JPS6124179B2 - - Google Patents
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- JPS6124179B2 JPS6124179B2 JP13825582A JP13825582A JPS6124179B2 JP S6124179 B2 JPS6124179 B2 JP S6124179B2 JP 13825582 A JP13825582 A JP 13825582A JP 13825582 A JP13825582 A JP 13825582A JP S6124179 B2 JPS6124179 B2 JP S6124179B2
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Description
本発明は複層エポキシ被覆鋼材および鉄鋼製品
に関する。
さらに詳しくは、防食用エポキシ粉体塗料で表
面を被覆した鋼材をさらに改質エポキシ粉体塗料
により重層被覆した耐傷性、低温屈曲性および低
温耐衝撃性が改善された被覆鋼材または鉄鋼製品
に関する。
エポキシ被覆鋼材または鉄鋼製品例えばエポキ
シ被覆鋼管は、広く使用されているが、エポキシ
塗膜は耐傷性、低温屈曲性、低温耐衝撃性等の特
性に劣るため、荷積み輸送時や極寒地域における
組み立て加工作業、埋設作業等パイプラインの布
設時に塗膜が割れたり、剥離したりすることがあ
り、防食性がそこなわれる欠点がある。
この欠点を克服するために、エポキシ樹脂に可
撓性を付与する方式が種々提案されているが、可
撓性を付与したエポキシ樹脂はエポキシ樹脂本来
の特長である耐水性、耐湿性等耐食性に寄与する
特性が低下すると共に耐熱性が損われる。
本発明は、防食用エポキシ粉体塗料を下塗り
し、次いで可撓性に富む改質エポキシ粉体塗料を
上塗りすることにより、上記欠点のない被覆鋼管
を得たものであつて、その要旨は、鋼材または鉄
鋼製品の表面を、防錆顔料および/または無機質
充填剤を含有する防食用エポキシ粉体塗料で膜厚
100〜800μm下塗り被覆し、その上に改質エポキ
シ粉体塗料を50〜300μmの膜厚で上塗り被覆し
て下塗り塗膜を保護コートした複層エポキシ被覆
鋼材または鉄鋼製品であつて、該改質エポキシ粉
体塗料が、改質剤として下記(a),(b)および(c)から
選ばれる少くとも一種の化合物を含むことを特徴
とする複層エポキシ被覆鋼材または鉄鋼製品に存
する。
(a) ヒドロキシル基およびカルボキシル基から選
ばれる少くとも一種の官能基を分子未端に有
し、該官能基当量が500〜2500であるポリエス
テル
(b) ガラス転移点が70℃以下、軟化点200℃以下
および数平均分子量5000以上の熱可塑性ポリエ
ステル
(c) ヒドロキシル基もしくはカルボキシル基を分
子末端に有するジエン系ゴムまたはその誘導体
本発明を詳細に説明するに、本発明において使
用される防食用エポキシ粉体塗料としては、分子
内に少くとも二個のエポキシ基を含有するエポキ
シ当量が170〜3500のエポキシ樹脂と、エポキシ
樹脂用硬化剤と、防錆顔料および/または無機質
充填剤とを必須成分とするものが挙げられる。こ
こで使用されるエポキシ樹脂としては、ビスフエ
ノールAとエピクロルヒドリンより製造されるエ
ポキシ当量450〜3500のエポキシ樹脂;フエノー
ルノボラツク樹脂や、クレゾールノボラツク樹脂
とエピクロルヒドリンから製造されるエポキシ当
量170〜500のエポキシ樹脂;ブロム化ビスフエノ
ールA、ブロム化フエノールノボラツク樹脂、ブ
ロム化クレゾールノボラツク樹脂とエピクロルヒ
ドリンから製造されるエポキシ当量200〜800のエ
ポキシ樹脂などが主として使用される。
防食用エポキシ粉体塗料に用いられるエポキシ
樹脂用硬化剤としてはフエノール、カテコール、
レゾルシン、ビスフエノールA、クレゾール類な
どのフエノール系化合物とホルムアルデヒドから
誘導されるノボラツク型フエノール樹脂や、ジシ
アンジアミド、グアニジン誘導体、カルボン酸ジ
ヒドラジド、イミダゾール化合物及びその誘導体
等の一種以上が使用される。
また硬化促進剤として公知の三級アミン化合
物、ジメチル尿素化合物等を併用してもよい。
防食用エポキシ粉体塗料に使用される無機質充
填剤は、塗膜の耐水性向上目的に使用され石英、
硅石、ガラス、硅酸カルシウム、石膏、硫酸バリ
ウム、マイカ、酸化チタン等の粉体が配合され
る。また鉄鋼の錆び止めを目的とした防錆顔料と
しては、Cr系、Pb系、Zn系、Mo系、Fe系、Al
系等各種防錆顔料、具体的には、クロム酸亜鉛、
クロム酸ストロンチウム、けい酸鉛、リン酸亜
鉛、モリブデン酸亜鉛、雲母状酸化鉄、リン酸
鉄、リン酸アルミニウム、トリポリリン酸二水素
アルミニウム等が挙げられる。
これらの配合成分の他に、必要に応じて体質顔
料、着色顔料、流れ調整剤、タレ防止剤、防かび
剤等を配合し、溶融混練、冷却、粉砕分級し、粉
体流動調整剤をポストブレンドして粉体塗料が製
造される。
無機質充填剤と防錆顔料の合計量(一方のみ使
用の場合はその量)は、エポキシ樹脂とエポキシ
樹脂用硬化剤の合計量100重量部に対し20重量部
以上好ましくは30〜100重量部である。好ましく
は、無機質充填剤と防錆顔料を併用することによ
り、良好な塗装性、優れた耐食性が発現する。
エポキシ樹脂用硬化剤の使用量はエポキシ樹脂
のエポキシ基に対し、活性水素含有硬化剤にあつ
ては、その活性水素基が当量比で0.5〜2.0の範囲
で配合する。触媒的作用で硬化する硬化剤の場合
には、物性との相関において、最適の配合量を決
定することになるので一概にその量を規定できる
ものではないが大略、樹脂100重量部に対し0.5〜
10重量部である。
次に、本発明に使用される改質エポキシ粉体塗
料について述べる。改質エポキシ粉体塗料に使用
されるエポキシ樹脂は、ビスフエノールAとエピ
クロルヒドリンから製造されるエポキシ当量800
〜3500のエビビス型エポキシ樹脂が好適である。
エポキシ当量が800以下170程度のものの使用も可
能であるが、エポキシ当量800以上のものが80重
量%以上であるように配合する。
上記以外のエポキシ樹脂として、ハイドロキノ
ンやカテコール等の単核多価フエノールとエピク
ロルヒドリンから誘導されるエポキシ樹脂、ビス
フエノールF、フエノールノボラツク樹脂、クレ
ゾールノボラツク樹脂、ブロム化ビスフエノール
A等核多価フエノール類とエピクロルヒドリンか
ら誘導されるエポキシ樹脂やビスフエノールAア
ルキレンオキサイド付加ジオールや各種ポリオー
ルとエピクロルヒドリンから誘導される各種エポ
キシ樹脂、アミノフエノールやポリアミン類から
誘導されるエポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、
ヒダントイン型エポキシ樹脂等が必要に応じ混合
使用することができる。この場合においてもエビ
ビス型エポキシ樹脂のエポキシ当量が800以上の
ものとの混合比において20重量%以下とする。
本発明においては、上記エポキシ粉体塗料の改
