KR101999037B1 - 방오도료 조성물, 방오도막, 방오도막 부착 기재, 방오성 기재, 방오도막 부착 기재의 제조방법 및 기재의 방오방법 - Google Patents

방오도료 조성물, 방오도막, 방오도막 부착 기재, 방오성 기재, 방오도막 부착 기재의 제조방법 및 기재의 방오방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방오도료 조성물, 방오도막, 방오도막 부착 기재, 방오성 기재, 방오도막 부착 기재의 제조방법 및 기재의 방오방법에 관한 것으로, 그 방오도료 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A1) 및 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 가수분해성 중합체(A), 버사트산을 포함하는 3급 카르복실산 성분(B) 및 방오제 성분(C)를 함유한다.
[화학식 1]
Figure 112017049842571-pct00010

[화학식 1 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]
[화학식 2]
Figure 112017049842571-pct00011

[화학식 2 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R2는 유기기를 나타낸다.]

Description

방오도료 조성물, 방오도막, 방오도막 부착 기재, 방오성 기재, 방오도막 부착 기재의 제조방법 및 기재의 방오방법{Antifouling coating composition, antifouling coating film, substrate having antifouling coating film, antifouling substrate, method for producing substrate having antifouling coating film, and method for preventing fouling of substrate}
본 발명은 방오도료 조성물, 방오도막, 방오도막 부착 기재, 방오성 기재, 방오도막 부착 기재의 제조방법 및 기재의 방오방법에 관한 것이다.
선박, 수중 구조물, 어망 등 어구 등의 기재에 있어서 수중에 장기간 폭로되는 기재의 표면에는 굴, 홍합, 따개비 등의 동물류, 김 등의 식물류 및 박테리아 등 각종 수서생물이 부착되기 쉽다. 이들 수서생물이 기재 표면에서 번식하면, 예를 들면 그 기재가 선박인 경우, 선박의 표면 조도가 증가하여 속도의 저하 및 연비의 확대를 초래하고, 또한 예를 들면 상기 기재가 방식도막을 갖는 기재인 경우, 그 방식도막이 손상되어 기재의 강도와 기능의 저하, 기재 수명의 현저한 단축화 등의 피해가 발생할 우려가 있다. 이 때문에 수서생물의 부착을 방지하기 위해 기재 표면에 도포하여 사용하는 각종 방오도료의 연구, 개발이 진행되고 있다.
상기 방오도료로서는 양호한 소모성을 발휘하고, 방오성이 양호하다는 이유로부터 (메타)아크릴산 금속염 공중합체와 각종 방오제를 조합한 방오도료가 폭 넓게 사용되고 있다.
이러한 방오도료로서, 예를 들면 특허문헌 1에는 아산화구리 및 유기 주석을 실질적으로 포함하지 않는 방오도료 조성물로 금속 함유 공중합체, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온 및 금속 피리티온 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 방오도료 조성물이 기재되어 있다.
또한 특허문헌 2에는 4-브로모-2-(4-클로로페닐)-5-(트리플루오로메틸)-1H-피롤-3-카르보니트릴을 포함하는 2종류 이상의 방오제와 하기 식(i)으로 표시되는 기를 측쇄에 갖는 아크릴 수지를 함유하는 방오도료 조성물이 기재되어 있다.
Figure 112017049842571-pct00001
[식(i) 중 M은 2가 금속이고, A는 일염기산의 유기산 잔기를 나타낸다.]
추가로 특허문헌 3에는 금속염 결합 함유 공중합체, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, 2-피리딘티올-1-옥시드아연 및 산화티탄을 함유하는 것을 특징으로 하는 방오도료 조성물이 기재되어 있다.
국제공개 제2004/037932호 일본국 특허공개 제2010-150355호 공보 일본국 특허공개 제2008-156511호 공보
그러나 상기 특허문헌에 기재된 방오도료 조성물은 도막 소모도나 방오성의 측면 등에 있어서 추가적인 개량의 여지가 있었다.
선박 등의 기재 상에 형성된 방오도막은 시간의 경과에 수반하여 그 도막이 깎이거나 다공질이 되는 등의 열화가 발생하기 때문에, 기재를 충분히 방오하는 등의 측면에서 열화된 방오도막을 수선하는 것이 통상적으로 행하여지고 있다.
이 수선 시에는 새로운 방오도막을 기재 상에 형성하게 되는데, 상기와 같이 열화된 방오도막, 특히 다공질의 방오도막 상에 새롭게 방오도막을 형성한 경우, 종래에는 새롭게 형성한 방오도막에 발포(블리스터)가 발생하기 쉬워 외관 상의 문제뿐 아니라 블리스터이 발생한 방오도막은 박리되기 쉽기 때문에, 먼저 열화된 방오도막을 제거한 후 새로운 방오도막을 형성하는 것이 통상이었다.
그러나 이렇게 열화된 방오도막을 제거하는 경우, 아직 방오성을 갖는 방오도막을 제거하거나 기재 자체나 기재 상에 형성되어 있는 방식도막 등의 프라이머 도막 등도 함께 제거되는 경향이 있기 때문에, 상기 수선되는 개소 등에 따라서는 열화된 방오도막을 제거하지 않고 그 위에 새로운 방오도막을 형성하는 것이 요구되는 경우가 있다.
단, 전술한 바와 같이 상기 특허문헌에 기재된 방오도료 조성물 등의 종래의 방오도료 조성물을 사용하여 열화된 도막, 특히 다공질의 도막 상에 방오도막을 형성한 경우, 발포(블리스터) 등이 일어나기 때문에 종래의 방오도료 조성물에는 이러한 측면에서도 개량이 필요하였다.
또한 종래의 방오도료 조성물의 경우는 도막 소모도와 방오성이 우수하면서도 동시에 내후성 등의 도막 물성이 우수한 방오도막을 얻지는 못하였다.
본 발명은 상기 요구를 감안하여 이루어진 것으로 도막 소모도, 방오성 및 내후성 등의 도막 물성이 우수하여, 열화된 도막 상에 형성되어도 발포(블리스터)가 발생하기 어려운 방오도막을 형성할 수 있는 방오도료 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들이 예의 연구를 거듭한 결과, 소정의 가수분해성 중합체, 버사트산 및 방오제를 함유하는 방오도료 조성물을 사용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 방오도막이 얻어지는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 본 발명의 구성예를 아래에 나타낸다.
본 발명의 방오도료 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A1) 및 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 가수분해성 중합체(A), 버사트산을 포함하는 3급 카르복실산 성분(B) 및 방오제 성분(C)를 함유한다.
Figure 112017049842571-pct00002
[화학식 1 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]
Figure 112017049842571-pct00003
[화학식 2 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R2는 유기기를 나타낸다.]
