JPH0557108B2

JPH0557108B2 -

Info

Publication number: JPH0557108B2
Application number: JP10037790A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Kayazono; Yoshihiro Myajima; Hirotada Kato
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1993-08-23
Also published as: JPH041035A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は重防食被覆鋼材に関し、更に、詳しく
は、耐熱水性に優れた重防食被覆鋼材に関する。従来の技術鋼材は、しばしば周囲の環境に対する防食手段
を講ずること無く、大気中、地中、海中などにさ
らされるとかなり腐食する。この腐食対策とし
て、化学的安定性の優れたエポキシ樹脂、ポリウ
レタンのような熱硬化性樹脂系の塗装が施されて
いる。近年、エネルギー需要の増大による海底や
極地の石油、重質油、地熱などの資源開発や冷暖
房の地域集約化が活発化するに伴い、鋼構造物、
ラインパイプや鋼配管に被覆した塗装塗膜の高温
接水環境化での寿命が問題となつている。一般に、エポキシ樹脂やポリウレタンは分子内
に極性基を有するため、鋼材の表面に対する接着
性は良い。しかしながら、海水や塩水などの電解
質を含む環境や湿潤土壌中に浸漬すると、常温近
傍の温度下で短期間に接着強度の低下を起こし、
鋼材と被覆間に錆が発生する。このような課題に対して、例えば熱水配管に対
しては特開昭61−35942号公報に示される如く、
鋼管の内面にシリコン樹脂、エポキシ樹脂及び変
性アミンを主成分とする有機樹脂と含水ケイ酸マ
グネシウムおよび金属亜鉛粒を主成分とする無機
顔料とからなる複合塗料塗膜を形成させた内面被
覆鋼管、該複合塗料塗膜と鋼管の間にクロメート
被膜を介在させた内面被覆鋼管の提案がある。発明が解決しようとする課題この特開昭61−35942号公報で提案されたシリ
コン樹脂、エポキシ樹脂及び変性アミンを主成分
とする有機樹脂と含水ケイ酸マグネシウムおよび
金属亜鉛粒を主成分とする無機顔料とからなる複
合塗料塗膜は、１年程度の地熱還元熱水環境、温
泉水環境あるいは塩水環境での使用では、ブリス
タ、錆、塗膜剥離等の外観上の劣化は見られな
い。しかしながら、該複合塗膜と鋼材の間の密着
力が徐々に低下し、２年程度の使用では塗膜剥離
を起こして防食性が損なわれる欠点がある。この
ような実状から、長期に渡り耐熱水性に優れた塗
装鋼材の開発が望まれていた。課題を解決するための手段本発明者らは、上述の問題点を解決すべく、熱
水環境で長期に渡つて鋼材と塗料塗膜の密着力を
保持できる防食塗料の開発を鋭意検討した。その
結果、エポキシ樹脂、分子鎖の末端にシラノール
基を有するシリコーンプレポリマー、有機チタネ
ート、アミン系硬化剤またはジシアンジアミド系
硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合硬化剤、お
よび無機顔料を必須成分とする防食塗料を用いる
ことによつて、前述の問題点を解決できる事を見
出し、本発明に至つた。すなわち、本発明の要旨とするところは、下地
処理を施し又は施さない鋼材の表面に、下記(a)、
(b)、(c)、(d)および(e)の５成分を必須成分とする防
食塗料塗膜、保護被覆を順次積層することを特徴
とする重防食被覆鋼材にある。 (a) エポキシ樹脂 (b) 分子鎖の末端にシラノール基を有するシリコ
ーンプレポリマー (c) 有機チタネート (d) アミン系硬化剤または、ジシアンジアミド系
硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合硬化剤 (e) 無機顔料すなわち、本発明は第１図に示すごとく鋼材１
の表面に前記の(a)、(b)、(c)、(d)および(e)成分を必
須成分とする防食塗料塗膜２、保護被覆４を順次
積層した重防食被覆鋼材、第２図に示す如く鋼材
