JPS592544B2 - 重防食塗装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐衝撃性、耐屈曲性、耐摩耗性および耐寒性に
すぐれ、極めて短い硬化時間で塗膜の得られる新規な重
防食塗装方法に関するものである。

近年、海上、海浜、工業地帯など厳しい腐食性環境に建
設される鉄鋼構造物は、ますます大型化の傾向にあり、
それに従つてメンテナンスには種種の困難が存在すると
共にその費用も膨大な額になるため、および次第に規制
が強化されつつある公害防止の観点からも塗り替え周期
の延長をはかつた重防食塗装がクローズアップされてき
ている。また、世界的な経済の発達、資源開発の進展に
ともない我が国および外国においても広域にわたるパイ
プラインの建設が行なわれており、パイプラインの維持
および信頼性が重要な問題となつてきている。従来この
ような構造物等の重防食塗装として種種の塗装系が開発
されており、代表的なものとしてジンクリッチプライマ
ーとタールエポキシ樹脂塗料あるいはエポキシ樹脂塗料
を組合せた塗装系が挙げられる。

しかしながらタールエポキシ樹脂塗料はタールピッチを
用いているため、色相が黒またはブラウンなど暗い色に
限定され、また上塗り塗料をこの上に塗るとタールによ
る滲みが問題になるため、塗装個所は美観を必要としな
い個所に限定されていた。

さらに防食性、耐水性、耐薬品性および塗膜物性は一応
の水準にはあるが、耐衝撃性、耐屈曲性および耐摩耗性
はいまだ不充分であつた。またエポキシ樹脂塗料も防食
性、耐水性、耐薬品性および塗膜物性は一応の水準にあ
るが、耐衝撃性、耐屈曲性、および耐摩耗性において不
充分であつた。このように従来の重防食塗装系において
は、タールエポキシ樹脂塗装系およびエポキシ樹脂塗装
系ばかりでなく、その外の塗装系においても耐衝撃性、
耐屈曲性および耐摩耗性が不充分であり、例えば衝撃に
より重防食塗装した鉄構造物の塗膜の一部が破壊されこ
こから錆の進行が促進されるため、その他の部分が腐食
も少なく、充分に使用可能であるにもかかわらず、鉄構
造物そのものの寿命が大幅に縮められるという問題が生
じてきている。

また、このような傾向は寒冷環境下においては特に厳し
いものであり、さらに従来の塗装系はいずれも硬化する
まで長時間を要する等の欠点を有するものであつた。

一方パイプラインについて見ると従来このようなパイプ
ラインに使用する金属管内外面の被覆材として種々のも
のが開発されてきているが、いずれも充分な信頼を得る
までには到つていない。

このような被覆材としては瀝青質被覆、ポリエチレンテ
ープ巻きポリエチレン押し出し被覆、エポキシ樹脂粉体
被覆、および通常のウレタン被覆等が知られているが、
それぞれ次のような問題点を有している。たとえば、瀝
青質からなる被覆材としてのコールタールエナメルまた
はアスフアルト等は塗布する場合加温洛融しなければな
らず、この時有害ヒユームが発生し、また形成される塗
膜の物理的、機械的性能も不充分であり、さらに低温に
おける耐衝撃性、密着性が劣り、長期防食性も低下する
。

またタールエポキシ塗料は硬化速度が遅く、ハンドリン
グ性が悪い。ポリエチレンテープ巻きは施工管理、品質
保証が困難で、トータルコストがかなり高くつき、気象
条件により作業が影響をうける。

ポリエチレン押し出し被覆は使用条件、用途により接着
材アンダーコートを充分選択する必要があり、現地補修
法に特殊な手法が必要である。

エポキシ樹脂粉体被覆は膜が薄く、硬いため傷がつきや
すく、長距離輸送に不向きで、ハンドリング性も劣り、
電気防食が可欠である。通常のウレタン被覆は耐衝撃性
および屈曲性において不充分である。