상기 방오제 성분(C)는 4-브로모-2-(4-클로로페닐)-5-(트리플루오로메틸)-1H-피롤-3-카르보니트릴(C1)을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 3급 카르복실산 성분(B)는 방오도료 조성물 100 중량%에 대해 0.1~10 중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하고, 가수분해성 중합체(A) 100 중량부에 대해 0.5~50 중량부의 비율로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 방오제 성분(C)는 상기 (C1) 이외의 방오제를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방오도료 조성물은 탈수제로서 무수석고, 반수석고(소석고), 합성 제올라이트계 흡착제, 오르토에스테르류, 실리케이트류 및 이소시아네이트류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하고 있는 것이 바람직하고, 염소화 파라핀을 함유하고 있는 것이 바람직하다.
상기 중합체(A)는 식(I)：CH2＝C(R1)-COO-M-O-CO-C(R1)＝CH2 [식(I) 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]으로 표시되는 단량체(a1)으로부터 유도되는 구조단위와, 상기 단량체(a1)과 공중합 가능한 다른 불포화 단량체(a2)로부터 유도되는 구조단위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 단량체(a1)은 아연 디아크릴레이트, 아연 디메타크릴레이트, 구리 디아크릴레이트 및 구리 디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체인 것이 바람직하다.
상기 불포화 단량체(a2)는 알킬(메타)아크릴레이트, 알콕시알킬(메타)아크릴레이트 및 히드록시알킬(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 불포화 단량체를 포함하는 것이 바람직하고, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 불포화 단량체를 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 중합체(A) 중 아연 및/또는 구리의 함유량은 상기 중합체(A)의 0.5~25 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 방오도막은 상기 방오도료 조성물로 형성되고, 본 발명의 방오도막 부착 기재는 그 방오도막을 갖는다.
본 발명의 방오성 기재는 해수 또는 담수와 접촉하는 기재의 표면이 상기 방오도막으로 피복되어 있고, 그 기재로서는 수중 구조물, 선박 외판 및 어구 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
본 발명의 방오도막 부착 기재의 제조방법은 하기 공정(A) 및 (B)를 포함한다.
공정(A)：상기 방오도료 조성물을 사용하여 기재 상에 도막을 형성하는 공정
공정(B)：공정(A)에서 형성된 도막을 경화시키는 공정
본 발명 기재의 방오방법은 하기 공정(A) 및 (B)를 포함한다.
공정(A)：상기 방오도료 조성물을 사용하여 기재 상에 도막을 형성하는 공정
공정(B)：공정(A)에서 형성된 도막을 경화시키는 공정
본 발명의 방오도료 조성물을 사용함으로써 장기간에 걸쳐서 우수한 도막 소모도 및 방오성을 갖고, 내후성 등의 도막 물성이 우수하며, 또한 열화된 도막 상에 형성되어도 발포(블리스터)가 발생하기 어려운 방오도막을 형성할 수 있다.
〔방오도료 조성물〕
본 발명의 방오도료 조성물(이하 「본 발명의 조성물」이라고도 한다.)은 가수분해성 중합체(A), 버사트산을 포함하는 3급 카르복실산 성분(B) 및 방오제 성분(C)를 함유한다.
이러한 본 발명의 조성물에 의하면 장기간에 걸쳐서 우수한 도막 소모도 및 방오성을 갖고, 내후성 등의 도막 물성이 우수하며, 또한 열화된 도막, 특히 다공질의 도막 상에 형성되어도 발포(블리스터)가 발생하기 어렵고, 또한 내손상성 및 내후성이 우수한 방오도막을 얻을 수 있다.
<가수분해성 중합체(A)>
본 발명의 조성물은 수지 성분으로서 해수 중 등의 물의 존재하에 있어서 분해성을 갖는 가수분해성 중합체(A)(이하 간단히 「중합체(A)」라고도 한다.)를 함유한다.
중합체(A)는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A1) 및 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하면 특별히 제한되지 않으나, 보다 내손상성 및 도막 건조성이 우수하고, 발포(블리스터)가 발생하기 어려운 방오도막을 얻을 수 있는 등의 측면에서 중합체(A1)을 포함하는 것이 바람직하다.
중합체(A)는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 사용해도 된다.
·중합체(A1)
중합체(A1)으로서는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 가지면 특별히 제한되지 않으나, 금속염 결합 함유 공중합체(A1-1)(이하 「공중합체(A1-1)」이라고도 한다.)인 것이 바람직하다.
공중합체(A1-1)로서는 식(I)：CH2＝C(R1)-COO-M-O-CO-C(R1)＝CH2 [식(I) 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]으로 표시되는 단량체(a1)으로부터 유도되는 구조단위와, 상기 단량체(a1)과 공중합 가능한 다른 불포화 단량체(a2)로부터 유도되는 구조단위를 갖는 공중합체인 것이 바람직하다.
또한 공중합체(A1-1)에 포함되는 이들 구조단위는 각각 1종 단독이어도 되고 2종 이상이어도 된다.
상기 단량체(a1)으로서는 구체적으로는 아연 디아크릴레이트, 아연 디메타크릴레이트, 구리 디아크릴레이트, 구리 디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 단량체(a1)은 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 사용해도 된다.
단량체(a1)은 예를 들면 무기 금속 화합물(아연 또는 구리의 산화물, 수산화물, 염화물 등)과 (메타)아크릴산 또는 그의 에스테르 화합물을 알코올계 유기 용매 및 물의 존재하에서 금속염의 분해온도 이하의 온도로 가열하고 교반하는 등의 공지의 방법에 의해 합성할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서 「(메타)아크릴산」 및 「(메타)아크릴레이트」는 각각 아크릴산 및 메타크릴산, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 총칭하는 어구이다.
단량체(a1)으로부터 유도되는 구조단위로서는 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 들 수 있다.
[화학식 1]
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[화학식 1 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]
상기 불포화 단량체(a2)로서는 아크릴 화합물과 공중합 가능한 중합성 불포화 단량체로서 종래 공지의 각종 화합물로부터 적절한 것을 선택할 수 있다. 이들 중에서도 불포화 단량체(a2)로서는 알킬(메타)아크릴레이트, 알콕시알킬(메타)아크릴레이트, 히드록시알킬(메타)아크릴레이트 등이 바람직하고, 그 중에서도 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 등이 특히 바람직하다.
또한 예를 들면 하기 식(II)로 표시되는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트도 상기 불포화 단량체(a2)로서 사용할 수 있다.
CH2=C(R3)-COO-M-O-COR2…(II)
[식(II) 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R2는 유기기를 나타내며, R3는 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]
R2로서는 탄소원자수 2~30의 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 탄소원자수 3~30의 포화 또는 불포화 지환식 탄화수소기, 탄소원자수 6~30의 방향족 탄화수소기, 또는 이들 기의 일부가 치환기로 치환된 기가 바람직하고；탄소원자수 9~20의 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소기, 탄소원자수 3~20의 포화 또는 불포화 지환식 탄화수소기, 또는 이들 기의 일부가 치환기로 치환된 기가 보다 바람직하다. 상기 치환기로서는 예를 들면 히드록실기를 들 수 있다.
