JP2010280864A - 防汚塗料組成物、該組成物を用いて形成される防汚塗膜、該塗膜を表面に有する塗装物、および該塗膜を形成する防汚処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一般式(1):
〔式中、Xはアクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、クロトノイルオキシ基またはイソクロトノイルオキシ基を示し、R1は水素原子またはメチル基を示し、R2は炭素数1〜6のアルキル基を示す。〕で表される単量体、及び一般式(2):
〔式中、R3は水素原子またはメチル基を示し、R4は炭素数1〜10のアルキル基または炭素数1〜4のアルコキシ基が結合した炭素数2〜5のアルキル基を示す。〕で表される重合性単量体を共重合させてなる共重合体[A]を含有する防汚塗料組成物。
【選択図】なし
Description
1. 一般式(1):
で表される単量体、及び
一般式(2):
で表される重合性単量体を共重合させてなる共重合体[A]を含有する防汚塗料組成物。
2. 前記一般式(1)中のR2が炭素数1または2のアルキル基であるとき、前記一般式(2)中のR4が炭素数3〜10の分岐アルキル基である上記項1に記載の防汚塗料組成物。
3. 前記一般式(1)中のR2が炭素数1または2のアルキル基であるとき、前記重合性単量体(2)がイソブチルアクリレートまたはイソブチルメタクリレートである上記項2に記載の防汚塗料組成物。
4. 前記一般式(1)中のR2が炭素数3〜6のアルキル基であるとき、該アルキル基が分岐アルキル基である上記項1に記載の防汚塗料組成物。
5. 前記共重合体[A]における、前記単量体(1)の使用量が、単量体重量合計に対し10〜80重量%である、上記項1〜4のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
6. 前記共重合体[A]における、前記単量体(2)の使用量が、単量体重量合計に対し20〜90重量%である、上記項1〜5のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
7. 更に、防汚薬剤[B]を含有する、上記項1〜6のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
8. 前記防汚薬剤[B]が、亜酸化銅である上記項7に記載の防汚塗料組成物。
9. 更に、溶出調整剤[C]を含有する、上記項1〜8のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
10.前記溶出調整剤[C]が、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種である、上記項9に記載の防汚塗料組成物。
11.更に、可塑剤[D]を含有する、上記項1〜10のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
12.上記項1〜11のいずれかに記載の防汚塗料組成物を用いて被塗膜形成物の表面に防汚塗膜を形成する防汚処理方法。
13.上記項1〜11のいずれかに記載の防汚塗料組成物を用いて形成される防汚塗膜。
14.上記項13に記載の防汚塗膜を表面に有する塗装物。
本発明の防汚塗料組成物は、一般式(1):
で表される単量体(以下、単に「単量体(1)」ともいう)、及び
一般式(2):
で表される重合性単量体(以下、単に「単量体(2)」ともいう)を共重合させてなる共重合体[A]を含有する。
共重合体[A]を含有する塗膜は、前述の有機スズ含有樹脂や有機シリル基含有樹脂を含む塗膜と同様、塗膜中の共重合体[A]が加水分解されて海中に溶出することにより、塗膜が更新されながら(セルフポリッシング作用を奏しながら)、塗膜中の防汚薬剤が放出される。その結果、本発明の組成物を用いて形成される防汚塗膜は防汚性能を発揮できる。
一般式(2):
前記単量体(1)は、例えば、α−ハロケトンおよび不飽和カルボン酸またはその金属塩から製造することが可能である。具体的な製造方法としては、例えば、メチルメタクリレートより調製されるメタクリル酸ナトリウム塩等の不飽和カルボン酸のアルカリ金属塩水溶液と、クロロアセトン等のα−ハロケトン(カルボニル基のα位にハロゲン元素が置換されたケトン)とを反応させる方法(米国特許第2376033号)または、トリエチルアミン存在下、メタクリル酸等の不飽和カルボン酸と、クロロアセトン等のα−ハロケトンとを反応させる方法(Journal of Polymer Science:Part A:Polymer Chemistry,Vol.26 2295−2303(1988))等が挙げられる。
前記防汚薬剤[B]としては、海棲汚損生物に対して殺傷または忌避作用を有する物質であればよい。例えば、亜酸化銅、ロダン銅、銅粉、2−メルカプトピリジン−N−オキシド銅等の銅化合物;2−メルカプトピリジン−N−オキシド亜鉛、ビスジメチルジチオカルバモイルジンクエチレンビスジチオカーバメート、ジンクジメチルジチオカーバメート等の亜鉛化合物;2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、3,4−ジクロロフェニルジメチル尿素、4,5−ジクロロ−2−N−オクチル−3−(2H)−イソチアゾリン、N,N−ジメチル−N’−フェニル(N−フルオロジクロロメチルチオ)スルファミド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、3−ヨード−2−プロピニルブチルカーバメート、ピリジントリフェニルボラン、2−(メトキシカルボニルアミノ)ベンズイミダゾール等の金属を含まない化合物等が挙げられる。これらは単独あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。特に、防汚薬剤[B]としては、より優れた防汚効果を発揮できる点で、亜酸化銅が好ましい。
