JPH0615221B2 - 砂と土による被覆の熱酸化劣化を抑制する高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管 - Google Patents

砂と土による被覆の熱酸化劣化を抑制する高温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管

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JPH0615221B2
JPH0615221B2 JP2202814A JP20281490A JPH0615221B2 JP H0615221 B2 JPH0615221 B2 JP H0615221B2 JP 2202814 A JP2202814 A JP 2202814A JP 20281490 A JP20281490 A JP 20281490A JP H0615221 B2 JPH0615221 B2 JP H0615221B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ポリオレフィン被覆鋼管の耐熱寿命に関し、
更に詳しくは、高温埋設下でのポリオレフィン被覆の砂
と土により促進される熱劣化を抑制するポリオレフィン
被覆鋼管に関する。
(従来の技術) ポリエチレン,ポリプロピレン等のポリオレフィンは、
防食性が優れるため、従来から鋼管の重防食被覆に利用
されている。このようなポリオレフィン被覆は、酸化劣
化により被覆が劣化する。ポリオレフィンの酸化劣化防
止には一般に、ポリオレフィンにフェノール系酸化防止
剤,硫黄系酸化防止剤を配合して、「熱可塑性プラスチ
ックの熱老化性試験方法(オーブン法)通則、JIS K
7212」を行なって、高温での寿命を試験温度で変えて3
点以上測定し、試験温度と測定寿命のアーレニウスプロ
ットの外挿法で常温近傍の寿命を推定する方法が用いら
れる。
(発明が解決しようとする課題) しかし、最近高温加熱輸送を行なう石油輸送管や地域冷
暖房のための蒸気配管のコンジット管などにように、埋
設下で高温流体を輸送する配管にこれらのポリオレフィ
ン被覆鋼管を用いると熱酸化によるポリオレフィンの劣
化が短期間に起こり問題となっているが、高温埋設下の
ポリオレフィン被覆の劣化防止に有効な酸化防止剤が見
出されていない。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意検討した結
果、ポリオレフィン被覆と該被覆を鋼管に接着する変性
ポリオレフィンに特定のフェノール系酸化防止剤と特定
のアミン系酸化防止剤を組合せて配合することによっ
て、埋設下では砂や土による酸化防止剤の吸着・逃散が
抑制され、被覆の耐熱酸化劣化性が飛躍的に向上するこ
とを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は下地処理を施した鋼管の外表面に、
下記の(a)と(b)の2成分を必須酸化防止剤として含有す
る変性ポリオレフィンとポリオレフィンを順次積層した
ことを特徴とする高温埋設下でのポリオレフィン被覆の
砂と土により促進される熱劣化を抑制するポリオレフィ
ン被覆鋼管に関する。
(a) 1,3,5−トリスメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−
tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンまた
は4,4′−チオ−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチ
ルフェノール)のフェノール系酸化防止剤の単独または
混合物 (b) ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イ
ミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6
−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]またはポ
リ−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンのアミ
ン系酸化防止剤の単独または混合物 以下、本発明につき詳細に説明する。
本発明に用いる鋼管とは、炭素鋼、ステンレス鋼等の合
金鋼でできた鋼管である。また、鋼管の耐食性を向上さ
せる目的で、鋼管の外面,内面に亜鉛,アルミニウム,
ニッケルなどのメッキ,亜鉛−鉄,亜鉛−アルミニウ
ム,亜鉛−ニッケル,亜鉛−ニッケル−コバルト等の合
金ッキ,該メッキあるいは合金メッキにシリカ,酸化チ
タン等の無機微粒子を分散させた分散メッキを施したも
