WO2012026237A1 - 防汚塗料組成物、防汚塗料組成物用共重合体、該組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物 - Google Patents

防汚塗料組成物、防汚塗料組成物用共重合体、該組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物 Download PDF

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WO2012026237A1
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WO
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coating film
copolymer
antifouling
monomer
acrylate
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PCT/JP2011/066155
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貴義 藤本
英典 和久
拓也 安井
毛利 喜代美
同 北村
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日東化成株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1656Antifouling paints; Underwater paints characterised by the film-forming substance
    • C09D5/1662Synthetic film-forming substance
    • C09D5/1668Vinyl-type polymers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/08Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests containing solids as carriers or diluents
    • A01N25/10Macromolecular compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/34Shaped forms, e.g. sheets, not provided for in any other sub-group of this main group

Definitions

  • the present invention relates to an antifouling coating composition, a copolymer for the antifouling coating composition, and a coated product having an antifouling coating film formed using the composition on the surface.
  • Aquatic fouling organisms such as barnacles, cell plastics, blue mussels, scallops, sea squirts, blue sea breams, blue sea breams, slime, etc., become submarine structures such as ships (especially ship bottoms), fishing nets, fishing net accessories, etc.
  • Adhering causes problems such as damage to the functions of the ship and the like, and the appearance. Since the ban on the use of organic tin-containing copolymers that have been used in the past, triorganosilyl group-containing copolymers with low toxicity and low environmental impact have been developed and used in antifouling paints.
  • the triorganosilyl group-containing copolymer is a copolymer obtained by copolymerizing a linear silyl ester-containing monomer with an alkyl group such as a tri-n-butylsilyl ester-containing copolymer.
  • the triorganosilyl group-containing copolymer when using a copolymer obtained by copolymerizing a triorganosilyl ester-containing monomer having a branched alkyl group, such as a triisopropylsilyl ester-containing copolymer, as the triorganosilyl group-containing copolymer, although it dissolves at a constant rate in seawater at an early stage, the dissolution rate of the coating film gradually increases and, after a long period of time, the dissolution rate of the coating film becomes too high, and the paint design is difficult. There's a problem. Moreover, the coating film which passed for a long time in seawater may cause coating film abnormalities, such as a crack.
  • a paint containing a triisopropylsilyl ester group-containing copolymer has a resin component that hydrolyzes during storage of the paint due to water contained in the raw materials to produce the paint or water generated during the paint production process.
  • a dehydrating agent or the like.
  • the present invention provides an antifouling coating composition excellent in long-term storage stability, and exhibits stable coating film solubility and antifouling performance without causing coating film abnormalities such as cracks in seawater for a long period of time. It is an object of the present invention to provide a copolymer having a specific structure for forming a highly environmentally safe antifouling coating film that can be maintained.
  • the t-butyldiphenylsilyl acrylate monomer (a) is 55 to 80% by mass, and the ethylenically unsaturated monomer (b) other than the monomer (a) is 20 to 45% by mass.
  • the monomer (b) is selected from the group consisting of methyl methacrylate, butyl (meth) acrylate, and 2-methoxyethyl (meth) acrylate.
  • An antifouling coating composition that is at least one monomer is provided.
  • the present inventors have a problem that the antifouling coating film formed using the antifouling coating material containing t-butyldiphenylsilyl methacrylate copolymer has a problem of coating abnormality such as poor adhesion to underwater structures and cracks.
  • the inventors have come up with a more flexible acrylate instead of methacrylate.
  • the antifouling coating film was formed using the antifouling paint containing tert-butyl diphenylsilyl acrylate copolymer, and the performance evaluation was performed. As a result, excellent results were obtained in the adhesion test and the flexibility test.
  • the t-butyldiphenylsilyl methacrylate copolymer has many The problem was solved. However, when the antifouling coating film formed using the antifouling paint containing the tert-butyldiphenylsilyl acrylate copolymer was studied in more detail, the antifouling coating film was found to be in a relatively short period of time. It has been found that there is a problem that the antifouling performance is lowered.
  • the hydrolysis rate of the t-butyldiphenylsilyl acrylate copolymer is not stable, suggesting that the antifouling performance decreases in a relatively short period of time.
  • the present inventor also examined how the performance of the antifouling coating film changed when the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer was further increased.
  • the ratio of t-butyldiphenylsilyl acrylate is 55 to 80% by mass, excellent results can be obtained.
  • it exceeds 80% by mass the duration of the antifouling performance is shortened. It was.
  • the present inventor investigated this cause, and when the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer exceeded 80% by mass, the dissolution rate of the coating film increased with the lapse of time. It was found that the cause was that the drug in the coating film disappeared early.
  • an antifouling coating film capable of maintaining antifouling performance for a long period of time can be formed by using an antifouling coating composition containing copolymer A obtained by copolymerization of Further, the antifouling paint composition of the present invention is particularly excellent in the storage stability of the paint as compared with conventional antifouling paint compositions containing a triisopropylsilyl ester-containing copolymer and the like.
  • the monomer (a) in the copolymer A has a slow hydrolysis rate from acidic to neutral, but has a high hydrolysis rate under alkaline conditions of weak alkalinity (pH 8-9) or higher. It is thought to be attributed to the property, and when water is mixed during the production or storage of the antifouling paint, it is difficult to be hydrolyzed and has excellent storage stability of the paint. On the other hand, in an alkaline condition of weak alkalinity (pH 8 to 9) or more, that is, in seawater, an appropriate hydrolysis rate is exhibited and an excellent antifouling effect can be exhibited for a long time.
  • an antifouling paint composition capable of forming an antifouling coating film which is excellent in storage stability and maintains a high antifouling performance over a long period of time.
  • the antifouling paint composition of the present invention comprises 55 to 80% by mass of a t-butyldiphenylsilyl acrylate monomer (a) and an ethylenically unsaturated monomer other than the monomer (a). And a copolymer A obtained by copolymerizing 20 to 45% by mass of the body (b).
  • Copolymer A is composed of 55 to 80% by mass of t-butyldiphenylsilyl acrylate monomer (a) and 20 to 45% by mass of ethylenically unsaturated monomer (b) other than monomer (a). Are obtained by copolymerization.
  • the monomer (a) is obtained by reacting a readily available diphenyldichlorosilane with a Grignard reagent or the like, filtering the reaction solution after completion of the reaction, and removing t-butyldiphenylchlorosilane obtained by removing the produced magnesium salt. It can be easily obtained by reacting with acrylic acid or the like under basic conditions and treating according to a conventional method.
  • the intermediate t-butyldiphenylchlorosilane and the monomer (a) can be used after being purified by distillation under reduced pressure if necessary, and the monomer (a) is used for ensuring storage stability.
  • General polymerization inhibitors such as hydroquinone, methoquinone and BHT can be contained.
  • the ethylenically unsaturated monomer (b) other than the monomer (a) is at least one selected from the group consisting of methyl methacrylate, butyl (meth) acrylate, and 2-methoxyethyl (meth) acrylate. Is a monomer.
  • the monomer (b) preferably contains methyl methacrylate, and the ratio of methyl methacrylate in the ethylenically unsaturated monomer is 15 to 90% by mass is preferable, and 30 to 90% by mass is more preferable. This ratio is, for example, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 mass%, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the monomer (b) preferably further contains 2-methoxyethyl (meth) acrylate, preferably 10 to 85% by mass, more preferably 10 to 60% by mass in the ethylenically unsaturated monomer. preferable.
  • the monomer (b) may contain only one of 2-methoxyethyl acrylate and 2-methoxyethyl methacrylate or both. When both are included, the proportion of 2-methoxyethyl methacrylate is preferably 80 to 95 parts by mass, when the total of 2-methoxyethyl acrylate and 2-methoxyethyl methacrylate is 100 parts by mass. This ratio is 80, 85, 90, and 95% by mass, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
  • a preferred embodiment of the copolymer A contained in the composition of the present invention is 55 to 80% by mass of a t-butyldiphenylsilyl acrylate monomer (a), methyl methacrylate, butyl (meth) acrylate, ( It is a copolymer of 20 to 45% by mass of at least one monomer (b) selected from 2-methoxyethyl acrylate, and a more preferred embodiment is a t-butyldiphenylsilyl acrylate monomer ( a) 55 to 70% by mass of at least one monomer selected from methyl methacrylate, butyl (meth) acrylate and 2-methoxyethyl (meth) acrylate (b) 30 to 45% by mass It is a polymer.
