2成分TGICポリエステル樹脂：メーカーが正しいグレードを選択する方法

2液型TGICポリエステル樹脂 は、架橋剤としてトリグリシジル イソシアヌレートと組み合わせたカルボキシル官能性ポリエステルであり、TGIC のエポキシ基とポリエステルのカルボキシル基の間の反応により、多くの単一成分の代替品よりもはるかに優れた紫外線劣化、化学的攻撃、および機械的磨耗に耐える高密度で熱的に安定したネットワークが生成されるため、コーティング配合者によって選択されています。この樹脂システムは、硬化膜が高い光沢保持性と強力な耐衝撃性および柔軟性を兼ね備えているため、屋外用粉体塗装、コイル コーティング、および自動車用塗装の大部分のバックボーンを形成しています。酸価、粘度、ガラス転移温度を調整できる樹脂を必要とする配合者は、プロジェクトごとに異なる流動挙動と異なる光沢レベルが求められるため、通常、単一の固定配合ではなく、マルチグレードの製品ファミリーを利用します。この記事では、一般的な主張ではなく実際の技術パラメータを使用して、2 成分 TGIC ポリエステル樹脂の化学、測定可能な特性、および実際のグレード選択プロセスについて説明します。ポリエステル樹脂サプライヤーを評価するメーカー、卸売業者、およびコーティング配合業者は、以下のグレード データ、アプリケーション ガイダンス、および加工メモの構造化された比較を見つけることができます。

2液型TGICポリエステル樹脂の違い

2 成分 TGIC ポリエステル樹脂システムは、2 つの別々の原料から構築されており、これらを組み合わせて硬化させて初めて機能性コーティング樹脂になります。最初の成分は、主鎖に沿って遊離のカルボキシル基を有する飽和ポリエステル樹脂で、制御された温度と真空条件下でのポリオールとポリ酸の重縮合反応によって生成されます。 2 番目の成分はトリグリシジル イソシアヌレートで、焼成工程中に 3 つのエポキシ基がポリエステルのカルボキシル基と反応する固体結晶性化合物です。この反応によりエステル結合が形成され、線状または軽度に架橋されたフィルムよりも熱、化学物質、および屋外の耐候性に対してはるかに優れた三次元架橋ネットワークが構築されます。ポリエステルとTGICの比率を変更することで架橋密度を調整できるため、配合者は、完全に予備反応させた単一パッケージ樹脂では達成するのが難しい、硬度、柔軟性、光沢の制御レベルを得ることができます。 2 液型 TGIC ポリエステル樹脂は、ポリエステル 95 部と硬化剤 5 部、またはポリエステル 90 部と硬化剤 10 部などの比率で供給されることが最も多く、一般に硬化剤の配合量が多くなるほど、架橋がより速く、より完全になるように設計された酸価の高い樹脂に関連付けられます。この柔軟なペア構造は、この技術が耐久性と耐候性のフィルムが必要とされる建築、産業、輸送の粉体塗装分野で標準的な選択肢であり続ける主な理由の 1 つです。したがって、ポリエステルのグレードと硬化剤の比率の正しい組み合わせを選択することは、技術的な詳細ではなく、最終的なコーティングの性能を直接形作る決定となります。

配合者にとって重要なコア性能特性

塗料メーカーが 2 成分 TGIC ポリエステル樹脂を評価する場合、試作バッチを実行する前に、酸価、粘度、ガラス転移温度、硬化時間の 4 つの測定値がチェックされます。酸価は、樹脂単位あたりに利用可能な反応性カルボキシル部位の数を示し、完全な架橋に達するために必要な TGIC 硬化剤の量を直接決定します。通常、一定の温度で溶融状態で測定される粘度は、ベーキングサイクル中の粉末の流れとレベルを制御し、ひいては表面の滑らかさと光沢の均一性に影響します。ガラス転移温度は、硬化または未硬化の樹脂が硬いガラス状態から柔らかい状態に移行する温度を反映しており、粉末の保存安​​定性と完成したフィルムの柔軟性の両方に強い影響を与えます。硬化時間と硬化温度は、フィルムをオーバーベークまたはアンダーベークすることなく完全な架橋を達成するためにコーティングラインを稼働させる必要がある実際のベーキングウィンドウを定義します。

