書籍：架橋剤の使用方法　基礎と実践技術

架橋剤の使用方法　基礎と実践技術

～塗料・粘接着剤・インキ・コーティング材料等において不可欠な「架橋反応」を
理論・材料選択・実務設計の視点で解説～

［コードNo.26STM097］

■体裁／	Ｂ５判並製本　193頁
■発行／	２０２６年２月２６日　サイエンス＆テクノロジー(株)
■定価／	５５，０００円（税・送料込価格）
■ＩＳＢＮコード／	978-4-86428-339-7

著者


畠山晶	畠山技術士事務所
山内理計	旭化成(株)
伏木將人	ナガセケムテックス(株)
野田信久	日本触媒(株)
斉藤貴司	日本触媒(株)
大豆生田勉	マツモトファインケミカル(株)
坪田実


第1章	ポリマーの架橋
はじめに
1.	ポリマーの架橋
1.1	ポリマーの架橋
1.2	架橋の形成方法と架橋剤のメリット
1.3	層内架橋と層間架橋
1.4	硬化と架橋重合
2.	ポリマー鎖の動き
2.1	ポリマー鎖の動きの温度依存性
2.2	ポリマーのガラス転移温度（Tg）
2.3	ポリマーの自由体積
2.4	自由体積を決める要因
3.	架橋によるポリマー物性の変化
3.1	架橋がある場合のポリマー鎖の動き
3.2	架橋がある場合のポリマーのガラス転移温度
3.3	架橋がある場合の自由体積を決める要因
3.4	ガラス状態
3.5	ゴム状態
3.6	ゲル

第2章	架橋剤の種類とその特徴
はじめに
1.	架橋剤による架橋の特徴
1.1	架橋剤とは
1.2	架橋剤による架橋の特徴
2.	架橋剤の種類とその特徴
2.1	架橋剤と反応するポリマーの官能基
2.2	イソシアネート系架橋剤
2.3	エポキシ系架橋剤
2.4	オキサゾリン系架橋剤
2.5	カルボジイミド系架橋剤
2.6	ヒドラジド系架橋剤
2.7	アルデヒド系架橋剤
2.8	アジリジン系架橋剤
2.9	メチロール系架橋剤
2.10	アセトアセチル系架橋剤
2.11	金属系架橋剤
3.	特別な架橋剤
3.1	金属イオン系架橋剤
3.2	吸着型架橋剤
3.3	ホウ酸系架橋剤
3.4	イオウ系架橋剤
3.5	過酸化物
3.6	シランカップリング剤

第3章	架橋剤の使用方法と注意点
はじめに
1.	架橋剤の使用方法
1.1	架橋剤を使用する製品
1.2	塗料と接着剤
1.3	塗布層
1.4	架橋剤使用上の注意点
2.	架橋剤使用の注意－増粘・凝集防止と架橋進行不足－
2.1	架橋剤の反応速度
2.2	架橋剤の凝集、増粘防止技術1－塗料と接着剤
2.2.1	2液型（塗料）
2.2.2	2液型（接着剤）
2.2.3	架橋剤の乳化（接着剤）
2.2.4	架橋剤のカプセル化（塗料）
2.2.5	架橋剤のカプセル化（接着剤）
2.2.6	架橋基のブロック（塗料）
2.2.7	架橋基のブロック（塗料、接着剤用樹脂組成物）
2.2.8	官能基のブロック（塗料）1
2.2.9	官能基のブロック（塗料）2
2.2.10	官能基のブロック（塗料）3
2.2.11	官能基のブロック（接着剤）
2.2.12	官能基の中和
2.2.13	低温保存（塗料）
2.2.14	既反応架橋剤
2.3	架橋剤の凝集、増粘防止技術2－塗布層
2.3.1	架橋剤の直前添加
2.3.2	架橋剤オーバーコート
2.3.3	重層塗布系の架橋剤別層添加
2.3.4	塗布層の架橋剤溶液浸漬1
2.3.5	塗布層の架橋剤溶液浸漬2
2.4	架橋進行不足の対策
3.	架橋剤使用の注意－架橋剤の添加方法－
3.1	架橋剤の添加方法
3.2	逐次重層塗布系の架橋剤の添加方法
3.2.1	下層の塗布から上層の塗布までの経過時間と環境条件
3.2.2	架橋剤の添加層と添加量
3.3	同時重層塗布系の架橋剤の添加方法
4.	架橋の評価
4.1	架橋剤の反応率の評価
4.2	架橋ポリマーの物性の評価
4.2.1	耐溶剤性
4.2.2	膨潤
4.2.3	膜強度
4.2.4	自由減衰ねじり振動法
4.2.5	振り子型粘弾性測定機

第4章	架橋剤の使用効果・ポリマー性能の向上例
はじめに
1.	架橋によるポリマー層の性能変化
2.	架橋による接着性の改良
2.1	層内架橋、層間架橋と接着
2.2	層間架橋と接着
2.2.1	表面処理を利用した架橋形成
2.2.2	下塗り層を利用した架橋形成
2.2.3	ウェットオンウェット塗布を利用した架橋形成
2.2.4	上層に架橋剤を添加することによる架橋形成
2.2.5	シランカップリング剤を利用した架橋形成
2.3	層内架橋と接着
2.3.1	既反応架橋剤を利用した粘度調整
2.3.2	他層から拡散した架橋剤による架橋形成
2.3.3	層内架橋による接着力低下
3.	架橋による耐熱性の改良
3.1	耐熱性の改良1
3.2	耐熱性の改良2
3.3	耐熱性の改良3
3.4	耐熱性の改良4
3.5	耐熱性の改良5
4.	架橋によるその他の性能の改良
4.1	耐水性の改良1
4.2	耐水性の改良2
4.3	耐油性の改良1
4.4	耐油性の改良2
4.5	耐摩耗性の改良
4.6	電気特性
4.7	透明性の改良
4.8	ゲルの強度の改良