前記溶出調整剤[C]としては、例えば、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩、またはモノカルボン酸およびその塩等が挙げられる。
本発明の防汚塗料組成物に可塑剤[D]を含有させることにより、前記組成物の可塑性を向上させることができ、その結果、強靱な塗膜を好適に形成できる。
さらに、本発明の防汚塗料組成物には、必要に応じて、顔料、染料、消泡剤、タレ止め剤、分散剤、沈降防止剤、脱水剤、有機溶媒等を添加することができる。
本発明の防汚塗料組成物は、例えば、前記共重合体[A]等を含有する混合液を分散機を用いて混合分散することにより製造できる。
本発明の防汚処理方法は、上記防汚塗料組成物を用いて被塗膜形成物の表面に防汚塗膜を形成することを特徴とする。本発明の防汚処理方法によれば、前記防汚塗膜が表面から徐々に溶解し塗膜表面が常に更新されることにより、水棲汚損生物の付着防止を図ることができる。また、塗膜を溶解させた後、上記組成物を上塗りすることにより、継続的に防汚効果を発揮することができる。
装置・・・東ソー株式会社製 HLC-8220GPC
カラム・・・TSKgel SuperHZM-M 2本
流量・・・0.35 mL/min
検出器・・・RI
カラム恒温槽温度・・・40℃
遊離液・・・THF
温度計、還流冷却器、撹拌機および滴下ロートを備えた反応容器に、溶剤(キシレン)100部を仕込んだ後、窒素雰囲気下、110〜115℃に加熱し、撹拌しながら、表1に示した単量体(1−1)45部、メチルメタクリレート(2−1)30部、2−メトキシエチルアクリレート(2−4)25部および重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(1)0.9部の混合液を滴下した。滴下後、得られた反応液にアゾビスイソブチロニトリル(2)0.5部を加え110℃で4時間撹拌し反応を行うことにより、共重合体[A−1]を得た。[A−1]の重量平均分子量(Mw)、加熱残分を表2に示す。
表1および表2に示す単量体、溶剤および重合開始剤を用いて、製造例1と同様の操作で重合反応を行うことにより、共重合体[A−2]〜[A−27]を得た。得られた共重合体のMwおよび加熱残分を表2に示す。
容器に、共重合体[A]として製造例1〜17で得た共重合体[A−1]〜[A−17]を表3に示す割合(重量%)で入れた。そこに、防汚薬剤[B]、溶出調整剤[C]、可塑剤[D]、顔料、タレ止め剤および溶剤として表3に記載の防汚薬剤、溶出調整剤、可塑剤、顔料、タレ止め剤および溶剤を表3に示す割合(重量%)で配合し、更に混合分散用に直径1.5〜2.5mmのガラスビーズを加え、実験用撹拌機により撹拌、混合分散することにより塗膜組成物を調製した。なお、表3中、溶出調整剤[C]は、共重合体[A]の製造に使用した溶剤と同じ溶剤中に、ガムロジンを溶解させた溶液(溶液中のガムロジンの含有量:50重量%)である。
温度計、還流冷却器、撹拌機および滴下ロートを備えた反応容器に、溶剤(キシレン)100部を仕込んだ後、窒素雰囲気下、110〜115℃に加熱し、撹拌しながら、表1に示した単量体(1−6)60部、スチレン(3−1)40部、および重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(1)0.8部の混合液を滴下した。滴下後、得られた反応液にアゾビスイソブチロニトリル(2)0.5部を加え110℃で4時間撹拌し反応を行うことにより、比較共重合体[Q−1]を得た。[Q−1]の重量平均分子量(Mw)、加熱残分を表2に示す。
温度計、還流冷却器、撹拌機および滴下ロートを備えた反応容器に、溶剤(キシレン)100部を仕込んだ後、窒素雰囲気下、110〜115℃に加熱し、撹拌しながら、表1に示した単量体(1−12)60部、メチルメタクリレート(2−1)40部、および重合開始剤アゾビスイソブチロニトリル(1)0.8部の混合液を滴下した。滴下後、得られた反応液にアゾビスイソブチロニトリル(2)0.5部を加え110℃で4時間撹拌し反応を行うことにより、比較共重合体[Q−2]を得た。[Q−2]の重量平均分子量(Mw)、加熱残分を表2に示す。
温度計、還流冷却器、撹拌機、および滴下ロートを備えた反応容器に、溶剤(キシレン)300部を仕込んだ後、窒素雰囲気下、約100℃に加熱し撹拌しながらメチルメタクリレート140部、エチルアクリレート40部、トリイソプロピルシリルアクリレート220部およびベンゾイルパーオキサイド(1)2部の混合液を滴下した。滴下後、得られた反応液にベンゾイルパーオキサイド(2)2部を加え約100℃で4時間反応を行った後、キシレン100部を加えることにより、比較共重合体[Q−3]を得た。[Q−3]の加熱残分を表4に示す。