以下の表は、配合者が完全なデータ表を相互参照することなく熱安定性を迅速に比較できるように、2 成分の TGIC ポリエステル樹脂グレードのファミリー全体のガラス転移温度範囲を示しています。一般に、ガラス転移温度が高いほど、粉末の保存安​​定性が向上し、暖かい倉庫条件での固化リスクが軽減されます。この比較は、輸送中または保管中に周囲温度が上昇する地域で事業を行うメーカーにとって特に役立ちます。このデータを酸価と粘度とともに検討することで、粉末の製造から最終硬化膜までグレードがどのように挙動するかをより詳細に把握できます。以下の視覚化では、各グレードについて報告された最小ガラス転移温度を使用しています。

棒グラフは、この 2 成分の TGIC ポリエステル樹脂ファミリー全体のガラス転移温度が摂氏 60 ～ 67 度の間の狭い範囲にあることを示しています。これは、屋外および工業用の粉体塗装ポリエステル樹脂の典型的な範囲です。 YZ9838 はグループ内で最も高い最低ガラス転移温度である摂氏 67 度を記録しており、これにより粉末の強力な保存安定性がサポートされ、温暖な天候での輸送中のブロッキングや固化の可能性が軽減されます。 YZ9895 および YZ9808Z は摂氏 60 度の範囲の下限に位置し、これらのグレードは、より酸価の高い対応物と組み合わせて完全な 2 成分系を構築するように配合されています。ファミリ全体の幅が狭いということは、配合者が生産ラインでの粉体の取り扱い動作を大幅に変えることなく、光沢や柔軟性の理由からグレードを切り替えることができることを意味します。ガラス転移温度が高い樹脂は、一般に粉体塗装ブース内で早期焼結を起こしにくいため、初回パスの転写効率を維持するのに役立ちます。コイルコーティングの製造業者は、使用前に粉末を長期間保管することが多いため、この範囲の上限に近いグレードを好む傾向があります。熱安定性とともにフィルムの柔軟性と耐衝撃性を優先する自動車塗装ラインでは、ガラス転移温度と粘度および酸価を個別に評価するのではなく、一緒に評価します。また、ガラス転移温度が硬化時間と相互作用することにも注目してください。転移点に近い樹脂はベークオーブン内でより早く軟化して流動し始め、レベリングと最終的な光沢に影響を与えるからです。新しい 2 成分 TGIC ポリエステル樹脂サプライヤーを評価するメーカーは、単一の平均仕様に依存するのではなく、常に分析証明書とともにこのパラメータを要求する必要があります。上に示したようにガラス転移温度を並べて比較すると、実験室サンプルを要求する前に候補グレードの最終候補を簡単にリストアップできます。

グレードファミリー全体の酸価と粘度の比較

酸価と粘度は、2 成分 TGIC ポリエステル樹脂が粉末製造中およびコーティング塗布プロセス自体中にどのように挙動するかに最も直接的に影響を与える 2 つのパラメーターです。酸価は樹脂 1 グラムあたりの水酸化カリウムのミリグラムとして報告され、TGIC 硬化剤による架橋に利用できる反応性カルボキシル基の密度を反映します。摂氏 200 度の溶融状態で測定される粘度は、樹脂が基材上の硬化温度に達したときにどれだけ自由に流れるかを表します。粘度の低い樹脂はよりスムーズにレベリングする傾向がありますが、垂直面では垂れやすい傾向があります。一方、粘度が高い樹脂はエッジでの膜厚をよりよく保持しますが、適切にバランスが取れていない場合、よりテクスチャーが現れる可能性があります。以下の折れ線グラフは、9 グレード ファミリ全体で両方のパラメータを追跡し、樹脂タイプが低酸価のポリエステル成分から高酸価の硬化パートナーに移行するにつれて、それらがどのように変化するかを示しています。

