JPS5857476A - 耐熱性防食用被覆材料 - Google Patents

耐熱性防食用被覆材料

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JPS5857476A
JPS5857476A JP15638181A JP15638181A JPS5857476A JP S5857476 A JPS5857476 A JP S5857476A JP 15638181 A JP15638181 A JP 15638181A JP 15638181 A JP15638181 A JP 15638181A JP S5857476 A JPS5857476 A JP S5857476A
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Toshimitsu Okuno
奥野 敏光
Takanobu Tomomoto
友本 隆宣
Makoto Sunakawa
砂川 誠
Sadayuki Inagaki
稲垣 定行
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Nitto Electric Industrial 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】 この発明は鋼管接続部やプラントあるいは高温の設備な
どの腐食を防止するために用いられる耐熱性防食用被覆
材料に関する。
従来、金属製構造物の錆の発生を防止するために、防錆
塗料やプラスチック防食テープが主として用いられてい
る。しかし、防錆塗料の場合、塗膜が経日的に収縮硬化
して弾性を失なったり、老化作用により膜にひび割れが
生じたり、また外部からの衝撃により損傷したりして、
水分および空気が藺草に金属面に触れ錆を発生させるこ
とがあった。また、プラスチック防食テープの場合、防
食・防錆効果にはすぐれているが、テープ自体がかなり
硬いため鋼管接続部などの異形部には適用しにくい問題
があった。
そこで、上述の如き異形部に対して、ペトロラタムを主
r2ν分とした常時粘着性を有する可塑性テープを用い
る試みかなされている。しかるに、この種のテープは、
ペースト状で手ならしができるような用途にはポリマー
の分子−か数百程度に抑えられる必要があり、この場合
高温での耐垂下性および耐熱性か不充分で、ペトロラタ
ムの融点以上になるとペースト状物が完全散状となり巻
きつけた鋼管から滴下し、下部周辺を汚染したり、鋼管
表面の防食層か目やせして防食特性か著るしく低下する
欠点かあった。しかも、130”C以上の高温に長期間
さらすと炭化してしまい防食機能を全く果しえなかった
この発明者らは、上記の事情に鑑み、高温での耐垂下性
および耐熱性とともにさらに耐候性が良好で、前記従来
のものに較べて改善された防食性能を発揮する材料を得
るべく鋭意検討した結果、この目的にアクリル系低分子
量共重合体か適していることおよびこの共重合体より形
成される層上にさらにエポキシ樹脂組成物層を設けると
耐熱性・耐久性がより一段と向上することを見い出し、
すなわち、この発明は、つきの一般式;%式%(1) (式中、klは水素もしくはメチル基、R2は炭素数2
〜14個のアルキル基である) で表わされる不飽和単量体を主成分としたアクリル系低
分子量共重合体100重量部に対して、充填剤1〜30
0重量部および/または揺変剤0.2〜20重愉部を配
合してなる内層形成用組成物と、エポキシ樹脂およびそ
の硬化剤を含む外層形成用組成物とからなる耐熱性防食
用被覆材料に係るものである。
一般に、アクリル系の高分子量共重合体は、耐熱性およ
び耐候性にすぐれているため感圧性接着剤として多く用
いられているか、粘度が高すぎるためペースト状の皮膜
とはなりえず、また手ならしの作業性も悪く、防食用と
しては適さない。しかるに、前記この発明における如く
、アクリル系の低分子量共重合体を使用するとともにそ
の粘度を適度なものとしあるいはチキントロピック性を
附与させるための充填剤ないし揺変剤を併用したときに
は、アクリル系ポリマーであることの耐熱性および耐候
性を損なうことなく、異形部に対するなじみのよい手な
らしの作業性にすぐれる防食用組成物か得られ、この組
成物は商況での耐垂下性の面でもすぐれていることが見
い出された。
また、上記の防食用組成物を鋼管表面などに施工して内
層を形成したのち、この上にさらにエポキシ樹脂組成物
