機能性ポリ尿素のサプライヤーとして、私はこの注目に値する材料の多様な用途と重要性を直接目の当たりにしてきました。機能性ポリ尿素は、建設、自動車から海洋、航空宇宙に至るまで、数多くの産業に導入されている高性能ポリマーです。優れた耐薬品性、高い引張強さ、速い硬化時間などのユニークな特性により、要求の厳しい多くの用途に最適です。ただし、機能性ポリ尿素のパフォーマンスはいくつかの要因に影響される可能性があり、このブログで詳しく説明します。
1. 化学組成
機能性ポリ尿素の化学組成は、その性能に影響を与える最も基本的な要素です。ポリウレアは、イソシアネート成分と樹脂ブレンド成分の反応によって形成されます。これらの成分の種類と比率は、ポリ尿素の最終的な特性を決定する上で重要な役割を果たします。
イソシアネートの種類
芳香族イソシアネートや脂肪族イソシアネートなど、さまざまな種類のイソシアネートが利用可能です。芳香族イソシアネートはコスト効率が高く、優れた機械的特性を備えています。ただし、紫外線（UV）にさらされると黄変する傾向があります。一方、脂肪族イソシアネートは優れた耐紫外線性を備えているため、色安定性が必要な屋外用途に最適です。たとえば、屋外構造物や自動車の外装では、美的魅力を長期にわたって維持するには、脂肪族ベースの機能性ポリ尿素がより良い選択となります。
樹脂ブレンド
樹脂ブレンドにはアミンおよびその他の添加剤が含まれています。使用されるアミンの種類は、ポリ尿素の反応性と機械的特性に大きな影響を与える可能性があります。第一級アミンはイソシアネートと非常に素早く反応し、速硬化ポリウレアが生成されます。ただし、第二級アミンは反応速度が遅いため、より長い作業時間が必要な一部の用途では有益です。特定の特性を向上させるために、充填剤、可塑剤、酸化防止剤などの添加剤を樹脂ブレンドに組み込むこともできます。充填剤はポリ尿素の硬度と耐摩耗性を向上させることができ、可塑剤はその柔軟性を高めることができます。
2. 環境条件
機能性ポリウレアが適用および使用される環境は、その性能に大きな影響を与えます。
温度
温度は、塗布プロセスとポリ尿素の長期的な性能の両方に影響します。塗布中は、基材と周囲空気の温度が重要です。温度が低すぎると、ポリ尿素が適切に硬化せず、コーティングが弱く粘着性になる可能性があります。寒い環境ではポリ尿素の粘度が高くなり、均一にスプレーするのが難しくなります。逆に、温度が高すぎると、イソシアネートと樹脂ブレンドの間の反応が速すぎて、流動性が低下し、表面欠陥が生じる可能性があります。たとえば、暑い砂漠気候では、適切な用途と性能を確保するために、機能性ポリ尿素の特別な配合が必要になる場合があります。
湿度
機能性ポリ尿素の塗布中には、湿度も問題となる可能性があります。湿度が高いとイソシアネートが空気中の水分と反応し、コーティング内に二酸化炭素の泡が形成されることがあります。これらの気泡はコーティングを弱め、基材への接着力を低下させる可能性があります。さらに、過剰な湿気はポリ尿素の表面に水膨れの形成や曇った外観を引き起こす可能性があります。したがって、特に相対湿度が高い地域では、塗布中の湿度レベルを制御する必要があることがよくあります。
紫外線暴露
前述したように、UV 暴露はポリ尿素、特に芳香族ベースの配合物の性能に影響を与える可能性があります。紫外線に長時間さらされると、ポリ尿素が黄変し、脆くなり、機械的特性が失われる可能性があります。これらの影響を軽減するには、耐紫外線添加剤をポリ尿素配合物に組み込むか、脂肪族イソシアネートを使用します。屋根やデッキのコーティングなどの屋外用途では、長期耐久性を確保するために、UV 安定性機能性ポリウレアが不可欠です。
3. 基板の準備
適切な基材の準備は、機能性ポリ尿素の最適な性能を達成するための前提条件です。
表面の清浄度
基材の表面は清潔で、汚れ、グリース、油、その他の汚染物質が付着していない必要があります。これらの物質は、ポリ尿素が基材に適切に接着するのを妨げ、層間剥離や剥がれを引き起こす可能性があります。たとえば、基板がさまざまな化学薬品にさらされる可能性がある産業用途では、適切な溶剤を使用した徹底的な洗浄が必要です。
表面粗さ