質剤として、下記(a),(b)および(c)から選ばれる少
くとも一種を使用する。
(a) ヒドロキシル基およびカルボキシル基から選
ばれる少くとも一種の官能基を分子末端に有
し、該官能基当量が500〜2500であるポリエス
テル
(b) ガラス転移点が70℃以下、軟化点が200℃以
下および数平均分子量5000以上の熱可塑性ポリ
エステル
(c) ヒドロキシル基もしくはカルボキシル基を分
子末端に有するジエン系ゴムまたはその誘導体
改質剤の使用量は、改質エポキシ粉体塗料の主
成分であるエポキシ樹脂およびエポキシ樹脂硬化
剤の合計量100重量部に対して5重量部以上好ま
しくは10〜50重量部である。5重量部末端である
と、可撓性改質効果が乏しく、50重量部を超える
と耐熱性が、そこなわれる。ヒドロキシル基もし
くはカルボキシル基を分子末端に有するポリエス
テルは、ジカルボン酸とグリコールからエステル
化によつて製造される。この際グリコール成分の
他にトリオール、テトラオール等の多価アルコー
ルをグリコール成分の一部と置きかえて併用する
こともある。ポリエステルの製造にあたり反応組
成をカルボキシル基を過剰とすれば分子末端が主
としてカルボキシル基のポリエステルとなり、ヒ
ドロキシル基を過剰とすれば分子末端がヒドロキ
シル基のポリエステルが得られる。またさらにカ
ルボキシル基とヒドロキシル基を等量として高分
子量体を得たのちにグリコールを添加して解重合
することにより、ヒドロキシル基末端のポリエス
テルが得られる。またさらにジカルボン酸に大過
剰のグリコールを反応させて得られたジエステル
から脱グリコールすることによつても主として分
子末端がヒドロキシル基のポリエステルが得られ
る。またさらにジカルボン酸を低分子アルコール
と反応させてジエステルとしたのちに、グリコー
ル類を反応させてエステル交換反応を行うことに
よつても、分子末端がヒドロキシル基のポリエス
テルが得られる。これらポリエステルの製造に用
いられるジカルボン酸としてはテレフタル酸、イ
ソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン
酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロ
フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサ
ヒドロフタル酸、3,6―エンドメチレンテトラ
ヒドロフタル酸、コハク酸、マレイン酸、アジピ
ン酸、アゼライン酸、セバチン酸、ドデカン二酸
等が挙げられる。
これらジカルボン酸は二種以上の併用も行われ
る。またグリコールとしてはエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブタン―1,3―ジ
オール、ブタン―1,4―ジオール、ネオペンチ
ルグリコール、ヘキサン―1,6―ジオール、シ
クロヘキサンジオール、1,4―ビスヒドロキシ
メチル―ベンゼン、ジエチレングリコール、水添
ビスフエノールA等が用いられる。またグリコー
ル類としてポリオキシエチレングリコール、ポリ
オキシプロピレングリコール、ポリオキシテトラ
メチレングリコール等の高分子グリコール類がフ
レキシビリテイ付与の目的で併用される。またグ
リセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等の多価アルコールを少量併用しポリ
エステルに分岐構造を導入することもある。その
他のポリエステルとしてラクトンエステル型ポリ
エステルがあり、このポリエステルは、グリコー
ルや多価アルコールを開始剤としてラクトン化合
物を開環重合して得られ、分子末端がヒドロキシ
ル基である。ラクトン化合物としては、ε―カプ
ロラクトンが汎用的に用いられる。ラクトンエス
テル型ポリエステルから末端カルボキシル基を有
するポリエステルを誘導するには無水マレイン
酸、無水コハク酸、無水フタル酸、無水テトラヒ
ドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸等、
1,2―ジカルボン酸化合物の無水物を開環付加
反応させる方法による。
これらポリエステルの具体例としては、日本エ
ステル社のヒドロキシル基末端ポリエステルとし
てER6000番シリーズがあり、またカルボキシル
基末端のポリエステルとしてER8000番シリーズ
がある。
またヒドロキシル基末端またはカルボキシル基
末端のポリエステルとして東洋紡(株)のバイロン
GVシリーズがある。また高分子量ポリエステル
グレードとして同社のバイロンRVシリーズ、GX
シリーズがある。
ラクトンタイプのポリエステルとしては、ダイ
セル化学(株)のプラクセルシリーズ、プラクセルH
シリーズがあり、またユニオンカーバイド社の
POPシリーズがある。
しかしてこれらポリエステルとしては、官能基
当量(即ちヒドロキシル基を有する場合にはヒド
ロキシル基当量、カルボキシル基を有する場合に
はカルボキシル基当量、両方を有する場合には、
ヒドロキシル基当量とカルボキシル基当量の村)
が500〜2500好ましくは700〜2000のものが使用さ
れる。さらに塗料用として市販されている数平均
分子量5000末満のポリエステル粉末が通常使用さ
れる。
一方熱可塑性ポリエステルとしては、ガラス転
移点が70℃以下好ましくは−60〜50℃、軟化点
200℃以下好ましくは60〜160℃および数平均分子
量5000以上好ましくは7000〜50000のものが使用
される。
具体的には、テレフタル酸、イソフタル酸およ
びアジピン酸等少くとも二種以上の二塩基酸と、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリ
コール等少くとも二種以上のグリコールとから誘
導される共縮重合がポリエステルや、ε―カプロ
ラクトンから誘導されるポリエステルがある。
改質エポキシ粉体塗料に用いる分子末端にヒド
ロキシル基もしくはカルボキシル基を有するジエ
ン系ゴムまたはその誘導体としては、ブタジエン
またはブタジエン共重合体があり、またこれらジ
エン系ゴム中に含まれる残存二重結合を水添して
得られる誘導体も包含される。
ブタジエン共重合体の製造に用いられる共重合
モノマーは主としてスチレン、アクリロニトリル
が用いられる。これら末端にヒドロキシル基もし
くはカルボキシル基を有するジエン系ゴムはテレ
ケーリツクジエンゴムと称せられている。このテ
レケーリツクジエンゴムは数平均分子量が通常
1000以上、数千のものが製造されており、液状、
もしくはワツクス状もしくはゴム状物である。好
ましくは数平均分子量が1000〜5000のが使用され
る。これらジエン系ゴムはリビングアニオン重合
法により重合し、重合停止剤の種類により、ヒド
ロキシル基、もしくはカルボキシル基末端のテレ
ケーリツクジエンゴムとなる。ブタジエンとアク
リロニトリル共重合系は、ラジカル重合により重
合し、開始剤、もしくは連鎖移動剤により官能基
の導入が行われる。これらテレケーリツクジエン
ゴム及びその誘導体の具体例としては、B.F.
