エポキシは誰にとっても馴染みのあるものです。この種の有機物は人工樹脂、樹脂接着剤などとも呼ばれ、非常に重要な熱硬化性プラスチックです。エポキシ樹脂分子は活性基と極性基が多数あるため、さまざまな種類の硬化剤で架橋および硬化でき、さまざまな添加剤を添加することでさまざまな特性を形成できます。

エポキシ樹脂は熱硬化性樹脂として、優れた物性、電気絶縁性、密着性、耐アルカリ性、耐摩耗性、優れた製造性、安定性、低コストなどの利点を持っています。エポキシ樹脂は、ポリマー材料に使用される最も広範な基本樹脂の 1 つです。60 年以上の開発を経て、エポキシ樹脂は、塗料、機械、航空宇宙、建設およびその他の分野で使用されてきました。

現在、塗料業界ではエポキシ樹脂が主に使用されており、これを基材とした塗料をエポキシ樹脂塗料と呼んでいます。エポキシ樹脂コーティングは、床、主要な電化製品から小型電子製品に至るまで、あらゆるものを損傷や摩耗から保護するために使用できる厚い保護材であると報告されています。エポキシ樹脂コーティングは非常に耐久性に優れていることに加えて、一般的に錆や化学腐食などにも耐性があるため、さまざまな業界や用途で人気があります。

エポキシコーティングの耐久性の秘密

エポキシ樹脂は液体ポリマーのカテゴリーに属するため、耐食性エポキシコーティングを実現するには硬化剤、添加剤、顔料の助けが必要です。中でもナノ酸化物は顔料やフィラーとしてエポキシ樹脂塗料に添加されることが多く、代表的なものはシリカ(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化亜鉛(ZnO)、希土類酸化物などです。これらのナノ酸化物は、その特殊なサイズと構造により、多くのユニークな物理的および化学的特性を示し、コーティングの機械的特性と耐腐食性を大幅に向上させることができます。

酸化物ナノ粒子がエポキシ コーティングの保護性能を向上させる主なメカニズムは 2 つあります。

第一に、その小さなサイズにより、エポキシ樹脂の硬化プロセス中の局所的な収縮によって形成された微小な亀裂や細孔を効果的に埋めることができ、腐食性媒体の拡散経路を減少させ、コーティングのシールドおよび保護性能を向上させることができます。

2 つ目は、酸化物粒子の高い硬度を利用してエポキシ樹脂の硬度を高め、それによってコーティングの機械的特性を向上させることです。

さらに、適切な量のナノ酸化物粒子を添加すると、エポキシコーティングの界面結合強度が増加し、コーティングの耐用年数を延長することもできます。

の役割ナノシリカ粉：

これらの酸化物ナノ粉末の中でも存在感が高いのがナノ二酸化ケイ素（SiO2）です。シリカナノは、耐熱性、耐酸化性に優れた非金属の無機材料です。その分子状態は[SiO4]四面体を基本構造単位とする三次元網目構造となっています。その中でも酸素とケイ素原子が共有結合で直接結合しており、その構造が強固であるため、化学的性質が安定しており、耐熱性、耐候性などに優れています。

ナノSiO2は主にエポキシコーティングにおける防食フィラーの役割を果たします。一方で、二酸化ケイ素はエポキシ樹脂の硬化プロセスで発生する微小な亀裂や細孔を効果的に充填し、コーティングの耐浸透性を向上させることができます。一方、ナノSiO2とエポキシ樹脂の官能基は、吸着や反応によって物理的・化学的架橋点を形成し、分子鎖にSi-O-Si結合やSi-OC-C結合を導入して形成することができます。三次元網目構造により塗膜の密着性を向上させます。さらに、ナノ SiO2 の高い硬度によりコーティングの耐摩耗性が大幅に向上し、コーティングの耐用年数が長くなります。