JPH01283392A - 金属表面の被覆方法 - 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） 本発明は金属表面の被覆方法に関し、更に詳しくは、高
温下における接着性、耐陰極剥離性、耐温水性が優れた
金属への被覆を可能とし、例えば地中埋設鋼管の表面被
覆に適用して有効な方法に関する。

（従来の技術） 鋼管等の表面を保護するために、鋼管をポリオレフィン
で被覆する方法が知られている。しかしながら、ポリオ
レフィンは一般に無極性であるため金属との接着性が悪
い。そのために、上記の場合、まず金属の表面を無水マ
レイン酸変性ポリオレフィンで被覆し、ついでその上に
ポリオレフィン被覆層を形成するという方法が採用され
ている。

しかしながら、この方法の場合も、金属表面とポリオレ
フィン被覆層との間の接着強度が充分とはいいがたい。

ところで、地中に埋設する鋼管の場合、上記した樹脂組
成物の被覆層は、地中の腐食性成分からの防食と陰極防
食との両方の作用を果す。それゆえ、被覆層が損傷した
場合には、その損傷部から腐食性成分が浸入して直接に
鋼管を腐食せしめるだけでなく、被覆層それ自体が陰極
剥離を起す。

このような現象が生ずると、鋼管の表面では水素が発生
して鋼管の脆性破壊が起るといわれている。

とくり、鋼管内の高温流体が流れる場合は、鋼管と被覆
層の接着界面も高温となり、その結果、被覆層の脆性破
壊が加速する。

このようなことから、被覆層には接着性と並んで高温下
における耐陰極剥離性の優れていることが要求される。

これに応えるものとして、例えば、金属の表面にエポキ
シ樹脂のプライマー層を形成し、その上に変性ポリオレ
フィンを被覆したのちポリオレフィン被覆層を形成する
という方法が提案されている（特開昭５９−２２２２７
５号公報参照）。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、上記した先行技術の場合よりも一層高温
下における耐陰極剥離性、耐温水性が優れる被覆方法を
検討する過程で、プライマー層の上に形成する接着剤層
を後述する樹脂組成物で構成すると極めて効果的である
との事実を見出し、本発明方法を開発するに到った。

すなわち、本発明の金属表面の被覆方法は、接着性が良
好であることはもち論のこと、高温下における耐陰極剥
離性が優れ、耐温水性も優れている被覆を金属表面に施
す方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 上記目的を達成するために、本発明の金属表面の被覆方
法は、金属の表面にエポキシ樹脂組成物から成るプライ
マー層を介してポリオレフィン被覆層を形成する金属表
面の被覆方法において、前記プライマー層と前記ポリオ
レフィン被覆層との間に変性ポリオレフィン１００重量
部に対し芳香族アミン０．１〜１０重景部を配合して成
る樹脂組成物の被覆層を介在せしめることを特徴とする
。

本発明方法においては、まず金属の表面にエポキシ樹脂
組成物から成るプライマー層が形成される。

このときのエポキシ樹脂組成物としては、通常、変性ポ
リオレフィンのプライマーとして用いられているもので
あれば何であってもよく、それはエポキシ樹脂、アミン
系硬化剤、更に必］ｐ応じては無機顔料をもって構成さ
れる。

用いるエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノール
Ａ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡジグリシジル
エーテル樹脂、ビスフェノールＡ側鎖型ジグリシジルエ
ーテル樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂
、レゾルシングリシジルエーテルエポキシ樹脂、グリシ
ジルエステル型エポキシ樹脂、脂環族型エポキシ樹脂、
グリシジルアミンエポキシ樹脂をあげることができる。

また、アミン系硬化剤としては、例えば複素環式変性ジ
アミン硬化剤、変性脂肪族ポリアミン硬化剤、変性芳香
族ポリアミン硬化剤、変性ポリアミドアミン硬化剤をあ
げることができる。

エポキシ樹脂とアミン系硬化剤との配合割合は、使用す
るエポキシ樹脂のエポキシ当量に応じて適宜な値に決定
すればよい。

本発明方法においては、金属の表面に上記エポキシ樹脂
組成物を塗布し、それを加熱して硬化しプライマー層を
形成する。

このとき、金属表面を予めグリントプラスト等の方法に
より研磨して表面の錆や汚れを除去したのちにプライマ
ー層の形成を行なうことが必要である。また、加熱手段
としては、電気炉、バーナ等を用いることができる。