かかる実情に鑑み本発明者らは鋭意研究の結果、前記の
如き問題を解決する重防食塗装工程を見出し本発明を完
成した。

すなわち本発明は第１工程として無機ジンクリツチプラ
イマ一を塗装し、第２工程として低粘度の直鎖型ポリエ
ーテルポリオールを含有する主剤と、低粘度のジフエニ
ルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネートからな
ぬ硬化剤と、ヒドロキシ基を含有しない有機躊剤とを含
む弾性ポリウレタンプライマーを塗装し、第３工程とし
て低粘度の直鎖型ポリエーテルポリオールを含有する主
剤と低粘度のジフエニルメタンジイソシアネート系ポリ
イソシアネートからなる硬化剤を含み溶剤を全く含まな
い弾性ポリウレタン上塗り塗料を塗装することを特徴と
する重防食塗装方法であり、かかる塗装工程を適用する
ことにより、従来の塗装工程にくらべ耐衝撃性、耐屈曲
性および耐摩耗性において通常の環境下は勿論、寒冷環
境下においても著しくすぐれた塗膜が得られ、また硬化
時間も従来にくらべ著しく短縮できることを見出したも
のである。

以下に本発明を詳細に説明する。

本発明の第１工程に使用する無磯ジンクリツチプライマ
一は仮りに第２工程および第３工程で形成された塗膜に
キズが生じた場合、あるいはこれらの塗膜を通して水等
が侵入してきた場合でも防食性を維持するため必須のも
のであり、エチルシリケートと亜鉛末等を主成分とする
アルキルシリケート系ジンクリツチプライマ一、および
アンモニウムシリケートまたはリチウムシリケートと亜
鉛末等を主成分とするアルカリシリケート系ジンクリツ
チプライマ一等公知の無機ジンクリツチプライマ一が使
用できる。

第２工程で使用する弾性ポリウレタンプライマーは、第
１工程で塗装される無磯ジンクプライマーがポーラスで
あり、エアーの入つたままでいきなりこの上に上塗りを
塗装するとピンホール等が発生するので、これを防止す
るため、また第３工程で塗装する上塗り塗料は後述する
ようにゴム状弾性を有するものであり、この上塗り塗料
と第１工程で塗装する無機ジンクリツチプライマ一との
緩衝材の役割りを果たすために塗装されるものであり、
従つて塗膜はある程度の弾性を有することが必要である
。

使用するポリエーテルポリオールはヒドロキシ含有量６
〜９％、で溶剤を含まない状態で粘度５００〜１５００
ｃｐｓ（２０なＣ）の直鎖型ポリエーテルポリオールで
あり、ヒドロキシ含有量が６％未満の場合は反応速度が
低下し、形成される塗膜がやわらかくなり、耐摩耗性が
低下し、逆に９？を超えた場合は塗膜が硬く、もろくな
り、屈曲性、耐寒性等が低下する。

また、ポリイソシアネートはイソシアネート含有量２０
〜３０％で洛剤を含まない状態で粘度５０〜２００ｃｐ
ｓ（２０℃）のジフエニルメタンジイソシアネート系ポ
リイソシアネートであり、イソシアネート含有量が２０
％未満の場合は反応速度が低下し、形成される塗膜がや
わらかくなり耐摩耗性が低下し、逆に３０％を超えた場
合は粘度が高くなりスプレー作業が困難になる。

さらにヒドロキシ基を含有しない有磯溶剤としては通常
の塗料に使用する芳香族炭化水素系、ケトン系、エーテ
ル系、エステル系等の公知の溶剤が使用できる。

この有機爵剤はポリエーテルポリオール成分に加えても
よいし、ポリイソシアネート成分に加えてもよい力ζこ
れら２成分の合計１００重量部に対して１０〜１００重
量部加えるのが好ましい。またこの弾性ポリウレタンプ
ライマーには隠ペイカおよび膜厚を増大するための顔料
、および防食性を増進するための亜鉛末、粘着性を増進
させるための石油樹脂等を加えてもよい。第３工程で塗
装する弾性ポリウレタン上塗り塗料は第２工程で使用し
たと同様のポリエーテルポリオールおよびポリイソシア
ネートが使用でき、これら両成分を塗装時に混合し、反
応させることによりゴム状弾性を有する上塗り塗膜を得
るものである。このポリエーテルポリオール成分には必
要により顔料、充填剤、粘着性を増進させるための石油
樹脂、各種添加剤、反応を促進するための触媒等を含む
ことができる。顔料としては通常の塗料に使用される酸
化チタン、酸化鉄黒、ベンガラおよび酸化鉄黄等が使用
できる。

