JPH02266929A - 重防食被覆鋼材 - Google Patents

重防食被覆鋼材

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JPH02266929A
JPH02266929A JP8804989A JP8804989A JPH02266929A JP H02266929 A JPH02266929 A JP H02266929A JP 8804989 A JP8804989 A JP 8804989A JP 8804989 A JP8804989 A JP 8804989A JP H02266929 A JPH02266929 A JP H02266929A
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corrosion
heavy
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Hirotada Kato
加藤 弘忠
Teruo Takamatsu
高松 輝男
Kazuyuki Suzuki
和幸 鈴木
Masanori Uehara
上原 正規
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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、地中2港湾、河用などにおいて長期間使用さ
れても腐食およびそれに伴なう配管、容器、構造物など
の破壊を確実に防止できるように工夫した新規な重防食
被覆鋼材に関するものである。 (従来の技術] 金属材料として最も一般的な鋼材は腐食しやすいという
欠点があるため、通常は鋼材の使用前あるいは使用中に
各種防食加工を施している。鋼材の防食加工としては、
例えば、防食塗装を用いる方法、あるいはポリエチレン
などのプラスチック被覆材を用いる方法などが利用され
ている。防食塗装を用いる方法は比較的簡単に鋼材の形
態を問わずに*装できるので広く一般に使用されている
。 特に、ポリウレタン重防食塗料は、低温硬化性がよく冬
場の塗装性に優れているばかりでなく、柔軟性が良く耐
衝撃性などに優れており、長期耐久性にも優れているの
で長期間メンテナンスフリーの防食効果が期待できるの
で、その需要を大きく伸ばしている。ポリウレタン重防
食塗料は上記のような優れた特徴があるが、プライマー
を使用しないと、耐水密着性、耐陰極#ll1lI性が
やや低くなる場合がある。 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、従来、耐水密着性、耐陽極#雌性を改良
するためにエポキシ系あるいはポリウレタン系のプライ
マーが使用されてきた。ある種のエポキシ系プライマー
は耐水密着性、耐陰IN雌性に優れている0例えば、特
開昭57−159866号公報、特開昭58−9177
8号公報、特開昭58−217573号公報、特開昭5
9−71374号公報、特開昭59−222275号公
報、特開昭59−232160号公報、特開昭60−2
58277号公報および特開昭60−258278号公
報には、耐陰極@層性、耐水密着性に優れたポリオレフ
ィンと金属の積層用接着剤が記載されている。 しかしながら、ポリウレタン重防食塗装においては異種
の材料であるエポキシ系プライマーと上塗りのポリウレ
タンの接着性を確保するためには慎重な塗装管理が必要
である。 一方、ポリウレタン系プライマーは上塗りのポリウレタ
ンとの接着性は良好であるが、耐陰極剥離性にやや劣る
という問題点があった。 本発明は、従来の重防食被覆鋼材の欠点をなくし、耐水
密着性、耐陰極剥離性が優れた重防食被覆鋼材を提供す
ることを目的とするものである。 〔課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、本発明の重防食被覆調材に
おいては、鋼材の表面の全面もしくは一部に対して、前
処理を施した後、プライマー層。 有機樹脂からなる被覆層を順次積層させる重防食被覆鋼
材において、前記プライマーが、分子中に2個以上の水
酸基を有する化合物9分子中に2個以上のイソシアネー
ト基を有する化合物および無機物粉体を混合して金属に
塗装す石金属塗装組成物であり、前記分子中に2個以上
の水酸基を有する化合物が分子中に2個以上のエポキシ
基を有する化合物と分子中に1個の二級アミノ基または
フェノール性水酸基を有する化合物との反応により得ら
れる化合物であり、前記無機物粉体が、周期律表第n族
および/または第■族の金属の燐酸塩であり、かつ前記
エポキシ変性ポリオールと前記分子中に2個以上のイソ
シアネート基を有する化合物との合計量100重量部に