GOODRICH社のHycar CTB,CTBN,CTBNX
シリーズ;ARCO CHEM.社のPoLy―BDシリー
ズ;日本曹達(株)のNISSO―PBGシリーズやCシ
リーズ(いずれも商品名)が挙げられる。
改質エポキシ粉体塗料に使用されるエポキシ樹
脂用硬化剤は酸無水物、イミダゾール化合物およ
びその誘導体、ジシアンジアミド、グアニジン系
化合物、カルボン酸ジヒドラジド等である。
酸無水物としては、無水ピロメリツト酸、無水
トリメリツト酸、無水ベンゾフエノンテトラカル
ボン酸、無水ナジツク酸、無水クロレンデイツク
酸、無水テトラヒドロフタル酸、5―(2,5―
ジケトテトラヒドロフリル)―3―メチル―3―
シクロヘキセン―1,2―ジカルボン酸無水物
エチレングリコールビストリメリテートアンハイ
ドライド
ポリアゼライン酸ポリ無水物、ポリセバチン酸ポ
リ無水物等がある。
イミダゾール化合物としては、2―メチルイミ
ダゾール、2―エチルイミダゾール、2―イソプ
ロピルイミダゾール、2―ウンデシルイミダゾー
ル、2―ヘプタデシルイミダゾール、2―フエニ
ルイミダゾール、2―フエニル―4メチルイミダ
ゾール等のイミダゾール骨核の2位、4位、5位
の炭酸原子が水素、アルキル基またはアリール基
で置換された化合物や4位または5位、あるいは
両方がメチロール基で置換された2―フエニルイ
ミダゾール化合物がある。これらイミダゾール化
合物の誘導体として1―ベンジルイミダゾール類
や、シアノエチル化イミダゾール類、シアノエチ
ル化イミダゾールと有機酸とから誘導される有機
酸塩類、アミノトリアジン化合物によつて変性さ
れたイミダゾール誘導体、さらには金属塩とイミ
ダゾールとの錯塩類がある。
グアニジン系化合物としては、1,3―ジフエ
ニルグアニジン、p―トルイルグアニド、キシレ
ニルグアニド、2,3―グアニルウレア、2,4
―グアニルウレア、2,6―キシレニルビグアニ
ド、フエニルビグアニド等がある。
カルボン酸ジヒドラジドとしては、シユウ酸ジ
ヒドラジド、コハク酸ジヒドラジド、アジピン酸
ジヒドラジド、アゼライン酸ジヒドラジド、セバ
チン酸ジヒドラジド、ドデカン二酸ジヒドラジ
ド、ヘキサデカン二酸ジヒドラジド、イソフタル
酸ジヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、テレフ
タル酸ジヒドラジド等がある。
これらのエポキシ樹脂用硬化剤は二種以上組み
合わせて使用することもできる。また公知の硬化
促進剤を反応速度向上のために使用してもよい。
硬化剤のエポキシ樹脂に対する配合割合につい
ては、改質剤中の官能基を考慮し、硬化剤の官能
基との相関において適宜決定される。
硬化剤として酸無水物基または活性水素を有す
る化合物を使用する場合には、エポキシ樹脂のエ
ポキシ基1当量に対し硬化剤の官能基当量が0.5
〜2好ましくは0.7〜1.2の範囲から選ばれる。
改質エポキシ粉体塗料の製造にあたり、前記し
たエポキシ樹脂、エポキシ樹脂用硬化剤、前記改
質剤の他に硬化促進剤、無機質充填剤、顔料、流
れ付与剤、酸化防止剤、抗菌剤等が適宜配合され
る。これら原料は粉砕し秤量混合したのちに、押
出機またはロールにより溶融混練し、冷却、粗
砕、微粉砕、分級する。分級後に粉体流動調整剤
を後添加し、均一混合することにより粉体塗料と
する。通常スプレー塗装用には平均粒度が10μm
〜70μmとする。上記改質エポキシ粉体塗料の配
合にあつては無機質充填剤の多量の添加は塗膜の
フレキシビリテイ、伸びをそこねることになるの
で全配合物の20重量%以下、好ましくは10重量%
にとどめるのがよい。
上記のごとくして得られる防食用エポキシ粉体
塗料と改質エポキシ粉体塗料による鋼管外表面の
複層被覆法についてのべる。
鋼管は脱脂除錆等の表面洗浄処理を行う。ブラ
スト処理を施すことにより塗料の付着性が良好と
なる。ブラスト鋼管は170〜250℃望ましくは200
〜240℃に加熱し、まず防食用エポキシ粉体塗料
を静電スプレー塗装し、溶融塗膜を形成させる。
この際塗膜は100μm〜800μm好ましくは100μ
m〜600μmとくに好ましくは200〜450μmとす
る。ついで改質エポキシ粉体塗料を静電スプレー
塗装し二層目の塗膜を形成する。改質エポキシ塗
膜は50μm〜300μm望ましくは100μm程度とす
る。鋼管の加熱は、これら両塗膜の硬化が完了す
るまで継続されついで冷却され二層被覆鋼管が得
られる。
防食用エポキシ粉体塗料の塗装に引き続き、フ
レキシブルエポキシ粉体塗料の塗装を行う本方法
にあつて後者を塗装するまでに防食エポキシ塗膜
は末硬化状態であつても部分硬化状態であつても
完全硬化状態であつてもよい。またあらかじめ製
造された防食用エポキシ粉体塗料被覆鋼管を再加
熱してフレキシブルエポキシ粉体塗料を塗装する
ことによつても本発明効果は発現する。しかし、
連続塗装法が省エネルギーのために望ましい。
また、一方、防食用粉体エポキシ塗装に先立
ち、下地調整、防食性向上のためにエポキシ系も
しくはフエノール系のプライマーを塗装してもよ
い。
以上鋼管を例に挙げたが、鋼材または鉄鋼製品
として鋼板、鋼棒、鋼製タンク、塔槽類等を対象
とすることもできる。
次に本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。
以下の実施例において部は重量部を表わす。エ
ポキシ当量、ヒドロキシル基当量、カルボキシル
基当量はそれぞれ次のようにして測定した。エポ
キシ当量は過塩素酸法により、ヒドロキシル基当
量は無水フタル酸〜ピリジン法によりカルボキシ
ル基当量はアルカリ滴定法により、それぞれ測定
し、各官能基1グラム当量あたりの重量をグラム
数で表わした。
数平均分子量は、ポリエステルにあつては末端
基定量法により、ジエンゴム類はゲルパーミエイ
シヨンクロマトグラフ法によつた。
ガラス転移点は示差熱分析法により、軟化点は
環球法によつて測定した。
〔防食用エポキシ粉体塗料Aの製造例〕
ビスフエノールAとエピクロルヒドリンより合
成したエポキシ当量850のエポキシ樹脂90部、フ
エノールノボラツク樹脂とエピクロルヒドリンか
ら合成したエポキシ当量180のエポキシ樹脂10部
に硬化剤としてジシアンジアミド2.3部、硬化促
進剤として2―フエニルイミダゾール0.2部、充
填剤としてケイ酸カルシウム40部、微粉マイカ15
部、顔料として弁柄1部、二酸化チタン5部、流
れ調整剤としてアクリル系樹脂0.1部、微粉シリ
カ1.0部およびエポキシ系シランカツプリング剤
0.5部から成る防食用エポキシ粉体塗料を常法に
より、溶融混練、冷却、粉砕、分級して製造し
た。
製造にあたりエポキシ樹脂とジシアンジアミド
はあらかじめ溶融混練後冷却粉砕して用い、カツ
プリング剤はケイ酸カルシウムに吸着する方法で
使用した。
〔防食用エポキシ粉体塗料Bの製造例〕
ビスフエノールAとエピクロルヒドリンから合
成したエポキシ当量700のエポキシ樹脂40部とエ
ポキシ当量930のエポキシ樹脂40部及びフエノー
ルノボラツク樹脂とエピクロルヒドリンから合成
したエポキシ当量180のエポキシ樹脂20部、硬化
剤としてフエノールノボラツク樹脂18部、硬化促
進剤として2―メチルイミダゾール0.3部、充填
剤として微粉マイカ20部、ケイ酸カルシウム20
部、無定形シリカ粉2部、防錆顔料としてけい酸
鉛5部、顔料としてカーボンブラツク1部、流れ
調整剤としてモダフロー1部からなる防食用エポ
キシ粉体塗料を常法に従い、溶融混練法で製造し
た。
〔改質エポキシ粉体塗料の製造〕
表―1に示す配合により改質エポキシ粉体塗料
を押出機を用いる溶融混練法で製造した。
液状ゴムを用いた塗料No.7は、あらかじめ、
170℃でエポキシ樹脂と液状ゴムを溶融混合後、
冷却、粗砕したのちに使用した。
表中使用原料の説明(いずれも商品名ないし商
標である):
エピコート1055 ビスフエノールA・エピクロ
ルヒドリンから合成したエポキシ樹脂、エ
ポキシ当量800〜900
エピコート10077 仝上 但しエポキシ当量
1750〜2200
エピコート1009 ビスフエノールA・エピクロ
ルヒドリンから合成したエポキシ樹脂、但
しエポキシ当量2400〜3300
(以上油化シエルエポキシ製品)
DICY ジシアンジアミド
(日本カーバイト製品)
2P4MHZ 2―フエニル―4―メチルヒドロキ
シメチル
(四国化成製品)
2MZ 2メチルイミダゾール
(四国化成製品)
アエロジル#200 微粉シリカ
(日本アエロジル製品)
モダフロー 流れ調整剤
(モンサントケミカル製品)
DIURON ジクロロフエニルジメチル尿素
(デユポン製品)
MINUSIL シリカ粉
PENNSYLVANIA GLASS Corp.製品)
Hycar CTBN1300×13 カルボキシル基当量
1880のニトリルゴム
(BF Goodrich製品)
試作品A ヒドロキシ当量1300のジエン系ゴム
水添品
(製法:下記)
ER−8100 カルボキシル基当量840のポリエス
テル
(日本エステル製品)
ER―8200 カルボキシル基当量1560のポリエ
ステル
(日本エステル製品)
ER―6610 ヒドロキシル基当量1810のポリエ
ステル
(日本エステル製品)
RV―300 分子量約2万、軟化点123℃のポリ
エステル
(東洋紡製品)
プラクセル240 ヒドロキシル基当量2000のラ
クトン型ポリエステル
(ダイセル化学製品)
プラクセルH4 分子量約4万軟化点60℃のラ
クトン型ポリエステル
(ダイセル化学製品)
〔ジエン系ゴム水添品.試作品Aの製法〕
10のオートクレーブにポリヒドロキシポリプ
タジエン(Arcc Chem.社製R―45HT.
