Paints, Inks and Coatings

ダウ・東レ株式会社

塗料・コーティング用シリコーンレジン
セレクションガイド

目次
234

イントロダクション
イントロダクション
シリコーンレジンの化学
レジンバインダ一システムの選択

5-6 シリコ一ンレジンの選択
7-9101111

DOWSIL™シリコーンレジンの代
表特性• 溶剤希釈タイプ• フレークレジン• アルコキシレジンとレジン
中間体
地の処方成分

過去10年以上に渡り、シリコーンの技術は塗料・コーティング市場で発展を続け、お客様の保護用、および装飾用塗料・コーティング処方に高付加価値を提供してきました。
シリコーンレジン、およびレジン中間体の有用性は、1950年代に耐熱塗料・工業用塗料•海洋用防汚塗料・保護塗料、1970年代にコイル用塗料、1990年代には高付加価値なトップコート材料となる、有機樹脂とシリコーンレジンを組み合わせたハイブリッドレジンシステムの分野で見出されてきました。

塗料・コーティング処方に、ダウ・東レのシリコーンレジン、およびレジン中間体を導入することにより、温度・湿度・腐食・放盆・風化への耐性を改良することが可能となります。
幾多の有機樹脂との適合性に優れるシリコーンレジンは、いくつもの高付加価値分野に幅広い塗膜性能を提供します。

製品情報と技術サポ一卜
貯蔵、取り扱い、および燃焼性に関する重要なお知らせ用途

耐熱性• バーベキュー ・グリル
• 薪ストーブ• 暖炉• 自動車 ・ バイクのマフラー• 熱交換器

pg 2•
••
•

照明器具
調理器具
セラミック複合材料
パン・ 焼き菓子などの製選

耐候性• 海洋堀削リグ• 風力発電用タービン• 橋 ・ 橋脚
• 石油タンク設備• スタジアム

•
•
•
•

船舶
製油所
化学プラントアミューズメント・ パーク

シリコーンレジンの化学
シリコーンレジンはシロキサン結合(Si-O、ケイ素—酸素）から構成され、いくつかのシリケート(SiO4/2)、もしくはシルセスキオ
キサン(R-SiO3/2)を含んでいます。

反応初期の縮合反応ではシロキサンのオリゴマー構造が形成されます。
2 RSi(OH)3RSi(OH)2 - O - SiR(OH)2 + H2O

Rは各種アルキル基、もしくはアリル基であり、代表的な官能基 さらに縮合反応が進むと、シロキサンの三次元架橋樺造が形はメチル基、もしくはフェニル基です。炭素結合(C-C) から溝成 成されます。縮合反応時に熱、および触媒を取り入れることで、される有機レジンと比較すると、熱や放射線による分解に対して 分子量は高くなり、物性が改良されます(DOWSIL™ RSNより強い耐性を示します。
0805 Resin, DOWSIL™ RSN-0806 Resin, DOWSIL™ RSN0808 Resinを参照）。
こうしたシリコーンの耐性は酸素—水素結合の強さ（炭素—炭素結合が82.6 Kcal/moleであるのに対して、ケイ素—酸素結合は108 Kcal/mole) 、可視光、および紫外線を透過する性質および元来部分的に酸化された構造であることに由来しています。

この安定性の証拠となるものは、私たちの足元に見出すことができます。ケイ素—酸素結合こそ地球上で最も豊富に存在する化学結合だからです。
有機官能基を付加させることにより（表2、置換度を参照）、シロキサンポリマーはよりリニア溝造となり、有機官能基由来の物理特性（例えば柔軟性）、性能が付与されます。

一方、ポリマーの粘度は高くなり、溶剤中への希釈溶解が必要となってきます。
同様に、用途特性が要求されるケースでは、有機レジンの水酸基（例えばポリエステル）とシラノール基、およびアルコキシキ基を反応させることで、シリコーン—有機樹脂の複合レジンを形成し、シロキサン変性（表l を参照）の度合いに応じて性能を改良することが可能となります。