層を設けるようにすると、これが熱硬化性樹脂であるこ
とによって常温での取り扱いに支障をぎたさない一方、
常温ないし加熱下で硬化して耐熱性良好な表面層を形成
するため、被覆層全体の耐熱性・耐久性が一段と向上し
、しがも上記エポキシ樹脂組成物層は内層の高温での滴
下を防ぐ機能をも有しており、内層自体が高温特性にす
ぐれていることと相俟って高温での耐垂下性により好結
果が得られることか見い出された。
このように、この発明の耐熱性防食用被覆材料は、常温
lこおける手ならし作業を容易に行なえる一方、高温で
の滴下(防ぐことが可能であり、しかも耐熱性、耐候性
にもすぐれていることがら、鋼管接続部なとの各種異形
部に対し、また従来のペトロラタム系防食テープでは適
用困難であった鋼管表面温度や雰囲気温度の高い箇所、
たとえは高炉配管や船舶内配管などさらに石油、電力、
建設、化学などの各種プラントにおける防食に広く応用
することかできる。
この発明の内層形成用組成物におけるアクリル系低分子
量共重合体は、前記の一般式(1)で表わされる不飽和
単量体を主成分とし、また必要に応じて上記車量体と共
重合可能な他の不飽和単量体を併用し、その2種以上を
、重合開始剤および連鎖移動剤の存在下に共重合させる
ことにより得ることかできる。
ここで用いられる前記一般式(1)で表わされる不飽和
単量体は、アルキル基(式中のR2)の炭素数か2〜1
4からなるアクリル酸アルキルエステルまたはメタクリ
ル酸アルキルエステルであり、アルキル基の炭素数を上
記の如く限定した理由は、炭素数が1の場合つまりメチ
ル基の場合防食層が硬くなりまた粘着特性に欠け、一方
炭素数が14を越えると被着体への接着力に乏しくなる
ためである。
炭素数2〜14からなるアルキル基は分岐状であっても
非分岐状であってもよく、その具体例を挙ければエチル
、n−ブチル、イソブチル、1−エチルプロピル、1−
メチルペンチル、2−メチルペンチル、3−メチルペン
チル、1−エチルブチル、2−エチルブチルペ 2−エ
チルヘキシル、インオクチル、3・5・5−トリメチル
ヘキシル、デシ/L/、  ドデシルなどが挙げられる
上記の不飽和単量体と共重合可能な他の不飽和単量体と
しては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル
酸オクタデシルなどの前記一般式以外の(メタ)アクリ
ル酸アルキルエステルのほか、酢酸ビニルの如きビニル
エステル類、ビニルピリジン、ビニルエーテル類、アク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリロニトリル
、メタクリロニトリノペメチレングルタルニトリル、2
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、N−N−ジ
メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、tert 
 −ブチルアミ/エチル(メタ)アクリレート、N−メ
チロールアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリル
アミド、グリシジル(メタ)アクリレート、ブタジェン
、シクロへキシルアクリレート、β−エトキシアクリレ
ート、スルホアクリレート、フルオロアルキルアクリレ
ートなト各種のエチレン性不飽和単量体か広く包含され
る。
これらのエチレン性不飽和単量体のなかでもとくに好ま
しいものは、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、
2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒド
ロキシプロピル(メタ)アクIJ l、−ト、N−メチ
ロールアクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレー
トの如き外層形成用組成物中のエポキシ樹脂またはその
硬化剤と反応しうるカルボキシル基、水酸基、エポキシ
基、アミノ基などの官能基を分子中に有するものである
かかる単量体を共重合成分としたアクリル系低分子量共
重合体は、これより形成される内層とこの上に設けられ
る外層との間で、外層中のエポキシ樹脂ないしその硬化
剤と反応させることができ、この反応によって内外層の
界面かより緻密となって外部からの酸素や水分の浸入か
完全にしゃ断されるため、防食性能に一段と好結果が得
られる。
これら他の不飽和単量体の種類および使用割合は、耐熱
