WO2017164283A1 - 防汚塗料組成物、防汚塗膜、防汚基材及びその製造方法 - Google Patents

防汚塗料組成物、防汚塗膜、防汚基材及びその製造方法 Download PDF

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WO2017164283A1
WO2017164283A1 PCT/JP2017/011636 JP2017011636W WO2017164283A1 WO 2017164283 A1 WO2017164283 A1 WO 2017164283A1 JP 2017011636 W JP2017011636 W JP 2017011636W WO 2017164283 A1 WO2017164283 A1 WO 2017164283A1
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antifouling
antifouling coating
mass
coating composition
coating film
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PCT/JP2017/011636
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祥太郎 原田
淳内 筏井
順治 仁井本
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中国塗料株式会社
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    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
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    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
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    • C09D143/04Homopolymers or copolymers of monomers containing silicon
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    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints
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    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives

Definitions

  • the present invention relates to an antifouling coating composition, an antifouling coating formed using the same, an antifouling substrate having the coating on a substrate, and a method for producing the same.
  • Vessels such as oysters, mussels and barnacles, plants such as laver, and various aquatic organisms such as bacteria are likely to adhere to the surface of a substrate exposed to water for a long time, such as ships, underwater structures, and fish nets.
  • various problems occur.
  • the base material is a ship
  • the surface roughness increases from the waterline of the ship to the bottom of the ship, resulting in a decrease in the speed of the ship and an increase in fuel consumption.
  • the base material is a fish net such as an aquaculture net or a stationary net
  • the net is blocked by aquatic organisms, which may cause serious problems such as acid-deprived death of the aquaculture organisms and fishing organisms.
  • the base material is a seawater supply / drainage pipe of a thermal power plant or a nuclear power plant
  • the supply / drainage pipe of seawater (cooling water) is blocked or the flow velocity is reduced, which hinders the circulation system.
  • seawater supply / drainage pipe of a thermal power plant or a nuclear power plant the supply
  • Patent Document 1 contains a copolymer obtained by reacting a methacrylic acid organic silicon ester monomer such as triisopropylsilyl methacrylate with a methacrylic acid alkoxyalkyl ester such as methoxyethyl methacrylate at a predetermined mass ratio.
  • An antifouling paint composition is described.
  • Patent Document 2 includes A) one or more rosin compounds composed of rosin, a rosin derivative or a rosin metal salt, B) a specific organic silyl ester group-containing polymer, and C) an antifouling agent.
  • a coating composition contained as an essential component is described.
  • Patent Document 3 relates to a coating composition for preventing organisms from adhering to the surface of an object in the sea, and is specified by introducing a triorganosilyl group and an alkoxy group or an aryloxypolyethylene glycol group into the molecular side chain.
  • the coating composition characterized by containing the copolymer of this and an antifouling agent as an essential component is described.
  • Patent Document 4 discloses that 100 parts by weight of a monomer component, 55 to 75 parts by weight of triisopropylsilyl (meth) acrylate (a), 2 to 20 parts by weight of methoxyethyl acrylate (b), and other polymerizable monomers (c A copolymer comprising 43 to 5 parts by weight, and a coating composition comprising the copolymer and an antifouling agent.
  • JP 2005-82725 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-30071 JP-A-7-102193 JP 2001-226440 A
  • An object of the present invention is to provide an antifouling coating composition in which the obtained antifouling coating film is excellent in antifouling property and long-term durability, and further excellent in long-term storage stability. Furthermore, an object of the present invention is to provide an antifouling coating film obtained from the antifouling coating composition, an antifouling substrate provided with the antifouling coating film, and a method for producing the same.
  • the inventors of the present invention have intensively studied in view of the above problems, and found that a silyl ester copolymer obtained by copolymerizing triisopropylsilyl methacrylate (TIPSSMA) and 2-methoxyethyl acrylate (MEA), copper pyrithione, and zinc oxide. And the present invention was completed by finding that the above-mentioned problems can be solved by an antifouling coating composition containing a rosin compound.
  • the present invention relates to the following [1] to [7].
  • [1] 45 to 75% by mass of the structural unit (a1) derived from triisopropylsilyl methacrylate, 15 to 35% by mass of the structural unit (a2) derived from 2-methoxyethyl acrylate, and other ethylenically unsaturated monomers
  • Antifouling paint containing silyl methacrylate copolymer (A), copper pyrithione (B), zinc oxide (C), and rosin compound (D) containing 0 to 35% by mass of structural unit (a3) derived from Composition.
  • inorganic copper compound (E), color pigment (F), extender pigment (G), pigment dispersant (H), plasticizer (I), sagging inhibitor (J), anti-settling agent (K) The antifouling paint composition according to [1] above, which contains at least one component selected from the group consisting of a dehydrating agent (L) and a solvent (M).
  • a ternary copolymer comprising the silyl methacrylate copolymer (A) comprising a structural unit derived from triisopropylsilyl methacrylate, a structural unit derived from 2-methoxyethyl acrylate, and a structural unit derived from methyl methacrylate.
  • a step of applying the antifouling coating composition according to any one of [1] to [3] to a substrate, or an antifouling coating composition according to any one of [1] to [3] A method for producing an antifouling base material, comprising the steps of impregnating the base material and drying the antifouling coating composition to form an antifouling coating film on the base material in this order.
  • an antifouling paint composition in which the obtained antifouling coating film is excellent in antifouling property and long-term durability, and further excellent in long-term storage stability. Furthermore, according to this invention, the antifouling coating film obtained from the said antifouling coating composition, the antifouling base material provided with this antifouling coating film, and the manufacturing method thereof can be provided.
