JPH02255879A - 海中鋼材構造物用塗料組成物 - Google Patents

海中鋼材構造物用塗料組成物

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JPH02255879A
JPH02255879A JP30819689A JP30819689A JPH02255879A JP H02255879 A JPH02255879 A JP H02255879A JP 30819689 A JP30819689 A JP 30819689A JP 30819689 A JP30819689 A JP 30819689A JP H02255879 A JPH02255879 A JP H02255879A
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oxide
acid
silica
proton donor
solid
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JP30819689A
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Toshihiro Okai
岡井 敏博
Masahiro Jinnai
陣内 正博
Yoshitaka Ishihara
嘉孝 石原
Takeo Morita
森田 赳夫
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Nippon Paint Co Ltd
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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】 技  術  分  野 本発明は海洋鋼材構造物用の塗料組成物に係リ、さらに
詳しくは船舶。石油掘削リグ、桟橋、護岸用鋼材板等海
洋鋼材楕遺物の海中部、干満部、飛沫部等に適用される
塗装作業性に優れ、しかも鋼材面に対するけ苛性に浸れ
たエポキシ系の塗料組成物に関するものである。
従  来  技  術 従来から水中硬化型塗料として液状エポキシ樹脂と硬化
剤とからなる2液型塗料組成物が用いられているが、ポ
リアミド硬化剤を使用した系では高粘度で混練に長時間
を要し作業性が悪いため、エポキシ樹脂にポリアミン硬
化剤を配合することにより混練作業性を改善することが
試みられてきた。しかしながらポリアミン硬化剤は疎水
性であるため、混練は楽でも水中での塗装作業性、1寸
イ性に問題があり、その解決策として界面活性財を添加
したり、あるいはエポキシ樹脂をリン酸、カルボン酸あ
るいはアミン等により変性し塗料の親水性化がはかられ
てきた。かかる塗料の低粘度化と親水性化により、水中
での塗装作業性、塗膜の硬化性鋼材面との付着性等のバ
ランスがはかられている。このような2液型のエポキシ
系塗料組成物は一般に河川、湖等眞水中での鋼材構造物
、あるいは眞水中でのコンクリート壁等に対しては、塗
装、あるいは補修目的に充分対応できるものであったが
、海水中での鋼材構造物に対しては塗装作業性、鋼材面
に対する塗膜の付着性が良くないことが知られ、その解
決策が要望されている。
発明が解決しようとする点 そこで海水中での鋼材構造物に対し塗装作業性、塗膜付
着性に優れたエポキシ系の塗料組成物を提供すること、
それにより海洋での鋼材構造物に長時間の防食に耐えう
る硬化塗膜を適用可能となすことが本発明目的である。
問題点を解決するための手段 本発明に従えば上記発明目的が (A>液状エポキシ樹脂 (B)ポリアミン、ポリアミド、およびポリメルカプタ
ンからなる群より選ばれる硬化剤および (C)平均粒径10μm以下の後述の固体プロトン供与
体 からなり、(A)のエポキシ基と(B)硬fヒ剤の活性
水素の当量比が1:0.5〜1:2.Oであり、(C)