性防食用組成物の使用目的に応じて適宜決定すれはよい
が、前記主成分たる不飽和単量体との合計量中に占める
割合か50重量%を越えると、耐熱性、耐候性、耐久性
、接着性などが損なわれる傾向かあるから、多くとも5
0重M%以下に抑えるべきである。
重合開始剤としては、一般に用いられている重合開始剤
がいずれも使用でき、たとえばベンゾイルパーオキシド
、ラウロイルパーオキシド、メチルエチルケトンパーオ
キシド、クメンハイドロパーオキシド、α・α′−アゾ
ビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。通常は不飽
和単量体100重量部に対して0.05〜2重量部の割
合で使用すれはよいか、この重合開始剤によって共重合
体の分子量を低い値に調節したいときにはこれ以上の量
を使用することかできる。
また、連鎖移動剤としては、重合の途中で重合連鎖を移
動しうる能力の大きな化合物であればよく、その具体例
として四塩化炭素、四臭化炭素、三塩化酢酸、2−メル
カプトエタノール、ブチルメルカプタン、ラウリルメル
カプタンなどが挙げられる。これ゛らの連鎖移動剤は、
不飽和単量体100重量部に対して通常0.1〜15重
量部の割合で使用されるか、この使用量を変えることに
より低分子量共重合体の分子量を変化させることができ
る。分子量の調節は重合開始剤の量を変化させることに
よってもなし得るか、たとえば重合開始剤を多鑓に使用
して分子量を低下させようとする場合には、重合発熱が
大きくなって重合操作上非常な田麩をきたす。ところが
、連鎖移動剤を使用する場合には発熱が少なく、低分子
量共重合体の製造を容易になし得る。
前記不飽和単量体を共重合させるには、常法に準じて行
なえはよく、まず所定割合の各単量体と連鎖移動剤との
混合物を重合槽ζこ仕込む。仕込み方法については、重
合当初から全量を一括して仕込んでもよいし、はじめに
181)だけを仕込み、残りを重合反応の進行とともに
滴下法により徐々に仕込んでもよい。後者の方法はとく
に重合発熱が問題となりやすいものに対して有利であり
、この場合あらかじめ小スケールで似合した低分子量共
重合体を溶削代りに使用するのか好ましい。
重合開始剤は、前記単量体と連鎖移動剤との混合物が仕
込まれた内温が所定の重合温度になり、しかも重合槽内
の空気を窒素などの不活性気体で充分に置換してから添
加するのかよい。
この重合反応においては連鎖移動剤の使用か重合制卸を
容易にするため、媒イt5としての溶剤を必要としない
が、とくに溶剤の使用を望むなら、たと1fn−へブタ
ン、トルエン、n−ヘキサン、ジオキサン、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、イソ
プロパツールなどの溶剤を使用すればよい。
より異なるか、一般に約50〜90°Cの範囲が好適で
ある。もし、重合温度が高くなりすきで発熱か激しすぎ
るときは水冷などの手段により適当に調節づる。重合時
間は、主として上記重合温度および単量体の種類に依存
する。未反応の単量体ができるたけ残存せず、かつゲル
状化物が生じないように反応終点を定めるか、通常は発
熱か生じなくなった時点を終点とすれば便利である。
このようにして得られるアクリル系低分子量共重合体は
、その平均分子量か1,000〜200,000程度で
あって、常温下で低粘度の液状を呈するものである。こ
の発明においては、かかるアクリル系低分子量共重合体
に特定量の充填剤および/または揺変剤を配合して、内
層形成用組成物とする。
ここで用いる充填剤は、組成物の粘度を適度なものとし
て、異形部に対するなじみや手ならしの作業性を向上さ
せるものであって、たとえば炭酸カルシウム、シリカ粉
、タルク、けい酸マグネシウム、ガラス粉、マグネシア
、粘土粉、酸化チタン、水酸化アルミニウムなどが好ま
しく用いられる。その配合量は、アクリル系低分子量共
重合体100重量部に対して1〜30(1重量部とすべ
きであり、1全量部より少ないと」−記の効果か得られ
ず、また300重量部より多くなると常温での接着性が
損なわれ好ましい防食特性を得ることは難しい。
また、上記充填剤とともにあるいは上記充填剤に代えて
用いられる揺変剤は、組成物のチクソト −ロピツク性
を向上させ、これによって充填剤同様に手ならしの作業
性をよくするものであって、たとえば水添ひまし部系、
ポリエーテル・エステル型界面活性剤、酸化ポリエチレ
ン系などが用いられる。その配合蓋は、アクリル系低分
