WO2012165628A1 - 金属含有共重合体、その製造方法、防汚塗料用組成物、防汚塗料およびその塗膜を有する物品 - Google Patents
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- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
Definitions
- the present invention relates to a coating composition having antifouling properties and a copolymer suitable for preparing the same. More specifically, the present invention relates to an antifouling coating composition and an antifouling paint capable of forming a coating film that prevents adhesion of marine organisms and seaweeds to underwater structures, fishing nets, and ship bottoms.
- the coating film formed from the antifouling paint exhibits an antifouling effect when the antifouling agent contained therein elutes into the sea.
- a coating film formed from a disintegrating antifouling paint using a rosin compound is immersed in the sea for a long period of time, the eluted components gradually decrease and non-eluting components increase. Becomes uneven, and as a result, the effect of preventing the attachment of organisms such as marine organisms is significantly reduced.
- the coating film formed from the hydrolyzable antifouling paint gradually dissolves and renews the surface of the coating (self-polishing), and the antifouling component is always exposed on the coating film surface. Long-term antifouling effect is demonstrated.
- Patent Document 1 a resin having at least one group containing zinc, copper, or tellurium atoms at the end of at least one side chain, and the resin is soluble.
- a hydrolyzable antifouling paint composition comprising a metal-containing resin composition comprising an organic solvent is disclosed.
- Patent Document 2 proposes a hydrolyzable antifouling paint composition containing a copolymer comprising a polymerizable monomer unit containing a metal atom as a constituent and an antifouling agent. .
- the antifouling paint using the metal atom-containing copolymer described in Patent Document 1 and Patent Document 2 has a decrease in antifouling property in a stationary state due to a decrease in hydrolyzability or generation of cracks. There is a problem that it is difficult to obtain an antifouling effect in a stationary state for a long time.
- the object of the present invention is to solve these problems, maintain an excellent antifouling performance even in a stationary state over a long period of time, and prevent the formation of coating film defects and antifouling paints. Is to provide. Moreover, it is providing the metal atom containing copolymer used for this antifouling-paint composition and antifouling-paint.
- M represents a divalent metal
- R 1 represents a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms
- n is an integer from 1 to 20.
- M represents a divalent metal
- R 2 to R 5 represent hydrocarbons.
- m is 0 or 1.
- M represents a divalent metal
- R 1 and R 6 each independently represent a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms.
- n is an integer from 1 to 20
- p is an integer from 0 to 20.
- M represents a divalent metal
- R 1 represents a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms
- R 4 and R 5 represent a hydrocarbon.
- n is an integer from 1 to 20.
- M represents a divalent metal
- R 1 represents a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms
- R 7 represents an organic acid residue.
- n is an integer from 1 to 20.
- Polymerizable monomer (a6) represented by general formula (6), polymerizable monomer (a7) represented by general formula (7), and polymerizable monomer represented by general formula (8) A monovalent comprising a divalent metal-containing polymerizable monomer (a) containing at least one polymerizable monomer selected from the group (a8) and a divalent metal-free polymerizable monomer (b).
- M represents a divalent metal
- R 8 and R 9 each independently represent H or CH 3
- R 1 and R 6 represent a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms.
- n is an integer from 1 to 20
- p is an integer from 0 to 20.
- M is a divalent metal
- R 8 and R 9 are each independently H or CH 3
- R 1 is a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms
- R 4 and R 5 are carbonized. Indicates hydrogen.
- n is an integer from 1 to 20.
- M represents a divalent metal
- R 8 represents H or CH 3
- R 1 represents a hydrocarbon having 2 or 3 carbon atoms
- R 7 represents an organic acid residue.
- n is an integer from 1 to 20.
- a divalent metal-containing polymerizable monomer (a) containing a polymerizable monomer (a9) represented by the general formula (9), and a divalent metal-free polymerizable monomer (b) The method for producing a metal-containing copolymer according to [1], wherein a monomer mixture containing is copolymerized.
- M represents a divalent metal
- R 8 and R 9 each independently represent H or CH 3
- R 2 to R 5 represent hydrocarbons.
- m is 0 or 1.
- M represents a divalent metal
- R 8 represents H or CH 3
- R 2 and R 3 represent hydrocarbons
- R 7 represents an organic acid residue.
- An antifouling paint composition comprising the metal-containing copolymer according to [1] or [2].
- An antifouling paint comprising the antifouling paint composition.
- the metal-containing copolymer of the present invention provides an antifouling paint composition and an antifouling paint that are free from coating film defects such as cracks and can maintain excellent performance over a long period of time even in a stationary state. be able to.
- (meth) acryl means acryl or methacryl.
- the metal-containing copolymer of the present invention is a divalent metal-containing copolymer having one or more structures selected from the structure represented by the general formula (1) and the structure represented by the general formula (2).
- the antifouling paint containing the antifouling paint composition using the metal-containing copolymer having such a configuration can impart high hydrolyzability to the resulting coating film. Furthermore, this coating film is also excellent in crack resistance, and can exhibit an excellent antifouling effect over a long period of time. From the viewpoint of imparting long-term antifouling properties and crack resistance to the resulting coating film, the metal-containing copolymer preferably has a structure represented by the general formula (1).
- the structure represented by the general formula (1) is selected from the group consisting of the structure represented by the general formula (3), the structure represented by the general formula (4), and the structure represented by the general formula (5). It is preferable that
- the divalent metal contained in the structural formula can be appropriately selected as necessary, but from the viewpoint of solubility of the metal-containing copolymer in water, from the group of zinc, copper, magnesium and calcium. One or more selected are preferable, and zinc and copper are particularly preferable from the viewpoint of water resistance of the coating film.
