JPS6185479A - 金属管用防食塗料 - 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】 Ｃ産業上の利用分野Ｊ 本発明は耐水性、耐食性、耐衝撃性、電気絶縁性などに
優れ、水質汚染の少ない、しかも比較的厚塗可能なポリ
ウレタン系金属管用防食塗料に関する。

［従来の技術］ 従来より防食塗料としては、コールタールエナメル系、
アスファルト系、タールエポキシ系などの塗料が用いら
れているが、低温における硬化時開が長く、硬化塗膜が
脆く、耐衝撃性などが良好でない。さらにタールエポキ
シ系塗料は、防食性、！ｌ性は良好であるが硬化Ｒ闇が
長く、１回の厚塗が困難なため塗装効率や耐摩耗性がわ
るいなどの欠点がある。

防食を目的としたポリエチレン融着も行なわれているが
、大規模な設備を要するので少最の被覆には不向である
、鋼管の溶接部や異形部へ現場で塗装することができな
い、密着性がわるいなどの欠点がある。

また防食を目的としたモルタルライニングも行なわれて
いるが、養生時間が長く、耐摩耗性、耐酸性がわるく、
しかも生産性がわるいというような欠点がある。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、従来から使用されている上記防食塗料の諸欠
点を解決するためになされたものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、■水酸基価が１５０〜３５０のポリアルキレ
ンポリオール１００部（重量部、以下同様）０１００ｇ
当りの吸油量が１２０ＣＣ以下の無機充填剤５〜２５０
部、■水分吸収剤０．１〜１５０部および■有機ポリイ
ソシアネート化合物からなり、■中のイソシアネート基
／■中の水酸基の当量比が０．８５〜１．５／　１．０
であり、かつゲル化時間が３０分以内に調整されている
ことを特徴とする金属管用防食塗料に関する。

本発明に用いるポリアルキレンポリオールとは、エチレ
ングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコ
ール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチＯ−ル
ブロバン、ペンタエリスリトールなどの多価アルコール
や、エタソールアミン、トメチルジェタノールアミン、
トリイソプロパツールアミン、エチレンジアミン、アニ
リン、トリレンジアミンなどのアミンに、酸化エチレン
、酸化プロピレン、酸化ブチレンなどを付加させてえら
れろ水酸基価が１５０〜３５０１好ましくは２００〜３
００のポリアルキレンポリオールである。これらのポリ
アルキレンポリオールは単独で用いてもよく、２種以上
混合して用いてもよい。上記ポリアルキレンポリオール
は、２〜４官能のポリオールであることが、塗膜の可撓
性、耐衝撃性、金属と塗膜の密着性の点から好ましい。

前記ポリアルキレンポリオールの水酸基価が１５０未満
のばあいには、製造される防食塗料からえられる塗膜の
耐水性がわるく、３５０をこえるばあいには、塗膜が脆
く、耐衝撃性がわるく、防食塗料として使用しがたくな
る。

本発明に用いる無機充填剤としては、通常塗料の充填剤
として用いられる炭酸カルシウム、表面処理炭酸カルシ
ウム、タルク、カオリン、ケイ砂、珪石粉、ベンガラ、
マイカ、ガラスフレーク、シリカ、酸化鉄、カーボンな
どで、１００ｇ当りの吸油量が１２０ｃｃ以下、好まし
くは６０ｃｃ以下のものであればとくに平均粒径などに
は限定はない。無機充填剤の吸油量が１２０ｃｃをこえ
るばあいには、塗料の粘度が高くなり、塗布時の作業性
がわるくなる。

本発明においては前記のごとき無機充填剤が使用される
が、このような安価で毒性のほとんどない無機充填剤を
使用することにより、とくに多山に配合することにより
、安価で安全な防食塗料を提供することができ、しかも
セメントモルタルライニングのばあいと比較して弾性に
とみ、塗膜の厚さが薄くても充分な性能を発揮できるた
め、水道管や下水道管の内面に塗布したばあいには、管
の外径は同じでも塗装管の内容積が大きく、通過水量が
多くなり、より経済的となる。

水道管用鋼管やダクタイル鋳鉄管の防食塗料においては
防食性能はもちろんのこと、水質上安全であることが重
要であるため、前記のごとき無機充填剤を防食塗料成分
として適量用いることが望ましい。

本発明に用いる水分吸収剤とは、イソシアネートと水分
とに起因する塗料の発泡を防止するための成分であり、
たとえばシリカゲル、ゼオライト、無水石こう、酸化カ
ルシウム、シランカップリング剤、チタンカップリング
剤などがあげられる。