対して30〜200重量部である。 なお、前処理手段としては、被覆を施すべき鋼材表面を
ブラスト処理などで清浄にした後、クロム酸基の化成処
理を施す手段がある。また前記鋼材としては、例えば鋼
管、鋼管矢板、鋼矢板、H形鋼あるいは鋼板が用いられ
る。 次に本発明において使用する重防食被覆材について説明
する。 本発明において使用するエポキシ変性ポリオールにおい
て、2個以上のエポキシ基を有する化合物とは、ビスフ
ェノールA、ビスフェノールF。 ノボラックなどのフェノール性水酸基とエピクロルヒド
リンとをアルカリ触媒の存在下に反応して得られるもの
であり、反応性のエポキシ基を有するものである。具体
的なものとしては、エビクー)812.  エビクー)
815. エピコート828゜エビクー)834. エ
ピクー)152  (いずれも油化シェルエポキ■製)
 アデカレジンBP−4100,アデカレジンEP−4
200,アデカレジンBP−4300(いずれも旭電化
工業■製)EPOMIK  R−144,EPOMIK
  R−130、EPOMIK  R−140(いずれ
も三片石油化学エポキシ■製)などがある、これらのエ
ポキシ化合物と分子中に1個の二級アミノ基またはフェ
ノール性水酸基を有する化合物とを反応させることによ
りエポキシ基をアルコール性水酸基にするものである。 分子中に1個の二級アミノ基を有する化合物とは、ジメ
チルアミン、ジエチルアミン、ジブロビルア龜ン2ジブ
チルアミンなどの化合物である。 前記以外のジェタノールアミン、ジイソプロパツールア
ミンなどのアルカノールアミン類は水酸基を含有してい
るので使用できないし、また−級アミンを使用するとエ
ポキシ化合物の高分子化によりゲル化がおこり、分子中
に二級アミンを2個以上有する化合物を使用した場合に
もエポキシ化合物のゲル化がおこり、いずれも使用でき
ない。 分子中に1個の二級アミンを有する化合物とエポキシ化
合物の反応は、通常、触媒の存在しない状態で達成され
るが、触媒が存在した状態で反応させてもさしつかえな
い。 1個のフェノール性水酸基を有する化合物とはフェノー
ル、エチルフェノール、ノニルフェノールなどである。 フェノール性水酸基とエポキシ基との反応はアルカリ触
媒の存在下において達成され、アルコール性の水酸基に
変換される0通常、フェノール性水酸基は、アルコール
性水酸基よりエポキシ化合物との反応性に冨んでいるの
で高分子化がおこ恒に(いが、アルコール性水酸基を有
すゐ化合物を使用するとエポキシ化合物の高分子化がお
こるので使用できない、たとえば、メチルアルコール、
エチルアルコールなどを使用すると、溶剤に不溶の三次
元架橋をした高分子化合物になる。フェノール性水酸基
とエポキシ基は、通常、当量比でl=1で反応させる。 フェノール性水酸基が多すぎる場合には、フェノール性
水酸基が残るので得られるポリウレタン樹脂塗膜の耐熱
性が低いものとなる。フェノール性水酸基とイソシアネ
ートが反応したウレタン結合は熱解離をおこしやすいた
めである。一方、エポキシ基が多い場合には高分子化反
応がおこり溶剤に不溶のものとなる。したがって、フェ
ノール性水酸基とエポキシ基は1+1で反応するのが好
ましい。 フェノール性水酸基とエポキシ基の反応触媒として使用
するアルカリは通常の公知の方法で中和するのが好まし
い。 このようにして得られるエポキシ変性ポリオールの水酸
基はイソシアネート基との反応によりウレタン結合を形
成し耐熱性にも優れたものとなる。 本発明において使用する分子中に2個以上のイソシアネ
ート基を有する化合物(以下ポリイソシアネート化合物
という)とは、トリレンジイソシアネー)(TDI)、
ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリフ
ェニレンポリメチレンポリイソシアネート(cr−MD
I)+ ヘキサメチレンジイソシアネー) (HMD 
l 、イソフォロンジイソシアネー) (IPDI)、
キシリレンジイソシアネー)(XDI)、水添MDIな
どのポリイソシアネート、および分子中に2個以上の水
酸基を宵する化合物と前記ポリイソシアネートをインシ
アネート過剰の状態で反応させて得られろイソシアネー
ト末端ウレタンプレポリマーなどである。 これらのポリイソシアネートのうちMDI。 cr−MDIおよびこれらのプレポリマーが特に好まし
い。 エポキシ変性ポリオールとポリイソシアネート化合物と
の反応はN COlo Hの比が0.7〜2.0となる
割合で混合して使用するのが好ましい。 N G Olo H比がO97より少ない場合には、水
酸基が過剰となりすぎるために、プライマーとして使用
したときの耐水性や耐陰極剥離性が悪くなる。 他方、N G Olo H比が2.0より大きい場合に
は、厚塗りした場合に空気中の水分と反応してフクレの
