JPS61133174A - 基材の保護 - Google Patents
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- JPS61133174A JPS61133174A JP60251828A JP25182885A JPS61133174A JP S61133174 A JPS61133174 A JP S61133174A JP 60251828 A JP60251828 A JP 60251828A JP 25182885 A JP25182885 A JP 25182885A JP S61133174 A JPS61133174 A JP S61133174A
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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。
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、基材、とりわけ金属パイプおよび高分子基材
に保護被覆を適用する方法に関する。
に保護被覆を適用する方法に関する。
[従来技術]
金属パイプおよびパイプラインなどの基材を、例えば腐
食または機械的酷使から保護するために、保護被覆を適
用し得る。
食または機械的酷使から保護するために、保護被覆を適
用し得る。
そのような基材に対する種々の被覆が既知であり、多く
が市販されている。効果的であることがわかっている一
群の被覆には、いわゆる融着エポキシ被覆が含まれる。
が市販されている。効果的であることがわかっている一
群の被覆には、いわゆる融着エポキシ被覆が含まれる。
これらの被覆は、粉末状で基材に適用され、次いで約2
00〜300℃の比較的高温に加熱すると、粉末粒子は
共に溶融および流動し、硬化して基材に結合した連続的
被覆を形成する。通例、粉末樹脂適用前に、基材をこの
ような高温に予め加熱する。エポキシ被覆とパイプが良
好に接着する°ように、通例、パイプ表面を十分に清浄
し、研磨しておく必要がある。融着被覆を、1層または
それ以上の層の適用によってさらに保護し得る。この種
の被覆系は、米国特許第4.213.486号および第
4,510,007号に記載されている。この被覆技術
を修正したものは、米国特許No、RE30,006に
記載されており、それによると、変性ポリオレフィンを
、金属表面上に被覆した未硬化エポキシ樹脂に適用し、
次いでその系を加熱して未硬化樹脂とポリオレフィンを
溶融結合させ、エポキシ樹脂を硬化させる。
00〜300℃の比較的高温に加熱すると、粉末粒子は
共に溶融および流動し、硬化して基材に結合した連続的
被覆を形成する。通例、粉末樹脂適用前に、基材をこの
ような高温に予め加熱する。エポキシ被覆とパイプが良
好に接着する°ように、通例、パイプ表面を十分に清浄
し、研磨しておく必要がある。融着被覆を、1層または
それ以上の層の適用によってさらに保護し得る。この種
の被覆系は、米国特許第4.213.486号および第
4,510,007号に記載されている。この被覆技術
を修正したものは、米国特許No、RE30,006に
記載されており、それによると、変性ポリオレフィンを
、金属表面上に被覆した未硬化エポキシ樹脂に適用し、
次いでその系を加熱して未硬化樹脂とポリオレフィンを
溶融結合させ、エポキシ樹脂を硬化させる。
その温度は、ポリオレフィンの融点より高く、通例80
〜350℃でなければならない。
〜350℃でなければならない。
他の被覆技術が、米国特許第3,231,443号に記
載されており、それによると、フィルムを支持体として
硬化させた樹脂層(例えばエポキシ)を、保護すべき基
材上に被覆した未硬化樹脂層(例えばエポキシ)に適用
する。硬化および未硬化樹脂は、相互作用して保護被覆
を形成する。この被覆を現場において適用し得ると記載
されている。
載されており、それによると、フィルムを支持体として
硬化させた樹脂層(例えばエポキシ)を、保護すべき基
材上に被覆した未硬化樹脂層(例えばエポキシ)に適用
する。硬化および未硬化樹脂は、相互作用して保護被覆
を形成する。この被覆を現場において適用し得ると記載
されている。
硬化エポキシ樹脂は、通例脆く、そのために、該特許に
記載のように前もって樹脂の硬化を行なうことは、実際
の配管条件下では、特にパイプ直径が比較的小さい場合
には困難である。
記載のように前もって樹脂の硬化を行なうことは、実際
の配管条件下では、特にパイプ直径が比較的小さい場合
には困難である。
さらに別の金属基材被覆技術が、米国特許第3゜502
.492号に記載されている。該特許によると、粉末エ
ポキシ樹脂の薄層を金属表面に被覆し、次いで可塑化し
たポリ塩化ビニル粒子の厚い層を適用する。この被覆を
加熱することによって、エポキシ粉末およびポリ塩化ビ
ニル粉末は、互いにおよび下の基材と接着する。連続的
なエポキシ−ポリ塩化ビニル界面は形成されない。
.492号に記載されている。該特許によると、粉末エ
ポキシ樹脂の薄層を金属表面に被覆し、次いで可塑化し
たポリ塩化ビニル粒子の厚い層を適用する。この被覆を
加熱することによって、エポキシ粉末およびポリ塩化ビ
ニル粉末は、互いにおよび下の基材と接着する。連続的
なエポキシ−ポリ塩化ビニル界面は形成されない。
通例、前記の技術は、高温および複雑な装置を要するの
で、工場における被覆適用に限定されているか、あるい
は実際の現場条件下ではそれ以外の形態で非実用的であ
る。現場でのパイプライン被覆の適用、またはケーブル
スプライスなどの他の基材の保護には、温度がそれほど
高くなく、装置が横帯可能であるような技術が必要であ
る。現場でのパイプライン被覆に好ましい一方法では、
チューブ、シートまたはテープなどの熱回復性(例えば
熱収縮性)高分子物品を、熱活性化シーラントと組み合
