塗料に使われる様々な樹脂

様々な塗料外壁塗装に使われるペンキは色々な樹脂からできています。ここでは、色々な外壁塗装の樹脂についてまとめました。専門的な言葉が多く出てきますが同じように見えるペンキ一つとってもいろいろあることが分かります。また、他のページでは、塗料の成分から添加剤まで外壁塗装についてとりあげました。このサイトでは外壁塗装について知識を深められるようになっています。では、早速樹脂について見ていきましょう。

アクリル樹脂

アクリル樹脂アクリル酸やメタアクリル酸の誘導体を主成分とする重合樹脂をアクリル樹脂と言います。高性能で汎用的な樹脂です。電光照明をつけた看板やカーボートの屋根材等に使われるように、本来、透明な性状をしているので、目的の色を調色しやすく着色性に優れており、比重が軽く、また、他の樹脂と共重合させたものはアセトン等の溶剤に溶けやすいので、塗料に適した性状を持っている合成樹脂である。

熱硬化性のものと熱可塑性のものがあり、前者は自動車、家電製品、その他工場で塗装される金属サイデイングの焼付け塗装に使わ れています。後者については、セルロース誘導体等で変性したセルロー ス変性アクリルラッカーがあり、乾燥性が良いので自動車補修用等 に多用されています。戸建て住宅の外壁塗装の場合には、吹き付けタイル等複層弾性塗料として使われ、塗り替えには、単層弾性塗料が使われることが多くなっています。その他、アクリル樹脂を水の中に乳化重合して分散させたエマルジョンと料は、有機溶剤を使わないので、環境にやさしい汎用的な塗料として内外装用に広く使われています。

アルキド樹脂

アルキド樹脂ポリエステル樹脂の一種で、この樹脂を使った塗料は通称「ペンキ」と呼ばれています。ペンキは塗料の俗称です。ペンキは無水フタル酸や無水マレイン酸等の酸とエチレングリコールやグリセリン等のアルコールを反応させて、水等で脱離させる縮合反応によりつくられます。この樹脂は油や脂肪酸で容易に変性することが可能です。

亜麻仁油や大豆油等の乾性油と共に縮合させた中油性アルキド樹脂は、溶剤により希釈することが可能で、溶剤が蒸発すると、空気中の酵素を吸収して樹脂が酸化重合、硬化して皮膜を形成します。このアルキド樹脂は、無水フタル酸を使います。乾燥性がよく使いやすい塗料ですが、低温のときの乾燥が遅く、初期の耐水性や付着性に優れ、一般的な機会や建具の上塗りに使われます。乾燥性がよく使いやすい塗料ですが、低温のときの乾燥が遅く、初期の耐水性や耐アルカリ性が弱いのが特長です。一般的な日用大工用塗料である家庭用木部金属部塗料は、長油性フタル酸樹脂ワニスを主成分にして素人用に使いやすく調合しています。同じく、合成樹脂調合ペインとは展色材にボイル油を使い、超長油、長油のアルキド樹脂と料が混合されています。1種は建築物や鉄鋼建築物、2種は大型鉄鋼建造物の中塗り、上塗りに使われています。作業性がよく、価格が安いので、従来の油性ペイントに代わって使われるようになりました。

ウレタン樹脂

ウレタン樹脂ウレタン樹脂は、ポリオールとイソシアネート化合物を反応させてウレタン結合をさせた高分子化合物です。ウレタン樹脂は、建築関係の断熱材やシーリング剤、車両関係のクッション材、繊維加工されたものは、スポーツウエア等の衣類等に使われています。塗料の用途の場合は、途膜が光沢や肉もち感、付着に優れていて、高級な仕上がり感が得られます。そのことから、高級家具やフローリングの仕上げ塗りにも使われてきました。