のを用いることもできる。
鋼管の下地処理としては、鋼管の外面を脱脂,酸洗,グ
リットブラスト,サンドブラスト等でブラスト処理して
除錆したのち、高温下での界面接着力を長期に保持する
ために、クロメート処理あるいはクロメート処理とエポ
キシプライマー処理の組み合せ処理で下地処理すると効
果的である。
本発明に用いるクロメート処理剤としては、高温下での
ポリオレフィン被覆と鋼管の間の界面接着力を長期に保
持する観点から、微粒子シリカを添加したクロメート処
理剤あるいは該クロメート処理剤にりん酸を添加したり
ん酸クロメート処理剤を用いるとより効果的である。
本発明によるエポキシプライマーとしては、高温下での
ポリオレフィン被覆と鋼管の間の界面接着力を長期に保
持する観点から、2液硬化型エポキシプライマーまたは
ジシアンジアミド変性硬化剤を添加したジシアンジアミ
ド系一液型エポキシプライマーを用いるとより効果的で
ある。
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン,ポリプロピレ
ン,ポリブテン、あるいはエチレンとプロピレン,1−
ブテン,1−ヘキセン,4−メチル−1−ペンテン,1
−オクテン等のα−オレフィンとの共重合体を用いる。
また、変性ポリオレフィンは、該ポリオレフィンを不飽
和カルボン酸またはその無水物で変性した接着性ポリオ
レフィンを用いる。変性に用いる不飽和カルボン酸また
はその無水物としては、具体的には、例えば無水マレイ
ン酸,無水シトラコン酸,無水イタコン酸,マレイン
酸,アクリル酸,メタクリル酸等が挙げられ、これらの
中では、高温下での界面接着力を長期に保持する観点か
ら、特に無水マレイン酸が好ましい。該ポリオレフィン
と変性ポリオレフィンには、下記の(a)と(b)の2成分を
必須酸化防止剤として添加する。
(a) 下記のフェノール系酸化防止剤の単独または混合
物; 1,3,5−トリスメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert
−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン で、一般市販品としてはCIBA-GEIGY社製のIRGANOX1330
等を用いることができる。
または4,4′−チオ−ビス−(3−メチル−6−tert−
ブチルフェノール) で、一般市販品としては川口化学社製のアンテージクリ
スタル、住友化学社製のSumilizer GA80、吉富製薬社
製のヨシノックスSR等が利用できる。
(b) 下記のアミン系酸化防止剤の単独または混合物; ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ
−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テ
トラメチル−4−ピペリジル)イミノ}] で、CIBA-GEIGY社製のCHIMASSORB 944LD,CHIMASSO
RB 94FD等が利用できる。
またはポリ−2,2,4−トリメメチル−1,2−ジヒドロキノ
リン で、川口化学社製のアンテージRD、住友化学社製のAn
tigene RD−G等を用いることができる。
上記の(a)と(b)の酸化防止剤を組合せてポリオレフィン
および変性ポリオレフィンに添加する場合だけ、高温埋
設下で起こる砂や土によるポリオレフィンおよび変性ポ
リオレフィン被覆からの酸化防止剤の吸着・逃散を抑制
し、両被覆の熱酸化劣化を抑制するのに極めて効果があ
る。これ以外のフェノール系酸化防止剤,アミン系酸化
防止剤,硫黄系酸化防止剤等は、砂や土で容易に吸着・
逃散し、ポリオレフィンと変性ポリオレフィン被覆が短
期間に劣化して亀裂発生や被覆の塊状崩壊が起こり、防
食性が損なわれる。(a)と(b)の添加量としては、(a)と
(b)それぞれがポリオレフィン中に0.05重量%越5重量
%未満の範囲になるように添加することが望ましい。
本発明に用いるポリオレフィンには、押出機で溶融押出
する際の劣化を防止する酸化防止剤,埋設配管施工まで
の屋外暴露期間の耐候性を付与するための耐候安定剤,
色彩を付与する顔料,耐疵性を付与する無機あるいは有
機の繊維や充填剤,難燃剤,ブロッキング防止剤,スリ
ップ剤等、通常ポリオレフィンに添加して使用される配
合剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加しておい
てもよい。
次に、本発明による高温埋設用ポリオレフィン被覆鋼管
の製造方法について説明する。
先ず、鋼管の外表面をグリットブラスト等で研掃して除
錆し、微粒子シリカを含有するクロメート処理剤または
りん酸クロメート処理剤を塗布し加熱焼き付けする。ク
ロメート処理剤の塗布はしごき塗り、スプレー塗装等の