- the content of the structure represented by the general formula (1) or the general formula (2) in the metal-containing copolymer is preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 2% by mass or more. If it is 1 mass% or more, the hydrolyzability of the obtained coating film will become favorable, and also crack resistance will become favorable, and the outstanding antifouling effect can be exhibited over a long period of time.
- the copolymer containing the divalent metal of the present invention can be obtained, for example, by the following method (1) or (2).
- “Production method 2” in which transesterification is performed using a metal ester of an acid.
- the polymerizable monomers (a6), (a7), and (a8) are particularly preferable because long-term antifouling properties and crack resistance can be imparted to the coating film.
- Polymerizable monomer (a6) Specific examples of the polymerizable monomer (a6) represented by the general formula (6) include the following. Di (3-acryloyloxypropionic acid) zinc, di (3-acryloyloxypropionic acid) copper, di (3-acryloyloxypropionic acid) magnesium, di (3-methacryloyloxy-2-methylpropionic acid) zinc, di (3 -Methacryloyloxy 2-methylpropionic acid) copper, di (3-methacryloyloxy-2-methylpropionic acid) magnesium, (meth) acrylic acid 3-acryloyloxypropionic acid zinc, (meth) acrylic acid 3-acryloyloxypropionic acid copper (Meth) acrylic acid 3-acryloyloxypropionate magnesium, (meth) acrylic acid 3-methacryloyloxy 2-methylpropionate zinc, (meth) acrylic acid 3-methacryloyloxy-2-methylpropionate copper, and (meth) )acrylic 3-methacryloyloxy-2-
- polymerizable monomer (a7) Specific examples of the polymerizable monomer (a7) represented by the general formula (7) include the following. 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, zinc 3-acryloyloxypropionate, 2- (meth) acryloyloxyethyl 3-succinic acid, copper acryloyloxypropionate, 2- (meth) acryloyloxyethyl 3-acryloyloxy succinate Magnesium propionate, succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl 3-methacryloyloxy 2-methylpropionate zinc, succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl 3-methacryloyloxy 2-methylpropionate copper, succinic acid 2- (Meth) acryloyloxyethyl 3-methacryloyloxy 2-methylpropionate magnesium, 2- (meth) acryloyloxyethyl 3-acryloyloxypropionate
- polymerizable monomer (a8) Specific examples of the polymerizable monomer (a8) represented by the general formula (8) include the following. 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (versaic acid) zinc, 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (octylic acid) zinc, 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (stearic acid) zinc, 3- (meth) Zinc acryloyloxypropionate (abithienoic acid), 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (versaic acid) copper, 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (octylic acid) copper, 3- (meth) acryloyloxypropionic acid ( Stearic acid) copper, 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (abitienoic acid) copper, 3- (meth) acryloyloxypropionic acid (versaic acid) magnesium, 3- (meth)
- polymerizable monomer (a9) Specific examples of the polymerizable monomer (a9) represented by the general formula (9) include the following. Di (succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl) zinc, di (2- (meth) acryloyloxyethyl) succinic acid copper, di (2- (meth) acryloyloxyethyl) succinic acid magnesium, di (phthalic acid 2 -(Meth) acryloyloxyethyl) zinc, di (2- (meth) acryloyloxyethyl) phthalate, di (2- (meth) acryloyloxyethyl) magnesium phthalate, di (hexahydrophthalic acid 2- (meth) ) Acryloyloxyethyl) zinc, di (hexahydrophthalic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl) copper, di (hexahydrophthalic acid 2- (meth) acrylo
- polymerizable monomer (a10) Specific examples of the polymerizable monomer (a10) represented by the general formula (10) include the following. 2- (meth) acryloyloxyethyl (versaic acid) zinc succinate, 2- (meth) acryloyloxyethyl (octylate) zinc succinate, 2- (meth) acryloyloxyethyl (stearic acid) zinc succinate, succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl (abithienic acid) zinc, succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl (versaic acid) copper, succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl (octylic acid) copper, succinic acid 2- (Meth) acryloyloxyethyl (stearic acid) copper, succinic acid 2- (meth) acryloyloxyethyl (abithienic acid) copper, succinic acid
- the polymerizable monomers (a6), (a7) and (a9) can be produced, for example, by a method of reacting an inorganic metal compound and a carboxyl group-containing polymerizable monomer.
- the polymerizable monomers (a8) and (a10) include, for example, an inorganic metal compound, a carboxyl group-containing polymerizable monomer and a carboxyl group-containing non-polymerizable compound (hereinafter referred to as “carboxyl group-containing”). It may be referred to as a “compound”).
- “polymerizable monomer” means a compound having a polymerizable unsaturated double bond
- non-polymerizable compound means a compound having no polymerizable unsaturated double bond.
- the reaction temperature may be a temperature at which the carboxyl group-containing polymerizable monomer is not polymerized, and is preferably 120 ° C. or lower.
- a reaction method a method in which an inorganic metal compound and a carboxyl group-containing compound are reacted in an organic solvent containing an alcohol compound is preferable. By this method, the compatibility between the divalent metal-containing polymerizable monomer (a) and the divalent metal-free polymerizable monomer (b) is improved, and the polymerization for obtaining the metal-containing copolymer is easy. It becomes.
- the alcohol compound contained in the organic solvent include ethanol, isopropanol, butanol, and propylene glycol monomethyl ether.
- inorganic metal compounds include metal oxides such as magnesium oxide, copper oxide, and zinc oxide; metal hydroxides such as magnesium hydroxide, copper hydroxide, and zinc hydroxide; metal chlorides such as magnesium chloride, copper chloride, and zinc chloride. Thing etc. are mentioned.