ついで、このプライマー層の上には後述する樹脂組成物
の被覆層が形成される。

この場合の樹脂組成物は、変性ポリオレフィンと芳香族
アミンとを必須として構成される。

変性ポリオレフィンはポリオレフィンと変性剤とをラジ
カル反応開始剤の存在下で混練することによって得られ
るが、このときに用いるポリオレフィンとしては、例え
ば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、エチ
レン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重
合体、プロピレン−ブテン−１共重合体のそれぞれ１種
またはこれらの２種以上の混合物をあげることができる
。また、変性剤としては、カルボン酸または／およびそ
の誘導体が好適であり、例えば、アクリル酸、メタクリ
ル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸のような
不飽和カルボン酸、これらの無水物をあげることができ
る。

変性ポリオレフィンの調製に当たり、上記ポリオレフィ
ンと変性剤との配合割合は、ポリオレフィン１００重量
部に対し変性剤０．００１〜１０重量部であることが好
ましい。

本発明の樹脂組成物における他の必須成分である芳香族
アミンは、老化防止剤として従来から知られているもの
を用いることができ、例えば、フェニル−α−ナフチル
アミン、フェニル−β−ナフチルアミン、ｐ−（ｐ−）
ルエンースルホニルアミド）−ジフェニルアミン、Ｎ−
シクロへキシル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジア
ミン、Ｎ、Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−ｐ−フェニレン
ジアミン、Ｎ、Ｎ’−ビス（１−メチルヘプチル）−ｐ
−フェニレンアミン、Ｎ、Ｎ’−ビス（１，４−ジメチ
ルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ、Ｎ”−ビ
ス（１−エチル−３−メチルペンチル）−ｐ−フェニレ
ンジアミン、Ｎ−４−メチル−２−ペンチルーＮ″−フ
エニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメ
チルブチル）−Ｎ′−フェニルーｐ−フェニレンジアミ
ン、Ｎ、、Ｎ“−ジアリル−ｐ−フェニレンジアミン、
ヒンダード・ジアリル−ｐ−フェニレンジアミン、ジア
リル−ｐ−フェニレンジアミン、フェニル、ヘキシル−
ｐ−フェニレンジアミン、フェニル、オクチル−ｐ−フ
ェニレンジアミン、Ｎ−アルキル−Ｎ゛−フェニル−ｐ
−フェニレンジアミン、Ｎ−アルキル−Ｎ゛−アリル−
ｐ−フェニレンジアミンの１種または２種以上を適宜に
組合せた混合物をあげることができる。

＃Ａ脂組成物の調製にあたっては、変性ポリオ１２４７
１００重量部に対し芳香族アミンは０．１〜１０重量部
配合される。この配合量が０．１重量部未満の場合は、
金属表面に施された被覆の接着性、耐陰極剥離性、耐温
水性が顕著に向上する効果は認められず、また１０重量
部より多い場合は、芳香族アミンが析出して接着性は低
下してしまうのみならず、価格上昇を招くことになって
不適である。好ましい配合割合は、変性ポリオレフィン
１００重量部に対し芳香族アミンは２〜５重量部である
。

この樹脂組成物は、上記した各成分の所定量を均一混練
することによって容易に調製することができる。このと
きの混線方法は格別限定されるものではなく、例えば押
出機、ニーダ、ブレンダを用いた通常の方法でよい。

このような樹脂組成物を用いて前述したプライマー層の
上に接着性の被覆層を形成する方法としては、例えばプ
ライマー層の上にこの樹脂組成物のペレットや粉末を用
いて押出被覆成形する方法がある。また、この樹脂組成
物のテープやシートを成形し、これを次のポリオレフィ
ン被覆層になるポリオレフィンの熱収縮性シートに加熱
圧着して一体化し、この樹脂組成物側をプライマー層に
熱融着する方法も可能である。これらいずれの方法の場
合でも、適用温度はこの樹脂組成物の融点以上であるこ
とが必要で、融点未満の場合はプライマー層との間で充
分な接着強度を実現することができない。

この被覆層における芳香族アミンの果たす役割りはいま
だ解明されているわけではないが、芳香族アミンは変性
ポリオレフィンから徐々に溶出してエポキシ樹脂のプラ
イマーの方に移動し、このプライマーと金属との接着界
面における接着性、耐陰極剥離性を向上せしめているも
のと推考される。