わせて使用する。そのような被覆の設置において、物品
を加熱して回復させるために、トーチまたは他の熱源を
通例使用する。また、この加熱によって、熱活性化シー
ラントの温度がその活性化温度以上に上昇し、高分子物
品の基材の間に強力な結合が形成される。適当なシーラ
ントは、ホットメルト接着剤およびマスチックを包含す
る。基材が放熱体として働き、接着剤およびパイプの界
面が、接着剤とパイプの間の強力な結合を形成するため
に必要な最低接着剤層温度に達するのを妨げることがあ
る。このような場合の一例は、25〜50℃の油を輸送
するパイプラインを基材とする場合である。このような
条件下では、前記のような熱回復性物品で被覆すること
によってパイプライン被覆を再装備または修理すること
が困難である。
で、工場における被覆適用に限定されているか、あるい
は実際の現場条件下ではそれ以外の形態で非実用的であ
る。現場でのパイプライン被覆の適用、またはケーブル
スプライスなどの他の基材の保護には、温度がそれほど
高くなく、装置が横帯可能であるような技術が必要であ
る。現場でのパイプライン被覆に好ましい一方法では、
チューブ、シートまたはテープなどの熱回復性(例えば
熱収縮性)高分子物品を、熱活性化シーラントと組み合
わせて使用する。そのような被覆の設置において、物品
を加熱して回復させるために、トーチまたは他の熱源を
通例使用する。また、この加熱によって、熱活性化シー
ラントの温度がその活性化温度以上に上昇し、高分子物
品の基材の間に強力な結合が形成される。適当なシーラ
ントは、ホットメルト接着剤およびマスチックを包含す
る。基材が放熱体として働き、接着剤およびパイプの界
面が、接着剤とパイプの間の強力な結合を形成するため
に必要な最低接着剤層温度に達するのを妨げることがあ
る。このような場合の一例は、25〜50℃の油を輸送
するパイプラインを基材とする場合である。このような
条件下では、前記のような熱回復性物品で被覆すること
によってパイプライン被覆を再装備または修理すること
が困難である。
し発明の構成]
本発明者らは、これらの従来技術の欠点を克服する被覆
方法を見出した。本発明による方法は、融着エポキシ被
覆に必要な高温および復雑な装置を必要と仕ず、通常の
熱活性化シーラントの活性化温度よりも低い温度の油を
輸送するパイプラインの再装備または修理に使用し得る
。本方法は多方面にわたり、工場内、野外設備または水
路において種々の基材、とりわけ金属パイプラインへの
保護被覆の適用に使用し得る。本方法は、ケーブル、ケ
ーブルスプライス、導管などを含む種々の基材の保護に
使用し得る。
方法を見出した。本発明による方法は、融着エポキシ被
覆に必要な高温および復雑な装置を必要と仕ず、通常の
熱活性化シーラントの活性化温度よりも低い温度の油を
輸送するパイプラインの再装備または修理に使用し得る
。本方法は多方面にわたり、工場内、野外設備または水
路において種々の基材、とりわけ金属パイプラインへの
保護被覆の適用に使用し得る。本方法は、ケーブル、ケ
ーブルスプライス、導管などを含む種々の基材の保護に
使用し得る。
さらに驚くべきことに、この独特の方法は、多方面にわ
たり、野外または工場内での使用に適当であるだけでな
く、パイプに施した被覆は、他の方法によって適用した
同様の被覆よりも優れていることがわかった。
たり、野外または工場内での使用に適当であるだけでな
く、パイプに施した被覆は、他の方法によって適用した
同様の被覆よりも優れていることがわかった。
本発明の一つの要旨は、基材に保護被覆を適用する方法
であって、 A)i)樹脂成分; ii)硬化剤;および 1ii)要すれば、組成物が硬化した時にそれを塩基性
とするために十分な量のブレンステッド塩基 を含んで成り、20℃で液体であり、約80℃を越えな
い温度で24時間以内に実質的な程度まで硬化し得る硬
化性高分子層を基材に適用し:B)最内層が前記硬化性
組成物と相互作用することが可能であって、前記最内層
が前記硬化性組成物と密接するように、1層またはそれ
以上の高分子層を適用し、および C)前記最内層を前記硬化性組成物と密接させたまま硬
化性組成物を硬化させることを特徴とし、山)を欠く場
合には、(a)最外層が溶融または流動しない温度で硬
化性組成物を硬化させ、および(b)硬化性組成物の上
に単一の高分子層を適用する場合には、その高分子層を
成型物品として適用することを条件とする方法を含んで
成る。
であって、 A)i)樹脂成分; ii)硬化剤;および 1ii)要すれば、組成物が硬化した時にそれを塩基性
とするために十分な量のブレンステッド塩基 を含んで成り、20℃で液体であり、約80℃を越えな
い温度で24時間以内に実質的な程度まで硬化し得る硬
化性高分子層を基材に適用し:B)最内層が前記硬化性
組成物と相互作用することが可能であって、前記最内層
が前記硬化性組成物と密接するように、1層またはそれ
以上の高分子層を適用し、および C)前記最内層を前記硬化性組成物と密接させたまま硬
化性組成物を硬化させることを特徴とし、山)を欠く場
合には、(a)最外層が溶融または流動しない温度で硬
化性組成物を硬化させ、および(b)硬化性組成物の上
に単一の高分子層を適用する場合には、その高分子層を
成型物品として適用することを条件とする方法を含んで
成る。
本発明の方法によって保護し得る基材は、長い基材であ
ることが好ましい。基材は円柱状であることがより好ま
しく、パイプまたはチューブ、特に油または気体を輸送
するパイプまたはチューブなどの中空円筒であることが
さらに好ましい。基材は所望のどのような組成であって
もよいが、金属または高分子であることが好ましい。パ
イプラインなどの金属基材は、通例鉄、鋼または合金鋼
を含有するが、どのような金属を含有してもよい。
ることが好ましい。基材は円柱状であることがより好ま
しく、パイプまたはチューブ、特に油または気体を輸送
するパイプまたはチューブなどの中空円筒であることが
