JPS61223063A - 防汚塗料 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は防汚塗料に係り、さらに詳しくは比較的低濃度
の有４１１錫塩の組みこまれた樹脂をバインダー成分と
して含有し、且つ有効な防汚作用の期待できる防汚塗料
に関するものである。

従来技術 船舶、水中ａ進物等には海洋生物が付着、増殖するため
、その有効な防止目的で各種の防汚塗料が提案されてい
る。かかる塗料は通常、塗料用樹脂に防汚剤を比較的高
濃度に含有せしめたものであり、防汚剤が船体あるいは
水中構造物の表面から海水中に溶出し、海洋生物に致死
的濃度で作用することを期待するものであった。塗膜表
面における防汚剤（殺生物剤）の濃度がこの海洋生物に
対しての致死濃度以下に低下すると防汚剤の効果は殆ん
ど失なわれ、従って防汚剤を多量に含有せしめる必要が
ある。また船舶の場合、従来の船底防汚塗料では防汚剤
が塗膜面から溶出するにつれ塗面粗度が大となり航行速
度をおとし、また燃費を増大させるといった問題も指摘
されている。

そこで最近になり、特に船舶用の防汚塗料として有機錫
塩の組みこまれた樹脂をビヒクルとする防汚塗料で、有
機錫を海水中に放出することにより防汚機能をはたすと
共に樹脂自体は海水により加水分解され塗膜表面が平滑
化され、塗料隆起物が除かれる改良された防汚塗料が提
案され注目を集めている（特開昭５７−９８５７０）、
この樹脂は海水との接触により錫イオンと海水中に存在
する金属イオンとの交換が行なわれ、有機錫を含む樹脂
重合体の消尽の結果、水溶性残渣物を生成し該生成物が
また海水中へ溶出する。この反応過程に於て、有機錫塩
単位の樹脂含量は極めて重要であり十分な速さでイオン
交換が行なわれ、且つ水溶性残渣物が形成され海水中に
溶出してゆくためには樹脂の有機錫塩含量は５５重量％
以上でなければならぬことが経験上知られている。勿論
、有機錫塩含量が５５重量％以下であっても有機錫イオ
ンと海水中の金属イオンの交換反応は除々に進行するが
樹脂重合体の平滑に充分な溶出は期待できず、船体上に
蓄積し、船体表面の粗度は小さくならない、有機錫塩濃
度が大である程。

遊離せられる有機錫イオン量も増大し強い防汚効果が得
られるが、他方、樹脂の海水中への溶出も大となり塗膜
寿命も短かくなる傾向がある。さりとて有機錫塩濃度を
低下させると海水中の金属イオンとの交換反応が満足す
べき速度では進行せず、防汚効果が期待しえぬばかりか
、塗膜の平滑化効果も達成せられない、そこで従来技術
に於ては樹脂中の有機錫塩濃度を約５５重量％以上と十
分大ならしめると共に、有機錫イオンと海水中の金属イ
オンとの交換反応（樹脂の分解）を抑制するための遅延
剤を含有させて樹脂の磨耗率（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ　ｒ
ａｔｅ）を実用領域まで落すことにより防汚効果と防汚
塗料の経済性とのバランスをとる工夫もなされてきた。

発明の解決しようとする問題点 樹脂中の有機錫塩含量を低レベルに保ち、かつ有機錫イ
オンと海水中の金属イオンとの交換反応を満足すべき水
準にまで促進することができるなら、単に経済性のみな
らず環境汚染の面からも業界に益するところ極めて大で
ある。本発明はかかる観点よりなされたものである。

問題点を解決するための手段 本発明者らはある種の親水性加水分解促進剤の存在下で
、三有機錫塩単位を比較的低濃度で含むアクリル系共重
合体が海水環境下に比較的容易に加水分解され、水溶性
残漬物を与え、これが適度な溶出速度で海水中に溶解す
る事実を見出し１本発明を完成するに至った。

即ち本発明に従えば少なくとも１種のオレフィン系不飽
和カルボン酸の三有機錫塩単位を３０〜５５重量％含む
アクリル系共重合体と、 〔式中Ｒは多価アルコール有機残基；ｎは該有機基の水
酸基の数（ｎは２以上の整数）；Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３、Ｒ
４は夫々水素あるいは炭化水素残基を表わし、それらの
内の少なくとも１つは炭化水素残基；ｍは少なくとも２
以上の整数〕 で表わされる親水性加水分解促進剤とを含有することを
特徴とする防汚塗料が提供せられる。