本発明に用いる有機ポリイソシアネート化合物としては
、トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネ
ート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフオロン
ジイソシアネートなどのほか、反応性が高く、しかも蒸
気圧が低くて作業上取扱いやすいジフェニルメタンジイ
ソシアネ−１〜や、市販のクルードＨＤＩとよばれてい
るイソシアネート基を２〜５個有するポリメチレンポリ
フェニルポリイソシアネートの混合物、液状８０１とよ
ばれている変性ジフェニルメタンジイソシアネートなど
があげられるが、これらに限定されるものではない。

なお前記有機ポリイソシアネート化合物は、本発明に用
いる■のポリアルキレンポリオールとあらかじめ反応さ
せ、末端ＮＧＯを有するプレポリマーとして用いてもよ
いことは当然である。

本発明の防食塗料は２液型の防食塗料であり、通常■の
ポリアルキレンポリオール１００部に対し、■の無機充
填剤５〜２５０部、好ましくは５０〜２００部、■の水
分吸収剤０．１〜１５０部、好ましくは１〜１００部を
配合し、必要に応じて触媒、可塑剤、顔料、沈降防止剤
、色分かれ防止剤、溶剤などを加えたＡ液と、■の有機
ポリイソシアネート化合物からなるＢ液とから構成され
る。

なお■の有機ポリイソシアネート化合物中のイソシアネ
ート基／■のポリアルキレンポリオール中の水酸基の当
量比は０．８５〜１．５／１．０、好ましくは０．９〜
１．２／１．０であり、ポリアルキレンポリオールの一
部（水酸基の量として１０〜５０％程度）と有機ポリイ
ソシアネート化合物とを反応させたプレポリマーをＢ液
として用いてもよい。

前記イソシアネート基／水酸基の当世比が０．８５／１
未満になると、形成される塗膜の耐水性がわるくなり、
塗膜がはがれやすくなったりし、水質汚染の原因となる
。また該当滑止が１．５／１をこえると、塗膜形成時な
どに発泡が多くなり、えられる塗膜の物性が低下したり
する。

それゆえ塗膜物性を良くし、未反応塗料成分などの溶出
を少なくするためには、未反応のポリアルキレンポリオ
ールやポリアルキレンポリオールと反応していない有機
ポリイソシアネート系化合物の畿を極力少なくし、たと
えこれらの原料が少量反応せずに残ったりしても塗膜か
ら流出しないようにすることが必要である。とくに水道
管用の鋼管やダクタイル鋳鉄管用の防食塗料として用い
るばあいには、水質汚染をおこさないためにも必要であ
る。

前記Ａ液中にしめる無機充填剤の量が５部未満になると
、金属表面と塗料との密着性がわるくなったり、塗膜の
水分透過性がわるくなったり、また塗料の流動性がよす
ぎて厚塗が困難となり、２５０部をこえると塗料の塗装
性がわるくなったり、塗膜の耐衝撃性がわるくなったり
する。

該無機充填剤として無水石こう、酸化カルシウムのよう
な無機充填剤兼水分吸収剤を使用してもよいが、このよ
うなばあいには水分吸収剤にあたる無機充填剤の使用量
は１５０部以下に限定することが必要である。水分吸収
剤の含量が１５０部をこえると防食塗料の吸水率があが
り、形成される塗膜物性などが低下して防食性がわるく
なるため、必要最小限にすることが好ましい。たとえば
シリカゲル、ゼオライトなどの水分吸収剤のばあいには
、ポリアルキレンポリオール１００部に対し０．５〜１
０部が好ましく、無水石こう、酸化カルシウムなどのば
あいには１０〜１００部が好ましい。

本発明においてはポリアルキレンポリオールを水酸基を
有する必須成分として使用しているが、この理由は、ア
クリルポリオール、アルキッドポリオール、エポキシポ
リオールなどと比較して粘度が低く、無機充填剤の使用
量を多くすることができるためである。なお、ポリアル
キレンポリオールを使用しないばあいでも、溶剤、可塑
剤などの併用により配合物の粘度を低くすることができ
るが、一般のウレタン塗料からもわかるように、溶剤を
使用すると厚塗りが不可能で、１回につきせいぜい１０
ＩＪｎ程度の厚さまでしか塗布することができない。一
方、可塑剤を併用すると、とくに多量に併用すると、塗
膜と鉄板などの金属板との密着性がわるくなるとともに
、可塑剤が溶出したりし、上水用鉄管の防食塗料などの
用途には使用しがたくなる。