  • the proportion of the monomer (a) in the copolymer is, for example, 55, 58, 60, 65, 70, 75, 80% by mass, and within the range between any two of the numerical values exempl
  • the weight average molecular weight (Mw) of the copolymer A is preferably 10,000 to 100,000, and particularly preferably 20,000 to 70,000.
  • Mw weight average molecular weight
  • the coating film does not become brittle, and the coating film is moderately dissolved, so that a desired antifouling effect can be effectively exhibited.
  • Examples of the method for measuring Mw include gel permeation chromatography (GPC).
  • Copolymer A is a random copolymer of monomer (a) and monomer (b), an alternating copolymer, a periodic copolymer, or a block copolymer. May be.
  • the copolymer A can be obtained, for example, by polymerizing the monomer (a) and the monomer (b) in the presence of a polymerization initiator.
  • the same polymerization initiators as those exemplified above can be used alone or in combination of two or more.
  • the polymerization initiator AIBN and t-butylperoxy 2-ethylhexanoate are particularly preferable.
  • the molecular weight of the copolymer A can be adjusted by appropriately setting the amount of the polymerization initiator used.
  • Examples of the polymerization method include solution polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, and suspension polymerization.
  • the solution polymerization is particularly preferable because the copolymer A can be obtained simply and accurately.
  • an organic solvent may be used as necessary.
  • the organic solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as xylene and toluene; aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and heptane; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, and methoxypropyl acetate; isopropyl
  • examples include alcohol solvents such as alcohol and butyl alcohol; ether solvents such as dioxane, diethyl ether, and dibutyl ether; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
  • an aromatic hydrocarbon solvent is particularly preferable, and xylene is more preferable. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
  • the reaction temperature in the polymerization reaction may be appropriately set according to the kind of the polymerization initiator and the like, and is usually 70 to 140 ° C., preferably 80 to 120 ° C.
  • the reaction time in the polymerization reaction may be appropriately set according to the reaction temperature and the like, and is usually about 4 to 8 hours.
  • the polymerization reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas or argon gas.
  • the content of the copolymer A in the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually 20 to 70% by mass, preferably 40 to 60% by mass in the solid content of the composition of the present invention.
  • the content of the copolymer A is 20% by mass to 70% by mass, an appropriate coating film dissolution rate and coating film physical properties in seawater can be obtained, and stable surface renewability can be maintained over a long period of time. An antifouling effect can be exhibited effectively. Moreover, the recoat performance which was excellent in the coating film can be exhibited.
  • an antifouling agent B In addition to the copolymer A, an antifouling agent B, an elution regulator C, a plasticizer D, another resin E, and the like can be blended in the antifouling coating composition in the present invention, if necessary. . Thereby, the more outstanding antifouling effect can be exhibited.
  • the antifouling agent B is not particularly limited as long as it is a substance having a killing or repelling action against a marine fouling organism.
  • medical agent are mentioned.
  • inorganic agents include cuprous oxide, copper thiocyanate (generic name: rhodan copper), cupronickel, copper powder, and the like. Of these, cuprous oxide and rhodan copper are particularly preferred.
  • organic agents examples include organic copper compounds such as 2-mercaptopyridine-N-oxide copper (generic name: copper pyrithione), 2-mercaptopyridine-N-oxide zinc (generic name: zinc pyrithione), and zinc ethylenebisdithiocarbamate.
  • organic copper compounds such as 2-mercaptopyridine-N-oxide copper (generic name: copper pyrithione), 2-mercaptopyridine-N-oxide zinc (generic name: zinc pyrithione), and zinc ethylenebisdithiocarbamate.
  • zinc pyrithione, copper pyrithione, pyridine / triphenylborane, 4-isopropylpyridyl-diphenylmethylborane, betoxazine, dineb, cineine 211 and irgarol 1051 are preferable, and copper pyrithione, zinc pyrithione, pyridine / triphenylborane and betoxazine are more preferable. preferable.
  • Antifouling agents B include cuprous oxide, rhodan copper, zinc pyrithione, copper pyrithione, pyridine / triphenylborane, 4-isopropylpyridyl-diphenylmethylborane, betoxazine, dinebu, cineine 211 and irgarol 1051, trifluanid, diclofluuride. Cuprous oxide, copper pyrithione, zinc pyrithione, pyridine triphenylborane and betoxazine are more preferred. These antifouling agents can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the antifouling agent B in the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually 0.1 to 75% by mass, preferably 1 to 60% by mass in the solid content of the composition of the present invention.
  • the content of the antifouling agent B is less than 0.1% by mass, a sufficient antifouling effect may not be obtained.
  • the content of the antifouling agent B exceeds 75% by mass, the formed coating film is fragile, and further, the adhesion to the coating film formation is weak and the function as the antifouling coating film cannot be sufficiently performed. .
  • ⁇ Elution regulator C examples include rosin, rosin derivatives and their metal salts, monocarboxylic acids and salts thereof, or alicyclic hydrocarbon resins.
  • Examples of the rosin include tall oil rosin, gum rosin, and wood rosin.
  • Examples of the rosin derivative include hydrogenated rosin, disproportionated rosin, maleated rosin, formylated rosin, and polymerized rosin.
  • As the metal salt of rosin and the metal salt of rosin derivative a reaction product of a metal compound and rosin can be used.
  • Examples of the metal salt of rosin include gum rosin zinc (or copper) salt, wood rosin zinc (or copper) salt, Examples include tall oil rosin zinc (or copper) salt.
  • rosin zinc (or copper) salt hydrogenated rosin zinc (or copper) salt, disproportionated rosin zinc (or copper) salt, maleated rosin zinc (or copper) salt, formylated rosin zinc (or copper) salt, polymerization Examples include rosin zinc (or copper) salt.
  • Examples of the monocarboxylic acid include fatty acids having about 5 to 30 carbon atoms, synthetic fatty acids, and naphthenic acids.
  • Examples of the monocarboxylic acid salt include a copper salt, a zinc salt, a magnesium salt, and a calcium salt.
  • Examples of the alicyclic hydrocarbon resin include quinton 1500, 1525L, 1700 (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) and the like as commercially available products.
  • the composition of the present invention is at least one selected from the group consisting of rosin, rosin derivatives, and metal salts thereof, as the elution modifier C, in that it can impart moderate elution promoting properties to the composition of the present invention.
  • the content of the elution regulator C in the composition of the present invention is usually 1 to 80 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the copolymer A.
  • the elution control agent C is less than 1 part by weight, the effect of preventing the adhesion of bioaffouling organisms, particularly the effect of preventing the adhesion of bioaffouling organisms during the outfitting period cannot be expected.
  • the content of the elution regulator C exceeds 80 parts by weight, defects such as cracks and peeling are likely to occur in the coating film, and there is a possibility that the effect of preventing the adhesion of bioaffouling soiling organisms may not be exhibited sufficiently.
  • the content of the elution regulator C is, for example, 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, based on 100 parts by weight of the copolymer A. 70, 75, and 80 parts by weight, and may be within the range of any two numerical values exemplified here.
  • plasticizer D By including the plasticizer D in the antifouling coating composition of the present invention, the plasticity of the composition can be improved, and as a result, a tough coating film can be suitably formed.
  • plasticizer D examples include phosphate esters such as tricresyl phosphate, trioctyl phosphate and triphenyl phosphate, phthalates such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate, and adipine such as dibutyl adipate and dioctyl adipate.
  • phosphate esters such as tricresyl phosphate, trioctyl phosphate and triphenyl phosphate
  • phthalates such as dibutyl phthalate and dioctyl phthalate
  • adipine such as dibutyl adipate and dioctyl adipate.
  • Acid esters dibutyl sebacate, sebacic acid esters such as dioctyl sebacate, epoxidized soybean oil, epoxidized oil such as epoxidized linseed oil, alkyl vinyl ether polymers such as methyl vinyl ether polymer, ethyl vinyl ether polymer, Polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, t-nonyl pentasulfide, petrolatum, polybutene, trimellitic acid tris (2-ethylhexyl), silicone oil , Liquid paraffin, chlorinated paraffin and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the plasticizer D in the composition of the present invention is usually 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the copolymer A.
  • ⁇ Other resin E> By including the other resin E in the antifouling paint composition of the present invention, the cost can be reduced without impairing the effects of the present invention, and a synergistic effect with the physical properties of the resin E can be obtained. it can.
  • other resins E include metal carboxylate-containing polymers, trialkylsilyl ester group-containing polymers, other (meth) acrylic resins, alkyd resins, polyester resins, chlorinated rubber resins, and vinyl resins.