本発明は上記の如く、特定の親水性加水分解促進剤を採
用することにより、三有機錫塩単位の濃度が従来のもの
より遥かに低いアクリル系共重合体を防汚塗料ベースと
して使用することを可能にした点に新規性ならびに進歩
性を有する。

本発明で用いられるアクリル系共重合体に含まれ（るオ
レフィン不飽和カルボン酸の三有機錫塩は下記の一般式
を持つ。

（Ｒ１）３ＳｎＯＯＣＣＲ’　＝ＣＨＲ’ここで（Ｒ１
）Ｑは、同一のまたは相異る炭ｌ！４原子を含むアルキ
ル基、又はアリール基もしくはフェニル基であり、Ｒ′
はＨまたはメチルでありかつＲ１はＨＳ：たはＣＯＯＳ
　ｎ　（Ｒｔ　）　３である。従って塩の陽イオン（Ｒ
１）ａｓｎの例はトリブチル錫、トリプロピル錫、トリ
エチル錫、トリベンジル錫、ジエチルブチル錫、ジエチ
ルアミル錫、シアミルメチル錫、トリフェニル錫、トリ
ブロモフェニル錫、ジフェニルトリル錫、トリトリル錫
、ジエチルフェニル錫。

エチルジフェニル錫、オクチルジフェニル錫およびジエ
チルオクチル錫である。好ましい錫イオンは。

錫原子に同一の有機基が三つ結合しているものである。

塩の陰イオン−００ＯＣＲ’　＝ＣＨＲ’　＋を例えば
、アクリレート、メタクリレート、マレエートまたはフ
マレートであってよい、塩の実例は上記したれかの陰イ
オンといづれかの陽イオンとを組合せて得られる。

共重合体はまた。少くとも一つの他のエチレン不飽和共
単量体を含む、かかる共重合性単量体として好適な物質
はアクリル単量体、例えばメチルメタクリレート、エチ
ルアクリレート、プロピルアクリレート、アミルアクリ
レート、ヘキシルアクリレートおよびメタクリル酸の対
応するエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリ
ル、アクリルアミドおよびメタクリルアミドならびにビ
ニル単量体１例えばビニルアセテート、ビニルブチレー
ト、塩化ビニル、スチレンおよびビニルピリジンである
。共重合体の三有機錫のメタクリレート塩と共重合性単
量体としてのメタクリレートおよび（または）アクリレ
ートエステルとを含むのが好ましい。

本発明においては、上記三有機錫塩単位を３０〜５５重
量％含むアクリル系共重合体が用いられる。

かかる共重合体は所定量の錫含有単量体と他の共重合性
単量体を、常法に従い共重合せしめることにより容易に
製造せられる。かかる共重合法ならびに共重合体自体は
公知に属し、従って本願明細書では省略する。

本発明で用いられる親木性加水分解促進剤は。

で表わされ、式中、Ｒは多価アルコール有機残基；ｎは
該有機基の水酸基の数（ｎは２以上の整数）；Ｒ１，Ｒ
２，Ｒａ、Ｒ４は夫々水素又は炭化水素残基で、それら
の内少なくとも１つは炭化水素残基を表わし、京たｍは
少くとも２以上の整数である。尚、本願明細書に於て炭
化水素なる語は、単に炭素と水素原子からなるもののみ
ならず分子中に一〇−あるいは−８−結合を含む化合物
をも包含する。

特に好ましい促進剤は、 曖 で表わされる化合物でＲ，ｎは前述の通り、Ｒ，は水素
あるいは低級アルキル、就中メチル、Ｒ２はアルキル、
アルコキシアルキル、アリール、アリールオキシアルキ
ル、ｍｌおよびｍｌは夫々少くとも１以上の整数である
。かかる化合物はポリヒドロキシ有機化合物とエポキシ
ド化合物の反応により好都合に製造せられ、通常オート
クレーブ中８５〜９５℃の温度でアルカリ触媒を用いる
ことにより容易に製造せられる。

ポリヒドロキシ有機化合物としては、たとえばエチレン
グリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレン
グリコール、１．６ヘキサンジオール、ジエチレングリ
コール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、トリエチレングリコール、水素化ビスフェノール
Ａ、ビスフェノールジヒドロキシプロビルエーテル、グ
リセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール１
．ソルビトール、メチルグリコキシド、ジペンタエリス
リトール、スクロース、ラフィノーズ、ジサッカライド
、リゾ−シノール、Ｎ−ジー（ヒドロキシエトキシ）−
アミン、　　１．４ヒドロキノンジヒドロキシエチル二
一チルまでが用いられる。ヒドロキシ基を除いた残基Ｒ
は例えばペンタニリスリトールの場合Ｈ２ をさす。