R2로서는 일염기산으로 형성되는 유기산 잔기인 것이 바람직하고, 버사트산, 팔미트산, 스테아르산, 이소스테아르산, 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 아비에트산, 네오아비에트산, 피말산, 데히드로아비에트산, 12-히드록시스테아르산 및 나프텐산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 일염기산(R2COOH)의 잔기인 것이 바람직하다.
불포화 단량체(a2)로서는 스티렌 및 그의 유도체；초산비닐, 프로피온산비닐 등의 비닐에스테르；(메타)아크릴아미드 및 그의 유도체；(메타)아크릴로니트릴 등도 들 수 있다.
불포화 단량체(a2)는 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 사용해도 된다.
중합체(A1)은 단량체(a1)을 사용하고, 바람직하게는 단량체(a1) 및 불포화 단량체(a2)를 사용하여 종래 공지의 방법으로 합성할 수 있다.
·중합체(A2)
중합체(A2)로서는 상기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 가지면 특별히 제한되지 않으나, 중합체(A1) 이외의 중합체로, 하기 카르복실기 함유 공중합체(S1)의 측쇄에 하기 식(3)으로 표시되는 구조(금속 카르복실레이트)를 1개 이상 갖는 중합체(S), 또는 상기 식(II)로 표시되는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트로부터 유도되는 구조단위를 갖는 중합체(T)인 것이 바람직하다.
-M-O-COR2…(3)
[식(3) 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R2는 유기기를 나타내며, 상기 식(II)의 R2와 동일한 기를 들 수 있고, 바람직한 기도 동일하다. 또한 중합체(A2) 중 R2는 모두 동일해도 되고 상이해도 된다.]
(카르복실기 함유 공중합체(S1))
카르복실기 함유 공중합체(S1)(이하 「공중합체(S1)」이라고도 한다.)은 불포화 카르복실산 단량체(s1)에 유래하는 구조단위와, 그 불포화 카르복실산 단량체(s1)와 공중합 가능한 다른 불포화 단량체(s2)에 유래하는 구조단위를 포함하는 중합체인 것이 바람직하다.
또한 공중합체(S1)에 포함되는 이들 구조단위는 각각 1종 단독이어도 되고 2종 이상이어도 된다.
불포화 카르복실산 단량체(s1)으로서는 카르복실기와 중합성 이중결합을 갖는 화합물이라면 일염기산, 다염기산을 불문하고 공지의 각종 단량체를 사용할 수 있다. 구체적으로는 (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸숙신산, 2-(메타)아크릴로일옥시에틸프탈산, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필테트라히드로하이드로겐프탈레이트, 2-(메타)아크릴로일옥시프로필헥사히드로하이드로겐프탈레이트 등의 일염기산(모노카르복실산)；이타콘산모노메틸, 시트라콘산모노에틸, 말레산모노이소프로필 등의 이염기산의 모노에스테르；말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산 등의 다염기산；등을 들 수 있다. 또한 불포화 카르복실산 단량체(s1)은 이들 단량체끼리 마이클 부가하여 생성된 다이머, 트리머, 올리고머 등이어도 된다.
상기의 각종 불포화 카르복실산 단량체 중에서도 특히 (메타)아크릴산이 바람직하다. 즉 공중합체(S1)은 적어도 아크릴산 또는 메타크릴산에 유래하는 구조단위를 갖는 것이 바람직하다.
불포화 카르복실산 단량체(s1)과 공중합 가능한 다른 불포화 단량체(s2)로서는 상기 불포화 단량체(a2)와 동일한 단량체를 들 수 있다.
공중합체(S1) 중 불포화 카르복실산 단량체(s1)에 유래하는 구조단위의 함량은 얻어지는 방오도막의 내수성 및 장기 방오성 등의 관점에서 바람직하게는 5~50 중량%, 보다 바람직하게는 10~40 중량%, 특히 바람직하게는 15~35 중량%이다. 또한 다른 불포화 단량체(s2)에 유래하는 구조단위의 함량은 그 잔부, 즉 바람직하게는 95~50 중량%, 보다 바람직하게는 90~60 중량%, 특히 바람직하게는 85~65 중량%이다.
중합체(S)의 제조방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 (가) 단량체(s1)과 불포화 단량체(s2)를 중합시킴으로써 얻어진 수지와, 일염기산과 금속 화합물을 반응시키는 방법, (나) 단량체(s1)과 금속 화합물과 일염기산을 반응시키거나, 또는 단량체(s1)과 일염기산의 금속염을 반응시키고 얻어진 금속 함유 불포화 단량체와 불포화 단량체(s2)를 중합시키는 방법을 들 수 있다.
상기 금속 화합물로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 금속 산화물, 수산화물, 염화물, 황화물, 염기성 탄산염, 초산 금속염 등을 들 수 있다.
(중합체(T))
상기 식(II)로 표시되는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트로부터 유도되는 구조단위를 갖는 중합체(T)로서는 상기 식(II)로 표시되는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트로부터 유도되는 구조단위와, 그 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트과 공중합 가능한 다른 불포화 단량체(a2')로부터 유도되는 구조단위를 갖는 공중합체인 것이 바람직하다.
또한 중합체(T)에 포함되는 이들 구조단위는 각각 1종 단독이어도 되고 2종 이상이어도 된다.
여기서 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트로서는 상기 중합체(A1)의 항목에서 예로 든 상기 식(II)로 표시되는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트와 동일한 화합물 등을 들 수 있고, 불포화 단량체(a2')로서는 상기 중합체(A1)의 항목에서 예로 든 불포화 단량체(a2)(단, 상기 식(II)로 표시되는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트를 제외한다.)와 동일한 화합물 등을 들 수 있다.
중합체(T)는 상기 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트를 사용하고, 바람직하게는 일염기산 금속 (메타)아크릴레이트 및 불포화 단량체(a2')를 사용하여 종래 공지의 방법으로 합성할 수 있다.
·중합체(A)의 물성 등
중합체(A) 중 아연 및/또는 구리의 함유량은 도막 소모도 및 방오성이 보다 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 당해 중합체(A)의 0.5~25 중량%인 것이 바람직하고, 1~20 중량%인 것이 보다 바람직하다. 이러한 아연 및/또는 구리의 함유량은 ICP 발광 분석장치를 사용함으로써 측정할 수 있고, 중합체(A)를 합성할 때에 사용되는 단량체의 배합 비율로 조정하는 것이 가능하다.