  • the metal carboxylate-containing polymer has at least one general formula (1) in the molecule.
  • -COO-MY (1) [Wherein M is a metal selected from Cu, Zn, Ca and Mg. Y is an organic acid residue. ]
  • the polymer etc. which have the metal carboxylate group represented by these are mentioned.
  • M is Cu or Zn
  • Y is a residue of an organic acid selected from naphthenic acid, rosin (derivatives) and (meth) acrylic acid. Is particularly preferred.
  • trialkylsilyl ester group-containing polymer examples include triisopropylsilyl (meth) acrylate and tributylsilyl (meth) acrylate.
  • the other resin E in the composition of the present invention can be contained within a range in which an appropriate coating dissolution rate and coating film physical properties in seawater are not impaired, and the content thereof is 100 weight of the copolymer A.
  • the amount is 1 to 200 parts by weight, preferably 20 to 100 parts by weight per part.
  • pigments, dyes, antifoaming agents, anti-sagging agents, dispersants, anti-settling agents, dehydrating agents, organic solvents, and the like can be added to the antifouling coating composition of the present invention as necessary.
  • pigment examples include zinc oxide, bengara, talc, titanium oxide, silica, calcium carbonate, barium sulfate, calcium oxide, and magnesium oxide. These can be used alone or in combination of two or more.
  • dyes include various organic dyes that are soluble in organic solvents.
  • antifoaming agents examples include silicone resin-based antifoaming agents and acrylic resin-based antifoaming agents.
  • anti-sagging agent examples include fatty acid amide wax and polyethylene oxide.
  • dehydrating agent examples include anhydrous gypsum, synthetic zeolite adsorbent, orthoesters, silicates such as tetraethoxysilane, isocyanates, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • organic solvent examples include those usually blended in antifouling paints such as aliphatic solvents, aromatic solvents, ketone solvents, ester solvents, ether solvents and the like. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the antifouling paint composition of the present invention can be produced, for example, by mixing and dispersing a mixed solution containing the copolymer A or the like using a disperser.
  • the mixed solution is preferably a solution obtained by dissolving or dispersing various materials such as the copolymer A in a solvent.
  • a solvent the thing similar to the said organic solvent can be used.
  • the disperser for example, one that can be used as a fine pulverizer can be suitably used.
  • a commercially available homomixer, sand mill, bead mill or the like can be used.
  • the mixed solution may be mixed and dispersed using a container provided with a stirrer to which glass beads for mixing and dispersing are added.
  • Antifouling treatment method, antifouling coating film , and coated article forms an antifouling coating film on the surface of a coating film-forming article using the antifouling coating composition.
  • the antifouling coating film gradually dissolves from the surface and the coating film surface is constantly renewed, thereby preventing the adhesion of chickenpox fouling organisms.
  • the antifouling effect can be exhibited continuously by overcoating the said composition.
  • Examples of the coating film formation include ships (particularly ship bottom), fishing equipment, underwater structures, and the like.
  • Examples of the fishery tools include aquaculture or stationary fishing nets, fishing net accessories such as floats and ropes used in the fishing nets, and the like.
  • Examples of the underwater structure include a power plant conduit, a bridge, a port facility, and the like.
  • the antifouling coating film can be formed by applying the antifouling coating composition to the surface (entirely or partly) of the coating film forming article.
  • Examples of the application method include brush coating, spraying, dipping, flow coating, and spin coating. These may be used alone or in combination of two or more. After application, dry.
  • the drying temperature may be room temperature. What is necessary is just to set drying time suitably according to the thickness etc. of a coating film.
  • the antifouling coating film of the present invention formed using the antifouling coating composition exhibits an appropriate coating film dissolution rate and coating film properties in seawater, and can maintain a stable surface renewability over a long period of time.
  • the desired antifouling effect can be effectively exhibited.
  • it has the advantage that the outstanding recoat performance of a coating film can be exhibited.
  • the thickness of the antifouling coating film may be set as appropriate according to the type of coating film formation, the navigation speed of the ship, the seawater temperature, and the like. For example, when the coating film forming object is the bottom of a ship, the thickness of the antifouling coating film is usually 50 to 500 ⁇ m, preferably 100 to 400 ⁇ m.
  • the antifouling coating film of the present invention has an appropriate hardness. That is, the antifouling coating film of the present invention has a hardness that does not cause coating film abnormality such as cold flow.
  • the coated article of the present invention has the antifouling coating film on the surface.
  • the coated product of the present invention may have the antifouling coating film on the entire surface or a part thereof. Since the coated product of the present invention has a coating film excellent in long-term stable surface renewability and recoatability by improving an appropriate coating film dissolution rate and coating film properties in seawater, In particular, it can be suitably used as ship bottoms), fishing equipment, underwater structures and the like.
  • the antifouling coating film when the antifouling coating film is formed on the ship bottom surface of the ship, the antifouling coating film gradually dissolves from the surface, and the coating film surface is constantly renewed, thereby preventing adhesion of waterpox fouling organisms. it can. Moreover, the hydrolysis rate of the antifouling coating film is suitably suppressed. Therefore, the ship can maintain antifouling performance for a long period of time. For example, even in a stationary state such as during berthing or during outfitting, there is little adhesion and accumulation of Minamata fouling organisms, and the antifouling effect can be exhibited for a long period of time.
  • the antifouling coating on the surface basically does not crack or peel off. Therefore, it is not necessary to perform another operation such as forming a coating film after the coating film is completely removed. Therefore, an antifouling coating film can be suitably formed by directly overcoating the antifouling coating film composition. Thereby, it is possible to easily and continuously maintain the antifouling performance at low cost.
  • the viscosity is a measured value at 25 ° C., and is a value determined by a B-type viscometer.
  • the weight average molecular weight (Mw) is a value (polystyrene conversion value) determined by GPC.
  • the conditions of GPC are as follows. Equipment: HLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation Column: TSKgel SuperHZM-M (Tosoh Corporation) 2 flow rate: 0.35 mL / min Detector ... RI Column thermostatic chamber temperature: 40 ° C Eluent: THF The heating residue is a value obtained by heating at 125 ° C. for 1 hour.
  • the unit of the compounding quantity of each component in Table 1 is g.
  • Production Example 7 (Production of copolymer solution A-7) In a four-necked flask equipped with a thermometer, a reflux condenser, a stirrer, and a dropping funnel, 50 g of PGM (propylene glycol methyl ether) and 130 g of xylene were charged, and then stirred at 100 ⁇ 2 ° C. in a nitrogen atmosphere.
  • PGM propylene glycol methyl ether
  • Production Example 8 (Production of copolymer solution A-8) To a four-necked flask equipped with a thermometer, reflux condenser, stirrer, and dropping funnel, 325 g of xylene and 100 g of n-butanol were added and heated to 100-110 ° C., and then t-butyl acrylate in a nitrogen atmosphere A mixed solution of 275 g of diphenylsilyl, 10 g of acrylic acid, 75 g of ethyl acrylate, 90 g of cyclohexyl methacrylate, and 12 g of azobisisobutyronitrile (initial addition) was added dropwise over 4 hours. The mixture was kept at 110 ° C.
  • the dropping funnel is changed to a decanter, 74.9 g of copper propionate, 91.1 g of naphthenic acid, and 50 g of deionized water are added, heated to 100 ° C., and the propionic acid and water produced by the reaction are removed.
  • the reaction end point was determined by quantifying acetic acid in the distillate solvent.
  • the obtained varnish had a heating residue of 50.3%, a weight average molecular weight of 8,000, and a viscosity of 185 cps / 25 ° C.
  • Comparative production examples 1 to 4 Using the organic solvent, monomer, and polymerization initiator shown in Table 1, a polymerization reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1 to obtain copolymer solutions C-1 to C-4.
  • Table 1 shows the viscosity, heating residue, and Mw of each copolymer solution obtained.
  • Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 Manufacture of coating compositions
  • the components shown in Table 2 were blended in the proportions (mass%) shown in Table 2, and were mixed and dispersed with glass beads having a diameter of 1.5 to 2.5 mm to produce a coating composition.
  • Test Example 1 (Paint stability test) The coating compositions obtained in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 were sealed in 100 ml wide-mouth tin cans and stored in a 45 ° C. incubator for 3 months. Measured with a viscometer. Evaluation was performed by the following method.
  • Viscosity change of the paint from 500 to 5000 mPa ⁇ s / 25 ° C (slightly thickened)
  • Viscosity change of the paint is over 5000 mPa ⁇ s / 25 ° C.