エポキシド化合物としてはエチレンオキシド、プロピレ
ンオキシド、１，２エポキシブタン、１，２エポキシエ
チルベンゼン、１，２エポキシプロパン。

１．２エポキシオクタン、１，２−エポキシオクタデカ
ン、１，２エポキシテトラデカン、１．２エポキシヘキ
サン、１，２エポキシヘキサデカン、１゜２エポキシド
デカン、１，２エポキシデカン、ｔａｒｔ−ブチルグリ
シジルエーテル、１，２エポキシ−３−フェノキシプロ
パン、２，３−エポキシプロビル−４−メトキシフェニ
ルエーテル、２，３エポキシプロビル−４−メチルフェ
ニルエーテル等が包含される。

本発明の加水分解促進剤は分子中の一〇−結合ならびに
ヒドロキシル基により親木性が、またＲ里、Ｒ２，Ｒ３
、Ｒ４等により疎水性が保持され、親木性と疎水性が適
度にバランスされている点に特徴がある。分子量範囲と
しては５００〜ｓｏ、ｏｏｏ程度のものが好都合である
が、必らずしも必須ではない。

上記三有機錫共重合体と加水分解促進剤の配合割合に関
しては、促進剤を共重合体に対し０．１〜３００重量％
、好ましくは５〜２００重量％の割合で存在せしめるの
が有用である。というのは０．１重量％以下では促進剤
の効果が充分発揮されず、また３００重量％以上では塗
膜の溶解が著るしく促進され実用的ではないからである
。促進剤と共重合体との相溶性は共通溶媒中に溶解し、
溶液をガラス板に厚膜としてドクタブレードで塗布後、
溶媒を除去することにより試験することが出来る。肉眼
で透過光線にて膜に何ら曇りが観察されるかどうかで判
断することが出来る。

本発明の防汚塗料は、所望により少なくとも１種の他の
防汚剤を含有することができる。これら防汚剤としては
、銅系防汚剤として亜酸化鋼、ロダン化鋼など、また耐
スライム性を有する含窒素有機イオウ化合物として、エ
チレン−ビス（ジチオカルバミン酸）亜鉛（略称ＺＩＮ
ＥＢ）、ジンクジメチルジチオカーバメイト（略称ｐｚ
）、テトラメチルチウラムモノサルファイド（略称ＴＳ
）％ビスー（ジメチルジチオカルバミン酸）鋼（略称Ｔ
ＴＣｕ）などがある。

銅化合物と含窒素イオウ化合物を併用する場合、その比
率は目的に応じて広範囲に変え得るが、Ｓ化合物１００
重量部に対し含窒素イオウ化合物５ないし２００重量部
、好ましくは１０ないし１５０重量部が適当である。ま
た、防汚剤全体の量は、塗料全体の重量を基準として５
ないし７０重量％、好ましくは６ないし５５！ｉ量％が
適当である。

本発明の防汚塗料は、前記防汚剤の少なくとも１種を含
むことにより、十分な耐スライム性および／または防汚
性を発揮するので他の防汚剤をさらに配合する必要はな
いが、所望により他の公知の防汚剤、殺菌剤の混合を妨
げるものではなく、例えば、ビス（トリブチルスズ）オ
キサイド、トリブチルスズクロライド、トリブチルスズ
フルオライド、トリブチルスズアセテート、トリブチル
スズニコチネート、トリブチルスズパーサテート、ビス
（トリブチルスズ）α、α′−ジブロムサクシネート、
トリフェニルスズハイドロオキサイド、トリフェニルス
ズニコチネート、トリフェニルスズパーサテート、ビス
（トリフェニルスズ）α、α′−ジブロムサクシネート
、ビス（トリフェニルスズ）オキサイド等の有機スズ化
合物との併用も可能である。その他に通常使用されてい
る可塑剤１着色顔料、体質顔料、有機溶剤等を自由に選
択し、使用できる。