容器に、比較共重合体[Q−1]および[Q−2]、防汚薬剤[B]、溶出調整剤[C]、可塑剤[D]、顔料、タレ止め剤および溶剤を、表3に示す割合(重量%)で配合し、更に混合分散用に直径1.5〜2.5mmのガラスビーズを加え、実験用撹拌機により撹拌、混合分散することにより比較塗膜組成物[H−1]および[H−2]を調製した。なお、表3中、溶出調整剤[C]は、比較共重合体の製造に使用した溶剤と同じ溶剤中に、ガムロジンを溶解させた溶液(溶液中のガムロジンの含有量:50重量%)である。
容器に、比較共重合体[Q−3]および表5に示す各成分を、表5に示す割合(重量部)で配合し、更に混合分散用に直径1.5〜2.5mmのガラスビーズを加え、実験用撹拌機により撹拌、混合分散することにより比較塗膜組成物[H−3]および[H−4]を調製した。
実施例1〜18および比較例1〜4で得られた塗料組成物を、100mlの広口ブリキ缶に入れ密封し50℃の恒温器に2ヶ月間保存した後、該塗料組成物の粘度を測定した。粘度は、25℃で、B形粘度計により測定した値である。
結果を表6に示す。
水槽の中央に直径318mmおよび高さ440mmの回転ドラムを取付け、これをモーターで回転できるようにした。また、海水の温度を一定に保つための加温装置および冷却装置、ならびに海水のpHを一定に保つためのpH自動コントローラーを取付けた。
試験板を下記の方法に従って作製した。
まず、硬質塩ビ板(75×150×1mm)上に、実施例1〜18および比較例1〜3で得られた防汚塗料組成物を、前記防錆塗膜の上に、乾燥後の厚みが約100μmとなるよう塗布した。得られた塗布物を40℃で1日間乾燥させることにより、厚みが約100μmの乾燥塗膜を有する試験板を作製した。
作製した試験板を上記装置の回転装置の回転ドラムに海水と接触するように固定して、37km/hrの速度で12ヶ月間回転ドラムを回転させた。その間、海水の温度を25℃、pHを8.0〜8.2に保ち、一週間毎に海水を入れ換えた。
各試験板の初期の膜厚と3ケ月経過毎の残存膜厚を顕微鏡で測定し、その差から溶解した塗膜厚を計算することにより塗膜溶解量を求めた。
結果を表7に示す。
実施例1〜18および比較例1〜3で得られた塗料組成物を、硬質塩ビ板(100×200×2mm)の両面に乾燥塗膜としての厚みが約200μmとなるよう塗布した。得られた塗布物を40℃で1日間乾燥させることにより、厚みが約200μmの乾燥塗膜を有する試験板を作製した。この試験板を三重県尾鷲市の海面下1.5mに浸漬して付着物による試験板の汚損を18ケ月観察した。
結果を表8に示す。
なお、表中の数字は汚損生物の付着面積(%)を表す。
試験例2(塗膜の溶解試験)で使用した試験板を用いて、試験例2に記載の条件で回転ドラムを18ヶ月回転させた。試験開始から6ヶ月、12ヶ月、18ヶ月経過時の実施例1〜18および比較例1〜3の各塗膜の状態を観察した。
◎:塗膜に膨潤、ブリスター、クラック、剥がれ等が認められず試験開始時から変化がない。
○:塗膜に膨潤、ブリスター、クラック、剥がれ等が認められない。
△:塗膜に膨潤、ブリスター、クラック、剥がれ等が僅かに認められる。
×:塗膜に明らかな膨潤、ブリスター、クラック、剥がれ等が認められる。
Claims (14)
- 前記一般式(1)中のR2が炭素数1または2のアルキル基であるとき、前記一般式(2)中のR4が炭素数3〜10の分岐アルキル基である請求項1に記載の防汚塗料組成物。
- 前記一般式(1)中のR2が炭素数1または2のアルキル基であるとき、前記重合性単量体(2)がイソブチルアクリレートまたはイソブチルメタクリレートである請求項2に記載の防汚塗料組成物。
- 前記一般式(1)中のR2が炭素数3〜6のアルキル基であるとき、該アルキル基が分岐アルキル基である請求項1に記載の防汚塗料組成物。
- 前記共重合体[A]における、前記単量体(1)の使用量が、単量体重量合計に対し10〜80重量%である、請求項1〜4のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
- 前記共重合体[A]における、前記単量体(2)の使用量が、単量体重量合計に対し20〜90重量%である、請求項1〜5のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
- 更に、防汚薬剤[B]を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
- 前記防汚薬剤[B]が、亜酸化銅である請求項7に記載の防汚塗料組成物。
- 更に、溶出調整剤[C]を含有する、請求項1〜8のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
- 前記溶出調整剤[C]が、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項9に記載の防汚塗料組成物。
- 更に、可塑剤[D]を含有する、請求項1〜10のいずれかに記載の防汚塗料組成物。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の防汚塗料組成物を用いて被塗膜形成物の表面に防汚塗膜を形成する防汚処理方法。
- 請求項1〜11のいずれかに記載の防汚塗料組成物を用いて形成される防汚塗膜。
- 請求項13に記載の防汚塗膜を表面に有する塗装物。
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