本発明の防食塗料は、ゲル化時間が３０分以内、好まし
くは１５分以内に調整されている。ゲル化時間の調整に
は触媒を用いてもよく、Ａ液またはＢ液を加温して調整
してもよい。ゲル化時間を加温により調整するばあいに
は、通常Ａ液を４０〜８０℃に加温し、要すれば触媒を
加えて、その雰囲気温度で１５分以内に調整するのが望
ましい。

ゲル化時間が３０分より長くなると、防食塗料を垂直面
やパイプなどに塗布したばあい、とくに厚塗りしたばあ
いにだれたり、たとえだれなくても空気中の水分とイソ
シアネート基とが反応して発泡したりする、というよう
な問題がおこりやすくなる。

なお本明細書にいうゲル化時間とは、Ａ１８両液を約２
００ｇのスケールで所定量混合してからその雰囲気温度
で混合液の流動性がなくなるまでの時間をいう。

本発明の防食塗料は、すでに説明したように、使用に当
りＡ液およびＢ液を所定量混合し、へヶ塗、コテ塗など
の方法や２液温合スプレー機によるスプレー法などの方
法により塗付される。

また、使用される金属管としては、鋼管、ダクタイル鋳
鉄管のほか、一般に防食を必要とする鋼材および製造プ
ラント用金属管などがあげられ、これらの内面のみなら
ず外面を塗布するものである。

つぎに本発明の防食塗料を実施例に基づき説明する。

実施例１ ０ＨＶ　２８０のポリプロピレングリコール１００部に
重炭酸カルシウム（吸油ｆｆ１２６ｃｃ／　１００！Ｉ
＋＞　　１２０部を混合し、３本ロールにかけたのち、
合成ゼオライト１０部、触媒であるジブチルチンジラウ
レート０．０６部を混合してＡ液を調製した。

一方、Ｃ−８０１（有機ポリイソシアネート化合物、Ｎ
ＧＯ当１１３６）をＢ液とした。

Ａ液／Ｂ液の配合割合を重量比で３．２３　／１．００
に設定し、すなわちＮＧＯ／　ＯＨの当量比が１．０５
になるように設定し、ゲル化時間が２０℃で３分間であ
ることを確認後、ショツトブラストした鉄板に耐温水性
および耐食塩水性を評価するために膜厚が１００−にな
るように、また塗膜硬度および耐衝撃性を評価するため
に膜厚が３５６虜となるように二頭式エアレススプレー
を用いて吹付は塗布した。また水質試験のために、１２
０Ｘ　７０ｍ、のガラス板に膜厚が０．５ｊＷｌとなる
ように前記と同様にして吹付は塗布し、テストピースを
作製した。

えられた試料を室温で７日間養生し、下記テストに用い
た。それらの結果を第１表に示す。

（塗膜硬度（ショアーＤ）） ＡＳＴＨＤ　２２４０ （耐衝撃性） ＡＷＷＡ　Ｃ２１３ （可曲性） 八−賀Ａ　Ｃ２１３ （耐温水性） ｍｓ厚１００．の塗布鉄板を５０℃水道水に３０日間浸
漬したのち評価し、塗膜面にフクレがないばあいを○、
フクレが発生するばあいを×と判定。

（耐食塩水性） 塗膜厚１００−の塗布鉄板を５０℃の３％食塩水に３０
日間浸漬したのち評価し、塗膜面にフクレがないばあい
を０１フクレが発生するばあいを×と判定。

（水質試験） ＪＩ４１４Ａ　Ｋ−１１５−１９７４溶解試験中、過マ
ンガン酸カリウム消費量の項目を実施し、合格をＯ１１
部格をＸと判定。

実施例２ 平均分子ｆｆ１７４０（ＯＨＶ　１５２）のポリプロピ
レングリコール８０部、グリセリン酸化プロピレン付加
物（ＯＩＩＶ　４８０）２０部、無機充填剤としてタル
ク（吸油ｆｆ１４０ｃｃ／　１００９　）　３０部、水
分吸収剤として無水石こう５０部およびジブチルチンジ
ラウレート０．０６部との混合物をＡ液として使用し、
Ｃ−ＭＤＩ　５５．４部をＢ液として使用したほかは、
実施例１と同様にして塗膜を形成し、物性を評価した。

それらの結果を第１表に示す。

実施例３ ０１１Ｖ　１５２のポリプロピレングリコール８５部、
ＯＨＶ　７５７のエチレンジアミン醸化プロピレン付加
物１５部、無機充填剤としてマイカ（吸油ｍ５９ｃｃ／
　１００ｇ）　６５８１Ｓおよび合成ゼオライト１０．
０部の混合物をＡ液としてを使用し、Ｃ−ＨＤＩ　６１
．８部をＢ液として使用したほかは、実施例１と同様に
して塗膜を形成し、特性を評価した。それらの結果を第
１表に示す。

