TGICベースの配合物用のポリエステル樹脂とは何ですか?

TGICベースの配合物用のポリエステル樹脂 は、硬化剤としてトリグリシジル イソシアヌレート (TGIC) と化学的に架橋するように特別に設計されたカルボキシル官能化ポリマーです。 これらは、耐久性のあるマットから光沢のある粉体塗装における主要なフィルム形成成分です。中心的な機能は、屋外耐久性、機械的柔軟性、耐薬品性のバランスを提供することです。これらの特殊な樹脂がなければ、TGIC は強固な保護塗膜を形成できません。

実際には、これらの樹脂が最終コーティングの性能の 80% 以上を決定します。たとえば、TGIC 用の標準的な超耐久性ポリエステル (酸価 30 ～ 35 mg KOH/g) は、1,000 時間の QUV-B 促進耐候性の後でも 80 ～ 85% の光沢保持率を達成しますが、標準的な屋内用樹脂は 300 時間以内に劣化します。

TGIC システムにおけるポリエステル樹脂の主な機能

樹脂は単なるバインダーではありません。コーティングの特性を積極的に設計します。その機能は、次の 4 つの重要な領域に分類できます。

1. 架橋密度の制御

樹脂の酸価 (AV) は架橋密度を直接制御します。あ 標準的な TGIC ポリエステルの AV は 30 ～ 35 mg KOH/g です。 最適な柔軟性とオーバーベーク耐性をもたらします。耐薬品性を高めるために、配合者は以下を使用します。 高酸価樹脂 (AV 45-55 mg KOH/g) 、架橋密度は最大 40% 増加しますが、耐衝撃性は 160 インチポンドを超えて約 80 インチポンドに低下します。

2. 耐候性と紫外線安定性

モノマーの選択 (イソフタル酸とテレフタル酸など) が UV 吸収を決定します。 イソフタル酸を 80% 以上含む超耐久性ポリエステルは、フロリダ州で 70% 以上の 5 年間光沢保持率を達成 、一方、標準の耐久性グレードは 50% を下回ります。これにより、TGIC ポリエステル システムは建築用アルミニウム コーティング (クオリコート クラス 2)​​ のベンチマークとなります。

3. 機械的特性のチューニング

樹脂のガラス転移温度 (Tg) により、耐ブロッキング性と柔軟性が決まります。を備えた樹脂 ガラス転移温度65～70℃ 優れた保存安定性を提供しますが、より高い硬化温度 (200°C で 10 分間) が必要です。薄膜コーティング (40 ～ 60 ミクロン) の場合、より低い ガラス転移温度55～60℃ 流れと基板の濡れを改善し、100 インチポンドを超える逆衝撃パスを達成します。

4. マット仕上げの有効化

反応性の異なる 2 つのポリエステル (AV 25 と AV 45 など) をブレンドすることにより、配合者は添加剤なしで 10 ～ 30% の光沢を実現します。 反応性比の差が 1.5 を超えるとミクロ相分離が生じ、安定したマットな仕上がりが得られます。 光沢は 5% まで向上しますが、これは単一樹脂システムでは不可能です。

定量的な性能データ: 標準グレードと超耐久グレード

次の表は、TGIC ベースの配合物用のポリエステル樹脂を選択する配合者向けの実際的なデータを示しています。すべての値は業界標準の試験方法に基づいています。

図に示すように、トレードオフは明らかです。超耐久性樹脂は、ある程度の柔軟性を犠牲にして優れた耐候性を提供します。必要な建築用途向け クオリコートクラス2認定（腐食1,000時間、UV1,000時間） 、超耐久グレードは必須です。

TGIC用ポリエステル樹脂に関するよくあるご質問（FAQ）

Q1: TGICを同じポリエステル樹脂を使用したHAA(プリミド)に置き換えることはできますか?