第5章	各種架橋剤製品と応用例

第1節	イソシアネート系水系架橋剤の反応機構とその使用方法
はじめに
1.	イソシアネート系/硬化剤が使用される塗料
2.	ポリイソシアネートについて
2.1	ジイソシアネートモノマー
2.2	NCO基の反応性
2.3	代表的なポリイソシアネートとその特徴
3.	イソシアネート系水系架橋剤の競合技術
4.	イソシアネート系水性架橋剤について
4.1	ウレタン系水系塗料に使用可能なポリオール
4.2	ウレタン系塗料用の4つの形態
4.3	親水基変性PI
4.3.1	ポットライフ延長タイプ
4.3.2	弾性タイプ
4.4	親水基未変性（低粘度）PI
4.4.1	塗膜性能
4.4.2	水系2液ポリウレタン塗料配合例
4.5	親水基変性BI
4.5.1	低温硬化性
4.5.2	水系1液塗料配合後の貯蔵安定性
4.5.3	塗膜性能評価
5.	用途、使用例
5.1	新車塗料用途
5.2	自動車補修用途
5.3	工業用途
5.4	建築用途
5.5	木工用途
さいごに

第2節	水溶性エポキシ化合物の特性と架橋剤としての適用
はじめに
1.	水溶性エポキシ化合物の種類と製造方法
1.1	単官能エポキシ化合物
1.2	二官能エポキシ化合物
1.3	多官能エポキシ化合物
1.4	バイオベースエポキシ化合物
1.5	水溶性エポキシ化合物の製造方法
2.	水溶性エポキシ化合物の性質
2.1	水溶性エポキシ化合物の基本物性値
2.2	バイオベースエポキシ化合物の基本物性値
2.3	主な水溶性エポキシ化合物の反応性
2.4	主な水溶性エポキシ化合物の水溶液、有機溶媒中での安定性
2.4.1	水中での安定性
2.4.2	有機溶媒中での安定性
3.	水溶性エポキシ化合物の用途、適用事例
おわりに

第3節	オキサゾリン系架橋剤「エポクロス®」
はじめに
1.	エポクロス®の特性と用途
1.1	硬化性（反応スピード）
1.2	一液安定性
2.	応用例
2.1	塗料、粘接着剤の架橋剤
2.2	プラスチック基材用コーティング剤、プライマー
2.3	PET系繊維処理剤、タイヤコード
3.	エポクロス®WSの新・硬化技術
おわりに

第4節	アジリジン系架橋剤「ケミタイト®」
はじめに
1.	ケミタイト®の特性と用途
1.1	反応性と作用機構
1.2	架橋性能
1.3	ポットライフ
2.	応用例
2.1	塗料、粘接着剤への添加
2.2	コーティング剤、プライマー
おわりに

第5節	有機金属化合物系架橋剤
はじめに
1.	有機金属化合物とは
1.1	チタン/ジルコニウムアルコキシドの構造と反応性
1.2	チタン/ジルコニウムキレートの構造と反応性
2.	溶剤系樹脂の架橋剤としての応用例
2.1	インキの耐熱性、密着性、耐油性の向上
3.	水系樹脂の架橋剤としての応用例
3.1	PVAの耐水性向上
3.2	ポリオレフィンディスパージョンの耐湿熱密着性向上
おわりに

第6章	塗料における架橋剤の役割と配合例～架橋剤が使用されている事例解説－塗料における架橋剤の選定や配合方法～
1.	塗料概論
1.1	塗料の構成と原料
1.2	樹脂と硬化剤の選択
1.3	塗料の必要条件
1.3.1	塗れること－流動すること
1.3.2	くっつくこと－付着性
1.3.3	固まること
1.4	塗料の分類
1.4.1	溶液型塗料
1.4.2	分散型塗料
1.4.3	粉体塗料
2.	塗料の配合設計
2.1	二液型エポキシ樹脂
2.2	変性ポリアミド樹脂について
2.3	二液型エポキシ樹脂塗膜のMcの計算方法と結果
2.4	Mcの測定方法
2.5	塗膜のTgに及ぼす橋かけ密度の考察
2.6	二液型エポキシ樹脂塗料の配合設計に指針を与える実験
2.7	二液型塗膜の強度に及ぼす主剤/硬化剤当量比の影響
3.	アクリル樹脂塗料の設計
3.1	塗料用アクリル樹脂
3.2	アクリルポリオールの常温硬化（橋かけ）塗料の配合
3.3	常温硬化塗料：ポリオールとポリイソシアネート（－NCO硬化剤）との反応
3.4	二液型ポリウレタン樹脂塗膜の橋かけ密度に及ぼす当量比の影響
3.5	焼付け硬化塗料の橋かけ反応
4.	固体表面が架橋剤になった場合の塗料、塗膜
4.1	剛体粒子表面の設計と処理効果
4.1.1	チタン白の表面処理
4.1.2	処理効果
4.2	焼付け前後の塗膜のSEM観察
4.3	硬化塗膜の動的粘弾性測定から分かること
4.4	塗膜の強度

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