子量共重合体100重量部に対して0.2〜20重量部
とすべきであり、この範囲内において共重合体の粘度や
充填剤を併用するかどうかなどに応じて最適の配合量が
選ばれる。上記配合量が0.2重量部・より少ないと前
記の効果が得られず、述に20重量部より多くなると粘
度が高くなりすぎて手ならしの作業性が悪化する。
この発明の内層形成用組成物には、上記各成分のほか、
必要に応じてタンニン酸の如き防錆剤、町i剤、顔料、
老化防止剤、防かび剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、オ
ゾン劣化防止剤などの各種添加剤を配合することもでき
る。また、かがる組成物を防食施工の目的で使用するに
当たって、不縁布などの基材に含浸させテープ状などと
して使用に供してもよい。
つきに・、この発明の外層形成用組成物は、上述した内
層形成用組成物を防食被覆するべき箇所に施工したのち
この上に塗布して常温゛または加熱下での乾燥硬化によ
り皮膜化できるものであって、エポキシ樹脂およびその
硬化剤を必須成分として含むものである。
ここに用いるエポキシ樹脂としてはグリシジルエーテル
型のエポキシ樹脂が好適である。その代表例としては、
ビスフェノールAとエビクロルヒートリンとをアルカリ
存在下に反応させて得られる仮配の一般式(2)で示さ
れるビスフェノール系エボキシ樹脂、脂肪族グリコール
とエビクロヒドリン   芭との反応生成物である後記
の一般式(3)で表わされ   2また、上記のグリシ
ジルエーテル型のエポキシ樹脂のほかに、つぎの一般式
(4); −(式中、nは0〜2である) で表わされるノボラック型のエポキシ樹脂やその他従来
公知のエポキシ樹脂をいずれも使用できる。
なお、上記ノボラック型エポキシ樹脂の市販品としては
、シェル化学社製商品名工ピコ−)$152、同エピコ
ート#154などがある。
上記のエポキシ樹脂と併用される硬化剤としては、ジア
ミノジフェニルエーテル、m−フェニレンジアミン、4
−クロロ−〇−フェニレンジアミン、0−フェニレンジ
アミン、トルエンジアミン、ベンジジン、メタアミノベ
ンジルアミンなどの芳香族アミン類や、ポリメチレンジ
アミン、ポリエーテルジアミン、置換ポリアミンの如き
脂肪族ポリアミンのほか、酸無水物などエポキシ樹脂の
硬で知られているものかいずれも適用できらの硬化剤の
使用割合は、その種類により相違するか、一般にはエポ
キシ樹脂 量部に対して2〜100重量部の範囲でる。
一一一ヘうなエポキシ樹脂とその硬化剤とを含む外層形
成用組成物には、これより形成される層に可撓性を付与
するためのアクリルゴムの如き熱可塑性樹脂や、また前
記内層形成用組成物に添加できるものとしてすでに述べ
た各種の添加剤を同様に配合しても差し支えない。
かかる外層形成用組成物は、これより形成される層の伸
ひか20%以上となるものであることが望ましい。伸ひ
か小さすぎると、防食層形成ご加熱・冷却の繰り返しの
如き過酷な条件下にさらされたと、き、外層にクラック
が発生してこの層を設けたことによる効果か滅失してし
まうためである。
なお、あえて言及するまでもないか、このような伸び特
性は、エポキシ樹脂の種類やこれと硬化剤との組み合せ
を選択することにより、あるいは可撓性付与剤の添加に
よって容易に得ることができるものである。
この発明の耐熱性防食用被覆材料は、以上詳述した内層
形成用組成物と外層形成用組成物との二成分系からなる
ものであるが、両組酸物の使用割合は防食被覆するべき
箇所に応して適宜決定することができる。しかし、一般
には内層形成用組成物100重量部に対して外層形成用
組成物が0.5〜50重量部の範囲とされる。また、層
厚で述べるなら、内層形成用組成物から形成される層の
厚みが0.4〜2MNに対して、外層形成用組成物から
形成される層の厚みか0.01〜0.2 #肩程度とな
るようにするのがよい。
つぎに、この発明の実施例を記載する。以下において部
9%とあるは重量部1型開%を意味するものとする。
実施例1 アクリル酸n−ブチル50部、アクリル酸エチルカプト
エタノール0.42部からなる混合物を調製し、この混
合物の30%を200CC容量の四つ目フラスコに入れ
、窒素を流通させながら攪拌下に70°Cまで加温した
。このフラスコ内を約50分間窒素置換したのち、α・
α′−アゾビスイソブチロニ) IJル0.1部を加え
た。発熱がやや穏やかになってから、上記混合物の残り
の70%にα・α′−アゾビスイソブチロニトリル0.