１の表面にクロメート被膜３、前記の(a)、(b)、
(c)、(d)および(e)成分を必須成分とする防食塗料塗
膜２、保護被覆４を順次積層した重防食被覆鋼材
であつて、いずれも熱水環境で長期に渡つて鋼材
と防食塗料塗膜の密着力を保持できる防食性の優
れた重防食被覆鋼材に関するものである。以下、本発明につき詳細に説明する。まず、本発明に用いる鋼材とは、炭素鋼、ステ
ンレス鋼等の合金鋼で出来た鋼管、形鋼、鋼板、
棒鋼、及び鋼製の成形品や構造物などで、屋外、
地中、地上、海底などで広く用いられるものを総
称するものである。本発明に用いる鋼材の表面に亜鉛、アルミニウ
ム、クロム、ニツケル等のメツキ層、亜鉛−鉄、
亜鉛−ニツケル、亜鉛−ニツケル−コバルト等の
合金メツキ層、メツキ層あるいは合金メツキ層中
にシリカアルミナ、シリカ−アルミナ、酸化チタ
ン、シリコンカーバイド、窒化ホウ素等の無機微
粒子を分散させた分散メツキ層が存在したものも
本発明に含まれる。次に、本発明の防食塗料塗膜の形成に用いる防
食塗料とは、(a)成分であるエポキシ樹脂100重量
部に、(b)成分である分子鎖の末端にシラノール基
を有するシリコーンプレポリマーを５〜70重量
部、(c)成分である有機チタネートを0.01〜５重量
部、(d)成分であるアミン系硬化剤または、ジシア
ンジアミド系硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混
合硬化剤、(e)成分である無機顔料を混合した防食
塗料である。上記の(a)成分であるエポキシ樹脂とは、フエノ
ールノボラツク型のグリシジルエーテル、ビスフ
エノールＡ、ADまたはＦのジグリシジルエーテ
ルの単独又は２種以上を混合したエポキシ樹脂で
ある。フエノールノボラツク型のグリシジルエーテル
として利用できる市販品としては、油化シエルエ
ポキシ社製のエピコート152、エピコート154、東
都化成社製のエポトートYDPN−638、YDPN−
601、YDPN−602、ダウケミカル日本社製の
DEN431、DEN438、DEN439、DEN485、チバ
ガイギー社製のEPN1138、EPN1139、XPY307
などが挙げられる。ビスフエノールＡのジグリシジルエーテルとし
て利用できる市販品としては、油化シエルエポキ
シ社製のエピコート827、エピコート834、エピコ
ート1001、エピコート1007、エピコート1009、三
井石油化学工業社製のエポミツクR140、エポミ
ツクR144、エポミツクR301、エポミツクR302、
エポミツクR304、エポミツクR307、エポミツク
R309、ダウケミカル日本社製のDER317、
DER330、DER331、DER333、DER383、
DER387、DER662、DER664、DER667などが挙
げられる。また、ビスフエノールADのジグリシジルエー
テルとして利用できる市販品としては、三井石油
化学工業社製のエポミツクR710、エポミツク
R710H等が挙げられる。更に、ビスフエノールＦ型のジグリシジルエー
テルとして利用できる市販品としては、油化シエ
ルエポキシ社製のエピコート807が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は長期の熱水浸漬後の鋼
材と防食塗膜の間の密着力の保持に必須である。尚、エポキシ樹脂が常温で高粘度あるいは固形
状態である場合、例えば、エピコート154を用い
る場合には溶剤で希釈するか、ビスフエノールＦ
のジグリシジルエーテルで希釈するか、あるい
は、その他の従来既知の反応性希釈剤などで希釈
することにより、低粘度化したものを用いる方法
も本発明に含まれる。 (b)成分である分子鎖の末端にシラノール基を有
するシリコーンプレポリマーとは、分子鎖の末端
に反応性に優れたシラノール基を有する末端シラ
ノールポリジメチルシロキサン、末端シラノール
ポリジフエニルシロキサンまたは末端シラノール
ポリジメチルジフエニルシロキサンであつて、長
期の熱水浸漬後の鋼材と防食塗膜の間の密着力の
保持に極めて有効である。ここで言う末端シラノ
ールポリジメチルシロキサンとは、の分子構造を有する両末端に反応性のシラノール
基を有するシリコーンプレポリマーであつて、耐