の含有量が塗料重量に対し、1〜25重量%であること
を特徴とする海中鋼材構造物用塗料組成物により達成せ
られる。
本発明で用いられるエポキシ樹脂は、従来塗料分野で使
用されている液状の任意のエポキシ樹脂であってかまわ
ず、例えばビスフェノールAのジグリシジルエーテル、
ビスフェノールFのジグリシジルエーテル、フェノール
ノボラックエポキシ樹脂9ビスフェノール類のアルキレ
ンオキシド付加物など分子内に次式え示されるグリシジ
ルエーテル基: を少なくとも】1個有する樹脂が好適に使用される。
また特開昭63−30569号記載のカルボン酸変性エ
ポキシ樹脂、特開昭63−30568号記載のアミン変
性エポキシ樹脂、特開昭61〜91217号記載のリン
酸変性エポキシ樹脂を用いることもできる。
かかるエポキシ樹脂の硬化剤とし2て通常使用せられる
ポリアミン、ポリアミド、ポリメルカフ。
タンからなる群から選ばれる化合物が好適に使用せられ
る。かかる硬1ヒ剤のうち特に好ましいものは脂肪族ポ
リアミン、芳香族ポリアミン、脂環族ポリアミン、ポリ
アミンポリアミド等である。
硬化剤はエポキシ樹脂のエポキシ基1当量に対し、アミ
ンあるいはメルカプタンの活性水素当量0.5〜2.0
当量の割合で用いられる。
上記エポキシ樹脂と硬1ヒ剤以外に本発明の塗i+組成
物にはその最も特徴的な成分として、平均粒径10μm
以下、好ましくは5μm以下の固体プロトン供与体が全
塗料組成物重量に基づいて0.3〜25重量%の割合で
含有せしめられる。
エポキシ系塗料組成物はエポキシ樹脂と硬化剤とが別々
に包装され所謂2液型塗料として提供されるが、本発明
の固体酸はエポキシ樹脂中に添加され2液型塗料組成物
とすることもでき、あるいはまた固体プロトン供与体を
エポキシ樹脂と相溶性のある別の非反応性樹脂に分散さ
せて分散ペース■・とじ、エポキシ樹脂、硬化剤および
固体プロトン供与体の分散ペーストの3液型塗料組成物
として提供することも可能である。
本発明で用いられる固体プロトン供与体は塗料組成物中
で平均粒径10μm以下の固体を維持し、エポキシ樹脂
と硬化剤との反応を妨げることなく、海水中に酸を除放
しうる限り、任意の固体のプロトン供与体(又は電子受
容体)であることができる。
しかしながら、本発明に於て特に有用な固体プロトン供
与体は次のいづれかのグループに属するもので、その使
用量は所望効果等により各グループ毎で幾分差異が認め
られるが、通常塗料重量の1〜25重量%の範囲内であ
る。
(1)それ自身が固体の酸: 例えば酸性白土、シリカアルミナ、陽イオン交換樹脂、
リン酸シリカ、酸fヒアルミニラム、酸化バナジウム、
酸化モリブデン、酸化タングステン。
酸化マンガンなどの酸性無機化合物。
これらの中、特に好ましいのは酸化アルミニウム、酸化
バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化
マンガン、リン酸シリカで、就中五酸]ヒバナジウムで
ある。これらは、10μm以下、好ましくは5μm以下
の微粉末の形で1種あるいは2種以上の組合わせで使用
される。
(2)固体担体に無機酸を付着させた固形化酸例えばシ
リカゲルやアルミナ担体に硫酸、リン酸などの無機酸を
付着させたもの。1〜25重、址%の割合で添加せられ
る。
(3)複合顔料: エポキシ系硬化型塗料に、通常任意成分として添加せら
れる。
(A)顔料:例えば酸化チタン、酸化亜鉛、酸]ヒ鉄、
酸化アルミニウム、アルミ粉。
H酸バリウム、硫酸カルシウム、炭 酸カルシウム、炭酸マグネシウム。
タルク、カオリンクルー、マイカ。
グラファイト、シリカ、藻土、アス ベスト等。
(B)骨材:例えばケイ砂、ガラスフレーク、ガラスセ
ンイ、マイカジャスアイアン オキサイド等、 ならびに前述の (C)固体酸(1)、および、 <D)固体化酸(2) のいづれかから選ばれる平均粒径10μm以下の粉体表
面に、五酸化バナジウムとして、0.01〜1 g /
 m”の五価のバナジウム酸化物が被覆されてなるもの
