JPS594657A - ガス配管用エポキシ樹脂系ライニング材 - 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】 この発明はガス配管の内面ライニングに用いるエポキシ
樹脂系ライニング材に関する。

エポキシ樹脂を主体とした配合系と硬化剤を主体とした
配合系とからなる二液型のエポキシ樹脂組成物は、使用
直前に上記ふたつの配合系を混合して施工面に適用し常
温で自然硬化させることによって耐熱性、防食性、接着
性などにすぐれる塗膜その他の成形物を形成するもので
ある。近年、かかる二液型のエポキシ樹脂組成物をガス
配管の内面ライニング材として応用する試みがなされて
いる。

ガス配管の内面ライニング材に要求される性能としては
、施工性の面から、■攪拌混合性がよいこと、■可使時
間が長くて指触硬化時間が短いこと、■管内面への濡れ
性がよくかつ塗膜か非垂下性であること、などが挙げら
れる。また、施工後の塗膜特性の面からは、■十分な機
械的特性および防食特性を発揮しうるように約１０２〜
５Ｘ１０３μ、好適には５ＸＩ０２〜２×１０３μの塗
膜厚みを有していること、■配管内面を完全に被覆して
内圧が負荷してもガス漏れをおこさないものであるごと
、■配管の変形に対して塗膜が良好に追随すること、■
配管内のガスに対してずぐれた耐性を有していること、
などが挙げられる。

今日まで、上記施工性の面での■〜■の要求に対しては
、施工時の温度（５〜３５℃程度）で６０分以上の可使
時間と２４時間以内の指触硬化時間を有し、かつ混合直
後の粘度が約５Ｘ１０３〜１０６センチポイズ、より好
適には１０’センチボイズ前後で、適度なチクソトロピ
ック性を有してなる前記二液型のエポキシ樹脂組成物が
用いられ、これによって上記特性を満足させていた。し
かし、施工後の塗膜特性の面、とくに前記■の要求には
充分にこたえることができず、たとえば外力によって管
体および管継手部に曲げ、引張り、振動が生じたとき、
これら変動に良好に追随できず・・、結果としてライニ
ング塗膜の損傷、破壊、剥離をおこし、実用に供しえな
（なる場合が多かった。

このため、ライニング塗膜に可とう性を付与し、変形に
対する追随性を向上させる工夫がなされている。たとえ
ばエポキシ樹脂配合系におけるエポキシ樹脂として、ダ
イマー酸ジグリシジルエステルの如きグリシジルエステ
ル型エポキシ樹脂やポリエチレングリコールジグリシジ
ルエーテルの如きポリアルキレングリコールジグリシジ
ルエーテル型エポキシ樹脂等の可とう性エポキシ樹脂を
使用し、これと長鎖ポリアミドアミン系硬化剤やポリエ
ーテルポリアミン系硬化剤等の可とう性硬化剤とを組み
合せて使用する方法が知られている。

上記方法によると、破壊伸びが５０％以上となるような
すぐれた可とう性を有するものが得られるが、このよう
に可とう性を向−■−させることにより逆に耐ガス性が
悪くなり、前記■の要求を満足できなくなって、経時的
に塗膜にふくれ、剥離が生じてくるという問題がある。

また、上記以外の可とう性硬化剤として、ブタジェン−
アクリロニトリルゴムで変性したアミンが提案されてい
るが、この場合でも可とう性は賦与されても耐ガス性に
十分な効果が見い出されず、前述の場合と同様に可とう
性と耐ガス性とを同時に満足させることは困難であった
。

そこで、この発明者らは、前記要求特性のなかでもとく
に■と■とを共に満足させつるエポキシ樹脂系ライニン
グ材につき鋭意検討した結果、エポキシ樹脂配合系にお
ける樹脂分として特定の樹脂を特定割合で使用すること
により、上記要求特性に非常に好結果が得られることを
知り、この発明をなすに至ったものである。