熱水性の面からは分子量が700〜4200の範囲のも
のが望ましい。市販品としては、チツソ社の
PS339.7、PS340、PS340.5、PS341等が用いられ
る。末端シラノールポリジフエニルシロキサンと
は、の分子構造を有する両末端に反応性の優れたシラ
ノール基を有するシリコーンプレポリマーであつ
て、耐熱水性の面からは分子量が1000〜1400の範
囲のものが望ましい。市販品としては、チツソ社
のPS080等が用いられる。末端シラノールポリジメチルジフエニルシロキ
サンとは、の分子構造を有する両末端に反応性の優れたシラ
ノール基を有するシリコーンプレポリマーであつ
て、耐熱水性の面からは分子量が950〜5000の範
囲のものが望ましい。市販品としては、チツソ社
のPS084、PS085、PS088等が用いられる。上記の分子鎖の末端にシラノール基を有するシ
リコーンプレポリマーは、末端に有する反応性の
極めて優れたシラノール基によつて、防食塗料に
配合して硬化させる過程で、エポキシ樹脂とアミ
ン系硬化剤またはジシアンジアミド系硬化剤、イ
ミダゾール系硬化剤との架橋反応の際に一緒に塗
膜の架橋構造に取り込まれ一体化し、塗膜の耐
熱・熱水性の向上に甚大な効果を発現する。分子鎖の末端にシラノール基を有するシリコー
ンプレポリマーの配合量に関しては、エポキシ樹
脂100重量部に対する該シリコーンプレポリマー
の配合量が５〜70重量部の範囲になるように配合
することが望ましい。該配合量が５重量部未満お
よび70重量部超では熱水浸漬後の鋼材との密着性
が低下する傾向にある。 (c)成分である有機チタネートとは、トリエタノ
ールアミンチタネート、テトライソプロピルチタ
ネート、テトラブチルチタネート、ブチルチタネ
ートダイマー、テトラステアリルチタネート、チ
タニウムアセチルアセトネート、チタニウムエチ
ルアセトネート、チタニウムラクテート、チタニ
ウムオレエート等であるが、耐熱・熱水性の面か
らはトリエタノールアミンチタネートが好まし
い。該トリエタノールアミンチタネートの市販品と
しては、三菱瓦斯化学社の「有機チタネート
TEAT」等を用いることができる。有機チタネ
ートはシリコーンプレポリマーのシラノール基、
エポキシ樹脂とアミン系硬化剤またはジシアンジ
アミド系硬化剤、イミダゾール系硬化剤との架橋
反応を均一化・促進し、防食塗料塗膜内の各成分
の一体化して耐熱・熱水性を向上するのに必須で
ある。有機チタネートの配合量に関しては、エポキシ
樹脂100重量部に配合する該有機チタネートの配
合量が0.01〜５重量部の範囲になるようにするの
が望ましい。該配合量が0.01未満および５超では
熱水浸漬後の鋼材との密着力が低下しがちであ
る。次に(d)成分であるアミン系硬化剤と、ジシアン
ジアミド系硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合
硬化剤について説明する。アミン系硬化剤とは脂
肪族変性アミン系硬化剤、脂環族変性アミン系硬
化剤と芳香族変性アミン系硬化剤であつて、一般
市販のものを用いることができる。耐熱水性の面
からは脂肪族変性アミン系硬化剤の中でエピクロ
ルヒドリンとｍ−キシレンジアミンの縮合物であ
る下記分子構造を持ち、平均分子量が328以上（平均重合度ｎがｎ≧１）
である脂肪族変性ポリアミンが望ましい。該当する市販品としては三菱瓦斯化学社製の
「ガスカミンG328」、「ガスカミンG328S」（ガス
カミンG328から未縮合反応成分たるｍ−キシレ
ンジアミンを除去もの）を用いることができる。
尚、塗装作業の面から、該脂肪族変性ポリアミン
の分子量が増加すると粘度が高くなるので、溶剤
で希釈する方法、その他の従来既知の低粘度硬化
剤で希釈する方法を用いることもできる。アミン系硬化剤の配合に関しては、防食塗料組
成物（アミン系硬化剤を除く）のエポキシ当量と
アミン系硬化剤の活性水素当量の混合比で0.6〜
2.0の範囲が望ましい。該混合比が0.6未満および
2.0超では熱水浸漬後の鋼材との密着力が低下す
る傾向がある。ジシアンジアミド系硬化剤とイミダゾール系硬
化剤の混合硬化剤とは、ジシアンジアミドまたは
ジシアンジアミド変性物とイミダゾール化合物の
