脂を選択するのが良いでしょう。

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）を選ぶ方が良い。

③ コーティング剤として使用する場合は、一般的にエポキシ価の低い（< 0.25）樹脂が選ばれる。

（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 エポキシ価の高い樹脂は強度は高いが脆い。

②中程度のエポキシ価の樹脂は高温および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、エポキシ価の高い樹脂を選択します。

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。アミン系硬化剤は一般的に室温または低温硬化に使用され、無水物系硬化剤と芳香族系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）硬化剤選択の原則

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が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適しており安全です。

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）一般的な修飾語と特徴

① ポリサルファイドゴム：衝撃強度と耐剥離性を向上。

②ポリアミド樹脂：脆さと接着性を改善します。

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：透湿性を抑え、耐水性を高める。

11 シリコン：耐熱性を向上します。

（2）投与量

① 多硫化ゴム：50～300％（硬化剤入り）

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を加える）。

一般的に、改質剤を多く使用すると柔軟性は向上しますが、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、製品の特性を改善し、樹脂硬化時の放熱性を向上させることです。また、エポキシ樹脂の使用量を削減し、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メッシュ未満である必要があり、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、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、石英粉、石粉：収縮率を低減する。

（６）アルミニウム粉、銅粉、鉄粉などの金属粉：熱伝導率と伝導性を高めます。

（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ます。

（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：水分を含んだ材料はまず乾燥させ、少量の水分を含んだ溶剤はできるだけ使用しない。

（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。