本発明の防汚塗料は、塗料製造技術分野においてそれ自
体公知の方法により潤製することができる。

調合に際しては公知の機械、例えばボールミル、ペブル
ミル、ロールミル、スピードランミル等を使用できる。

以下、本発明を実施例により説明する。

実施例 三有機錫塩を含む共重合体の製造例 第１表に示す単量体混合物からトリブチル錫メタクリレ
ートとメチルメタクリレートとの５つの共重合体をつく
った。

第１表　ワニス 各混合物を重合するのに、同一の手続をとった。

すなわち内容物を加熱し、かつ冷却する手段を備えた反
応槽内のキシレン６０部中に単量体混合物４０部を溶解
し、かつ０．３５部のベンゾイルパーオキシドを添加し
た１発熱を調節するために必要な冷却手段を用いて噴液
の温度を１０時間にわたって最終的温度１１０℃まで還
流下で徐々に上昇、ワニスＡ〜Ｅを得た。

親木性有機促進剤の製造例 （Ａ）オートクレーブに水酸化カリウム２８ｇを蒸留水
１７０ｍ１に溶解した水溶液、ペンタエリスリトール３
４０ｇ、プロピレンオキシド３２０耐を入れ、密閉され
た。Ｎ２ガスで和分に空気置換を行った後、約３０ｐｓ
ｉに加圧した。攪拌しかがら約３０分間にわたって約９
５℃まで昇温した。昇温後、直ちに室温まで冷却した０
反応生成物は、５ｍＨＨの真空下、１００℃で約５時間
にわたってエバポレーターを用いて溶媒及び副反応物、
未反応上ツマ−（プロピレンオキシド）が除かれた。続
いて、プロピレンオキシドを加え未反応ポリオール及び
触媒がろ過によって除かれた。精製後のポリオールの分
子量は５１６（Ｇ、Ｐ、Ｃ，による定量）であった、（
ポリオール（１）） 次にポリオール（１）を２２０ｇ、プロピレンオキシド
１０００＋ｗｌ及び水酸化カリウム９ｇをオートクレー
ブに入れ、ポリオール（１）の製造と同様にＮ２ガス置
換後、攪拌しながら約３時間にわたって９５℃で加熱し
た８精製後の反応生成物の分子量は２１２０　（Ｇ、Ｐ
、Ｃ，による定量）であった。

（ポリオール（２）） さらにポリオール（２）を５０ｇ、１，２エポキシブタ
ン１０■ｌ及び水酸化カリウム２ｇをオートクレーブに
入れ、ポリオール（１）と同一に９５℃で約３時間にｂ
たって反応した。精製後の反応生成物の分子量は２４０
０　（Ｇ、Ｐ、Ｃ，による定量）であった、（ポリマー
Ａ） （Ｂ）実施例（Ａ）で得られたポリオール（２）を１０
０ｇ、プロピレンオキシド１８０耐、水酸化カリウム２
ｇを加え、オートクレーブでポリオール（１）と同様に
８５℃で１２時間反応した。精製後の反応生成物の分子
量は４６００　（Ｇ、ｐ、ｃ、による定量）であった。

（ポリオール（３）） ポリオール（３）１００ｇにプロピレンオキシド１０５
■ｌ、水酸化カリウム２ｇを加え、オートクレーブで８
５℃、２００時間反応た。精製後の反応生成物の分子量
は７５００　（Ｇ、Ｐ、Ｃ，による定量）であった、（
ポリマーＢ） （Ｃ）実施例（Ｂ）得られたポリマー８５０ｇにｔｅｒ
ｔ−ブチルグリシジルエーテル４．５ｍｌ、水酸化カリ
ウム１ｇを加えオートクレーブで８５℃、５時間反応し
た。精製後の反応生成物の分子量は８０２０　（Ｇ、Ｐ
、Ｃ，による定量）であった、（ポリマーＣ） （Ｄ）実施例（Ｂ）で得られたポリオール（３）５０ｇ
に１．２工ポキシヘキサン１１ｍ１、水酸化カリウム１
ｇを加え、オートクレーブで８５℃、５時間反応した。

精製後の反応生成物の分子量は５４００であった。（ポ
リマーＤ） （Ｅ）オートクレーブに水酸化カリウム８．７ｇを蒸留
水６７ｍ１に溶かした水溶液、スクロース２２６ｇ、プ
ロピレンオキシド１７６ｉｅｌを入れ、実施例（Ａ）の
ポリオール（１）の製造と同様にＮ２ガス置換後９５℃
で２時間反応した。精製後の反応生成物の分子量は５２
９であった。（ポリオール（４））ポリオール（４）　
３００　ｇにプロピレンオキシド６００ｎ＋１．水酸化
カリウム６．０ｇをオートクレーブに入れ、９０℃で３
時間加熱した。精製後の反応生成物の分子量はＩ　３５
０　（Ｇ、Ｐ、Ｃ，による測定）であった、（ポリオー
ル（５）） 次に、再びポリオール（５）１００ｇ、プロピレンオキ
シド８００ｍ１、水酸化カリウム４．８ｇをオートクレ
ーブに入れて８５℃、５時間加熱した。精製後の反応生
成物の分子量は８７５０　（ポリオール（６））であっ
た。