混合物である。ジシアンジアミドとは、の分子構造を有し、例えば油化シエルエポキシ社
製のエピキユアDICY−７、エピキユアDICY−
15などの一般市販のジシアンジアミドである。ま
たジシアンジアミド変性物としては、例えば油化
シエルエポキシ社製のエピキユア108FF、日本チ
バガイギー社製のアラルダイトHT2844などを用
いることができる。本発明に用いる防食塗料にこれらのジシアンジ
アミド系硬化剤を用いると耐熱水性が向上する。
ジシアンジアミド系硬化剤の配合量に関しては、
前記のエポキシ樹脂(a)100重量部に対するジシア
ンジアミド系硬化剤の添加量が３〜20重量部の範
囲になるように添加する。該添加量が３重量部未
満の場合および20重量部超の場合には耐熱水性が
低下しがちである。イミダゾール系硬化剤とは、なる分子構造を有するイミダゾールを変性した硬
化剤で、例えば第１表に示す様な一般市販のもの
である。これらのイミダゾール系硬化剤は前記の
ジシアンジアミドまたはジシアンジアミド変性物
と組合せて用いることによつて、耐熱水性の向上
に著しい効果がある。イミダゾール系硬化剤とジ
シアンジアミドまたはジシアンジアミド変性物の
組み合せに関しては、両硬化剤の種類の組み合せ
は自由でも良好な結果が得られる。イミダゾール系硬化剤の配合量に関しては、前
記のエポキシ樹脂(a)100重量部に対するイミダゾ
ール系硬化剤の添加量が３〜20重量部の範囲にな
るように添加する。該添加量が３重量部未満およ
び20重量部超では、熱水浸漬後の鋼材との密着力
が低下する傾向にある。 (e)成分である無機顔料とは、酸化チタン（例え
ばチタン工業社製のKR380、KR460など）、シリ
カ（例えば、日本アエロジル社製のアエロジル
200、アエロジル300、マイクロン社製のSR70、
SCR18等）、シリカ・アルミナ（日本アエロジル
社製のCOK84、MOX80等）、タルク（林化成社
製のタルカンパウダーPK−Ｐ、ミクロンホワイ
ト＃5000等）、白雲母（瀬戸窯業原料社製リブラ
イトRD100、リブライトRD200、リブライト
RD300等）、スゾライトマイカ（クラレ社製150
−K1、200−K1、325−K1等）、トリポリリン酸
アルミニウム（帝国化工社製Ｋ−ホワイト＃82、
Ｋ−ホワイト105等）、酸化クロム（Cr₂O₃）、リ
ン酸第２クロム（CrPO₄）、リン酸亜鉛（Zn₃
（PO₄）₂・4H₂O）、リン酸マグネシウム
（MgHPO₄・3H₂O）、リン酸アルミニウム
（AlPO₄）、合成酸化鉄黄（チタン工業社製マピコ
イエロー等）、合成酸化鉄赤（チタン工業社製マ
ピコレツド等）、硫酸バリウム（BaSO₄）、リン
酸ジルコニウム（第一稀元素化学工業社製
ZSP100、ZPS110、セラホワイト等）、カーボン
ブラツク（三菱化成工業＃3050、＃3150、
＃3250、＃3750、＃3970）、ケイ酸ジルコニウム
（白水化学工業社製ミクロパツクス、ジルコニル、
第一稀元素化学工業社製MZ1000B等）、酸化ジル
コニウム（第一稀元素化学工業社製BR−90G）、
カオリンクレー（林化成社製のSATINTONE−
Ｗ）等の１種または２種以上の混合物である。更に、エポキシ樹脂とのぬれ性を良くするため
に、上記の顔料の表面にアルミ−シリカ処理、シ
ランカツプリング処理、リン酸処理等の化学処理
を施すことも差し支えない。上記の無機顔料の配合量は、耐熱塩水性の面か
ら前記の(a)の成分であるエポキシ樹脂100重量部
当り該無機顔料を１〜50重量部添加する事が望ま
しい。本発明に用いる保護被膜は、本発明による重防
食被覆鋼材を現地施工する場合、防食塗料塗膜が
ハンドリング時に疵付くのを防止するのに有効で
ある。この趣旨から一般市販の保護材料を用いる
ことが出来るが、鋼管の外面被覆に適用する場合
には被覆の容易なポリエチレン、ポリプロピレン
等のポリオレフイン系の保護被覆を利用できる。該ポリオレフイン系の保護被膜としては、Ｔダ
イや丸ダイからポリオレフインの溶融シートを押
出被覆して形成する保護被膜、熱収縮性ポリエチ
レンシートを巻付、加熱して該シートを収縮させ
て形成する保護被膜、熱収縮性ポリエチレンチユ
ーブを被せて加熱収縮させて形成する保護被膜、
あるいは粉体のポリエチレン、ポリプロピレンを