중합체(A)는 -COO-M-OCO-으로 표시되는 기의 함유율을 조정함으로써 그 중합체(A)를 사용하여 얻어지는 방오도막의 수중으로의 용출속도(도막의 가수분해속도)를 목적하는 값으로 제어할 수 있는 경향이 있다. 이 기의 함유율은 중합체(A)를 사용하여 일반적인 산가의 측정과 동일한 방법으로 측정한 경우의 산가의 값과 동등하다고 간주할 수 있다. 중합체(A)를 사용하여 일반적인 산가의 측정과 동일한 방법으로 측정한 산가의 값으로서는 50~250 ㎎KOH/g인 것이 바람직하다. 50 ㎎KOH/g 미만이면 중합체(A) 중 금속의 양이 적어져 그 중합체를 포함하는 조성물을 사용하여 얻어지는 방오도막의 방오성이 떨어지는 경우가 있고, 250 ㎎KOH/g을 초과하면 그 방오도막의 용출속도가 지나치게 빨라 장기 방오성이 얻어지기 어려운 경향이 있다.
본 발명의 조성물은 장기에 걸쳐 안정한 도막 소모도 및 장기에 걸친 우수한 방오성을 갖고, 내후성이 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 그 조성물 100 중량% 중에 중합체(A)를 1~50 중량% 함유하는 것이 바람직하고, 3~40 중량% 함유하는 것이 보다 바람직하며, 5~35 중량% 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
또한 중합체(A)의 수 평균 분자량(Mn：폴리스티렌 환산값) 및 중량 평균 분자량(Mw：폴리스티렌 환산값)은 방오도료 조성물의 점도와 저장 안정성, 얻어지는 방오도막의 용출속도 등을 고려하여 적절하게 조정할 수 있는데, Mn은 통상 1,000~100,000 정도, 바람직하게는 1,000~50,000이고, 또한 Mw는 통상 1,000~200,000 정도, 바람직하게는 1,000~100,000이다.
상기 Mn 및 Mw는 구체적으로는 하기 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
<3급 카르복실산 성분(B)>
본 발명의 조성물은 3급 카르복실산 성분(B)로서 버사트산을 포함한다. 중합체(A) 및 방오제 성분(C), 특히 중합체(A1) 및 하기 (C1)과 함께 버사트산을 사용함으로써 안정한 도막 소모도를 갖고, 장기간에 걸쳐서 우수한 방오 효과를 가지며, 내손상성과 내후성 등의 도막 물성이 우수하고, 또한 열화된 도막, 특히 다공질의 도막 상에 형성되어도 발포(블리스터)가 발생하기 어려운 방오도막을 얻을 수 있다.
버사트산은 상온에서 액상으로, 중합체(A) 및 방오제 성분(C), 특히 중합체(A1) 및 하기 (C1)과 조합하여 사용함으로써 도장 직후의 도막 표면 건조를 지연시키면서도 도막 전체의 건조성을 향상시키고, 얻어지는 방오도막의 내발포성(블리스터) 및 내손상성을 향상시키며, 또한 옥외 폭로 시 방오도막 표면의 변색이나 선균열 등의 문제가 발생하기 어려운 방오도막을 얻을 수 있다. 상기 효과는 중합체(A) 및 성분(B)~(C) 각각이 갖는 효과의 단순한 조합이 아니라, 이들을 병용했을 때 비로소 발생하는 상승효과이다.
성분(B)로서는 목적하는 용도 등에 따라 도료로 사용되어 온 종래 공지의 3급 카르복실산을 포함해도 되지만, 반드시 버사트산을 포함할 필요가 있다.
버사트산과 동일한 일염기산으로서는 로진 등을 들 수 있는데, 버사트산을 사용하지 않고 로진과 중합체(A) 및 방오제 성분(C)를 조합하여 사용하더라도 상기 상승효과는 발생하지 않는다.
본 발명의 조성물 중 성분(B)의 함유량은 도막 소모도, 방오성, 내손상성, 내후성 및 내발포(블리스터)성이 균형있게 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 본 발명의 조성물 100 중량% 중 0.1~10 중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하고, 내발포(블리스터)성이 보다 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 또한 0.1~5 중량%의 비율로 포함되는 것이 바람직하며, 0.5~5 중량%의 비율로 포함되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 조성물 중 성분(B)의 함유량은 도막 소모도, 방오성, 내손상성, 내후성 및 내발포(블리스터)성이 균형있게 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 중합체(A) 100 중량부에 대해 바람직하게는 0.5~50 중량부이고, 보다 바람직하게는 0.5~40 중량부이다.
또한 본 발명의 조성물 중 성분(B)의 함유량은 도막 소모도 및 방오성이 보다 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 하기 (C1) 100 중량부에 대해 바람직하게는 1~500 중량부이고, 더욱 바람직하게는 1~300 중량부이며, 특히 바람직하게는 2~200 중량부이다.
<방오제 성분(C)>
본 발명의 조성물은 방오제 성분(C)로서 종래 공지의 방오제를 사용할 수 있는데, 도막 소모도, 방오성, 내손상성, 내후성 및 내발포(블리스터)성이 균형있게 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 4-브로모-2-(4-클로로페닐)-5-(트리플루오로메틸)-1H-피롤-3-카르보니트릴(C1)을 함유하는 것이 바람직하다.
특히, 이 (C1)을 사용함으로써 우수한 방오성뿐 아니라 일정한 도막 소모도를 갖는 방오도막을 얻을 수 있는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 조성물 중 상기 (C1)을 포함하는 경우, 그 (C1)의 함유량은 장기 방오성이 보다 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 중합체(A) 100 중량부에 대해 1~500 중량부의 비율인 것이 바람직하고, 5~450 중량부인 것이 보다 바람직하며, 5~300 중량부인 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 조성물은 방오제 성분(C)로서 필요에 따라 (C1) 이외의 방오제를 함유해도 된다.
(C1) 이외의 방오제로서는 예를 들면 아산화구리, 로단구리, 구리 분말 등의 무기 구리 화합물 등의 무기 방오제；구리 피리티온, 징크 피리티온, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온(예：씨나인 211N(롬 앤드 하스 재팬(주) 제조)), 트리페닐보론피리딘염, N,N-디메틸디클로로페닐요소, 2,4,6-트리클로로페닐말레이미드, 2-메틸티오-4-tert-부틸아미노-6-시클로프로필-s-트리아진, 2,4,5,6-테트라클로로이소프탈로니트릴, 비스디메틸디티오카르바모일징크에틸렌비스디티오카바메이트, 클로로메틸-n-옥틸디설피드, N,N'-디메틸-N'-페닐-(N-플루오로디클로로메틸티오)설파미드, 테트라알킬티오람디설피드, 징크디메틸디티오카바메이트, 징크에틸렌비스디티오카바메이트, 2,3-디클로로-N-(2',6'-디에틸페닐)말레이미드, 2,3-디클로로-N-(2'-에틸-6'-메틸페닐)말레이미드 등의 유기 방오제；등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 도막 소모도 및 방오성이 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 아산화구리, 구리 피리티온, 징크 피리티온, 4,5-디클로로-2-n-옥틸-4-이소티아졸린-3-온, 트리페닐보론피리딘염이 바람직하다.
