JP2006137059A - Resin coated heavy-duty anti-corrosive steel material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、土中、河川および海洋等のように腐食環境の極めて厳しい条件下で
用いられる耐陰極剥離性に優れた樹脂被覆重防食鋼材、特に、鋼管、鋼管杭、鋼矢板、鋼
管矢板および土中に埋設されるラインパイプに関するものである。
The present invention relates to a resin-coated heavy anti-corrosion steel material excellent in cathodic peel resistance used under extremely severe conditions such as soil, rivers, and oceans, in particular, steel pipes, steel pipe piles, steel sheet piles, steel pipes. The present invention relates to a sheet pipe embedded in a sheet pile and soil.
土中、河川および海洋等で用いられる鋼管、鋼管杭、鋼管矢板および鋼矢板等の鋼構造
部材には、長期の耐食性を付与するためウレタン被覆を施したポリウレタン被覆鋼材が用
いられてきた。ポリウレタン被覆鋼材は、優れた防食性および耐食性を付与することが被
覆層の重要な役割であり、かかる性能を長期間にわたって保証するため、個々の機能に特
化した被覆層を多層積層する事が行われてきた。
For steel structural members such as steel pipes, steel pipe piles, steel pipe sheet piles, and steel sheet piles used in soil, rivers, oceans, and the like, polyurethane-coated steel materials with urethane coating have been used to provide long-term corrosion resistance. In polyurethane-coated steel materials, it is an important role of the coating layer to provide excellent corrosion resistance and corrosion resistance, and in order to guarantee such performance over a long period of time, it is possible to laminate multiple layers of coating layers specialized for individual functions. Has been done.
例えば、素地鋼材側から順に、素地鋼材に直接施される非常に薄いクロメート処理層、
10〜300μmの厚さのウレタンプライマー層、そして最も厚い1〜5mm程度のポリウレタン防食樹脂層の組み合わせが挙げられる。この場合、最上層のポリウレタン防食樹脂層が腐食因子の遮断と機械的な耐衝撃性の確保に、ウレタンプライマー層が鋼材への接着性の確保に、そして最下層のクロメート処理層がウレタン樹脂と鋼材の接着耐久性の確保にそれぞれ大きく寄与している。
For example, in order from the base steel material side, a very thin chromate treatment layer directly applied to the base steel material,
A combination of a urethane primer layer having a thickness of 10 to 300 μm and a polyurethane anticorrosive resin layer having a thickness of about 1 to 5 mm is mentioned. In this case, the uppermost polyurethane anticorrosive resin layer is used to block corrosion factors and ensure mechanical impact resistance, the urethane primer layer is used to ensure adhesion to steel, and the lowermost chromate treatment layer is used to form urethane resin. Each contributes greatly to ensuring the durability of steel.
しかしながら、近年、各種ポリウレタン被覆鋼材が広く世の中に普及するにつれ、港湾
施設の代表的な期待耐用年数である50年に対し、20年程度の防食耐久寿命しか有しないことが明らかになってきた。即ち、最上層のポリウレタン防食樹脂層が、その安定的な化学構造にさらに耐候剤としてカーボンブラックを配合することにより、材料として50年程度の材料寿命を有するにもかかわらず、実際には20年程度で鋼材とプライマー層の界面に進入してきた水・酸素等の腐食因子によってクロメート処理層が溶解・劣化するため被覆層全体が剥離し、被覆層による防食性能が全く期待できなくなるためである。特に以下に述べる様に電気防食(カソード防食法)を併用した場合に顕著に見られる。
However, in recent years, it has become clear that as various polyurethane-coated steel materials are widely spread in the world, they have a corrosion-proof durability life of about 20 years, compared with 50 years, which is a typical expected service life of port facilities. In other words, the uppermost polyurethane anticorrosive resin layer is actually 20 years in spite of having a material life of about 50 years as a material by adding carbon black as a weathering agent to its stable chemical structure. This is because the chromate treatment layer dissolves and deteriorates due to corrosion factors such as water and oxygen that have entered the interface between the steel material and the primer layer to some extent, so that the entire coating layer peels off and the anticorrosion performance by the coating layer cannot be expected at all. In particular, as described below, it is prominent when combined with cathodic protection (cathodic protection).
鋼矢板、鋼管杭、ラインパイプ等は、数十年以上の長期にわたっての防食が必要である
ため、ポリウレタン樹脂被覆による防食と併用して、カソード防食法が適用される。施工
の際、ポリウレタン樹脂に素地鋼材にまで達する疵がついた場合、鋼材はカソード防食の
効果によって防食されるが、ポリウレタン樹脂被覆層はカソード防食によって剥離しやす
くなる。この現象は、防食電流によって被覆層を透過した酸素が還元されてアルカリが発
生し、このアルカリのために樹脂被覆層の剥離が発生する、いわゆる「陰極剥離」として
知られているものである。ここで、「カソード防食法」とは、鋼材の電位を腐食が生じる
電位よりも卑な電位に下げて、不変態領域の電位とする防食法を意味し、具体的には犠牲
アノードを用いる方法と強制通電による方法がある。
Since steel sheet piles, steel pipe piles, line pipes, etc. need to be protected over a long period of several decades or more, the cathodic protection method is applied in combination with corrosion protection by polyurethane resin coating. In the case of construction, if the polyurethane resin has wrinkles that reach the base steel material, the steel material is protected by the cathodic protection effect, but the polyurethane resin coating layer is easily peeled off by the cathodic protection. This phenomenon is known as so-called “cathode peeling” in which oxygen that has permeated through the coating layer is reduced by an anticorrosion current to generate an alkali, and the resin coating layer peels off due to this alkali. Here, the “cathodic anticorrosion method” means an anticorrosion method in which the potential of the steel material is lowered to a lower potential than the potential at which corrosion occurs, and the potential in the transformation region is used. Specifically, a method using a sacrificial anode And there is a method by forced energization.
なお、上記陰極剥離現象は、電気防食併用時に顕著に見られる現象ではあるが、必ずし
も電気防食併用時特有の現象ではない。すなわち、電気防食を施さない素地鋼材の表面の
一部が露出したポリウレタン被覆鋼材を海水中に浸漬した場合には、露出した素地鋼材表
面で鉄が溶出するアノード反応が起こり、露出部に近接したポリウレタン被覆層下の素地
鋼材表面において酸素が関与する、つまり酸素が還元されるカソード反応が起こる。その
結果、ポリウレタン被覆層下の素地鋼材表面でアルカリの蓄積が起こり、電気防食併用時
よりは進展速度が遅いものの、同様の陰極剥離現象が起こる。
The cathode peeling phenomenon is a phenomenon that is noticeable when the anticorrosion is used together, but is not necessarily a phenomenon peculiar when the anticorrosion is used together. That is, when a polyurethane-coated steel material with a part of the surface of the base steel material that is not subjected to cathodic protection is immersed in seawater, an anode reaction occurs in which iron elutes on the exposed base steel material surface, and it is close to the exposed part. A cathode reaction in which oxygen is involved, that is, oxygen is reduced, occurs on the surface of the base steel material under the polyurethane coating layer. As a result, alkali accumulation occurs on the surface of the base steel material under the polyurethane coating layer, and a similar cathodic peeling phenomenon occurs although the rate of progress is slower than when using the anticorrosion.
