JP6624666B1 - 防汚塗料組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
1.防汚塗料組成物
本発明の防汚塗料組成物は、重合体A、成分B、および防汚薬剤を含有する。
重合体Aは、単量体(a)と、単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)との共重合体である。重合体Aは、単量体(a)および(b)に由来する単量体単位を含む。
単量体(a)は、(メタ)アクリル酸トリオルガノシリル単量体であり、一般式(1)で表される。
単量体(b)は、単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体であり、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、ビニル化合物、芳香族化合物、二塩基酸のジアルキルエステル化合物等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステル、又はメタアクリル酸エステルを意味する。
4−ヒドロキシブチルアクリレートグリシジルエーテル、N−イソポロピルアクリルアミド、アクリル酸2−(ジメチルアミノ)エチル、アクリル酸2−(2−エトキシエトキシ)エチル、アクリル酸4−ヒドロキシブチル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−[2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ]エチル、N,N'−ジエチルアクリルアミド、アクリル酸3−メトキシブチル、等のアクリル酸エステル類、
等が挙げられる。
その中でも、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、トルエン、キシレンが好ましい。これら溶媒については、単独あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。
成分Bは、芳香族炭化水素を含むパラフィン系鉱油である。
鉱油とは石油の留分を精製したものであり、パラフィン、ナフテン、芳香族炭化水素等で構成される。ASTMD3238による環分析(n−d−M法)は、パラフィン炭素数(%CP)、ナフテン炭素数(%CN)、芳香族炭素数(%CA)で構成され、%Cpが50%以上である鉱油をパラフィン系鉱油という。%Cpは、例えば50〜95%であり、具体的には例えば、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
防汚薬剤としては、例えば無機薬剤及び有機薬剤が挙げられる。
無機薬剤としては、例えば、亜酸化銅、チオシアン酸銅(一般名:ロダン銅)、銅粉等が挙げられる。この中でも特に、亜酸化銅とロダン銅が好ましく、亜酸化銅はグリセリン、ショ糖、ステアリン酸、ラウリン酸、リシチン、鉱物油などで表面処理されているものが、貯蔵時の長期安定性の点でより好ましい。
有機薬剤としては、例えば、2−メルカプトピリジン−N−オキシド銅(一般名:カッパーピリチオン)、2−メルカプトピリジン−N−オキシド亜鉛(一般名:ジンクピリチオン)、ジンクエチレンビスジチオカーバメート(一般名:ジネブ)、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−3−イソチアゾロン(一般名:シーナイン211)、3,4−ジクロロフェニル−N−N−ジメチルウレア(一般名:ジウロン)、2−メチルチオ−4−t−ブチルアミノ−6−シクロプロピルアミノ−s−トリアジン(一般名:イルガロール1051)、2−(p−クロロフェニル)−3−シアノ−4−ブロモ−5−トリフルオロメチルピロール(一般名:Econea28)、4−[1−(2,3−ジメチルフェニル)エチル]−1H−イミダゾール(一般名:メデトミジン)等が挙げられる。
これらの防汚薬剤は1種又は2種以上併用して使用できる。
さらに本発明の防汚塗料用樹脂には、必要に応じて、重合体A以外の樹脂成分、溶出調整剤、可塑剤、顔料、染料、消泡剤、脱水剤、揺変剤、有機溶剤等を添加して防汚塗料とすることができる。
重合体Pは、前記単量体(b)を重合することにより得られる重合体である。単量体(b)は、単量体(a)以外の任意のエチレン性不飽和単量体である。重合体Pの重合に用いる単量体(b)は、重合体Aの重合に用いる単量体(b)と同一の組成であっても異なる組成であってもよい。
本発明においては、単量体(b)を単独又は二種以上で用いることができ、特に、重合体Aとの相溶性の観点から、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸2一エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ベンジルが好ましい。
重合方法、開始剤、溶媒、温度、その他の条件、Mwの測定方法等は、重合体Aで既記の手法が適用できる。
本発明の組成物中における重合体Pの含有量は特に制限されないが、重合体Aとの含有割合が、固形分換算で、質量比(重合体P/重合体A)は、通常0.1〜9.0であり、好ましくは0.1〜4.0である。
前記ロジン誘導体としては、水添ロジン、不均化ロジン、マレイン化ロジン、ホルミル化ロジン、重合ロジン等を例示できる。
前記脂環式炭化水素樹脂としては、市販品として、例えば、クイントン1500、1525L、1700(商品名、日本ゼオン社製)等が挙げられる。