- the carboxyl group-containing polymerizable monomer is a metal-containing compound selected from the group of metal-containing polymerizable monomers represented by the general formulas (6), (7), (8), (9) and (10). What is necessary is just to select so that 1 or more types of polymerizable monomers may be produced
- 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxypropyl methacrylate, and ⁇ -CEA are preferable.
- Examples of the carboxyl group-containing non-polymerizable compound include the following. Acetic acid, monochloroacetic acid, monofluoroacetic acid, propionic acid, caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexylic acid, capric acid, versatic acid, isostearic acid, palmitic acid, cresotic acid, oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, linolenic acid, Stearol acid, ricinoleic acid, ricinoelaidic acid, brassic acid, erucic acid, ⁇ -naphthoic acid, ⁇ -naphthoic acid, benzoic acid, 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, quinoline Carboxylic acid, nitrobenzoic acid, nitronaphthalene carboxylic acid, purvinic acid, naphthenic acid, abietic acid,
- the ratio of the metal atom and the carboxyl group-containing polymerizable monomer in the inorganic metal compound is such that the metal atom is 0.3 mol or more and 2.5 mol or less with respect to 1 mol of the carboxyl group-containing polymerizable monomer. Is preferred. If the metal atom is 0.3 mol or more, the amount of the metal and unreacted carboxyl groups is reduced, and the water resistance of the coating film tends to be good. If the metal atom is 2.5 mol or less, the amount of the polymerizable monomer in the raw material mixture for the reaction is increased, so that the amount of the metal-containing polymerizable monomer generated is increased. It becomes easy for the coating film to be continuously dissolved over a long period of time.
- the ratio of the metal atom in the inorganic metal compound to the carboxyl group-containing compound is preferably such that the metal atom is 0.6 mol or less with respect to 1 mol of the carboxyl group-containing compound.
- the metal atom is 0.6 mol or less, the carboxyl group and the unreacted metal atom are reduced, and the divalent metal-containing polymerizable monomer (a) and the divalent metal-free polymerizable monomer (b)
- the transparency of the mixture tends to be good.
- the divalent metal-free polymerizable monomer (b) is a polymerizable monomer that does not contain a divalent metal, and is particularly a monomer having a polymerizable unsaturated double bond. It is not limited, For example, the following are mentioned.
- Acid ester monomer water such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate Group-containing (meth) acrylic acid ester monomers; hydroxyl-containing (meth) acrylic acid ester monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, ethylene oxide, propylene oxide, Adducts with ⁇ -butyrolactone or ⁇ -caprolactone; carboxyl group-containing monomers such as (meth) acrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, sorbic acid; carboxylic acids such as itaconic anhydride and maleic anhydride Anhydride group-containing monomers; dicarboxylic acid monoesters such as monoalkyl itaconate and monoalkyl maleate; hydroxyl group-containing (meth) acrylic such as 2-
- a known solution polymerization method can be used as a method for polymerizing the divalent metal-containing polymerizable monomer (a) and the divalent metal-free polymerizable monomer (b).
- the chain transfer agent is preferably a chain transfer agent other than mercaptan, and preferably styrene dimer.
- the solvent known organic solvents can be used, and examples thereof include the following. Xylene, propylene glycol methyl ether, toluene, methyl isobutyl ketone, n-butyl acetate, n-butanol and the like. The solvent may be used alone or in combination of two or more.
- the polymerization temperature is not particularly limited and is, for example, about 60 to 180 ° C.
- the polymerization time is not particularly limited and is, for example, about 2 to 14 hours.
- the ratio of the charged amount of the divalent metal-containing polymerizable monomer (a) and the divalent metal-free polymerizable monomer (b) as the polymerization raw material is not particularly limited, and is 5:95 to 70: It is about 30 (mass%).
- Production method 2 is a method of reacting a metal compound and a monobasic organic acid as necessary with respect to the acid group-containing copolymer (c), or the acid group-containing copolymer (c). And a transesterification method using a metal ester of a monobasic organic acid.
- Examples of the method for producing the acid group-containing copolymer (c) include a method of copolymerizing an acid group-containing polymerizable monomer with another polymerizable monomer, and a method of polymerizing a hydroxyl group-containing polymerizable monomer with another polymerization. Examples thereof include a method of introducing an acid group by reacting an acid anhydride or the like with a hydroxyl group after copolymerization with a functional monomer.
- the acid group-containing polymerizable monomer may be selected so as to obtain a divalent metal-containing copolymer having a structure represented by the general formula (1) or (2), and examples thereof include the following. . 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxypropyl methacrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinate, 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, (meth) Acrylic acid, ⁇ -CEA (manufactured by Daicel Corporation / Cytec), and the like.
- 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxypropyl methacrylate, and ⁇ -CEA are preferable.
- hydroxyl group-containing polymerizable monomer examples include the following. Hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; and Of hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester monomers such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate with ethylene oxide, propylene oxide, ⁇ -butyrolactone or ⁇ -caprolactone Things.
- Examples of the acid anhydride to be reacted with the hydroxyl group include the following.
- Dibasic acid anhydrides such as phthalic anhydride, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, methylhexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and succinic acid.
- a known solution polymerization method can be used as a method for producing the acid group-containing copolymer (c), for example.
- a known solution polymerization method can be used as the solvent for polymerization.
- known organic solvents can be used, and examples thereof include the following. Xylene, propylene glycol methyl ether, toluene, methyl isobutyl ketone, n-butyl acetate, n-butanol and the like.
- the solvent may be used alone or in combination of two or more.
- the polymerization temperature is not particularly limited and is, for example, about 60 to 180 ° C.
- the polymerization time is not particularly limited and is, for example, about 2 to 14 hours.