ポリウレタン被覆重防食鋼材の耐陰極剥離性を改善する公知技術としては、特許文献1
が開示されている。
As a known technique for improving the cathode peel resistance of a polyurethane-coated heavy anti-corrosion steel material, Patent Document 1
Is disclosed.
特許文献1記載の技術は、鋼材表面にウレタンプライマー層、ウレタン防食層を順次積
層した後に、さらに透湿度が1g/m2・day・mm以下であるアルミフィルム、ポリ塩化ビニ
ルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルムまたはポリエステルフィルムを接着剤を介して
貼り付けることにより、ポリウレタン被覆重防食鋼材の耐陰極剥離性を向上させるもので
ある。
The technique described in Patent Document 1 is such that after a urethane primer layer and a urethane anticorrosive layer are sequentially laminated on the steel surface, an aluminum film, polyvinyl chloride film, and polyvinylidene chloride having a moisture permeability of 1 g / m 2 · day · mm or less. By sticking a film or a polyester film via an adhesive, the cathode peel resistance of the polyurethane-coated heavy anticorrosive steel material is improved.
しかしながら、アルミフィルムは海洋環境で腐食するため長期の水蒸気透過遮断層とし
ての機能が期待できない。また、ポリ塩化ビニルフィルムやポリ塩化ビニリデンフィルム
等の塩ビ系の樹脂は、環境に対する負荷が大きいため、好ましくない。一方、ポリエステ
ルフィルムは、長期間水の存在する環境にさらされた場合に、エステル基が加水分解する
可能性があり、特に前記電気防食を併用した場合には、生成したアルカリによって加水分
解が促進されるので、長期の耐久性に対する信頼性が低い。
本発明は、ウレタンプライマー層の組成の適正化を図り、陰極剥離現象に必要不可欠な
酸素に対する遮断能を飛躍的に高めることにより、土中、河川および海洋等の腐食の厳し
い環境において優れた耐陰極剥離性を有する樹脂被覆重防食鋼材、特に、鋼管杭、鋼矢板
、鋼管矢板および土中に埋設されるラインパイプを提供することを目的とする。
The present invention achieves excellent resistance in corrosive environments such as soil, rivers and oceans by optimizing the composition of the urethane primer layer and dramatically improving the ability to block oxygen essential for cathodic stripping. An object of the present invention is to provide a resin-coated heavy anticorrosive steel material having a cathode peelability, in particular, a steel pipe pile, a steel sheet pile, a steel pipe sheet pile, and a line pipe embedded in soil.
上記目的を達成するため、本発明は、素地鋼材の表面に、ウレタンプライマー層およびポリウレタン防食層を順次積層した樹脂被覆重防食鋼材において、前記ウレタンプライマー層がポリオールとポリイソシアネートとの硬化物であり、かつ、前記ポリオ−ルがキシレンジイソシアネートと下記(A)群から選ばれた1種または2種以上の反応生成物を含有有することを特徴とする樹脂被覆重防食鋼材である。
(A)群:ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン-オレフィンオキサイド付加体、エチレンジアミン−オレフィンオキサイド付加体、ビスフェノールA−オレフィンオキサイド付加体、ビスフェノールF−オレフィンオキサイド付加体、アニリン-オレフィンオキサイド付加体、レゾルシノール、レゾルシノール−オレフィンオキサイド付加体、トリエチレンテトラミン−オレフィンオキサイド付加体、アルカノールアミン
前記ポリイソシアネートは、キシレンジイソシアネートと上記(A)群から選ばれた1種または2種以上との反応生成物を含有することが好ましい。
In order to achieve the above object, the present invention provides a resin-coated heavy anti-corrosion steel material in which a urethane primer layer and a polyurethane anti-corrosion layer are sequentially laminated on the surface of a base steel material, wherein the urethane primer layer is a cured product of a polyol and a polyisocyanate. And the polyol contains xylene diisocyanate and one or more reaction products selected from the following group (A).
(A) group: polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane-olefin oxide adduct, ethylenediamine-olefin oxide adduct, bisphenol A-olefin oxide adduct, bisphenol F-olefin oxide adduct, aniline-olefin oxide addition , Resorcinol, resorcinol-olefin oxide adduct, triethylenetetramine-olefin oxide adduct, alkanolamine The polyisocyanate is a reaction product of xylene diisocyanate and one or more selected from group (A) above It is preferable to contain.
前記硬化物は、ポリオールとポリイソシアネートの混合比が、前記ポリオール中の水酸
基に対する前記ポリイソシアネート中のイソシアネート基の割合にして0.8〜2.0とする硬化物であることが好ましい。
The cured product is preferably a cured product in which the mixing ratio of polyol and polyisocyanate is 0.8 to 2.0 in terms of the ratio of isocyanate groups in the polyisocyanate to hydroxyl groups in the polyol.
前記ウレタンプライマー層は、さらに下記(B)群から選ばれた1種または2種以上の
シランカップリング剤を含有することがより好適である。
(B)群:3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N-2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチ
ル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3−アミノプロピルト
リエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン
前記ウレタンプライマー層は、さらに酸化チタン、燐酸亜鉛、焼石こう、トリポリリン
酸二水素アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛および酸化マグネシウムからなる群より選ばれ
る少なくとも1種を含有することがより好適である。
More preferably, the urethane primer layer further contains one or more silane coupling agents selected from the following group (B).
(B) Group: 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, the urethane primer layer further comprises titanium oxide, zinc phosphate, calcined gypsum, aluminum dihydrogen triphosphate, silica, zinc oxide and It is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of magnesium oxide.
なお、前記素地鋼材は、表面にクロメート層を有するクロメート被覆鋼材であり、前記
クロメート層のクロム換算付着量が100〜500mg/m2であることが好ましい。
The base steel material is a chromate-coated steel material having a chromate layer on the surface, and the chromium conversion adhesion amount of the chromate layer is preferably 100 to 500 mg / m 2 .