折れ線グラフは、この 2 成分の TGIC ポリエステル樹脂ファミリーが滑らかな緩やかな曲線ではなく、2 つの酸価バンドに自然に分割していることを明らかにしています。 YZ9818、YZ9828、YZ9895、YZ9808Zなどのグレードは、通常1グラムあたり17～25mgKOHの低酸価帯に位置し、これらはペアリングのベースポリエステル成分として機能します。 YZ9868、YZ9878、YZ9899、YZ9838、YZ9838Z などのグレードは、1 グラムあたりおよそ 48 ～ 58 mgKOH のより高い酸価帯に位置し、これらはより低い酸価のパートナーとブレンドして硬化システムを完成させるように配合されています。この 2 つのバンド構造は、まさに 2 成分系に必要なものです。硬化反応は、ペアになった樹脂全体で相補的なカルボキシルとエポキシの化学量論比に依存するためです。粘度は関連性はあるものの明確なパターンに従い、ほ​​とんどのグレードは標準的な粉末押出およびフィルム形成装置に適した中程度の範囲に収まりますが、YZ9895 および YZ9899 は比較的低い粘度を示し、これら 2 つのグレードが一緒に構築されるように設計された超耐候性システムに必要な微細なレベリングをサポートします。 YZ9828とYZ9868またはYZ9878を組み合わせる配合業者は、転写コーティングまたは低光沢パウダーシステムを生成できますが、YZ9895とYZ9899を組み合わせると、屋外耐久性の延長が要求されるアプリケーションがターゲットになります。建設グレードのペアである YZ9808Z と YZ9838Z は、特にアンチフレックス パウダー システム用に配合されており、組み合わせて光沢レベル 25 付近の低光沢仕上げを生成することもできます。候補グレードが酸価と粘度の両方のグラフのどこに位置するかを理解することは、配合者が試験バッチを実行する前に、得られた粉末が流動添加剤レベルまたはベーキングスケジュールの調整が必要かどうかを予測するのに役立ちます。 2 成分樹脂の性能は本質的に 2 つのペア製品間に関係があるため、この種のペア データ ビューは、単一の仕様書を単独で見るよりも有益です。

製品ファミリー全体の比率構成

2 液型 TGIC ポリエステル樹脂は、通常、樹脂 95 対硬化剤 5 部、または樹脂 90 対硬化剤 10 部の 2 つの標準比率形式のいずれかで供給され、比率の選択は、対になるポリエステル成分の酸価に直接関係します。カルボキシル部位が少ないほど、完全な架橋に達するために必要な硬化剤の割合が少なくなるため、酸価の低いポリエステルは一般に 95 対 5 の比率で組み合わされます。より高い酸価のポリエステルは、より多くのカルボキシル部位が存在し、反応を完了するためにより多くの割合の硬化剤が必要となるため、一般に 90 対 10 の比率でペアになります。この比率構造は、広範囲の完成粉末配合物にわたる混合プロセスを標準化するため、コーティングメーカーにとって実際に便利です。以下のドーナツ グラフは、このファミリーのグレードが各比率カテゴリにいくつ分類されるかを示しており、製品ラインがどのように構成されているかを視覚的に簡単に把握できます。

ドーナツ チャートは、この 2 成分の TGIC ポリエステル樹脂ファミリーには、95 対 5 の比率に基づいて構築された 4 つのグレードと、90 対 10 の比率に基づいて構築された 5 つのグレードが含まれており、製品ライン全体でかなりバランスのとれた分割が行われていることがわかります。コーティングメーカーは、転写コーティング、低光沢コーティング、耐屈曲コーティング、および超耐候性コーティングなどのさまざまな完成システムを構築するために、ほぼ同じ種類で入手可能な低酸価のベース樹脂と高酸価のペア樹脂の両方を必要とするため、このバランスは意図的です。 YZ9818、YZ9828、YZ9895、YZ9808Z を含む 95 対 5 グレードは、一般にブレンド内の主要なフィルム形成樹脂として機能し、光沢や機械的強度などのコーティング特性の大部分に貢献します。 YZ9868、YZ9878、YZ9899、YZ9838、YZ9838Z を含む 90 ～ 10 グレードは、通常、架橋を完了するために必要なより高い反応点密度をもたらし、多くの場合、耐沸騰水性や木目転写適性などの二次的な機能上の利点をもたらします。 90 ～ 10 のカテゴリーにわずかに多くのグレードがあることは、特殊な用途の範囲を反映しています。なぜなら、これらの酸価の高いグレードのいくつかは、耐沸騰水性または転写フィルム適合性が可能であると個別に説明されており、単一の組み合わせパートナーを超えて用途が広がるからです。 2 成分系を選択する塗料配合者は、まず対象となる用途を、標準的な屋外建築用塗料、転写または木目調仕上げ、低光沢の外観、または耐屈曲性または超耐候性​​の要件のいずれであるかを決定し、次に両方の比率カテゴリから適切なペアを選択する必要があります。この構造化されたアプローチにより、適合する化学的適合性ではなく、入手可能性のみに基づいてグレードを選択する場合に発生する可能性のある試行錯誤が回避されます。比率構成表は、サプライヤーが複数の完成塗装ラインをサポートするために両方の比率タイプにわたって十分な幅を提供しているかどうかが一目でわかるため、調達チームが 2 成分の TGIC ポリエステル樹脂メーカーのカタログを比較するのに役立ちます。ここにまとめたカタログのような充実したカタログは、コーティング グレードごとにサプライヤーを切り替えることなく、複数のコーティング グレードを開発する必要がある配合者をサポートします。この種のカテゴリ レベルのビューは、前のグラフに示された学年ごとの比較を補完します。