- Examples of the metal compound to be reacted with the acid group-containing copolymer (c) include metal oxides such as magnesium oxide, copper oxide and zinc oxide; metal hydroxides such as magnesium hydroxide, copper hydroxide and zinc hydroxide; Examples thereof include metal chlorides such as magnesium, copper chloride, and zinc chloride.
- a monobasic organic acid can be used as necessary.
- the monobasic organic acid include the following compounds. Acetic acid, monochloroacetic acid, monofluoroacetic acid, propionic acid, caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexylic acid, capric acid, versatic acid, isostearic acid, palmitic acid, cresotic acid, oleic acid, elaidic acid, linoleic acid, linolenic acid, Stearol acid, ricinoleic acid, ricinoelaidic acid, brassic acid, erucic acid, ⁇ -naphthoic acid, ⁇ -naphthoic acid, benzoic acid, 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, quinoline Carboxylic acid, nitrobenzoic acid, nitronaphthalene carboxylic acid, purvinic acid, naphthenic
- the transesterification method in “Production Method 2” is a method using an acid group-containing copolymer (c) and a metal ester of a monobasic organic acid.
- a metal ester of a monobasic organic acid a compound composed of the above-mentioned monobasic organic acid and a metal such as magnesium, copper, or zinc can be used, and examples thereof include the following. Copper acetate, zinc acetate, magnesium acetate, copper propionate, zinc propionate, magnesium propionate and the like.
- Examples of the solvent used for transesterification include the following organic solvents. Xylene, propylene glycol methyl ether, toluene, methyl isobutyl ketone, n-butyl acetate, n-butanol and the like.
- the solvent may be used alone or in combination of two or more.
- reaction temperature is not specifically limited, It is preferable to carry out below the decomposition temperature of metal ester.
- the divalent metal-containing polymerizable monomer in order that the metal content in the metal-containing copolymer is 2% by mass or more and 20% by mass or less) It is preferable to set the use amount of a) or the acid group-containing copolymer (c).
- the metal content in the metal-containing copolymer is 2% by mass or more, the hydrolyzability of the coating film becomes good and the antifouling performance becomes good.
- the crack resistance and water resistance of a coating film become favorable.
- the metal content is particularly preferably 4% by mass or more and 15% by mass or less.
- the content of the carboxyl group-containing polymerizable monomer unit selected so that at least one structure represented by the general formula (1) or the general formula (2) is generated is , Preferably 1% by mass or more, particularly preferably 2% by mass or more. If it is 1 mass% or more, the hydrolyzability of the obtained coating film will become favorable, and also crack resistance will become favorable, and the outstanding antifouling effect can be exhibited over a long period of time.
- the content of the carboxyl group-containing polymerizable monomer unit is an amount calculated from the following formula.
- the antifouling paint composition of the present invention is an antifouling paint composition containing the metal-containing copolymer and a solvent used in the production of the copolymer.
- the composition for antifouling paints of the present invention can retain excellent antifouling performance in the formed coating film by containing the metal-containing copolymer.
- the antifouling coating composition of the present invention can further improve antifouling performance by blending an antifouling agent.
- the antifouling paint of the present invention can be prepared by blending the antifouling paint composition of the present invention with an antifouling agent, a solvent for dilution, and an additive such as a pigment.
- an antifouling agent e.g., an antifouling agent for dilution
- an additive such as a pigment.
- the proportion of the metal-containing copolymer in the antifouling paint is usually 15% by mass (in terms of solid content) or more as the resin component. Is preferred. If the blending amount is 15% by mass or more, the solubility of the metal-containing copolymer in the antifouling paint is good, and the antifouling property and crack resistance of the coating film are good.
- the antifouling agent can be appropriately selected and used according to the required performance, and examples thereof include the following. Copper antifouling agents such as cuprous oxide, thiocyanic copper and copper powder; metal compounds such as lead, zinc and nickel; amine derivatives such as diphenylamine; nitrile compounds, benzothiazole compounds, maleimide compounds and pyridine compounds. These can be used alone or in combination.
- a silicone compound such as dimethylpolysiloxane and silicone oil, a fluorine-containing compound such as fluorocarbon, and the like are blended for the purpose of imparting lubricity to the coating surface and preventing the adhesion of organisms. can do.
- extender pigments, color pigments, plasticizers, various paint additives, other resins, and the like can be blended in the antifouling paint of the present invention as necessary.
- Examples of the solvent for dilution used in the antifouling paint of the present invention include organic solvents such as xylene, propylene glycol methyl ether, toluene, methyl isobutyl ketone, n-butyl acetate, and n-butanol.
- the organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
- Article with coating film examples include ships, various fishing nets, power plant conduits, oil fences, bridges, buoys, and submarines.
- Formation of the coating film using the antifouling paint of the present invention is performed, for example, by the following method (1) or (2).
- An antifouling paint is applied directly to the surface of a base material such as an underwater structure such as a ship, various fishing nets, a port facility, an oil fence, a bridge, and a submarine base.
- a primer such as wash primer, chlorinated rubber, epoxy, etc. to the base material, and an intermediate coating, etc., and brush coating, spray coating, roller coating, submersion on the resulting coating film Apply antifouling paint by means such as painting.
- the amount applied is generally an amount that results in a dry coating thickness of 50 to 400 ⁇ m.
- the coating film is generally dried at room temperature, but may be dried by heating.
- Coating film wear degree test A coating film having a thickness of about 300 ⁇ m was formed on a hard vinyl chloride plate having a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 2 mm, and the obtained test piece was attached to a rotating drum installed in seawater. Then, the film was rotated at a peripheral speed of 7.7 m / s (15 knots), and the consumed film thickness was measured after 3 months, 6 months, and 12 months.