すなわち、この発明は、ガス配管の内面に施されるエポ
キシ樹脂配合系と硬化剤配合系との二Ｉシ型のエポキシ
樹脂系ライニング材において、上記のエポキシ樹脂配合
系の樹脂分の５〜７５重附％がエポキシ樹脂とカルボキ
シル基含有のブタジエンーアクリロニ）　ＩＪル共重合
体との反応により得られる樹脂（以下、単にＢＮ変性エ
ポキシ樹脂という）からなることを特徴とするガス配管
用工Ｊ！キシ樹脂系ライニング材、並びに上記特定のエ
ポキシ樹脂配合系かあるいは硬化剤配合系かの少くとモ
一方にさらにシラン系カップリング剤を配合したことを
特徴とするガス配管用エポキシ樹脂系ライニング材、に
係るものである。

この発明のエポキシ樹脂配合系の樹脂分（こは、前記Ｂ
Ｎ変性エポキシ樹脂と未変性のエポキシ樹脂とが含まれ
るほか、必要に応じてこれら樹脂と相溶しうる各種の熱
硬化性樹脂または熱可塑性樹脂が包含される。代表的な
熱硬化性樹脂として（ま、フエノギシ樹脂、フェノール
樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂などが挙げられ、また
熱可塑性樹脂の例としてはポリエステル樹脂、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、チオコール樹脂、アイオノマー
樹脂、変性ブタジェン−アクリロニトリル樹脂、酢酸ビ
ニルＩｊｌｌＬ　コールタールやアスファルトピッチな
どの石炭９石油残渣樹脂などが挙げられる。

ＢＮ変性エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂とカルボキシル
基含有のブタジエンーアクリ口ニトリル共重合体とをた
とえば１５０℃前後の温度で反応させることによって得
られるものであるが、この反応に用いる上記の共重合体
としては、下記の一般式で表わされる分子両末端にカル
ボキシル基を有するものが好適である。

また、このような共重合体と反応させるエポキシ樹脂と
しては、通常ビスフェノール型エポキシ樹脂が用いられ
る。エポキシ当量としては１００〜３，５００程度で、
１分子中に平均２個以上のエポキシ基を含有するものが
好ましい。上記以外のエポキシ樹脂として、環状脂肪族
エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、グリシジル
エステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキ
シ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂なども使用可能
である。

ＢＮ変性エポキシ樹脂と併用される未変性のエポキシ樹
脂としては、上記ＢＮ変性エポキシ樹脂の場合と同様に
、一般にビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく用い
られる。またこのビスフェノール型エポキシ樹脂と共に
グリシジルエステル型エポキシ樹脂やポリグリコール型
エポキシ樹脂の如き可とう性エポキシ樹脂を併用するの
も好ましい。ただし、可とう性エポキシ樹脂の使用量は
、エポキシ樹脂全量（ＢＮ変性エポキシ樹脂の合成原料
としてのエポキシ樹脂も含まれる）の３０重量％以下で
あるのがよい。これより多くなると、耐ガス性に問題を
生じるおそれがある。

このようなエポキシ樹脂配合系の樹脂分中に占める前記
ＢＮ変性エポキシ樹脂の割合は、５〜７５重量％、好適
には１５〜６５重量％であり、この範囲内に設定するこ
とによって、ライニング塗膜の可とう性と耐ガス性とに
共に好結果が得られることが見い出された。これに対し
、上記割合が５重量％に満たないかあるいは７５重量％
を超えてしまうと、可とう性か耐ガス性かのいずれかの
特性を大きく損う結果となる。

この発明のエポキシ樹脂配合系には、以」−の樹脂分の
ほか、ジブチル７タレート、ジオクチルフタレート、フ
ルフリルアルコール、メタノールなどの非反応性希釈剤
、シリカ、クレー、石炭粉、炭酸カルシウム、アスベス
トなどの充填剤や流動調整剤などの公知の添加剤がへ使
用目的に応じて配合される。これらの成分は樹脂分１０
０重量部に対して通常１〜３００重量部程重量部台で月
いられる。

また、この発明に適用される硬化剤配合系における硬化
剤としては、ポリアミドアミン、ポリアミド、芳香族ア
ミン、ポリエーテルポリアミン、ポリアルキレンポリア
ミン、ブタジェン−アクリロニトリルゴム変性アミン、
アミン変性アダ・７ト、ケチミン、アミン内在アダクト
、分離アダクト、イミダゾール、グアニジンなどが挙げ
られる。