フルグレード比較表

以下の表は、2 成分の TGIC ポリエステル樹脂ファミリーの完全な技術データをまとめたもので、配合者は 4 つの主要パラメータをすべて 1 つの参考資料で並べて比較できます。酸価、粘度、ガラス転移温度、および硬化スケジュールを一度に 1 つずつ検討するのではなく、まとめて検討することは、実験室サンプルを要求する前に候補グレードを最終リストに載せる最も信頼できる方法です。粉体塗装製造用のポリエステル樹脂を調達する卸売業者や製造業者は、サプライヤーを比較する際にこの種の統合表を要求することが一般的です。これにより、個別の仕様書を収集するために必要なやり取りが軽減されるためです。

グレードペアをターゲットコーティングシステムに適合させる

2 成分の TGIC ポリエステル樹脂のペアを選択することは、名前だけで樹脂を選択するのではなく、意図したコーティングの結果を各グレードの文書化された挙動に一致させることが重要です。標準的な転写または低光沢コーティングは、通常、YZ9828 などの 95 対 5 グレードと、YZ9868 または YZ9878 などの 90 対 10 のパートナーを組み合わせます。これらの組み合わせは、転写フィルムの適用と光沢の低下した仕上げの両方をサポートすることが文書化されているためです。耐沸騰水性または木目調転写コーティングは YZ9878 に依存しており、転写互換性とともにその耐性プロファイルで特に注目されています。屋外耐久性の延長を目標とするプロジェクトは、YZ9895とYZ9899の組み合わせから恩恵を受けます。これは、長時間の太陽光や湿気にさらされるコーティングに役立つ超耐候性パウダーシステムを生成できると言われています。フィルムがひび割れすることなく曲げや衝撃に耐える必要がある構造に重点を置いた耐屈曲性コーティングには、YZ9808Z と YZ9838Z のペアが最適であり、視覚的な仕上げが必要な場合は、光沢レベル 25 付近の低光沢外観に到達するように組み合わせることもできます。以下のレーダー チャートは、4 つの正規化された性能次元にわたって 3 つの代表的なグレードを比較し、それぞれのプロファイルがどのように異なるかを視覚的に簡単に把握できます。

レーダー チャートは、YZ9895 と YZ9899 の超耐候性のペアが、他のグレードと比較して耐候性と低粘度流動の両方で高いスコアを獲得していることを示しています。これは、この組み合わせで文書化されている 2.0 ～ 6.0 パスカル秒の低粘度範囲と一致しています。この低い粘度は、屋外の太陽や湿気に長年さらされるコーティングに必要な、光沢を大幅に損なうことなく、滑らかで欠陥のないフィルムをサポートします。 YZ9838 などの汎用グレードは、柔軟性と反応性の面でよりスコアが高く、より高い酸価と転写および低光沢用途にわたる幅広い実用性を反映しています。耐屈曲プロファイルによって精神的に表される建設グレードのペアは、曲げ応力下での亀裂に対する耐性が文書化されているため、柔軟性がより高く評価されます。このようなレーダー チャートは、絶対的な性能ランキングではなく、相対的な比較として読み取ることが重要です。表示されるすべての寸法は、樹脂が顔料、添加剤、その他の樹脂成分と最終的にどのように配合されるかによって決まるためです。配合者は、レーダー比較をグレードペアの最終候補リストの出発点として扱い、常に独自のアプリケーショントライアルを通じて最終的なパフォーマンスを確認する必要があります。視覚的な比較は、購買チームが仕様書の長いリストを迅速に 2 つまたは 3 つの現実的な候補に絞り込む必要がある場合、サプライヤー評価の初期段階で特に役立ちます。 2 成分 TGIC ポリエステル樹脂の性能は、単一の樹脂単独ではなく、組み合わせた組み合わせに依存するため、この種の比較表は常に、この記事の前半で示した酸価と比率のデータと併せて読む必要があります。たとえば、ロール成形作業の柔軟性を評価するコイル コーティングの製造業者は、柔軟性の軸を重視したいと考えますが、高紫外線領域の建築用コーティングの製造業者は、耐候性の軸をより重視するでしょう。この種の多次元的な考え方は、経験豊富な配合者が、単一のヘッドライン仕様に依存するのではなく、実際に 2 成分の TGIC ポリエステル樹脂グレードの選択にどのようにアプローチしているかを反映しています。

