JPS5847066A - 防汚塗料 - Google Patents

防汚塗料

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JPS5847066A
JPS5847066A JP14465081A JP14465081A JPS5847066A JP S5847066 A JPS5847066 A JP S5847066A JP 14465081 A JP14465081 A JP 14465081A JP 14465081 A JP14465081 A JP 14465081A JP S5847066 A JPS5847066 A JP S5847066A
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antifouling
acrylate
polymer
vehicle
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Eiichi Yamada
栄一 山田
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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】 本発@は、m腓が強靭でかつ適度な水可溶性を有する合
成樹脂組成物をビヒクルとして用いた防汚塗料に関する
ものである。
船舶や橋梁、海上タンク等の海中構造物やII殖網、足
置網などの海中没入部分KF−1、フジッボ、セルプラ
、カキ、ホヤ、フサコケムシ、7オサ。
アオノリなど多数の海中生物が付着し、構造物体の腐食
や船舶航行速度の低下、網目閉塞の九めの潮通し不良に
よる魚類の大量斃死などの大きな被害を発生するため、
一般に防汚塗料を用いた防止方法が行われている。しか
しながら従来の防汚塗料は防汚期間が短かくて僅かに1
2〜16力月に過ぎず、止むなく再々のmシ替えを必要
とするため長期防汚性を有する防汚a!料が費望されて
いた。
防汚塗料は、防汚作用を発揮するに至る機構のうえから
大略2種$に分煩されている。
一つは不溶マトリックス型と呼ばれるもので、海水に不
溶である塩化ビニル、塩(?、ゴム、スチレン−ブタジ
ェンなどの樹脂とロジンや防汚剤などの海水に溶解する
成分とよりな9.これらがビヒクをとなる樹脂分と共に
いわゆるマトリックスを形成している。
この不溶マトリックス型の防汚塗膜が海中に浸漬される
と、海水にロジンが溶解すると共にマド保ち防汚目的を
達成するものである− この不溶マトリックス型では、防汚剤の海水への初期溶
出速j[は大きいが、海中に数カ月浸漬された塗膜の切
断面を顕微鏡観察?よび分析して見ると、塗膜の上層部
では不溶性樹脂のみが残p。
下層部では不溶性樹脂、ロジン、防汚剤が含まれて浸漬
前の健全な状態と同様であることが見られる。このよう
な状態になると、上層部のマトリックス中の不溶性樹脂
残渣のためロジンおよび防汚剤の溶解が妨けられ、防汚
剤の溶出速度が徐々に低下し、浸漬vk12〜16カ月
を経過すると、下層ff1lK十分防汚剤が残っている
にもかかわらず防汚剤の溶出速度が低下して溶出が不十
分とな)。
海中生物の致死濃度以下となって生物が付着し始め、長
期防汚が不可能となる。
他方は溶解マトリックス型と呼ばれるものであり、マト
リックスが海水に溶解すると、マトリックスに分散して
いる防汚剤が溶出して、塗膜近傍の海中防汚剤機![を
海中生物の致死濃度以上に保つととにより防汚目的を達
成するものである。
この溶解マトリックス型ではロジン、脂肪酸などがマト
リックスになっているが、これらは海水に対する溶解速
度が−大きく、塗膜の消耗が激しいため長期間にわた為
防汚ができない欠点があり、またマトリックスが低分子
であるところから、塗膜の強度が小さく柔らか過ぎると
か、脆いとか。
厚塗シが困難である等の欠陥を有−している。しかし、
その塗膜が充分な強度を持ち、かつ海水に適度に溶解し
、厚塗りが可能であるならば溶解マトリックス型が最も
望ましいものということができる。
このような意図から発明されたものとして特公昭40−