  • the antifouling coating composition of the present invention comprises 45 to 75% by mass of the structural unit (a1) derived from triisopropylsilyl methacrylate, 15 to 35% by mass of the structural unit (a2) derived from 2-methoxyethyl acrylate, and Silyl methacrylate copolymer (A), copper pyrithione (B), zinc oxide (C), and rosin compound (D) containing 0 to 35% by mass of structural unit (a3) derived from other ethylenically unsaturated monomers ).
  • the antifouling coating film obtained is excellent in antifouling property and long-term durability, and also provided the antifouling coating composition excellent in long-term storage stability.
  • an antifouling coating film having excellent antifouling properties particularly at a draft line or at the water's edge can be obtained. That is, the antifouling property means that the adhesion of aquatic organisms is suppressed not only in water but also at a draft line or at the waterside even when immersed in seawater for a long time.
  • the long-term durability is excellent in the internal hydrolysis resistance and appearance characteristics of the coating film when immersed in water, particularly in seawater for a long time (the occurrence of cracks, cracks, etc. is suppressed for a long time.
  • it can be evaluated by crack resistance when immersed in seawater for a long time.
  • long-term storage stability means that the viscosity increase with time is small.
  • a hydrolyzable resin composed of a copolymer derived from TIPSMA has high hydrophobicity because TIPSSMA has a methyl group at the ⁇ -position, and has good water resistance and long-term physical properties. It has been found that since it is too high, the antifouling agent has a small amount of elution. In particular, the remarkable difference is the difference in antifouling property at the draft line (border) between the ship and seawater, and the antifouling paint containing a hydrolyzable resin composed of a copolymer derived from TIPSMA. In the composition, sufficient antifouling property was not obtained particularly in the draft line.
  • TIPSSMA triisopropylsilyl methacrylate
  • MEA 2-methoxyethyl acrylate
  • An antifouling paint composition comprising a silyl methacrylate copolymer having a constitutional unit derived from another ethylenically unsaturated monomer at a desired mass ratio as needed, and copper pyrithione, zinc oxide, and a rosin compound It is found that an antifouling coating film excellent in antifouling property and long-term durability can be obtained and an antifouling coating composition excellent in long-term storage stability can be obtained, and the present invention is completed. It came to.
  • the antifouling paint composition of the present invention contains a silyl methacrylate copolymer (A) for the purpose of improving the antifouling effect of the coating film, and the silyl methacrylate copolymer (A) A structural unit (a1) derived from isopropylsilyl methacrylate (hereinafter also referred to as structural unit (a1)), a structural unit (a2) derived from 2-methoxyethyl acrylate (hereinafter also referred to as structural unit (a2)), And a structural unit (a3) derived from another ethylenically unsaturated monomer (hereinafter also referred to as a structural unit (a3)).
  • the “other ethylenically unsaturated monomer” means a polymerizable monomer having an ethylenically unsaturated bond, excluding triisopropylsilyl methacrylate and 2-methoxyethyl acrylate.
  • (meth) acrylate means “acrylate or methacrylate”.
  • the “structural unit derived from X” is, for example, a structural unit represented by the following formula (2) when X is a compound represented by the following formula (1).
  • a 1 to A 4 are arbitrary substituents.
  • component Z in the antifouling coating composition of the present invention means that the antifouling coating composition of the present invention is prepared by blending component Z, for example, component Z Includes a case where the compound is different from the compounded component Z by reacting with other components or forming a salt in the antifouling coating composition.
  • the structural unit (a1) is a structural unit derived from triisopropylsilyl methacrylate (i).
  • the silyl methacrylate copolymer (A) is a structural unit ( a1) is contained in an amount of 45 to 75% by mass, preferably 50 to 70% by mass. If the content of the structural unit (a1) is less than 45% by mass or exceeds 75% by mass, sufficient long-term durability and antifouling properties cannot be obtained.
  • the content of the structural unit (a1) derived from triisopropylsilyl methacrylate should be approximated by the charging ratio (mass%) of triisopropylsilyl methacrylate in all monomers constituting the silyl methacrylate copolymer (A). The same applies to other structural units.
  • the structural unit (a2) is a structural unit derived from 2-methoxyethyl acrylate (ii).
  • the silyl methacrylate copolymer (A) contains 15 to 35% by mass of the structural unit (a2) derived from 2-methoxyethyl acrylate, Contains 20 to 30% by mass.
  • the other ethylenically unsaturated monomer (iii) has an ethylenically unsaturated group.
  • the group having an ethylenically unsaturated group include a vinyl group and a (meth) acryloyl group.
  • ethylenically unsaturated monomers are not particularly limited as long as they are ethylenically unsaturated monomers other than triisopropylsilyl methacrylate and 2-methoxyethyl acrylate, and esters having an ethylenically unsaturated bond (unsaturated esters), And carboxylic acids having an ethylenically unsaturated bond (unsaturated carboxylic acids) are preferred.
  • the other ethylenic monomer is the above compound, good compatibility with triisopropylsilyl methacrylate and 2-methoxyethyl acrylate is obtained, and the reactivity is similar to that of triisopropylsilyl methacrylate and 2-methoxyethyl acrylate. This is preferable.
  • ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylic acid esters, unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, and their half esters (monoesters) and diesters, vinyl esters; Examples include (meth) acrylates; organosiloxane group-containing (meth) acrylates. Moreover, styrenes are illustrated as monomers other than unsaturated esters and unsaturated carboxylic acids.
  • ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylic acid methyl ester, (meth) acrylic acid ethyl ester, (meth) acrylic acid butyl ester, (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl ester, (meth) Acrylic acid lauryl ester, (meth) acrylic acid tridecyl ester, (meth) acrylic acid stearyl ester, (meth) acrylic acid allyl ester, (meth) acrylic acid cyclohexyl ester, (meth) acrylic acid benzyl ester, (meth) acrylic Acid isobornyl ester, (meth) acrylic acid glycidyl ester, (meth) acrylic acid tetrahydrofurfuryl ester, (meth) acrylic acid hydroxyethyl ester, (meth) acrylic acid hydroxypropyl ester, (meth) acrylic acid hydro (Meth) acrylic acid esters such as sibutyl ester, (meth) acrylic
  • Monocarboxylic acids Monocarboxylic acids; dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, and succinic acid; and half esters (monoesters) and diesters thereof; styrenes such as styrene and ⁇ -methylstyrene; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate. Etc., and these may be used singly or in combination of two or more.
  • the silyl methacrylate copolymer (A) contains 0 to 35% by mass, preferably 5 to 30% by mass, of the structural unit (a3) derived from other ethylenically unsaturated monomers.
  • the structural unit (a3) derived from other ethylenically unsaturated monomers has 4 or more carbon atoms from the viewpoint of improving the water resistance balance of the coating film and improving the antifouling property at the long-term waterfront. It is preferable not to have the linear alkyl group.
  • the silyl methacrylate copolymer (A) preferably contains a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and propyl methacrylate.
  • the silyl methacrylate copolymer (A) is particularly preferably a ternary copolymer composed of triisopropylsilyl methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate, and methyl methacrylate.
  • the content of the silyl methacrylate copolymer (A) in the antifouling coating composition is the amount of non-volatile content of the antifouling coating composition from the viewpoint of ensuring antifouling properties, long-term storage stability, and long-term durability. Is 100% by mass, preferably 5 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the silyl methacrylate copolymer (A) is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 60,000.
  • the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition containing the silyl methacrylate copolymer (A) having a weight average molecular weight within the above range has good hydrolyzability and further improves the static resistance. In addition, it can exhibit better long-term durability.
  • the weight average molecular weight is a value determined by a gel permeation chromatography (GPC) method and determined using a standard polystyrene calibration curve.
  • the silyl methacrylate copolymer (A) is obtained by copolymerizing triisopropylsilyl methacrylate (i), 2-methoxyethyl acrylate (ii), and another ethylenically unsaturated monomer (iii) by a known polymerization method. Can be prepared.
  • the polymerization method include solution polymerization, bulk polymerization, semi-batch polymerization, suspension polymerization, coordination polymerization, living polymerization, or radical or ionic polymerization in emulsion polymerization.
  • the monomers (i) to (iii) are preferably solution polymerized using a commonly used organic solvent such as n-butyl acetate.
  • catalysts can be widely used.
  • 2,2′-azobis (2-methylbutyrate) is used.
  • Nitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis-isobutyronitrile (AIBN), benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2- Peroxides such as ethyl hexanoate, t-butyl peroxybenzoate, and t-butyl peroxy octoate are listed.
  • the antifouling coating composition of the present invention further improves the antifouling property of the antifouling coating film formed from the composition, and in particular, effectively exhibits antifouling performance against plant marine organisms.
  • (B) is contained.
  • the content of copper pyrithione (B) is preferably 0.00 with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A). The amount is from 01 to 500 parts by mass, more preferably from 0.01 to 300 parts by mass.
  • the content of copper pyrithione (B) is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 0.5 to 80% by mass. is there.
  • the antifouling coating composition of the present invention exhibits an appropriate strength, coating scouring property (coating depletion), and renewability for the antifouling coating formed from the composition, and effectively provides antifouling performance.
  • it contains zinc oxide (C).
  • the content of zinc oxide (C) is preferably 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A). The amount is 0.1 to 1000 parts by mass, more preferably 0.5 to 500 parts by mass. Further, assuming that the nonvolatile content of the antifouling coating composition is 100% by mass, the content of zinc oxide (C) is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.5 to 70% by mass. is there.
  • Rosin compound (D)> The antifouling paint composition of the present invention promotes elution of the antifouling agent from the antifouling coating film formed from the composition, and improves the antifouling property (especially antifouling property at the water's edge).
  • rosin compound (D) examples include rosins such as gum rosin, wood rosin and tall oil rosin, and rosin derivatives such as hydrogenated rosin and disproportionated rosin.
  • the silyl methacrylate copolymer content of (A) and (W A), the content of the rosin compound (D) (W D) ratio of (W A / W D ) is preferably 99.9 / 0.1 to 30/70 on a mass basis, more preferably 95/5 to 35/65, and still more preferably 90/10 to 40/60.
  • the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition has an effect of improving the scouring property (coating depletion), and the antifouling property (especially at the waterfront). Antifouling property) can be improved.
  • the antifouling coating composition of the present invention further comprises an inorganic copper compound (E), a color pigment (F), an extender pigment (G), a pigment dispersant (H), a plasticizer (I), a sagging inhibitor (J), You may contain the at least 1 sort (s) of additive selected from the group which consists of an antisettling agent (K), a dehydrating agent (L), and a solvent (M).