静電塗装して加熱溶融し形成する保護被膜等を用
いることができる。尚、本発明の重防食被覆鋼材に耐陰極剥離性が
必要な場合には、鋼材に下地処理として、クロメ
ート処理を施す。本発明に用いるクロメート処理
剤としては、トウモロコシデンプンなどの有機質
の還元剤で全クロムに対する６価クロムの重量比
が0.35〜0.65の範囲になるように部分還元したク
ロム酸（CrO₂）水溶液にシリカ微粉末を添加し
たシリカ系クロメート処理剤あるいは、部分ケン
化ポリ酢酸ビニル、デンプンをアミログルコシダ
ーゼ等の加水分解酵素で部分加水分解したデキス
トリン等の高分子有機質還元剤で全クロムに対す
る６価クロムの重量比を0.35〜0.65の範囲になる
ように部分したリン酸とクロム酸の混合水溶液に
シリカ、シリカ・アルミナ等のシリカ系微粉末を
添加したリン酸−シリカ系クロメート処理剤等を
用いることが出来る。高温陰極剥離の面からは、
該リン酸−シリカ系クロメート処理剤が望まし
い。次に本発明に基づく重防食被覆鋼材の製造法に
ついて、外面重防食被覆鋼管の場合を例にとり説
明する。外面重防食被覆鋼管は、例えば第３図に示す製
造法で得る事が出来る。すなわちスケールなどを
除去した鋼管１０の外面に、塗装機５によつて本
発明の防食塗料を塗装し、加熱装置６によつて加
熱硬化される。次いでその表面にＴダイ７からポ
リエチレンの溶融シートを押出被覆してポリエチ
レン系の保護被覆を施し外面重防食被覆鋼管を得
る。上記の如き製造法の場合、鋼管１０の外面にク
ロメート処理剤を塗布し焼き付けてからのち塗装
機５によつて本発明の防食塗料を塗装する方法な
どによつて外面重防食被覆鋼管を得ることができ
る。上記の防食塗料の塗布方法としてはスプレー
塗装機によるスプレー塗布、ロール塗布、しごき
塗り、刷毛塗り、流し塗りなど従来既知の方法の
中から適宜選択して用いることが出来る。作用以上のようにして得た本発明による塗装鋼材の
一部断面は、第１図と第２図に示す通りのもので
あり、図中１は、酸洗またはブラスト処理などに
よりスケールを除去した鋼材、２は下記の(a)、
(b)、(c)、(d)および(e)の５成分を必須成分とする防
食塗料塗膜 (a) エポキシ樹脂 (b) 分子鎖の末端にシラノール基を有するシリコ
ーンプレポリマー (c) 有機チタネート (d) アミン系硬化剤または、ジシアンジアミド系
硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合硬化剤 (e) 無機顔料３はクロメート皮膜を、４は保護被膜を各々示
している。また、図中２は1.0〜10mmの厚み、３は全クロ
ム重量で250〜1200mg／m²の付着量を、４は1.0〜
10mmの厚みを有していると良好な結果が得られ
る。以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。実施例本発明の防食塗料の配合を第２表に、比較防食
塗料の配合を第３表に各々示す。本発明の防食塗料の調合例撹拌装置についたセパラブルフラスコにビスフ
エノールＡのジグリシジルエーテルであるエピコ
ート828（油化シエルエポキシ社製）100重量部を
入れ、80℃に加温し撹拌しながら、末端シラノー
ルポリジメチルシロキサンであるPS340（チツソ
社製）25重量部、トリエタノールアミンチタネー
ト（三菱瓦斯化学社製）0.5重量部、酸化チタン
であるKR380（チタン工業社製）20重量部を順次
添加し室温まで放冷したのち、ｍ−キシレンジア
ミンとエピクロルヒドリンの縮合物であるガスカ
ミンG328（三菱瓦斯化学社製）27重量部を加え混
合して本発明の防食塗料１を得た。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、ビスフエノールＡのジ
グリシジルエーテルであるエピコート828を第４
表のエポキシ樹脂に変えて本発明の防食塗料２〜
13を調合した。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、末端シラノールポリジ
メチルシロキサンであるPS340を第５表の分子鎖
の末端にシラノール基を有するシリコンプレポリ