これら硬化剤のうち、ブタジェン−アクリロニトリルゴ
ム変性アミン、長鎖ポリアミドアミン、ポリエーテルポ
リアミン等の可とう性成化剤は、全硬化剤の３０重量％
以下の割合とするのがよい。

これより多くなるとライニング塗膜の耐ガス性に問題が
生じてくる。

この硬化剤配合系にはこのような硬化剤を主成分として
これに樹脂配合系におけると同様の充填剤その他流動調
整剤などの公知の添加剤が使用目的に応じて配合される
。これらの池の成分は硬化剤主成分１００重量部に対し
て通常１〜３００重量部の割合で用いられる。

この発明の二液型のエポキシ樹脂系ライニング材におい
て、エポキシ樹脂配合系と硬化剤配合系との配合比は、
一般的には、エポキシ樹脂配合系対硬化剤配合系が１＝
１〜４：１の範囲となるようにするのがよい。

この発明においては上記構成によって充分に満足できる
可とう性と耐流体性（耐ガス性）を得ることができるが
、両特性中尉ガス性をさらに一段と向上させるために、
エポキシ樹脂配合系と硬化剤配合系とのうち少なくとも
一方にシラン系カップリング剤を配合することができる
。

このシラン系カップリング剤は、その官能基が破着体の
素地表面の反応基並びに樹脂中に含まれる反応基と反応
することにより素地表面での密着性を向上させ、また硬
化前並びに硬化後の素地界面における撥水性、撥液性に
も好結果をもたらし、これが耐ガス性ないし接着性の改
善に寄与するものである。

このよ、うなシラン系カップリング剤としては、たとえ
ば一般式Ｘ５ｉＹ３（Ｘはビニル基、メタアクリロキシ
プロピル基、アミノアルキル基、メルカプトアルキル基
、エポキシアルキル基などの非加水分解型の有機基、Ｙ
はたとえばハロゲン、アルコキシ基などの加水分解基）
で表わされるシラン化合物が好適で、具体的にはγ−ア
ミノピロピルートリエトキシシラン、ビニル−トリアセ
トキシシランなどが挙げられる。

これらシラン系カップリング剤の使用量は、エポキシ樹
脂配合系を構成する樹脂と硬化剤配合系を構成する樹脂
との合計量１００重量部に対して０．１〜５重阻部程度
とするのがよい。あまり少ないと耐ガス性ないし接着性
の改善効果に乏しく、逆に多くなりすぎると接着性がむ
しろ低下し耐ガス性に好結果を与えない。

どめ発明者の研究によれば、ガス配管が受ける外力・内
力の変形に対して十分な追随性を有するためには、通常
内面ライニング材として、３０％以上の引張り破壊伸び
番有していることが必要であり、また配管内のガス流体
内容物に対する耐久性としては、それら流体内容物の雰
囲気中ないしは流体内容物モデル化合物（液体）に１ケ
月浸漬後の重量変化率が通常２０％以下であることが必
要とされる。

この発明では、すでに詳述してきたように、エポキシ樹
脂配合系の樹脂分として前記ＢＮ変性エポキシ樹脂を特
定割合で用いるようにしたから、これによって上記の引
張り破壊伸びを３０％以上にすることができ、また上記
流体内容物雰囲気中の重量変化率を２０％以下に抑える
ことができる。

このことは、後記の実施例にてらしてきわめて明白であ
る。

以上詳述したとおり、この発明の二液型のエポキシ樹脂
系ライニング材は、ガス配管が受ける外力や内方の変形
に対して十分追随しえる可とう性と、ガス配管内部を流
れるガス流体に対する耐久性にすぐれているから、プロ
パンガスやその他化学ガス等を流体内容物とする配管の
内面ライニング材として極めて有効である。

この発明のライニング材は、塗装用ピグを圧送ないしは
索引するピグ方式によるライニング法や、トルエンやメ
チルイソブチルケトン等の混合によるエポキシ樹脂用シ
ンナーにより適当に粘度調整されてジェットライニング
法やスプレーライニング法により直接配管内面にライニ
ングされるだけでなく、配管内部に予じめ成型されたチ
ューブを装填する工法の接着ライニング材としても使用
される。