  • Test Example 2 Coating adhesion test
  • the coating adhesion test was performed in accordance with the provisions of JIS K-5600-5-6. Specifically, the coating compositions obtained in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 were dried on a blasted tin plate (75 ⁇ 150 ⁇ 2 mm) with a dry coating thickness of about 100 ⁇ m. After being applied and dried at 40 ° C. for 1 day, an adhesion test was conducted. Evaluation was performed by the following method. The dried coating film was cut with a cutter with 11 vertical and horizontal scratches reaching the base (tinplate) in a grid pattern to make 100 squares of 2 mm square.
  • a cellophane tape (Nichiban Co., Ltd., tape width: 24 mm) is applied to the 100 squares so that no air bubbles enter, and one end of this tape is held in hand to quickly peel it off.
  • Test Example 3 Coating film flexibility test
  • the coating compositions obtained in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 were applied to a blasted tin plate (75 ⁇ 150 ⁇ 2 mm) so that the thickness as a dry coating film was about 100 ⁇ m. After drying at 0 ° C. for one day, the state of the folded coating film was confirmed by visual observation at 90 degrees. Evaluation was performed by the following method. :: Almost no cracks occurred ⁇ : Fine cracks occurred ⁇ : Large cracks occurred ⁇ : Part of the coating film was easily peeled Table 3 shows the results. From Table 3, it can be seen that the coating films formed using the coating compositions of the present invention (Examples 1 to 19) hardly generate cracks in the flexibility test. Further, in Example 5 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer was 80% by mass, the flexibility was slightly inferior compared to the other examples.
  • Test Example 4 (Rotary test) A rotating drum having a diameter of 515 mm and a height of 440 mm was attached to the center of the water tank so that it could be rotated by a motor. In addition, a cooling device for keeping the temperature of the seawater constant and an automatic pH controller for keeping the pH of the seawater constant were attached. Two test plates were prepared according to the following method. First, a rust preventive coating film was formed by applying a rust preventive paint (vinyl A / C) on a hard PVC plate (75 ⁇ 150 ⁇ 1 mm) so that the thickness after drying was about 50 ⁇ m and drying.
  • a rust preventive paint (vinyl A / C)
  • the coating compositions obtained in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 were each applied on the rust-preventing coating film so that the thickness after drying was about 300 ⁇ m.
  • the obtained coated material was dried at 40 ° C. for 3 days to prepare a test plate having a dry coating film having a thickness of about 300 ⁇ m.
  • One of the produced test plates was fixed to the rotating drum of the rotating device of the apparatus so as to contact seawater, and the rotating drum was rotated at a speed of 20 knots. Meanwhile, the temperature of the seawater was kept at 25 ° C. and the pH was kept at 8.0 to 8.2, and the seawater was changed every week.
  • each test plate is measured with a laser focus displacement meter at the initial stage and every 3 months after the start of the test, and the dissolved film thickness is calculated from the difference ( ⁇ m / month ) In addition, the said measurement was performed for 24 months and the said coating-film melt
  • the coating films formed using the coating compositions of the present invention have a dissolution amount in seawater of about 3 to 5 ⁇ m per month (annual average). Recognize. Further, it can be seen that the coating film formed using the coating composition of the present invention is stably dissolved for a long period of time because the coating film dissolution rate is suppressed to some extent. And since the coating film formed using the coating composition of this invention is excellent in water resistance, and does not produce a crack, a hair crack, etc., it can maintain antifouling performance for a long period of time.
  • Example 5 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer was 80% by mass, the state of the coating film after 24 months was slightly inferior compared to the other examples.
  • the coating film formed using the coating composition of Comparative Example 3 cannot exhibit sufficient antifouling performance because the dissolution rate of the coating film is very small.
  • the coating film is too hard, the water resistance is poor, and abnormalities of the coating film such as cracks and peelings occur during the test.
  • the coating film formed using the coating composition of Comparative Example 4 cannot exhibit antifouling performance for a long time because the dissolution rate of the coating film in seawater increases with time.
  • Comparative Example 1 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer was 54% by mass, the coating state after 24 months was good, but the average coating after 12 to 24 months It was found that the dissolution amount was greatly reduced from the initial to 12 months, and the dissolution rate of the coating film was not stable. Furthermore, in Comparative Example 2 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer is 85% by mass, the coating state after 24 months is poor and the average coating amount dissolved after 12 to 24 months is low. It was found that the coating film dissolution rate was not stable because the coating film dissolution rate was larger than that of the initial to 12 months.
  • Test Example 5 Anti-fouling test
  • the coating compositions obtained in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 4 were applied on both sides of a hard PVC plate (100 ⁇ 200 ⁇ 2 mm) so that the thickness as a dry coating film was about 200 ⁇ m.
  • the obtained coated material was dried at room temperature (25 ° C.) for 3 days to prepare a test plate having a dry coating film having a thickness of about 200 ⁇ m.
  • the test plate was immersed in 1.5 m below the sea surface in Owase City, Mie Prefecture, and the test plate was observed for fouling due to deposits for 24 months. Evaluation was performed by visually observing the state of the coating film surface, and was judged according to the following criteria.
  • No fouling organisms such as shellfish and algae adhere, and there is almost no slime.
  • Level at which fouling organisms such as shellfish and algae are not attached, and slime is thin (approx. ⁇ : No fouling organisms such as shellfish and algae adhere, but the slime is so thick that the surface of the coating cannot be seen and cannot be removed even if wiped with a brush.
  • Level at which fouling organisms such as shellfish and algae adhere
  • Example 5 The results are shown in Table 5. From Table 5, it can be seen that the coating films formed using the coating compositions of the present invention (Examples 1 to 19) are free from the attachment of fouling organisms such as shellfish and algae after a 36-month test. However, in Examples 1 and 5 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer was 55% by mass or 80% by mass, the antifouling performance slightly decreased after 36 months. On the other hand, in the example in which this ratio is 60 to 70% by mass, the antifouling performance was not deteriorated even after 36 months. In Examples 7 to 8 and Examples 18 to 19 containing the metal carboxylate-containing copolymer, the antifouling performance slightly decreased after 36 months.
  • the antifouling performance was not deteriorated even after 36 months.
  • the coating film formed using the coating composition of Comparative Example 1 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer is 54% by mass has a thin slime deposit after 24 months. After 36 months, fouling organisms were attached.
  • Comparative Example 2 in which the proportion of t-butyldiphenylsilyl acrylate in the copolymer was 85% by mass a thin slime adhered after 24 months and a thick slime adhered after 36 months.
  • fouling organisms such as shellfish and algae adhered violently to the coating film formed using the coating compositions of Comparative Examples 3 and 4.