原因となり、密着強度が低(なる場合がある。 本発明において使用する周期律表第n族および/または
第■族の金属の燐酸塩としては、マグネシウム、カルシ
ウム、亜鉛、アルミニウム、スカンジウム、ガリウムな
どの燐酸塩である。第5周期以降のストロンチウム、カ
ドミウム、水銀などの重金属は毒性の点で使用するのは
好ましくない、また、他の無機酸、例えば、塩酸、硫酸
、硝酸など、カルボン酸などの有機酸の塩は効果がない
。 これらの金属の燐酸塩は粉体であり、これをエポキシ変
性ポリオールとポリイソシアネート化合物との合計量1
00重量部に対して30〜200重量部添加すべきであ
り、その平均粒径は0.1〜20nのものを使用するの
が好ましい、添加量が30重量部より少ない場合には、
耐陰極剥離性が低下し、本発明の目的が達成できなくな
る。添加量が200重量部より多い場合にはプライマー
塗膜の強度が低下し、初期密着性、耐水密着性が低下す
る原因となる0着色などを目的として燐酸塩以外の粉体
を添加する場合には粉体の全添加量が200重量部を鰯
えないようにすべきである。 本発明において使用するプライマーには、所望により、
溶剤、n料、触媒、酸化防止剤等の助剤などを添加する
ことができる。 本発明の重防食被覆鋼材に用いるプライマーの膜厚は、
乾燥膜厚として5〜!00nの厚さになるように塗装す
るのが好ましいが、特に限定するものではない。 また、塗装の方法としてはハケ、ローラー、エアスプレ
ー、エアレススプレーなどの方法が適用できる。いかな
る方法で塗装しても本発明の目的は達成できる。 次に本発明に使用する鋼材としては、たとえば鋼管、鋼
管矢板、Il矢仮、H形鋼、鋼板などが挙げられる。具
体的には、地下埋設配管、海底配管地上配管などに使用
される鋼管、燃料貯蔵タンクや化学プラントなどに使用
される鋼板、H形鋼鋼管および海洋構造物2港湾河川護
岸構造物、橋梁などの屋外に設置される構造物に使用さ
れる杭用鋼管、鋼管矢板、鋼矢板およびH形鋼などが挙
げられる。 また本発明において使用するプライマーと鋼材との間の
密着性を向上させるために、鋼材の表面をブラスト処理
などで洗浄にした後、クロム酸素の化成処理を施すこと
ができる。ここで、クロム酸基の化成処理剤としては、
6価の酸化クロムの一部を還元して得られる6価の酸化
クロムと3価の酸化クロムの複合酸化物の水溶液、ある
いはこれらに還元促進のためのグリセリン、ポリビニル
アルコールなどの物質、あるいは被覆層との密着性を向
上させるためにシリカゾルを加えた水溶液などを使用で
きる。 次に、本発明の重防食被覆鋼材を得るためには、まず鋼
材表面をブラスト処理などで清浄化した後、前記プライ
マーを被覆するか、もしくはクロム酸系の化成処理剤を
施した後、前記プライマーを積層し、有機塗膜からなる
被覆層を被覆形成する。 この場合、有機塗膜としてポリウレタン樹脂塗料を用い
ると、耐水密着性、耐陰極剥離性が大幅に向上するが、
ポリエステル樹脂塗料、フッ素樹脂塗料、ビニル樹脂塗
料、塩化ゴム樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料、フェノール
樹脂塗料を上塗りに用いてもよい。
【作 用】
本発明による重防食被覆鋼材は、耐水密着性。 耐陰極剥離性に優れたプライマーからなる被覆層を有し
ているので、特に海洋構造物などの厳しい腐食環境にお
いても優れた防食性能を有している。 すなわち本発明におけるプライマーは、分子中に耐水密
着性、耐陰極剥離性の優れたエポキシの骨格を持ち、低
温硬化性の優れたエポキシポリオールに変性しているた
め、慎重な塗装管理をすることなく、鋼材面及び上塗り
との密着性を確保できる0以上の通り、本発明によれば
、耐水密着性。 耐陰極剥離性に優れ、長期防食性能を有する重防食被覆
鋼材を提供できるものである。 (実施例) 以下、実施例により本発明をより具体的に説明する。な
お、実施例および比較例で「部」、「%」とあるのは重
量基準である。 製造例1 370部のエピコート828 (エポキシ当量l90、
分子量380)と258部のジブチルアミンを130℃
で3時間反応させた0次に90℃まで冷却して210部
のメチルエチルケトンを徐徐に添加して固形分75%の
溶液を得た。この溶液の水ea基価は150■にOH/
gであった。これをエポキシ変性ポリオール1とする。 製造例2 370部のエピコート828と180部のフェノールに
1部の水酸化ナトリウムを添加して130℃で4時間反
応を行なった0次に90℃になってから138部のメチ
ルエチルケトンを還流しながら徐々に添加して、内容物
の温度を65℃まで冷却した0次に酢酸で中和してpH
を7.0 とした。 この溶液の固形分は80%、水酸基価は182■KOH
/gであった。これをエポキシ変性ポリオール2とする