21426号、特公昭44−9579号。
性分1@51−12049号の防汚塗料がある。
これ□らの発明は。
で表わされる有機錫化合物単量体音単独重合した重合体
、あるいは他の不飽和化合物と共重合した重合体が7ト
リツクスとなり、海水Kffl触すると加水分解反応を
生じ、防汚剤である有機錫化合物とカルボキシル基を含
む重合体に分かれ、この重合体が海水に溶解するため溶
解マトリックスとなるものである。
しかしこの有機錫化合物重合体は、不飽和基を持った有
機錫化合物の合成が難しいこと、貯蔵安定性が悪く増粘
する傾向が有ること、加水分解に □よシ溶解するため
海水のpHに敏感で海域によ抄溶出速度が異なることな
どの実用上の難点があった。
そこで加水分解機構を採らすにマトリックスの重合体に
溶解性を持たせる方法として、′N合体に遊離のカルホ
キシル基やヒドロキシル基なとの親水基音導入すること
が行われたが、これらの親木基は亜酸化鋼、トリブチル
錫化合物、トリフェニル錫化合物などの金属系防汚剤と
常温で反応し易く、容器中で架橋反応音生じてゲル化を
起し使用不可能となる欠点があう几。
本発明者らは以上の点より鋭意研究した結果、遊離のカ
ルボキシル基やヒドロキシル基を含まず。
上記の欠点含有しない、溶解マトリックス型の防汚塗料
のビヒクルとなる高分子体管得ることに成功した。
本発明は、一般式 で示される不飽和単量体の重合体、または一般式(1)
で示される不飽和単量体とこれと共重合可能な遊離のカ
ルボキシル基iたはヒドロキシル基金含まないエチレン
性不飽和率藍体との共重合で得られる共重合体をビヒク
ルとして含有することを%黴とする防汚III科を提供
するものである。
本発明で用いる一般式〔1〕で示される不飽和単量体と
しては、カルボメトキシメチル7クリレート、カルボメ
トキシメチルメタクリレート、カルボエトキシメチルア
クリレート、カルボエトキシメチルメタクリレート、カ
ルボプロピオキシメチルアクリレート、カルボプロピオ
キシメチルメタクリレート、カルボイソプロピオキシメ
チルアクリレート、カルボイソプロピオキシメチルメタ
クリレート、カルボブトキシメチルアクリレート、カル
ボブトキシメチルメタクリレート、カルボメトキシエチ
ルアクリレート、カルボメトキシエチルメタクリレート
、カルボエトキシエチルアクリレート、カルボエトキシ
エチルメタクリレート、カルボプロピオキシエチルアク
リレート、カルボプロピオキシエチルメタクリレート、
カルボインプロピオキシエチルアクリレート、カルボイ
ソプロピオキシメチルメタクリレート、カルボブトキシ
エチル7クリレート、カルボブトキシエチルメタクリレ
ート等があり、これらの1mまたは2種以上の混合物が
使用できる。
一般式〔1〕で示される不飽和単量体は1通常知られて
いるアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸フルキ
ルエステル、エチレン、ブタジェン、スチレンなどの化
合物と比べると、親水性のエステル基を持つため、この
一般式〔1〕で示される不樹脂となり、溶解マトリック
ス型のビヒクルとして使用できる。しかし、一般式〔1
〕で示される不飽和単量体と下記に示すエチレン性不飽
和単量体との共重合体のほうがより優れたビヒクルとし
て使用することができる。
共重合に用いる遊離のカルボキシル基ま次ハヒドロキシ
ル基をも友ないエチレン性不飽和単量体の例としては、
アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエ
ステル、クロトン酸アルキルエステル、イタコン散アル
キルエステル、マレイン酸ジアルキルエステル、フマル
酸ジフルキルエステル、アクリルアミド、7クリロニト
リル。
エチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化とニリデン、
メチルビニルエーテル、ブタジェン、シクロヘキセン、
スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロ
ロスチレン、などがあ少、これらは2〕1以上混合して