1部を加えたものを、滴下漏斗を用いてフラスコ内に1
.5時間を要して徐々に滴下した。そのご、発熱か認め
られな゛くなった時点で重合反応を終了した。
このようにして得られたアクリル系低分子量共東合体は
、固形分含量(150°Cで30分間加熱乾燥こ秤量)
か99.1%、蒸気圧浸透法による分−子量が29,0
00、B型粘度計による粘度(30”C)か8.200
ボイズであった。この共重合体100部にけい酸マグネ
シウム40部および微粉末シリカ3mを配合し、プラネ
タリ−ミキサーにて混練して内層形成用組成物を得た。
つきに、エピコー[11001(り出のエポキシ樹脂)
50部に、テトラメチレンペンタミン10部およびトー
アクロン$601(東亜ペイント社製商品名;アクリル
ゴム)100部を加え、さらに30%トルエン溶液に調
整して外層形成用組成物とし、た。
上記ふたつの組成物をこの発明の耐熱性防食用被覆材料
とし、35朋直径の鋼管表面にまず内層形成用組成物を
塗布してQ、 7 朋J9の内層を形成したのち、さら
に外層形成用組成物を上記の内層上に塗布し常温で乾燥
して100μ厚の外層を形成した。外層の伸ひは300
%であった。このようにして形成した内外2層構造の防
食層の特性評価を行なった結果は、後記の表に示される
とおりであった。
実施例2 アクリル酸2−エチルヘキシル50部、アクリル酸n−
ブチル50部およびラウリルメルカプタン3.2部から
なる混合物を調製し、この混合物の30%を200CC
の四つロフラスコに入れ、窒素を流通させなから攪拌下
に70゛cまで加温した。
このフラスコ内を約50分間窒素置換したのち、α・α
′−アゾビスイソブチロニトリル0.1 部を加えた。
発熱かやや穏やかになってから、上記混合物の残りの7
0%にα・α′−アゾビスイソブヂロニトリル0.1部
を那えたものを、滴下漏斗を用いてフラスコ内に1.5
時間を要して徐々に滴下した。そのご、発熱が認められ
なくなった時点で重合反応を終了した。
このようにして得られたアクリル系低分子量共重合体は
、固形分含量か99.4%、分子量か8,500、粘度
(30’c )か120ポイズであった。この共重合体
100部に炭酸マグネシウム250部およびペンタエリ
スリチル−テトラキスC3−(3・5−ジーcert 
 −ブナルー4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート
〕(チバガイギー社製商品名イルガノックス$1010
)1部を配合し、プラネタリ−ミキサーにて混練して内
層形成用組成物を得た。
つきに、エピコート$828(前出のエポキシ樹1指)
100部とエボライト200E(前出のエボキシ樹脂)
150部との混合物lこ、メンタンジアミン20部およ
びm−フェニレンジアミン20部を加え、さらに30%
トルエン溶液に調整して外層形成用組成物とした。
上記ふたつの組成物をこの発明の耐熱性防共用被覆材料
とし、以下実施例1と同様の方法で鋼管表面に内外2層
構造の防食層を形・成した。内層の厚みは1,2朋、外
層の厚みは1.30μでその伸ひは50%であった。こ
の防食層の特性評価は後記の表に示されるとおりであっ
た。
実施例3 アクリル酸n−ブチル100部、2−ヒドロキシエチル
アクリレート4.3部、n−ブチルメルカプタン2.5
部お゛よびα・α′−アゾビスイソブチロニトリル0.