。かかる複合顔料は塗料に通常使用せられる顔料、骨材
、あるいは固体酸、固体化酸の平均粒径10μm以下の
粉体と、空気酸化あるいは大気中での加熱により五酸化
バナジウムを生成する五酸化バナジウム源、例えばバナ
ジルアセチルアセトネート、バナジウム(III)アセ
チルアセトネート、蓚酸バナジルの如きバナジウム含有
有機キレート化合物;例えばV2O,ゾル。
nV2 05−mP2 05−KMO−M 20  (
n、m。
Kは各成分のモル数でm/n=100〜0.1 。
K / m +n = O〜1.2:Mはアルカリ金属
またはアルカリ土類金属)で示されるガラス溶媒体微粉
末水分散液の如きV2 o、を主成分とするゾル;例え
ばV205−P205ガラス水溶液、バナジン酸アンモ
ニウム、硝酸バナジルの如きVO4イオンを含む水溶液
;V2O,粉末 を溶媒の存在下で混合し、加熱により溶媒を除去せしめ
る湿式混合法、あるいは上記粉体と五酸化バナジウム源
を溶媒の不存在下に混合し、加熱によりV2O5を粉本
表面に付着させる乾式混合法により容易に製造せられる
この複合顔料は粉体表面に五酸化バナジウムの被覆を有
するため、五酸化バナジウムの表面積が固体酸の場合よ
り極めて大となり、また比較的大量に配合される体質顔
料9骨材等の粉体を活性化でき、塗料系の硬化が促進さ
れ、短時間で凝集力の大なる硬塗膜の形成を可能とし、
海水中の塗膜付着性が一段と改善せられるので、特に好
ましい固体プロI・ン供与体ということができる。
粉体表面の五酸化バナジウム被覆の被覆量に関し、本発
明者らは0101〜1 g / m”の範囲内が好適で
、この下限より少ないと粉体表面を五酸化バナジウムで
十分被覆できず、また水で該被覆が溶解してしまうため
、海水中での塗膜付着性改善効果が少なく、1 g /
 m2をこえた場合単にV2O,が増大するだけでV2
O5量増に比例しての複合顔料を使用する特段の効果は
期待できぬことをも見出している。
尚、複合顔料を用いる場合、表面積の大なる粉体表面を
利用できるので、固体酸として使用する時よりV2O,
量を節減できることも利点の一つである。
エポキシ系硬化型塗料が真水中では鋼材表面に対する付
着性の点で問題がないのに、海水中では付着性不良とな
る問題について、本発明者らは種々検討を加えた結果:
マグネシウム、カルシウムイオンの如きアルカリ土類金
属イオンを含有する海水に例えば苛性ソーダの如き塩基
性物質を滴下すると、該物質の周囲に水酸化マグネシウ
ム(ペースト状)、水酸「ヒカルシウム〈粉末状)が生
成し白濁を生じること、エポキシ系の硬化型塗料ではポ
リアミンの如き塩基性の硬化剤が用いられるが、この場
合も塩基性硬化剤が原因で塗料の周囲にコロイド状のM
 (OH) 2  (M :アルカリ土類金属イオンン
が生成し、この生成物が塗料の被塗面に対するヌレ性を
l!11害し、塗装作業性を低下させ、造膜後も塗膜と
被塗面の界面にコロイド状M(OH)2が存在し、f付
着性を阻害する原因となっていることを見出した。
さらに検討の結果、塗膜のj1着性阻害の主役はペース
ト状生成物の水酸化マグネシウムであること、pH8付
近の海水中ではマグネシウムイオンが溶解しているが、
pH9,1以−L(こなると水酸化マグネシウムが生成
し、塗膜の周囲に弱い界面層が(weak bouy+
dary 1ayer)が生じること、塗膜周囲の雰囲
気を酸性側にすれば前記の界面層の生成が抑制され、鋼
材面との良好な付着性の得られること、塗膜周囲の雰囲
気を酸性側になす酸性物質は、エポキシ樹脂とポリアミ
ン等塩基性硬化剤の反応を阻害するものであってはなら
ず、造膜後に該雰囲気中に酸を除放し、少なくとも海水
pH程度にpH低下をもたらすものでなければならない
との知見より、各種酸性物質について検討を加え、上記
固体プロトン供与体の配合が極めて有効であることを見
出し、それが本発明の基礎となったものである。
既に述べた如く、本発明の塗料組成物は、液状エポキシ
樹脂成分と硬化剤成分との2液型エポキシ樹脂塗料系で
