JPH02107882A - 無溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物で被覆した鉄管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、耐摩耗性、耐薬品性、耐塩水性および耐食性
を目的とした無溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物
で被覆した鉄管に関する。

［従来の技術］ 鉄管をスラッジ輸送用やゴミ輸送用等に使用しようとす
る場合、鉄管内を通る物（スラッジやゴミ等）によって
鉄管が摩滅したり腐食したりする為、耐用期間が非常に
短く、そのままでは使用が困難である。

これらの欠点を改良したものとして、クロムやニッケル
等を加えた合金ダクタイル管が用いられてきたが欠点の
大きな改良には至っていない。

この為、近年ウレタンエラストマーで鋼管内面をライニ
ングする試みがなされている。この際耐摩耗性が重要で
ある為、厚みのある材料でライニングする必要があるが
、有機溶剤を含有したタールウレタン樹脂塗料等の公知
の防食塗料では例えば厚み１Ｊ７７１１１以上というよ
うな厚みのある塗膜を得るのは困難である。

また有機溶剤類は労働安全衛生法の有機溶剤中毒予防規
則に定められており、その取扱いはいずれも安全衛生上
問題がある。しかも前記塗料は、一般に乾燥が遅く、ハ
ンドリングに時間がかかるという欠点がある。

さらに、有機溶剤は引火爆発の危険性を有し、かつ有機
溶剤は乾燥過程で大気中に飛散するため大気汚染の発生
源となる。

これらの欠点を改良したものとして近年、無溶剤二液型
ウレタン樹脂塗料が開発されて来た。

この場合、ウレタン樹脂組成物としてはヒマシ油とポリ
イソシアネートの二成分系が代表的なものであり、ざら
にヒマシ油にポリエーテルポリオールを併用する系やポ
リエーテルの代りにポリブタジェンジオールを使用する
系、ざらにはε−力ブロラクトンを併用する系が開発さ
れ、各々実用化されている（特開昭５９−１９７４６６
．６０−１３８５５．６０−３２８５７．６０−４７０
７４．６１−２６６７５号公報）。

しかしこれらはいずれも塗料、特に耐食塗料として考え
られたものであり、硬く、耐摩耗性も悪い為、本発明の
目的とするようなスラッジ輸送用、ゴミ輸送用等の目的
には必ずしも適当ではない。

耐摩耗性に優れたウレタンエラストマーを被覆するには
一般に注型ウレタンエラストマー用と呼ばれる無溶剤二
液型ウレタンエラストマー組成物で被覆するのが望まし
い。しかし、注型ウレタンエラストマー用のウレタン樹
脂組成物として最も代表的なものはポリオールのＴＤＩ
プレポリマーと通常ＭＯＣＡと略称される３、３′−ジ
クロロ−４，４’　−ジアミノジフェニルメタンの二成
分系であるがＭＤＣＡは労働安全衛生法の特定化学物質
第２類物質に指定されておりヒトの呼吸器系。

消化器系、泌尿器系、皮膚等に対して重度の健康障害を
生じるおそれがあると考えられている為、特にスプレー
塗装するような場合には使用が困難である。

この為、ポリエーテルポリオール又は／及びポリエステ
ルポリオールとイソシアネートの二成分系が考えられる
が、ポリオール成分の吸湿性が大きい為、一般に厚くラ
イニングする時に発泡しやすく安定したライニングが出
来ないという欠点がある。

本発明は、前記問題点を解決するために耐摩耗性、耐薬
品性、耐水性、および耐食性に優れ、かつ、ライニング
時１発泡し難い無溶剤二液型ウレタンエラストマー組成
物で被覆した鉄管の提供を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、 （Ａ）ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）を主
な構成成分とするポリオールにジイソシアネートを反応
させて得られるＮＣＯ末端のウレタンプレポリマーと、 （Ｂ）ポリテトラ・メチレングリコール（ＰＴＭＧ）を
主な構成成分とするポリオールを必須の構成成分とする
無溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物で鉄管内面を
厚み１ｓ以上に被覆した鉄管と要約され、それによれば
前記のような安全衛生上の問題がなく、かつ、発泡のな
い強力な防食被覆を施した鉄管を提供することができる
。