- a coating with a thickness of about 300 ⁇ m was formed on a sandblasted steel plate that had been coated with a rust-preventive paint in advance, and the resulting specimen was immersed in Hiroshima Bay for 12 months. After 6 months, And the adhesion area (%) of the attached organism after 12 months was examined. The determination was made according to the following criteria.
- C The adhesion area of the attached organism after 12 months is 40% or more and less than 80%.
- D The adhesion area of attached organisms after 12 months is 80% or more and 100% or less.
- a coating film having a thickness of about 300 ⁇ m is formed on a sandblasted steel plate to which a rust preventive paint has been applied in advance, and the obtained test piece is sterilized and filtered at 20 ° C. for 6 months and 12 months. After soaking, it was dried at 20 ° C. for 1 week. And the coating-film surface was observed. Evaluation was performed according to the following criteria. A: Cracks and peeling are not observed at all. B: Slight cracks are observed. C: Cracks and peeling are partially observed. D: Cracks and peeling are observed on the entire surface.
- a transparent metal-containing polymerizable monomer (a) mixture M1 was added to obtain a transparent metal-containing polymerizable monomer (a) mixture M1.
- the solid content of the mixture M1 was 51.4% by mass.
- the metal content of the mixture M1 was 9.6% by mass.
- the metal content of the mixture was calculated from the following calculation formula.
- Example 1 The following five types of materials were mixed to prepare an antifouling paint. An appropriate amount of xylene was added, and the viscosity was adjusted to 80 to 90 KU with a stoma viscometer (25 ° C.). -Varnish C1: 40 parts, -Cuprous oxide: 50 parts, -Iron oxide: 1.5 parts, ⁇ Powdered silica: 3 parts Dispalon 4200-20 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., anti-settling agent): 1 part.
- the obtained antifouling paint was applied onto a predetermined substrate so that the dry film thickness was about 300 ⁇ m, and dried at room temperature for 1 week.
- the obtained coating film was subjected to a wear degree test, an antifouling test, and a crack resistance test. Table 7 shows the evaluation results.
- Examples 2 to 4, 6 to 14, and 16 to 28 An antifouling paint was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types of materials were changed to the conditions shown in Tables 7 to 9, and coated on a substrate to obtain a coating film. The evaluation results are shown in Tables 7 to 9.
- Example 5 The following six materials were mixed to prepare an antifouling paint. An appropriate amount of xylene was added, and the viscosity was adjusted to 80 to 90 KU with a stoma viscometer (25 ° C.). ⁇ Varnish C4: 40 parts, ⁇ Rodan copper: 40 parts, 2-pyridinethiol-1-oxide zinc salt: 3 parts -Titanium oxide: 10 parts, ⁇ Powdered silica: 3 parts Disparon 4200-20: 1 part.
- the obtained antifouling paint was applied on the substrate in the same manner as in Example 1 to obtain a coating film.
- Table 7 shows the evaluation results.
- Example 15 An antifouling paint was prepared in the same manner as in Example 5 except that the type of material was changed to the conditions shown in Table 7, and was applied onto a substrate to obtain a coating film. Table 8 shows the evaluation results.
- Example 1 A paint was prepared in the same manner as in Example 1 except that the material type was changed to the conditions shown in Tables 7 to 9, and coated on a substrate to obtain a coating film.
- the evaluation results are shown in Tables 7 to 9.
- Comparative Examples 1 to 6 since the structure of the present invention is not contained in the metal-containing copolymer, the degree of coating film consumption is insufficient, or crack peeling is rank D, which is sufficient as a result. Antifouling property was not obtained.
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Abstract