さらに好ましい。基材は所望のどのような組成であって
もよいが、金属または高分子であることが好ましい。パ
イプラインなどの金属基材は、通例鉄、鋼または合金鋼
を含有するが、どのような金属を含有してもよい。
高分子基材は、高分子チューブまたはパイプまたは他の
基材上の高分子被覆であってよい。例えば、本発明の方
法は、鋼パイプの高分子被覆または2本の被覆したパイ
プ間の露出した接合部の修理に使用し得る。本発明の方
法は、露出した金属基材と同様に高分子被覆の保護に使
用し得る。
基材上の高分子被覆であってよい。例えば、本発明の方
法は、鋼パイプの高分子被覆または2本の被覆したパイ
プ間の露出した接合部の修理に使用し得る。本発明の方
法は、露出した金属基材と同様に高分子被覆の保護に使
用し得る。
本発明によると、最初に基材を硬化性高分子組成物で被
覆する。この硬化性高分子組成物は、約20℃で液体で
あり、約80℃を越えない温度で約24時間以内に実質
的な程度まで硬化し得る。
覆する。この硬化性高分子組成物は、約20℃で液体で
あり、約80℃を越えない温度で約24時間以内に実質
的な程度まで硬化し得る。
「実質的な程度までの硬化」とは、組成物が、完全に硬
化した状態の少なくとも約50%まで、好ましくは少な
くとも約65%まで、最も好ましくは約80%まで硬化
したことを意味する。実質的に硬化するまでの時間は、
組成、実際の適用条件、温度などに大きく依存し、まち
まちである。多くの適用において、約12時間以内、好
ましくは約6時間以内に実質的に硬化する硬化性組成物
を使用することが望ましい。金属パイプの被覆には、通
例、80℃またはそれ以下の温度で、約2〜30分間で
実質的に硬化する硬化性組成物を使用することが好まし
い。
化した状態の少なくとも約50%まで、好ましくは少な
くとも約65%まで、最も好ましくは約80%まで硬化
したことを意味する。実質的に硬化するまでの時間は、
組成、実際の適用条件、温度などに大きく依存し、まち
まちである。多くの適用において、約12時間以内、好
ましくは約6時間以内に実質的に硬化する硬化性組成物
を使用することが望ましい。金属パイプの被覆には、通
例、80℃またはそれ以下の温度で、約2〜30分間で
実質的に硬化する硬化性組成物を使用することが好まし
い。
硬化性高分子組成物は、樹脂成分、硬化剤および要すれ
ばブレンステッド塩基を含んで成る。樹脂成分は20℃
で液体であることが好ましい。硬化剤も20℃で液体で
あることが好ましい。硬化性組成物中に溶媒が存在し得
るが、溶媒をほとんどまたは全く含有しない硬化性組成
物が好ましい。
ばブレンステッド塩基を含んで成る。樹脂成分は20℃
で液体であることが好ましい。硬化剤も20℃で液体で
あることが好ましい。硬化性組成物中に溶媒が存在し得
るが、溶媒をほとんどまたは全く含有しない硬化性組成
物が好ましい。
通例、組成物は溶媒を約20重量%以下、好ましくは約
5重量%以下含有すべきであって、最も好ましくは組成
物は溶媒を含有しない。
5重量%以下含有すべきであって、最も好ましくは組成
物は溶媒を含有しない。
硬化性組成物中の樹脂成分は、熱硬化性樹脂、例えば、
ビスフェノールAエポキシ、ノボラックエポキシ、l、
2−エポキシまたはコールタールエポキシなどの液体エ
ポキシ樹脂、ポリウレタンおよび/またはコールタール
ウレタンのプレポリマー先駆物質、不飽和ポリエステル
、アルキルポリエステル、アクリレート、ポリイミド、
シリコーンなどを含んで成ることが好ましい。
ビスフェノールAエポキシ、ノボラックエポキシ、l、
2−エポキシまたはコールタールエポキシなどの液体エ
ポキシ樹脂、ポリウレタンおよび/またはコールタール
ウレタンのプレポリマー先駆物質、不飽和ポリエステル
、アルキルポリエステル、アクリレート、ポリイミド、
シリコーンなどを含んで成ることが好ましい。
硬化性高分子組成物は、樹脂成分の硬化剤をら含有する
。硬化剤は、選択した樹脂の適用条件下で、所望の時間
内に実質的な程度まで硬化するようなものから選択する
。好ましい態様では、樹脂組成物はエポキシ樹脂を含ん
で成り、硬化剤は、触媒硬化剤、反応性硬化剤またはそ
の混合物であってよい。触媒硬化剤の例としては、金属
アルコキシドなどのアニオン触媒、イソシアヌレートま
たはより好ましくは遊離アミン基含有物質が挙げられる
。好ましい触媒硬化剤は、3級アミン、例えば、ピリジ
ン、2,4.6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、ジメチルアミノプロピルアミン、ベンジルジメ
チルアミン、トリエチルアミンもしくは1−メチルイミ
ダゾール;または2級アミン、例えば、ピペリジン、ジ
ェタノールアミンもしくはイミダゾールである。反応性
硬化剤の例としては、ポリアミド(例えばヘンケル(H
enkel)社製ベルサミド・ボリアミズ(V ers
a@idP olyasides))、ポリアミン、例
えば、エチレンジアミン、エチレントリアミン、ノエチ
レントリアミンまたはトリエチレンテトラアミンおよび
前記ポリアミドとポリアミンまたは同様のアミンとの付
加物、例えばポリアミドとビスフェノールAエポキシ樹
脂の付加物が挙げられる。反応性硬化剤と組み合わせる
のに有用な他の触媒には、フェノール、ビスフェノール
A1カテコール、レゾル7ノールなどのフェノール性化
合物および他の水酸基含有化合物が含まれる。
。硬化剤は、選択した樹脂の適用条件下で、所望の時間
内に実質的な程度まで硬化するようなものから選択する
。好ましい態様では、樹脂組成物はエポキシ樹脂を含ん
で成り、硬化剤は、触媒硬化剤、反応性硬化剤またはそ
の混合物であってよい。触媒硬化剤の例としては、金属
アルコキシドなどのアニオン触媒、イソシアヌレートま
たはより好ましくは遊離アミン基含有物質が挙げられる
。好ましい触媒硬化剤は、3級アミン、例えば、ピリジ
ン、2,4.6−トリス(ジメチルアミノメチル)フェ