基材の表面粗さもポリ尿素の接着力に影響を与える可能性があります。わずかに粗い表面により、ポリ尿素が接着する表面積が増え、接着強度が向上します。サンドブラストや研削などの技術を使用して、目的の表面粗さを作成できます。ただし、表面が粗すぎると、ポリウレアの塗布中に気泡が閉じ込められ、コーティングが弱くなる可能性があります。
水分含有量
基材の含水率も重要な要素です。基材が湿りすぎると、施工中に高湿度と同様の問題が発生する可能性があります。水分がイソシアネートと反応して、硬化や接着力が低下する可能性があります。したがって、機能性ポリウレアを塗布する前に基材が乾燥していることを確認する必要があります。場合によっては、基材の含水率を測定するために水分試験装置が使用される場合があります。
4. 応用テクニック
機能性ポリ尿素の適用方法は、その性能に大きな影響を与える可能性があります。
スプレー装置
機能性ポリウレアを塗布する最も一般的な方法はスプレー塗布です。スプレー装置の種類と状態は非常に重要です。ポリ尿素成分を適切に混合し微粒化するには、高品質のスプレーガンとポンプが必要です。機器が適切にメンテナンスされていないと、スプレーが不均一になったり、コーティングの厚さが不均一になったり、性能が低下したりする可能性があります。たとえば、ノズルが詰まると、基板上にポリ尿素が縞模様になったり、不均一に分布したりする可能性があります。
コーティングの厚さ
ポリ尿素コーティングの厚さは重要なパラメータです。コーティングが薄すぎると十分な保護や機械的強度が得られない可能性があり、コーティングが厚すぎると亀裂やその他の欠陥が生じる可能性があります。推奨されるコーティングの厚さは、特定の用途とプロジェクトの要件によって異なります。たとえば、防水用途では、水の浸透に対する確実なバリアを確保するために、より厚いコーティングが必要になる場合があります。
応募方法
スプレー塗布の他、刷毛塗りやローラー塗布などの方法が用いられる場合もあります。ただし、これらの方法では、スプレー塗布と同じレベルの均一性と性能が得られない場合があります。ブラシまたはローラーでポリ尿素を塗布すると、空気が閉じ込められたり、厚さが不均一になったりするリスクが高く、コーティングの全体的な性能に影響を与える可能性があります。
5. 品質管理
機能性ポリウレアの一貫した性能を確保するには、品質管理対策が不可欠です。
原材料の検査
機能性ポリウレアの製造に原料を使用する前に、品質と仕様への適合性を確認するための試験を実施する必要があります。これには、イソシアネートと樹脂のブレンドの純度、粘度、反応性のテストが含まれます。高品質の原材料を使用することで、最終ポリ尿素製品の性能をより確実に保証できます。
工程内検査
製造プロセス中に、ポリ尿素の品質を監視するために工程内検査を実行する必要があります。これには、成分の混合比、製造時の温度と圧力、ポリウレアの外観の確認が含まれます。標準プロセスからの逸脱は、製品の品質を確保するために直ちに修正する必要があります。
最終製品のテスト
機能性ポリウレアの製造後は、最終製品のテストが必要です。これには、引張強度、破断点伸び、硬度などの機械的特性だけでなく、耐薬品性や接着性などの他の特性のテストも含まれます。要求される基準を満たした製品のみが市場に投入されます。
当社では、さまざまな用途のニーズを満たすさまざまな機能性ポリウレア製品を提供しています。私たちのラピッドプロトタイピング スプレー ポリ尿素材料ラピッドプロトタイピング用途に最適で、高速硬化性と高強度特性を提供します。私たちの防水性と耐摩耗性に優れた純粋なポリウレア素材屋根や床などの防水性と耐摩耗性の用途に最適です。そして私たちのパイプライン防食用特殊ポリウレア材パイプラインに優れた腐食保護を提供します。
当社の機能性ポリウレア製品にご興味のある方、性能や用途についてご質問がございましたら、調達・交渉までお気軽にお問い合わせください。当社は、お客様のプロジェクトを確実に成功させるために、高品質の製品と専門的な技術サポートを提供することに尽力しています。
参考文献
- Koleske、JV (編著)。 （2003年）。塗料およびコーティング業界のハンドブック。コーティング技術協会連合。
- プリモー、AJ (2006)。ポリ尿素ハンドブック: アプリケーションとテクノロジー。ウィリアム・アンドリュー出版。
- ASTMインターナショナル。 （2021年）。ポリ尿素コーティングおよびライニングに関する ASTM 規格。 ASTMインターナショナル。