使用することができ、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、酢酸
ビニルなどが特に好ましい。
共1合体の場合、上記エチレン性不飽和単盪体の量を増
加させると樹脂の水溶性が減少するので。
一般式〔!〕で示される不飽和単量体の含有tFi、5
重t%以上、特に10*ii%以上のものがビヒクルと
して好ましい。この単量体の含有量が51誓〜未満のも
のでは、St脂の水溶性が低)して、望ましい溶解マト
リックス型の塗膜が得られない。
上記の重合体または共重合体を得るための重合方法とし
ては、ラジカル1合触媒の存在下で溶液。
乳化、懸濁、塊状などの重合方法のほかイオン東金、光
重合なども適用できるが1m科用フェスとして使用する
場合は溶液重合または乳化1合法が簡便である。
重合体または共重合体の平均分子量(1[量平均)ij
l、OQ O〜50 ao OO(Dものが使用可能で
あるが、塗料化した時の作業性や、適度な水溶解性のた
めに、2,000〜200.000の範囲が好ましい。
また1合物または共重合物の溶解速度および物性は、使
用する単量体および共重合に用いる他の単量体の種駒お
よびその配合量、それらの配列のしかた。そして平均分
子量によって異な抄、これらを適切に選ぶことによって
容易に目的のもの全得ることができる、 本発明の防汚m科は、上記のようにして得られた重合体
または共重合体をビヒクルとして、着色顔料、体’as
科、防汚剤、溶剤などを分散させてam化したものであ
る。ここで防汚剤としては、亜酸化銅、トリブチル錫化
合物、トリフェニル錫化合物、チウラム系化合物などを
始め従来公知の防汚剤はすべて使用することができる。
このほかIA料、添加剤等も従来公知のものが使用可能
である。また、ロジン、脂肪酸などの公知の溶出助剤全
併用することも可能であり、さらにマトリックスの水浴
解性を損なわない範囲で、公知の油性ワニスや合成樹脂
ワニスを併用してもさしつかえない。
そして堕料化の方法は、従来公知のいずれの方法を用い
てもよい。
本発明の防汚塗料は、得られた窪IIに溶解マトリック
ス型となり、従来のロジンなどの低分子化合物による静
解マトリックス型KFi無いla!M強度を持ち、しか
も厚塗りが可能である。筐た最も重要な防汚剤の溶出速
度は、不溶マトリックス型では初期において過剰溶出が
多く徐々に溶出速度が低下するが1本発明の防汚塗料か
らの倣SU、初期の過剰溶出が少なく適度な溶出速度が
安定して保たれるため、勉膜が残っている間はほとんど
溶出速度は低下しない。したがって塗膜厚を厚くしてお
けば防汚期間を延長させることができる。たとえば、乾
燥塗膜厚として150μを塗布すれば。
36力月を経過し、てもなお防汚性は非常に優れ、不溶
マトリックス型防汚塗料を同一11膜厚Kl!l布した
ものと比べると防汚期間は3倍以上に延長される。
te加水分解によって溶解マトリックス型となる有機錫
化合物重合体と比較し次場合、有機錫化合物重合体は海
水のpHの変化に敏感で、pH8,2で適当な溶出性を
示す1合体はp H< 8.0になると溶出速度がかな
り小さくなる傾向が認められるのに対し、本発明の防汚
塗料からの塗膜はpHKよる影響は少なく、安定した溶
出速FILを保つ九め、世界各地の異なるpH”jr持
つ海域を航海する船舶用として最も望ましいものである
次に製造例、実施例によって具体的に説明する。
例中のSは重量部、粘[F125℃における#1足値、
分子量はGPC法による重量平均分子量を表わす。
製造例1 攪拌機付きのフラスコに溶剤としてキシレン40部およ
びエチレングリコールモノエチルエーテル40部を仕込
み、窒素を吹き込みつつ90℃に昇温し、攪拌しながら
カルボメトキシメチルメタクリレート74部、メタクリ
ル酸メチル63部、アクリル酸メチル63部、ベンゾイ
ルl(−オキサイド3部の混合溶液を2時間で滴下した
。滴下終了vk105℃に昇温し同温゛!で2時間攪拌
を継続した後、キシレン40部、エチレングリコールモ
ノエチルエーテル40部、ベンゾイルI(−オキサイド
c1.2部の混合溶液を加え、更に1時間攪拌を継続し