이들 방오제는 1종류 이상 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물 중 성분(C)의 함유량은 장기 방오성이 보다 우수한 방오도막이 얻어지는 등의 측면에서 중합체(A) 100 중량부에 대해 바람직하게는 1~500 중량부이고, 보다 바람직하게는 5~450 중량부이며, 특히 바람직하게는 10~400 중량부이다.
<기타 성분>
본 발명의 조성물에는 전술한 성분 외에 착색제, 체질 안료, 탈수제, 가소제, 요변제, 중합체(A) 이외의 기타 수지류, 성분(B) 이외의 기타 유기산, 용제 등 일반적인 도료 조성물에 사용되고 있는 각종 성분을 배합할 수 있다. 이들은 1종 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 사용해도 된다.
·착색제
본 발명의 조성물에 배합할 수 있는 착색제로서는 예를 들면 벵갈라, 티탄백(산화티탄), 황색산화철 등의 무기계 안료나 카본 블랙, 나프톨 레드, 프탈로시아닌 블루 등의 유기계 안료를 들 수 있다. 이들 안료는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 또한 착색제로서는 추가로 염료 등의 각종 착색제를 사용해도 된다.
착색제의 배합량은 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 중합체(A) 100 중량부에 대해 0.05~125 중량부의 비율이다.
·체질 안료
체질 안료는 굴절률이 작아 기름이나 바니시와 혼련한 경우에 투명하여 피도면을 가리지 않는 안료이다. 본 발명의 조성물에 배합할 수 있는 체질 안료로서는 예를 들면 탈크, 실리카, 마이카, 클레이, 산화아연, 수산화알루미늄, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산바륨, 황화아연, 침강 방지제로서도 사용되는 탄산칼슘, 카올린, 알루미나 화이트, 광택 제거제로서도 사용되는 화이트 카본을 들 수 있고, 그 중에서도 산화아연, 탈크, 실리카, 마이카, 클레이, 탄산칼슘, 카올린, 황산바륨이 바람직하다. 이들 체질 안료는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
체질 안료의 배합량은 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 중합체(A) 100 중량부에 대해 0.5~300 중량부의 비율이다.
· 탈수제
탈수제는 본 발명 조성물의 저장 안정성 향상에 기여하는 성분이다. 본 발명의 조성물에 배합할 수 있는 탈수제로서는 예를 들면 무수석고, 반수석고(소석고), 합성 제올라이트계 흡착제(상품명 「몰레큘러시브」 등) 등을 들 수 있고, 그 밖에 오르토에스테르류(오르토포름산메틸, 오르토초산메틸, 오르토붕산에스테르 등), 실리케이트류, 이소시아네이트류를 들 수 있다. 그 중에서도 무기계의 탈수제인 무수석고, 반수석고(소석고)가 바람직하다. 이들 탈수제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
탈수제의 배합량은 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 중합체(A) 100 중량부에 대해 0.5~25 중량부의 비율이다.
·가소제
가소제는 방오도막의 내크랙성이나 내수성의 향상 및 변색 억제에 기여하는 성분이다. 본 발명의 조성물에 배합할 수 있는 가소제로서는, 예를 들면 n-파라핀, 염소화 파라핀, 테르펜페놀, 트리크레실포스페이트(TCP), 폴리비닐에틸에테르를 들 수 있고, 그 중에서도 염소화 파라핀, 테르펜페놀이 바람직하며, 염소화 파라핀이 특히 바람직하다. 이들 가소제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 상기 n-파라핀으로서는 일본 석유 화학(주) 제조 「n-파라핀」 등의 상품을, 상기 염소화 파라핀으로서는 토소(주) 제조 「토요파락스 A-40/A-50/A-70/A-145/A-150」 등의 상품을 사용할 수 있다.
가소제의 배합량은 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 본 발명의 조성물 중 전체 고형분에 대해 1~5 중량%의 비율이다.
· 요변제 ( 새깅 방지·침강 방지제)
본 발명에서 사용할 수 있는 새깅 방지·침강 방지제(요변제)로서는, 예를 들면 유기 점토계 화합물(A1, Ca 또는 Zn의 아민염, 스테아레이트염, 레시틴염, 알킬설폰산염 등), 유기계 왁스(폴리에틸렌 왁스, 산화폴리에틸렌 왁스, 폴리아마이드 왁스, 아마이드 왁스, 수소 첨가 피마자유 왁스 등), 합성 미분 실리카 등을 들 수 있고, 그 중에서도 유기 점토계 화합물, 폴리아마이드 왁스, 산화폴리에틸렌 왁스, 아마이드 왁스, 합성 미분 실리카가 바람직하다. 이들 요변제는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.
요변제의 배합량은 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 중합체(A) 100 중량부에 대해 0.25~50 중량부의 비율이다.
·기타 수지류
본 발명의 조성물은 상기 중합체(A) 이외에도 필요에 따라 1종 또는 2종 이상의 기타 수지류를 함유해도 된다.
이러한 수지류로서는, 예를 들면 금속염 결합을 함유하지 않는 아크릴 수지, 아크릴실리콘 수지, 폴리에스테르 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 불소 수지, 폴리부텐 수지, 실리콘 고무, 폴리우레탄 수지, 에폭시 수지, 폴리아미드 수지, 비닐 수지(염화비닐계 공중합체, 에틸렌·초산비닐 공중합체 등), 염화 고무, 염소화 올레핀 수지, 스티렌·부타디엔 공중합 수지, 케톤 수지, 알키드 수지, 쿠마론 수지, 테르펜페놀 수지, 석유 수지 등의 비수용성 또는 난수용성의 수지, 파인타르, 로진(검 로진, 우드 로진, 톨유 로진) 등의 수용성 수지를 사용할 수 있다.
·기타 유기산
본 발명의 조성물은 상기 성분(B) 이외에도 필요에 따라 1종 또는 2종 이상의 기타 유기산을 함유해도 된다.
이러한 유기산으로서는 예를 들면 나프텐산, 트리페닐이소부테닐시클로헥센카르복실산(야스하라 케미컬(주) 제조 「A-3000」) 등의 일염기성 유기산을 사용할 수 있다.
·용제
본 발명의 조성물은 상기 각종 성분을 통상의 방오도료 조성물과 마찬가지로 용제에 용해 또는 분산시킨 조성물인 것이 바람직하다. 본 발명에서는 지방족계 용제, 방향족계 용제(크실렌, 톨루엔 등), 케톤계 용제(메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등), 에스테르계 용제, 에테르계 용제(프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등), 알코올계 용제(이소프로필알코올, n-부탄올 등) 등 방오도료용 용제로서 일반적인 용제를 사용할 수 있다.
용제의 배합량은 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 본 발명 조성물의 전체 고형분률이 20~90 중량%가 되는 비율로, 작업성에 따라 도장 시에 조정하면 된다.