  • E inorganic copper compound
  • F color pigment
  • G extender pigment
  • H pigment dispersant
  • I plasticizer
  • J a sagging inhibitor
  • You may contain the at least 1 sort (s) of additive selected from the group which consists of an antisettling agent (K), a dehydrating agent (L), and a solvent (M).
  • K antisettling agent
  • L dehydrating agent
  • M solvent
  • the antifouling coating composition of the present invention may further contain an inorganic copper compound (E) in order to further improve the antifouling property of the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition.
  • the inorganic copper compound include powdered copper (copper powder), cuprous oxide, copper thiocyanate (also known as rhodan copper), cupronickel, and the like.
  • cuprous oxide is preferred as the inorganic copper compound (E).
  • the average particle size of cuprous oxide is preferably less than 4.5 ⁇ m, more preferably 4 ⁇ m or less, and even more preferably 3.5 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter is measured by a laser diffraction scattering method using SALD-2200 (manufactured by Shimadzu Corporation). Specifically, a few drops of HMPNa (sodium hexametaphosphate) 0.2% by weight and neutral detergent are added to the sample disperser of SALD-2200, and ultrasonic waves are activated, and the pump speed scale is set to 7 for circulation. . Take about 100 mg of cuprous oxide in a mortar and add a few drops of neutral detergent to lightly disperse to loosen secondary agglomeration. Water is added to the sample dispersed in the mortar so that no bubbles are formed, and the sample is poured into the sample disperser. After circulating and dispersing for 10 minutes with a disperser, the particle size distribution is measured. The refractive index when calculating the particle size distribution is “2.70-0.20i”, and the median system in the particle size distribution is the average particle size.
  • the content of the inorganic copper compound (E) is preferably 0 with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A) from the viewpoint of long-term antifouling properties. 0.01 to 2,500 parts by mass, more preferably 0.1 to 1,000 parts by mass. Further, when the nonvolatile content of the antifouling coating composition is 100% by mass, the content of the inorganic copper compound (E) is preferably 0.1 to 90% by mass, more preferably 0.5 to 80% by mass. It is.
  • the antifouling coating composition of the present invention contains a color pigment (F) in order to adjust the color tone of the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition or to impart an arbitrary color tone. Also good.
  • the color pigment (F) include various known organic or inorganic color pigments. Examples of organic coloring pigments include carbon black, naphthol red, and phthalocyanine blue. Examples of the inorganic coloring pigment include bengara, barite powder, titanium white, and yellow iron oxide.
  • the antifouling coating composition of the present invention may contain a colorant excluding the color pigment (F) such as a dye together with the color pigment (F) or instead of the color pigment (F).
  • the content of the color pigment (F) is such that the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition is colored, concealed, exposed to discoloration, antifouling, coated.
  • the amount is preferably 0.01 to 100 parts by weight, more preferably 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silyl methacrylate copolymer (A). Part.
  • the content of the color pigment (F) is preferably 0.01 to 50% by mass, more preferably 0.1 to 30% by mass. is there.
  • the antifouling coating composition of the present invention contains an extender pigment (G) for the purpose of improving coating film properties such as crack resistance of the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition. Also good.
  • extender pigments (G) include talc, silica (diatomaceous earth, acid clay, etc.), mica, clay, potassium feldspar, calcium carbonate, kaolin, alumina white, white carbon, aluminum hydroxide, magnesium carbonate, barium carbonate, sulfuric acid. Examples include barium and zinc sulfide. Among these, talc, silica, mica, clay, calcium carbonate, kaolin, barium sulfate, and potassium feldspar are preferable.
  • the content of the extender pigment (G) is the water resistance (mechanical properties), antifouling property, and coating film of the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition.
  • the amount is preferably 0.1 to 500 parts by mass, more preferably 50 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A).
  • the content of the extender pigment (G) is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.5 to 70% by mass. is there.
  • Pigment dispersant (H) When the antifouling coating composition of the present invention contains a color pigment (F) or an extender pigment (G), from the viewpoint of improving the dispersibility of the color pigment (F) or the extender pigment (G), a pigment dispersant (H ) May be contained.
  • the pigment dispersant (H) include various known organic or inorganic pigment dispersants.
  • the pigment dispersant include aliphatic amines or organic acids (for example, “Duomine TDO” (manufactured by LION Co., Ltd.), “Disperbyk101” (manufactured by BYK Co., Ltd.)).
  • the content of the pigment dispersant (H) is from the viewpoint of reducing the paint viscosity of the antifouling paint composition and improving the anti-fouling effect of the antifouling coating film.
  • the amount is preferably 0.01 to 100 parts by mass, more preferably 0.01 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A).
  • the content of the pigment dispersant (H) is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass. It is.
  • the antifouling coating composition of the present invention preferably contains a plasticizer (I) in order to improve the crack resistance of the resulting antifouling coating film.
  • the plasticizer (I) include chlorinated paraffin (chlorinated paraffin), petroleum resins, ketone resins, TCP (tricresyl phosphate), polyvinyl ethyl ether, dialkyl phthalate, and the like. From the viewpoint of improving the water resistance (mechanical properties) and hydrolyzability (consumability) of the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition, these plasticizers (I) Of these, chlorinated paraffin (chlorinated paraffin), petroleum resins, and ketone resins are preferable.
  • a plasticizer (I) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
  • chlorinated paraffins include “Toyoparax 150” and “Toyoparax A-70” (both manufactured by Tosoh Corporation).
  • Examples of petroleum resins include C5, C9, styrene, dichloropentadiene, and hydrogenated products thereof.