n3110、〔−OH〕=0.82meq/g、シス―1.4:15
%、トランス―1.4:58%、ビニル:27%のポリ
ブタジエン系液状ゴム)3Kg、シクロヘキサン3
Kg及びカーボン担持ルテニウム(5%)触媒〔日
本エンゲルハルド(株)製〕300gを仕込み系内を精
製アルゴンで置換したのち、高純度水素ガスをオ
ートクレーブ内に供給し始め、同時に加熱を開始
する。約30分を要してオートクレーブ内は定常条
件(内温100℃、内圧150Kg/cm2)に達した。この
条件で15時間反応した。
得られたポリマーは赤外吸収スペクトルによる
分析の結果、殆んど二重結果を含まぬ炭化水素系
ポリマーであつた。
このポリマーの〔−OH〕は0.81meq/gであつ
た。このポリマーを試作品Aと略する。
The present invention relates to multilayer epoxy coated steel materials and steel products. More specifically, it relates to a coated steel material or steel product whose surface is coated with an anticorrosive epoxy powder coating and which is further coated with a modified epoxy powder coating to have improved scratch resistance, low-temperature flexibility, and low-temperature impact resistance. Epoxy-coated steel materials or steel products, such as epoxy-coated steel pipes, are widely used, but epoxy coatings have poor properties such as scratch resistance, low-temperature flexibility, and low-temperature impact resistance, so they cannot be assembled during cargo transportation or in extremely cold regions. The coating film may crack or peel off during pipeline installation such as processing work and burying work, which has the disadvantage of impairing corrosion protection. In order to overcome this drawback, various methods have been proposed for imparting flexibility to epoxy resins, but epoxy resins with flexibility do not have the inherent characteristics of epoxy resins, such as water resistance, moisture resistance, and corrosion resistance. Contributing properties are reduced and heat resistance is impaired. The present invention provides a coated steel pipe free from the above-mentioned defects by undercoating with an anticorrosion epoxy powder coating and then topcoating with a highly flexible modified epoxy powder coating.The gist thereof is as follows: The surface of steel materials or steel products is coated with a thick film of anti-corrosion epoxy powder coating containing anti-rust pigments and/or inorganic fillers.
A multi-layer epoxy-coated steel material or steel product, which is coated with an undercoat of 100 to 800 μm, and then coated with a topcoat of a modified epoxy powder coating with a thickness of 50 to 300 μm to protect the undercoat, and the modified A multilayer epoxy-coated steel material or steel product characterized in that the epoxy powder coating contains at least one compound selected from the following (a), (b), and (c) as a modifier. (a) Polyester having at least one functional group selected from hydroxyl group and carboxyl group at the end of the molecule and having an equivalent weight of 500 to 2,500 (b) A glass transition point of 70°C or less and a softening point of 200 ℃ or less and a number average molecular weight of 5000 or more (c) Diene rubber or derivative thereof having a hydroxyl group or carboxyl group at the molecular end To explain the present invention in detail, the anticorrosion epoxy powder used in the present invention The body paint contains an epoxy resin containing at least two epoxy groups in the molecule and an epoxy equivalent of 170 to 3,500, a curing agent for the epoxy resin, a rust preventive pigment and/or an inorganic filler as essential components. There are things that do. The epoxy resins used here include epoxy resins with an epoxy equivalent of 450 to 3,500 manufactured from bisphenol A and epichlorohydrin; phenol novolak resins, and epoxy resins with an epoxy equivalent of 170 to 500 manufactured from cresol novolak resin and epichlorohydrin. Epoxy resin: Epoxy resins having an epoxy equivalent of 200 to 800, which are produced from brominated bisphenol A, brominated phenol novolak resin, brominated cresol novolak resin and epichlorohydrin, are mainly used. Epoxy resin curing agents used in anti-corrosion epoxy powder coatings include phenol, catechol,
One or more types of novolac type phenolic resins derived from formaldehyde and phenolic compounds such as resorcinol, bisphenol A, and cresols, dicyandiamide, guanidine derivatives, carboxylic acid dihydrazides, imidazole compounds, and derivatives thereof are used. Also, known tertiary amine compounds, dimethylurea compounds, etc. may be used in combination as curing accelerators. The inorganic fillers used in anti-corrosion epoxy powder coatings are used to improve the water resistance of the coating, and include quartz,
Powders such as silica stone, glass, calcium silicate, gypsum, barium sulfate, mica, and titanium oxide are blended. In addition, anti-rust pigments for the purpose of preventing rust on steel include Cr-based, Pb-based, Zn-based, Mo-based, Fe-based, Al-based
Various anti-rust pigments such as zinc chromate,
Examples include strontium chromate, lead silicate, zinc phosphate, zinc molybdate, mica-like iron oxide, iron phosphate, aluminum phosphate, and aluminum dihydrogen tripolyphosphate. In addition to these ingredients, extender pigments, coloring pigments, flow regulators, anti-sagging agents, anti-mold agents, etc. are blended as necessary, and the mixture is melt-kneaded, cooled, crushed and classified, and the powder flow regulator is added to the post. Powder coatings are produced by blending. The total amount of the inorganic filler and anti-rust pigment (if only one is used, the amount) is 20 parts by weight or more, preferably 30 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxy resin and curing agent for epoxy resin. be. Preferably, by using an inorganic filler and a rust preventive pigment in combination, good paintability and excellent corrosion resistance are achieved. The amount of the curing agent for epoxy resin to be used is such that the equivalent ratio of the active hydrogen group to the epoxy group of the epoxy resin is 0.5 to 2.0 in the case of an active hydrogen-containing curing agent. In the case of curing agents that harden through catalytic action, the optimum amount to be blended must be determined in relation to the physical properties, so the amount cannot be determined unconditionally, but approximately 0.5 parts by weight per 100 parts by weight of the resin. ~
It is 10 parts by weight. Next, the modified epoxy powder coating used in the present invention will be described. The epoxy resin used in modified epoxy powder coatings has an epoxy equivalent weight of 800 and is manufactured from bisphenol A and epichlorohydrin.
~3500 Ebis type epoxy resin is preferred.