〔방오도료 조성물의 제조방법 및 용도〕
본 발명의 조성물은 공지의 일반적인 방오도료와 동일한 장치, 수단 등을 사용하여 조제할 수 있다. 예를 들면 사전에 중합체(A)를 조제한 후 이 중합체(반응액), 성분(B) 및 (C), 및 필요에 따라 기타 성분을 한번에 또는 순차적으로 용제에 첨가하고 교반, 혼합하여 제조하면 된다.
본 발명의 조성물은 공지의 일반적인 방오도료 조성물과 동일한 태양으로 사용할 수 있다. 예를 들면 기재의 표면, 특히 수중 구조물, 선박 외판, 어망 등 어구 등의 해수 또는 담수와 상시 또는 단속적으로 접촉하는 기재의 표면에 본 발명의 조성물을 사용하여 도막을 형성한 후, 구체적으로는 본 발명의 조성물을 기재 상에 도포 또는 이들 기재를 본 발명의 조성물에 침지시킨 후, 그 조성물을 경화시킴으로써 기재의 표면에 경화된 방오도막을 형성할 수 있다. 이러한 방오도막으로 기재 표면을 피복함으로써 수서생물 등에 의한 기재의 오손을 장기간에 걸쳐서 방지할 수 있다. 또한 방오도막의 (건조) 막 두께는 도막의 소모속도 등을 고려하여 적절하게 조정할 수 있는데, 예를 들면 40~200 ㎛ 정도/회로 하면 된다.
실시예
아래에 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 어떠한 제한도 받지 않는다. 아래에서는 특히 그 취지에 반하지 않는 한 「부」는 중량부의 의미이다.
<고형분>
본 발명에 있어서 고형분이란 용제 등이 포함되는 혼합물·조성물 등을 105℃의 열풍건조기 중에서 3시간 건조하여 용제 등을 휘발시켰을 때의 가열 잔분을 말한다.
<수 평균 분자량(Mn), 중량 평균 분자량(Mw)의 측정>
아래에서 얻어진 중합체의 Mn 및 Mw는 측정장치로서 토소(주) 제조 「HLC-8120GPC」를 사용하고, 토소(주) 제조「TSK-ge1 α타입」의 분리 칼럼(α-M) 2개를 사용하며, 20 mM LiBr을 첨가한 디메틸포름아미드(DMF)를 용리액으로서 사용하여 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정하였다. 상기 Mn 및 Mw는 폴리스티렌 환산으로서 구하였다.
<가드너 점도의 측정 조건>
아래에서 얻어진 중합체의 가드너 점도는 25℃에서 측정하였다.
[조제예 1] 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-1)의 제조
냉각기, 온도계, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 4구 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르(PGM) 59.9부 및 산화아연 40.7부를 넣고 교반하면서 75℃로 승온하였다. 계속해서 메타크릴산 43부, 아크릴산 36부 및 물 5부로 이루어지는 혼합물을 적하 깔때기로부터 3시간에 걸쳐 등속 적하하였다. 추가로 2시간 교반한 후, PGM을 29.4부 첨가하여 투명한 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-1)을 얻었다. 고형분은 55.1 중량%였다.
[조제예 2] 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-2)의 제조
냉각기, 온도계, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 4구 플라스크에 PGM 85.4부 및 산화아연 40.7부를 넣고 교반하면서 75℃로 승온하였다. 계속해서 메타크릴산 43.1부, 아크릴산 36.1부 및 물 5부로 이루어지는 혼합물을 적하 깔때기로부터 3시간에 걸쳐 등속 적하하였다. 추가로 2시간 교반한 후, PGM을 36부 첨가하여 투명한 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-2)을 얻었다. 고형분은 44.8 중량%였다.
[제조예 1] 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-1)의 제조
냉각기, 온도계, 적하 탱크 및 교반기를 구비한 가압 중합 가능한 오토클레이브에 PGM 10부, 크실렌 35부 및 에틸아크릴레이트 4부를 넣고 교반하면서 350 ㎪로 가압하고, 135℃로 승온하였다. 계속해서 적하 탱크로부터 메틸메타크릴레이트 15부, 에틸아크릴레이트 48부, n-부틸아크릴레이트 15부, 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-1) 40부, 크실렌 10부, 연쇄 이동제(니치유(주) 제조 노프머 MSD) 1.8부, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 4부 및 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴)(AMBN) 2부로 이루어지는 투명한 혼합물을 2.5시간에 걸쳐 등속 적하하였다. 적하 종료 후 30분에 걸쳐 110℃로 강온하여 t-부틸퍼옥시옥토에이트 0.5부와 크실렌 5부를 30분에 걸쳐 적하하고 추가로 1시간30분 교반한 후 크실렌을 3부 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 300 메시로 여과함으로써 고형분 55.3 중량%, 가드너 점도 R을 갖는 불용해물이 없는 담황색 투명한 여액(가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-1))을 얻었다.
얻어진 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-1)에 포함되는 공중합체의 Mw는 3,200이고, Mn은 1,150이었다.
[제조예 2] 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-2)의 제조
냉각기, 온도계, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 4구 플라스크에 PGM 10부, 크실렌 37부 및 에틸아크릴레이트 4부를 넣고 교반하면서 100℃로 승온하였다. 계속해서 적하 깔때기로부터 메틸메타크릴레이트 15부, 에틸아크릴레이트 52부, n-부틸아크릴레이트 8부, 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-1) 47부, 크실렌 10부, 연쇄 이동제(니치유(주) 제조 노프머 MSD) 2부, AIBN 3부 및 AMBN 8부로 이루어지는 투명한 혼합물을 2.5시간에 걸쳐 등속 적하하였다. 적하 종료 후, t-부틸퍼옥시옥토에이트 0.5부와 크실렌 7부를 30분에 걸쳐 적하하고 추가로 1시간 30분 교반한 후 크실렌을 3부 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 300 메시로 여과함으로써 고형분 54.8 중량%, 가드너 점도 R을 갖는 불용해물이 없는 담황색 투명한 여액(가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-2))을 얻었다.
얻어진 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-2)에 포함되는 공중합체의 Mw는 3,100이고, Mn은 1,200이었다.
[제조예 3] 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-3)의 제조
냉각기, 온도계, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 4구 플라스크에 PGM 15부 및 크실렌 57부를 넣고 교반하면서 100℃로 승온하였다. 계속해서 적하 깔때기로부터 메틸메타크릴레이트 1부, 에틸아크릴레이트 66.2부, 2-메톡시에틸아크릴레이트 5.4부, 금속원자 함유 중합성 단량체 혼합물(a1-2) 52부, 크실렌 10부, 연쇄 이동제(니치유(주) 제조 노프머 MSD) 1부, AIBN 2.5부 및 AMBN 7부로 이루어지는 투명한 혼합물을 6시간에 걸쳐 등속 적하하였다. 적하 종료 후, t-부틸퍼옥시옥토에이트 0.5부와 크실렌 7부를 30분에 걸쳐 적하하고 추가로 1시간 30분 교반한 후 크실렌을 4.4부 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 300 메시로 여과함으로써 고형분 45.6 중량%, 가드너 점도 -Y를 갖는 불용해물이 없는 담황색 투명한 여액(가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-3))을 얻었다.