。 比較製造例1 370部のエピコート828と270部のジイソプロパ
ツールアミンを130℃で3時間反応させた0次に90
℃まで冷却して、213部のメチルエチルケトンを徐々
に添加しながら希釈し、温度を70℃まで冷却した。こ
の溶液の固形分は75%であり、水酸基価は409■X
OH/ gであった。これをエポキシ変性ポリオール3
とする。 実施例および比較例 肉厚12M、外径1600M、長さ12mの鋼管の外面
及び肉厚15鶴、外径soom、長さ16mの鋼管矢板
の外面ならびにFSPI![型の鋼矢板の片面に、それ
ぞれグリッドブラスト処理(Ci−70)を施して清浄
にした後、第1表に記載の組成からなる主剤と硬化剤と
を、十分混合してからスプレー塗装し、硬化後の膜厚が
30μの皮膜を形成させた。この皮膜層の上にポリウレ
タン塗料を被覆し、硬化後の膜厚が2.5Nの被覆層を
形成させた。このようにして得られた重防食被覆鋼管の
斜視図を第1図に示し、重防食被覆鋼管矢板の斜視図を
第2図に示し、重防食鋼矢板の斜視図を第3図に示す。 図中、1は鋼管、2は鋼管矢板、3は鋼矢板であり、4
はエポキシ変性ポリオールからなる被覆層、5はポリウ
レタン樹脂からなる被覆層を示す。 これらの重防食被覆鋼材を被覆後7日間養生して、被覆
層の硬化を十分進行させてから、試験片を切り取って、
各種性能試験を行なった。実験結果は第1表に示すとお
りである。 〔発明の効果〕 以上の実施例で示した重防食被覆鋼材の性能試験結果か
られかるように、本発明による重防食被覆鋼管は、耐陰
I!j@離性が大幅に改善されており、食塩水中におい
ても長期間良好な密着性を維持できる。すなわち、海水
、淡水、などの環境で顕著な長期耐久性を示すものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1.2,3.4および比較例1
□ 2,3.4の重防食被覆鋼管の斜視図、第2図は本
発明実施例5の重防食被覆鋼管矢板の斜視図、第3図は
本発明実施例6.7の重防食被覆鋼矢板の斜視図である
。 1:鋼管、2:鋼管矢板、3;鋼矢板、4:エポキシポ
リオール系プライマー 5;ポリウレタン樹脂からなる
被覆層。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼材の表面の全面もしくは一部に対して、前処理
    を施した後、プライマー層、有機樹脂からなる被覆層を
    順次積層させる重防食被覆鋼材において、前記プライマ
    ーが、分子中に2個以上の水酸基を有する化合物、分子
    中に2個以上のイソシアネート基を有する化合物および
    無機物粉体を混合して金属に塗装する金属塗装組成物で
    あり、前記分子中に2個以上の水酸基を有する化合物が
    分子中に2個以上のエポキシ基を有する化合物と分子中
    に1個の二級アミノ基またはフェノール性水酸基を有す
    る化合物との反応により得られる化合物(以下エポキシ
    変性ポリオールという)であり、前記無機物粉体が、周
    期律表第II族および/または第III族の金属の燐酸塩で
    あり、かつ前記エポキシ変性ポリオールと前記分子中に
    2個以上のイソシアネート基を有する化合物との合計量
    100重量部に対して30〜200重量部であることを
    特徴とする重防食被覆鋼材。
  2. (2)前処理として、被覆を施すべき鋼材表面をブラス
    ト処理などで清浄にした後、クロム酸系の化成処理を施
    したことを特徴とする請求項1記載の重防食被覆鋼材。
  3. (3)鋼材が鋼管であることを特徴とする請求項1記載
    の重防食被覆鋼材。
  4. (4)鋼材が鋼管矢板であることを特徴とする請求項1
    記載の重防食被覆鋼材。
  5. (5)鋼材が鋼矢板であることを特徴とする請求項1記
    載の重防食被覆鋼材。
  6. (6)鋼材がH形鋼であることを特徴とする請求項1記
    載の重防食被覆鋼材。
  7. (7)鋼材が鋼板であることを特徴とする請求項1記載
    の重防食被覆鋼材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04323383A (ja) * 1991-04-22 1992-11-12 Nippon Steel Corp ポリウレタン重防食被覆鋼材

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04323383A (ja) * 1991-04-22 1992-11-12 Nippon Steel Corp ポリウレタン重防食被覆鋼材

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