Although it is possible to use epoxy equivalents having an epoxy equivalent of 800 or less and about 170, it is blended so that 80% by weight or more of epoxy equivalents have an epoxy equivalent of 800 or more. Epoxy resins other than those listed above include epoxy resins derived from mononuclear polyphenols such as hydroquinone and catechol and epichlorohydrin, bisphenol F, phenol novolac resin, cresol novolac resin, brominated bisphenol A, and other nuclear polyvalent phenols. and various epoxy resins derived from bisphenol A alkylene oxide addition diol and various polyols and epichlorohydrin, epoxy resins derived from aminophenols and polyamines, alicyclic epoxy resins,
Hydantoin type epoxy resins and the like can be mixed and used as necessary. In this case as well, the mixing ratio of the Ebibis type epoxy resin with those having an epoxy equivalent of 800 or more is 20% by weight or less. In the present invention, at least one selected from the following (a), (b) and (c) is used as a modifier for the epoxy powder coating. (a) Polyester having at least one functional group selected from hydroxyl group and carboxyl group at the molecular end and having an equivalent weight of 500 to 2,500 (b) A glass transition point of 70°C or lower and a softening point of 200°C. ℃ or less and a number average molecular weight of 5000 or more (c) Diene rubber or its derivatives having hydroxyl or carboxyl groups at the molecular ends The amount of modifier used is the main component of the modified epoxy powder coating. The amount is 5 parts by weight or more, preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and epoxy resin curing agent. If it is less than 5 parts by weight, the flexibility modification effect will be poor, and if it exceeds 50 parts by weight, the heat resistance will be impaired. Polyesters having hydroxyl or carboxyl groups at the molecular ends are produced from dicarboxylic acids and glycols by esterification. At this time, in addition to the glycol component, a polyhydric alcohol such as triol or tetraol may be used in combination by replacing a part of the glycol component. When producing polyester, if the reaction composition contains an excess of carboxyl groups, a polyester with mainly carboxyl groups at the end of the molecule will be obtained, and if the amount of hydroxyl groups is added in excess, a polyester with hydroxyl groups at the end of the molecule will be obtained. Further, a polyester having a hydroxyl group at the end can be obtained by obtaining a polymer having equal amounts of carboxyl groups and hydroxyl groups, and then adding glycol to depolymerize it. Furthermore, a polyester mainly having a hydroxyl group at the molecular end can also be obtained by deglycolizing a diester obtained by reacting a dicarboxylic acid with a large excess of glycol. Furthermore, a polyester having a hydroxyl group at the molecular end can also be obtained by reacting a dicarboxylic acid with a low-molecular-weight alcohol to form a diester and then reacting it with a glycol to perform a transesterification reaction. Dicarboxylic acids used in the production of these polyesters include terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, naphthalene dicarboxylic acid, tetrahydrophthalic acid, methyltetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, methylhexahydrophthalic acid, and 3,6-endomethylene. Examples include tetrahydrophthalic acid, succinic acid, maleic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and the like. Two or more of these dicarboxylic acids may be used in combination. Glycols include ethylene glycol, propylene glycol, butane-1,3-diol, butane-1,4-diol, neopentyl glycol, hexane-1,6-diol, cyclohexanediol, 1,4-bishydroxymethyl-benzene. , diethylene glycol, hydrogenated bisphenol A, etc. are used. Further, as glycols, polymeric glycols such as polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, and polyoxytetramethylene glycol are used in combination for the purpose of imparting flexibility. A branched structure may also be introduced into the polyester by using a small amount of polyhydric alcohol such as glycerin, trimethylolpropane, or pentaerythritol. Other polyesters include lactone ester type polyesters, which are obtained by ring-opening polymerization of lactone compounds using glycol or polyhydric alcohol as an initiator, and have hydroxyl groups at the molecular ends. As the lactone compound, ε-caprolactone is commonly used. To derive a polyester having a terminal carboxyl group from a lactone ester type polyester, maleic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, etc.
This method is based on a method in which an anhydride of a 1,2-dicarboxylic acid compound is subjected to a ring-opening addition reaction. Specific examples of these polyesters include Nippon Ester Co., Ltd.'s ER6000 series as a hydroxyl group-terminated polyester, and the ER8000 series as a carboxyl group-terminated polyester. In addition, Toyobo Co., Ltd.'s Vylon is a polyester with hydroxyl or carboxyl groups.
There is the GV series. In addition, the company's Byron RV series and GX are high molecular weight polyester grades.
There is a series. As lactone type polyesters, Daicel Chemical Co., Ltd.'s Plaxel series and Plaxel H
series, and Union Carbide's
There is a POP series. However, these polyesters have functional group equivalents (i.e., hydroxyl group equivalents when they have hydroxyl groups, carboxyl group equivalents when they have carboxyl groups, and carboxyl group equivalents when they have both).
Village of hydroxyl group equivalent and carboxyl group equivalent)
is 500 to 2,500, preferably 700 to 2,000. Furthermore, polyester powder having a number average molecular weight of less than 5000, which is commercially available for paints, is usually used. On the other hand, the thermoplastic polyester has a glass transition point of 70°C or lower, preferably -60 to 50°C, and a softening point of
The temperature used is 200°C or lower, preferably 60 to 160°C, and a number average molecular weight of 5,000 or higher, preferably 7,000 to 50,000. Specifically, at least two or more dibasic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, and adipic acid,
There are polyesters derived from cocondensation polymerization with at least two or more glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, neopentyl glycol, and polytetramethylene glycol, and polyesters derived from ε-caprolactone. Diene rubbers or derivatives thereof having hydroxyl groups or carboxyl groups at the molecular ends used in modified epoxy powder coatings include butadiene or butadiene copolymers, and residual double bonds contained in these diene rubbers can be Derivatives obtained by hydrogenation are also included. Styrene and acrylonitrile are mainly used as copolymerization monomers for producing the butadiene copolymer. These diene rubbers having a hydroxyl group or a carboxyl group at the end are called telechelic diene rubbers. This telechelic diene rubber has a normal number average molecular weight.
More than 1000, thousands of products are manufactured, including liquid,
Or it is wax-like or rubber-like. Preferably, those having a number average molecular weight of 1000 to 5000 are used. These diene rubbers are polymerized by a living anionic polymerization method, and depending on the type of polymerization terminator, they become telechelic diene rubbers with hydroxyl or carboxyl group terminals. The butadiene and acrylonitrile copolymerization system is polymerized by radical polymerization, and a functional group is introduced using an initiator or a chain transfer agent. Specific examples of these telechelic diene rubbers and their derivatives include BF
GOODRICH Hycar CTB, CTBN, CTBNX
Series: PoLy-BD series by ARCO CHEM.; NISSO-PBG series and C series (all product names) by Nippon Soda Co., Ltd. Epoxy resin curing agents used in modified epoxy powder coatings include acid anhydrides, imidazole compounds and derivatives thereof, dicyandiamide, guanidine compounds, carboxylic acid dihydrazides, and the like. Examples of acid anhydrides include pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, nadic anhydride, chlorendic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, 5-(2,5-
diketotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-
Cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride Ethylene glycol bistrimelitate anhydride Examples include polyazelaic acid polyanhydride and polysebacic acid polyanhydride. Examples of imidazole compounds include imidazole bone nuclei such as 2-methylimidazole, 2-ethylimidazole, 2-isopropylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 2-phenylimidazole, and 2-phenyl-4-methylimidazole. There are compounds in which carbon atoms at the 2-, 4-, and 5-positions are substituted with hydrogen, an alkyl group, or an aryl group, and 2-phenylimidazole compounds in which the 4-, 5-, or both positions are substituted with a methylol group. Derivatives of these imidazole compounds include 1-benzylimidazoles, cyanoethylated imidazoles, organic acid salts derived from cyanoethylated imidazole and organic acids, imidazole derivatives modified with aminotriazine compounds, and metal salts. There are complex salts with imidazole. Examples of guanidine compounds include 1,3-diphenylguanidine, p-tolylguanide, xylenylguanide, 2,3-guanylurea, 2,4
- Guanylurea, 2,6-xylenyl biguanide, phenyl biguanide, etc. Examples of carboxylic acid dihydrazide include oxalic acid dihydrazide, succinic acid dihydrazide, adipic acid dihydrazide, azelaic acid dihydrazide, sebacic acid dihydrazide, dodecanedioic acid dihydrazide, hexadecanedioic acid dihydrazide, isophthalic acid dihydrazide, phthalic acid dihydrazide, terephthalic acid dihydrazide, etc. . Two or more of these curing agents for epoxy resins can also be used in combination. Further, a known curing accelerator may be used to improve the reaction rate. The blending ratio of the curing agent to the epoxy resin is appropriately determined in consideration of the functional groups in the modifier and in relation to the functional groups of the curing agent. When using a compound having an acid anhydride group or active hydrogen as a curing agent, the functional group equivalent of the curing agent is 0.5 per equivalent of the epoxy group of the epoxy resin.