塗料には1液型と2液型があり、1液型にはアルキド樹脂系塗料のように酸化重合するものやポリマーが空気中の水分を取り込んで分子がつながる湿気硬化形タイプ、加熱硬化形ブロックタイプ、溶媒の揮発で硬化するラッカータイプもあります。また、同じ l液型であるが、最近、外壁用塗料として使われる l液 水系反応硬化型ウレタン塗料は、水中にポリマーと架橋剤が安定して 分散しており、水が蒸発すると両者が反応して硬化するので、性能の 高い塗膜が得られるように設計されている。2液型は、ポリオールを主剤とし、使用時に硬化剤のポリイソシア ネート(-NC0) を混合して反応硬化させる。欠点としては、ウレタン結合させるイソシアネート基 (-N=C= 0) に、強い毒性があり、また、寝具の芯に使われているウレタン フォームをカッターで切断するとわかるように、まっ白な切り口が黄変する現象である。最近は、このような性状を改良するために、モノマー(単量体)をあらかじめ重合させたプレポリマーである芳香族系イソシアネートや脂肪 族イソシアネート化合物が使われるようになりました。

フッ素樹脂

フッ素樹脂フッ素樹脂は、エチレン重合体の水素原子を1個以上、フッ素に置換し、C-F結合させたものです。C-F結合は非常に科学的に安定しています。耐摩耗性、対絶縁性、耐候性に優れており、化学工業、自動車部品、電線被覆、半導体等の幅広い分野に使われている高性能樹脂である。PTEE(ポリテトラフルオロエチレン)と呼ばれる樹脂が代表的な樹脂ですが、この樹脂は、溶融、成型ができないので塗料用途には、共に重合により改質したポリフッ化ビニリデン樹脂が使われています。このオイルガノゾル系溶剤分散タイプの塗料は、焼付け温度が高く有機溶剤に溶けにくいという欠点があります。このような欠点を補うものとして1980年代に溶剤可溶型フッ素樹脂が旭硝子で開発されました。最近開発された日本ペイントの「4フッ化エチレン樹脂」は今まで使われていたモノマーを構成するCーCI結合が比較的紫外線に弱いので、結合エネルギーの大きいC-F結合のモノマーに組み替え、無機系樹脂を加えて更に耐侯性を 高めたものである。のところ、 3フッ化フッ素樹脂塗料と 4フッ化 フッ素樹脂塗料の性能差を現場レベルで判断出来ないが、両者共、従来の塗料に比べて抜群の性能を発揮するものであり、実用面では何ら 問題ないと考えている。                                                             

大切なことは、本質的に施工品質の寄与率が 高いので、樹脂本来の耐候性能が生かされて耐久性能が発揮されるよ うに、下地処理等の施工を的確に行うことである。      

しっかりとした施工をすることにより所定の性能が発揮できれば、 必然的に塗り替え間隔が長くなり、塗料の単価が高くても長期的には 経済的な塗料であるといえる。

塩化ビニル樹脂とエポキシ樹脂

塩化ビニル樹脂とエポキシ樹脂塩化ビニル樹脂自体は、非常に耐久品性に優れた高性能は樹脂です。一方で、溶剤に溶けにくく付着性が良くないので、塗料には不都合な性質を持っています。

塩化ビニル樹脂エナメルは、このような性質を改質するためには、酢酸ビニルをおよそ30%の割合で共重合させています。

分子の末端に反応しやすいエポキシ基を2ヶ以上持っており、通常は、フェノール、アミン等活性水素を持つ化合物を硬化剤として混ぜる事により、ポリマーが形成されます。最大の特長は金属に体する付着性が高いことです。電気絶縁性も高いので、防食性が要求される塗料や電子部品のプリント基板、コンセント等の電気絶縁材料や接着剤等に幅広く使われている合成樹脂です。

エポキシ樹脂系と料には、加熱乾燥型、2液乾燥型、酸化重合型の種類があります。また、このうち2液乾燥型については、この樹脂がポリアミド樹脂や無水フタル酸と反応して架橋する性質があることを利用し、主剤と硬化剤を反応させて硬化させるわけですが、硬化剤をかえるこにより多様な性能の塗料が開発されています。