さらにポリオール（６）１００ｇにスチレンオキシド７
ｇ、水酸化カリウム２ｇをオートクレーブで９５℃、１
２時間反応した。精製後の反応生成物の分子量は９３０
０であった。（ポリマーＥ）塗料化 三有機錫塩を含む共重合体の製造例Ａ−Ｅで得た共重合
体及び親水性有機促進剤の製造例Ａ−Ｅで得たポリマー
Ａ〜ポリマーＥの促進剤を用いて第２表に示した塗料配
合で塗料化を行い、実施例１〜１４の防汚塗料の９製造
を行った。比較例は親水性有機促進剤を含まない系であ
り塗膜中の顔料、容量パーセントｃｐ、ｖ、ｃ、＞を同
一にするため親木性有機促進剤のかわりに同一容量で共
重合体量を増量した塗料配合（比較例１〜１４）で塗料
化を行った。

実施例、比較例の塗料配合を第２表に示した。

試験板の作製 サンドブフスト処理鋼板にあらかじめ防錆塗料を塗布し
である塗り板に乾燥膜厚にして１回で１００μとなる如
く刷毛塗りを２回行い、防汚性能試験板を作成した。

海水浸漬試験 防汚性能試験は兵庫県相生湾内のテスト用筏にて昭和５
７年６月〜昭和５９年８月まで実施した。

海水浸漬試験結果 浸漬試験による防汚性能試験結果は第３表に示したとお
りである。

塗膜磨耗率測定試験 ディスクロータ仮に一定膜厚で塗装した後モーターに取
りつけ、海水中（１８℃〜２７℃）で一定速度（周速約
３５ノツト）で約４ケ月間昼夜回転し。

その消耗の程度を顕微鏡で断面の膜厚を測定しテストに
かける前との膜厚の差かつ膜厚の減少を算出した。市販
のセルフポリシング型の減少膜厚を基準にＰ、Ｒ，（磨
耗率）を算出した。その結果を第４表に示す。

（以下余白） Ｘ膜厚の単位はμｍである。

減少膜厚＝初期膜厚−テスト後の膜厚 ポリシングレート＝　テスト塗　の　ノ市販塗料の減少
膜厚 第３表の結果からも実施例は極めて防汚性能が優れてお
り、又第４表の結果からも実施例の防汚塗料の研掃作用
は明らかに認められる。

以上の海水浸漬試験結果、防汚塗膜磨耗率試験結果から
認められるように、本発明の防汚塗料から得られた塗膜
は適度な海水溶解性を持ち、非常に優れた長期防汚性能
を持つものであることが明らかである。

特許出願代理人

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１種のオレフィン系不飽和カルボン酸
   の三有機錫塩単位を３０〜５５重量％含むアクリル系共
   重合体と、 式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・（ I
   ） 〔式中Ｒは多価アルコール有機残基； ｎは該有機基の水酸基の数（ｎは２以上の整数）； Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３、Ｒ＿４は夫々水素あるいは炭
   化水素残基を表わし、それらの内の少なくとも１つは炭
   化水素残基； ｍは少なくとも２以上の整数〕 で表わされる親水性加水分解促進剤とを含有することを
   特徴とする防汚塗料。
2. （２）親水性加水分解促進剤が、 式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中Ｒは多価アルコール有機残基； ｎは該有機基の水酸基の数（ｎは２以上の整数）Ｒ＿１
   は水素あるいは低級アルキル； Ｒ＿２はアルキル、アルコキシアルキル、アリール、ア
   リールオキシアルキル； ｍ＿１およびｍ＿２は夫々少くとも１以上の整数〕で表
   わされる化合物である特許請求の範囲第１項記載の塗料
   。
3. （３）Ｒ＿１が水素またはメチルで、Ｒ＿２がアルキル
   、アルコキシメチル、フェノキシメチル、置換フェノキ
   シメチルあるいはフェニルである特許請求の範囲第２項
   記載の塗料。
4. （４）親水性加水分解促進剤がアクリル系共重合体に対
   し０．１〜３００重量％の割合で含有せしめられる特許
   請求の範囲第１項〜第３項のいづれかに記載の塗料。