~2 preferably selected from the range of 0.7 to 1.2. In producing modified epoxy powder coatings, in addition to the epoxy resin, curing agent for epoxy resin, and modifier described above, curing accelerators, inorganic fillers, pigments, flow agents, antioxidants, antibacterial agents, etc. are used. It is mixed appropriately. These raw materials are crushed, weighed and mixed, then melt-kneaded using an extruder or rolls, cooled, coarsely crushed, finely crushed, and classified. After classification, a powder fluidity regulator is added afterwards and mixed uniformly to form a powder coating. Average particle size is usually 10μm for spray painting.
~70 μm. When formulating the above-mentioned modified epoxy powder coating, adding a large amount of inorganic filler will impair the flexibility and elongation of the coating film, so it should be less than 20% by weight, preferably 10% by weight of the total formulation.
It is better to keep it to . This article describes a multilayer coating method for the outer surface of steel pipes using the anticorrosive epoxy powder coating obtained as described above and the modified epoxy powder coating. Steel pipes undergo surface cleaning treatments such as degreasing and rust removal. Blasting improves paint adhesion. Blast steel pipe is 170~250℃ preferably 200℃
It is heated to ~240°C and first an anti-corrosion epoxy powder coating is electrostatically sprayed to form a molten coating.
At this time, the coating film should be 100μm to 800μm, preferably 100μm.
m to 600 μm, particularly preferably 200 to 450 μm. A modified epoxy powder coating is then electrostatically sprayed to form a second coating film. The modified epoxy coating film has a thickness of 50 μm to 300 μm, preferably about 100 μm. Heating of the steel pipe is continued until both coatings are completely cured, and then cooled to obtain a double coated steel pipe. In this method of applying a flexible epoxy powder coating after applying an anticorrosion epoxy powder coating, the anticorrosion epoxy coating may be in a partially cured state or a partially cured state by the time the latter is applied. It may be in a completely cured state. The effects of the present invention can also be achieved by reheating a steel pipe coated with anticorrosive epoxy powder paint and coating it with a flexible epoxy powder paint. but,
Continuous coating method is preferred for energy saving. On the other hand, prior to the anticorrosion powder epoxy coating, an epoxy or phenol primer may be applied to prepare the base and improve anticorrosion properties. Although steel pipes have been taken as an example above, steel plates, steel bars, steel tanks, towers and tanks, etc. can also be targeted as steel materials or steel products. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. In the following examples, parts represent parts by weight. Epoxy equivalent, hydroxyl group equivalent, and carboxyl group equivalent were each measured as follows. The epoxy equivalent was measured by the perchloric acid method, the hydroxyl group equivalent by the phthalic anhydride-pyridine method, and the carboxyl group equivalent by the alkaline titration method, and the weight per gram equivalent of each functional group was expressed in grams. The number average molecular weight was determined by the terminal group determination method for polyesters, and by the gel permeation chromatography method for diene rubbers. The glass transition point was measured by differential thermal analysis, and the softening point was measured by the ring and ball method. [Production example of anti-corrosion epoxy powder coating A] 90 parts of an epoxy resin with an epoxy equivalent of 850 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin, 10 parts of an epoxy resin with an epoxy equivalent of 180 synthesized from a phenol novolak resin and epichlorohydrin as a curing agent. 2.3 parts of dicyandiamide, 0.2 parts of 2-phenylimidazole as a hardening accelerator, 40 parts of calcium silicate as a filler, 15 parts of fine mica
1 part Bengara as a pigment, 5 parts titanium dioxide, 0.1 part acrylic resin as a flow regulator, 1.0 part fine silica, and an epoxy silane coupling agent.
An anticorrosive epoxy powder coating consisting of 0.5 parts was produced by melt-kneading, cooling, crushing, and classifying using conventional methods. During production, the epoxy resin and dicyandiamide were melt-kneaded and then cooled and ground, and the coupling agent was used by adsorbing it on calcium silicate. [Production example of anti-corrosion epoxy powder coating B] 40 parts of an epoxy resin with an epoxy equivalent of 700 synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin, 40 parts of an epoxy resin with an epoxy equivalent of 930, and an epoxy equivalent of 180 synthesized from a phenol novolak resin and epichlorohydrin. 20 parts of epoxy resin, 18 parts of phenol novolac resin as a hardening agent, 0.3 parts of 2-methylimidazole as a hardening accelerator, 20 parts of fine mica powder, and 20 parts of calcium silicate as a filler.
1 part, amorphous silica powder 2 parts, lead silicate 5 parts as a rust preventive pigment, carbon black 1 part as a pigment, and Modaflow 1 part as a flow control agent. Manufactured. [Production of modified epoxy powder coating] A modified epoxy powder coating according to the formulation shown in Table 1 was produced by a melt-kneading method using an extruder. Paint No. 7 using liquid rubber is prepared in advance.
After melting and mixing epoxy resin and liquid rubber at 170℃,
It was used after cooling and coarsely crushing. Explanation of the raw materials used in the table (all are trade names or trademarks): Epicote 1055 Epoxy resin synthesized from bisphenol A/epichlorohydrin, epoxy equivalent 800-900 Epicote 10077 Only epoxy equivalent
1750-2200 Epicote 1009 Epoxy resin synthesized from bisphenol A and epichlorohydrin, with an epoxy equivalent of 2400-3300 (or more oil-based shell epoxy products) DICY Dicyandiamide (Nippon Carbide Products) 2P4MHZ 2-Phenyl-4-methylhydroxymethyl (Shikoku) Chemical products) 2MZ 2-methylimidazole (Shikoku Kasei products) Aerosil #200 Fine powder silica (Nippon Aerosil products) Modaflow Flow regulator (Monsanto Chemical products) DIURON Dichlorophenyldimethylurea (DuPont products) MINUSIL Silica powder PENNSYLVANIA GLASS Corp. products) Hycar CTBN1300×13 Carboxyl group equivalent
1880 nitrile rubber (BF Goodrich product) Prototype A Hydrogenated diene rubber product with hydroxy equivalent of 1300 (manufacturing method: below) ER-8100 Polyester with carboxyl group equivalent of 840 (Nippon Ester product) ER-8200 Polyester with carboxyl group equivalent of 1560 (Nippon Ester product) ER-6610 Polyester with a hydroxyl group equivalent of 1810 (Nippon Ester product) RV-300 Polyester with a molecular weight of approximately 20,000 and a softening point of 123°C (Toyobo product) Plaxel 240 Lactone type polyester with a hydroxyl group equivalent of 2000 (Daicel Chemical) Product) Plaxel H4 Lactone type polyester with a molecular weight of approximately 40,000 and a softening point of 60°C (Daicel Chemical Products) [Hydrogenated diene rubber product. Manufacturing method of prototype A] Polyhydroxypolyptadiene (R-45HT. produced by Arcc Chem.) was placed in 10 autoclaves.
n3110, [-OH] = 0.82meq/g, cis-1.4:15
%, trans-1.4:58%, vinyl:27% polybutadiene liquid rubber) 3Kg, cyclohexane 3
After charging 300 g of carbon-supported ruthenium (5%) catalyst (manufactured by Nippon Engelhard Co., Ltd.) and replacing the inside of the system with purified argon, high-purity hydrogen gas was started to be supplied into the autoclave, and heating was started at the same time. It took about 30 minutes for the inside of the autoclave to reach steady conditions (internal temperature 100°C, internal pressure 150 Kg/cm 2 ). The reaction was carried out under these conditions for 15 hours. As a result of analysis by infrared absorption spectrum, the obtained polymer was found to be a hydrocarbon polymer containing almost no doublets. [-OH] of this polymer was 0.81 meq/g. This polymer is abbreviated as prototype A.