ノール、ジメチルアミノプロピルアミン、ベンジルジメ
チルアミン、トリエチルアミンもしくは1−メチルイミ
ダゾール;または2級アミン、例えば、ピペリジン、ジ
ェタノールアミンもしくはイミダゾールである。反応性
硬化剤の例としては、ポリアミド(例えばヘンケル(H
enkel)社製ベルサミド・ボリアミズ(V ers
a@idP olyasides))、ポリアミン、例
えば、エチレンジアミン、エチレントリアミン、ノエチ
レントリアミンまたはトリエチレンテトラアミンおよび
前記ポリアミドとポリアミンまたは同様のアミンとの付
加物、例えばポリアミドとビスフェノールAエポキシ樹
脂の付加物が挙げられる。反応性硬化剤と組み合わせる
のに有用な他の触媒には、フェノール、ビスフェノール
A1カテコール、レゾル7ノールなどのフェノール性化
合物および他の水酸基含有化合物が含まれる。
使用する硬化剤または硬化剤組成物は、ブレンステッド
塩基である物質を少なくとも一種含有する。ブレンステ
ッド塩基は、プロトン(すなわち水素イオン)受容性の
分子物質である。硬化性高分子組成物が塩基性硬化組成
物となる場合に、驚くほど強力な結合と陰極性接着剥離
に対する抵抗性とが得られることがわかった。硬化組成
物を確実に塩基性とするために、組成物の硬化に必要な
量よりも過剰のブレンステッド塩基を使用することが好
ましい。通例、組成物の硬化に必要な量よりも少なくと
も0.01モル過剰の量のブレンステッド塩基を添加す
る。好ましくは、ブレンステッド塩基を、0.01〜約
2モル過剰量添加する。
塩基である物質を少なくとも一種含有する。ブレンステ
ッド塩基は、プロトン(すなわち水素イオン)受容性の
分子物質である。硬化性高分子組成物が塩基性硬化組成
物となる場合に、驚くほど強力な結合と陰極性接着剥離
に対する抵抗性とが得られることがわかった。硬化組成
物を確実に塩基性とするために、組成物の硬化に必要な
量よりも過剰のブレンステッド塩基を使用することが好
ましい。通例、組成物の硬化に必要な量よりも少なくと
も0.01モル過剰の量のブレンステッド塩基を添加す
る。好ましくは、ブレンステッド塩基を、0.01〜約
2モル過剰量添加する。
好ましい態様では、ブレンステッド塩基は反応性硬化剤
であり、塩基性硬化剤と反応性樹脂の比がl:1以上、
好ましくは約1=1〜約3:lで使用する。
であり、塩基性硬化剤と反応性樹脂の比がl:1以上、
好ましくは約1=1〜約3:lで使用する。
過剰の塩基を供給する場合、硬化高分子組成物は、適当
な硬さおよび陰極性接着剥離に対する抵抗性を有するこ
とが重要であり、そのうちのいずれかまたは両方に対し
て、ブレンステッド塩基を多く添加し過ぎることは逆効
果であり得る。硬化性組成物に過剰の塩基を添加すると
、得られる硬化高分子組成物のTgは低くなる。通例、
硬化組成物のTgは、必要な性質を提供するためには少
なべとも約50℃、好ましくは約50〜約120℃であ
る。
な硬さおよび陰極性接着剥離に対する抵抗性を有するこ
とが重要であり、そのうちのいずれかまたは両方に対し
て、ブレンステッド塩基を多く添加し過ぎることは逆効
果であり得る。硬化性組成物に過剰の塩基を添加すると
、得られる硬化高分子組成物のTgは低くなる。通例、
硬化組成物のTgは、必要な性質を提供するためには少
なべとも約50℃、好ましくは約50〜約120℃であ
る。
硬化性高分子組成物は、その基材に対する接着性を改良
するための、カップリング剤または接着促進剤などの添
加剤を含有し得る。そのような添加剤は、樹脂中または
硬化剤中に存在するか、別々に添加してよく、例えば、
シラン、p−キノンオキシム、ジオキシムおよび金属不
活性化剤を含有し得る。これらの添加剤は、硬化性高分
子組成物の重量に対して好ましくは約0.1〜約10重
量%の量で含まれる。
するための、カップリング剤または接着促進剤などの添
加剤を含有し得る。そのような添加剤は、樹脂中または
硬化剤中に存在するか、別々に添加してよく、例えば、
シラン、p−キノンオキシム、ジオキシムおよび金属不
活性化剤を含有し得る。これらの添加剤は、硬化性高分
子組成物の重量に対して好ましくは約0.1〜約10重
量%の量で含まれる。
硬化性組成物は、接着促進剤としてシランを含有するこ
とが好ましい。シランは、少なくとも1個の4価のケイ
素が炭素原子と置き代わった、炭化水素に類似の化合物
である。種々のシランが既知であり、工業的に製造され
た多くのシランが入手可能である(例えば米国特許第3
,490,934号参照)。 シランの他の代表的な例
には、γ−グリンドキンープロピルートリメトキンシラ
ン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプ
ロピルトリエトキシンラン、3−(2−アミノエチル)
(アミノプロピル)トリメトキシシラン、グリンドキシ
プロビルートリメトキシシラン、ビニルトリアセトキン
ンラン、ビニルトリス(メトキンエトキシ)−シラン、
β−(3,4−エポキソンクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシランお上びN−ビニルベンジル−N−2−(ト
リメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアンモニウム
クロリドが含まれる。
とが好ましい。シランは、少なくとも1個の4価のケイ
素が炭素原子と置き代わった、炭化水素に類似の化合物
である。種々のシランが既知であり、工業的に製造され
た多くのシランが入手可能である(例えば米国特許第3
,490,934号参照)。 シランの他の代表的な例
には、γ−グリンドキンープロピルートリメトキンシラ
ン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプ
ロピルトリエトキシンラン、3−(2−アミノエチル)
(アミノプロピル)トリメトキシシラン、グリンドキシ