以下、この発明の実施例を記載する。以下において部と
あるのは重量部を示すものとする。

実施例１ エピコート＃８２８（油化シェル手ボキシ社製のビスフ
ェノール型エポキシ樹脂）８０部とハイカーＣ子ＢＮ１
３００Ｘ８（Ｂ、Ｆ、グツドリッチ社製の両末端カルボ
キシル基含有のブタジェン−アクリロニトリル共重合ゴ
ム）２０部とを、溶解混合釜中で１４０℃で２．５時間
反応させることにより、１３Ｎ変性エポキシ樹脂を得た
。

このＢＮ変性エポキシ樹脂５０部、エピコート＃８２８
（前出）３５部、Ｓ’Ｒ−ＴＰＧ　　（版本薬品工業社
製のポリグリコール型エポキシ樹脂）１５部、チタン白
Ｒ−６５０（堺化学工業社製）５０部、ノ＼イトロン（
竹原化学工業社製のタルク）３０部、アエロジル＄３８
０（日本アエロジル社製の微粉末シリカ）２部およびシ
ランカップリング剤ＫＢＭ＃４０３（信越化学社製）１
部を、常温にてブランタリーミキサーにより混合を行い
、エポキシ樹脂配合系を調製した。

次に、サンマイド＄３０１−Ｄ改２（三相化学社製の長
鎖ポリアミドアミン）３５部、サンマイド７６Ｔ（三相
化学社製のポリアミドアミン）６５部、チタン白Ｒ−６
５０（前出）６０部、ハイトロン（前出）４０部および
アエロジル＃３８０（前出）３部を、常温にてプランタ
リミキ、サーにより混合を行い、硬化剤配合系を調製し
た。

上記のエポキシ樹脂配合系と硬化剤配合系とを重量比で
ｌ＝１の割合で使用して、この発明の二液型のエポキシ
樹脂系ライニング材とした。

実施例２ 実施例１で得たＢＮ変性エポキシ樹脂２５部、エピコー
ト＃８２８（前出）６５部、５Ｒ−ＴＰＯ（前出）１０
部、石英粉３Ｈ（長瀬産業社製）７０部、ハイトロン（
前出）１５部、アエロジル＃３８０（前出）２．５部を
、常温にてブランタリーミキサーにより混合を行い、エ
ポキシ樹脂配合系を調製した。

次に、サンマイド７６Ｔ（前出）７５部、ハイカーＡＴ
ＢＮ１３００Ｘ１６（Ｂ、Ｆ、グツドリッチ社製の両末
端アミン基含有ブタジェン−アクリロニトリル共重合ゴ
ム）２５部、Ｓタルク（朝食粉剤社製）１００部、アエ
ロジル８３８０（前出）３部を、常温にてブランタリー
ミキサーにより混合を行い、硬化剤配合系を調製した。

上）己のエポキシ樹脂配合系と硬化剤配合系とを重量比
でｌ：ｌの割合で使用して、この発明の二液型のエポキ
シ樹脂系ライニング材とした。

実施例３ 実施例１で得たＢＮ変性エポキシ樹脂６５部、エピコー
ト＄８２８（前出）２０部、５Ｒ−ＴＰＯ（前出）１０
部、石英粉３１１（前出）７０部、ノ１イトロン（前出
）１５部、アエロジル＃３８０（前出）　２．５部、シ
ランカップリング剤（前出）０．８部を、常温にてブラ
ンタリーミキサーにより混合を行い、エポキシ樹脂配合
系を調製した。

次に、サンマイド７６Ｔ（前出）７０部、サンマイド＃
３０１−Ｄ改２（前出）２０部、エポミツ′りＱ−６９
２（三片石油化学エポキシ社製のポリエーテルポリアミ
ン）１０部、Ｓタルク（前出）１００部、アエロジル＄
３８０（前出）３部を、常温にてブランタリーミキサー
により混合を行い硬化剤配合系を調製した。