た。次いで120℃に1時間保ち重合反応を完結させて
からキシレン20部、エチレンクリコールモノエチルエ
ーテル20@f加え、冷却し溶f[At得た。
得られたfIi液八はへ明で粘度が55ホイズ、樹脂の
分子量が150000の共重合体溶液であった。
製造例2 攪拌機付きのフラスコにキシレン60部、カルボエトキ
シメチルメタクリレート10部、力Lボメトキシメチル
アクリレート5s、メタクリル酸メチル85W6.ター
シャリイブチルI(−オキシ−2−エチルへキサノエー
)1.511K”仕込み、窒素を吹込みつつ30分間室
温に放置した後、攪拌しながら100℃に昇温し、同温
度で2時間攪拌しながら、キシレン20部、ターシャリ
イブチ)pt<−オキシ−2−エチルヘキサノエート0
1部の混合溶液を加え、sos”cに昇温し3時間保ち
、史[120℃に昇温して1時間保ち1重合反応を完結
させてからキシレン20部を加え、冷却し、浴液Bを得
た。
得られ几溶液Bei透明で粘度が35ホイズ、樹脂の分
子量が120000の共重合体溶液であった。
製造例3 テトラエチルチウラム、ジスルフィド0.416部、カ
ルボエトキシメチル7クリレート20部、カルボプロピ
オキシメチルアクリレート30部を攪拌機付きのフラス
コに入れ、窒IA置換を行い、攪拌しながら80″CK
昇温し、同温度で8時間重合反応を行った。その後内容
物を大皿のメタノーノし中に投入して反応物全析出し、
濾過、乾燥を行い、続いてベンゼンとメタノールを用い
て3回再沈殿精製し、更に24時間メタノールとともに
煮沸、洗浄して中間重合体を得た。
この中間重合体37部をとり、エチレングリコールモノ
エチルエーテル48部とインプロパツール12部の混合
液に溶解させ、ついでメタクリル酸メチル63部を加え
、窒素置換を行い、30℃の恒温槽中で超高圧水銀燈全
照射しつつ8時間先重合を行った。その後内容物t−2
倍量の冷石油エーテル中に投入して生成ポリマーを沈殿
させ、石油エーテルでよく洗浄して濾過、減圧乾at行
い、82部のブロック重合体を得た。
このブロック重合体50部をキシレン50sK溶解して
得られた溶液Cは透明で粘厩が19ポイズ、樹脂の分子
量が49000の共1合体溶液であった。
製造例4 攪拌機付きのフラスコにキシレン60s、カルボイソプ
ロピオキシメチルアクリレート21.5部、カルボブト
キシメチルアクリレート21.4部、アクリル酸メチル
57.1@、ノルマルドテンルメル力ブタン3部、ター
シャリイブチルパーオキシ−2−エチルへキサフェート
1.5部を仕込み、窒素を吹込みつつ30分間室温に放
置した後、攪拌しながら100℃に昇温し、同温度で2
時間攪拌してから、キシレン20部、ターシャリイブチ
ルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート01部の混合
溶液を加え、105℃に昇温し3時間保ち、*に12G
″CK昇温して1時間保ち重合反応を完結させてからキ
シレン20部を加え、冷却し溶液りを得た。
得られた溶液りは透明で粘度が12ボイス、樹脂6分子
量が13000の共1合体溶液であった。
製造例5 攪拌機付きのフラスコにカルボプロピオキシメチル7ク
リレート15部、カルボイソプロピオキシメチルメタク
リレート5部、酢酸ビニル15f8、水65部、非イオ
ン界面活性剤065部、過硫酸カリウムo3slt、ノ
ルマルドデシルメルカプタン175部を仕込み、*素を
吹き込みつつ混合攪拌しながら70″CK昇温し同温度
で7時間乳化重合を行い浴液Ef:得た。
得られた溶液Eは白色で粘度が045ポイズ。
樹脂の分子量が190000の共重合体浴液であった。
製造例6 攪拌機付きのフラスコにキシレン40部、エチレングリ
コールモノエチルエーテル40部を仕込み、窒素を吹込
みつつ100℃に昇温し、攪拌しながらカルボメトキシ
エチルアクリレート37s。
カルボメトキシエチルメタクリレート3フ部、メタクリ
ル酸メチル63部、アクリル酸メチル31.5部、アク
リル酸エチル31.5fli、ターシャリイブチルパー
オキシ−2−エチルへキサフェート3部の混合溶液を2
時間で滴下し、nk下終了flk105℃に昇温し同温