、固体プロトン供与体をエポキシ樹脂成分中に配合する
ことができ、あるいは固体プロトン供与体を通常の非反
応性樹脂に配合し、分散ペーストとしてエポキシ樹脂成
分−アミン樹脂成分−分散ペーストの3液型エポキシ樹
脂塗料として使用することもできる。また、使用に先立
ちこれら樹脂成分を混合した系に直接粉末の状体で添加
することもできる。添加量が全塗料組成物重量の1重量
%未満では、塗装作業性、付着性の改善効果は不充分で
あり、他方25重量%を越えると、塗装作業性を低下さ
せ、付着性まで影響を及ぼし、望ましくない。
本発明による塗料組成物、就中、水中・湿潤面補修用塗
料組成物で固体酸あるいは固形化酸を用いる場合、従来
の補修用塗料に用いられる顔料、骨材を必要に応じて適
宜含有してもよい。用いられる顔料および骨材は腐食環
境因子の遮断や着色機能のほか、水中で塗装する際に被
覆材料が水との比重差により浮遊することを防止するた
めのものであり、比重が大きくかつ耐食性に優れたもの
が好ましい。例えば酸化チタン、酸fヒ亜鉛、酸化鉄1
酸化アルモニウム、アルモニウム粉、硫酸バリウム1硫
酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タ
ルク、クレー、カオリン、マイカ1グラフアイト、シリ
カ、珪藻上、アスベスト等が挙げられる。骨材としては
、砕砂、ガラスフレーク、ガラス繊維9合成繊維、天然
または人造マイカジアスアイアンオキサイド等が挙げら
れる。顔料および骨材の配合量は全塗料組成物中の顔料
、骨材の容積濃度として60%以下が好ましい。さらに
所望により、この塗料組成物中に揺変剤、シランカップ
リング剤、防錆剤、界面活性剤などの改質剤、粘度調整
のための非反応性稀釈剤、溶剤などを加えることも可能
である。
上述の顔料あるいは骨材を用いて複合顔料となし、それ
を固体プロトン供与体として用いることができ、その場
合特に有効であることについては、既に述べた通りであ
る。
本発明にかかる塗料組成物は、鋼材などの水中部や干満
部・飛沫部の湿潤面に対し、容易に刷毛。
ローラー、コテ、ヘラなとで適用され、従来のエポキシ
系水中硬化塗料と比較して次の利点を有する。
■海水などの水中・湿潤面での塗装作業性が良い ■造膜後の付着性が著しく良い。
以下に実施例、比較例を示して本発明をより具体的に説
明する。実施例、比較例において部はすべて重量による
。尚、実施例および比較例における評価方法は次のとお
りである。
水中塗装作業性 ◎ ・・・・ヘラによる1回のしごき塗りで被塗面を1
00%被覆できる状態 ○ ・・・−ヘラによる2回のしごき塗りで被塗面を1
00%被覆できる状態 Δ ・  ヘラによる3〜5回のしごき塗りで被塗面を
100%被覆できる状態 × −・・・−・・ヘラによる6回以上のしごき塗りで
被塗面を100%被覆できる状態 付着性 ioam間隔のゴバン目試験による残存塗膜面積0  
95%以上 0  94〜80% Δ   79〜50% ×   49%以上 実施例1〜10 比較例1〜3 試験片は、予め1年間海中で発錆させた厚さ3.2++
nll板をワイヤーブラシでSt・3(SIS  05
−5900による)処理した鋼板を被塗基材とし、表に
示した各塗料組成物を海水中においてヘラで約2北の厚
さに塗布し1、水中塗装作業を確認した。付着性は、■
海水浸漬(R,T、)7日後と、■60℃海水浸漬30
日後で評価した。以上の結果を第1表に示した。
注1 ビスフェノールAジグリシジルエーテルEp i
 ko te828 くエポキシ当量 190)シェル化学製法2 ビスフェ
ノールFジグリシジルエーテルAraldite  X
PY−306 (エポキシ当量 160)チバガイギー製注3 酒石酸
変性エポキシ樹脂 ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量
 190)100部と酒石酸3.8部を混合し、更に反
応促進剤としてN、N−ジメチルベンジルアミンを0.