レジン中間体と有機レジンのコールドブレンドは少ない溶剤使用量で実施できますが、反応を進め確実に硬化させるためには、より高く、かつ長時間の熱硬化工程が必要となります。
シロキサン骨格へのフェニル基の導入は、種有機樹脂との相溶性を高める、靱性を高める、中温(250°C)での熱安定性を持続さ 最適なシリコーンレジンの選定に加えて、処方に含まれる他のせるといった効果を与えます。
成分が、塗料の性能に重要な役割を与えます。

一方メチル基は、硬化性の向上、熱衝撃に対する耐性、湿度限界下での重量損失の軽減（表2の二酸化ケイ素含有量を参照）といった特性を与えます。
シリコーンレジンは、クロロシラン、もしくはアルコキシシランを加水分解することで生成され、その過程で高い反応性を持つシラノール基(Si-OH) が形成されます。
RSiCl3 + 3H2O
RSi(OR’)3 + 3H2O

RSi(OH)3 + 3HCl
RSi(OH)3 + 3R’OH

pg 3

レジンバインダーシステムの選択

表1: レジンバインダーシステムの選択

プロトタイプのコーティング剤を試作する際は、最初に対象用途での要求特性を明らかにし、使用可能なレジンバインダーシステムを決定して下さい。
硬化時にコーティング剤が受ける熱や化学薬品、紫外線および必要な物理的特性もこの樹脂パインダーの選択に影響を与えます。

使用温度範囲1•

塗膜硬度：フェノール類とメラミン樹脂•常温乾燥性：アクリル樹脂•

耐食性： エポキシ樹脂•

強靱性：アルキッド樹脂

シリコーン変15-50
性有機レジン

リーフィングアルミ

有機変性シリ51-90
コーンレジン

全ての頻料

有機変性シリ51-90
コーンレジン

黒色 酸 化 鉄
リーフィングアルミ

シリコーンレジン

100

全ての顔料

427-538°C(800-1,000°F)

シリコーンレジン100

黒色 酸 化 鉄
リーフィングアルミ

538-760°C(1,000-1,400°F)

シリコーンレジン

100

セラミック

316-427°C(600-800°F)

1pg 4

全ての頻料

204-316°C(400-600°F)

塗料処方中のシリコーン配合量は、その用途での性能要求レベルに応じて決まり、レジンバインダーシステムの最小15%から最大100%までの範囲とすることができます。
（表l参照）。

顔料

シリコーン変15-50
性有機レジン

121-204°C(250- 400°F)

シリコーンレジンは、塗料の耐熱性、耐化学薬品性および紫外線に対する耐久性向上に貢献しますが、そのほかの性能、物理特性は、シリコーンと特定の有機パインダーの組み合わせによっても付与できます。

レジンタイプ シリコーン%

最少1,000時間

シリコーンレジンの選択

シリコーンレジンの酸化物として残留したニ酸化ケイ素灰は、顔料およびフィラーと反応し金属シリカ複合材を生成し、長期
ダウ・東レでは、多様なシリコーンレジンとレジン中間体製品を熱安定性を提供します。しかし、この特性を得るためには、他提供しています。溶剤希釈タイプ、また無溶剤タイプでは液体との塗膜性能、特に塗膜の柔軟性とのバランスをとる必要があり固体フレークの選択オプションがあり、幅広い性能と規制要件ます。
を満たすことが可能であり、性能、コンプライアンスおよび経済コーティング剤の試作品準備におけるDOWSIL™シリコーンレ性のべストバランスを実現することができます。
ジンの選択方法を図1および図2にまとめています。
DOWSIL™製品の選択は、主に次の2つの要因によって影響さ一種類のシリコーンレジンでは、対象用途における特定のニーれます。それは、有機樹脂との相溶性と塗膜の硬度です。
ズを満たせないかもしれません。
熱が加わる用途での金属用のコーティング剤には、熱膨張や収縮への耐久性が必要なので、より柔らかくて、フレキシブルな ダウ・東レのシリコーンレジンは一般的に相互相溶性があり、各性能のバランスをとった任意の比率でブレンドすることがでシリコーンレジンが推奨されます。
きます。
硬いシリコーンレジンは、切り傷や擦り傷を受けやすい塗装表
ただし、シリコーンレジンのフェニルメチル基の比率において、フ面へ、高温での優れた硬度を提供します。
ェニルが50%を下まわると、有機樹脂との相溶性が低下する
第三の要因は、シリコーンレジンの熱分解中に発生する二酸傾向があります。
化ケイ素の残留レベルです。
ご使用になる前に、シリコーンレジンの混合物についてはラボでの少量評価を実施してください。
図1:シリコーンレジンの性能比較