  • Specific examples of petroleum resins include “Quinton 1500” and “Quinton 1700” (both manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.).
  • the content of the plasticizer (I) is such that the antifouling coating film formed from the antifouling coating composition is hydrolyzable (consumable), antifouling, and coated.
  • the amount is preferably 0.1 to 300 parts by weight, more preferably 0.1 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silyl methacrylate copolymer (A). Part, more preferably 0.1 to 150 parts by weight.
  • the content of the plasticizer (I) is preferably 0.1 to 80% by mass, more preferably 0.5 to 70% by mass. is there.
  • the antifouling paint composition of the present invention has an anti-sagging agent (J) (also referred to as a flow-preventing agent) from the viewpoint of reducing the occurrence of sagging due to the coating composition when the antifouling coating composition is applied to a substrate. May be included).
  • the anti-sagging agent (J) include amide wax, hydrogenated castor oil wax, mixtures thereof, synthetic fine powder silica (Aerosil (registered trademark), etc.), among these, amide wax or synthetic fine powder silica. Preferably there is.
  • the storage stability of the antifouling coating composition is improved, and after the antifouling coating is formed, the same kind of coating is applied on the antifouling coating.
  • a coating film (top coating film) made of a composition (antifouling coating composition) or a different coating composition is formed, adhesion between the antifouling coating film and the top coating film (interlayer adhesion, repeated coating) ) Is preferable because it is possible to prevent a decrease in the property.
  • the content of the anti-sagging agent (J) is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A). 0.1 to 50 parts by mass. Further, when the nonvolatile content of the antifouling coating composition is 100% by mass, the content of the anti-sagging agent (J) is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass. It is.
  • the antifouling coating composition of the present invention may contain an anti-settling agent (K) from the viewpoint of preventing the generation of precipitates in the coating composition during storage and improving the stirring ability.
  • anti-settling agent (K) examples include stearates of Al, Ca, or Zn, polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, etc. Among them, oxidized polyethylene wax is preferable. As a commercially available product of oxidized polyethylene wax, “DISPARON 4200-20X” (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd.) can be mentioned.
  • the content of the anti-settling agent (K) is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A). 0.1 to 50 parts by mass. Further, when the nonvolatile content of the antifouling coating composition is 100% by mass, the content of the anti-settling agent (K) is preferably 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass. It is.
  • the antifouling coating composition of the present invention has excellent storage stability because it contains the silyl methacrylate copolymer (A) having good storage stability, but if necessary, a dehydrating agent (L). It becomes possible to obtain further excellent long-term storage stability by adding.
  • the dehydrating agent (L) include inorganic dehydrating agents and organic dehydrating agents.
  • the inorganic dehydrating agent synthetic zeolite, anhydrous gypsum and hemihydrate gypsum are preferable.
  • the organic dehydrating agent include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrabutoxysilane, tetraphenoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, and trimethylethoxysilane, and polyalkoxy that is a condensate thereof.
  • Silanes and orthoformate alkyl esters such as methyl orthoformate and ethyl orthoformate are preferred.
  • the content of the dehydrating agent (L) is preferably 0.1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the silyl methacrylate copolymer (A). Further, when the nonvolatile content of the antifouling coating composition is 100% by mass, it is preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass.
  • the antifouling coating composition of the present invention is water or an organic solvent as necessary.
  • a solvent (M) such as The solvent (M) may be the solvent used when preparing the silyl methacrylate copolymer (A), and when mixing the copolymer (A) and other components as necessary, A solvent added separately may be used.
  • organic solvents examples include aromatic organic solvents such as xylene, toluene, and ethylbenzene; ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; aliphatics such as ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, and isobutanol (having 1 to 3 carbon atoms).
  • aromatic organic solvents such as xylene, toluene, and ethylbenzene
  • ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone
  • aliphatics such as ethanol, isopropyl alcohol, n-butanol, and isobutanol (having 1 to 3 carbon atoms).
  • the content of the solvent (M) in the antifouling coating composition of the present invention is usually 5 to 80% by mass, preferably 10 to 70% by mass, when the total amount of the antifouling coating composition is 100% by mass. Moreover, you may add further at the time of coating according to workability
  • the antifouling coating composition of the present invention can be produced by appropriately using known methods.
  • the silyl methacrylate copolymer (A) and other components as necessary may be added to a stirring vessel at a time or in any order, and mixed by a known stirring and mixing means. it can.
  • the sagging inhibitor (J) amide wax (for example, Dispalon A630-20X)
  • Stirring and mixing means include high speed disperser, sand grind mill, basket mill, ball mill, three rolls, loss mixer, planetary mixer, universal Shinagawa stirrer and the like.
  • the antifouling coating film of the present invention comprises the solid content of the antifouling coating composition of the present invention.
  • the antifouling coating film of the present invention is formed from the antifouling coating composition of the present invention.
  • the antifouling coating composition contains a solvent (M)
  • the antifouling coating composition of the present invention applied on a substrate is used.
  • the soil coating composition can be formed by, for example, natural drying or drying using a drying means such as a heater (that is, removing the solvent (M)).
  • the antifouling substrate of the present invention comprises at least a substrate and the antifouling coating film of the present invention formed on the surface of the substrate.
  • the coating composition applied to or impregnated on the base material is applied to or impregnated using a coating means such as air spray, airless spray, brush, roller, etc.
  • a coating means such as air spray, airless spray, brush, roller, etc.