実施例４ ０ＨＶ　１５２のポリプロピレングリコール４３．２部
とＯＨＶ　４２０のアニリン酸化プロピレン付加物５６
．２部トノ平均ＯＨＶ　３００　（Ｆ）ｆｉ金物１００
部、１００ｇ当りの吸油量が２５ｃｃのケイ０１００部
、合成ゼオライト１０部およびジブチルチンジラウレー
ト０．１部を混合し、Ａ液を調製した。

一方、ＯＨＶ　２８０のポリプロピレングリコール４０
．８部およびトリレンジイソシアネート５９．２部の反
応によりえられた末端ＮＣＯプレポリマー（遊離ＮＣＯ
２０，０％）をＢ液（イソシアネート成分）とした。

両液を５０℃に加温し、Ａ液２１０部とＢ液１１８部と
を混合したばあいのゲル化時間が４分３０秒であること
を確認したのち、実施例１と同様にしてテストピースを
作製し、特性を評価した。

それらの結果を第１表に示す。

実施例５〜７ 第１表に示す塗料組成の塗膜を形成し、特性を評価した
。それらの結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例１で用いたポリプロピレングリコールのかわりに
０）ＩＶ　１００のポリプロピレングリコールを用いた
ほかは、実施例１と同様にしてＡ液を調製し、Ｃ−ＭＤ
Ｉ　２５．５部をＢ液として用い、実施例１と同様にし
て塗膜を形成し、特性を評価した。それらの結果を第１
表に示す。

比較例２ ＨＣＯｌｏＨの当量比がＯ，ａＯになるようにＢ液を用
いたほかは、実施例１と同様にして塗膜を形成し、特性
を評価した。それらの結果を第１表用に示す。

比較例３ 第１表に示すように、ＯＨＶ　１５２のポリプロピレン
グリコール５９．５部とＯＨＶ　３２０のビスフェノー
ルＡｌｌ化プロピオン付加物４０．５部の混合ポリオー
ルを用いること、配合剤としてタールを３０部用いるこ
と、および重炭酸カルシウムを減量したこと以外は実施
例１と同様にしてＡ液を調製し、Ｃ−８０１５６，０部
をＢ液として用いて塗膜を形成し、特性を評価した。そ
れらの結果を第１表に示す。

比較例４〜６ 第１表に示すＡ液、Ｂ液を第１表に示す割合で用いたほ
かは、実施例１と同様にして塗膜を形成し、特性を評価
した。それらの結果を第１表に示す。

［以下余白］ 第１表の結果から、比較例１でえられた塗膜の耐温水性
、耐食塩水性がわるいことがわかる。

また比較例２〜３でえられた塗膜の耐温水性、耐食塩水
性がわるく、水質試験に合格しないことがわかる。ざら
に比較例４〜６の結果から、ポリオールの水酸基価が４
０４と大きすぎると塗膜の耐衝撃性、可曲性が劣り、無
機充填剤を使用しないと耐温水性、耐食塩水性が劣り、
ゲル化時間が３０分以上と長過ぎると発泡が大きく、塗
膜を形成しないことがわかる。

［発明の効果］ 本発明の塗料は硬質のウレタン塗料であり、比較的低粘
度のポリアルキレンポリオールに、通常の塗料と比較し
てより多量の、はとんど毒性のない無機充填剤を配合し
たものであり、防食性能に優れ、水道管の内面塗装にも
適しており、しかも厚塗り可能である。その上、形成さ
れるウレタン樹脂に水酸基やイソシアネート基がほとん
ど残存しないように設定されているため、吸水性、透湿
性、透水性が小さく、電気抵抗が大きく、水浸漬時でも
電気絶縁性が大きく、耐ｔａｉｌ性や耐油性、耐薬品性
も良好である。また可塑性などを必須成分とてしないた
め、金属との密着性も良好である。

特許出願人　　第一工業製薬株式会社 はか１名

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（１）水酸基価が１５０〜３５０のポリアルキレン
   ポリオール１００重量部、 （２）１００ｇ当りの吸油量が１２０ｃｃ以下の無機充
   填剤５〜２５０重量部、 （３）水分吸収剤０．１〜１５０重量部および（４）有
   機ポリイソシアネート化合物 からなり、（４）中のイソシアネート基／（１）中の水
   酸基の当量比が０．８５〜１．５／１．０であり、かつ
   ゲル化時間が３０分以内に調整されていることを特徴と
   する金属管用防食塗料。