高（バブルサイズは不揮発分％を示す)

1.5
有機樹脂相容性

シリコ一ン
アルキシド

21

DOWSIL™
RSN-0409 HSResin
DOWSIL™
RSN-0805
Resin

排気管0.5

DOWSIL™
RSN-6018 Resin
Intermediate1

DOWSIL™
RSN-0220
Flake Resin

シリコ一ン
有機ブレンドDOWSIL™
RSN-0233
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-0255
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-0808
Resin

低DOWSIL™
RSN-0804
Resin

0-15

52545

DOWSIL™
RSN-0217
Flake Resin1

DOWSIL™
RSN-0840
Resin

DOWSIL™
RSN-0806
Resin

バ一べキユ一グリル

DOWSIL™
RSN-0249
Flake Resin

65

ペンドラム
（振り子式）硬度85

DOWSIL™
RSN-0431
HS Resin

105

DOWSIL™
US-CF-2403
Resin

1251

推定硬度pg 5図2:DOWSIL™のシリコーンレジンの選択チャート
お探しのコーティングは？

FDA規制

スタ一ト

YES
YES

シリコーン
有機複合系用NO

DOWSIL™
RSN-0255
Flake Resin

NO

粉体塗料

YES

YES

NONO

シリコーン
有機複合系用シリコーン
有機複合系用YES

高硬度NO
DOWSIL™
RSN-0249
Flake Resin

コールドブレンド用

共重合用

DOWSIL™
RSN-0217
Flake Resin

DOWSIL™
3074
Intermediate

コールドブレンド用

YES

耐熱用途
>315°CYESNODOWSIL™
RSN-0255
Flake Resin

YESNO

耐熱性

コールドブレンド用

DOWSIL™
RSN-0220
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-6018
Resin
Intermediate

DOWSIL™
5314
Intermediate
DOWSIL™
3074
Intermediate

YES

DOWSIL™
RSN-0431
HS Resin

YES
共重合用

NO

DOWSIL™
RSN-0805
Resin

pg 6

DOWSIL™
RSN-0806
Resin

水系用NO

低VOC?

NO

DOWSIL™
RSN-6018
Resin
Intermediateダウ・東レの溶剤希釈タイプのシリコーンレジン

ダウ・東レでは、単体で、または有機樹脂や他のシリコーン樹脂との組み合わせで使用可能なシリコーンレジン溶液を提供しています。シリコーンレジン含有量、有機との相溶性分子量などの異なる広い品揃えがあり、つぎのような特定のアプリケーションの要件を満たすようにコーティング剤を設計することが可能です。
•低VOCが必要な高温塗料•

耐UV性を強化した補修塗料•

ストーブ、暖房器具などのための有色エナメル焼付塗料•

エポキシ塗料でのフロー性 および初期グロス改良剤として

表2:ダウ・東レの溶剤希釈タイプのシリコーンレジンの特徴と性能
DOWSIL™
RSN-0409
HS Resin

DOWSIL™
RSN-0431
HS Resin

DOWSIL™
RSN-0804
Resin

DOWSIL™
RSN-0805
Resin

DOWSIL™
RSN-0806
ResinDOWSIL™
RSN-0808
Resin

DOWSIL™
RSN-0840
Resin

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール含有量(OH重量%)13331113

二酸化ケイ素含有量1485264485257

52

置換度2

1.6

1.4

1.3

1.6

1.4

1.5

1.4

フェニル：メチル比

1.1:1

1.2:1

0.4:1

1.1:1

1.2:1

0.6:1

1.2:1

分子量3 (x1,000)

