堺化学工業株式会社
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製品情報コラム

チオール製品の特長と選択ガイド

投稿日:2023/10/02

SC有機化学の多官能チオール、1級チオールのご紹介。エポキシ樹脂の速硬化、光硬化のLEDランプへの切換えなど、反応性の向上をお求めの方へ。低臭気グレード、ポットライフ安定化グレード、耐水性向上グレードも取り揃えております。

SC有機化学のチオール製品について

SC有機化学では、チオール化合物やスルフィド化合物、ジスルフィド化合物など、有機イオウ化合物を幅広く取り扱っております。その中でも、炭素鎖の末端がSH基(チオール基)である、1級チオール化合物を多製品取り揃えています。
SC有機化学のチオール化合物には、主力製品のBMPAから誘導した1~6官能の エステル型チオール と、耐水性に優れた エーテル型チオール があり、いずれも、エポキシ樹脂のチオール系硬化剤、光硬化樹脂(UV硬化樹脂)の増感剤、連鎖移動剤、架橋剤として使用されます。

エポキシ樹脂 硬化剤として使用

エポキシ樹脂に対してチオール系硬化剤として使用する場合、原則エポキシ基とチオール基が当量になるよう配合する必要があるため、添加量が多くなり、チオール自体の特性が影響することが多いため、チオールの選定がより重要となります。

エポキシ樹脂硬化剤詳細データ

選定のヒントとして、以下のように紹介しています。
反応性については、1級チオール系硬化剤のなかで大きな差はなく、いずれも常温硬化や速硬化などの効果がみられます。

 

チオールをはじめて試してみる

チオール系硬化剤を初めて試してみるという方には、まずはTMMPPEMPを紹介しています。これらは、チオールとして一般的な粘度で取り扱いやすく、出荷量も多く、海外法規もある程度整っているため、バランスの良い製品となっています。

当量配合の計算方法  エポキシ樹脂との硬化機構

 

チオール配合物の粘度に希望がある

 配合物が低粘度 になるよう配合したい場合にも、TMMPPEMPは望ましく、無機粉体等の充填剤類を用い高粘度となる配合物の場合や、接着剤などを薄く塗布する用途に使っていただけます。
逆に、 配合物が高粘度 になるよう配合したい場合、DPMPTEMPICを紹介しています。チオール自体が高粘度なので、配合物である接着剤などを厚く塗布する用途に使っていただけます。

 

硬化物の硬さに希望がある

エポキシ樹脂硬化物の 仕上がりが柔らかい ことをご希望の場合は、TMMPMulthiol Y-3などの3官能以下のチオールを紹介しています。
逆に、 硬く仕上げたい 場合、PEMPDPMPなどの4官能以上のチオールを配合すれば架橋密度が上がり剛直に、あるいはTEMPICを配合すれば骨格由来の剛直さが付与されます。

 

チオールの臭気に課題がある

今まで酸無水物系など特有の臭気がない硬化剤を使用していた方がチオール系硬化剤を扱うと、チオール特有の臭気(温泉のようなイオウ臭)を気にされる場合があります。硬化前(配合時や接着剤として使用時など)の臭気が気になる場合は、LVグレード(TMMP-LVPEMP-LV)を紹介しています。また、臭気に慣れていても現場作業環境を改善するために、現行のTMMP、PEMPからLVグレードに切り替えされる場合もあります。

 

チオールの耐水性に課題がある

エステル型チオールの構造的弱点として、過酷な耐湿熱試験等により加水分解することがありますが、エーテル型チオール:Multhiol Y-3Multhiol Y-4にて、耐水性/耐湿性を克服しました。

 

これら1製品のみを配合する場合もあれば、 複数製品を使用 してより良いバランスの性能になるよう配合する場合もあります。また、お客様にて使用されている現行の硬化剤の 一部をチオール系硬化剤に置き換える ことでも硬化物性状が改質できる場合もございます。

光硬化樹脂 増感剤として使用

光硬化樹脂のチオール系増感剤としての使用の場合、『 酸素阻害抑制 』、『 塗布物の深部硬化 』、『 黄変(おうへん)抑制 』等の効果が期待できます。

開始剤のみの配合系と比較すると、チオール自体が反応系に組み込まれるため、塗布厚みの厚い用途等において深部までの硬化に有効です。またチオール自体の増感作用を利用し開始剤添加量を減らすことで、硬化後や促進試験による黄変について抑制効果が期待できます。

光硬化剤詳細データ  酸素阻害抑制について  黄変抑制について

配合量としても約10%前後で使用されることが多く添加量としては比較的少ないため、チオール種による配合系主成分への影響は少なく、配合時のハンドリングなどや法規関係の理由で選択されることが多いです。

 

チオールをはじめて試してみる
エポキシ樹脂硬化詳細データUV光源を水銀ランプやメタルハライドランプからLEDランプへの切り替えなどで、チオール系増感剤を初めて試してみるという方には、まずはTMMPPEMPを紹介しています。これらは、チオールとして一般的な粘度で取り扱いやすく、出荷量も多く、海外法規もある程度整っているため、バランスの良い製品となっています。

 

チオールの臭気に課題がある

はじめてチオール系増感剤を扱う場合、チオール特有の臭気(温泉のようなイオウ臭)を気にされる場合があります。その場合は、LVグレード(TMMP-LVPEMP-LV)を紹介しています。現場作業環境の改善のために、現行のTMMP、PEMPからLVグレードに切り替えされる場合もあります。クラフト用レジン液や、ジェルネイルなど、一般消費者が扱う用途にもご使用いただけます。

 

チオール配合物のポットライフに課題がある

チオール系増感剤によって反応性が向上するという長所がある一方で、反動として条件によっては配合物を保管している間に硬化してしまう場合があります。その場合、ポットライフ安定化のHSグレード(TMMP-HSPEMP-HS)にて改善がみられる場合があります(配合系によって効果に差があります)。

光・熱デュアル硬化 増感・硬化剤として使用

上記のように、 チオールは光増感剤・熱硬化剤として光及び熱両方の役割 を果たします。光でも熱でも硬化反応を示すチオールを使用することで、例えばUV照射により部品を仮固定し、更に熱により光が届かない部分まで完全に硬化させることも可能となります。【光・熱デュアル硬化】
熱に弱い基盤や部品(MEMSなど)に使用する場合でも、チオールの特長である低温硬化性により、 80℃以下の比較的低温にて硬化が可能 となるため、加熱による部品等への負荷軽減が期待できます。
製品の選択については、上記光硬化と熱硬化のフローチャートから、総合的にご判断ください。

光硬化詳細データ  熱硬化詳細データ

連鎖移動剤として使用

1官能のエステル型チオール及びBMPAは連鎖移動剤としてよく使用されています。重合物質の配合系で変わりますが一般的に骨格が長鎖なほど平均分子量が大きくなります。

チオール系連鎖移動剤を初めて試してみるという方には、まずはBMPAEHMPを紹介しています。これらは、低粘度で取り扱いやすく、出荷量も多く、海外法規もある程度整っているため、バランスの良い製品となっています。また、カルボキシル基を持つBMPAとエステル体に誘導体化しているEHMPとで特性の差が見られるかもしれません。

あまり例はございませんが、多官能チオールを連鎖移動剤として使用した場合は官能基が増えるにつれ平均分子量が大きくなる傾向があります。

連鎖移動剤詳細データ

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*本記事は、記載内容を保証するものではありません。

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