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Abstract

長期保存安定性に優れた防汚塗料組成物を提供し、かつ、海水中において長期間にわたりクラック等の塗膜異常を起こすことなく、安定した塗膜溶解性および防汚性能を維持できる、環境安全性の高い防汚塗膜を形成するための特定構造を有する共重合体を提供する。本発明によれば、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られる共重合体Aを含み、前記単量体(b)が、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である防汚塗料組成物が提供される。

Description

防汚塗料組成物、防汚塗料組成物用共重合体、該組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物
 本発明は、防汚塗料組成物、防汚塗料組成物用共重合体、該組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物に関する。
 フジツボ、セルプラ、ムラサキイガイ、フサコケムシ、ホヤ、アオノリ、アオサ、スライム等の水棲汚損生物が、船舶(特に船底部分)や漁網類、漁網付属具等の漁業具や発電所導水管等の水中構造物に付着することにより、それら船舶等の機能が害される、外観が損なわれる等の問題がある。
 従来使用されていた有機錫含有共重合体の使用禁止以降、毒性が低く環境への負荷が少ないトリオルガノシリル基含有共重合体が開発され、防汚塗料に使用されてきた。
 前記トリオルガノシリル基含有共重合体として、トリn-ブチルシリルエステル含有共重合体のようなアルキル基が直鎖状のシリルエステル含有単量体を共重合してなる共重合体を用いる場合、塗膜の加水分解速度が非常に早く耐水性も悪いため、塗膜の溶解速度のコントロールが難しいという問題があった(特許文献3)。
 また、前記トリオルガノシリル基含有共重合体として、トリイソプロピルシリルエステル含有共重合体のようなアルキル基が分岐したトリオルガノシリルエステル含有単量体を共重合してなる共重合体を用いる場合、初期の段階では、海水中で一定の速度で溶解するものの、塗膜の溶解速度が徐々に大きくなり長期間経過すると、塗膜の溶解速度が大きくなりすぎてしまい、塗料設計が困難であるという問題がある。また、海水中において長期間経過した塗膜は、クラック等の塗膜異常を引き起こす場合がある。また、トリイソプロピルシリルエステル基含有共重合体を含む塗料は、塗料を製造するために原材料等に含まれる水分、または塗料の製造過程において発生する水により、塗料保存中に樹脂成分が加水分解を起こしやすく、塗料の増粘、ゲル化等を誘引するという問題がある。この問題を解決するために脱水剤等を配合することが提案されている。しかし、脱水剤によって一定の効果はあるものの、完全に解決されるわけではなく、長期保存には増粘、ゲル化等の懸念がある。また、原材料の取り扱いについても、水分に対する注意が必要となり、作業効率が悪いという問題があった (特許文献1、2、4~7)。
 さらに、前記トリオルガノシリルエステル基含有共重合体として、メタクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体を用いることも提案されているが、海水中での塗膜溶解速度が小さすぎるために所望の防汚効果が得られず、また、塗膜硬度が高くなり過ぎてしまい、水中構造物への接着性不良やクラック等の塗膜異常を引き起こすという問題があった (特許文献1、2、4~7)。
 このように、海水中で長期にわたりクラック等の塗膜異常を起こすことなく、適度な加水分解性を持続しつづけ、かつ、長期保存安定性に優れた防汚塗料組成物はこれまでになかった。
特開平7-102193公報 特開平8-269390公報 特開平9-194790公報 特開平10-30071公報 特開2001-226440公報 特開2003-261816公報 特開2005-082725公報
 本発明は、長期保存安定性に優れた防汚塗料組成物を提供し、かつ、海水中において長期間にわたりクラック等の塗膜異常を起こすことなく、安定した塗膜溶解性および防汚性能を維持できる、環境安全性の高い防汚塗膜を形成するための特定構造を有する共重合体を提供することを課題とする。
 本発明によれば、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られる共重合体Aを含み、前記単量体(b)が、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である防汚塗料組成物が提供される。
 本発明者らは、メタクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体を含む防汚塗料を用いて形成した防汚塗膜が有する、水中構造物への接着性不良やクラック等の塗膜異常という課題を解決するために、メタクリレートの代わりに、より柔軟性が高いアクリレートを採用することを思い付いた。そこで、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体を含む防汚塗料を用いて防汚塗膜を形成し、その性能評価を行った。その結果、付着性試験や屈曲性試験において非常に優れた結果が得られた。また、長期間経過後の塗膜状態を観察してもクラック等の塗膜異常が見られず、メタクリレートの代わりにアクリレートを採用することによって、メタクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体が有する多くの問題点が解決することが分かった。
 ところが、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体を含む防汚塗料を用いて形成した防汚塗膜についてさらに詳細に検討を進めたところ、この防汚塗膜は、比較的短期間のうちに防汚性能が低下してしまうという問題があることが分かった。このような問題点は、従来は認識されておらず、防汚性能が低下する原因は不明であった。
 本発明者はこの課題を解決するために鋭意検討を行ったところ、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が長期防汚性能と強く相関していることを見出し、そして、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合を55質量%以上にすることによって、防汚性能の維持時間が格段に向上することを見出した。55質量%以上の場合にこのような優れた効果が得られることの理由は完全には明らかではない。塗膜の溶解速度についての試験を行ったところ、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が55質量%以上の場合には長期間に渡って塗膜の溶解速度が一定であるのに対し、54質量%以下の場合には塗膜の溶解速度が時間の経過と共に低下してしまうことが分かった。このことは、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体を安定的に加水分解させるためには、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合を55質量%以上にすることが必須であり、それよりも低い割合の場合にはアクリル酸t-ブチルジフェニルシリル共重合体の加水分解速度が安定せず、その結果、防汚性能が比較的短期間で低下することを示唆している。
 また、本発明者は、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合をさらに高めていった場合に防汚塗膜の性能がどのように変化するのかについて調べたところ、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が55~80質量%の場合には、優れた結果が得られるが、80質量%を超えると防汚性能の持続時間が短くなってしまうことが分かった。本発明者はこの原因について調べたところ、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が80質量%を超えると、塗膜の溶解速度が時間の経過と共に上昇してしまい、その結果、塗膜中の薬剤が早期に消失してしまうことに原因があると分かった。
 以上の知見により、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られる共重合体Aを含む防汚塗料組成物を用いれば、防汚性能が長期間維持可能な防汚塗膜が形成可能であることが分かった。
 また、本発明の防汚塗料組成物は、トリイソプロピルシリルエステル含有共重合体等を含む従来の防汚塗料組成物と比較して、塗料の貯蔵安定性が特に優れる。これは、共重合体A中の単量体(a)が、酸性から中性付近では加水分解速度が遅いが、弱アルカリ性(pH8~9)以上のアルカリ性条件では加水分解速度が速いという特異な性質を持つことに起因しているものと考えられ、防汚塗料の製造時または保存時に水分が混入した場合においては加水分解されにくく塗料の貯蔵安定性に優れる。一方、弱アルカリ性(pH8~9)以上のアルカリ性条件、つまり海水中においては、適度な加水分解速度を発揮し、長期間優れた防汚効果を発揮できる。
 本発明によれば、貯蔵安定性に優れ、且つ長期間に渡って高い防汚性能が維持される防汚塗膜を形成可能な防汚塗料組成物が提供される。
 以下、本発明について詳細を説明する。

防汚塗料組成物
 本発明の防汚塗料組成物は、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られる共重合体Aを含む。
 
 <共重合体A>
  共重合体Aは、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られるものである。
 前記単量体(a)は、入手容易なジフェニルジクロロシランにグリニャール試薬等を反応させ、反応終了後、反応液を濾過し、生成したマグネシウム塩を除去することで得られるt-ブチルジフェニルクロロシランを塩基条件でアクリル酸等と反応させ、常法に従って処理することにより容易に得られる。中間体のt-ブチルジフェニルクロロシラン及び単量体(a)は、必要に応じて減圧蒸留で精製して使用することができ、また、単量体(a)は貯蔵安定性確保のために、ハイドロキノン、メトキノン、BHT等の一般的な重合禁止剤を含有することができる。
 前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)は、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である。
 また、単量体(b)を二種以上で用いる場合、単量体(b)はメタクリル酸メチルを含むことが好ましく、エチレン性不飽和単量体中のメタクリル酸メチルの割合は、15~90質量%が好ましく、30~90質量%がさらに好ましい。この割合は、例えば、15、20、30、40、50、60、70、80、90質量%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。また、単量体(b)は、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルをさらに含むことが好ましく、エチレン性不飽和単量体中の10~85質量%が好ましく、10~60質量%がさらに好ましい。この割合は、例えば、10、20、30、40、50、60、70、80、85質量%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。単量体(b)は、アクリル酸2-メトキシエチルとメタクリル酸2-メトキシエチルのうちの一方のみを含んでもよく、両方を含んでもよい。両方を含む場合、メタクリル酸2-メトキシエチルの割合は、アクリル酸2-メトキシエチルとメタクリル酸2-メトキシエチルの合計を100質量部とした場合に、80~95質量部が好ましい。この割合は、80,85,90,95質量%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。