2-7

2-7

2-7

200-300

200-300

200-300

2-780
74

80
74

60
51

50
4250
41

60
51

キシレン

トルエン

トルエン

キシレン

トルエン/
キシレン

50
42
キシレン

トルエン

粘度 mPa・s

200

800

30

125150

12520

比重

1.12

1.14

1.07

1.01

1.02

1.01

1.06VOC5, g/L (lb/gal)

228 (1.9)228 (1.9)431 (3.6)503 (4.2)

515 (4.3)

503 (4.2)

431 (3.6)

引火点ー密閉式，°C (°F)

27 (81)7 (45)

7 (45)

27 (81)7 (45)

27 (81)7 (45)

特徴

官能基

代表特性
樹脂固形分
重量%4体積%溶剤

重量％
Si原子1個当たりの有機基数
重量平均
50.5 g/1 hr/110°C (230°F)
5Volatile organic content, 米国環境保護庁 Method 24 参照

124pg 7

ダウ・東レのフレークレジン

DOWSIL™のフレークレジンはシリコーンテクノロジーを提供します。これらは濃縮乾燥され、投入可能なフレーク状で、さらに溶剤希釈品や無溶剤ポリマーとして粉体塗料に使用されたり、また溶剤希釈型でやわらかいシリコーンレジンレジンと組み合わせ、複合化によりVOCの低減や、硬度の向上が可能になります。フレークレジンはまた、耐熱性、耐候性を向上させるために有機ポリマーとコールドブレンド又は共重合させることができます。
•

バーベキューグリル用高温粉体塗料•マイカ複合材断熱ボード•

セラミックの焼成•

保護コーティング、海洋用途塗料用シリコーン・アルキッド
コポリマー

•

PCMコーティング用シリコーン・ポリエステルコポリマー•FDA 21 CFR 175.300規制対象用途 : DOWSIL™ RSN0217 Flake Resin, DOWSIL™ RSN-0233 Flake Resin andDOWSIL™ RSN-0255 Flake Resin が適します。

表3:ダウ・東レのフレークレジンの特徴と性能
DOWSIL™
RSN-0217
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-0220
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-0233
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-0249
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-0255
Flake Resin

DOWSIL™
RSN-6018
Resin
Intermediate

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール

シラノール含有量(OH重量%)1665556

二酸化ケイ素含有量14751556362

50

置換度2

1.0

1.2

1.15

1.15

1.05

1.0

フェニル：メチル比

全てフェニル

2.0:1

1.3:1

0.6:1

0.84:1

2.7:13

分子量4 (x1,000)

1.5-2.5

2-42-42-4

2.5-4.5

1.5-2.5

樹脂固形分 重量%59999

99

999999

比重

1.34

1.33

1.32

1.3

1.22

1.31

138 (280)

138 (280)

138 (280)

138 (280)

138 (280)

138 (280)

Yes

NoYes

NoYes

No

特徴

官能基

代表特性

引火点—密閉式 oC(oF)
FDA 21 CFR 175 300適合
重量％
Si原子1個当たりの有機基数
フェニルプロビル比
4重量平均
50.5 g/1 hr/110°C (230°F)

123pg 8ダウ・東レのアルコキシレジンとレジン中間体シリルアルコキシのユニークな反応性をもっており、コーティン
グ市場における幅広い有用性を提供します。
•PCM コーティング（コイルコーティング）へのフレキシビリ
ティの付与および耐侯性向上のため不飽和ポリエステル、オイルフリーアルキッドおよび他の水酸基を含有する有機レジンと反応します。