Description
本発明の金属含有共重合体は、前記一般式(1)で示される構造および一般式(2)で示される構造から選ばれる構造を1つ以上有する2価金属含有共重合体である。かかる構成を有する金属含有共重合体を用いた防汚塗料用組成物を含む防汚塗料は、得られる塗膜に高い加水分解性を付与することができる。さらに、この塗膜は、耐クラック性にも優れ、優れた防汚効果を長期間に亘って発揮させることが可能となる。得られる塗膜に長期間の防汚性、耐クラック性を付与する観点から、金属含有共重合体は一般式(1)で示される構造を有することが好ましい。
本発明の2価金属を含有する共重合体は、例えば以下の(1)または(2)の方法によって得ることができる。
(1)2価金属含有重合性単量体(a)と2価金属非含有重合性単量体(b)とを重合する「製造方法1」。
(2)酸基含有共重合体(c)に対して、金属化合物と必要に応じて一塩基有機酸を反応させるか、または、酸基含有共重合体(c)に対して、一塩基有機酸の金属エステルを用いエステル交換させる「製造方法2」。
先ず、2価金属含有重合性単量体(a)と2価金属非含有重合性単量体(b)との重合によって得られる「製造方法1」について説明する。
前記一般式(6)で示される重合性単量体(a6)の具体例として以下のものが挙げられる。ジ(3-アクリロイルオキシプロピオン酸)亜鉛、ジ(3-アクリロイルオキシプロピオン酸)銅、ジ(3-アクリロイルオキシプロピオン酸)マグネシウム、ジ(3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸)亜鉛、ジ(3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸)銅、ジ(3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸)マグネシウム、(メタ)アクリル酸3-アクリロイルオキシプロピオン酸亜鉛、(メタ)アクリル酸3-アクリロイルオキシプロピオン酸銅、(メタ)アクリル酸3-アクリロイルオキシプロピオン酸マグネシウム、(メタ)アクリル酸3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸亜鉛、(メタ)アクリル酸3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸銅、および、(メタ)アクリル酸3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸マグネシウム等。
前記一般式(7)で示される重合性単量体(a7)の具体例として以下のものが挙げられる。コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸マグネシウム、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸マグネシム、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸銅、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-アクリロイルオキシプロピオン酸マグネシウム、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸銅、およびヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル3-メタクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸マグネシウム等。
前記一般式(8)で示される重合性単量体(a8)の具体例として以下のものが挙げられる。3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(バーサチック酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(オクチル酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(ステアリン酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(アビチエン酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(バーサチック酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(オクチル酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(ステアリン酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(アビチエン酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(バーサチック酸)マグネシウム、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(オクチル酸)マグネシウム、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(ステアリン酸)マグネシウム、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピオン酸(アビチエン酸)マグネシウム、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(バーサチック酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(オクチル酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(ステアリン酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(アビチエン酸)亜鉛、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(バーサチック酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(オクチル酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(ステアリン酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(アビチエン酸)銅、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(バーサチック酸)マグネシウム、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(オクチル酸)マグネシウム、3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(ステアリン酸)マグネシウム、および3-(メタ)アクリロイルオキシ2-メチルプロピオン酸(アビチエン酸)マグネシウム等。
前記一般式(9)で示される重合性単量体(a9)の具体例として以下のものが挙げられる。ジ(コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)亜鉛、ジ(コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)銅、ジ(コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)マグネシウム、ジ(フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)亜鉛、ジ(フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)銅、ジ(フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)マグネシウム、ジ(ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)亜鉛、ジ(ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)銅、ジ(ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)マグネシウム、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸マグネシウム、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸銅、およびヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(メタ)アクリル酸マグネシウム等。
