アクリレートモノマーの基本情報

アクリレートエステルには、アクリル酸ブチル (BA)、アクリル酸 2-エチルヘキシル (2-EHA)、メタクリル酸メチル (MMA) 、メタクリル酸ブチル (BMA) などがあり、多数のコポリマー組成物の構成要素として多彩な一群を形成しています。これらのモノマーをベースとしたアクリル樹脂は、優れた耐候性、高い光沢と色保持性、耐久性を発揮する。これらの理由から、建築用および工業用塗料、自動車用仕上げ剤、その他さまざまな用途に好ましい組成物となっています。

アクリルエステル共重合の重要性

butyl-methacrylate-303957-edited アクリルエステル共重合は、幅広い最終用途に求められる特性を系統的に調整するための重要な手法です。グラシアルアクリル酸 (GAA) およびグラシアルメタクリル酸 (GMMA) は、アクリル共重合体の官能化に用いられるアクリレートモノマーです。

メタクリル酸メチルなどの短鎖アクリルモノマーとスチレンなどのモノマーは、高い凝集力と強度特性を持ち、より硬くて脆いポリマーを生成します。アクリル酸ブチルやアクリル酸2-エチルヘキシルのような長鎖モノマーは、より低い強度特性を持つ、柔らかく柔軟で粘着性のあるポリマーを可能にする。アクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、酢酸ビニルなどのモノマーは、より中間のガラス転移値や硬度に寄与します。アクリロニトリルや（メタ）アクリルアミドなどのコモノマーは、耐溶剤性や耐油性を向上させます。

コモノマー比とガラス転移温度を管理することにより、化学者は、硬さと柔らかさ、粘着性とブロック耐性、接着性と凝集性、低温柔軟性、強度と耐久性、その他の主要特性のバランスを取って最終使用目標を容易に達成することができます。

フィルムの機械的特性、耐薬品性、耐水性、耐摩耗性、耐久性、粘着特性、耐溶剤性の向上が、特に水性技術におけるアクリルコポリマーの成長を牽引しています。このような性能の向上には、新しいポリマー架橋化学が大きく貢献している。この傾向の例として、ジアセトンアクリルアミド官能性モノマーを使用することで、アクリル系に組み込んで架橋性を制御できます。

Categories of Acrylic Copolymers

アクリル系塗料および接着剤は、構成ブロックがアクリルおよびメタクリルエステルタイプのみのオールアクリル系、スチレンも含むアクリル-スチレン系、酢酸ビニルモノマー (VAM) も含むビニル-アクリル系に分類されます。共重合体に使用されるモノマーは、ガラス転移温度（Tg）、共重合体の疎水性-親水性バランス、硬度や柔軟性、耐候性-耐光性などが大きく異なる場合があり、それぞれのモノマーを使用した共重合体の特徴も異なる。 Tgが一定でも、モノマーの組み合わせが異なるコポリマーは、最終的な塗料やコーティング剤の性質が大きく異なる。最も一般的な配合は、MMA、BA、2-EHA、GAAのコポリマーで、ビニルアクリルポリマーではVAMもあります。

Functionalization of Acrylic Polymers

Glacial Acrylic acid monomer (GAA) and glacial methacrylic acid (GMMA) is unsaturated carboxylic acid co-monomers used to production acid functional and crosslinked acrylic copolymers and polyacrylic acids. GAAとGMMAは、アクリル酸およびメタクリル酸エステル、エチレン、酢酸ビニル、スチレン、ブタジエン、アクリロニトリル、マレイン酸エステル、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンと容易に共重合します。 GAAやGMMAを含むコポリマーは、水への可溶化や分散性の向上、カルボン酸部分のカップリングや架橋反応への利用、接着性の向上が可能です。化学者は、GAAとGMMAコポリマーを遊離酸、アンモニウム塩、アルカリ塩の形で使用する。共重合は、酸モノマーの消費の約 45% を占めています (アクリル酸エステルの製造がその他の主な用途です)。

Estimation of Glass Transition Temperature of Acrylic Copolymers

Acrylic Copolymer formulations often contain four or more different monomers. 異なるモノマーの重量分率とホモポリマーのTg値から、ランダムコポリマーのガラス転移温度を推定することができます。この方法は、共重合体の繰り返し単位が、隣接する単位とは独立したTgへの加重寄与に分けられると仮定しています。いくつかの主要なモノマーのTg値の参考値を以下に示します。

アクリル系コポリマーに使用される各種モノマーのガラス転移温度、Tg（◦C）。

Tg (◦C)