また、ウレタンプライマー層の膜厚は10〜300μmであり、そして、ポリウレタン防食層の膜厚は1〜5mmであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the film thickness of a urethane primer layer is 10-300 micrometers, and the film thickness of a polyurethane anti-corrosion layer is 1-5 mm.
本発明によれば、ウレタンプライマー層の組成の適正化を図り、陰極剥離現象に必要不
可欠な酸素に対する遮断能を飛躍的に高めることにより、土中、河川および海洋等の腐食
の厳しい環境において優れた耐陰極剥離性を有する樹脂被覆重防食鋼材、特に、鋼管杭、
鋼矢板、鋼管矢板および土中に埋設されるラインパイプの提供が可能になった。
According to the present invention, by optimizing the composition of the urethane primer layer and dramatically improving the ability to block oxygen essential for the cathode peeling phenomenon, it is excellent in corrosive environments such as soil, rivers and oceans. Resin-coated heavy anti-corrosion steel material with anti-cathode resistance, especially steel pipe piles,
It has become possible to provide steel sheet piles, steel pipe sheet piles and line pipes embedded in the soil.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明は、耐陰極剥離性に優れた樹脂被覆重防食鋼材(以下、「被覆鋼材」と略記する
。)に関する。
The present invention relates to a resin-coated heavy anti-corrosion steel material (hereinafter abbreviated as “coated steel material”) having excellent cathode peel resistance.
図1に、本発明に従う樹脂被覆重防食鋼材の断面の一例を示す。 FIG. 1 shows an example of a cross section of a resin-coated heavy anticorrosive steel material according to the present invention.
本発明の樹脂被覆重防食鋼材10は、図1に示すように、素地鋼材11の表面に、必要に応じて形成したクロメート層12を介して、ウレタンプライマー層13、およぴポリウレタン防食層14を順次積層した被覆鋼材であって、特にウレタンプライマー層13の組成を特定することにより、長期の耐陰極剥離性を備えた被覆鋼材である。
As shown in FIG. 1, the resin-coated heavy
このような樹脂被覆重防食鋼材10の製造方法としては、以下に示す方法を例示すること
ができる。一般に、素地鋼材とプライマー層の接着強度を向上させるためには、素地鋼材
表面を清浄に保つことが重要である。
Examples of a method for producing such a resin-coated heavy
本発明では、素地鋼材11の表面性状については、その表面の酸化層および油などを樹脂
被覆前に除去できさえすればよいため、特に限定しないが、例えば、JIS B 0601(1994)
に規定される、十点平均粗さRzが20〜100μm(但し、基準長さ:8mm、評価長さ:40
mmとする。)となるスチールブラスト処理またはスチールグリッド処理を行うのが最適
である。素地鋼材11の表面の十点平均粗さRzが20μm未満の場合には、素地鋼板表面の凹凸へプライマーが埋め込まれることによるアンカー効果が低下するため、プライマーの密着強度が低下する傾向があるからであり、100μm超の場合には、プライマ−によって鋼
材の表面凹凸を十分に被覆することができにくくなるため、被覆鋼材としての長期の防食
性能が低下する傾向があるからである。なお、十点平均粗さRzは30〜60μmであることがより好ましい。
In the present invention, the surface property of the
10-point average roughness Rz is 20 to 100 μm (however, reference length: 8 mm, evaluation length: 40
mm. It is optimal to perform steel blasting or steel grid processing. When the ten-point average roughness Rz of the surface of the
ウレタンプライマー層13は、主剤であるポリオールと、硬化剤であるポリイソシアネートとの硬化物であり、かつ、ポリオ−ルがキシレンジイソシアネートと下記(A)群から選ばれた1種または2種以上の反応生成物を含有する必要がある。本発明では、ウレタンプライマ−層をこのように限定することにより、室温における酸素透過度が0.5(ml・mm)/(m2・day・atm)以下となり耐陰極剥離性が改善される。
(A)群:ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン−オレフィンオキサイド付加体、エチレンジアミン−オレフィンオキサイド付加体、ビスフェノールA−オレフィンオキサイド付加体、ビスフェノールF−オレフィンオキサイド付加体、アニリン−オレフィンオキサイド付加体、レゾルシノール、レゾルシノール−オレフィンオキサイド付加体、トリエチレンテトラミン−オレフィンオキサイド付加体、アルカノールアミン
なお、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールはそれぞれジエチレングリコール、ジプロピレングリコールを含むものとする。
The
(A) group: polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane-olefin oxide adduct, ethylenediamine-olefin oxide adduct, bisphenol A-olefin oxide adduct, bisphenol F-olefin oxide adduct, aniline-olefin oxide addition Body, resorcinol, resorcinol-olefin oxide adduct, triethylenetetramine-olefin oxide adduct, alkanolamine In addition, polyethylene glycol and polypropylene glycol shall contain diethylene glycol and dipropylene glycol, respectively.
さらに、前記ポリイソシアネートが、キシレンジイソシアネートと上記(A)群から選ばれた1種または2種以上との反応生成物を含有することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the polyisocyanate contains a reaction product of xylene diisocyanate and one or more selected from the group (A).
キシレンジイソシアネート骨格を有するポリイソシアネートを硬化剤に用いることにより、硬化物中のアミド基に由来する分子間水素結合とベンゼン核が、酸素透過遮断するので好ましい。 It is preferable to use a polyisocyanate having a xylene diisocyanate skeleton as a curing agent because intermolecular hydrogen bonds derived from amide groups in the cured product and benzene nuclei block oxygen permeation.
本発明では、また、キシレンジイソシアネート単体とポリオールを直接反応させた硬化物の場合には、キシレンジイソシアネートが過度に活性であるため、空気中の水分と反応して発泡し、連続したプライマー層が形成されないようで好ましくない。 In the present invention, in the case of a cured product obtained by directly reacting xylene diisocyanate alone with a polyol, since xylene diisocyanate is excessively active, it reacts with moisture in the air and foams to form a continuous primer layer. It is not preferable because it is not done.
そこで、予めキシレンジイソシアネートの一部を(A)群で示されたポリオール類の1種以上で変成して活性を低下させたポリイソシアネートと、同様のポリオールとの硬化物とすることが好ましい。この硬化物は酸素バリアー性に優れるので、耐陰極剥離性に優れたプライマー層が得られる。これは、(A)群から選ばれたポリオール類を用いることにより、変成による酸素バリアー性の低下を最小限に抑え、かつ、硬化収縮応力が少ないからである。 Therefore, it is preferable to use a cured product of a polyisocyanate in which a part of xylene diisocyanate is modified with one or more of the polyols shown in group (A) to reduce the activity, and a similar polyol. Since this cured product is excellent in oxygen barrier properties, a primer layer excellent in resistance to cathode peeling can be obtained. This is because the use of polyols selected from the group (A) minimizes the decrease in oxygen barrier properties due to modification, and the curing shrinkage stress is small.