前記一般式(10)で示される重合性単量体(a10)の具体例として以下のものが挙げられる。コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)亜鉛、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)銅、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)マグネシウム、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)マグネシウム、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)マグネシウム、コハク酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)亜鉛、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)銅、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)マグネシウム、フタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)マグネシウム、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)亜鉛、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)銅、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)銅、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)銅、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)銅、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(バーサチック酸)マグネシウム、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(オクチル酸)マグネシウム、ヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(ステアリン酸)マグネシウム、およびヘキサヒドロフタル酸2-(メタ)アクリロイルオキシエチル(アビチエン酸)マグネシウム等。
重合性単量体(a6)、(a7)および(a9)は、例えば、無機金属化合物とカルボキシル基含有重合性単量体とを反応させる方法によって製造できる。また、重合性単量体(a8)および(a10)は、例えば、無機金属化合物と、カルボキシル基含有重合性単量体およびカルボキシル基含有非重合性化合物(以下、両者を併せて「カルボキシル基含有化合物」という場合がある。)とを反応させる方法によって製造できる。尚、ここで「重合性単量体」とは重合性不飽和2重結合を有する化合物を意味し、「非重合性化合物」とは重合性不飽和2重結合を有しない化合物を意味する。
本発明において、2価金属非含有重合性単量体(b)とは、2価金属を含有しない重合性単量体であり、重合性不飽和2重結合を有する単量体であれば特に限定されず、例えば以下のものが挙げられる。メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、i-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体と、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、γ-ブチロラクトンまたはε-カプロラクトン等との付加物;(メタ)アクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、ソルビン酸等のカルボキシル基含有単量体;無水イタコン酸、無水マレイン酸等のカルボン酸無水物基含有単量体;イタコン酸モノアルキル、マレイン酸モノアルキル等のジカルボン酸モノエステル類;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体の二量体または三量体;グリセロール(メタ)アクリレート等の水酸基を複数有する(メタ)アクリル酸エステル単量体;ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド等の第一級および第二級アミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;(メタ)アクリルアミド、N-ブチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド単量体;スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、(メタ)アクリロニトリル、塩化ビニル、酢酸ビニル等のビニル系単量体;アリルグリコール、ポリエチレングリコールアリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリエチレングリコールアリルエーテル、ポリプロピレングリコールアリルエーテル、メトキシポリプロピレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリプロピレングリコールアリルエーテル等のアリル基含有単量体;並びに、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリル酸エステル単量体等。これらの単量体は単独であるいは2種類以上で使用される。
「製造方法2」は、酸基含有共重合体(c)に対して、金属化合物と必要に応じて一塩基有機酸を反応させる方法、または、酸基含有共重合体(c)に対して、一塩基有機酸の金属エステルを用いエステル交換させる製造方法である。
前記の「製造方法1」または「製造方法2」においては、金属含有共重合体中の金属含有量が2質量%以上20質量%以下となるように、2価金属含有重合性単量体(a)または酸基含有共重合体(c)等の使用量を設定することが好ましい。金属含有共重合体中の金属含有量が2質量%以上である場合は、塗膜の加水分解性が良好となり、防汚性能が良好となる。また20質量%以下である場合は、塗膜の耐クラック性および耐水性が良好となる。塗膜の防汚性、耐クラック性、および耐水性を考慮すると、金属含有量は4質量%以上15質量%以下であることが特に好ましい。
また金属含有共重合体中においては、前記一般式(1)または一般式(2)で示される構造が1種以上生成するように選ばれたカルボキシル基含有重合性単量体単位の含有量は、好ましくは1質量%以上、特に好ましくは2質量%以上である。1質量%以上であれば、得られた塗膜の加水分解性が良好となり、さらには耐クラック性が良好となり、優れた防汚効果を長期間に亘って発揮できる。尚、カルボキシル基含有重合性単量体単位の含有量は、下記計算式より算出される量である。
本発明の防汚塗料用組成物は、前記金属含有共重合体及びこの共重合体の製造の際に使用される溶剤を含む防汚塗料用組成物である。本発明の防汚塗料用組成物は、前記金属含有共重合体を含有することによって、形成される塗膜に優れた防汚性能を保持させることができる。本発明の防汚塗料用組成物は、さらに、防汚薬剤を配合することによって、防汚性能を向上させることができる。
本発明の防汚塗料は、本発明の防汚塗料用組成物に、防汚薬剤、希釈のための溶剤、および顔料等の添加剤を配合することによって調製することができる。本発明の防汚塗料が、防汚薬剤および顔料成分等を含む場合における、防汚塗料中の金属含有共重合体の割合は、樹脂成分として通常15質量%(固形分換算)以上であることが好ましい。この配合量が15質量%以上であれば、防汚塗料中における金属含有共重合体の溶解性が良好であって、塗膜の防汚性および耐クラック性が良好である。
本発明の防汚塗料の塗膜を有する物品としては、船舶、各種漁網、発電所導水管、オイルフェンス、橋梁、ブイ、および潜水艦等が挙げられる。
(1)防汚塗料を船舶、各種漁網、港湾施設、オイルフェンス、橋梁、海底基地等の水中構造物等の基材表面に直接に塗布する。
(2)基材にウオッシュプライマー、塩化ゴム系、エポキシ系等のプライマー、および中塗り塗料等を塗布し、これによって得られた塗膜の上に、刷毛塗り、吹き付け塗り、ローラー塗り、沈漬塗り等の手段で防汚塗料を塗布する。
[1.ワニスの固形分]
試料約0.5gを105℃で2時間加熱乾燥した後、その残分の質量を測定し、下記の計算式より算出した。
縦50mm、横50mm、厚み2mmの硬質塩化ビニル製の板の上に厚み約300μmの塗膜を形成し、得られた試験片を海水中に設置した回転ドラムに取り付けた。そして、周速7.7m/s(15ノット)で回転させて、3ヵ月後、6ヵ月後および12ヶ月後の消耗膜厚を測定した。