05部添加し、130℃で3時間反応を行い、酒石酸変
性エポキシ樹脂を得た。
注4 リン酸変性エポキシ樹脂 ビスフェノールAジグリシジルエーテル(エポキシ当量
 190>100部とオルトリン酸2部を混合し、80
℃で5時間反応を行い、リン酸変性エポキシ樹脂を得た
注5 変性脂肪族ポリアミン フジキュアー5405 (活性水索出Ji:110)  富士化成製法6 界面
活性剤(アルキルリン酸塩)エレクトロストリッパーN
 花王アトラス製注7 リン酸シリカ コロジノン5PO28水沢化学製 法8 試薬(和光純薬工業製) 乳鉢で粒径5μm以下
に粉砕。
[注3°、注4は公開No、昭63−30569(36
3,2,9,)の明細書に記載コ複合顔料の製造例 製造例1 表面コーティングされるべき粉体として、表面処理の施
されていない酸化チタン粉末(平均粒径0.05μm)
100g 51化バナジウム源として、V2O5ゾル(新興fヒ学
工業■製、酸化バナジウムゾル:V・1.22wt%V
205 =4.35%) 1000 m lを混合し、
ガラスピーズにて分散した。粉体とV2O5の混合比は
、重量で100:43.5であった。
上ずみを除去し、残査を200℃で3時間乾燥した。そ
の1部はさらに700℃1時間焼成した。これらはその
後自動乳鉢にて粉砕された。
製造例2 粉体として、表面処理を施していない酸化チタン粉末(
平均粒径0.3μrn)100g5酸fヒバナジウム源
として、下記の焼成生成物を用いた。
0.2モルのV2O5と、1モルのP2O5と、046
モルのCaOを混合し、900℃に加熱し全体を溶融し
たものを急冷し、微粉砕したものを150gとり、水1
000mmに長時間かけて溶解分散しな。容器の底には
粘ちょうな沈澱か生成したが、これは撹拌すると容易に
再分散し、た。
粉体とV2O5の混合比は、重量で100/25゜8で
あった。
これらを攪拌機で混合した。
上ずみを除去し7.700℃1時間焼成した。これらは
その後自動乳鉢にて粉砕された。
製造例3 粉本として、ガラスフレーク(日本硝子繊維■製CEF
325)100g 5酸化バナジウム源として、下記の焼成生成物を用いた
1モルのV2O,と1モルのP2O5を800°Cに加
熱し、全体を溶融したものを2冷し、微粉砕後50gを
、飽和濃度まで水100mmに溶解させた。
粉体とP2O5の混合比は、重量で100.150であ
った。
1部沈澱が生成したが、そのまま粉末と混合し、ガラス
ピーズにて分散しな。
遠心分離で沈澱と上ずみを分け、4上ずみを除去し、6
00℃1時間焼成した。これらはその後自動乳鉢にて粉
砕された。
製造例4 粉体として、カオリン(エンゲルバー・ド社製ASP2
00)100g 5i!i化バナジウム源として、熱分解性/′飛散性カ
オチンをもつバナジン酸塩(バナジン酸アンモニウム)
水溶液100開(濃度300g/l)を用いた。
これらを撹拌機で混合した。
粉体とP2O5の混合比は、重量で100/23.3で
あった。
上ずみを除去し、700°C1時間焼成した。これらは
その後自動乳鉢にて粉砕された。
粉体として、シリカ粉末(日本アエロジル(慢製アエロ
ジル0X−50>100g 5酸化バナジウム源として、V2O,ゾル(新興化学工
業(慟製、酸化バナジウムゾル:V・1.22wt%V
205 □4.35%>1000rnlを攪拌機で混合
した。
粉体どV2O5の混合比は、重量で100/4.3うで
あった。
上ずみを除去し、800℃1時間焼成した。これらはそ
の後自動乳鉢にて粉砕された。
製造例6 台木として、表面処理を施していない酸化チタン粉末(
平均粒径0.03μm、>100g5酸化バナジウム源
として、微粉末V2O5(新興化学」二業■製、酸化バ
ナジウム、平均粒径:0.6ノ、Zm)10g  を メカノフュージョンシステム(ホソカワミクロン(F4
4製)にて混合した。
粉体とV2O,の混合比は、重量で】00/・10であ
った。
生成混合物を800℃1時間焼成、シ、た。これらはそ
の後自動乳鉢にて粉砕された。
製造例7 粉体として、リン酸シリカ(水沢化学工業(轡製コロジ
ノンSPO28)100g 5酸化バナジウム源として、微粉末V2O5(新興化学
工業■製、酸化バナジウムゾル:V・1.22Wl、篤
V205−4.3ノ5%) 300 m lを混合し、
ガラスピーズにて分散した。
粉体とv2o5の混合比は、重量で100/1Bであっ
た。
上ずみを除去し、さらに700℃1時間焼成した。これ
らはその後自動乳鉢にて粉砕された。