プロビルートリメトキシシラン、ビニルトリアセトキン
ンラン、ビニルトリス(メトキンエトキシ)−シラン、
β−(3,4−エポキソンクロヘキシル)エチルトリメ
トキシシランお上びN−ビニルベンジル−N−2−(ト
リメトキシシリルプロピルアミノ)エチルアンモニウム
クロリドが含まれる。
p−キノンオキシムならびにジオキシムおよび金属不活
性化剤の例は、米国特許第4.455.204号、第4
,287.034号、第3,658,755号および第
3,799,908号に記載されている。
性化剤の例は、米国特許第4.455.204号、第4
,287.034号、第3,658,755号および第
3,799,908号に記載されている。
硬化性高分子組成物の成分(すなわち、樹脂、硬化剤、
過剰のブレンステッド塩基および要すれば何らかの添加
剤)は、適用前に混合する。室温程度の温度(すなわち
約20℃)から約80℃、好ましくは約60℃を越えな
い温度(T、)で、基材の保護すべき部分に硬化性高分
子組成物を適用する。硬化性組成物適用前に、基材をT
、に近い温度に予め加熱することが好ましい。好都合な
方法により基材を予め加熱し得る。基材が、T、に近い
温度の油または他の流体を輸送するパイプラインである
場合には、別の予加熱工程は不要である。
過剰のブレンステッド塩基および要すれば何らかの添加
剤)は、適用前に混合する。室温程度の温度(すなわち
約20℃)から約80℃、好ましくは約60℃を越えな
い温度(T、)で、基材の保護すべき部分に硬化性高分
子組成物を適用する。硬化性組成物適用前に、基材をT
、に近い温度に予め加熱することが好ましい。好都合な
方法により基材を予め加熱し得る。基材が、T、に近い
温度の油または他の流体を輸送するパイプラインである
場合には、別の予加熱工程は不要である。
基材の予加熱は、基材の清浄中に行なうこともでき、例
えば、金属パイプのショットブラスティングによって、
パイプは約50℃まで加熱される。
えば、金属パイプのショットブラスティングによって、
パイプは約50℃まで加熱される。
例えばパイプ端を溶接する場合、金属パイプの溶接によ
ってもパイプを所望の温度に加熱し得る。
ってもパイプを所望の温度に加熱し得る。
、 基材を予め加熱する他の手段が無ければ、例えば
トーチまたは池の炎によって直接に加熱することが好ま
しい。
トーチまたは池の炎によって直接に加熱することが好ま
しい。
硬化性高分子組成物は、液体被覆組成物を適用する方法
、例えばはけ塗、すり込み、浸漬または吹付な゛どのい
ずれの方法で適用してもよい。要すれば、1層またはそ
れ以上の被覆として硬化性高分子組成物を適用し得る。
、例えばはけ塗、すり込み、浸漬または吹付な゛どのい
ずれの方法で適用してもよい。要すれば、1層またはそ
れ以上の被覆として硬化性高分子組成物を適用し得る。
さらに加える被覆は、既存の被覆の上に直接適用してよ
く、高分子層の表面に適用して、それを既存の被覆と密
接させてもよい。
く、高分子層の表面に適用して、それを既存の被覆と密
接させてもよい。
約2〜約10ミル、好ましくは約3〜約7ミルの厚さの
被覆を与えるような量の硬化性組成物を適用することが
好ましい。
被覆を与えるような量の硬化性組成物を適用することが
好ましい。
硬化性高分子組成物を実質的な程度まで硬化させる前に
、すなわち実質的に未硬化である間に、硬化性高分子組
成物を1層またはそれ以上の高分子層で被覆する。1層
またはそれ以上の高分子層は、例えば押出、吹付、包装
、収縮、プレス、塗装、浸漬、静電塗装などのいずれの
好都合な技術で適用してもよい。
、すなわち実質的に未硬化である間に、硬化性高分子組
成物を1層またはそれ以上の高分子層で被覆する。1層
またはそれ以上の高分子層は、例えば押出、吹付、包装
、収縮、プレス、塗装、浸漬、静電塗装などのいずれの
好都合な技術で適用してもよい。
最内高分子層、すなわち硬化性組成物と直接接触するよ
うに配置された層は、硬化性組成物と相互作用し得る。
うに配置された層は、硬化性組成物と相互作用し得る。
硬化性組成物が未硬化の間、最内層は、硬化性組成物と
密接した状態を保つ。本明細書中で、「相互作用する」
または「相互作用している」とは、硬化性組成物が最内
層と密接した状態で硬化すると、最内層および硬化性組
成物が一体単位を形成すること、すなわち容易に分離し
得ないことを意味する。相互作用は、物理的または化学
的であり得る。物理的相互作用は、例えば、硬化性組成
物が最内部高分子層材料に浸入することで、硬化性組成
物は硬化によって最内層材料内に閉じ込められる。要す
れば、高分子層に適当な充填剤を加えることによって、
吸収または吸着による硬化性組成物の高分子層への浸入
を増進し得る。使用し得る充填剤は、顔料、薬剤、例え
ばカーボンブラック、アルミナ三水和物、クレー、無機
繊維、ノリ力、ケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸
亜鉛、二酸化チタン、硫化亜鉛、リトポン、酸化第二鉄
、被覆−または官能性充填剤、例えばメルカプタン、ア
ミンまたはビニルなどを何する官能性ケイ酸アルミニウ
ム、ンラン、有機チタネート(organic tit
inate)などを含む。
密接した状態を保つ。本明細書中で、「相互作用する」
または「相互作用している」とは、硬化性組成物が最内
層と密接した状態で硬化すると、最内層および硬化性組
成物が一体単位を形成すること、すなわち容易に分離し
得ないことを意味する。相互作用は、物理的または化学
的であり得る。物理的相互作用は、例えば、硬化性組成
物が最内部高分子層材料に浸入することで、硬化性組成
物は硬化によって最内層材料内に閉じ込められる。要す
れば、高分子層に適当な充填剤を加えることによって、
吸収または吸着による硬化性組成物の高分子層への浸入
を増進し得る。使用し得る充填剤は、顔料、薬剤、例え
ばカーボンブラック、アルミナ三水和物、クレー、無機
