JPS6395216A - 無溶剤二液型ウレタン塗料組成物で被覆した鉄管類 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐衝撃性、耐薬品性、耐塩水性および耐食性
を目的とした無溶剤二液型ウレタン塗料組成物で被覆し
た鉄管類に関する。

〔従来の技術〕

上下水道管、工業用水管およびガス管として使用されて
いる鉄管類は、土中埋設による外面腐食および上下水等
による内面腐食を防止する目的で、コールタール、アス
ファルト、タールエポキシ樹脂塗料、タールウレタン樹
脂塗料等の防食塗料で被覆されている。しかし、これら
の被覆材の多くは有機溶剤を含み、引火爆発の危険性を
有し、かつ有機溶剤は乾燥過程で大気中に飛散するため
大気汚染の発生源となる。

さらにコールタール系物質は、時化則の第二類管理物質
に規定され、また有機溶剤類は労働安全衛生法の有機溶
剤中毒予防規則に定められており、その取扱いはいずれ
も安全衛生上問題がある。しかも前記塗料は、一般に乾
燥が遅く、ハンドリングに時間がかかるという欠点があ
る。

これらの欠点を改良したものとして近年、無溶剤二液型
ウレタン樹脂塗料が開発されて来た。最も単純なウレタ
ン樹脂組成物はヒマシ油とポリイソシアネートの二成分
系であるが、この場合は、その硬化塗膜の硬度は低く、
また、耐食性も劣り、実用的でない。この欠点を補ない
、前記した従来公知の塗料と同等程度の物性、耐食性を
有し、しかも、スプレー塗装可能なウレタン樹脂塗料と
して、ヒマシ油にポリエーテルポリオ−′ルを併用する
系が開発され、実用化されている（特開昭５９−１９７
４６６．６０−１３８５５．６０−３２８５７．６０−
４７０７４．６１−２６６７５号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、ポリエーテルポリオールを含有するウレタン
樹脂塗料は、ポリエーテルポリオールの吸湿性が大きい
ため一般に厚塗り時に発泡しやすく、また、その硬化塗
膜は水に浸漬した場合吸水しやすく、金属素地との付着
劣化や腐食□を起しゃすく、満足すべき性能を有しない
。一方、ポリ、エーテルの代りにポリブタジェンジオー
ルを使用することも促案されているが（特開昭５９−１
９７４６７〜９号公報）ポリブタジェンジオールは二官
能性であるため、得られる塗膜の架橋密度が低く、水に
より膨潤しやすく、また樹脂粘度が高く、スプレー塗装
し難いという欠点を有する。

本発明は、前記問題点を解決するために耐衝撃性、耐薬
品性、耐水性および耐食性が従来公知の塗料と同等以上
で、かつ、塗装時、発泡し難い無溶剤二液型ウレタン塗
料組成物で被覆した鉄管類の提供を目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、（Ａ）（ａ）ひまし油５０−９５重量％、（
ｂ）２価アルコール１−３０重量％、（ｃ）３価以上の
多価アルコール３−３０重量％で、各成分の総和が１０
０重量％となるように反応させて得られるポリオール１
００重量部に対し、さらにｆｄ）ε−カプロラクトン３
−３０重量部反応させて得られる数平均分子１．０００
以下、水酸基価１５〇−３５０のポリオールと（Ｂ）ポ
リイソシアネート、を必須成分とし、イソシアネート基
とポリオールの水酸基との当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）が、
（０，６−１，６）／１．０である無溶剤二液型ウレタ
ン塗料組′酸物で被覆した鉄管類と要約され、それによ
れば前記のような安全衛生上の問題がなく、かつ、発泡
のない強力な防食被覆を施した鉄管類を提供することが
出来る。

未発明で使用する（Ａ）ポリオールの構成成分である（
ｂ）成分の２価アルコールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジ
プロピレングリコール、１．３−ブタンジオール、１．
４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１．６
−ヘキサンジオール、オクタンジオール、１．２−ヒド
ロキシステアリルアルコール、水添ビスフェノールＡ１
シクロヘキサンジメタツール等が挙げられる。（ｅ）成
分の３価以上の多価アルコールとしては、グリセリン、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペン
タエリスリトール、ジグリセリン、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール等が例示される。

また、ジメチロールプロピオン酸や乳酸のようなオキシ
カルボン酸も適宜、使用することは可能である。

本発明を構成する（Ｂ）成分であるポリイソシアネート
は、（Ａ）成分のポリオールの硬化剤であり、脂肪族系
、脂環式系、芳香族系の各ポリイソシアネートまたはそ
れらの混合物が使用出来る。