本発明で使用する（Ａ）ＮＣＯ末端ウレタンプレポリマ
ーの構成成分であるポリオールとしては、ポリテトラメ
チレングリコール（ＰＴＭＧ）を主に使用する事が望ま
しいが、一般のウレタン化合物の製造に用いられる他の
種々のポリエステルポリオール及び／又はポリエーテル
ポリオールも併用する事が出来る。

ここで言うポリエステルポリオールとは多価アルコール
と多塩基性カルボン酸の縮合物、ヒドロキシカルボン酸
と多価アルコールの縮合物などが挙げられ、これらに使
用される多価アルコールとしては例えばエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ジエチ
レングリコール、グリセリン、ヘキサントリオール、ト
リメチロールプロパンなどが挙げられ、多塩基性カルボ
ン酸としては例えばアジピン酸、ゲルタール酸。

アゼライン酸、フマール酸、マレイン酸、フタール酸、
テレフタール酸、ダイマー酸、ピロメリット酸などが挙
げられる。又、ヒドロキシカルボン酸と多価アルコール
の縮合物としてはヒマシ油、ヒマシ油とエチレングリコ
ール、プロピレングリコールなどの反応生成物も有用で
ある。更にポリエステルポリオールとしては、ε−カプ
ロラクトン等のラクトン類を開環重合して得られるラク
トン系ポリエステルポリオール類も用いる事が出来る。

ポリエーテルポリオールとしては例えばエチレンオキサ
イド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど
のアルキレンオキサイドの一種もしくは二種以上を、２
個以上の活性水素を有する化合物に付加重合せしめた生
成物であり、通常のポリウレタン樹脂の製造に用いられ
る公知のポリエーテルポリオールがいずれも使用できる
。この場合２個以上の活性水素を有する化合物としては
、例えば先に述べた多価アルコール、多塩基性カルボン
酸の他、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンな
どのアミン類、エタノールアミン、プロパツールアミン
などのアルカノールアミンレゾルシン、ビスフェノール
の如き多価フェノール類，ヒマシ油などが挙げられる。

更にこれらに先に述べた多価アルコールの如き低分子量
ポリヒドロキシ化合物を併用しても良い。

ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）を主に使用
する事により、他のポリエーテルポリオールでは得られ
ない高物性が得られ、耐摩耗性に優れたものを得る事が
出来る。又、耐水性の面でも他のポリエーテルポリオー
ルより良い特性を示す。

更にポリエステルポリオールを主に用いると耐水性（耐
加水分解性）の点で問題があるが、この点でもポリテト
ラメチレングリコールを主に用いる事により解決する事
が出来る。

ＮＣＯ末端のウレタンプレポリマーの製造に用いられる
ポリイソシアネート化合物としては、分子中にイソシア
ネート基を２個以上有する化合物であり、通常のポリウ
レタン樹脂の製造に用いられる種々のものが使用でき、
例えばトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジ
インシアネート、シアニジンジイソシアネート、ナフタ
レンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシ
アネート、ビス（ジイソシアナトトリル）フェニルメタ
ン、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、カ
ルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、
ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネートなどの
芳香族系ポリイソシアネート化合物が好ましく使用出来
るが、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシル
メタンジイソシアネート（水素添加ジフェニルメタンジ
イソシアネート）、ヘキサメチレンジインシアネート、
キシリレンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソ
シアネート、イソプロピリデンビス（シクロヘキシルイ
ソシアネート）等の脂肪族系又は脂環族系のポリイソシ
アネート化合物も用いる事が出来る。

中でも特に、ジフェニルメタンジイソシアネート又は／
及びカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネ
ート、又は／及びポリメリックジフェニルメタンジイソ
シアネートが好ましく使用出来る。