クロメート処理剤の塗布に通常用いられる方法で塗布す
るが、塗布するクロメート被膜の付着量は、高温下での
界面接着力を保持する観点から、全クロム付着量換算で
100mg/m2越1000mg/m2未満の範囲が望ましい。
次いで、その表面に、二液硬化型エポキシプライマーま
たはジシアンジアミド系一液型エポキシプライマーを塗
布して、加熱硬化させる。これらのエポキシプライマー
の塗布には、スプレー塗装、しごき塗り等のエポキシプ
ライマーの塗布に通常用いられる方法で塗布するが、塗
布するエポキシプライマーの膜厚は、高温下での界面接
着力を長期に保持する観点から、10μ越200μ未満の
範囲が好ましい。
次いで、エポキシプライマーを塗布した鋼管を高周波誘
導加熱等の通常鋼管の予熱に用いられる方法で予熱し、
変性ポリオレフィンとポリオレフィンを被覆する。変性
ポリオレフィンの被覆方法は、粉状体の変性ポリオレフ
ィンを静電塗装する方法、Tダイあるいは丸ダイから押
出被覆する方法,ポリオレフィンと二層一体で二層Tダ
イあるいは二層丸ダイから押出し被覆する方法等の通常
ポリオレフィン被覆に用いられる方法で被覆するが、被
覆する変性ポリオレフィンの膜厚は、高温下での界面接
着力を長期に保持する観点から、50μ越350μ未満
の範囲が望ましい。
次いで、その表面にポリオレフィンを被覆する。被覆方
法は、Tダイあるいは丸ダイから押出被覆する方法,粉
体状のポリオレフィンを静電塗装する方法等の通常ポリ
オレフィンを被覆する方法を用いるが被覆膜厚は、高温
下での防食性を長期に保持する観点から、1mm越10mm
未満の範囲が好ましい。
以上のようにして得た本発明によるポリオレフィン被覆
鋼管の一部断面は第1図と第2図に示す通りのものであ
り、図中1は脱脂,酸洗,グリットブラスト,サンドブ
ラスト等によって油分,錆等を除去した鋼管、2はシリ
カ微粒子を添加したクロメート処理剤または該クロメー
ト処理剤にりん酸を添加したりん酸クロメート処理剤を
塗布し焼き付けて得られるクロメート被膜、3は二液硬
化型エポキシプライマーまたはジシアンジアミド系一液
型エポキシプライマーを塗布し硬化して得られるエポキ
シプライマー塗膜、4は変性ポリオレフィン、5はポリ
オレフィンを各々示している。
また、図中2は全クロム付着量で100〜1000mg/m2
付着量、3は10〜200μの膜厚、4は50〜350
μの膜厚、5は1〜10mmの膜厚を有していると良好な
結果が得られる。
(実施例) 以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例1 鋼板(24mmφ×50mm長さ×5mmt)の外表面をグリ
ットブラスト処理し、その表面にシリカ微粒子を添加し
たクロメート処理剤を全クロム付着量が500mg/m2
なるようにシゴキ塗りし190℃に予熱して焼き付け
た。次いで、その表面に二液硬化型エポキシプライマー
を膜厚が50μになるようにしごき塗りし硬化させ、第
2表に示す本発明による酸化防止剤を添加した無水マレ
イン酸変性ポリオレフィンの粉体を膜厚が200μにな
るように静電塗装して溶融させた。次いで、その表面に
第2表に示す本発明による酸化防止剤を添加したポリオ
レフィンを膜厚が2.5mmになるように丸ダイによって押
出被覆し、第1表に示す本発明によるポリオレフィン被
覆鋼管1〜24を製造した。比較例として、第3表に示
す本発明以外の酸化防止剤を添加した変性ポリオレフィ
ンとポリオレフィンを用い、上記と同じ方法で、第1表
に示す比較ポリオレフィン被覆鋼管1〜22を製造し
た。このようにして得た本発明によるポリオレフィン被
覆鋼管と比較ポリオレフィン被覆鋼管を、砂を入れたガ
ラス容器(内径75mmφ×深さ150mm、珪砂8号または土
を深さ100mmまで充填)の中に埋設し、ガラス容器ごと1
40℃のオーブンに入れ促進試験を行ない、5000時間経過
後の被覆表面の外観観察(壊状崩壊の有無、クラック発
生の有無)を行なった。結果を、第4表に示す。
第4表に示す結果から、変性ポリオレフィンとポリオレ
フィンに本発明によるフェノール系酸化防止剤としてIR
GANOX1330;1,3,5−トリスメチル−2,4,6−トリス(3,5
−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼ
ンまたはアンテージクリスタル;4,4′−チオ−ビス−
(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)とアミン
系酸化防止剤としてCHIMASSORB 944LD;ポリ[{6−
(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリ
アジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{2,2,6,6−テ
トラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]またはアンテ
ージRD;ポリ−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキ
ノリンを組み合せて添加する場合のみ、140℃の埋設
促進試験でも砂による被覆の酸化劣化が抑制され、被覆
の塊状崩壊やクラックの発生が防止できる。
(発明の効果) 実施例からも明らかな如く、本発明によるポリオレフィ
ン被覆鋼管は、高温埋設下での砂と土によるポリオレフ
ィン被覆の酸化劣化を大幅に抑制できるため、従来にな
い耐久性のあるポリオレフィン被覆鋼材を提供できる顕
著な効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図は本発明によるポリオレフィン被覆鋼管
の一部断面図である。 1は脱脂,酸洗,ブラス処理等によって油分,錆等を除
去した鋼管、 2はシリカ微粒子を含有するクロメート処理剤または該
クロメート処理剤にりん酸を添加したりん酸クロメート
処理剤を塗布して焼き付け得られるクロメート被膜、 3は二液硬化型エポキシプライマーまたはジシアンジア
ミド系一液型エポキシプライマーを塗布して硬化させて
得られるエポキシプライマー塗膜、 4は変性ポリオレフィン、 5はポリオレフィン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 船津 真一 千葉県富津市新富20―1 新日本製鐵株式 會社中央研究本部内 (56)参考文献 特開 平1−288436(JP,A) 特開 昭55−65245(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下地処理を施した鋼管の外表面に、下記の
    (a)と(b)の2成分を必須酸化防止剤として含有する変性
    ポリオレフィンとポリオレフィンを順次積層したことを
    特徴とする砂と土による被覆の熱酸化劣化を抑制する高
    温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管 (a) 1,3,5−トリスメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−
    tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンまた
    は4,4′−チオ−ビス−(3−メチル−6−tert−ブチ
    ルフェノール)のフェノール系酸化防止剤の単独または
    混合物 (b) ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イ
    ミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6
    −テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]またはポ
    リ−2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンのアミ
    ン系酸化防止剤の単独または混合物
  2. 【請求項2】ポリオレフィンがポリエチレン,ポリプロ
    ピレン,ポリブデン、あるいはエチレンとプロピレン,
    1−ブテン,1−ヘキセン,4−メチル−1−ペンテ
    ン,1−オクテン等のα−オレフィンとの共重合体であ
    ることを特徴とする請求項1記載の砂と土による被覆の
    熱酸化劣化を抑制する高温埋設配管用ポリオレフィン被
    覆鋼管
  3. 【請求項3】変性ポリオレフィンが請求項2記載のポリ
    オレフィンを不飽和カルボン酸またはその無水物で変性
    した接着性ポリオレフィンであることを特徴とする請求
    項1記載の砂と土による被覆の熱酸化劣化を抑制する高
    温埋設配管用ポリオレフィン被覆鋼管
  4. 【請求項4】鋼管の下地処理として、鋼管の外表面にク
    ロメート処理を施すことを特徴とする請求項1記載の砂
    と土による被覆の熱酸化劣化を抑制する高温埋設配管用
    ポリオレフィン被覆鋼管
  5. 【請求項5】鋼管の下地処理として、鋼管の外表面にク
    ロメート処理を施し、次いでエポキシプライマー処理を
    施したことを特徴とする請求項1記載の砂と土による被
    覆の熱酸化劣化を抑制する高温埋設配管用ポリオレフィ
    ン被覆鋼管
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