ウレタンプライマー層の、主剤であるポリオールと、硬化剤であるポリイソシアネートの少なくとも一方を、好ましくは両方を、上記組成とすることにより、硬化物であるウレタンプライマー層の酸素透過遮断能が高まり、耐陰極剥離性が改善される。 By setting at least one, preferably both, of the polyol as the main component and the polyisocyanate as the curing agent of the urethane primer layer to the above composition, the oxygen primer blocking ability of the urethane primer layer as the cured product is increased, Cathode releasability is improved.
また、ウレタンプライマー層13を構成する硬化物は、ポリオールとポリイソシアネート
の混合比が、前記ポリオール中の水酸基に対する前記ポリイソシアネート中のイソシアネ
ート基の割合にして0.8〜2.0とする硬化物であることが好ましい。前記割合が0.8未満の
場合には、硬化が不充分なため酸素の透過を遮断する機能が不充分となる傾向があり、前
記割合が2.0超えの場合には、過剰のイソシアネートが大気中の水分と反応することによ
り、発泡し、酸素の透過を遮断する機能が低下するからである。
The cured product constituting the
陰極剥離を一層抑制するためには、ウレタンプライマー層13に、下記(B)群から選ばれた1種または2種以上のシランカップリング剤を含有することが好ましい。
(B)群:3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N-2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2(アミノエチ
ル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2(アミノエチル)3−アミノプロピルト
リエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン
上記(B)群に記載されたシランカップリング剤はいずれも、イソシアネート基と反応
するアミン基或いは水酸基と反応するイソシアネート基が分子内に存在するため、これら
の官能基がウレタンプライマー層を構成する樹脂と反応し、シラノール基が鋼材表面と反応するので、良好な耐陰極剥離性が得られる。上記(B)群から選ばれたシランカップリング剤の総添加量は、主剤であるポリオール100質量部に対して1〜30質量部であることが好ましい。前記添加量が1質量部未満の場合には、シランカップリング剤添加による効果は認められず、30質量部を超えた場合には、未反応のポリオールやポリイソシアネートが過剰に残存するため、ウレタンプライマー層の硬化が阻害されるので好ましくない。
In order to further suppress the cathode peeling, the
(B) Group: 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane All of the silane coupling agents described in the group (B) are amine groups or hydroxyl groups that react with isocyanate groups. Since the reactive isocyanate group exists in the molecule, these functional groups react with the resin constituting the urethane primer layer, and the silanol group reacts with the surface of the steel material, so that good cathode peel resistance can be obtained. It is preferable that the total addition amount of the silane coupling agent selected from the said (B) group is 1-30 mass parts with respect to 100 mass parts of polyol which is a main ingredient. When the addition amount is less than 1 part by mass, no effect due to the addition of the silane coupling agent is recognized, and when it exceeds 30 parts by mass, an unreacted polyol or polyisocyanate remains excessively. It is not preferable because curing of the primer layer is inhibited.
さらに、陰極剥離をより一層抑制する必要がある場合には、ウレタンプライマー層13に、酸化チタン、燐酸亜鉛、焼石こう、トリポリリン酸二水素アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛および酸化マグネシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含有させることが好ましい。加えて、これら防錆顔料を、主剤であるポリオール100質量部に対して10〜200質量部を含有させることがより好適である。前記含有量が10質量部未満の場合には、含有による防錆効果が認められなくなるからであり、前記含有量が200質量部を超える場合には、密着性が低下するばかりでなく、硬化したウレタンプライマー層がポーラスになり、酸素の透過を遮断する機能が低下するおそれがあるからである。
Further, when it is necessary to further suppress the cathode peeling, the
ウレタンプライマー層13の膜厚は、10〜300μmであることが好ましく、より好適には40〜100μmとする。10μm未満の場合には、酸素透過を遮断する機能が十分に発揮できな
くなるおそれがあり、300μm超えの場合には、プライマーが硬化する際に発泡しやすく
なるからである。本発明では、ウレタンプライマー層13を、形成する方法は特に限定しな
いが、スプレー塗布又はしごき塗りにより形成することが好ましい。
The film thickness of the
ポリウレタン防食層14は、ウレタンプライマー層13の直上に積層され、樹脂被覆重防食鋼材10の防食層としての機能を発揮する層である。
The
ポリウレタン防食層14に用いるポリウレタンとしては特に限定しないが、例えば、ひま
し油にアルキルジオール、アニリン−エチレンオキサイド付加体、ビスフェノールA−エ
チレンオキサイド付加体、或いはビスフェノールF−エチレンオキサイド付加体等を1種
以上適当量混合したポリオールをポリフェニルポリメチルポリイソシアネートで硬化した
ものが挙げられる。
The polyurethane used for the
ポリウレタン防食層14の膜厚は1〜5mmであることが好ましい。 1mm未満では、防食性能が低下するだけでなく、ポリウレタン防食層の耐衝撃性が低下する傾向があり、5mmを超えた場合には、コスト増に見合う防食性能の向上が得られないからである。
The film thickness of the
また、ポリウレタン防食層の紫外線劣化を防止するため、紫外線吸収剤、カーボンブラ
ックやヒンダードアミン系光安定剤HALS(Hindered Amine Light Stabilizer)等を配合す
ることが好ましい。本発明では、ポリウレタン防食層14の形成方法は特に限定しないが、
スプレー塗布により形成することが好ましい。
In order to prevent UV degradation of the polyurethane anticorrosive layer, it is preferable to blend an ultraviolet absorber, carbon black, a hindered amine light stabilizer HALS (Hindered Amine Light Stabilizer), or the like. In the present invention, the method for forming the
It is preferable to form by spray coating.