本発明に用いられるポリイソシアネート化合物は、２種
以上のポリイソシアネート化合物を併用してもよい。

本発明に用いられるイソシアネート基含有ウレタンプレ
ポリマーは、ポリヒドロキシル化合物とポリインシアネ
ート化合物とを反応せしめて得られるがポリヒドロキシ
ル化合物とポリイソシアネート化合物との反応モル比は
、イソシアネート過剰であれば任意でよく配合比、反応
性等の条件もふまえ設定すればよいが１／１．１〜１／
１０が好ましい。１／１．１よりも１／１に近づけると
、樹脂の粘度が高くなりすぎ作業性が悪くなる。逆に１
／１０よりもイソシアネートを過剰にすると、ポリオー
ル成分とフリーイソシアネート成分とのいわゆるワンシ
ョット反応に近くなり、ライニング時に発泡しやすくな
る。

本発明で使用する（Ｂ）ポリオールとしてはＮＣＯ末端
のウレタンプレポリマーの製造に用いられる前記のポリ
ヒドロキシン化合物が全て使用出来る。即ち、前記のポ
リエステルポリオール及びポリエーテルポリオールの一
種もしくは二種以上を用いる事が出来る。又、前記の多
価アルコールの如き低分子量ポリヒドロキシ化合物をポ
リオール成分として併用する事も出来る。

但し、この場合も、ＮＣＯ末端ウレタンプレポリマーの
製造の場合と同じ理由により、ポリテトラメチレングリ
コール（ＰＴＭＧ）を主に使用する事が好ましい。

本発明の（Ａ）成分であるＮＣＯ末端のウレタンプレポ
リマーは通常の公知の方法で製造する事が出来る。−例
を示せば、ポリオールとジイソシアネートをチッ素気流
下、８０℃で２〜２０時間反応させる事により所望のも
のを得る事が出来る。

本発明の（Ａ）成分であるＮＣＯ末端のウレタンプレポ
リマーと（Ｂ）成分であるポリオールとはＮＣｏ１０Ｈ
当量比が１．３／１〜０．９／１になる様に用いる事が
好ましい。１．３以上ではライニング時に発泡しやすく
、０．９以下では物性の低下が著しい。

該ウレタンエラストマー組成物の構成成分の他に必要に
応じ、ジブチルチンジラウレートジプチルチンジアセテ
ート等の有機金属化合物や各種アミン類を反応触媒とし
て添加したり、酸化チタン、弁柄、黄鉛、亜鉛華、カー
ボンブラック、フタロシアニンブルー等の有機または無
機系の着色顔料、鉛丹、鉛酸カルシウム、クロム酸亜鉛
、塩基性クロム酸鉛、モリブテン酸亜鉛、縮合燐酸亜鉛
等の防錆顔料、シリカ、パライト、炭酸カルシウム、ク
レー、タルク、マイカ等の体質顔料を配合したり、さら
に助剤として各種の平滑剤、吸湿剤、シランあるいはチ
タン系カップリング剤等の使用も可能である。

鉄管への被覆方法としては、予め所望する厚みに成形し
たウレタンエラストマーを鉄管内面に張り付は被覆する
事も出来るが、鉄管とウレタンエラストマーとの密着性
、被覆鉄管の生産性等を考えると、鉄管へ所望する厚み
になる様に塗装し被覆するのが好ましい。

鉄管への塗装方法は表面をグラインダー又はワイヤブラ
ッシー等で処理した後、管を回転させながら本発明の無
溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物を塗装する。本
発明の無溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物は常温
または５０〜８０℃に加温して流し込み法、スプレー法
、へケ塗りまたは遠心投射による塗装方法が取られてい
るが、特に二頭ガンエアレススプレー塗装が好ましい。

塗装作業性や塗膜の損傷防止を有利にするためには鉄管
を６０〜９０℃に加熱して塗装するのが望ましい。

膜厚はいくらでも調整可能であるが、耐摩耗性等の点か
ら１ｒＩａ以上の膜厚とする事が好ましい。

［発明の効果］ 本発明によれば１ｍ以上の膜厚で、耐衝撃性。

耐薬品性、耐水性および耐食性にすぐれたウレタンエラ
ストマーで′被覆された鉄管を得ることが出来る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例により説明する。