 本発明の組成物中に含まれる共重合体Aの好ましい態様は、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルから選ばれる少なくとも1種の単量体(b)20~45質量%との共重合体であり、さらに好ましい態様は、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~70質量%と、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルから選ばれる少なくとも1種の単量体(b)30~45質量%との共重合体である。共重合体中の単量体(a)の割合は、例えば、55,58,60,65,70,75,80質量%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。
 共重合体Aの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは、10,000~100,000であり、特に好ましくは、20,000~70,000である。Mwが10,000~100,000の場合、塗膜が脆くならず、かつ、塗膜の溶解が適度であるため、所望の防汚効果を有効に発揮できる。Mwの測定方法としては、例えばゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)が挙げられる。
 共重合体Aは、単量体(a)と単量体(b)とのランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、又はブロック共重合体のいずれの共重合体であってもよい。共重合体Aは、例えば、重合開始剤の存在下、単量体(a)及び単量体(b)を重合させることにより得ることができる。
 前記重合反応において使用される重合開始剤としては、上記例示の重合開始剤と同様のものを単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。前記重合開始剤としては、特に、AIBN及びt-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエートが好ましい。重合開始剤の使用量を適宜設定することにより、共重合体Aの分子量を調整することができる。
 重合方法としては、例えば、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合等が挙げられる。この中でも特に、簡便に、且つ、精度良く、共重合体Aを得ることができる点で、溶液重合が好ましい。
 前記重合反応においては、必要に応じて有機溶媒を用いてもよい。有機溶剤としては、例えば、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶剤;ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸メトキシプロピル等のエステル系溶剤;イソプロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール系溶剤;ジオキサン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤等が挙げられる。この中でも特に、芳香族炭化水素系溶剤が好ましく、キシレンがより好ましい。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。
 重合反応における反応温度は、重合開始剤の種類等に応じて適宜設定すればよく、通常70~140℃であり、好ましくは80~120℃である。重合反応における反応時間は、反応温度等に応じて適宜設定すればよく、通常4~8時間程度である。重合反応は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。
 本発明の組成物中における共重合体Aの含有量は、特に制限されないが、本発明の組成物の固形分中、通常20~70質量%、好ましくは40~60質量%である。共重合体Aの含有量が20質量%~70質量%の場合、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性が得られ、長期間の安定した表面更新性が維持でき、所望の防汚効果を有効に発揮することができる。また、塗膜の優れたリコート性能を発揮することができる。
 本発明における防汚塗料組成物には、前記共重合体Aのほかに、必要に応じて、防汚薬剤B、溶出調整剤C、可塑剤D、他の樹脂E等を配合することができる。これにより、より優れた防汚効果を発揮できる。
<防汚薬剤B>
 防汚薬剤Bとしては、海棲汚損生物に対して殺傷又は忌避作用を有する物質であればよく、特に限定されない。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)、キュプロニッケル、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)等の有機銅化合物、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)、ビス(ジメチルジチオカルバミン酸)亜鉛(一般名:ジラム)、ビス(ジメチルジチオカルバメート)エチレンビス(ジチオカーバメート)二亜鉛(一般名:ポリカーバメート)等の有機亜鉛化合物;ピリジン・トリフェニルボラン、4-イソプロピルピリジル-ジフェニルメチルボラン、4-フェニルピリジル-ジフェニルボラン、トリフェニルボロン-n-オクタデシルアミン、トリフェニル[3-(2-エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン]ボロン等の有機ボロン化合物;2,4,6-トリクロロマレイミド、N-(2,6ジエチルフェニル)2,3-ジクロロマレイミド等のマレイミド系化合物;その他、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)、2,4,5,6-テトラクロロイソフタロニトリル(一般名:クロロタロニル)、Nージクロロフルオロメチルチオ-N',N'-ジメチル-N―p-トリルスルファミド(一般名:トリフルアニド)、Nージクロロメチルチオ-N',N'-ジメチル-N-フェニルスルファミド(一般名:ジクロフルアニド)、2-(4-チアゾリル)ベンズイミダゾ-ル(一般名:チアベンダゾール)、3-(ベンゾ〔b〕チエン-2-イル)-5,6-ジヒドロ-1,4,2-オキサチアジン-4-オキシド(一般名:ベトキサジン)、2-(p-クロロフェニル)-3-シアノー4-ブロモー5-トリフルオロメチル ピロール(一般名:ECONEA 028)等が挙げられる。この中でも特に、ジンクピリチオン、カッパーピリチオン、ピリジン・トリフェニルボラン、4-イソプロピルピリジル-ジフェニルメチルボラン、ベトキサジン、ジネブ、シーナイン211及びイルガロール1051が好ましく、カッパーピリチオン、ジンクピリチオン、ピリジン・トリフェニルボラン及びベトキサジンがより好ましい。
 防汚薬剤Bとしては、亜酸化銅、ロダン銅、ジンクピリチオン、カッパーピリチオン、ピリジン・トリフェニルボラン、4-イソプロピルピリジル-ジフェニルメチルボラン、ベトキサジン、ジネブ、シーナイン211及びイルガロール1051、トリフルアニド、ジクロフルアニドが好ましく、亜酸化銅、カッパーピリチオン、ジンクピリチオン、ピリジン・トリフェニルボラン及びベトキサジンがより好ましい。
 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。
 本発明の組成物中における防汚薬剤Bの含有量は、特に制限されないが、本発明の組成物の固形分中、通常0.1~75質量%、好ましくは1~60質量%である。防汚薬剤Bの含有量が0.1質量%未満の場合、十分な防汚効果が得られないおそれがある。防汚薬剤Bの含有量が75質量%を超える場合、形成される塗膜が脆弱であり、さらに、被塗膜形成物に対する接着性も弱く、防汚塗膜としての機能を十分に果たせない。
<溶出調整剤C>
 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、モノカルボン酸およびその塩または脂環式炭化水素樹脂等が挙げられる。
 前記ロジンとしては、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等を例示できる。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。ロジンの金属塩およびロジン誘導体の金属塩としては、金属化合物とロジンとの反応物を使用でき、ロジンの金属塩としては、例えば、ガムロジン亜鉛(又は銅)塩、ウッドロジン亜鉛(又は銅)塩、トール油ロジン亜鉛(又は銅)塩等が挙げられる。ロジン誘導体の金属塩としては、水添ロジン亜鉛(又は銅)塩、不均化ロジン亜鉛(又は銅)塩、マレイン化ロジン亜鉛(又は銅)塩、ホルミル化ロジン亜鉛(又は銅)塩、重合ロジン亜鉛(又は銅)塩、等が挙げられる。
 前記モノカルボン酸としては、例えば、炭素数5~30程度の脂肪酸、合成脂肪酸、ナフテン酸等が挙げられる。モノカルボン酸の塩としては、銅塩、亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。
 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。
 特に、本発明の組成物は、前記溶出調整剤Cとして、適度な溶出促進性を本発明の組成物に付与できる点で、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一種を含有することが好ましく、耐クラック性・耐水性の向上の点で、ロジンまたはロジン誘導体の銅塩または亜鉛塩を含有することが特に好ましい。
 本発明の組成物中における溶出調整剤Cの含有量は、前記共重合体A100重量部に対して通常1~80重量部、好ましくは10~50重量部である。溶出調整剤Cが1重量部未満の場合、水棲汚損生物付着防止効果、とくに艤装期間における水棲汚損生物付着防止効果をあまり期待できない。溶出調整剤Cの含有量が80重量部を超える場合、塗膜にクラック、剥離等の欠陥が生じやすく、水棲汚損生物付着防止効果を十分に発揮できなくなるおそれがある。溶出調整剤Cの含有量は、前記共重合体A100重量部に対して、例えば、1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80重量部であり、ここで例示した何れか2つの数値の範囲内であってもよい。
<可塑剤D>
 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。
 前記可塑剤Dとしては、例えば、トリクレジルフォスフェート、トリオクチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート等の燐酸エステテル類、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステル類、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート等のアジピン酸エステル類、ジブチルセバケート、ジオクチルセバケート等のセバシン酸エステル類、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等のエポキシ化油脂類、メチルビニルエーテル重合体、エチルビニルエーテル重合体等のアルキルビニルエーテル重合体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、t-ノニルペンタスルフィド、ワセリン、ポリブテン、トリメリット酸トリス(2-エチルヘキシル)、シリコーンオイル、流動パラフィン、塩素化パラフィン等が挙げられる。これらは単独又は2種以上で使用できる。