  • it can be produced by natural drying (temperature of about room temperature) or drying using a drying means such as a heater to form an antifouling coating on the substrate.
  • the antifouling substrate of the present invention forms an antifouling coating film on the surface of the temporary substrate with the antifouling coating composition of the present invention, and the antifouling coating film is peeled off from the temporary substrate for antifouling. It can also be manufactured by sticking it to the substrate. At this time, an antifouling coating film may be affixed on the substrate via an adhesive layer.
  • the base material is not particularly limited, but is preferably a base material that comes into contact with seawater or fresh water.
  • water supply / drain ports of various power plants thermal power, nuclear power
  • gulf roads gulf roads
  • submarine tunnels harbors Equipment or underwater structures
  • Equipment or underwater structures such as sludge diffusion prevention membranes used in various marine or river civil engineering works such as canals or waterways, ship outer plates (especially from the draft section of the ship to the bottom of the ship), fishing materials (ropes, fish nets, etc.) , Floats or buoys).
  • Examples of the material of these base materials include steel, aluminum, wood, FRP, etc. for ship outer plates, natural or synthetic fibers for fish nets, etc., and synthetic resin for floats, buoys, etc. As long as it is a base material that is in water and requires antifouling properties, the material is not particularly limited.
  • the surface of these base materials is usually the surface of the primer-treated base material after the primer such as a rust preventive paint is primed on the surface of the steel base material as described above.
  • the antifouling paint composition (antifouling paint) of the present invention is applied once or a plurality of times, and the antifouling paint composition applied or impregnated (particularly when the substrate is a fish net or the like) is dried.
  • antifouling coating When antifouling coating is formed, it has excellent properties (antifouling properties, especially static antifouling properties) that prevent the attachment of aquatic organisms such as blue sea bream, barnacles, blueberrys, cell plastics, oysters, and chrysanthemum bean.
  • the antifouling component eg, the copper pyrithione (B) and the optional inorganic copper compound (E) contained in the antifouling coating film can be gradually released over a long period of time.
  • the base material is a ship outer plate (particularly its bottom), an underwater structure or the like (usually, the base material surface may be primed or may have a layer formed from various paints. ))
  • the antifouling coating composition is applied to the surface of the base material a plurality of times (thick coating: dry film thickness of about 100 to 600 ⁇ m). It exhibits a good balance of flexibility and excellent crack resistance.
  • the surface of the antifouling coating composition of the present invention may be directly applied or impregnated on the surface.
  • the base material is a steel sheet dough
  • a base material such as a rust preventive agent or a primer
  • the antifouling coating composition of the present invention may be applied to the surface.
  • the thickness of the antifouling coating film of the present invention formed by one coating operation is not particularly limited, but is about 30 to 250 ⁇ m, for example, when the substrate is a ship or an underwater structure.
  • the underwater structure having the antifouling coating film of the present invention can maintain the function of the underwater structure for a long period because it can prevent adhesion of aquatic organisms over a long period of time.
  • the fish net having the antifouling coating film of the present invention is less likely to cause environmental pollution, and can prevent clogging of the net because it can prevent adhesion of aquatic organisms.
  • Solid content (%) X 2 / X 1 ⁇ 100
  • Viscosity of copolymer solution The viscosity (unit: mPa ⁇ s) of the copolymer solution at a liquid temperature of 25 ° C. was measured using an E-type viscometer (TV-25 manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
  • Viscosity initial viscosity (poise)
  • Viscosity at 25 ° C. of each coating composition immediately after (within 1 day) prepared in Examples and Comparative Examples is B type based on JIS Z 8803.
  • a viscometer VISCOMETER TVB-10M, SPINDLE No. M4, CORD No. 23 (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.)
  • the measurement was performed at a liquid temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.
  • each coating composition is stored in a 60 ° C. incubator, and the viscosity at 25 ° C. (viscosity after storage) of each coating composition is changed every other week according to JIS Z 8803.
  • Coating film accelerated deterioration test evaluation of coating film appearance
  • an epoxy paint epoxy AC paint, trade name “Banno 500”, manufactured by China Paint Co., Ltd.
  • a vinyl binder paint trade name “Sylvax SQ-K”, manufactured by China Paint Co., Ltd.
  • a test plate was prepared by coating so that the dry film thickness was 40 ⁇ m.
  • each coating composition of the above Examples and Comparative Examples was applied using an applicator so that the dry film thickness was 150 ⁇ m.
  • the film was dried at 23 ° C. for 1 day to form an antifouling coating, and the coating composition was applied to the surface of the antifouling coating to a dry film thickness of 150 ⁇ m.
  • An antifouling coating film was formed by drying for a day to prepare a test plate with an antifouling coating film.
  • This test plate with an antifouling coating film was immersed in artificial seawater at 50 ° C., and the appearance of the coating film was investigated based on the following evaluation criteria one month after the start of immersion.
  • each antifouling paint composition of the following Examples and Comparative Examples is dried to 150 ⁇ m using an applicator.
  • the film was dried at 23 ° C. for 1 day to form an antifouling coating film, and the antifouling coating composition was further applied to the antifouling coating film surface so that the dry film thickness was 150 ⁇ m.
  • it was dried at 23 ° C. for 7 days to form an antifouling coating film, thereby preparing a test plate with the antifouling coating film.
  • This test plate with antifouling coating is exposed from seawater as an exposed part in Nagasaki Bay, Nagasaki Prefecture, and exposed from seawater as an exposed part. It was set as the immersion state which imitated.