繊維、ノリ力、ケイ酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸
亜鉛、二酸化チタン、硫化亜鉛、リトポン、酸化第二鉄
、被覆−または官能性充填剤、例えばメルカプタン、ア
ミンまたはビニルなどを何する官能性ケイ酸アルミニウ
ム、ンラン、有機チタネート(organic tit
inate)などを含む。
物理的相互作用の他の例は、極性硬化性組成物、例えば
エボキン系硬化性組成物を極性最内部高分子層と共に使
用した場合に、その二種の材料間の密着界面において、
起こる極性相互作用である。
エボキン系硬化性組成物を極性最内部高分子層と共に使
用した場合に、その二種の材料間の密着界面において、
起こる極性相互作用である。
化学的相互作用には、硬化性組成物と最内部高分子層の
間の化学結合の形成がある。例えば、高分子構造中に、
または添加剤として反応性アミン基を含有する最内部高
分子層を、硬化性エポキシ樹脂層上に被覆すると、硬化
性組成物と高分子層の間に結合が形成される。
間の化学結合の形成がある。例えば、高分子構造中に、
または添加剤として反応性アミン基を含有する最内部高
分子層を、硬化性エポキシ樹脂層上に被覆すると、硬化
性組成物と高分子層の間に結合が形成される。
硬化性高分子組成物を高分子層1層のみで被覆する場合
、すなわち高分子単一層で被覆する場合、その高分子層
をテープ、シート、パッチまたはチューブなどの予成形
物品として適用することが好ましい。これは、適用され
た単一層であるので、硬化性組成物に密接する。すなわ
ち、前記のように本質的に、この層は最内層であり、硬
化性組成物と相互作用可能であるべきである。高分子物
品は、寸法的回復性であってよく、熱回復性であること
が好ましい。物品を、例えば包装によって基材の周囲に
配置し、加熱して物品を回復、すなわち収縮させ、基材
上の硬化性組成物と接触させる。次いで硬化性組成物を
硬化させる。高分子物品が溶融または流動しない温度で
硬化工程を行なうことが望ましい。
、すなわち高分子単一層で被覆する場合、その高分子層
をテープ、シート、パッチまたはチューブなどの予成形
物品として適用することが好ましい。これは、適用され
た単一層であるので、硬化性組成物に密接する。すなわ
ち、前記のように本質的に、この層は最内層であり、硬
化性組成物と相互作用可能であるべきである。高分子物
品は、寸法的回復性であってよく、熱回復性であること
が好ましい。物品を、例えば包装によって基材の周囲に
配置し、加熱して物品を回復、すなわち収縮させ、基材
上の硬化性組成物と接触させる。次いで硬化性組成物を
硬化させる。高分子物品が溶融または流動しない温度で
硬化工程を行なうことが望ましい。
高分子単一層は、ポリエチレンまたはポリプロピレンな
どのポリオレフィン;アクリルゴム;EPDM;ニトリ
ルゴム;ナイロン;エピクロロヒドリンエラストマー;
ポリスルフィド;アクリルエラストマー;ブチルゴムな
どを含有することが好ましい。架橋ポリエチレンが特に
好ましい。
どのポリオレフィン;アクリルゴム;EPDM;ニトリ
ルゴム;ナイロン;エピクロロヒドリンエラストマー;
ポリスルフィド;アクリルエラストマー;ブチルゴムな
どを含有することが好ましい。架橋ポリエチレンが特に
好ましい。
硬化性組成物上に1層を越える層を適用する態様では、
硬化性組成物と相互作用し得るような最内層を選択する
。好ましくは、最内層は未硬化材料を歯角し、より法ま
しくは、熱活性化シーラントを含有する。熱活性化シー
ラントの例には、ホットメルト接着剤がある。ホットメ
ルト接着剤は、腐食防止被覆を金属に結合させるために
通例使用されるシーラント、特に、パイプラインを腐食
、磨耗または衝撃損傷などから保護するために陰極保護
される(例えば、電流または犠牲陽極を加えられる)パ
イプラインに被覆を結合させるのに通例使用されるシー
ラントであってよい。そのようなホットメルト接着剤に
は、熱可塑性ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリスルフィド系の接着剤などが含
まれる。ポリアミド系またはエチレンターポリマー系の
ホットメルト接着剤が特に好ましい。エチレンコポリマ
ーまたはターポリマー、例えば、エチレンと、酢酸ビニ
ル、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸または
アルキルアクリレート(例えばエチルアクリレート)の
うちの1種またはそれ以上とのコポリマーまたはターポ
リマーが特に好ましい。
硬化性組成物と相互作用し得るような最内層を選択する
。好ましくは、最内層は未硬化材料を歯角し、より法ま
しくは、熱活性化シーラントを含有する。熱活性化シー
ラントの例には、ホットメルト接着剤がある。ホットメ
ルト接着剤は、腐食防止被覆を金属に結合させるために
通例使用されるシーラント、特に、パイプラインを腐食
、磨耗または衝撃損傷などから保護するために陰極保護
される(例えば、電流または犠牲陽極を加えられる)パ
イプラインに被覆を結合させるのに通例使用されるシー
ラントであってよい。そのようなホットメルト接着剤に
は、熱可塑性ポリアミド、ポリオレフィン、ポリエステ
ル、ポリウレタン、ポリスルフィド系の接着剤などが含
まれる。ポリアミド系またはエチレンターポリマー系の
ホットメルト接着剤が特に好ましい。エチレンコポリマ
ーまたはターポリマー、例えば、エチレンと、酢酸ビニ
ル、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸または
アルキルアクリレート(例えばエチルアクリレート)の
うちの1種またはそれ以上とのコポリマーまたはターポ
リマーが特に好ましい。
所望により、ホットメルト接着剤は、蝋、ゴム、安定剤
などの種々の添加剤を含有し得る。池の添加剤の例は、
米国特許第4.455,204号および第4,287.