脂肪族系は一般にヘキサメチレンジイソミアネート（Ｈ
ＭＤＩ）、脂環式系はイソホロンジイソシアネート（Ｉ
　ＰＤ　Ｉ）　、芳香族系はトリジ／ジイソシアネート
（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤ
Ｉ）、ポリフェニルメタンポリイソシアネート（クルー
ドＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネー）（ＸＤＴ）あ
るいはこれらのビューレフトまたはイソシアヌレート構
造を有する三量体化合物、これらのポリイソシアネート
とポリオールの付加反応化合物等が代表的なものである
が、価格、塗装作業性、硬化塗膜の物性の点で、クルー
ド　ＭＤＩやＴＤＩ等の芳香族系のポリイソシアネート
が好ましい。

本発明の（Ａ）成分であるポリオールは、成分（ａ）、
（ｂｌ、（ｃｌを２００−２５０℃で、必要に応じて塩
基性触媒を用いてエステル交換させた後、約２００℃で
、ｔｄｌ成分を開環付加反応させて得られる。

（ａｌ成分のひまし油は、（ａｌ、（ｂｌ、（ｃ１各成
分の総和の５０−９５重量％、好ましくは７０−９０重
世％であり、５０重四部未満では塗料粘度が上り、塗膜
の平滑性が失われる。一方、９５重屑％を越えるとひま
し油単独の性質に近づき、塗膜硬度は低く、耐食性に劣
る。（ｂｌ成分の２価アルコールは、１−３０重量％、
好ましくは２−１０重四部であり、１重量％未満では塗
膜の耐衝撃性に劣り、３０重四部を越えると塗膜の硬度
が極端に低下する。［Ｃ１成分の３価以上のアルコール
は、３−３０重四部、好ましくは３−１５重四部であり
、３重量％未満では、塗Ｒ１の架橋密度が減少し、塗膜
は硬度が低下し、水浸漬により膨潤しやすく、また３０
重量％を越えると塗膜は脆くなり、耐衝撃性、付着性が
著しく低下する。（ｄｌ成分のε−カプロラクトンは、
ｆａ）、（ｂｌ、（ｃ）からなるポリオール１００重量
部に対して、３−３０重四部の割合で使用され、樹脂の
相溶性と可撓性を付与するが３重量部以下では効果少な
く、３０重量部を越えると塗膜硬度の低下をきたす。

またポリオールの数平均分子量は１，０００以下、水酸
基価１５０〜３５０が適当である。なお数平均分子量が
１．０００を越すと塗料化の際の及び塗装作業時の作業
性が悪くなり、又水酸基価が１５０未満では架橋密度が
低くなるため塗膜硬度が低下し耐蝕性が悪くなる。逆に
３５０を越えると１１撃性、屈曲性等の抑性が低下する
。

（Ｂ）成分のポリイソシアネートは（Ａ）成分であるポ
リオールの水酸基とポリイソシアネートのイソシアネー
ト基の当量比（Ｎ　Ｇ　Ｏ／　ＯＨ）が（０，６−１，
６）／　１．　Ｏになる量だけ使用されるが、当量比が
０．６未満では硬化不十分となり、１．６以上では物性
の低下が著しく、いずれも耐食性に悪影響を及ぼす。

該ウレタン塗料組成物の構成成分の他に必要に応じ、ジ
ブチルチンジラウレート、ジブチルチンジアセテート等
の有機金属化合物や各種アミン類を反応触媒として添加
したり、酸化チタン、弁柄、黄鉛、亜鉛華、カーボンブ
ランク、フクロシアニンブルー等の有機または無機系の
着色顔料、鉛丹、鉛酸カルシウム、クロム酸亜鉛、塩基
性クロム酸鉛、モリブテン酸亜鉛、縮合燐酸亜鉛等の防
錆顔料、シリカ、パライト、炭酸カルシウム、クレー、
タルク、マイカ等の体質顔料を配合したり、さらに助剤
として各種の平滑剤、吸湿剤、シランあるいはチタン系
カップリング剤等の使用も可能である。

鉄管への塗装方法は■外面塗装の場合は表面をショツト
ブラストにより処理した後■内面の場合は表面をグライ
ンダー又はワイヤプラソシー等で処理した後、管を回転
させながら本発明の無溶剤二溶液型ウレタン塗料を塗装
する。本発明の無溶剤二熔液型ウレタン塗料は常温また
は５０〜８０℃に加温してスプレーまたは遠心投射によ
る塗装方法が取られているが、特に二頭ガンエアレスス
プレー塗装が好ましい。塗装作業性や塗膜の損傷防止を
有利にするためには鉄管を６０〜９０℃に加熱して塗装
するのが望ましい、膜厚は外面で１．５ｍｍ以下、内面
で１ｍｍ以下を目標にするが、膜厚はいくらでも調整が
可能である。

〔効果〕

本発明によれば０．１〜数ｍｍの厚膜で、耐衝撃性、耐
薬品性、耐水性および耐食性にすぐれたウレタン塗料で
被覆された鉄管類を得ることが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により説明する。

（実施例１） （Ａ）ポリオールの製造 ひまし油８８重量部、ペンタエリスリトール９重量部、
１．４ブタンジオ一ル３重量部を水酸化リチウム０．０
２重量部の存在下、２５０’Ｃで１時間エステル交換反
応させた後、ε−カプロラクトン８重量部を、２００℃
で３時間反応させ、水＃基価２９８、粘度１１．１ボイ
ズ（２５℃）のポリオールを得た。