2部を重合原料として、実施例1,2の方法に準じてア
クリル系低分子L;:共重合体を得た。
この共重合体の固形分含量は99.4%、分子量は5.
200、粘度(30“C)は95ボイズであった。この
共重合体100部に、炭酸カルシウム110部およびタ
ンニン酸1部を配合し、プラネタリーミつきに、エピコ
ート#828(前出)の50%エマルジョン50部に、
ユカレジンH,30(吉相油化社製商品名;アミン系硬
化剤の50%エマルジョン)10部およびトーアクロン
−2911(東亜ペイント社製商品名;グリシジル基を
含むアクリレートの50%エマルジョン)100部を加
え、外層形成用組成物とした。
上記ふたつの組成物をこの発明の耐熱性防食用被覆材料
とし、以下実施例1と同様の方法で鋼管表面に内外2層
構造の防食層を形成した。内層の厚みはl**、外層の
厚みは80μでその伸ひは150%であった。この防食
層の特性評価は後記の表に示されるとおりてあった。
実施例4 アクリル酸エチル100部、グリシジルアクリレート6
.5部、N−ブチルメルカプタン9部およびα・σ′−
アゾビスイソブチロニトリル0.2部を重合原料として
、実施例1,2の方法に準じてアクリル系低分子量共重
合体を得た。この共重合体の固形分含量は99.0%、
分子量は1,500、粘度(30”C)は3,800ボ
イズであった。
この共重合体100部に、タルク70部、揺変剤として
のデイスパロン#3600−N (捕水化成社製商品名
;ポリエーテル・エステル型界面活性剤)2部およびイ
ルガノックス31010(前出)1部を配合し、プラネ
タリ−ミキサーにて混練して、内層形成用組成物を得た
つぎに、エピコートg 834 (Mす出のエポキシ樹
脂)100部とエピコート$812(前出のエポキシ樹
脂)100部とに、トルエンジアミン20部およびメン
タンジアミン15部を加え、さらに30%トルエン溶液
に調整して外層形成用組成物を得た。
上記ふたつの組成物をこの発明の耐熱性防食用被覆材料
とし、以下実施例1と同様の方法で鋼管表面に内外2層
構造の防食層を形成した。内層の厚みはQ、 8mm、
外層の厚みは60μでその伸びは30%であった。この
防食層の特性評価はつきの表に示されるとおりであった
(注) 1)  ペトロラタム100部にタルク70i
lおよびタンニン酸1部を配合してなるペトロラタム系
防食用組成物を用いて鋼管表面を被徴したのち、さらに
実施例3の外層形成用組成物を用いて被覆したときの試
験結果である。
2)150°Cで24時間放置ども垂下しながった場合
を(○)、150°Cですみゃかに垂下する場合を(×
)とした。
3)各試験条件下での内層の性状変化を示した。
上記試験結果から明らかなように、この発明の耐熱性防
食用被覆材料によれは、耐垂下性および耐熱性良好にし
て防食効果を充分に発現できるものであることが判る。
しかも、この発明の被覆材料゛は、内層形成用組成物の
主材としてアクリル系ポリマーを用いているため耐候性
などの特性にもすぐれていることは明らかである。
特許出願人  日東電気工業株式会社

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)つぎの一般式; %式%(1) (式中、klは水素もしくはメチル基、R2は炭素数2
    〜14個のアルキル基である) で表わされる不飽和単量体を主成分としたアクリル系低
    分子量共重合体100重量部に対して、充填剤1〜30
    0重量部および/または揺変剤0.2〜20に置部を配
    合してなる内層形成用組成物と、エポキシ樹脂およびそ
    の硬化剤を含む外層形成用組成物とからなる耐熱性防食
    用被覆材料。
  2. (2)内層形成用組成物におけるアクIJ )し系低分
    子値共重合体かその分子内にエポキシ樹脂また(よその
    硬化剤と反応する官能基を有するものである特許請求の
    範囲第(1)項記載の耐熱性防食用被覆材料。
  3. (3)外層形成用組成物はこれより形成される層の伸び
    が20%以−Lとなるものである特許請求の範囲第(1
    )項または第(2)項記載の耐熱性防食用被覆材料。
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