 本発明の組成物中における可塑剤Dの含有量は、前記共重合体A100重量部に対して通常0.1~20重量部、好ましくは0.5~10重量部である。
<他の樹脂E>
本発明の防汚塗料組成物に他の樹脂Eを含有させることにより、本発明の効果を損なうことなく、コストダウンが可能であり、また、樹脂Eの持つ物性との相乗効果を得ることができる。
 他の樹脂Eとしては、例えば、金属カルボキシレート含有重合体、トリアルキルシリルエステル基含有重合体、その他の(メタ)アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ゴム樹脂、ビニル樹脂等が挙げられる。
 金属カルボキシレート含有重合体としては、分子内に、少なくとも1つの、一般式(1)
    -COO-M-Y   ・・・(1)
[式中、Mは、Cu,Zn,Ca及びMgの中から選ばれる金属である。Yは、有機酸残基である。]
で表される金属カルボキシレート基を有する重合体等が挙げられる。
 本発明の防汚塗料組成物に前記金属カルボキシレート含有重合体を含有させることにより、本発明の効果を損なうことなく、コストダウンが可能であり、また、金属カルボキシレート含有重合体により、初期の優れた防汚効果を得ることができる。
 前記金属カルボキシレート含有重合体のうち、MがCu又はZnであり、かつ、Yがナフテン酸、ロジン(誘導体)類及び(メタ)アクリル酸の中から選ばれる有機酸の残基であるものが、特に好ましい。
 トリアルキルシリルエステル基含有重合体としては、(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリル、(メタ)アクリル酸トリブチルシリル等が挙げられる。
 本発明の組成物中における他の樹脂Eは、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性が損なわれない範囲で含有することができ、その含有量は、前記共重合体A100重量部に対して1~200重量部、好ましくは20~100重量部である。
<その他の添加剤>
 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。
 顔料としては、例えば、酸化亜鉛、ベンガラ、タルク、酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。   
 染料として、有機溶剤可溶の各種有機染料等が挙げられる。
 消泡剤として、シリコーン樹脂系消泡剤、アクリル樹脂系消泡剤等が挙げられる。
 タレ止め剤、分散剤または沈降防止剤として、脂肪酸アマイドワックス、酸化ポリエチレン等が挙げられる。
 脱水剤としては、例えば、無水石膏、合成ゼオライト系吸着剤、オルソエステル類、テトラエトキシシラン等のシリケート類やイソシアネート類等が挙げられる。これらは単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 有機溶媒としては、例えば、脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、エーテル系溶剤等の通常、防汚塗料に配合されるものが挙げられる。これらは単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
 防汚塗料組成物の製造方法
 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。
 前記混合液中における前記共重合体A等の含有量は、それぞれ上記防汚塗料組成物中の上記共重合体A等の含有量となるように適宜調整すればよい。
 前記混合液としては、上記共重合体A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。前記溶媒としては、上記有機溶媒と同様のものを使用できる。
 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。
 防汚処理方法、防汚塗膜、および塗装物
 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。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。
 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。漁業具としては、例えば、養殖用又は定置用の漁網、該漁網に使用される浮き子、ロープ等の漁網付属具等が挙げられる。水中構造物としては、例えば、発電所導水管、橋梁、港湾設備等が挙げられる。
 防汚塗膜は、上記防汚塗料組成物を被塗膜形成物の表面(全体又は一部)に塗布することにより形成できる。
 塗布方法としては、例えば、ハケ塗り法、スプレー法、ディッピング法、フローコート法、スピンコート法等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用して行ってもよい。
 塗布後、乾燥させる。乾燥温度は、室温でよい。乾燥時間は、塗膜の厚み等に応じて適宜設定すればよい。
 上記防汚塗料組成物を用いて形成される本発明の防汚塗膜は、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性を発揮し、長期間の安定した表面更新性が維持でき、所望の防汚効果を有効に発揮することができる。また、塗膜の優れたリコート性能を発揮することができるという利点を有する。
 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50~500μm、好ましくは100~400μmである。
 本発明の防汚塗膜は、適度な硬さを有する。すなわち、本発明の防汚塗膜は、コールドフロー等の塗膜異常を起こさない程度の硬さを有する。
 本発明の塗装物は、前記防汚塗膜を表面に有する。本発明の塗装物は、前記防汚塗膜を表面の全体に有していてもよく、一部に有していてもよい。
 本発明の塗装物は、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性を改善することにより長期間の安定した表面更新性とリコート性に優れる塗膜を備えているため、上記船舶(特に船底)、漁業具、水中構造物等として好適に使用できる。
 例えば、船舶の船底表面に上記防汚塗膜を形成した場合、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。
 しかも、前記防汚塗膜は、加水分解速度が好適に抑制されている。そのため、該船舶は、防汚性能を長期間維持でき、例えば、停泊中、艤装期間中等の静止状態においても、水棲汚損生物の付着・蓄積がほとんどなく、長期間、防汚効果を発揮できる。
 また、長時間経過後においても、表面の防汚塗膜には、基本的にクラックやハガレが生じない。そのため、塗膜を完全に除去した後あらためて塗膜を形成する等の作業を行う必要がない。よって、上記防汚塗膜組成物を直接上塗りすることにより好適に防汚塗膜を形成できる。これにより、簡便にかつ低コストでの継続的な防汚性能の維持が可能になる。
 以下に実施例等を示し本発明の特徴とするところをより一層明確にする。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
 各製造例、比較製造例、実施例及び比較例中の%は質量%を示す。粘度は、25℃での測定値であり、B形粘度計により求めた値である。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(東ソー株式会社製)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、125℃で1時間加熱して求めた値である。
 また、表1中の各成分の配合量の単位はgである。
製造例1(共重合体溶液A-1の製造)
 温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えたフラスコに、キシレン230gを仕込み、窒素雰囲気下、100±2℃で攪拌しながら、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル275g、メタクリル酸メチル175g、アクリル酸2-メトキシエチル50g、及びt-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート4g(初期添加)の混合液を1時間かけて滴下した。その後同温度で2時間攪拌を行った後、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート1g(後添加)を2時間毎に3回添加して重合反応を完結した後、キシレン270gを添加し溶解させることにより、トリオルガノシリルエステル含有共重合体溶液A-1を得た。
A-1の粘度、加熱残分、Mwを表1に示す。
製造例2~6(共重合体溶液A-2~A-6の製造)
 表1に示す有機溶剤、単量体及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、共重合体溶液A-2~A-6を得た。得られた各共重合体溶液の粘度、加熱残分、Mwを表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
製造例7(共重合体溶液A-7の製造)
 温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えた四つ口フラスコに、PGM(プロピレングリコールメチルエーテル)50g及びキシレン130gを仕込んだ後、窒素雰囲気下、100±2℃で攪拌しながら、PGM25g、キシレン25g、アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル275g、メタクリル酸メチル125g、メタクリル酸2-メトキシエチル75g、メタクリル酸亜鉛25g、及びt-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート4g(初期添加)の混合液を1時間かけて滴下した。滴下後、100±2℃で2時間重合反応を行った。次いで、反応液を100±2℃の温度下で攪拌しながら、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート1g(後添加)を2時間毎に3回添加して重合反応を行った後、キシレン270gを添加し溶解させることにより、金属カルボキシレート含有共重合体溶液A-7を得た。得られたワニスは、加熱残分51.7%、粘度が490cps/25℃であった。
製造例8(共重合体溶液A-8の製造)
 温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えた四つ口フラスコに、キシレン325g及びn-ブタノール100gを加えて100~110℃に加温した後、窒素雰囲気下でアクリル酸t-ブチルジフェニルシリル275g、アクリル酸10g、アクリル酸エチル75g、メタクリル酸シクロヘキシル90g、アゾビスイソブチロニトリル12g(初期添加)の混合溶液を4時間にわたって滴下した。滴下終了後30分が経過するまで110℃に保温し、キシレン50g、n-ブタノール25g、及びアゾビスイソブチロニトリル2.5g(後添加)の混合溶液を1時間にわたり滴下し、滴下後2時間が経過するまで保温した。
 次いで、滴下ロートをデカンターに替え、酢酸銅25.2g、ナフテン酸50g、及び脱イオン水50gを加え、100℃に加熱し、反応して生成する酢酸と水とを除去し、金属カルボキシレート含有共重合体溶液A-8を得た。得られたワニスは、加熱残分51.5%、粘度が330cps/25℃であった。
製造例9
 温度計、還流冷却器、攪拌機及び滴下ロートを備えたフラスコに、キシレン100g及びn-ブタノール20gを加えて100~110℃に加温した後、窒素雰囲気下でアクリル酸25.7g、アクリル酸エチル57.8g、メタクリル酸メチル16.5g、及びアゾビスイソブチロニトリル3gの混合溶液を4時間にわたって滴下した。滴下終了後30分が経過するまで110℃に保温し、キシレン20g、n-ブタノール10g、及びアゾビスイソブチロニトリル0.5gの混合溶液を1時間にわたり滴下し、滴下後2時間が経過するまで保温した。