•DOWSIL™ 5314 Intermediate は、アクリルおよび他のアルカリ性の樹脂エマルションの変成のために使用されます。

•FDA 21 CFR 175.300規制対象用途には、DOWSIL™
3074 Intermediateが適します。

•他のシリコーンレジンとのブレンドによりVOCを低減します。

表4:ダウ・東レのアルコキシレジンとレジン中間体の特徴と性能
DOWSIL™
US-CF-2403 Resin

DOWSIL™
3037 Intermediate

DOWSIL™
3074 Intermediate

DOWSIL™ 5314Intermediate

メトキシ

メトキシ

メトキシ

メトキシ

メトキシ含有量(OMe重量%)3615-1815-1835

二酸化ケイ素含有量18965

5446

置換度2

11.7

1.3

1.3

フェニル：メチル比

全てメチル

0.25:1

1.0:1

3.3:1

分子量3 (x1,000)

0.7

0.8-1.3

1-1.5

モノマーブレンド

樹脂固形分 重量%464

82-85

82-85

65

粘度 mPa・s

2514

120

1.87

比重

1.15

1.07

1.16

1.04

39 (102)106 (223)

120 (248)

28 (83)

NoNo

Yes

No

特徴

官能基

代表特性

引火点—密閉式 oC(oF)
FDA 21 CFR 175 300適合
重量％
Si原子1個当たりの有機基数重量平均4完全加水分解と仮定

123pg 9

他の処方成分

溶媒およびシンナー

このセレクションガイドに掲載のシリコーンレジンは、芳香族炭化水素（例えば、トルエン、キシレン）、ほとんどのケトン類、エステル類、酢酸塩、塩素系溶剤を溶媒として使用できます。
シラノール官能性レジンは触媒を添加することなく熱硬化します
が、金属ドライヤー（例、亜鉛、鉄、コバルトオクトエート）の添加脂肪族炭化水素（例えば、VM&Pナフサ及びミネラルスピリット）により硬化性が加速します。通常の触媒添加量は、樹脂固形分 は価格的にリーズナブルな希釈剤ですが、より強力な溶媒と組に対し金属量で0.1~0.2%です。
み合わせる必要があります。

触媒

DOWSIL™ RSN-0805 Resin, DOWSIL™ RSN-0806 Resinand DOWSIL™ RSN-0808 Resin は触媒は配合されていません。

グリコールエーテル類およびアルコール類（例えば、ブタノール）の少量添加 (5%未満）により、シリコーンレジンの安定性が向上します。

シリルアルコキシレジンは、加水分解触媒の添加が必要です。
（例、テトラブチルチタネート[TBT]またはテトライソプロピルチタネート[TIPT]) 。通常の配合量は、樹脂固形分に対して0.5%です。

顔料およびフィラー

不適切な貯蔵容器（内側コート処理されていない等）からの鉄や鉛などの溶出金属がシリコーンレジンの縮合触媒となり、増粘やゲル化を引き起こす場合があります。

硬化条件

有機樹脂で使用される従来の顔料は、中程度の熱(121~204°C[250~400°F])にさらされる用途のシリコーンレジンと使用することができます。さらに高い温度に使用する場合、熱安定性がある無機顔料をご検討下さい。耐候性や耐薬品性も考慮した場
合、リーフィングアルミニウムペーストおよび金属酸化物、特に鉄およびチタンは有用です。硬化時にシリコーンレジンが金属酸化物表面の水酸基と反応し、熱分解時に金属シリコーン複合体を形成します。

シラノール官能性シリコーンレジンで処方されたコーティング
非反応顔料（カーボンブラック）およびフィラー（炭酸カルシウム）
剤は、最適な塗膜性能を発揮するために一般的には加熱硬化 ば慎重に使用する必要があります(10%未満）。これらの材料はが必要ですが、その硬化性はシリコーンの含有量および他の複合構造に組み込まれないため、長期的な性能を損なうことが主要成分の硬化システムによって変動します。100%シリコーン あります。
レジン系の基本的な硬化方法は、232°C (450°F) で30分また反応性（水酸基含有）補強用フィラー（例えば、シリカ、マイカ、ウは、204°C (400°F) で60分です。シリコーン-有機ブレンドの場ォラストナイ
ト[2~20重量%の充填］）
は、塗膜の物理的特性と長合でシリコーンが主成分でない場合は、主要な有機樹脂の推期耐久性を向上させることができます。
奨硬化条件に従ってください。

pg 10

貯蔵、取リ扱い、および燃焼性に関する重要なお知らせ保管方法と品質期限

密閉容器内で、室温の環境下で保管してください。熱、および直接の熱源は絶対に避けてください。フレーク状の粉体レジンは22°C以下の環境下で保管してください。
品質期限につきましては、各製品の製品データシートをご参照いただくか、もしくは弊社営業担当およびカスタマーサービスまでお問い合わせください。