充填剤としてはバライド、炭酸カルシウム、クレーおよ
びタルク等通常のものが使用できる。

また石油樹脂としては、石油系下飽和炭化水素を直接原
料とするもの、シクロペンタジエンを主原料とするもの
および高級オレフイン系炭化水素を主原料とするもの等
が使用できる。さらに添加剤としては目的に応じ適宜使
用でき、たとえばゼオライト（バイエル社製品）および
モレキユラーシーブス（Ｖｃｃ社製品）等の吸水剤も使
用できるＯ触媒としてはトリエチルアミン、ジメチルシ
クロヘキシルアミンなどの三級アミンまたはオクタン酸
スズ、ジブチルラウリン酸スズなどの金属化合物が使用
される。

顔料、石油樹脂および充填剤の配合量は使用目的に応じ
適宜選択すればよいが、ポリエーテルポリオール１００
重量部に対し、顔料は１〜２０重量部、石油樹脂は８〜
５０重量部、充填剤は３０〜１３０重量部程度が一般的
に良好な特性を与える。

第２工程と第３工程におけるポリエーテルポリオール成
分とポリイソシアネート成分は、塗装時に混合されるが
、この混合比はＮＣＯ：０Ｈ（当量比）が０．５〜１．
５：１で反応するような割合が望ましい。

ＮＣＯの比が０．５未満のときは硬化不良となり所期の
性能が得られなく、逆に１．５を超えると塗膜の弾性が
少なくなり、耐衝撃性、耐屈曲性、耐摩耗性等が低下す
るので好ましくない。本発明方法に用いられるプライマ
ーおよび上塗り塗料は前記の如き特性を有するポリエー
テルポリオールとポリイソシアネートとが反応して得ら
れるもので、優れた効果を発揮するが、その最大のもの
は、得られた被膜がゴム状の弾性を有することであり、
このような効果は前記の如き従来の重防食塗料では全く
得られなかつたものである。このように本発明の塗装工
程で得られる塗膜は弾性であり、しかも厚膜が得られる
ので、耐衝撃性、耐屈曲性、耐摩耗性等において極めて
優れておりしかもこれらの効果は−２０℃位の寒冷環境
下においても充分に発揮される。また他の効果としては
得られる塗膜が速乾性であることである。

たとえば従来のエポキシ樹脂塗料は硬化するのに常温で
１６時間位、タールエポキシ樹脂塗料は１６〜２４時間
位かかるが、本発明法に用いられる上塗り塗料は３０分
程度で硬化が完了するため作業時間を大幅に短縮できる
。また前記した如き従来の塗料は−２０℃位の寒冷環境
下においては全く硬化しないが、本発明法に用いられる
塗料は１０時間程度で充分に硬化するため、例えば寒冷
地における補修作業も容易にできる。本発明の塗装工程
を施すにあたつては所望の鉄鋼構造物に直接塗装しても
よいが、通常は予めシヨツトブラスト、あるいはサンド
ブラスト等のブラスト処理を行なつてから塗装する。

まず第１工程として無機ジンクリツチプライマ一を塗装
し、次に第２工程として弾性ポリウレタンプライマーを
塗装し、さらに第３工程として弾性ポリウレタン上塗り
塗料を塗装するのであるが、第２工程と第３工程におけ
る主剤成分と硬化剤成分は塗装時に混合して塗装する。

このような塗装方式としては例えば２液型エアレススプ
レー方式が好適である。本発明の重防食塗装方法は前記
の如くすぐれた効果を奏するものであり、海上、海浜、
工業地帯１など厳しい腐食環境に建設される鉄鋼構造物
、例えば建屋、機械類、貯蔵タンク類、橋梁、鋼製道路
等の陸上構造物、シーバース、海底油田掘削リグ、岸壁
クレーン、海上橋等の海洋構造物、および各種パイプラ
イン等種々の用途に適用できる。