【表】【table】
【表】
実施例 1
JIS G3141 SPCC―SD鋼板(1.0×60×120mm)
をトリクレン蒸気脱脂後、鋳鉄グリツトにより表
面ブラストを行つた。ついで240℃の熱風循環式
加熱炉内で20分この鋼板を加熱したのちに、防食
用エポキシ粉体塗料Aを膜厚300±50μになるよ
うに静電スプレー塗装を行つた。ついでNo.1の改
質エポキシ粉体塗料を約100μこの上にスプレー
塗装した後に240℃加熱炉で5分後硬化を行い複
層被覆鋼板を得た。
得られた複層塗膜の付着性を調べるために、鋼
板に達するクロスカツトを巾2mm間隔で6本刻み
テープ剥離テストを行つたところ、塗膜層間及び
鋼板と塗膜間で剥離は認められなかつた。
次に複層被覆鋼板の非塗装面を半径がそれぞれ
28m/m及び18m/mの曲率を持つた治具にそわせ
て長軸方向に曲げて複層塗膜の耐屈曲性を調べ
た。試験は空冷式恒温槽内で−20℃および−30℃
で実施した。
この結果、複層塗膜はいずれの条件下でも異常
は認められなかつた。一方防食用エポキシ粉体塗
料Aのみで同様な条件で屈曲試験を行つたとこ
ろ、すべての条件下で塗膜は破断が認められた。
曲率18m/mの治具を用いた場合には激しいクラ
ツクが発生した。
実施例2および比較例1
実施例1と同様にして、防食用エポキシ粉体塗
料Aを用いて得られた塗板に、改質エポキシ粉体
塗料No.2〜No.8を約100μ上層被覆した鋼板を製
造し、低温屈曲試験を実施した。
この結果いずれも塗膜の破断は認められなかつ
た。一方、改質エポキシ粉体塗料No.3,4,7に
おいて、改質剤であるポリエステル及びジエン系
ゴムを除いた配合で粉体塗料を調製し、同様に複
層被覆を行い、低温曲げ試験を行つたところ(比
較例1)、塗膜はいずれも破断した。
実施例 3
防食用エポキシ粉体塗料Bを用いて実施例1と
同様に処理した鋼板を200℃加熱炉で予熱し膜厚
250〜300μの塗膜となるように静電塗装後約100
μの膜厚となるように改質エポキシ塗料No.1,No.
3,No.4をそれぞれ上層被覆したのちに240℃5
分の加熱炉で後硬化を行い複層被覆鋼板を得た。
これを実施例1と同様な低温曲げテストを行つた
ところ、曲率半径28m/mの場合−20℃および−
30℃ですべて塗膜の破断はなかつたが、曲率半径
18m/mの場合には塗膜にヘアクラツクが発生し
た。一方、防食用エポキシ粉体塗料Bのみの単層
塗膜の場合にはいずれの条件でも激しいクラツク
が発生した。
実施例 4
JIS SGP鋼管φ300/280mm長さ1mを鋳鉄グリ
ツトにより表面をブラストしたのちに240℃に赤
外線ヒーターにより加熱した。この予熱鋼管に防
食用エポキシ粉体塗料Aを膜厚300±50μmとな
るように静電スプレーした。30秒後にNo.3の改質
エポキシ粉体塗料を静電スプレーし、約100μm
の塗膜を形成せしめたるのちに、再度赤外線ヒー
ターにより240℃で加熱を5分間行い塗膜を完全
硬化した。ついで鋼管を水冷して二層被覆鋼管を
得た。
得られた二層被覆鋼管の塗膜の付着性を調べる
ために鋼管に達するクロスカツトを巾2mm間隔で
6本刻みテープ剥離テストを行つたところ塗膜層
間及び鋼板〜塗膜間で剥離は認められなかつた。
次に、二層被覆鋼管から円周方向に2cm、長さ
方向に20cmのテスト片を切り出し、長さ方向を半
径が280mmおよび180mmの治具にそれぞれそわせて
屈曲試験を行つた。この際治具に接する面は非塗
装面であり、試験は−20℃及び−30℃の冷媒中で
行つた。その結果改質エポキシ塗料No.3を複層し
たものは塗膜の割れを生じなかつたが、防食用エ
ポキシ塗料Aのみで同様なテストを行つたところ
塗膜に著しいクラツクが発生した。
また上記二層被覆鋼管をガードナー式落錘衝撃
試験機で衝撃テストを行つたところ、40ld・inch
パス、50ld・inch破壊を示したのに対し、防食用
エポキシ塗料A単独の場合、30ld・inchパス;
40ld・inch破壊を示し;複層被覆鋼管の耐衝撃性
向上が認められた。
比較例 2
防食用エポキシ粉体塗料AおよびBにそれぞれ
カルボキシル基末端ポリエステルER―8200を40
部配合した組成で粉体塗料を製造し、実施例―1
に示した鋼板に、それぞれ240℃及び200℃で300
±50μの膜厚で被覆し、後硬化を240℃、5分行
い、防食用エポキシ粉体塗料に可撓性を付与する
試みを行つた。このものの低温屈曲テストは曲率
半径28mmの場合、ヘアクラツクであり、曲率半径
18mmの場合、クラツクが発生し、改良効果は不充
分であると判定された。
以上の結果から明らかな様に、本発明複層被覆
鋼材又は鉄鋼製品は防食用エポキシ塗料の欠点で
ある低温屈曲性を改良しまた耐衝撃性の改良にも
効果を有することが明らかである。[Table] Example 1 JIS G3141 SPCC-SD steel plate (1.0×60×120mm)
After degreasing with Triclean vapor, the surface was blasted with cast iron grit. The steel plate was then heated for 20 minutes in a hot air circulation heating furnace at 240°C, and then electrostatically sprayed with anticorrosive epoxy powder coating A to a film thickness of 300±50μ. Next, about 100 μm of No. 1 modified epoxy powder coating was spray-coated on this and cured in a 240° C. heating oven for 5 minutes to obtain a multi-layer coated steel plate. In order to investigate the adhesion of the multi-layer coating obtained, a tape peeling test was performed with six cross cuts reaching the steel plate at 2 mm width intervals, and no peeling was observed between the coating layers or between the steel plate and the coating. Ta. Next, the radius of the unpainted surface of the multi-layer coated steel plate is
The bending resistance of the multilayer coating was investigated by bending it in the longitudinal direction along a jig with curvatures of 28 m/m and 18 m/m. The test was conducted at -20℃ and -30℃ in an air-cooled thermostat.
It was carried out in As a result, no abnormality was observed in the multilayer coating film under any conditions. On the other hand, when a bending test was conducted under the same conditions using only the anticorrosive epoxy powder coating A, the coating film was found to break under all conditions.
Severe cracks occurred when a jig with a curvature of 18 m/m was used. Example 2 and Comparative Example 1 In the same manner as in Example 1, a coated plate obtained using anticorrosion epoxy powder coating A was coated with an approximately 100μ upper layer of modified epoxy powder coating Nos. 2 to 8. A steel plate was manufactured and a low temperature bending test was conducted. As a result, no breakage of the coating film was observed in any case. On the other hand, for modified epoxy powder coatings No. 3, 4, and 7, powder coatings were prepared with the formulations excluding the polyester and diene rubber as modifiers, multilayer coating was performed in the same way, and low temperature bending tests were performed. (Comparative Example 1), all the coating films were broken. Example 3 A steel plate treated in the same manner as in Example 1 using anti-corrosion epoxy powder coating B was preheated in a 200°C heating furnace to reduce the film thickness.
After electrostatic coating, approximately 100
Modified epoxy paint No. 1, No. 1 to have a film thickness of μ.
3. After coating the upper layer of No. 4, heat at 240℃ 5
A multi-layer coated steel plate was obtained by post-curing in a heating furnace for 30 minutes.
When this was subjected to a low-temperature bending test similar to Example 1, it was found that -20℃ and -
There was no breakage of the coating film at 30℃, but the radius of curvature
At 18 m/m, hair cracks occurred in the paint film. On the other hand, in the case of a single layer coating of only anticorrosive epoxy powder coating B, severe cracks occurred under all conditions. Example 4 A JIS SGP steel pipe with a diameter of 300/280 mm and a length of 1 m was surface blasted with cast iron grit and then heated to 240°C with an infrared heater. Anticorrosive epoxy powder coating A was electrostatically sprayed onto this preheated steel pipe to a film thickness of 300±50 μm. After 30 seconds, electrostatically spray No. 3 modified epoxy powder paint to approximately 100 μm.