さらに、本発明では、素地鋼材表面にウレタンプライマー層13を形成する前に、予め鋼材表面にクロメート処理を施して、前記素地鋼材の代わりに、表面にクロメート層12を有するクロメート被覆鋼材を用いることもできる。この場合、前記クロメート層のクロム換算付着量が100〜500mg/m2であることが好ましい。クロム換算付着量が100mg/m2未満の場合には、腐食環境においてウレタンプライマー層との密着性が長期間保持できないことがある。一方、クロム換算付着量が500mg/m2を超えた場合には、クロメート層を焼き付けた際にクロメート層に亀裂が発生しやすくなり、樹脂被覆層の密着性が著しく低下するので好ましくない。
Furthermore, in the present invention, before forming the
さらにまた、クロメート層中の全クロムに対する三価クロムの割合は10〜40%であるこ
とが好ましい。全クロムに対する三価クロムの割合が10%未満の場合には、クロメート層
の耐アルカリ性が低下するため、被覆鋼材として十分な耐陰極剥離性が得られなくなるお
それがある。一方、全クロムに対する三価クロムの割合が40%を超えた場合には、クロメ
ート処理液の安定性が低下する傾向があり、これは、均一な耐陰極剥離性を有する被覆鋼
材を大量生産する場合には不利である。
Furthermore, the ratio of trivalent chromium to the total chromium in the chromate layer is preferably 10 to 40%. When the ratio of trivalent chromium to the total chromium is less than 10%, the alkali resistance of the chromate layer is lowered, so that there is a possibility that sufficient cathode peeling resistance as a coated steel material cannot be obtained. On the other hand, when the ratio of trivalent chromium to the total chromium exceeds 40%, the stability of the chromate treatment solution tends to be lowered, and this produces a mass production of coated steel material having uniform cathode separation resistance. It is disadvantageous in some cases.
なお、本発明では、クロメート層の焼き付け時の鋼材到達温度を特に規定しないが、80
℃以上とすることが好ましい。焼き付け温度が80℃未満の場合には、クロメートの高分子
量化が阻害されるため、クロメート層の耐アルカリ性が著しく低下するので好ましくない
。
In the present invention, the steel material arrival temperature during baking of the chromate layer is not particularly specified,
It is preferable to set it as ° C or more. When the baking temperature is less than 80 ° C., the high molecular weight of the chromate is hindered, so that the alkali resistance of the chromate layer is remarkably lowered.
(ポリオ−ルの合成)
所定の反応容器に、表1に示す(A)群より選ばれた化合物を窒素中で90℃に加熱し、メタキシレンジイソシアネート或いはポリフェニルポリメチルジイソシアネートをそれぞれ所定量攪拌しながらゆっくり滴下することにより、表1に示す主剤であるポリオ−ル1〜15を得た。
(ポリイソシアネートの合成)
所定の反応容器に、表2に示す(A)群より選ばれた化合物を窒素中で90℃に加熱し、
メタキシレンジイソシアネート或いはポリフェニルポリメチルジイソシアネートをそれぞれ所定量攪拌しながらゆっくりと滴下することにより、表2に示す硬化剤であるポリイソシアネートNo.1〜15を得た。
(Polyol synthesis)
A compound selected from the group (A) shown in Table 1 is heated to 90 ° C. in nitrogen in a predetermined reaction vessel, and metaxylene diisocyanate or polyphenyl polymethyl diisocyanate is slowly added dropwise while stirring each by a predetermined amount. Polyols 1 to 15 as the main agents shown in Table 1 were obtained.
(Synthesis of polyisocyanate)
In a predetermined reaction vessel, a compound selected from group (A) shown in Table 2 is heated to 90 ° C. in nitrogen,
Metaisylene diisocyanate or polyphenyl polymethyl diisocyanate was slowly added dropwise while stirring each by a predetermined amount to obtain polyisocyanates No. 1 to 15 as curing agents shown in Table 2.
(被覆鋼材の作製)
実施例1
3W型鋼矢板(山材)の表面を、スチールブラスト処理を施して黒皮を除去し、表面を十点平均粗さRzで40〜60μmに仕上げた。クロメート処理液(商品名:コスマー100、関西ペイント(株)製)を純水で1/10に希釈した後、焼き付け後のCr換算付着量が250mg/m2、全クロムに対する三価クロムの割合が35%になるように前記鋼矢板表面にスプレー塗布した。クロメートを塗布した鋼矢板を加熱炉にて鋼材到達温度が80〜100℃になるように焼き付けた後、ウレタンプライマーを乾燥膜厚換算で60〜100μmになるようスプレーで塗布した。ウレタンプライマーのポリオール(主剤)としては、表1のポリオ−ル1を用い、ポリオール1 100質量部に、燐酸亜鉛(LFボウセイ ZP-SB:キクチカラー(株)製)を100質量部配合した。ウレタンプライマーのポリイソシアネート(硬化剤)としては、表2に示すメタキシレンジイソシアネートとポリエチレングリコールとの反応生成物であるポリイソシアネート1を用いた。主剤中の水酸基に対する硬化剤中のイソシアネート基の割合が1.3になるように、主剤と硬化剤を混合し、塗布した。塗布したプライマーは室温の環境下で2時間乾燥させた後に、ひまし油にアニリン−エチレンオキサイド付加体を混合したポリオールを、ポリフェニルポリメチルポリイソシアネートで硬化したポリウレタン樹脂(パーマガード137:第一工業製薬(株)製)を、先端衝突混合式のスプレーで、膜厚が3.0〜3.5mmになるよう塗布し、1昼夜放置した。
実施例2
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート2を用いた。
実施例3
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート3を用いた。
実施例4
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート4を用いた。
実施例5
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート5を用いた。
実施例6
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート6を用いた。
実施例7
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート7を用いた。
実施例8
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート8を用いた。
実施例9
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート9を用いた。
実施例10
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート10を用いた。
実施例11
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート11を用いた。
実施例12
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート12を用いた。
実施例13
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート13を用いた。
実施例14
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート14を用いた。
実施例15
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール2を用いた。
実施例16
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール3を用いた。
実施例17
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール4を用いた。
実施例18
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール5を用いた。
実施例19
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール6を用いた。
実施例20
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール7を用いた。
実施例21
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール8を用いた。
実施例22
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール9を用いた。
実施例23
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール10を用いた。
実施例24
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール11を用いた。
実施例25
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール12を用いた。
実施例26
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール13を用いた。
実施例27
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール14を用いた。
実施例28
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、ウレタンプライマーの主剤と硬化剤は、主剤中の水酸基に対する硬化剤中のイソシアネート基の割合が0.8になるように配合した。
実施例29
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、ウレタンプライマーの主剤と硬化剤は、主剤中の水酸基に対する硬化剤中のイソシアネート基の割合が2.0になるように配合した。
実施例30
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、防錆顔料としては、トリポリリン酸二水素アルミニウム、シリカ及び酸化亜鉛の配合物(商品名:K−WHITE #85、テイカ(株)製)を主剤であるポリオール100質量部に対して100質量部配合したものを用いた。
実施例31
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、防錆顔料としては、トリポリリン酸二水素アルミニウム(商品名:k−fresh lOOP、テイカ(株)製)を主剤であるポリオール100質量部に対して100質量部配合したものを用いた。
実施例32
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、防錆顔料としては、酸化チタン(D-918:堺化学(株)製)を主剤であるポリオール100質量部に対して100質量部
配合したものを用いた。
実施例33
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、防錆顔料としては、無水石膏を主剤であるポリオール100質量部に対して100質量部配合したものを用いた。
実施例34
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、防錆顔料としては、トリポリリン酸二水素アルミニウム(商品名:k−fresh lOOP、テイカ(株)製)を主剤であるポリオール100質量部に対して3質量部配合したものを用いた。
実施例35
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、防錆顔料としては、トリポリリン酸二水素アルミニウム(商品名:k−fresh lOOP、テイカ(株)製)を主剤であるポリオール100質量部に対して200質量部配合したものを用いた。
実施例36
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、クロメート被膜のCr換算付着量が100mgCr/m2であった。
実施例37
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、クロメート被膜のCr換算付着量が500mgCr/m2であった。
実施例38
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、プライマー層中にシランカップリング剤として、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM−903:信越化学(株)製)を、主剤であるポリオ−ル100重量部に対して5重量部添加した。
実施例39
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、プライマー層中にシランカップリング剤として、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE−903:信越化学(株)製)を、主剤であるポリオ−ル100重量部に対して5重量部添加した。
実施例40
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、プライマー層中にシランカップリング剤としてN-2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン(KBM−602:信越化学(株)製)を、主剤であるポリオ−ル100重量部に対して5重量部添加した。
実施例41
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、プライマー層中にシランカップリング剤としてN-2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM−603:信越化学(株)製)を、主剤であるポリオ−ル100重量部に対して1重量部添加した。
実施例42
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、プライマー層中にシランカップリング剤としてN-2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン(KBE−603:信越化学(株)製)を、主剤であるポリオ−ル100重量部に対して30重量部添加した。