マーに変えて本発明の防食塗料14〜20を調合し
た。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、分子鎖の末端にシラノ
ール基を有するシリコーンプレポリマーの配合量
を変えて本発明の防食塗料21〜23を調合した。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、有機チタネートである
トリエタノアミンチタネートを第６表の有機チタ
ネートに変えて本発明の防食塗料２４〜３１を調
合した。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、有機チタネートの配合
量を変えて本発明の防食塗料３２〜３４を調合し
た。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、アミン系硬化剤である
ガスカミンG328を第７表のアミン系硬化剤に変
えて本発明の防食塗料３５と３６を調合した。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、アミン系硬化剤の配合
量を変えて本発明の防食塗料３７と３８を調合し
た。本発明の防食塗料の調合例 XI 調合例と同じ方法で、ガスカミンG328を第
８表のジシアンジアミド系硬化剤と第１表のイミ
ダゾール系硬化剤の混合硬化剤に変えて本発明の
防食塗料３７〜４７を調合した。本発明の防食塗料の調合例調合例と同じ方法で、ジシアンジアミド系硬
化剤とイミダゾール系硬化剤の添加量を変えて本
発明の防食塗料４８〜５１を調合した。本発明の防食塗料の調合例 XI 調合例と同じ方法で、酸化チタンである
KR380を第９表の無機顔料に変えて本発明の防
食塗料５２〜８２を調合した。本発明の防食塗料の調合例 XII 調合例と同じ方法で、無機顔料の配合量を変
えて本発明の防食塗料８３〜９０を調合した。防食塗料の比較例特開昭61−35942号公報に該当する防食塗料と
して、下記の配合割合からなる三重油脂化工社製
の比較防食塗料１を用いた。エポキシ樹脂 30重量部シリコン樹脂 50重量部変性アミン 20重量部含水ケイ酸マグネシウム 150重量部亜鉛末 50重量部溶剤 30重量部防食塗料の比較調合例本発明の防食塗料の構成必須成分(a)、(b)、(c)、
(d)、(e)のうち１成分を欠く比較防食塗料２〜８を
比較調合した。比較防食塗料の配合組成を第３表
に示す。クロメート処理剤の調合例鋼材の下地処理に用いるクロメート処理剤とし
て、下記のおよびを用いた。シリカ系クロメート処理剤である関西ペイン
ト社製のコスマー＃100 下記の方法で調合したリン酸シリカ系クロメ
ート処理剤まず、次の溶液、およびを調整した。リン酸と無水クロム酸の混合水溶液蒸留水247.6gにリン酸49.2gと無水クロム酸
76.8gを溶解した。５重量％デキストリン分散水溶液平均分子量120000のデキストリン5gを蒸留
水95gに加えて撹拌分散し、５重量％デキスト
リン分散水溶液を得た。 10重量％アエロジル200水溶液シリカ系微粒子として日本アエロジル社製の
アエロジル200を用いた。アエロジル200を蒸留
水に添加し、高速ミキサー（回転数3000rpm）
で撹拌して分散し、アエロジル200を10重量％
含む水溶液を調整した。次に、上記のリン酸と無水クロム酸の混合水
溶液373.6gに、の５重量％デキストリン分散水
溶液106gを添加し、90℃に加温して６価のクロ
ムを３価のクロムに還元した。該水溶液の全クロムに対する６価クロムの重量
比は0.60、全クロムに対するリン酸イオンの重量
比は1.16であつた。次いで、この還元水溶液に前
記の10重量％アエロジル200水溶液の516.6gを
添加して分散して、リン酸シリカ系クロメート処
理剤を調合した。実施例１鋼管（外径200A、板厚5.8mm、管長1m）の外面
をグリツトブラスト処理し、該鋼管の外面にクロ
メート処理剤またはを全クロム付着量200
mg／m²塗布し焼き付けた。次いで、本発明の防食
塗料１〜90を膜厚が700μになるように吹付塗装
した。吹付塗装はエアレス塗装機を用いた。塗装
後120℃に加熱して防食塗膜を硬化させ、次いで
Ｔダイから溶融ポリエチレンシートを押出被覆