얻어진 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-3)에 포함되는 공중합체의 Mw는 5,200이고, Mn은 1,950이었다.
[제조예 4] 가수분해성 공중합체 조성물(A2-1)의 제조
냉각기, 온도계, 적하 깔때기 및 교반기를 구비한 4구 플라스크에 PGM 30부 및 크실렌 37부를 넣고 교반하면서 100℃로 승온하였다. 계속해서 버사트산아연 메타크릴레이트 35부, 2-메톡시에틸아크릴레이트 10부, 3-메톡시부틸아크릴레이트 30부, 에틸아크릴레이트 25부 및 디-t-부틸퍼옥사이드 10부로 이루어지는 혼합물을 적하 깔때기로부터 2시간에 걸쳐 등속 적하하였다. 적하 종료 후, t-부틸퍼옥시옥토에이트 1부와 크실렌 10부를 2시간에 걸쳐 적하하고 추가로 2시간 교반한 후 크실렌을 10부 첨가하였다. 얻어진 혼합물을 300 메시로 여과함으로써 고형분 53.9 중량%, 가드너 점도 Y를 갖는 불용해물이 없는 담황색 투명한 여액(가수분해성 공중합체 조성물(A2-1))을 얻었다.
얻어진 가수분해성 공중합체 조성물(A2-1)에 포함되는 공중합체의 Mw는 3,600이고, Mn은 1,350이었다.
[실시예 1~23 및 비교예 1~8] 방오도료 조성물의 제조
하기 표에 나타내는 바와 같이(또한 표 중의 수치는 중량부를 나타낸다.), 상기 제조예에 의해 얻어진 가수분해성 공중합체 조성물, 3급 카르복실산 성분(B), 방오제 성분(C) 및 기타 성분을 상온하에서 페인트 셰이커를 사용하여 균일하게 혼합함으로써 방오도료 조성물을 제조하였다.
[방오도막의 내발포성 시험]
샌드블라스트 처리 강판(세로 300 ㎜×가로 100 ㎜×두께 3.2 ㎜)에 에폭시계 방청도료(에폭시 AC 도료, 상품명 「반노 500」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 그의 건조 막 두께가 약 150 ㎛가 되도록 도포한 후, 그 위에 에폭시계 바인더 도료(상품명 「반노 500N」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 그의 건조 막 두께가 약 100 ㎛가 되도록 도포하였다. 추가로 그 위에 방오도료(상품명 「마린스타 20 카이」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 건조 막 두께가 약 150 ㎛가 되도록 도포한 후, 실온에서 7일간 건조시켜 방오도막 부착 시험판을 제작하였다. 또한 상기 3회의 도장은 모두 1 day/1 coat로 하였다.
전술한 바와 같이 하여 제작한 시험판을 히로시마현 히로시마만 내에 24개월간 정치 침지 후 수돗물로 표면을 세정하고, 3일간 자연 건조시킴으로써 열화 방오도막 부착 시험판을 제작하였다. 그 후 얻어진 열화 방오도막 부착 시험판의 열화 방오도막 상에 실시예 및 비교예의 방오도료 조성물을 그의 건조 막 두께가 약 150 ㎛가 되도록 1회 도포하고, 표면 건조를 촉진시키기 위해 도포 직후에 직사일광이 닿도록 실외에서 건조시키고 방오도료 조성물을 도포하고나서 1시간 후의 그 방오도료 조성물로부터 얻어진 방오도막 표면의 발포(블리스터) 정도를 아래와 같이 평가하였다.
〔내발포성(블리스터) 평가기준〕
5점···도막 표면에 발포(블리스터)가 확인되지 않는다.
4점···도막 표면의 5% 이내의 개소에 발포가 확인된다.
3점···도막 표면의 5% 초과 10% 이내의 개소에 발포가 확인된다.
2점···도막 표면의 10% 초과 50% 이내의 개소에 발포가 확인된다.
1점···도막 표면의 50% 초과 100%의 개소에 발포가 확인된다.
[방오도막의 소모도 시험]
50 ㎜×50 ㎜×1.5 ㎜의 경질 염화비닐판에 애플리케이터를 사용하여 실시예 및 비교예의 방오도료 조성물을 건조 도막이 약 150 ㎛가 되도록 도포하고, 이것을 실온(약 20℃)에서 7일간 건조시켜 시험판을 제작하였다.
25℃의 해수를 넣은 항온조에 설치한 회전 드럼의 측면에 이 시험판을 장착하고, 주속 15 노트로 회전시켜서 3개월마다(3개월 후 및 6개월 후)의 방오도막의 소모도(막 두께 감소량, 시험판을 회전 드럼에 장착했을 때의 방오도막의 막 두께에 대한 감소량)를 측정하였다.
도막 소모도는 방오도막의 소모도가 거의 일정한 것이 바람직하고, 구체적으로는 「6개월 후의 막 두께 감소량/3개월 후의 막 두께 감소량」이 바람직하게는 1.8~2.6 정도, 보다 바람직하게는 1.9~2.5 정도의 범위에 있는 것이 바람직하다.
[방오도막의 정치 방오성 시험]
샌드블라스트 처리 강판(세로 300 ㎜×가로 100 ㎜×두께 3.2 ㎜)에 에폭시계 방청도료(에폭시 AC 도료, 상품명 「반노 500」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 그의 건조 막 두께가 약 150 ㎛가 되도록 도포한 후, 그 위에 에폭시계 바인더 도료(상품명 「반노 500N」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 그의 건조 막 두께가 약 100 ㎛가 되도록 도포하였다. 추가로 그 위에 상기 실시예 및 비교예의 방오도료 조성물을 그의 건조 막 두께가 약 100 ㎛가 되도록 1회 도포하고, 실온에서 7일간 건조시켜서 방오도막 부착 시험판을 제작하였다. 또한 상기 3회의 도장은 모두 1 day/1 coat로 하였다.
전술한 바와 같이 하여 제작한 시험판을 히로시마현 히로시마만 내에 12개월간 정치 침지하고, 그동안 3개월마다 방오도막 표면으로의 슬라임을 제외한 해중생물의 부착면적(%)을 측정하였다. 그리고 하기 평가기준에 따라 방오도막의 정치 방오성을 평가하였다.