（実施例２〜９） 実施例１と同様な方法で、ひまし油と多価アルコールを
エステル交換し、さらに、Ｓ−カプロラクトンを付加さ
せ、一連のポリオールを得た。

各ポリオールの成分と特性値を表１に示す。

（比較例１０〜１６） 実施例１と同様な手法で、ひまし油と多価アルコールを
エステル交換し、さらに、ε−カプロラクトンを付加さ
せ、比較例としてのポリオールを得た。但し、比較例１
５のみは、ひまし油と１．４−ブクンジオール、ペンタ
エリスリトールとのエステル交換のみで、ε−カプロラ
クトンの付加は行っていない。

各ポリオールの成分と特性値を表１に示す。

（以下余白） 表１にポリオール樹脂組成、塗料配合、及び性能試験の
結果を纏めた。構脂組成、塗料配合の各配合量はｇｔ、
１４部で表示した。

塗料化に際し主成分は該ポリオール樹脂に各顔料を配合
し３本ロールミルにてＪＩＳ　Ｋ　５４００６．２Ｂで
判定して２５〜３０μになる迄分散した。

又性能試験に供する試験板は旭大隅可変型２液ホットエ
アレス塗装機にて厚みが０．７〜ｌ、　Ｑ　ｍ　ｍにな
るようにエアレス塗装した後７日間室内にて乾燥硬化さ
せたものを使用した。

注１．　合成ゼオライトは東洋曹達製ゼオラムＡ４を使
用した。

末剤はそのａ能上土剤成分の顔料分散が終了した時点で
加えた。

注２．トリエチレンジアミンは反応促進の触媒として使
用するものでその景は主剤、硬化剤の混合物の流動時間
が２〜３分になる様に定めた。

注３．　クルードＭＤＩとしては三菱化成（株）のＰへ
ＰＩ−１３５（Ｎ００％３１．３　）を使用した。

注４．　変性ＭＤＩとしては日本ポリウレタン（株）の
コロネー）２０６１　　（Ｎ００２２％）を使用した。

注５．コム硬度試験はポリエチレンシート上に４〜５ｍ
ｍの厚みになるようにエアレス塗装し硬化後塗装膜をポ
リエチレンシートから剥し５０Ｘ５０ｍｍの大きさに切
断したものをシツアーＤ硬度計にて測定した。

注６．　衝撃試験は１．６Ｘ７０Ｘ１５０ｍｍのサンド
ブラスト調板にエアレス塗装しＪＩＳ　Ｋ　５４００６
、１３　Ｂ法で試験した。

試験の条件は半径６．３５±０．０３ｍｍの撃ち型と受
は台の間に塗膜面を上向きにしてはさみ質量Ｉ　Ｋ　ｇ
のおもりを５０ｃｍの高さから落下した時に生ずる塗膜
の変形にワレ、ハクリ等のｔμ傷があるか否かを調べ損
傷がない場合は更に損傷が生じる迄連続衝撃を行った。

。 注７．　屈曲試験は１．６Ｘ１００Ｘ３００ｍｍ（７）
サンドブラスト板に塗装したものをＪＴＳ　Ｇ　３４９
２の屈曲試験に店づいて塗膜面にワレを生じる迄の押し
出し距離を試験した。

注８．　塩水噴霧試験は１．６Ｘ７０Ｘ１５０ｍｍのサ
ンドブラスト板に塗装し素地に達する傷を入れたのちＪ
ＩＳ　Ｋ　５４００７．８により３０００ＨｒＳ試験し
た後偏部にＮＴカッターを入れ偏部から剥れなくなる迄
の距離を試験した。

注９．　吸水率の試験は往５ゴム硬度試験と同要領で作
成した５０Ｘ５０ｍｍ試験片を水道水に浸漬して浸漬前
後の重量増を次式によって算出し吸水率（％）として表
示した。

Ｗ　＝浸漬前の重量 Ｗｏ−浸漬後の重量 出廓人　　株式會社　栗本鐵工所 大日本インキ化学工業株式会社 大日本塗料株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）（ａ）ひまし油５０−９５重量％、（ｂ）２価ア
   ルコール１−３０重量％、（ｃ）３価以上の多価アルコ
   ール３−３０重量％で、各成分の総和が１００重量％と
   なるように反応させて得られるポリオール１００重量部
   に対し、さらに、（ｄ）ε−カプロラクトン３−３０重
   量部反応させて得られる数平均分子量１，０００以下、
   水酸基価１５０−３５０のポリオールと （Ｂ）ポリイソシアネート を必須成分とし、イソシアネート基とポリオールの水酸
   基との当量比（ＮＣＯ／ＯＨ）が（０．６−１．６）／
   １．０である無溶剤二液型ウレタン塗料組成物で被覆し
   た鉄管類。