  • the area of the part where the aquatic organisms adhere to the antifouling coating film when the total area of the antifouling coating film in the seawater constantly submerged part of the test plate is 100% every month from the start of immersion (Also referred to as “adhesion area”.)
  • the aquatic organism adhesion area at the seawater submerged part and 50 mm at the shore was measured, and the antifouling property was evaluated based on the following evaluation criteria. [Evaluation criteria] 0: The adhesion area is 0%.
  • the adhesion area exceeds 0% and is less than 10%.
  • the adhesion area is 10% or more and less than 20%.
  • the adhesion area is 20% or more and less than 30%.
  • the adhesion area is 30% or more and less than 40%.
  • the adhesion area is 40% or more and less than 50%.
  • Adhesion area is 50% or more and 100% or less.
  • TIPSSMA triisopropylsilyl methacrylate
  • MEA 2-methoxyethyl acrylate
  • MMA methyl methacrylate
  • AIBN isobutyronitrile
  • TIPSMA triisopropylsilyl methacrylate
  • TIPSA triisopropylsilyl acrylate
  • MEA 2-methoxyethyl acrylate
  • MEMA 2-methoxyethyl methacrylate
  • BA n-butyl acrylate
  • Example 1 ⁇ Preparation of antifouling paint composition> In a plastic container, 13.2 parts by mass of xylene as a solvent, Solvesso No. 100 (aromatic hydrocarbon solvent, manufactured by ExxonMobil) 2.5 parts by weight, 4.8 parts by weight of gum rosin, 1 part by weight of ethyl silicate 28, and 16 parts by weight of copolymer solution A1 was mixed using a paint shaker until uniformly dispersed or dissolved.
  • Solvesso No. 100 aromatic hydrocarbon solvent, manufactured by ExxonMobil
  • talc FC-1 5 parts by mass of talc FC-1, 5 parts by mass of zinc oxide (Zinc Hua 3), 45 parts by mass of cuprous oxide NC301, 0.5 parts by mass of Novo Palm Red F5RK, titanium white R-5N 2 parts by mass, 1 part by mass of copper omadin (copper pyrithione) and 2 parts by mass of Disparon 4200-20X were added and stirred for 1 hour using a paint shaker to disperse these components.
  • Coating composition AA1 was obtained. In addition, it shows in Table 4 about the manufacturer etc. of the said various additives. Various characteristics of the obtained coating composition AA1 were evaluated. The results are shown in Table 7.
  • Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 9 A coating composition was prepared and various characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1 except that the types and amounts of the blending components were changed as shown in Tables 5 to 6. The results are shown in Tables 7-8.
  • the coating compositions AA2 to AA15 and the coating compositions BB1 to BB9 shown in Tables 5 to 8 represent the coating compositions obtained in Examples 2 to 15 and Comparative Examples 1 to 9, respectively.
  • Example 1 it was revealed that any of the coating compositions formed a coating film having excellent long-term storage stability and excellent antifouling properties and long-term durability.
  • Comparative Example 1 using the copolymer solution B1 containing a copolymer using 2-methoxyethyl methacrylate instead of 2-methoxyethyl acrylate, copper pyrithione, zinc oxide, and a rosin compound were used.
  • Comparative Example 2 using the copolymer solution B2 containing a copolymer using triisopropylsilyl acrylate instead of triisopropylsilyl methacrylate was a case where copper pyrithione, zinc oxide, and rosin compound were used.
  • the storage stability was poor and a viscosity increase (10 poise) was observed after one week, and the viscosity increased by 30 poise after two weeks.
  • sufficient long-term durability was not obtained (the evaluation point of the amount of cracks was 1 after 2 months, and the evaluation point was 3 after 4 months).
  • the antifouling property was also inferior (aquatic organisms adhered to the constantly submerged part and waterside when immersed for 3 months, the adhesion area was 10% or more and less than 20%, and always immersed when immersed for 6 months.
  • the attachment area of aquatic organisms in the water part was 30% or more and less than 40%.
  • Comparative Example 3 using a copolymer solution B3 containing a copolymer having a triisopropylsilyl methacrylate content of 40% by mass which is less than the range of the present application (45 to 75% by mass), copper pyrithione ( B) Even if zinc oxide (C) and rosin compound (D) are used, they are particularly inferior in antifouling properties (aquatic organisms adhere to the submerged part and at the water's edge when immersed for 2 months) The area is 10% or more and less than 20%, and the immersion area of the aquatic organisms is always 40% or more and less than 50% when immersed for 6 months.) In addition, sufficient long-term durability is also obtained.
  • a silyl methacrylate copolymer (A) containing 45 to 75% by mass of the structural unit (a1), 15 to 35% by mass of the structural unit (a2), and 0 to 35% by mass of the structural unit (a3) is contained. Even in this case, Comparative Example 5 which does not contain copper pyrithione (B) is particularly inferior in antifouling property (aquatic organisms are always attached to the submerged part and at the waterside when immersed for 2 months, and the adhesion area is 10% or more.
  • Comparative Example 6 which does not contain zinc oxide (C)
  • sufficient antifouling properties cannot be obtained (aquatic organisms adhere to the water when immersed for 2 months, and the adhesion area is 10% to 20%.
  • the aquatic organism adhesion area in the constantly submerged area after immersion for 6 months was 20% or more and less than 30%, and the aquatic organism adhesion area at the waterside was 30% or more and less than 40%.) Long-term durability was also not obtained (the evaluation point of the amount of cracks was 1 after 3 months, and the evaluation point was 2 after 4 months).