取リ扱い時の注意点
本セレクションガイドには、製品取り扱い時の安全情報を記載しておりません。取り扱い前には、必ず安全データシート、容器のラベル情報をお読みいただき、安全な取り扱い方法、製品の物性、および人体に与える有害性をご確認ください。安全デー
タシートは弊社ウェブサイトからお求めいただけます。もしくは、代理店または弊社営業担当までお尋ねください。
ウェブサイト: consumer.dow.com/ja-jp.html

引火性の溶剤と一緒に取り扱う場合は、下記の安全手順を実施してください。
•

熱、および直接の熱源から遠ざける。

•

適切な換気設備を使用する。

•

長時間の蒸気の吸入を避ける。

•

長時間、および繰り返しの皮盾接触を避ける。

•

目への接触を避ける。

粉体のフレークレジンは雷気伝導性がなく、プラスチック製品のような粒子状の製品です。そのため移送工程中に静電気が発生する可能性があります。従いまして、発生した雷荷を安全に逃がすよう、特に溶剤、溶剤蒸気が存在する環境下では事前に十分注意喚起してからお取り扱いください。この2つの重要な注意点につきましては、下記詳細を参照ください。
1. フレークレジンは霊位を発生しますので、取り扱い時には適切な安全措置を講じてください。釜にフレークレジンを投入する時は、必ずアース対策を実施＜ださい。
2. 移送作業時には引火性の化学物質を避けてください。可能であれば、釜の中に不活性ガスを充填し、適切な換気設備を用いて、作業の周辺環境から溶剤蒸気を安全なレベルまで取り除いてください。

pg 11

ダウ・東レ株式会社
お問い合わせウェブサイトconsumer.dow.com/ja-jp.html

イメージ: 1ベージ - gettyimage_161673162; 2ベージ - dow_40075909467, dow_40422314371;
3ベージ - dow_40458252925; 4ベージ - dow_40370458984; 7ベージ - dow_40440228436;
8ベージ - dow_40388857165; 9ベージ - dow_44614561589
使用上の注意使用に際し必要な安全情報は本データシートには記載されていません。ご使用の前に、安全データシート(SDS)及び、パッケージ又はパッケージのラベルに表示されている注意書きをよく読んで、使用上の安全をはかって下さい。安全データシート(SDS)はウェブサイト、ja.consumer.dow.com にアクセスしてお求めいただけます。さらに、代理店または担当営業にご依頼いただいても 結構です。
限定保証について―よくお読みください
ここに掲載する情報(以下「本情報」という)は、弊社が誠意をもって提供するものであり、正確であると確信するものです。但し、弊社製品についての使用条件や使用方法は弊社のコントロールの及ばぬところでございますので、本情報を弊社製品が、お客様の意図する最終用途において、安全で、有効で、十分に満足するものであることを保証するためのお客様における試験の代わりとしては、使用しないでください。
ここでご紹介する使用方法、用途などは、いかなる特許をも侵害していないことを保証するものではありません。

弊社は、弊社製品が出荷の時点で有効な販売規格に適合していることのみを保証致します。
この保証に違反した場合、お客様の唯一の救済方法は、当該商品の購入代金の返金または当該製品の交換のみにより対応いたします。
弊社は、弊社製品が出荷の時点で有効な販売規格に適合していることのみを保証致します。
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適用法により許容される最大限の範囲において、弊社は特に、製品の特定目的への適合性または商品適格性について、明示または黙示の保証をするものではありません。
また、弊社は、いかなる付随的または派生的な損害について何ら責任を負いません。
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