実施例43
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、プライマー層中にシランカップリング剤として3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン(KBE−9007:信越化学(株)製)を、主剤であるポリオ−ル100重量部に対して5重量部添加した。
実施例44
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただしウレタンプライマーの硬化剤としては表2のポリイソシアネート15を用いた。
比較例
実施例1と同様に樹脂被覆重防食鋼矢板を作製した。ただし、ウレタンプライマーの主剤としては表1のポリオール15を用い、硬化剤としては表2のポリイソシアネート1を用いた。主剤中の水酸基に対する硬化剤中のイソシアネート基の割合が1.3になるよう、主剤と硬化剤を混合した。
(ウレタンプライマー層の酸素透過度の測定)
膜厚100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:ルミラーシート、東レ
(株)製)の上に、上記実施例1〜43ならびに比較例1、2でそれぞれ用いたプライマーを10μm程度塗装し、室温で2昼夜風乾させた。この樹脂フィルムの酸素透過度を酸素透過率計(商品名:GPM-200、Lyssy社製)を用いて23℃の室内で測定した。下記の式を用いて、予め測定したポリエチレンテレフタレート単体の酸素透過度の値を差し引き、プライマー層単体の酸素透過度Pを求めた。
(Production of coated steel)
Example 1
The surface of the 3W type steel sheet pile (mountain) was subjected to steel blasting to remove the black skin, and the surface was finished to 40-60 μm with a 10-point average roughness Rz. Chromate treatment solution (trade name: Cosmer 100, manufactured by Kansai Paint Co., Ltd.) is diluted to 1/10 with pure water, and the amount of Cr equivalent deposit after baking is 250 mg / m 2. The ratio of trivalent chromium to total chromium Was spray-applied on the surface of the steel sheet pile so as to be 35%. The steel sheet pile coated with chromate was baked in a heating furnace so that the steel material temperature reached 80 to 100 ° C., and then the urethane primer was applied by spraying so that the dry film thickness was 60 to 100 μm. As a polyol (main agent) of the urethane primer, polyol 1 in Table 1 was used, and 100 parts by mass of zinc phosphate (LF Bowsei ZP-SB: manufactured by Kikuchi Color Co., Ltd.) was blended with 100 parts by mass of polyol 1. As the polyisocyanate (curing agent) of the urethane primer, polyisocyanate 1 which is a reaction product of metaxylene diisocyanate and polyethylene glycol shown in Table 2 was used. The main agent and the curing agent were mixed and applied so that the ratio of the isocyanate group in the curing agent to the hydroxyl group in the main agent was 1.3. The applied primer was dried at room temperature for 2 hours, and then a polyurethane resin (permguard 137: Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) obtained by curing a polyol prepared by mixing castor oil with an aniline-ethylene oxide adduct with polyphenylpolymethylpolyisocyanate. (Co., Ltd.) was applied with a tip impingement mixed spray so that the film thickness was 3.0 to 3.5 mm, and left for a whole day and night.
Example 2
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 2 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 3
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 3 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 4
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 4 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 5
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 5 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 6
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 6 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 7
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 7 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 8
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 8 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 9
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 9 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 10
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 10 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 11
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 11 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 12
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 12 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 13
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 13 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 14
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 14 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Example 15
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 2 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 16
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 3 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 17
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 4 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 18
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 5 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 19
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 6 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 20
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 7 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 21
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 8 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 22
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 9 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 23
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 10 shown in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 24
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 11 shown in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 25
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 12 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 26
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, the
Example 27
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyol 14 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer.
Example 28
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, the main component and the curing agent of the urethane primer were blended so that the ratio of the isocyanate group in the curing agent to the hydroxyl group in the main component was 0.8.
Example 29
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, the main component and the curing agent of the urethane primer were blended so that the ratio of the isocyanate group in the curing agent to the hydroxyl group in the main component was 2.0.
Example 30
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, as a rust preventive pigment, a blend of aluminum dihydrogen phosphate, silica and zinc oxide (trade name: K-WHITE # 85, manufactured by Teika Co., Ltd.) is 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyol as a main ingredient. What was partly blended was used.
Example 31
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, as the rust preventive pigment, a mixture of 100 parts by mass of tripolyaluminum dihydrogen phosphate (trade name: k-fresh IOP, manufactured by Teika Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the polyol as the main agent was used.
Example 32
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, as the rust preventive pigment, a mixture of 100 parts by mass of titanium oxide (D-918: manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the polyol as the main agent was used.
Example 33
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, as the rust preventive pigment, an anhydrous gypsum blended with 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the main polyol was used.
Example 34
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, as the rust preventive pigment, a mixture of 3 parts by mass of tripolyaluminum dihydrogen phosphate (trade name: k-fresh IOP, manufactured by Teika Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the main polyol is used.