あらかじめ防錆塗料が塗布されているサンドブラスト鋼製の板の上に厚み約300μmの塗膜を形成し、得られた試験片を広島県広島湾内で12ヶ月間静置浸漬し、6ヵ月後、および12ヶ月後の付着生物の付着面積(%)を調べた。判定は以下の基準で行った。
A:12ヶ月後の付着生物の付着面積が0%以上10%未満である。
B:12ヶ月後の付着生物の付着面積が10%以上40%未満である。
C:12ヶ月後の付着生物の付着面積が40%以上80%未満である。
D:12ヶ月後の付着生物の付着面積が80%以上100%以下である。
あらかじめ防錆塗料が塗布されているサンドブラスト鋼製の板の上に厚み約300μmの塗膜を形成し、得られた試験片を滅菌濾過した海水中に20℃で、6ヶ月間および12ヶ月間浸漬した後、20℃で1週間乾燥した。そして、塗膜表面を観察した。評価は以下の基準で行った。
A:クラックおよび剥離が全く観察されない。
B:クラックがわずかに観察される。
C:クラックおよび剥離が一部に観察される。
D:クラックおよび剥離が全面に観察される。
[製造例1:金属含有重合性単量体(a)の混合物M1の製造]
冷却器、温度計、滴下ロートおよび攪拌機を備えた四つ口フラスコ内に、初期溶剤としてのPGM(プロピレングリコールメチルエーテル)142部および酸化亜鉛41部を仕込み、撹拌しながらフラスコ内の液体の温度を75℃に昇温した。一方、滴下ロート内に2-カルボキシエチルアクリレート144部および水5部からなる混合物(反応原料)を入れた。この混合物を、単位時間当たりの添加量を一定にして、3時間かけてフラスコ内に滴下した。さらにフラスコ内の液体を2時間撹拌した後、PGM10部を添加して透明な金属含有重合性単量体(a)の混合物M1を得た。混合物M1の固形分は51.4質量%であった。混合物M1の金属含有量は9.6質量%であった。尚、混合物の金属含有量は、下記の計算式より算出した。
四つ口フラスコ内の初期溶剤の使用量並びに滴下ロート内の反応原料の種類と使用量を表2または表3に示す条件に変更したこと以外は製造例1と同様にして、金属含有性単量体の混合物M2~M20を製造した。混合物M2~M20の固形分および金属含有量(計算値)を表2または表3に示す。
冷却器、温度計、滴下タンクおよび攪拌機を備えた四つ口フラスコ内に、キシレン66.4部、PGM(プロピレングリコールメチルエーテル)15部、エチルアクリレート4部を仕込み、撹拌しながらフラスコ内の液体の温度を100℃に昇温した。一方、メチルメタクリレート30部、エチルアクリレート22.7部、n-ブチルアクリレート20部、混合物M1:53.1部(固形分27.3部)、キシレン10部、連鎖移動剤(日本油脂(株)製ノフマーMSD)1部、AIBN2部、AMBN8部からなる透明な混合物を調製して滴下タンク内に入れた。この滴下タンク内の混合物を、単位時間当たりの添加量を一定にして、6時間かけて四つ口フラスコ内に滴下した。滴下終了後、さらにt-ブチルパーオクトエート0.5部とキシレン15部の混合物を30分間かけて四つ口フラスコ内に滴下し、さらに1時間30分間、撹拌した。その後、300メッシュのナイロンメッシュを用いて四つ口フラスコ内の混合物をろ過して、ガードナー粘度QRを有する不溶解物のないワニスC1を得た。ワニスC1の固形分は46.2質量%であり、共重合体中の金属含有量は5.1質量%であった。尚、共重合体中の金属含有量は、下記の計算式より算出した。
初期溶剤の使用量並びに滴下タンク内の材料の種類と使用量を表4または表5に示す条件に変更したこと以外は製造例21と同様にしてワニスC2~C26を製造した。各ワニスの固形分および共重合体中の金属含有量(計算値)を表4または表5に示す。
〔反応1〕
冷却器、温度計、滴下タンクおよび攪拌機を備えた四つ口フラスコ内に、初期溶剤として、キシレン60部、PGM(プロピレングリコールメチルエーテル)15部を仕込み、撹拌しながらフラスコ内の液体の温度を100℃に昇温した。一方、表6に示す種類と量の酸基含有重合性単量体、他の重合性単量体、および重合開始剤からなる透明な混合物を調製して滴下タンク内に入れた。この滴下タンク内の混合物を、単位時間当たりの添加量を一定にして、4時間かけて四つ口フラスコ内に滴下した。滴下終了後さらに、t-ブチルパーオクトエート0.5部とキシレン25部の混合物を四つ口フラスコ内に30分間かけて滴下し、さらに1時間30分撹拌してワニスを得た。このフラスコ内からワニス4gを取り出し、固形分および固形分の酸価を測定した。評価結果を表6に示す。
次いで、上記フラスコ内に、表6に示す種類と量の金属化合物、有機酸、および溶剤(キシレン)の混合物を投入した。フラスコ内の液体の温度をリフラックス温度まで昇温し、フラスコから水および溶剤の混合溶液を除去し、除去した混合溶液と同量のキシレンを補充しながら反応を18時間継続した。その後、300メッシュのナイロンメッシュを用いてフラスコ内の混合物をろ過して、ガードナー粘度ZZ1を有する不溶解物のないワニスC27を得た。ワニスC27の固形分は45.9質量%であり、共重合体中の金属含有量(計算値)は7.7質量%であった。
〔反応1〕
初期溶剤の使用量並びに滴下タンク内の混合物の材料の種類と使用量を表6に示す条件に変更したこと以外は製造例47と同様にしてワニスを得た。各ワニス(反応1の生成物)の評価結果を表6に示す。
次いで、上記の各ワニスを含む各フラスコ内に、表6に示す種類と量の金属化合物、有機酸、および溶剤(キシレン)の各混合物を投入し、製造例47と同様にして、ワニスC28~C33を得た。ワニスの評価結果を表6に示す。尚、製造例50のワニス30は僅かに濁りを有していたが、その他のワニスは不溶解物のないワニスであった。
下記の5種類の材料を混合し防汚塗料を調製した。尚、適量のキシレンを加えて、ストマー粘度計(25℃)にて80~90KUとなるように粘度を調整した。
・ワニスC1:40部、
・亜酸化銅:50部、
・酸化鉄:1.5部、
・粉末状シリカ:3部、
・ディスパロン4200-20(楠本化成(株)製、沈降防止剤):1部。
材料の種類を表7~表9に示す条件としたこと以外は、実施例1と同様にして防汚塗料を調製し、基板上に塗布して塗膜を得た。評価結果を表7~表9に示す。
下記の6種類の材料を混合し防汚塗料を調製した。尚、適量のキシレンを加えて、ストマー粘度計(25℃)にて80~90KUとなるように粘度を調整した。
・ワニスC4:40部、
・ロダン銅:40部、
・2-ピリジンチオール-1-オキシド亜鉛塩:3部、
・酸化チタン:10部、
・粉末状シリカ:3部、
・ディスパロン4200-20:1部。
材料の種類を表7に示す条件としたこと以外は、実施例5と同様にして防汚塗料を調製し、基板上に塗布して塗膜を得た。評価結果を表8に示す。
材料の種類を表7~表9に示す条件としたこと以外は、実施例1と同様にして塗料を調製し、基板上に塗布して塗膜を得た。評価結果を表7~表9に示す。比較例1~6では、金属含有共重合体中に本発明の構造が含まれてないため、塗膜消耗度が不十分であるか、または、クラック剥離がランクDであり、結果的に十分な防汚性が得られなかった。
Claims (8)
- 一般式(3)で示される構造、一般式(4)で示される構造、および一般式(5)で示される構造の群から選ばれる構造を1つ以上有する請求項1に記載の金属含有共重合体:
[一般式(3)中、Mは2価の金属を、R1およびR6は各々独立に炭素数2または3の炭化水素を示す。nは1から20のいずれかの整数、pは0から20のいずれかの整数である。]、
[一般式(4)中、Mは2価の金属を、R1は炭素数2または3の炭化水素を、R4およびR5は炭化水素を示す。nは1から20のいずれかの整数である。]、
[一般式(5)中、Mは2価の金属を、R1は炭素数2または3の炭化水素を、R7は有機酸残基を示す。nは1から20のいずれかの整数である。]。 - 一般式(6)で示される重合性単量体(a6)、一般式(7)で示される重合性単量体(a7)および一般式(8)で示される重合性単量体(a8)の群から選ばれる重合性単量体を1種以上含有する2価金属含有重合性単量体(a)と、2価金属非含有重合性単量体(b)とを含む単量体混合物を共重合する、請求項1に記載の金属含有共重合体の製造方法:
[一般式(6)中、Mは2価の金属を、R8およびR9は各々独立にHまたはCH3を、R1およびR6は各々独立に炭素数2または3の炭化水素を示す。nは1から20のいずれかの整数、pは0から20のいずれかの整数である。]、
[一般式(7)中、Mは2価の金属を、R8およびR9は各々独立にHまたはCH3を、R1は炭素数2または3の炭化水素を、R4およびR5は炭化水素を示す。nは1から20のいずれかの整数である。]、
[一般式(8)中、Mは2価の金属を、R8はHまたはCH3を、R1は炭素数2または3の炭化水素を、R7は有機酸残基を示す。nは1から20のいずれかの整数である。]。 - 請求項1または2に記載の金属含有共重合体を含む防汚塗料用組成物。
- 請求項6に記載の防汚塗料用組成物を含む防汚塗料。
- 請求項7に記載の防汚塗料の塗膜を有する物品。
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