また従来寒冷環境下にあつては前記したような塗料性能
等の問題があり、一度塗装したものは補修が困難であつ
たが、本発明の工程によれば通常の環境下は勿論寒冷環
境下においても前記したような用途における新設は勿論
、補修にも容易に適二用できる。以下実施例により本発
明をさらに具体的に説明する。

実施例 １ １００×２００×１．６ｍｍのサンドブラスト処理二鋼
板に第１工程として無磯ジンクリツチプライマ一（神東
塗料製品カーボジンク＃１１）を乾燥塗膜が７５μにな
るようにエアレススプレー塗装し、次に第２工程として
その上に乾燥塗膜が２０μになるように下記配合の弾性
ポリウレタンプライマ，一を塗装し、さらにその上に第
３工程として下記配合の弾性ポリウレタン上塗塗料を２
液型エアレススプレーにて塗装した。

比較のために上記の無磯ジンクリツチプライマ一を塗装
し、ミストコートの後市販のエポキシ樹脂塗料および市
販のタールエポキシ樹脂塗料をそれぞれ塗装し、第１表
に示す試験を行なつた。

同表からも、本発明の重防食塗装工程により得られた塗
膜は特に耐衝撃性、耐屈曲性、耐摩耗性および耐寒性等
の物理性能が従来の重防食塗装により得られた塗膜に比
して格段にすぐれていることは明らかである。弾性ポリ
ウレタンプライマーの配合 石油樹脂（吉田精油社製品夕 弾性ポリウレタン上塗り塗料の配合 なお、上記弾性ポリウレタンプライマーおよび弾性ポリ
ウレタン上塗り塗料に使用するポリエーテルポリオール
としてはトリメチロールプロパンとプロピレンオキサイ
ドとを反応させて得られるヒドロキシ含有量７．３％、
ヒドロキシ当量２２３、酸価０．２で粘度１１００ｃｐ
ｓ（２００Ｃ）のポリエーテルポリオールを用いた。

またポリイソシアネートとしては、４，４′−ジイソシ
アネートジフエニルメタン１モルに２，２，４−トリメ
チルペンタジオール（１・３）０．２モルを反応させて
得た変性と４，４′−ジイソシアネートジフエニルメタ
ンとを混合してイソシアネート含有量２５％、イソシア
ネート当量１７１でかつ粘度１３２ｃｐｓ（２００Ｃ）
のポリイソシアネートを用いた。

実施例 ２ 鋼管外面をシヨツトブラスト処理し、脱スケール、清浄
にした後、実施例１と同様の工程で塗装した。

比較のために市販のエポキシ樹脂粉体塗料およびポリエ
チレン押し出し被覆をそれぞれ被覆し、第２表に示す試
験を行なつた。同表からも、本発明の重防食塗装工程に
より得られた塗膜は従来のものに比して、耐衝撃性、伸
び等に優れていることが認められた。

なお上記ポリエチレン押し出し被覆は、あらかじめ変性
ポリエチレンプライマーを０．１ｍｍ塗装してから行な
つた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１工程として無機ジンクリッチプライマーを塗装
   し、第２工程としてヒドロキシ含有量６〜９％で、溶剤
   不含有の状態で粘度５００〜１５００ｃｐｓ（２０℃）
   の直鎖型ポリエーテルポリオールを含有する主剤と、イ
   ソシアネート含有量２０〜３０％で、溶剤不含有の状態
   で粘度５０〜２００ｃｐｓ（２０℃）のジフェニルメタ
   ンジイソシアネート系ポリイソシアネートからなる硬化
   剤と、ヒドロキシ基を含有しない有機溶剤とを含む弾性
   ポリウレタンプライマーを塗装し、第３工程として、ヒ
   ドロキシ含有量６〜９％で、溶剤不含有の状態で粘度５
   ００〜１５００ｃｐｓ（２０℃）の直鎖型ポリエーテル
   ポリオールを含有する主剤と、イソシアネート含有量２
   ０〜３０％で、溶剤不含有の状態で粘度２０〜２００ｃ
   ｐｓ（２０℃）のジフェニルメタンジイソシアネート系
   ポリイソシアネートからなる硬化剤を含み、溶剤を全く
   含まない弾性ポリウレタン上塗り塗料を塗装することを
   特徴とする重防食塗装方法。