上記のエポキシ樹脂配合系と、硬化剤配合系とを重量比
で２＝１の割合で使用して、この発明の二液型のエポキ
シ樹脂系ライニング材とした。

比較例１ エピコート＃８２８（前出）８５部、５Ｒ−ＴＰＧ（前
出）１５部、チタン白Ｒ−６５０（前出）５０部、ハイ
トロン（前出）３０部、アエロジル　＃３８０（前出）
２部、シランカップリング剤　＃３８０（前出）１部を
、常温にてブランタリーミキサーにより混合を行い、エ
ポキシ樹脂配合系を調製した。

このエポキシ樹脂配合系と、実施例１の硬化剤配合系と
を重量比で１：ｌの割合で使用して、二液型のエポキシ
樹脂系ライニング材とした。

比較例２ ハイカーＡＴＢＮ　　１３００Ｘ１６　（前出）４５部
、エポミツクＱ６９２（前出）４０部、サンマイド＃３
０１１２（前出）１５部、Ｓタルク（前出）８０部、ア
エロジル＃３８０（前出）２．５部を、常温にてブラン
タリーミキサーにより混合を行い、硬化剤配合系を調製
した。

比較例１のエポキシ樹脂配合系と上記の硬化剤配合系と
を重は比で１＝１の割合で使用して、二液型のエポキシ
樹脂系ライニング材とした。

比較例３ 実施例１で得、たＢＮ変性エポキシ樹脂８５部、５Ｒ−
ＴＰＯ（前述）１５部、チタン白Ｒ−６５０（前出）５
０部、ノ１イトロン（前出）３０部、アエロジル１３８
０（前出）２部を、常温審こてブランタリーミキサーに
より混合を行１７）、エポキシ樹月旨配合系を調製した
。

このエポキシ樹脂配合系と実施例２の硬化ｕｌ配合系と
を重量比で１：１の割合で使用して、二液型のエポキシ
樹脂系ライニング材とした。

上記実施例１〜３および比較例１〜３の各ライニング材
の特性を調べるため以下の試験を行った。

１）引張り破壊伸び；各ライニング材のエポキシ樹脂配
合系と硬化剤配合系とを混合し、ＪＩＳＫ−７１１３に
規定する２号ダンベルに硬化打抜き成型し、引張り試験
機を使用して、２３℃、１馴／分の条件で測定した。

２）重量変化率；各ライニング材のエポキシ樹月旨配合
系と硬化剤配合系とを混合し、１．５＋ｒｇｒｌ厚×５
０馴巾×５０馴長さに硬化成型した。これをガス耐久性
のモデル試験として、ａ）ベンゼン３０容積％とイソオ
クタン７０容積％との混合液に２３℃で３０日間浸漬し
たのちの重量変化率と、１））蒸留水に２３℃で３０日
間浸漬したのちの重量変化率とを、測定した。

各試験の結果はつぎの表に示されるとおりてあった。

上表つ）ら明らかなように、この発明のライニング材は
、ガス配管の内面ライニングに要求される３０％以上の
引張り破壊伸びを有し、しかもガス流体のモデル化合物
に浸漬したときに２０％以下の重置変化率を示しており
、ガス配管用としてきわめて実用的であることがわかる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ガス配管の内面に施されるエポキシ樹脂配合
   系と硬化剤配合系との二液型のエポキシ樹脂系ライニン
   グ材において、上記のエポキシ樹脂配合系の樹脂分の５
   〜７５重量％がエポキシ樹脂とカルボキシル基含有のブ
   タジェン−アクリロニトリル共重合体との反応により得
   られる樹脂からなることを特徴とするガス配管用エポキ
   シ樹脂系ライニング材。
2. （２）　　ガス配管の内面に施されるエポキシ樹脂配合
   系と硬化剤配合系との二液型のエポキシ樹脂ライニング
   材において、上記のエポキシ樹脂配合系の樹脂分の５〜
   ７５重量％がエポキシ樹脂とカルボキシル基含有のブタ
   ジェン−アクリロニトリル共重合体との反応により得ら
   れる樹脂からなり、かっこのエポキシ樹脂配合系と前記
   の硬化剤配合系との少くとも一方にシラン系カップリン
   グ剤を含有させ、その含量を両配合系の樹脂分合計量１
   ００ｉｉＪＦｔ部に対して０，１〜５重附部の範囲に設
   定したことを特徴とするガス配管用エポキシ樹脂系ライ
   ニング材。