034号に記載されている。
などの種々の添加剤を含有し得る。池の添加剤の例は、
米国特許第4.455,204号および第4,287.
034号に記載されている。
最外高分子層は、予成形物品であることが好ましい。硬
化性組成物上に1層を越える高分子層を適用する好まし
い方法は、硬化性材料と接するように配置される材料、
例えば熱活性化シーラントを一つの面に塗布した高分子
物品を使用する方法である。特に好ましい態様では、表
面に熱活性化接着剤を被覆した前記のような熱回復性高
分子物品を使用して、硬化性高分子材料上に二重層の高
分子被覆を適用する。好ましくは外部熱源によって加熱
すると、物品は回復、すなわち収縮し、熱活性化接着剤
は硬化性組成物に接触する。高分子物品、すなわち最外
高分子層が溶融または流動しない温度で硬化性組成物を
硬化させる。最外高分子層は、ポリエチレンまたはポリ
プロピレンなどのポリオレフィン;アクリルゴム、EP
DM、ニトリルゴム:エビクロロヒドリンエラストマー
;ポリスルフィド:アクリルエラストマ一一ブチルゴム
などを含有することが好ましい。
化性組成物上に1層を越える高分子層を適用する好まし
い方法は、硬化性材料と接するように配置される材料、
例えば熱活性化シーラントを一つの面に塗布した高分子
物品を使用する方法である。特に好ましい態様では、表
面に熱活性化接着剤を被覆した前記のような熱回復性高
分子物品を使用して、硬化性高分子材料上に二重層の高
分子被覆を適用する。好ましくは外部熱源によって加熱
すると、物品は回復、すなわち収縮し、熱活性化接着剤
は硬化性組成物に接触する。高分子物品、すなわち最外
高分子層が溶融または流動しない温度で硬化性組成物を
硬化させる。最外高分子層は、ポリエチレンまたはポリ
プロピレンなどのポリオレフィン;アクリルゴム、EP
DM、ニトリルゴム:エビクロロヒドリンエラストマー
;ポリスルフィド:アクリルエラストマ一一ブチルゴム
などを含有することが好ましい。
高分子層および硬化性高分子組成物のそれぞれが、互い
に独立して、または共に、例えば陰極性接着剥離の改良
などのために、適当な他の添加剤、例えば粘着付与剤、
充填剤、腐食防止剤、蝋1、未硬化エポキシ樹脂、ゴム
、安定剤、接着促進剤をも含有し得る。
に独立して、または共に、例えば陰極性接着剥離の改良
などのために、適当な他の添加剤、例えば粘着付与剤、
充填剤、腐食防止剤、蝋1、未硬化エポキシ樹脂、ゴム
、安定剤、接着促進剤をも含有し得る。
[実施例]
以下に実施例を示し、本発明をさらに詳しく説明する。
ホットメルト接着剤シーラントおよびエポキン組成物を
使用して、ポリエチレン製熱収縮性スリーブを鋼パイプ
に結合させた。次いで、そのポリエチレン被覆パイプに
ついて、 ASTMG−42の方法Aに従って、接着剤
の陰極性接着剥離抵抗性を測定し、 ASTMD−10
00の方法に従って、室温および75℃における剥離強
度を試験した。
使用して、ポリエチレン製熱収縮性スリーブを鋼パイプ
に結合させた。次いで、そのポリエチレン被覆パイプに
ついて、 ASTMG−42の方法Aに従って、接着剤
の陰極性接着剥離抵抗性を測定し、 ASTMD−10
00の方法に従って、室温および75℃における剥離強
度を試験した。
実施例1−11
アミン含有率の高い2成分エポキシビスフェノールAを
混合し、第1表に示すような室温〜約175℃の温度の
、清浄およびショットブラスティングし50〜60℃に
予め加熱した鋼バイブに、はけ塗によって適用した。ポ
リエチレンと酢酸ビニルのコポリマー(接着剤l)、ポ
リエチレンとエチルアクリレートのコポリマー(接着剤
2)またはポリアミドとポリエチレン−酢酸ビニル−メ
タクリル酸ターポリマーとのブレンド(接着剤3)のい
ずれかのホットメルト接着剤を、熱収縮性ポリエチレン
外層に壁被覆た。被覆したチューブを、エポキシ被覆し
たパイプに適用し、溶接により回復させた。実施例4お
よび5においては、ホットメルト接着剤を使用せず、熱
回復性ポリエチレン外層のみを適用した。試料を試験す
る前24時間、パイプおよび被覆を静置した。高温(1
25〜200℃)および50〜60℃でエポキシ樹脂を
使用しなかった対照も同様に行なった。このように準備
した試料について、室温および75℃における剥離強度
(ASTM D−1000); 75℃における陰極性
接着剥離抵抗性(ASTM G−42)および耐衝撃性
(ASTM G−14)を測定した。
混合し、第1表に示すような室温〜約175℃の温度の
、清浄およびショットブラスティングし50〜60℃に
予め加熱した鋼バイブに、はけ塗によって適用した。ポ
リエチレンと酢酸ビニルのコポリマー(接着剤l)、ポ
リエチレンとエチルアクリレートのコポリマー(接着剤
2)またはポリアミドとポリエチレン−酢酸ビニル−メ
タクリル酸ターポリマーとのブレンド(接着剤3)のい
ずれかのホットメルト接着剤を、熱収縮性ポリエチレン
外層に壁被覆た。被覆したチューブを、エポキシ被覆し
たパイプに適用し、溶接により回復させた。実施例4お
よび5においては、ホットメルト接着剤を使用せず、熱
回復性ポリエチレン外層のみを適用した。試料を試験す
る前24時間、パイプおよび被覆を静置した。高温(1
25〜200℃)および50〜60℃でエポキシ樹脂を
使用しなかった対照も同様に行なった。このように準備