（実施例１） （Ａ）ＮＣＯ末端ウレタンプレポリマーの製造水酸基価
５６（平均分子量２０００＞のポリテトラメチレングリ
コール（ＰＴＭＧ）１００部、ジフェニルメタンジイソ
シアネート１００部を窒素ガス気流下、８０℃で３時間
反応させ、ＮＣＯ当量２８６のＮＣＯ末端ウレタンプレ
ポリマーを得た。

（実施例２〜５） 実施例１と同様な方法でポリオールとイソシアネートを
反応させ、一連のＮＣＯ末端ウレタンプレポリマーを１
ｑだ。各ＮＣＯ末端ウレタンプレポリマーの成分と特性
値を表１に示す。

（比較例１〜３） 実施例１と同様な方法でポリオールとイソシアネートを
反応させ一連のＮＣＯ末端ウレタンプレポリマーを得た
。但し、比較例３はイソシアネートをそのまま用いた。

各ＮＣＯ末端プレポリマーの成分と特性値を表１に示す
。

以下余白 表１にＮＣＯ末端ウレタンプレポリマーの組成及び性状
、ポリオール組成及び性状、■ラストマー塗装配合及び
性能試験の結果をまとめた。樹脂組成及び配合の各配合
量は重量部で表示した。

又性能試験に供する試験板は旭大隅可変型二液ホットエ
アレス塗装機にて厚みが４．０±０．５ｍｍになるよう
にエアレス塗装した後７日間室内にて乾燥硬化させたも
のを使用した。

注１．ジブチル錫ジラウレートは反応促進の触媒として
使用するものでその量は主剤、硬化剤の混合物の流動時
間が５〜１０分になる様に定めた。

注２．ゴム硬度試験は２枚のガラス板の間に、１２ｍｍ
のスペーサーを設け、その間に所定配合のものを流し込
み、厚み１２ｍの成形品を作成し、ＪＩＳ　　Ａ　　硬
度計にて測定した。

注３．吸水率の試験は注２．ゴム硬度試験と同要領で作
成した５０Ｘ５０Ｘ２ｍｍ試験片を水通水に浸漬して浸
漬前後の重量増を次式によって算出し吸水率％として表
示した。

×１００ Ｗ　＝浸漬前の重量 Ｗｏ＝浸漬後の重量 注４．湿式耐摩耗試験は第１図Ａ−Ｂに示すようにウレ
タン厚４．０ｍｍ、鋳鉄厚６．０−の２枚の板片を貼り
合わせて４０Ｘ５５ｍの角形試験片を作成し、第２図Ａ
−８に示すように底部に試験片１をウレタンゴム２で固
定した湿式試験機を用いて周速２．５７７Ｌ／Ｓｅｃで
撹拌翼３を回転してスラリー４を流動させ各試験片の摩
耗量を調べた。なおスラリー４は１５％の３号珪砂を含
む人工海水とし、２０時間ごとに新しいスラリーと入れ
替えた。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｂは湿式摩耗試験に供した試験片の正面図（
Ａ＞と断面図（Ｂ）、第２図Ａ、Ｂは摩耗試験機の正面
断面図（Ａ＞と底部の平面図（Ｂ）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）（Ａ）ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ
   ）を主な構成成分とするポリオールにジイソシアネート
   を反応させて得られるＮＣＯ末端のウレタンプレポリマ
   ーと、 （Ｂ）ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）を主
   な構成成分とするポリオールを必須の構成成分とする無
   溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物で鉄管内面を厚
   み１ｍｍ以上に被覆した鉄管。
2. （２）ＮＣＯ末端のウレタンプレポリマーを得るのに用
   いるジイソシアネートが、ジフェニルメタンジイソシア
   ネート、又は／及びカルボジイミド変性ジフェニルメタ
   ンジイソシアネート、又は／及びポリメリックジフエニ
   ルメタンジイソシアネートである事を特徴とする請求項
   １の鉄管。
3. （３）無溶剤二液型ウレタンエラストマー組成物で鉄管
   内面に厚み１ｍｍ以上被覆するに際し流し込み法、スプ
   レー法、遠心投射法、ハケ、ローラーハケ等で塗装し、
   被覆することを特徴とする請求項１の鉄管。