Example 35
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, as the rust preventive pigment, a mixture of 200 parts by mass of aluminum dihydrogen triphosphate (trade name: k-fresh IOP, manufactured by Teika Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the polyol as the main agent was used.
Example 36
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, the Cr conversion adhesion amount of the chromate film was 100 mgCr / m2.
Example 37
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, the Cr conversion adhesion amount of the chromate film was 500 mgCr / m2.
Example 38
A resin-coated heavy anticorrosion steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, 5-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-903: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a silane coupling agent was added to the primer layer in an amount of 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the main polyol. .
Example 39
A resin-coated heavy anticorrosion steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, 5-aminopropyltriethoxysilane (KBE-903: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a silane coupling agent was added to the primer layer in an amount of 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the main polyol. .
Example 40
A resin-coated heavy anticorrosion steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane (KBM-602: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used as a silane coupling agent in the primer layer with respect to 100 parts by weight of the main polyol. 5 parts by weight were added.
Example 41
A resin-coated heavy anticorrosion steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane (KBM-603: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used as a silane coupling agent in the primer layer with respect to 100 parts by weight of the main polyol. 1 part by weight was added.
Example 42
A resin-coated heavy anticorrosion steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane (KBE-603: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is used as a silane coupling agent in the primer layer with respect to 100 parts by weight of the main polyol. 30 parts by weight were added.
Example 43
A resin-coated heavy anticorrosion steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, 5 parts by weight of 3-isocyanatopropyltriethoxysilane (KBE-9007: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a silane coupling agent was added to the primer layer with respect to 100 parts by weight of the main polyol.
Example 44
A resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced in the same manner as in Example 1. However, polyisocyanate 15 in Table 2 was used as a curing agent for the urethane primer.
Comparative Example In the same manner as in Example 1, a resin-coated heavy anticorrosive steel sheet pile was produced. However, the polyol 15 in Table 1 was used as the main component of the urethane primer, and the polyisocyanate 1 in Table 2 was used as the curing agent. The main agent and the curing agent were mixed so that the ratio of the isocyanate group in the curing agent to the hydroxyl group in the main agent was 1.3.
(Measurement of oxygen permeability of urethane primer layer)
On the polyethylene terephthalate film (trade name: Lumirror sheet, manufactured by Toray Industries, Inc.) with a film thickness of 100 μm, the primer used in each of Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 and 2 was applied to about 10 μm, and 2 at room temperature. Air dried day and night. The oxygen permeability of this resin film was measured indoors at 23 ° C. using an oxygen permeability meter (trade name: GPM-200, manufactured by Lyssy). Using the following formula, the oxygen permeability P of the primer layer alone was determined by subtracting the oxygen permeability value of the polyethylene terephthalate alone measured in advance.
P=X×P0/(P0−X)
ただし、Xは測定値、P0はポリエチレンテレフタレートフィルム単体の酸素透過度、
Pはプライマー層単体の酸素透過度を表す。なお、算出したPは、膜厚1mm、面積1m
2、1日の値に換算して、表3に記載した。
(耐陰極剥離性の評価)
上記実施例1〜43ならびに比較例1、2に示した要領で作製した樹脂被覆重防食鋼材からそれぞれ鋸切で切り出し、サイズ:100mm×100mmの各7個の試験片を得た。
P = X × P0 / (P0−X)
Where X is the measured value, P0 is the oxygen permeability of the polyethylene terephthalate film alone,
P represents the oxygen permeability of the primer layer alone. The calculated P is a film thickness of 1 mm and an area of 1 m.
2 In Table 3, converted to daily values.
(Evaluation of resistance to cathode peeling)
Each of the resin-coated heavy anti-corrosion steel materials produced in the manner shown in Examples 1 to 43 and Comparative Examples 1 and 2 was cut out by saw cutting to obtain 7 test pieces each having a size of 100 mm × 100 mm.
サイズ:100mm×100mmの各2個の試験片については、断面積1cm2の円柱型の鋼
製引張り治具をエポキシ系接着剤で接着した後、前記鋼製治具の周囲のポリウレタン防食
層に鋼面に達する切込みをリューターで施した。ポリウレタン被覆層の初期密着強度(N
/cm2)を、引張り試験機(引張り速度:5mm/min)で測定し平均を求めた。
For two test pieces each having a size of 100 mm × 100 mm, a cylindrical steel tension jig having a cross-sectional area of 1 cm 2 was bonded with an epoxy adhesive, and then adhered to the polyurethane anticorrosive layer around the steel jig. The incision reaching the steel surface was made with a ruter. Initial adhesion strength of polyurethane coating layer (N
/ Cm 2 ) was measured with a tensile tester (tensile speed: 5 mm / min) to obtain an average.
サイズ:100mm×100mmの各5個の試験片については、切り出したサンプルの4端面
を研磨した後、アルミリベットを用いて樹脂被覆されたリード線を切断面の1カ所に取り
付けた。アルミリベット部をエポキシ系の接着剤でシールした後、全てのサンプルについ
て、裏面(ポリウレタン防食層が被覆されていない素地鋼材表面)と3端面とを、シリコ
ンシーラントでシールした。シーラントが完全に乾燥したら、空気を吹き込んだ60℃の3
質量%NaCl水溶液に180日間浸漬させた。その際に、リード線の片端をポテンシオスタッ
トに接続し、白金電極を対極とし、−1.0V vs SCEの電位になるように、シールを施して
いない端面の露出した鋼面に電圧を印加した。上記の試験片を180日浸漬した後に取り出
し、樹脂被覆鋼材の露出させた端面から、樹脂被覆層を強制的に剥離させ、剥離界面にお
いて鋼面が露出した距離をノギスで測定した。ここで、鋼面が露出した距離の5個の試験
片の平均値を耐陰極剥離性として評価した。なお、この剥離作業にて鋼面が露出した領域
は、樹脂被覆層の密着性が失われているため、実質的な防食性能をもはや期待できない部
位であり、この露出距離が短いほど良好な耐陰極剥離性を有すると判定できる。
With respect to each of five test pieces of size: 100 mm × 100 mm, the four end surfaces of the cut sample were polished, and then a resin-coated lead wire was attached to one portion of the cut surface using an aluminum rivet. After the aluminum rivet portion was sealed with an epoxy-based adhesive, the back surface (the surface steel material surface not coated with the polyurethane anticorrosive layer) and the three end surfaces were sealed with a silicon sealant for all the samples. Once the sealant is completely dry, blown air at 60 ° C 3
It was immersed in a mass% NaCl aqueous solution for 180 days. At that time, one end of the lead wire was connected to a potentiostat, a platinum electrode was used as the counter electrode, and a voltage was applied to the exposed steel surface of the unsealed end surface so that the potential was −1.0 V vs SCE. . The test piece was taken out after being immersed for 180 days, and the resin coating layer was forcibly peeled from the exposed end face of the resin-coated steel material, and the distance at which the steel surface was exposed at the peeling interface was measured with calipers. Here, the average value of five test pieces at the distance at which the steel surface was exposed was evaluated as the resistance to cathode peeling. Note that the area where the steel surface is exposed in this stripping operation is a site where the adhesion of the resin coating layer is lost, so that substantial anticorrosion performance can no longer be expected. It can be determined that it has cathode peelability.