度で2時間攪拌tg続した後、キシレン40部、エチレ
ングリコールモノエチルエーテル40部、ターシャリイ
ブチルI(−オキシ−2−エチルヘキサノエート02部
の混合溶液を加え、更に1時間攪拌ta絖した。次いで
120℃に1時間保ち1合反応を完結させて力・らキシ
レン20111、エチレングリコールモノエチルエ−テ
ル20部を加え、冷却し溶液1r f得た。
得られた溶液Fは透明で粘度が50ポイズ、樹脂の分子
量がssoooの共重合体溶液であった。
製造例7 攪拌機付きのフラスコにキシレノ40部,エチレングリ
コールモノエチルエーテル40部を仕込み。
窒素を吹込みつつ90℃に昇温し,攪拌しながらカルボ
エトキシエチルアクリレート19部,力Aポエトキシエ
チルメタクリレートts@,カルボプロピオキシエチル
アクリレート37部,スチレン63部,アクリル酸エチ
ル315部,アクリル酸ブチル3t.sfl!、ターシ
ャリイブチルI(−オキシビバレート3部の混合溶液を
2時間で滴下し。
滴下終了後105℃に昇温し同温度で2時間攪拌を継続
した後、キシレン40s,エチレンクリコールモノエチ
ルエーテル40w6,ターシャリイブチルパーオキシピ
バレート02部の混合溶液を加え,史に1時間攪拌管継
続した。次いで120℃に1時間保ち1合反応を完結さ
せてからキシレン20部,エチレングリコールモノエチ
ルエーテル20部金加え、冷却し溶液O′5r得た。
得られた溶液GFi透明で粘度が90ボイス、樹脂の分
子量が355000の共1合体溶液であった。
製造例8 攪拌機付きのフラスコにエチレンクリコールモノエチル
エーテル80部を仕込み、鼠素を吹込みつつ110℃に
昇温し、攪拌しながらカルボメトキシメチルメタクリレ
ート95.6部、ジメチルマレ−) 52.23B、酢
酸ビニル522部、ターシャリイブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート3sの混合浴液t−2時間で鳩
下し、滴下終了後同温度で2時間攪拌を継続した後、エ
チレングリコールモノエチルエーテル80部、ターシャ
リイブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(1
2mの混合溶液を加え、更に1時間攪拌を継続して重合
反応を完結させてからエチレングリコールモノエチルエ
ーテル40fiBt加え、冷却し溶液Hi得た。
得られた溶液Hに透明で粘度が0.5ポイズ、樹脂の分
子量が7000の共1合体溶液であった。
塗料化 製造例1−8で得友共重合体浴液A−Hを用いて、第1
表に示した塗料配合に従って混線分散を行い、実施例1
〜8および比較例1と2の防汚塗料の製造を行った。
塗装試験板の作成 実、施例1〜8の防汚塗料と、比較対照の一般市販の代
表的な溶解マトリックス型防汚塗料(比較例1)および
不溶マhvツクス型防汚塗料(比較例2)Yr、サンド
ブラスト処理鋼板圧あらかじめ防錆塗料を塗布しである
塗板に乾燥勝厚として150μとなるごとく刷毛塗りを
2回行い、防汚性能試験板を作成した。同様に一足の1
01×20emの面積にのみ防汚m科會憩布した防汚剤
の溶出速度測定用試験板を作成した。同様に一定の4 
tm X z−の面積に防汚塗料rat布した11α×
157aのアルミニウム板金円形のドラムに巻き付けた
消耗膜厚側足用のロータリードラムを作成し友。
浸漬試験 兵庫県洲本市由良湾において、防汚性能試験板および溶
出速度測定用試験板については36カHの海中浸漬を、
消耗膜厚側足用のロータリードラムについては2力月の
海中同転を行った。
浸漬試験結果 浸漬試験による防汚性能試験結果を第2表K。
銅の溶出速度側足結果を第3表に、錫の溶出速匿#1足
結果を第4表に、消耗腓厚測足結果會第5表に示す。
一般K111水中での防汚剤それぞれ率諌の最低防汚限
界濃1jは、銅化合物では銅としてrot/ad/日、
錫化合物では錫としてll/d/日であるとされている
第21! 防汚性能試験結果 第3表 鋼の溶出速度測定結果 (y/cj/日で表示) 注 奈印は、生物付着により側足不能のためOと表示す
る。