後、冷却してポリエチレン系の保護被覆を形成
し、本発明による外面重防食被覆鋼管を得た。また、本法で鋼管の外面にクロメート処理剤を
塗布・焼付けせずに、防食塗料を塗装・硬化させ
た本発明による外面重防食被覆鋼管を作製した。比較例として、本発明による防食塗料の代わり
に、特開昭61−35942号公報に該当する比較防食
塗料１または本発明の防食塗料の構成必須成分
(a)、(b)、(c)、(d)、(e)のうち１成分を欠く比較防食
塗料２〜８を用いて製作した外面重防食被覆鋼管
を作製した。これらの外面重防食被覆鋼管を埋設配管し、管
内面に100℃の熱媒油を流量200／分で通油しそ
のまま３年間実施配管使用試験に供試した。試験
前と試験後、ポリエチレンの保護被覆を剥がし、
防食塗料塗膜の観察［ふくれ、ブリスタの発生、
塗膜剥離の有無の観察］と密着力試験［碁盤目試
験：JIS K5400に従い、鋼管に対する塗膜の密着
性を０〜10の評点（10点満点）で表示］を行なつ
た。尚、実地配管使用試験前の塗膜は何れもふく
れ、ブリスタの発生、塗膜剥離は無く良好であつ
た。試験結果を第10表に示す。尚、第10表に記載
の実地配管試験後の塗膜観察結果で「異常なし」
との記述は、ふくれ、ブリスタの発生、塗膜剥離
がいずれも見られなかつたことを示す。第10表の結果からも明らかなように、(a)エポキ
シ樹脂、(b)分子鎖の末端にシラノール基を有する
シリコーンプレポリマー、(c)有機チタネート、(d)
アミン系硬化剤またはジシアンジアミド系硬化剤
とイミダゾール系硬化剤の混合硬化剤、(e)無機顔
料の５成分を必須成分とする本発明による防食塗
料を用いた外面重防食被覆鋼管（第11表の本発明
の１〜90）は、特開昭61−35942号公報に該当す
るシリコン樹脂、エポキシ樹脂、変性アミン、含
水ケイ酸マグネシウム、金属亜鉛粒を主成分とす
る防食塗料（第10表の比較例の１）および本発明
の(a)〜(e)の５つの必須成分のうち１つの成分を欠
く防食塗料（第10表の比較例２〜８）に比較し
て、鋼材の下地処理の有無・種類に係わらず、３
年間の実地配管使用試験後も外面防食塗膜のふく
れ、ブリスタの発生、塗膜剥離などが全くみられ
ず、且つ塗膜密着力の低下も非常に小さく、格段
に優れた耐熱・熱水性を示した。これに対して、特開昭61−35942号公報に該当
するシリコン樹脂、エポキシ樹脂、変性アミン、
含水ケイ酸マグネシウム、金属亜鉛粒を主成分と
する防食塗料（第10表の比較例の１）は３年間の
実地配管使用試験後には塗膜のブリスタ発生と塗
膜の剥離が見られ、且つ塗膜の密着力は既にな
く、実用に供試難い。また、本発明の(a)〜(e)の５
つの必須成分のうち１つの成分を欠く防食塗料
（第10表の比較例２〜８）では３年間の実地配管
使用試験後には塗膜のブリスタ発生と塗膜の剥離
が見られ、且つ塗膜の密着力は既になく、耐熱・
熱水性向上のためには５つの成分が必須である。更に、本発明の防食塗料の中でも(d)成分にアミ
ン系硬化剤を用いる場合にはエピクロルヒドリン
とｍ−キシレンジアミンの縮合物を、有機チタネ
ートとしてトリエタノールアミンを用い、かつ鋼
材の下地処理にリン酸シリカ系クロメート処理を
施すと、３年間の実地配管使用試験後も塗膜の密
着力の低下が見られない。実施例２鋼管（外径200A、板厚5.8mmｔ、管長１ｍ）の
外面をグリツトブラスト処理し、該外面にクロメ
ート処理剤またはを全クロム付着量350mg／
m²塗布し焼き付けた。次いで、本発明による防食
塗料１〜90を膜厚が800μになるように吹付塗装
した。吹付塗装はエアレス塗装機を用いた。塗装
後120℃に加熱して防食塗膜を硬化させ、次いで
熱収縮性スリーブ（宇部興産社製のジヨイントカ
バーTYPE−CM）を被覆して保護被覆を施し本
発明による外面重防食被覆鋼管を得た。また、本
法で鋼管の外面にクロメート処理剤を塗布・焼付
けせずに、防食塗料を塗装・硬化させた本発明に
よる外面重防食被覆鋼管を作製した。比較材として、本発明による防食塗料の代わり
に、特開昭61−35942号公報に該当する比較防食
塗料１または本発明の防食塗料の構成必須成分
(a)、(b)、(c)、(d)、(e)のうち１成分を欠く比較防食