〔해중생물의 부착면적에 따른 정치 방오성의 평가기준〕
0：해중생물의 부착 없음
0.5：해중생물의 부착면적이 0% 초과 10% 이하
1：해중생물의 부착면적이 10% 초과 20% 이하
2：해중생물의 부착면적이 20% 초과 30% 이하
3：해중생물의 부착면적이 30% 초과 40% 이하
4：해중생물의 부착면적이 40% 초과 50% 이하
5：해중생물의 부착면적이 50% 초과
[옥외 폭로 후의 방오도막의 표면 상태]
샌드블라스트 처리 강판(세로 300 ㎜×가로 100 ㎜×두께 3.2 ㎜)에 에폭시계 방청도료(에폭시 AC 도료, 상품명 「반노 500」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 그의 건조 막 두께가 약 150 ㎛가 되도록 도포한 후, 그 위에 에폭시계 바인더 도료(상품명 「반노 500N」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 그의 건조 막 두께가 약 100 ㎛가 되도록 도포하였다. 추가로 그 위에 상기 실시예 및 비교예의 방오도료 조성물을 그의 건조 막 두께가 약 100 ㎛가 되도록 1회 도포하고, 실온에서 7일간 건조시켜서 방오도막 부착 시험판을 제작하였다. 또한 상기 3회의 도장은 모두 1 day/1 coat로 하였다.
전술한 바와 같이 하여 제작한 시험판을 옥외에 폭로시키고, 6개월 후의 표면 상태를 아래의 평가기준을 토대로 확인하였다.
평가기준
A···변색(백화) 및 선균열은 확인되지 않음
B···변색(백화)이 확인됨
C···선균열이 확인됨
[내손상성(도막 건조성/가압 시험(반목 가압 시험))]
150 ㎜×70 ㎜×3.2 ㎜의 샌드블라스트 처리 강판에 에폭시계 방식 도료(상품명 「반노 500」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 건조 막 두께가 약 150 ㎛가 되도록 도장하고, 실온(약 20℃)에서 1일 건조시켜서 도막을 형성하였다. 이 도막 표면에 추가로 에폭시계 바인더 도료(상품명 「반노 500N」, 주고꾸 도료(주) 제조)를 건조 막 두께가 약 100 ㎛가 되도록 도장하고, 실온(약 20℃)에서 1일 건조시켜서 도막을 형성하였다. 이 도막 표면에 실시예 및 비교예의 방오도료 조성물을 그의 건조 막 두께가 약 160 ㎛가 되도록 도장하고, 실온(약 20℃)에서 1일 건조시켜서 도막을 형성하는 조작을 2번 반복하여 건조 막 두께가 약 320 ㎛인 방오도막 부착 시험판을 제작하였다.
상기 시험판을 실온 23℃에서 추가로 1, 3, 7일 건조한 후 방오도막 상(중앙부)에 30 ㎜×30 ㎜×10 ㎜의 목편을 놓고, 그 목편의 위로부터 방오도막면에 대해 수직방향에서 40 kgf/㎠(3.9 MPa)의 압력을 20분간 가한 후의 방오도막 표면의 상태를 관찰하였다(방오도막의 변형도를 측정하였다).
실시예에서 얻어진 방오도료 조성물로 형성된 도막, 특히 가수분해성 공중합체 조성물(A1-1-1)~(A1-1-3)을 사용하여 얻어진 방오도료 조성물로 형성된 도막은 내손상성 및 도막 건조성이 우수한 것을 알 수 있었다. 한편 비교예에서 얻어진 방오도료 조성물로 형성된 도막은 버사트산을 포함하지 않기 때문에 내손상성과 도막 건조성이 충분하지는 않았다.
Figure 112017049842571-pct00005
Figure 112017049842571-pct00006
Figure 112017049842571-pct00007

Claims (18)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A1) 및 하기 화학식 2로 표시되는 구조단위를 갖는 중합체(A2)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 가수분해성 중합체(A),
    버사트산을 포함하는 3급 카르복실산 성분(B), 및
    방오제 성분(C)
    를 함유하는 방오도료 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112017049842571-pct00008

    [화학식 1 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]
    [화학식 2]
    Figure 112017049842571-pct00009

    [화학식 2 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R2는 유기기를 나타낸다.]
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방오제 성분(C)가 4-브로모-2-(4-클로로페닐)-5-(트리플루오로메틸)-1H-피롤-3-카르보니트릴(C1)을 포함하는 방오도료 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 3급 카르복실산 성분(B)가 방오도료 조성물 100 중량%에 대해 0.1~10 중량%의 비율로 포함되는 방오도료 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3급 카르복실산 성분(B)가 가수분해성 중합체(A) 100 중량부에 대해 0.5~50 중량부의 비율로 포함되는 방오도료 조성물.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 방오제 성분(C)가 상기 (C1) 이외의 방오제를 함유하는 방오도료 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    추가로 탈수제로서 무수석고, 반수석고(소석고), 합성 제올라이트계 흡착제, 오르토에스테르류, 실리케이트류 및 이소시아네이트류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 함유하는 방오도료 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    추가로 염소화 파라핀을 함유하는 방오도료 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 중합체(A1)이 식(I)：CH2＝C(R1)-COO-M-O-CO-C(R1)＝CH2 [식(I) 중 M은 아연 또는 구리를 나타내고, R1은 독립적으로 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다.]으로 표시되는 단량체(a1)으로부터 유도되는 구조단위와, 상기 단량체(a1)과 공중합 가능한 다른 불포화 단량체(a2)로부터 유도되는 구조단위를 갖는 방오도료 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단량체(a1)이 아연 디아크릴레이트, 아연 디메타크릴레이트, 구리 디아크릴레이트 및 구리 디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체인 방오도료 조성물.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 불포화 단량체(a2)가 알킬(메타)아크릴레이트, 알콕시알킬(메타)아크릴레이트 및 히드록시알킬(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 불포화 단량체를 포함하는 방오도료 조성물.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 불포화 단량체(a2)가 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 불포화 단량체를 포함하는 방오도료 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 중합체(A) 중 아연 및 구리로부터 선택되는 하나 이상의 함유량이 상기 중합체(A)의 0.5~25 중량%인 방오도료 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방오도료 조성물로 형성된 방오도막.
  14. 제13항에 기재된 방오도막을 갖는 방오도막 부착 기재.
  15. 해수 또는 담수와 접촉하는 기재의 표면이 제13항에 기재된 방오도막으로 피복되어 있는 방오성 기재.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 해수 또는 담수와 접촉하는 기재가 수중 구조물, 선박 외판 및 어구 중 어느 하나인 방오성 기재.
  17. 하기 공정(A) 및 (B)를 포함하는 방오도막 부착 기재의 제조방법.
    공정(A)：제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방오도료 조성물을 사용하여 기재 상에 도막을 형성하는 공정
    공정(B)：공정(A)에서 형성된 도막을 경화시키는 공정
  18. 하기 공정(A) 및 (B)를 포함하는 기재의 방오방법.
    공정(A)：제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 방오도료 조성물을 사용하여 기재 상에 도막을 형성하는 공정
    공정(B)：공정(A)에서 형성된 도막을 경화시키는 공정
KR1020177014202A 2014-11-26 2015-11-24 방오도료 조성물, 방오도막, 방오도막 부착 기재, 방오성 기재, 방오도막 부착 기재의 제조방법 및 기재의 방오방법 KR101999037B1 (ko)

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