実施例11−17 第2表に示される所定量の各塗料成分を使用直前に混合
して得た塗料組成物を、予め1年間海水中で発錆させた
厚さ3,2市の鋼板をワイヤーブラシで5t3(SIS
  05〜5900)処理した鋼板に、海水中で約2■
の厚さにヘラ塗りし1、水中1F業性、11゛着性につ
き実施例1〜10同様方法で評価し、その試験結果を第
2表に示した。尚この場合固(4+:プロトン供与体と
して製造例1〜7で得た複合顔料を用いた。また各複合
顔料の■205被膜菫は蛍光X線分析で製造した粉末の
V量を測定し、また粉体の表面積を比重と粒径から計算
から求め、該■量を表面積で割って求めた。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)(A)液状エポキシ樹脂 (B)ポリアミン、ポリアミドおよびポリメルカプタン
    からなる群より選ばれる硬化剤 および (C)平均粒径10μm以下の固体プロトン供与体 からなり、(A)のエポキシ基と(B)硬化剤の活性水
    素の当量比が1:0.5〜1:2.0であり、(C)の
    含有量が塗料重量に対し1〜25重量%であることを特
    徴とする海中鋼材構造物用塗料組成物
  2. (2)固体プロトン供与体が酸性白土、シリカアルミナ
    、陽イオン交換樹脂、リンサン酸シリカ、酸化アルミニ
    ウム、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングス
    テン、酸化マンガンからなる群より選ばれる固体酸であ
    る請求項第1項記載の組成物
  3. (3)固体プロトン供与体が五酸化バナジウムである請
    求項第2項記載の組成物
  4. (4)固体プロトン供与体がシリカあるいはアルミナ担
    体に無機酸を付着させた固形化酸である請求項第1項記
    載の組成物
  5. (5)固体プロトン供与体が、(a)顔料、(b)骨材
    ならびに酸性白土、シリカアルミナ、陽イオン交換樹脂
    、リン酸シリカ、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、
    酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガンから
    選ばれる(c)固体酸およびシリカあるいはアルミナ担
    体に無機酸を付着させた(d)固形化酸のいずれかから
    なる平均的粒径10μm以下の粉体表面に五酸化バナジ
    ウムとして0.01〜1g/m^2の五価のバナジウム
    酸化物が被覆されてなる複合顔料である請求項第1項記
    載の組成物
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008144020A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Chugoku Marine Paints Ltd 積層防汚塗膜、基材の防汚方法、積層防汚塗膜付き基材およびプライマー組成物
JP2017049112A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 東海旅客鉄道株式会社 鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージ、鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージの取付方法および鉄構造物の応力監視装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008144020A (ja) * 2006-12-08 2008-06-26 Chugoku Marine Paints Ltd 積層防汚塗膜、基材の防汚方法、積層防汚塗膜付き基材およびプライマー組成物
JP2017049112A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 東海旅客鉄道株式会社 鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージ、鉄構造物の応力監視用カプセル型ひずみゲージの取付方法および鉄構造物の応力監視装置

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