この中でもロジン、ロジン誘導体、ナフテン酸、バーサチック酸、トリメチルイソブテニルシクロヘキセンカルボン酸、又はこれらの金属塩が好ましい。
本発明の防汚塗料組成物は、例えば、前記重合体A、成分B及び防汚薬剤、他の添加剤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。
前記混合液としては、重合体A、成分B及び防汚薬剤等の各種材料を溶媒に溶解または分散させたものであることが好ましい。
前記分散機としては、例えば、微粉砕機として使用できるものを好適に用いることができる。例えば、市販のホモミキサー、サンドミル、ビーズミル、ディスパー等を使用することができる。また、撹拌機を備えた容器に混合分散用のガラスビーズ等を加えたものを用い、前記混合液を混合分散してもよい。
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。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。
被塗膜形成物としては、例えば、船舶(特に船底)、漁業具、水中構造物等が挙げられる。
防汚塗膜の厚みは、被塗膜形成物の種類、船舶の航行速度、海水温度等に応じて適宜設定すればよい。例えば、被塗膜形成物が船舶の船底の場合、防汚塗膜の厚みは通常50〜700μm、好ましくは100〜600μmである。
各製造例、実施例及び比較例中の%は質量%を示す。重量平均分子量(Mw)は、GPCにより求めた値(ポリスチレン換算値)である。GPCの条件は下記の通りである。
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℃
溶離液・・・ THF
加熱残分は、JIS K 5601−1−2:1999(ISO 3251:1993)「塗料成分試験方法−加熱残分」に準拠して測定した値である。
温度計、冷却器、攪拌装置及び滴下ロートを備えた四ツ口フラスコに、キシレン40g(初期溶媒)を仕込み、窒素ガスを導入し、攪拌しながら88℃を保持した。そこへ、表1に示す単量体(a)及び(b)と、重合開始剤である1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.8g(初期添加)の混合液を88℃で保持しながら3時間かけて滴下した。その後、88℃で1時間攪拌を行った後、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート0.2g(後添加)を1時間毎に3回添加し、さらに同温度で2時間攪拌を行った後、キシレン60g(希釈溶媒)添加し室温に冷却し、重合体A溶液A−1を得た。A−1の加熱残分、Mwを表1に示す。
表1に示す単量体、重合開始剤及び溶媒を用いて、各反応温度条件下、製造例1と同様の操作で重合反応を行うことにより重合体A溶液A−2〜A−7、および重合体溶液P−1〜P−3を得た。A−2〜A−7およびP−1〜P−3の加熱残分、Mwを表1に示す。表中の数値は質量%である。
温度計、還流冷却器、及び攪拌機を備えたフラスコに、中国産ガムロジン(WW)240gとキシレン360gをフラスコに入れ、更に、前記ロジン中の樹脂酸が全て亜鉛塩を形成するように酸化亜鉛120gを加え、70〜80℃で3時間、減圧下で還流脱水した。その後、冷却しろ過を行うことにより、ロジン亜鉛塩のキシレン溶液(濃褐色透明液体、固形分50%)を得た。得られた溶液の加熱残分は、50.2%であった。
温度計、還流冷却器、及び攪拌機を備えたフラスコに、ハイペールCH(水添ガムロジン)240gとキシレン360gをフラスコに入れ、更に、前記ロジン中の樹脂酸が全て亜鉛塩を形成するように酸化亜鉛120gを加え、70〜80℃で3時間、減圧下で還流脱水した。その後、濃縮、冷却しろ過を行うことにより、水添ロジン亜鉛塩のキシレン溶液(濃褐色液体、固形分65%)を得た。得られた溶液の加熱残分は、65.1%であった。
表2〜表7に示す成分をこれらの表に示す割合(質量%)で配合し、直径1.5〜2.5mmのガラスビーズと混合分散することにより塗料組成物を製造した。
<成分B>
コスモSP83:%CP67.2、%CN32.5、%CA0.3、アニリン点119.0℃
コスモSP15:%CP67.1、%CN31.6、%CA1.3、アニリン点102.0℃
コスモニュートラル700:%CP66.8、%CN25.3、%CA7.9、アニリン点110.1℃
コスモニュートラル150:%CP68.3、%CN27.7、%CA4.0、アニリン点104.9℃
コスモピュアセイフティー68:%CP63.1、%CN27.7、%CA9.2、アニリン点99.5℃
コスモピュアセイフティー32:%CP64.0、%CN25.7、%CA10.3、アニリン点93.4℃
コスモピュアセイフティー22:%CP62.1、%CN28.3、%CA9.6、アニリン点88.8℃
コスモピュアセイフティー10:%CP59.0、%CN30.3、%CA10.7、アニリン点81.6℃
モレスコホワイトP−350P:%CP70、%CN30、%CA0、アニリン点122℃
モレスコホワイトP−260:%CP70、%CN30、%CA0、アニリン点118.0℃
モレスコホワイトP−100:%CP70、%CN30、%CA0、アニリン点108.2℃
亜酸化銅:商品名「NC−301」(日進ケムコ株式会社製)
銅ピリチオン:商品名「カッパーオマジン」(LONZA株式会社製)