本発明方法においては、最後に、上記樹脂組成物の被覆
層の上に常用のポリオレフィン被覆層が形成される。

（発明の実施例） 管径３３Ｉｎｆｆｌ、肉厚３ｍｍの鋼管表面に＃７０ス
チールグリッドブラスト処理を施したのち、ここに、ビ
スフェノールＡ型エポキシ樹脂（商品名、エピコート８
２８、油化シェルエポキシ（株）製）１００重量部とア
ミン系硬化剤（商品名、エポメート　Ｂ−〇〇２、油化
シェルエポキシ（株）製）５０重量部から成るプライマ
ーを、刷毛を用いて厚み２５〜５０μｍとなるように塗
布した。その後、設定温度１３０°Ｃの電気炉中に３０
分間放置した。

つぎに、線状低密度ポリエチレン（Ｍ１１５ｇ／１０分
、密度：　０．９２２　ｇ／ｃＪ）にｔ−ブチルハイド
ロパーオキサイドと無水マレイン酸を適量添加し、全体
を二軸押出機により１８０　’Ｃの温度で混練変性を行
なった。このときに付加したマレイン酸の量（マレイン
化当Ｎ）は８Ｘ１０−６モル／ｇ（ポリエチレン）であ
った。

得られた変性ポリエチレン（Ａとする）に表に示した芳
香族アミンを表示の割合（重量部）で配合し、全体を１
１加圧ニーダを用いて温度１６０°Ｃで混練した。得ら
れた樹脂組成物を押出成形して厚み１薗のシートにした
。

このシートを、肉厚がＩＭの熱収縮性ポリエチレンチュ
ーブの内壁に加熱融着し、径が５０胴の積層チューブを
得た。

上記した鋼管をプロパンガスバーナで１９０°Ｃに予熱
したのち、ここに上記積層チューブを外嵌し、その外面
をプロパンガスバーナで熱した。チューブは収縮し、鋼
管のプライマー層と融着した。

全体を室温にまで冷却し、最外層がポリエチレン層で被
覆された本発明にかかる被覆鋼管が得られた。

この鋼管の被覆層につき、下記仕様で耐温水性、耐陰極
剥離性、接着性を測定した。結果を表に示した。

接着性；　被覆鋼管の表面から鋼管に達するまでの切傷
を周方向にいれ、２０ °Ｃにおいて引張試験機を用いて引 張速度５０論／分で１８０’　ビー ル接着力（ｋｇ／ｃｍ）を測定した。

耐温水性：被覆鋼管をそのまま９０°Ｃの温水中に３０
日間浸漬したのちに取出 し、上記接着性の判定試験を行な い、その２０°Ｃにおける１８０″ ビ一ル接着力（ｋｇ／ａｍ）で判定し た。

耐陰極剥離性：被覆鋼管の表面に、直径６鴫・　の孔を
鋼管に達するまで穿ち、こ れを温度９０°Ｃの食塩水（濃度３ ％）中に３０日間浸漬し、鋼管を 陰極、白金極電極を陽極として定 電圧を印加した。鋼管の電位を− １、５０Ｖ　（ＶＳ　Ｓ　、、Ｅ、、　Ｃ）ニ保持した
状態で３０日間放置したのち、 取出し、被覆層の剥離面積（Ｃ＋ａ） を測定した。

実施例２〜５、比較例１〜４ 変性ポリオレフィン、芳香族アミンがそれぞれ表示した
ものであったことを除いては、実施例１と同様にして被
覆鋼管を製造した。これらの被覆鋼管につき、実施例１
と同様にして、接着性、耐陰極剥離性、耐温水性を測定
した。以上の結果を一括して表に示した。

（以下余白） （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の金属表面の被覆
方法は、最外層のポリオレフィン被覆層とエポキシ樹脂
プライマー層との間に介在せしめる変性ポリオレフィン
１００重量部に対し芳香族アミン０．１〜１０重量部を
配合して成る樹脂組成物の被覆層の働きにより、従来の
単なる変性ポリオレフィン層のみの場合に比べて、耐温
水性、耐陰極剥離性が著しく改善され、その工業的価値
は極めて大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属の表面にエポキシ樹脂組成物から成るプライマー層
   を介してポリオレフィン被覆層を形成する金属表面の被
   覆方法において、前記プライマー層と前記ポリオレフィ
   ン被覆層との間に変性ポリオレフィン１００重量部に対
   し芳香族アミン０．１〜１０重量部を配合して成る樹脂
   組成物の被覆層を介在せしめることを特徴とする金属表
   面の被覆方法。