評価結果を表2,3に示す。 The evaluation results are shown in Tables 2 and 3.
実施例1〜43ならびに比較例1のいずれの試験片も、初期密着強度は1000N/cm2以上と良好であり、試験後の剥離界面はいずれもポリウレタン防食層の凝集破壊であった。 In any of the test pieces of Examples 1 to 43 and Comparative Example 1, the initial adhesion strength was as good as 1000 N / cm 2 or more, and the peeling interface after the test was cohesive failure of the polyurethane anticorrosive layer.
しかしながら、ウレタンプライマーのポリオール(主剤)としてキシレンジイソシアネートと前記(A)群から選ばれた1種以上との反応生成物を用いない比較例においては、プライマー層の酸素透過度が0.5(ml・mm)/(m2・day・atm)より高いため、60℃で180日間浸漬した後の鋼面露出距離が長くなり、耐陰極剥離性が劣っている。 However, in the comparative example in which the reaction product of xylene diisocyanate and one or more selected from the group (A) is not used as the polyol (main agent) of the urethane primer, the oxygen permeability of the primer layer is 0.5 (ml · mm ) / (M 2 · day · atm), the steel surface exposure distance after immersion for 180 days at 60 ° C becomes longer, and the cathode peel resistance is inferior.
一方、ウレタンプライマーのポリオール(主剤)又はウレタンプライマーのポリイソシアネート(硬化剤)としてキシレンジイソシアネートと前記(A)群から選ばれた1種以上との反応生成物を用いた実施例1〜43については、いずれのプライマー層も0.5(ml・mm)/(m2・day・atm)以下の小さな酸素透過度を示し、その結果、耐陰極剥離性に優れた樹脂被覆重防食鋼材が得られた。 On the other hand, about Examples 1-43 using the reaction product of xylene diisocyanate and 1 or more types selected from the said (A) group as a polyol (main ingredient) of a urethane primer or a polyisocyanate (curing agent) of a urethane primer. Each primer layer exhibited a small oxygen permeability of 0.5 (ml · mm) / (m 2 · day · atm) or less, and as a result, a resin-coated heavy anti-corrosion steel material excellent in cathode peel resistance was obtained.
本発明によれば、ウレタンプライマー層の組成の適正化を図り、陰極剥離現象に必要不
可欠な酸素に対する遮断能を飛躍的に高めることにより、土中、河川および海洋等の腐食
の厳しい環境において優れた耐陰極剥離性を有する樹脂被覆重防食鋼材、特に、鋼管杭、
鋼矢板、鋼管矢板および土中に埋設されるラインパイプの提供が可能になった。
According to the present invention, by optimizing the composition of the urethane primer layer and dramatically improving the ability to block oxygen essential for the cathode peeling phenomenon, it is excellent in corrosive environments such as soil, rivers and oceans. Resin-coated heavy anti-corrosion steel material with anti-cathode resistance, especially steel pipe piles,
It has become possible to provide steel sheet piles, steel pipe sheet piles and line pipes embedded in the soil.
10 樹脂被覆重防食鋼材
11 素地鋼材
12 クロメート層
13 ウレタンプライマー層
14 ポリウレタン防食層
10 Resin coated heavy duty steel
11 Base steel
12 Chromate layer
13 Urethane primer layer
14 Polyurethane anticorrosion layer
Claims (6)
前記ウレタンプライマー層がポリオールとポリイソシアネートとの硬化物であり、かつ、前記ポリオ−ルがキシレンジイソシアネートと下記(A)群から選ばれた1種または2種以上の反応生成物を含有することを特徴とする樹脂被覆重防食鋼材。
(A)群:ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン−オレフィンオキサイド付加体、エチレンジアミン−オレフィンオキサイド付加体、ビスフェノールA−オレフィンオキサイド付加体、ビスフェノールF−オレフィンオキサイド付加体、アニリン−オレフィンオキサイド付加体、レゾルシノール、レゾルシノール−オレフィンオキサイド付加体、トリエチレンテトラミン−オレフィンオキサイド付加体、アルカノールアミン In the resin-coated heavy anti-corrosion steel material in which a urethane primer layer and a polyurethane anti-corrosion layer are sequentially laminated on the surface of the base steel material,
The urethane primer layer is a cured product of polyol and polyisocyanate, and the polyol contains xylene diisocyanate and one or more reaction products selected from the following group (A). Characteristic resin-coated heavy anti-corrosion steel.
(A) group: Polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane-olefin oxide adduct, ethylenediamine-olefin oxide adduct, bisphenol A-olefin oxide adduct, bisphenol F-olefin oxide adduct, aniline-olefin oxide addition , Resorcinol, resorcinol-olefin oxide adduct, triethylenetetramine-olefin oxide adduct, alkanolamine
シランカップリング剤を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の
樹脂被覆重防食鋼材。
(B)群:3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン The resin coating according to any one of claims 1 to 3, wherein the urethane primer layer further contains one or more silane coupling agents selected from the following group (B). Heavy anti-corrosion steel.
(B) Group: 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltrimethoxysilane N-2 (aminoethyl) 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane
酸二水素アルミニウム、シリカ、酸化亜鉛および酸化マグネシウムからなる群より選ばれ
る少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂
被覆重防食鋼材。 The urethane primer layer further contains at least one selected from the group consisting of titanium oxide, zinc phosphate, calcined gypsum, aluminum dihydrogen triphosphate, silica, zinc oxide, and magnesium oxide. 5. The resin-coated heavy anti-corrosion steel material according to any one of 4 above.
ート層のクロム換算付着量が100〜500mg/m2であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂被覆重防食鋼材。 The said base steel material is a chromate coating steel material which has a chromate layer on the surface, and the chromium conversion adhesion amount of the said chromate layer is 100-500 mg / m < 2 >, Any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The resin-coated heavy anti-corrosion steel material described.
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