いいえ、絶対に違います。 TGIC にはカルボキシル官能性ポリエステル (酸価約 30 ～ 35) が必要ですが、HAA にははるかに高い酸価 (通常 55 ～ 75 mg KOH/g) と異なるヒドロキシル反応性を持つ樹脂が必要です。 TGIC 固有の樹脂を HAA とともに使用すると、硬化が不十分で柔らかく、化学的に弱いコーティングが生成されます。化学量論は根本的に異なります。 TGIC は樹脂と硬化剤の当量比 1:0.93 で反応しますが、HAA は 1:0.06 の比を必要とします。

Q2: TGIC ポリエステル コーティングの膜厚が 80µ を超えるとピンホールが現れるのはなぜですか?

これは、 揮発性副産物の逃散 硬化中のエステル化反応による（主に水）。 TGIC システムは溶融時の粘度が高く、揮発性物質を厚いフィルムに閉じ込めます。これを解決するには、より低い溶融粘度（200℃で ≤2000 mPa・s）のポリエステルを使用するか、ベンゾインなどの脱気剤を総式重量の 0.5 ～ 1.0% 配合します。 最新の低空隙ポリエステルは、ピンホールなしで最大 120µ まで塗布できます。

Q3: 特定のポリエステルの正しい TGIC 量を計算するにはどうすればよいですか?

次の式を使用します。
TGIC phr (樹脂 100 個当たり) = (ポリエステルの酸価 × TGIC の当量重量) / 56100
TGIC の当量重量は 108.1 g/eq です。 AV=34 のポリエステルの場合、計算は次のようになります: (34 × 108.1) / 56100 = 6.55 phr。副反応を補うために、常に 2 ～ 3% 過剰の TGIC を含めてください。たとえば、 AV=34 の場合、6.7 ～ 6.8 phr TGIC を使用 あなたの処方で。

Q4: TGIC ベースのポリエステルには健康上または規制上の懸念はありますか?

はい。 TGIC は次のように分類されます。 H350 (癌を引き起こす可能性がある) および H317 (アレルギー性皮膚反応を引き起こす可能性がある) EU CLP 規制 (EC) No 1272/2008 に基づく。その結果、多くのアーキテクチャ仕様 (AAMA 2604 など) は、HAA またはその他の TGIC フリー システムに向けて移行しています。しかし、TGIC ポリエステルは産業用途では依然として主流です。 5～10%高い耐薬品性と薄膜硬化性（最小40μ） 重要です。取り扱うときは常に適切な PPE と局所排気装置を使用してください。

実用的な選択ガイド: どのポリエステル樹脂を選択する必要がありますか?

推測を排除するには、最終的なアプリケーション要件に基づいて次の決定マトリックスを使用します。

• 農業および建設機械の場合 (屋外、3 ～ 5 年保証): 標準的な耐久性のあるポリエステル、AV 32-34、Tg 62-65°C。 500 時間の QUV 後も 50% の光沢保持が期待できます。
• 建築用アルミニウム (10 年保証、Qualicoat Class 2): 超耐久性ポリエステル、AV 30-32、Tg 68-70°C、イソフタル酸ベース。 >70% の光沢保持率で 1,000 時間の QUV-B に合格する必要があります。
• 薄膜 (40 ～ 50μ) 落書き防止コーティングの場合: 架橋を最大限に高めるための TGIC を使用した高酸価ポリエステル (AV 45-50)。離型用に 2% PTFE ワックスを添加します。耐衝撃性は 60 インチポンド未満に低下します。
• 低光沢 (<20%) の屋内家具の場合: デュアル樹脂システムを使用: 高反応性ポリエステル (AV 45) 70%、低反応性ポリエステル (AV 25) 30%。 180°C で 15 分間硬化すると、マット剤なしで 10 ～ 15% の光沢が得られます。

要約すると、 ポリエステル樹脂は、TGIC コーティングのパフォーマンスを調整するための最もコスト効率の高い手段です。 樹脂グレードを変更すると、他の配合成分を変更することなく、耐紫外線性を 400% 向上させたり、光沢を 30 ポイント調整したりできます。スケールアップする前に、必ず酸価、Tg、溶融粘度を指定した技術データシートをリクエストしてください。