塗料２〜８を用いて製作した外面重防食被覆鋼管
を作製した。これらの外面重防食被覆鋼管の塗膜にドリルで
10mmφの人口貫通疵をつけ、該管体にマグネシウ
ム流電陽極を接続して埋設配管し、電気防食を施
した。該埋設外面重防食被覆鋼管の管内に100℃
の加熱熱媒油を流量200／分で循環通油して、
そのまま３年間実地配管試験を行つた。試験後、
実施例１と同じ密着力試験と人口貫通疵の周囲の
塗膜の剥離距離（剥離距離＝人口貫通疵部周の剥離直径／２−５、単位：mm）の測定を行なつた。試験結果を第11表に示す。第11表の結果から、鋼管の外面に本発明による
防食塗料を塗装した外面重防食被覆鋼管は、鋼管
の下地処理の有無・種類に係わらず、３年間の実
地配管試験後も塗膜のふくれ、ブリスタの発生は
全く見られず、且つ塗膜の密着力の低下も小さ
い。特に、鋼材の下地処理にクロメート処理を併
用した場合は人口貫通疵部の周囲の剥離距離（陰
極剥離現象による）が非常に小さくなり、中でも
クロメート処理剤にリン酸シリカ系クロメート処
理剤を用いると剥離が殆どなくなる。

【表】

【表】発明の効果実施例からも明らかな如く、下地処理を施した
鋼材の表面に、(a)エポキシ樹脂、(b)分子鎖の末端
にシラノール基を有するシリコーンプリポリマ
ー、(c)有機チタネート、(d)アミン系硬化剤または
ジシアンジアミド系硬化剤とイミダゾール系硬化
剤の混合硬化剤、(e)無機顔料の５成分を必須成分
とする防食塗料と保護被覆を形成すれば、長期に
渡つて耐熱水性に優れた重防食被覆鋼材が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明鋼材例の断面図であ
る。第３図は本発明鋼材の製法例を示す説明図で
ある。１…鋼材、２…防食塗料塗膜、３…クロメート
被膜、４…保護被覆、５…塗装機、６…加熱装
置、７…Ｔダイ、１０…鋼管。

Claims

【特許請求の範囲】１鋼材の表面に、下記の(a)、(b)、(c)、(d)および
(e)の５成分を必須成分とする防食塗料被膜、保護
被膜を順次積層したことを特徴とする重防食被覆
鋼材。 (a) エポキシ樹脂 (b) 分子鎖の末端にシラノール基を有するシリコ
ーンプレポリマー (c) 有機チタネート (d) アミン系硬化剤または、ジシアンジアミド系
硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合硬化剤 (e) 無機顔料２分子鎖の末端にシラノール基を有するシリコ
ーンプレポリマーが未端シラノールポリジメチル
シロキサン、末端シラノールポリジフエニルシロ
キサンまたは末端シラノールポリジメチルジフエ
ニルシロキサンであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の重防食被覆鋼材。３有機チタネートがトリエタノールアミンチタ
ネートであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の重防食被覆鋼材。４アミン系硬化剤がエピクロルヒドリンとｍ−
キシレンジアミンの縮合物であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の重防食被覆鋼材。５下地処理を施した鋼材の表面に、下記の(a)、
(b)、(c)、(d)および(e)の５成分を必須成分とする防
食塗料被膜、保護被膜を順次積層したことを特徴
とする重防食被覆鋼材。 (a) エポキシ樹脂 (b) 分子鎖の末端にシラノール基を有するシリコ
ーンプレポリマー (c) 有機チタネート (d) アミン系硬化剤または、ジシアンジアミド系
硬化剤とイミダゾール系硬化剤の混合硬化剤 (e) 無機顔料６鋼材の下地処理としてクロメート処理を施す
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の重
防食被覆鋼材。７保護被膜として、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフインを主成分とする保護被膜
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の重防食被覆鋼材。