亜鉛ピリチオン:商品名「ジンクオマジン」(LONZA株式会社製)
チオシアン酸銅(I):商品名「チオシアン酸銅(I)」(和光純薬工業株式会社製)
Zineb:商品名「ジネブ」(SIGMA−ALDRICH製)
DCOIT:4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−3−イソチアゾロン(東京化成工業株式会社製)
Econea:商品名「Econea 028」2−(p−クロロフェニル)−3−シアノ−4−ブロモ−5−トリフルオロメチルピロール(ヤンセンPMP製)
メデトミジン:(±)−4−[1−(2,3−ジメチルフェニル)エチル]−1H−イミダゾール(和光純薬工業株式会社製)
トヨパラックスA40S:塩素化パラフィン、塩素含有率40.5%(東ソー株式会社製)
サンソサイザーE−2000H:エポキシ化大豆油(新日本理化(株)製)
ロジン亜鉛塩溶液:製造例11で製造したものを使用
ガムロジン溶液:中国産ガムロジン(WW)の固形分50%キシレン溶液
水添ロジン溶液:商品名「ハイペールCH」(荒川化学工業株式会社製)の固形分50%キシレン溶液。
水添ロジン亜鉛塩溶液:製造例12で製造したものを使用
ベンガラ:商品名「ベンガラキンギョク」(森下弁柄工業株式会社製)
タルク:商品名「タルクMS」(日本タルク株式会社製)
酸化亜鉛:商品名「酸化亜鉛2種」(正同化学工業株式会社製)
酸化チタン:商品名「FR−41」(古河機械金属株式会社製)
エチルシリケート28:商品名「エチルシリケート28」(コルコート株式会社製)
半水石膏:「NP3D」(株式会社ノリタケカンパニーリミテド製)
ディスパロンA603−20X:アマイド系チクソトロピック剤:商品名「ディスパロンA603−20X」(楠本化成株式会社製)
ディスパロン4200−20:酸化ポリエチレン系チクソトロピック剤:商品名「ディスパロン4200−20」(楠本化成株式会社製)
<試験例1(塗膜物性試験)>
水槽の中央に直径515mm及び高さ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冷却装置、及び海水の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、チタン板(71×100×0.5mm)上に、防錆塗料(エポキシビニル系A/C)を乾燥後の厚みが約100μmとなるよう塗布し乾燥させることにより防錆塗膜を形成した。その後、実施例及び比較例で得られた塗料組成物を、乾燥膜厚が約100μmおよび約200μmとなるように塗布し、40℃で3日乾燥させることにより、試験板を用意した。試験板は同一のものを塗料組成物に対してそれぞれ4枚ずつ作製した。
作製した試験板のうちの一枚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、20ノットの速度で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、二週間毎に海水を入れ換えた。
ロータリー試験の3ヶ月、6ヶ月後の乾燥膜厚が約100μmおよび約200μmの試験板を乾燥後、各塗膜表面を肉眼観察し、塗膜の状態を評価した。評価は以下の方法で行った。
◎ :全く異常のない場合
○ :塗膜表面全面積の1割未満、ヘアークラックが見られるもの
△ :塗膜表面全面積の1〜3割に、ヘアークラックが見られるもの
× :塗膜表面全面積の3割以上に、ヘアークラックが見られるもの
××:大きなクラック、ブリスター又はハガレ(塗膜の表面のみや端の一部が剥がれる事)、剥離(塗膜全体が剥がれて、試験塗膜が残っていない状態)などの塗膜に異常が見られるもの
JIS K−5600−5−6の規定に準拠して、塗膜の付着性試験を行った。具体的には、ロータリー試験の3ヶ月、6ヶ月後の乾燥膜厚が約100μmおよび約200μmの試験板を乾燥後、下地に達する縦横各6本の傷を碁盤目状に入れて3mm角の格子パターンを25個形成した。この格子パターンにニチバン(株)製の幅24mmのテープを気泡が入らないように貼り付け、指先でしっかりとテープをこする。このテープの一端を持って一気に剥がして、塗膜の付着状態を目視で調べた。
◎ :剥がれなかった格子が22〜25個
〇 :剥がれなかった格子が16〜21個
△ :剥がれなかった格子が11〜15個
× :剥がれなかった格子が0〜10個
ロータリー試験の3ヶ月、6ヶ月後の乾燥膜厚が約100μmおよび約200μmの試験板を乾燥後、
90度に折り曲げて、塗膜も状態を目視で確認した。
◎ :割れ、はがれがほとんど認められない
○ :小さい割れ、はがれが認められた
△ :中程度の割れ、はがれが認められた
× :大きな割れ、はがれが認められた
試験例1〜3の結果より、塗膜の耐クラック性の向上、塗膜付着性の向上および塗膜の柔軟性の向上が認められた。
Claims (1)
- 重合体A、成分B、および防汚薬剤を含有する防汚塗膜であって、
前記重合体Aは、単量体(a)と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)との共重合体であり、
前記単量体(a)は、一般式(1)で表され、
前記成分Bは、芳香族炭化水素を含むパラフィン系鉱油であり、
前記パラフィン系鉱油は、ASTMD3238による環分析(n−d−M法)によって求まる芳香族炭素数(%CA)が0.3〜20%である、防汚塗膜。
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