粉体塗装、コイル塗装、自動車塗装にわたる一般的な用途

2 成分 TGIC ポリエステル樹脂は、3 つの広範なコーティング セグメントにわたって広く使用されており、それぞれが樹脂システムに異なる要求を課します。建築および一般工業用粉体塗装では、樹脂は耐候性、光沢保持、機械的耐久性が主な関心事であるフェンス、家具フレーム、アルミニウム形材、および機器のハウジングを保護します。コイルコーティングでは、建築パネルや電化製品の部品に成形される前に、連続した金属ストリップに樹脂が塗布されます。これには、コーティングされた金属を後で曲げたり、ロール成形したりするときに硬化膜に亀裂が入らないように、優れた柔軟性が必要です。自動車および輸送機関の塗装では、ホイール、トリム、さまざまなアンダーボディや付属品のコンポーネントに、適切に適合した 2 成分 TGIC ポリエステル樹脂システムが提供する耐衝撃性、耐薬品性、光沢制御の組み合わせの恩恵がもたらされます。

1. 耐候性と光沢保持性を重視した建築・屋外設備用塗料
2. 硬化後にロールフォーミングされる塗装済み金属のコイルコーティング
3. 耐衝撃性と耐薬品性が必要な自動車用ホイール、トリム、アクセサリー部品
4. 家具および装飾プロファイル用の転写および木目調仕上げコーティング
5. 構造およびファサード用途向けの低光沢および耐屈曲性の建設用コーティング

樹脂パッケージング形式の等角図の概要

2 成分の TGIC ポリエステル樹脂は通常、安定した輸送と保管のために耐湿性の多層袋に詰められた固体の粒状またはフレーク状の材料として供給されます。以下の等角図は、このタイプの樹脂を粉体塗装生産施設に出荷するために使用される一般的な梱包形式を表しています。適切なパッケージングは​​、樹脂を湿気の吸収から保護します。湿気の吸収は、粉末押出中のメルト フローの一貫性に影響を与える可能性があります。また、パレット化されたバッグスタックにより、海外の塗料メーカーに樹脂を輸出するメーカーにとって、コンテナへの積み込みがより効率的になります。以下の図は写真ではなく簡略化された概略図であり、一般的な保管および輸送形式を説明することのみを目的としています。

保管と取り扱いに関する推奨事項

2 成分 TGIC ポリエステル樹脂は、この記事の前半で示したガラス転移温度を考慮すると、長時間熱にさらされると粒状材料の早期軟化またはブロッキングを引き起こす可能性があるため、直射日光を避け、涼しく乾燥した換気の良い倉庫に保管する必要があります。吸湿を防ぐため、バッグは使用直前まで密封したままにしておく必要があります。吸湿により溶融粘度が変化し、押出中の粉末の流れの一貫性が低下する可能性があります。先入れ先出しベースの在庫ローテーションにより、特に保管中に化学反応性が高い酸価の高いグレードの樹脂を推奨保存期間内に確実に使用することができます。また、製造チームは、周囲温度の上昇と圧力が継続すると、特定のグレードのガラス転移点付近で固化が促進される可能性があるため、暖かい保管場所でパレットを過度に高く積み重ねることを避ける必要があります。これらの取り扱い方法に従うことは、この記事全体で示されている技術データに記載されている一貫した粘度および酸価の性能を維持するのに役立ちます。

江蘇省BESD新素材について

Jiangsu BESD New Materials は 1998 年にルーツを遡るメーカーで、粉体塗装用途向けのポリエステル樹脂の長期生産に重点を置いています。同社は2019年に揚州化学工業団地で新たなプロジェクトを完了し、敷地面積約4万平方メートル、建築面積約2万7千平方メートルに粉体塗装ポリエステル樹脂の年間生産能力10万トンが追加された。 Jiangsu BESD New Materials は、自動化された生産ラインと構造化されたアフターサービス システムによってサポートされる専任の研究開発チームを運営しています。同社は ISO 9001 品質管理認証と ISO 14001 環境管理認証を取得しており、一貫した製品品質と環境責任への継続的な取り組みを反映しています。同社の 2 成分 TGIC ポリエステル樹脂製品は、生産に対する持続可能な人間中心のアプローチとプロセス革新への継続的な投資に支えられ、国内および国際市場の塗料メーカーに供給されています。

よくある質問