塗装技術の門

エポキシ樹脂塗料にもちいられるエポキシ樹脂は、エピクロールヒドリンとビスフェノールAを原料として合成した高分子体で、”エピ－ビス”と略称される樹脂で、末端にエポキシ基があり、また、分子内に適度に水酸基があります。これらに 2種の官能基を利用して、多種多様の変性や、架橋反応を行うことができます。
　重合度によって、分子量300～400程度の常温では液状樹脂から、分子量900程度の低軟化点の固形樹脂や、分子量1400程度の固形樹脂、あるいは分子量2900～3800程度の高軟化点の固形樹脂があります。
　市販のエポキシ樹脂は重合度の異なった樹脂の混合物として生成します。
　エポキシ樹脂は、硬化剤の選択により、常温硬化、加熱効果が可能であり、有機ポリアミンを硬化剤とするものは常温硬化および加熱硬化型となり、有機酸無水物を硬化剤とするものは加熱効果がが、アミノ樹脂を硬化剤とするものは加熱硬化型となります。この樹脂が塗料用樹脂として優れている点を挙げると次のようになります。
(1)ビスフェノール核を分子回転の自由なエーテル結合で結んでいるので、塗膜は強じんです。
(2)エポキシ基および水酸基が適当な間隔をおいて分布しているので、素地に対する付着性が優れています。
(3)エポキシ基および水酸基の存在により、架橋反応として多くの物質が使用でき、様々の性質が作り出せます。
(4)主鎖中にエステル結合がないので耐水、耐薬品性がよいです。
(5)フェノール性水酸基はエーテル化されているのでフェノール樹脂に比較して保色性がよいです。


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エポキシ樹脂は、エトキシリン樹脂ともよばれているものを、ケトン系、エステル系溶剤に溶かし、芳香族炭化水素系溶剤、アルコール系溶剤で薄めてつくられたものであります。硬化させるために、ジアミン、トリアミンなどのアミン化合物を使用するものや、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂などを混和して用いるもの、及び脂肪酸や樹脂酸でエステル化したものを用いたものなどがあります。これらのものは焼き付け乾燥型塗料、自然乾燥型塗料に大別され、焼き付け乾燥する場合には 130～200℃で30分程度で硬化し、自然乾燥型は6～12時間で硬化乾燥します。硬化塗膜は、エポキシ樹脂の持つ優れた性質を示し、じん性に富み、硬度も高く付着性がよいです。また、化学構造的に安定で耐薬品性、特に耐アルカリ性が大きく、耐熱性もよいです。一方塗膜の黄変性があり、紫外線により白化し、光沢も消失する傾向があります。

メラミンアルキド樹脂塗料の性能向上の目的で分子量約900程度のエポキシ樹脂をそのままアルキド樹脂溶液に添加したものや、アルキド樹脂合成の時にグリセリンやペンタエリストリットの一部を同じく水酸基を持ったエポキシ樹脂で置き換えたものがあります。前者は焼付け乾燥型塗料で、後者は自然乾燥型のものと、低温焼付け型のものとがあります。いずれも一般のメラミンアルキド樹脂系塗料と比べて、付着性、耐水性、耐湿性、耐アルカリ性などが優れており、メラミン樹脂と併用されて、金属下地塗料や自動車、車両類のプライマーとして広く使用されています。