105

2-エチルヘキシルアクリレート

モノマー
MMA
スチレン	100
メタクリル酸ブチル	20
酢酸ビニルモノマー	30
メタクリル酸グラシール	228
アクリル酸グラシール	87
アクリル酸ブチル	->
-65

Advanced Crosslinking Technology

ジアセトンアクリルアミド（DAAM）とアデピク酸ジヒドラジド（ADH）による架橋化学をベースにしたもの。ケト・ヒドラジド架橋は、アクリルラテックスポリマーの架橋を制御する最も高度な技術である。ジアセトンアクリルアミドとアジピン酸ジヒドラジドの自己架橋化学は、モノマー混合物の 1 ～ 5 wt% の DAAM 濃度で、DAAM をアクリル共重合体に共重合するところから始まりました。これにより、エマルジョンコポリマーは、ペンダントケトンカルボニル部分を介して架橋可能になります。その後、以下の手順で完成させる。

エマルジョンをアンモニアで中和し、次いでアジピン酸ジヒドラジド（ADH）を水溶液としてエマルジョンに添加する。 DAAMとADHの比率は～2.1～1.0です。
水を乾燥させ、アンモニアを蒸発させると、膜の合体が起こり、pHが酸性になります。 pHが低下すると、架橋反応速度が増加し始める。
その後、DAAMとADHの間に化学結合が形成され、架橋が行われます（酸触媒）。

GantradeのアクリルポリマーにおけるDAAMおよびADH架橋の技術に関する記事を参照してください。

Applications of Acrylic Copolymers

アクリルコポリマーの特性を生かした主な用途としては、複数の接着剤、特に感圧接着剤（PSA）、塗料&コーティング、コーキング剤&シーリング材、繊維&紙仕上げ、印刷インクなどがあります。アクリルモノマーは透明性、強靭性、耐光性&、耐薬品性&、耐湿性などに寄与するため、メーカーは内装、外装、ベースコート、トップコートの塗料処方にアクリル共重合体を使用しています。 2482>

加工業者は、イソシアネートやメラミン架橋剤によって架橋される粉体塗装などの用途で、ヒドロキシ官能性（HEA、HEMA）およびカルボキシ官能性（GAA、GMAA）アクリル系を使用しています。

Safe Handling of Acrylic Monomers

アクリルモノマーに直接触れると、可燃性に加えて、目や皮膚、鼻、喉の炎症を引き起こすことがあり、しばしば皮膚感作性であると考えられています。重合は急速かつ激しく、大量の熱と圧力が発生します。アクリルモノマーの安全な取り扱いと保管に関する重要な情報について、企業間の委員会が優れたリファレンスガイドを作成しました。インヒビターが効果的に機能するためには、安定化したアクリルモノマーを空気下で保管し、時間をかけて溶存酸素を補充することが重要です。詳しくはこちらのパンフレットをご覧ください。 http://www2.basf.us/acrylicmonomers/pdfs/AE_Brochure_3rd.pdf

氷点下のアクリル酸は特別な注意が必要です。 GAAの凝固点は13℃です。保管温度は常に15～25℃に維持する必要があります。結晶化したGAAはMEHQを排除し、固体GAAはインヒビターと酸素の欠乏を含むため、ユーザーはGAAの凍結（または部分凍結）を避ける必要があります。アクリル酸の解凍に使用する媒体の温度は、35～45℃を超えないようにしてください。解凍中、加工業者はGAAを混合し、インヒビターを再分散させ、溶存酸素を再供給させる必要がある。さらに、GAAは静置するとゆっくりと二量化し、ジアクリル酸を生成します。この二量体形成反応は速度が遅く、危険性はありませんが、ジアクリル酸は高濃度ではフリーラジカル重合プロセスを妨害することにより、GAAの性能に影響を与える可能性があります。

Gantrade では、アクリレートモノマーを扱う際には、EH&S 情報と安全な製品取り扱い手順を包括的に理解することをお客様にお勧めします。

高純度アクリル酸・エステルモノマーの購入方法

高純度アクリル酸・エステルモノマーを購入する場合、Gantrade株式会社はアクリル酸ブチル、2-エチルエチルアクリレート、メタクリル酸メチル、メタクリル酸グリア、ブチルメタクリレートなどの特殊アクリルモノマー工業用として提供しています。当社の梱包サイズは、特定のモノマーと場所によって、20 MT (44,080 lbs) のタンクローリー、鉄道車両、ドラム缶になります。

保管と輸送のために、通常は MEHQ、しかし FDA コンプライアンスと非汚染性が求められる MMA の場合は 15-18 ppm の Topanol A を加えています。販売仕様など詳細については、Gantrade社にお問い合わせください。