した試料について、室温および75℃における剥離強度
(ASTM D−1000); 75℃における陰極性
接着剥離抵抗性(ASTM G−42)および耐衝撃性
(ASTM G−14)を測定した。
結果を第1表および第2表に示す。
第1表
第2表
注1)被覆と基材の完全な接着剥離。
2)基材にエポキシを塗布。
3)基材にエポキシを吹付。 ゛実施例I2
実施例1〜6の方法と同様に、エポキシビスフェノール
A材料を基材に適用した。I−[DPE、EMA、EP
DMおよび約20%カーボンブラックの架橋ブレンドの
単一層を、ソートとしてエポキシに適用し、エポキシを
硬化させた。試験した全試料の95℃で30日後の陰極
性接着剥離半径は10〜12IIIl+1であった。
A材料を基材に適用した。I−[DPE、EMA、EP
DMおよび約20%カーボンブラックの架橋ブレンドの
単一層を、ソートとしてエポキシに適用し、エポキシを
硬化させた。試験した全試料の95℃で30日後の陰極
性接着剥離半径は10〜12IIIl+1であった。
実施例13
別の実験において、実施例1−11と同様の組成物を試
験したが、ビスフェノールAエポキシ樹脂の中には、湿
気を浸透させることが知られている可塑剤または柔軟剤
などを含有するものがあった。樹脂と硬化剤と層の他の
組み合わせの場合は、眉間の相互作用が起こらなかった
。すべての場合において、試料を75℃で30日間、陰
極性接着剥離試験した結果、プライマーまたは接着剤は
完全に接着剥離した。
験したが、ビスフェノールAエポキシ樹脂の中には、湿
気を浸透させることが知られている可塑剤または柔軟剤
などを含有するものがあった。樹脂と硬化剤と層の他の
組み合わせの場合は、眉間の相互作用が起こらなかった
。すべての場合において、試料を75℃で30日間、陰
極性接着剥離試験した結果、プライマーまたは接着剤は
完全に接着剥離した。
実施例14
本実施例において、アミン硬化剤量を変化させ、接着剤
1を裏塗りし、実施例1〜9のようにビスフェノールA
エポキシを硬化させた。100%とは、硬化性高分子組
成物中の各成分の反応量が等しいことを示す。
1を裏塗りし、実施例1〜9のようにビスフェノールA
エポキシを硬化させた。100%とは、硬化性高分子組
成物中の各成分の反応量が等しいことを示す。
注=1)少なくとも3つの試料の平均。
2)ホットメルトとプライマーの間の接着損失およびプ
ライマーのブリスター。
ライマーのブリスター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基材に保護被覆を適用する方法であって、A)i)
樹脂成分; ii)硬化剤;および iii)要すれば、組成物が硬化した時にそれを塩基性
とするために十分な量のブレンステッド塩基 を含んで成り、20℃で液体であり、約80℃を越えな
い温度で24時間以内に実質的な程度まで硬化し得る硬
化性高分子組成物を基材に適用し;B)最内層が前記硬
化性組成物と相互作用することが可能であって、前記最
内層が前記硬化性組成物と密接するように、1層または
それ以上の高分子層を適用し;および C)前記最内層を前記硬化性組成物と密接させたまま硬
化性組成物を硬化させることを特徴とし、iii)を欠
く場合には、(a)最外層が溶融または流動しない温度
で硬化性組成物を硬化させ、および(b)硬化性組成物
の上に単一の高分子層を適用する場合には、その高分子
層を成型物品として適用することを条件とする方法。 2、前記硬化性組成物が、ブレンステッド塩基を、組成
物の硬化に必要な量よりも0.01〜約2モル過剰に含
有する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、前記硬化性組成物が、ビスフェノールAエポキシ樹
脂、ポリアミドおよび3級アミンを含んで成る特許請求
の範囲第2項記載の方法。 4、前記硬化性高分子組成物が、組成物重量に対して約
0.1〜10重量%のシランをさらに含有する特許請求
の範囲第1項記載の方法。 5、前記硬化性組成物が、組成物重量に対して約5重量
%より少ない溶媒を含有する特許請求の範囲第1〜4項
のいずれかに記載の方法。 6、前記硬化性組成物適用前に、約80℃を越えない温
度、好ましくは約60℃を越えない温度に基材を加熱す
る工程をさらに含んで成る特許請求の範囲第1〜5項の
いずれかに記載の方法。 7、前記硬化性組成物が、約80℃を越えない温度、好
ましくは約60℃を越えない温度で硬化する特許請求の
範囲第1〜6項のいずれかに記載の方法。 8、工程(B)が、基材の周囲に熱回復性高分子物品を
配置し、加熱して前記硬化性組成物と密接するように物
品を回復させることを含んで成る特許請求の範囲第1〜
7項のいずれかに記載の方法。 9、熱回復性物品の一つの表面が熱活性化シーラントで
被覆されており、熱活性化シーラントが前記硬化性組成
物と密接する最内層であるように前記物品を基材の周囲
に配置する特許請求の範囲第8項記載の方法。 10、熱活性化シーラントが、ホットメルト接着材、好
ましくはポリアミドまたはエチレンターポリマー系ホッ
トメルト接着剤を含んで成る特許請求の範囲第9項記載
の方法。
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