第4表 錫の溶出速度測定結果 (r/j/日で表示) 注 毫印扛、生物付着により測定不能のためOと表示す
る。
第5表 消耗膜厚測置結果 (11148mで表示) 第2表の防汚性能試験については、実施例のすべては3
6力月経過tkにおいても生物の付着は零1であるが、
比較例において1j12力月後KFi生物の付着が見ら
れ、18力月後には全面に付着する。
第3表の銅の溶出速[Kついては、実施例では36力月
11cおいても最低防汚限界濃度以下となるものはない
が、比較例では12力月後には、いずれも最低防汚限界
濃度以下となる。
第4表の錫の溶出速fKついては、実施例では実施例8
のみが36力月後になって最低防汚限界濃度以下となる
が、比較例では6力月で最低防汚限界濃度以下となる。
第SIm!の消耗膜厚については、実施例では徐々Kl
l厚の滅っていくのがみられるが、比較例では膜厚の減
耗がほとんどない。
塗膜の物理性能試験 実施例1〜8および比較例1.2の防汚塗料を用い、塗
膜の物理性能の比較を打った。
試験結果を第6表に示す。
第6表 物理性能試験結果 a*I  JIS K5400 613豪2  JIS
 K5400 6.15  心44I往2m実施例にお
いては耐衝撃性、耐屈曲性の両試験ともいずれも合格す
るが、比較例では耐衝撃性線いずれも不合格であシ、耐
屈曲性は比較例2のみ合格した。
以上の塗膜性能試験結果、海水浸漬試験結果。
消耗膜厚試験結果から認められるように1本発明の防汚
塗料から得られたl111II#′i、強度があシ、シ
かも適度な海水溶解性があり、非常に優れた長期防汚性
能管持つものであることが明らかである。
特許出願人 日本油脂株式会社 手続補正書 昭和56年10月27日 特許庁長官 島 1)春 樹 殿 (特許庁審査官         殿)l 事件の表示 昭和56年特許願第 144650号 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 東京都千代田区有楽町1丁目1o番1号+434)日本
油脂株式会社 代表者  小川照次 、。
4 補正命令の日付 昭和  年  月  日自発5、
補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6 補正の内容 1)明細書9頁3行「クロロスチレン、」の後にrN−
ビニルピロリドン、メタクリル酸メトキンフチレンゲリ
コール」を追加する。
2)明細書9頁4行[使用することができ、アル、・・
・・・・得られない。」までを削除して下記の文章を書
き加える。
「一般式〔1〕で示、される不飽和単量体との共重合に
′おいて、一般にエチレン性不飽和単量体の割合−を増
加すると樹脂の水溶解性が減じて防汚性を低下する・・
傾向があるが、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル
、メタクリル酸エチル、酢酸ビニル、マレイノ酸ジメチ
ル、フマル酸ジメチル、アクリルアミド、メチルビニル
エーテル、N−ビニ) ルビロリドン、メタクリル酸メトキシエチレングリコー
ルIなどの場合はその様なことは無く、相当量を配合し
ても良好な塗膜物性を与え、良好な防汚性を示す樹脂・
を得ることが出来る。」4)明細書24頁第3表中の実
施例5の欄をすべて削除する。
5)明細書25頁第4表中の実施例1の欄、実施例4の
欄および比較例1の欄をすべて削除する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一般式 ただし、式中、 R1は水素原子tたは低級アルキル基t−表わし。 R2ij CH2またはc2H4tl−表わし、R3V
    i低級アルキル基を表わす。         /で示
    される不飽和単量体の電合体、ま+U一般式(1)で示
    される不飽和単量体とこれと共重合可能な遊離のカルボ
    キシル基またはヒドロキシル基を含壕ないエチレンi不
    飽和単量体との共重合で得られる共重合体をビヒクルと
    して含有することを特徴とする防汚塗料。
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