 次いで、滴下ロートをデカンターに替え、プロピオン酸銅74.9g、ナフテン酸91.1g、及び脱イオン水50gを加え、100℃に加熱し、反応して生成するプロピオン酸と水とを除去し、反応終点は留出溶剤中の酢酸を定量して決定した。反応終了後、キシレンを加えて固形分を調整し、金属カルボキシレート含有共重合体溶液B-1を得た。得られたワニスは、加熱残分50.3%、重量平均分子量8,000、粘度が185cps/25℃であった。
比較製造例1~4
 表1に示す有機溶剤、単量体及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、共重合体溶液C-1~C-4を得た。得られた各共重合体溶液の粘度、加熱残分、Mwを表1に示す。
実施例1~19及び比較例1~4(塗料組成物の製造)
 表2に示す成分を表2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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
試験例1(塗料の安定性試験)
 実施例1~19及び比較例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45℃の恒温器に3ヶ月間保存した後、該塗料組成物の粘度をB形粘度計で測定した。
 評価は以下の方法で行った。
 ◎:塗料の粘度変化が500mPa・s/25℃未満のもの(塗料状態が殆ど変化しなかったもの)
 ○:塗料の粘度変化が500~5000mPa・s/25℃のものを(わずかに増粘したもの)
△:塗料の粘度変化が5000mPa・s/25℃超~100000mPa・s/25℃のもの(大きく増粘したもの)
×:塗料粘度が測定不能まで変化したもの(ゲル状になったもの又は固化したもの)
 結果を表3に示す。
 表3から、本発明の塗料組成物(実施例1~19)を用いて形成された塗料は、保存安定性が良好であることが分かる。
 一方、比較例4の塗料組成物を用いて形成された塗料は、45℃,3ヶ月間保存後に大きく増粘した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
試験例2(塗膜の付着性試験)
 JIS K-5600-5-6の規定に従って、塗膜の付着性試験を行った。具体的には、実施例1~19及び比較例1~4で得られた塗料組成物を、ブラスト仕上げをしたブリキ板(75×150×2mm)上に、乾燥塗膜としての厚みが約100μmとなるように塗布し40℃で1日乾燥させた後、付着性試験を行った。
 評価は以下の方法で行った。
 乾燥後の塗膜にカッターで、下地(ブリキ板)に達する縦横各11本の傷を碁盤目状に入れて2mm角のマス目を100個作製した。この100個のマス目にセロハンテープ(ニチバン(株)製 テープ幅24mm)を気泡の入らないように張りつけ、このテープの一端を手に持って急速にはがして、塗膜の付着状態を目視で調べた。
  ◎:剥離しなかったごばん目の数が70~100個の場合
  ○:剥離しなかったごばん目の数が40~69個の場合
  △:剥離しなかったごばん目の数が20~39個の場合
   ×:剥離しなかったごばん目の数が0~19個の場合
 結果を表3に示す。
 表3から、本発明の塗料組成物(実施例1~19)を用いて形成された塗膜は、ブリキ板に対して強固に接着することがわかる。
試験例3(塗膜の屈曲性試験)
 実施例1~19及び比較例1~4で得られた塗料組成物を、ブラスト仕上げをしたブリキ板(75×150×2mm)に、乾燥塗膜としての厚みが約100μmとなるよう塗布し40℃で1日乾燥させた後、90度に折り曲げ塗膜の状態を肉眼観察により確認した。
 評価は以下の方法で行った。
   ◎:殆どクラックが生じなかったもの
   ○:微細なクラックが生じたもの
   △:大きなクラックが生じたもの
       ×:塗膜の一部が容易に剥離したもの
  結果を表3に示す。
 表3から、本発明の塗料組成物(実施例1~19)を用いて形成された塗膜は、屈曲性試験でほとんどクラックを生じないことがわかる。また、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が80質量%である実施例5では、それ以外の実施例に比べて、屈曲性が若干劣っていた。
試験例4(ロータリー試験)
 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2つ作製した。
 まず、硬質塩ビ板(75×150×1mm)上に、防錆塗料(ビニル系A/C)を乾燥後の厚みが約50μm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1~19及び比較例1~4で得られた塗料組成物を、それぞれ前記防錆塗膜の上に、乾燥後の厚みが約300μmとなるよう塗布した。得られた塗布物を40℃で3日間乾燥させることにより、厚みが約300μmの乾燥塗膜を有する試験板を作製した。
 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、一週間毎に海水を入れ換えた。
 各試験板の初期と試験開始後3ヶ月毎の残存膜厚をレーザーフォーカス変位計で測定し、その差から溶解した塗膜厚を計算することにより1ヶ月あたりの塗膜溶解量(μm/月)を得た。なお、前記測定は24ヶ月間行われ、前記塗膜溶解量を12ヶ月経過ごとに算出した。
 また、ロータリー試験終了後(24ヶ月後)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
○:僅かにヘアークラックが見られるもの
  △:塗膜全面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などの塗膜に異常が見られるもの
 結果を表4に示す。
 表4から、本発明の塗料組成物(実施例1~19)を用いて形成された塗膜は、海水中での溶解量が、1ヶ月当たり3~5μm程度(年平均)であることがわかる。更に、本発明の塗料組成物を用いて形成された塗膜は、塗膜溶解速度がある程度抑制されているため、長期間安定して溶解していることがわかる。しかも、本発明の塗料組成物を用いて形成された塗膜は、耐水性に優れクラックやヘアークラック等を生じないため、長期間防汚性能を維持することができる。また、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が80質量%である実施例5では、それ以外の実施例に比べて、24ヶ月後の塗膜状態が若干劣っていた。
 一方、比較例3の塗料組成物を用いて形成された塗膜は、塗膜の溶解速度が非常に小さいため、十分な防汚性能を発揮できない。また塗膜が硬すぎるために耐水性が悪く、試験途中でクラックやハガレ等の塗膜異常を起こす。比較例4の塗料組成物を用いて形成された塗膜は、海水中での塗膜の溶解速度が経時的に大きくなるため、長期間、防汚性能を発揮できない。また、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が54質量%である比較例1では、24ヶ月後の塗膜状態は良好であったが、12~24ヶ月後の平均塗膜溶解量が、初期~12ヶ月のものよりも大きく減少しており、塗膜溶解速度が安定していないことが分かった。さらに、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が85質量%である比較例2では、24ヶ月後の塗膜状態が悪く、且つ12~24ヶ月後の平均塗膜溶解量が、初期~12ヶ月のものよりも大きく増大しており、塗膜溶解速度が安定していないことが分かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
試験例5(防汚試験)
 実施例1~19及び比較例1~4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。得られた塗布物を室温(25℃)で3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24ヶ月観察した。
 評価は、塗膜表面の状態を目視観察することにより行い、以下の基準で判断した。
◎ :貝類や藻類などの汚損生物の付着がなく、かつ、スライムも殆どなし。
○ :貝類や藻類などの汚損生物の付着がなく、かつ、スライムが薄く(塗膜面が見える程度)付着しているものの刷毛で軽く拭いて取れるレベル。
△ :貝類や藻類などの汚損生物の付着はないが、塗膜面が見えない程スライムが厚く付着しており、刷毛で強く拭いても取れないレベル。
× :貝類や藻類などの汚損生物が付着しているレベル
 結果を表5に示す。
 表5から、本発明の塗料組成物(実施例1~19)を用いて形成された塗膜には、36ヶ月試験後で貝類や藻類などの汚損生物の付着がないことがわかる。但し、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が55質量%又は80質量%である実施例1及び実施例5では、36ヶ月後に防汚性能が若干低下した。一方、この割合が60~70質量%である実施例では36ヶ月後も防汚性能が低下していなかった。また、金属カルボキシレート含有共重合体を含む実施例7~8及び実施例18~19では、36ヶ月後に防汚性能が若干低下した。一方、金属カルボキシレート含有共重合体を含まない実施例では36ヶ月後も防汚性能が低下していなかった。
 また、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が54質量%である比較例1の塗料組成物を用いて形成された塗膜には、24ヶ月後で薄いスライム程度の付着だが、36ヶ月後では汚損生物が付着していた。また、共重合体中のアクリル酸t-ブチルジフェニルシリルの割合が85質量%である比較例2では、24ヶ月後で薄いスライムが付着し、36ヶ月後には厚いスライムが付着していた。また、比較例3及び4の塗料組成物を用いて形成された塗膜には、24ヶ月間浸漬後、貝類や藻類などの汚損生物が激しく付着した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005

Claims (4)

  1. アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られる共重合体Aを含み、
    前記単量体(b)が、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である防汚塗料組成物。
  2. 更に、ロジン、ロジン誘導体及びこれらの金属塩からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の防汚塗料組成物。
  3. アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル単量体(a)55~80質量%と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)20~45質量%とを共重合して得られる防汚塗料組成物用共重合体であって、
    前記単量体(b)が、メタクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル及び(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルからなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体である防汚塗料組成物用共重合体。
  4. 請求項1に記載の防汚塗料組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物。
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