低揮発性スチレンポリエステル樹脂

手作業のレイアップとスプレーアップ成形プロセスでは、樹脂は通常、層で開いた金型に適用されます。特にスプレーアッププロセス中に、樹脂が霧化され、噴霧され、金型表面に堆積する微粒子が形成されます。しかし、樹脂が完全に治癒する前に、スチレンはそこから揮発し続け、ワークショップの空気中のスチレンの濃度が増加します。これにより、スチレンが喪失するだけでなく、潜在的な環境の危険ももたらします。換気不足のあるワークショップでは、空気中のスチレンの濃度が過度に高くなり、この環境に長期にわたってさらされたオペレーターの健康に影響を与える可能性があります。したがって、さまざまな国では、通常、8時間の勤務時間と40時間の労働週間に基づいて、空気中のスチレン濃度のための閾値制限値（TLV）を確立しています。たとえば、英国と米国の両方がスチレンのTLVを100 g/m³に設定しましたが、スウェーデンは50 g/m³に制限しています。

ワークショップの空気中のスチレン濃度が指定されたTLVを下回っていることを確認するには、換気を強化する必要があります。ただし、換気のみに依存すると、屋内温度が冬に低下し、暖房コストが増加し、ポリエステル樹脂のスチレンの揮発を減らすことが重要になります。

初期の低揮発性樹脂は、揮発阻害剤として少量のパラフィンワックスを追加することにより、スチレンの揮発を減少させました。硬化プロセス中、パラフィンは樹脂表面に薄膜を形成し、空気障壁として機能します。ただし、パラフィンを添加すると、積層材料の剥離につながる可能性があります。

この状況を改善するために、高融点と低融点パラフィンとポリ（コハク酸ブチレン）やポリ（ブチルアクリレート）などのさまざまなポリマーを組み合わせたその後の製剤が開発されました。さらに、揮発阻害剤（パラフィンなど）と接着プロモーターの組み合わせが使用されました。接着プロモーターは、2つの炭化水素基と少なくとも1つの二重結合、および不飽和イソプレンと、亜麻仁油、ディペンテン、トリメチロールプロパンジヴェリルエーテルなどの不飽和イソプレンとその誘導体を含む疎水性エーテルまたはエステルである可能性があります。パラフィンの典型的な添加レベルの範囲は0.05％から0.5％（質量別）であり、接着プロモーターは0.1％から2％（質量別）で追加されます。

阻害剤の添加に加えて、次の方法を使用してスチレン揮発を減らすことができます。

1.スチレン含有量の削減： 製剤のスチレン含有量を下げることにより、硬化プロセス中のスチレン揮発の量を直接減らすことができます。これは通常、樹脂性能を維持するために他の架橋モノマーまたは反応性希釈液を導入することによって達成されます。

2。エンドキャッピング技術： 樹脂に低揮発性エンドキャッピング剤を導入すると、スチレンの揮発を減らすことができます。これらの薬剤は、ポリマー鎖内でスチレンを化学的に結合し、それにより放出が減少します。

3。高塩基性樹脂： 樹脂の固体成分の割合を増やすと、揮発性成分の割合が減少し、それによりスチレン揮発が減少します。このアプローチでは、通常、高固体樹脂が適切なアプリケーション特性と最終製品の品質を維持するために、樹脂生産プロセスの改善が必要です。

4.ナノ材料の添加： ナノシリカやナノ炭酸カルシウムなどのナノ材料を樹脂に追加すると、樹脂の微細構造を変化させることにより、スチレン揮発を阻害できます。これらのナノ材料は、樹脂の粘度と架橋密度を増加させる可能性があり、それによりスチレンの移動が減少します。

5.硬化プロセスの改善： 低温や硬化時間の短縮などの硬化プロセスの最適化により、硬化中のスチレン揮発を減らすことができます。さらに、スチレンを含まないUV硬化プロセスを使用すると、スチレンの揮発を効果的に最小限に抑えることができます。

スチレンの揮発をさらに削減するために、プロセスの改善も継続的に進んでおり、ハンドレイアップおよびスプレーアップモールディングプロセスは、樹脂移動モールディング（RTM）などの閉じた金型技術に徐々に移行します。