After forming a coating film, heating was performed again at 240° C. for 5 minutes using an infrared heater to completely cure the coating film. The steel pipe was then water-cooled to obtain a double-layer coated steel pipe. In order to investigate the adhesion of the coating film on the obtained double-layer coated steel pipe, a tape peeling test was performed on six cross cuts reaching the steel pipe at intervals of 2 mm in width, and no peeling was observed between the coating film layers or between the steel plate and the coating film. Nakatsuta. Next, a test piece measuring 2 cm in the circumferential direction and 20 cm in the length direction was cut from the double-layer coated steel pipe, and a bending test was performed by aligning the length direction with jigs with radii of 280 mm and 180 mm, respectively. At this time, the surface in contact with the jig was a non-painted surface, and the test was conducted in a refrigerant at -20°C and -30°C. As a result, the multi-layered modified epoxy paint No. 3 did not cause any cracks in the paint film, but when a similar test was conducted using only the anticorrosive epoxy paint A, significant cracks occurred in the paint film. In addition, when the above double-layer coated steel pipe was subjected to an impact test using a Gardner type falling weight impact tester, the result was 40 ld・inch.
In contrast, in the case of anticorrosive epoxy paint A alone, it showed failure in a 30 ld.inch pass;
40ld・inch fracture was observed; the impact resistance of the multi-layer coated steel pipe was improved. Comparative Example 2 Anticorrosive epoxy powder coatings A and B each contain 40% carboxyl group-terminated polyester ER-8200.
Example 1
300°C at 240°C and 200°C, respectively.
An attempt was made to impart flexibility to the anticorrosive epoxy powder coating by coating with a film thickness of ±50μ and post-curing at 240°C for 5 minutes. The low-temperature bending test of this product shows a hair crack when the radius of curvature is 28mm, and the radius of curvature is 28 mm.
In the case of 18 mm, cracks occurred and the improvement effect was judged to be insufficient. As is clear from the above results, it is clear that the multi-layer coated steel material or steel product of the present invention is effective in improving low temperature flexibility, which is a drawback of anticorrosive epoxy paints, and also in improving impact resistance.
Claims (1)
び/または無機質充填剤を含有する防食用エポキ
シ粉体塗料で膜厚100〜800μm下塗り被覆し、そ
の上に改質エポキシ粉体塗料を50〜300μmの膜
厚で上塗り被覆して下塗り塗膜を保護コートした
被覆エポキシ被覆鋼材または鉄鋼製品であつて、
該改質エポキシ粉体塗料が、改質剤として下記
(a),(b)および(c)から選ばれる少くとも一種の化合
物を含むことを特徴とする複層エポキシ被覆鋼材
および鉄鋼製品 (a) ヒドロキシル基およびカルボキシル基から選
ばれる少くとも一種の官能基を分子末端に有
し、該官能基当量が500〜2500であるポリエス
テル (b) ガラス転移点が70℃以下、軟化点200℃以下
および数平均分子量5000以上の熱可塑性ポリエ
ステル (c) ヒドロキシル基もしくはカルボキシル基を分
子末端に有するジエン系ゴムまたはその誘導体 2 防食用エポキシ粉体塗料における防錆顔料お
よび/または無機質充填剤の含有量(合計量)
が、該塗料に含有されるエポキシ樹脂およびエポ
キシ樹脂用硬化剤の合計量100重量部に対して20
重量部以上である特許請求の範囲第1項記載の複
層エポキシ被覆鋼材および鉄鋼製品。 3 改質エポキシ粉体塗料における改質剤の含有
量が、該塗料に含有されるエポキシ樹脂およびエ
ポキシ樹脂用硬化剤の合計量100重量部に対して
5〜100重量部である特許請求の範囲第1項また
は第2項記載の複層エポキシ被覆鋼材および鉄鋼
製品。 4 改質エポキシ粉体塗料の主成分であるエポキ
シ樹脂が、ビスフエノールAとエピクロルヒドリ
ンとから製造されるエポキシ当量が800〜3500の
エポキシ樹脂を80重量%以上含有するエポキシ樹
脂である特許請求の範囲第1項ないし第3項のい
ずれかに記載の複層エポキシ被覆鋼材および鉄鋼
製品。 5 防食用エポキシ粉体塗料の主成分であるエポ
キシ樹脂が分子内に少くとも二個のエポキシ基を
含有するエポキシ当量が170〜3500のエポキシ樹
脂である特許請求の範囲第1項ないし第4項のい
ずれかに記載の複層エポキシ被覆鋼材および鉄鋼
製品。 6 鋼管の表面が複層エポキシ被覆されている特
許請求の範囲第1項ないし第5項のいずれかに記
載の複層エポキシ被覆鋼材および鉄鋼製品。 7 鋼管の外表面が複層エポキシ被覆されている
特許請求の範囲第6項記載の複層エポキシ被覆鋼
材および鉄鋼製品。[Scope of Claims] 1. The surface of a steel material or steel product is coated with an anticorrosive epoxy powder coating containing anticorrosive pigments and/or inorganic fillers with a film thickness of 100 to 800 μm, and a modified epoxy powder is applied on top of this. A coated epoxy-coated steel material or steel product that is coated with a top coat of body paint with a film thickness of 50 to 300 μm and a protective coat of the undercoat film,
The modified epoxy powder coating contains the following as a modifier:
Multi-layer epoxy coated steel materials and steel products characterized by containing at least one compound selected from (a), (b) and (c) (a) at least one functional group selected from hydroxyl groups and carboxyl groups; (b) Thermoplastic polyester having a glass transition point of 70°C or lower, a softening point of 200°C or lower, and a number average molecular weight of 5,000 or higher (c) Hydroxyl group or diene rubber having a carboxyl group at the molecular end or its derivative 2 Content (total amount) of rust-preventive pigment and/or inorganic filler in anti-corrosion epoxy powder coating
However, 20 parts by weight per 100 parts by weight of the epoxy resin and curing agent for epoxy resin contained in the paint.
The multilayer epoxy coated steel material and steel product according to claim 1, wherein the amount is at least part by weight. 3 The content of the modifier in the modified epoxy powder coating is 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the epoxy resin and curing agent for epoxy resin contained in the coating. The multilayer epoxy-coated steel material and steel product according to item 1 or 2. 4. Claims in which the epoxy resin that is the main component of the modified epoxy powder coating is an epoxy resin containing 80% by weight or more of an epoxy resin manufactured from bisphenol A and epichlorohydrin and having an epoxy equivalent of 800 to 3,500. The multilayer epoxy-coated steel material and steel product according to any one of Items 1 to 3. 5. Claims 1 to 4, wherein the epoxy resin that is the main component of the anticorrosion epoxy powder coating is an epoxy resin containing at least two epoxy groups in the molecule and having an epoxy equivalent of 170 to 3,500. Multi-layer epoxy-coated steel materials and steel products according to any of the above. 6. The multilayer epoxy coated steel material and steel product according to any one of claims 1 to 5, wherein the surface of the steel pipe is coated with multilayer epoxy. 7. The multilayer epoxy coated steel material and steel product according to claim 6, wherein the outer surface of the steel pipe is coated with multilayer epoxy.
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JP13825582A JPS5929154A (en) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | Steel material coated with double layer epoxy and steel product |
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JP13825582A JPS5929154A (en) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | Steel material coated with double layer epoxy and steel product |
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Publication Number | Publication Date |
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JPS5929154A JPS5929154A (en) | 1984-02-16 |
JPS6124179B2 true JPS6124179B2 (en) | 1986-06-10 |
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JP13825582A Granted JPS5929154A (en) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | Steel material coated with double layer epoxy and steel product |
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1982
- 1982-08-09 JP JP13825582A patent/JPS5929154A/en active Granted
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