  • a silyl methacrylate copolymer (A) containing 45 to 75% by mass of the structural unit (a1), 15 to 35% by mass of the structural unit (a2), and 0 to 35% by mass of the structural unit (a3) is contained. Even in this case, in Comparative Example 7 containing no rosin compound (D), the antifouling property is particularly inferior (aquatic organisms adhere to the constantly submerged part and the waterside when immersed for one month, and the adhesion area is 10% or more.
  • the adhesion area is 20% or more and less than 30%, and the adhesion area of aquatic organisms is always 30% or more and less than 40% when immersed for 6 months.) And sufficient long-term durability (Evaluation point of cracking amount was 2 and 3 months later, and the evaluation score was 3 after 3 months).
  • the silyl methacrylate containing 45 to 75% by mass of the structural unit (a1), 15 to 35% by mass of the structural unit (a2), and 0 to 35% by mass of the structural unit (a3).

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Abstract

得られる塗膜が防汚性及び長期耐久性に優れ、更に長期貯蔵安定性に優れた防汚塗料組成物を提供すること。更に、前記防汚塗料組成物から得られた防汚塗膜、該防汚塗膜を備える防汚基材及びその製造方法を提供することを目的とする。 本発明の防汚塗料組成物は、トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1)を45~75質量%、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2)を15~35質量%、及びその他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を含有する。

Description

防汚塗料組成物、防汚塗膜、防汚基材及びその製造方法
 本発明は、防汚塗料組成物、これを用いて形成した防汚塗膜、該塗膜を基材上に有する防汚基材及びその製造方法に関する。
 船舶、水中構造物、魚網など、水中に長期間曝される基材の表面には、カキ、イガイ、フジツボ等の動物類、ノリ等の植物類、及びバクテリアなど各種水棲生物が付着しやすい。これらの水棲生物が基材表面で繁殖すると、様々な不具合が生じる。例えば、基材が船舶である場合には、船舶の喫水線から船底にかけて表面粗度が増加してしまい、その結果、船舶の速度低下及び燃費の増加を招来してしまう。また、基材が養殖網や定置網等の魚網である場合、水棲生物によって網目が閉塞されて、養殖生物や漁獲生物の酸欠致死などの重大な問題を生じることがある。更に、基材が火力発電所や原子力発電所等の海水の給排水管である場合、海水(冷却水)の給排水管が閉塞したり、流速が低下したりして、循環システムに支障を来すこともある。
 このような不具合に対して、各種基材への水棲生物の付着を防止するために、基材に塗布される防汚塗料(防汚塗料組成物)の研究開発が進められている。
 特許文献1には、トリイソプロピルシリルメタクリレート等のメタクリル酸有機ケイ素エステル単量体と、メトキシエチルメタクリレート等のメタクリル酸アルコキシアルキルエステルとを所定の質量比で反応させて得られる共重合体を含有する防汚塗料組成物が記載されている。
 特許文献2には、A)ロジン、ロジン誘導体又はロジン金属塩からなるロジン系化合物の1種又は2種以上と、B)特定の有機シリルエステル基含有重合体と、C)防汚剤とを必須成分として含有する塗料組成物が記載されている。
 更に、特許文献3には、海中の物体表面に生物が付着するのを防止するための塗料組成物に関し、分子側鎖にトリオルガノシリル基、及びアルコキシ基又はアリーロキシポリエチレングリコール基を導入した特定の共重合体と、防汚剤とを必須成分として含有することを特徴とする塗料組成物が記載されている。
 特許文献4には、モノマー成分100重量部において、トリイソプロピルシリル(メタ)アクリレート(a)55~75重量部、メトキシエチルアクリレート(b)2~20重量部、及び、その他の重合性モノマー(c)43~5重量部を含むことを特徴とする共重合体、並びに、該共重合体及び防汚剤からなる塗料組成物が記載されている。
特開2005-82725号公報 特開平10-30071号公報 特開平7-102193号公報 特開2001-226440号公報
 本発明は、得られる防汚塗膜が防汚性及び長期耐久性に優れ、更に長期貯蔵安定性に優れた防汚塗料組成物を提供することを目的とする。更に本発明は、前記防汚塗料組成物から得られた防汚塗膜、該防汚塗膜を備える防汚基材及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上述の課題に鑑み鋭意研究したところ、トリイソプロピルシリルメタクリレート(TIPSMA)と2-メトキシエチルアクリレート(MEA)とが共重合されたシリルエステル共重合体と、銅ピリチオン、酸化亜鉛、及びロジン化合物とを含む防汚塗料組成物により上述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
 本発明は、以下の[1]~[7]に関する。
[1] トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1)を45~75質量%、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2)を15~35質量%、及びその他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を含有する防汚塗料組成物。
 [2] 更に、無機銅化合物(E)、着色顔料(F)、体質顔料(G)、顔料分散剤(H)、可塑剤(I)、タレ止め剤(J)、沈降防止剤(K)、脱水剤(L)、及び溶剤(M)よりなる群から選択される少なくとも1種の成分を含有する、前記[1]に記載の防汚塗料組成物。
 [3] 前記シリルメタクリレート系共重合体(A)が、トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位、及びメチルメタクリレートに由来する構成単位からなる三元共重合体である、[1]又は[2]に記載の防汚塗料組成物。
 [4] [1]~[3]のいずれかに記載の防汚塗料組成物より形成された防汚塗膜。
 [5] [4]に記載の防汚塗膜が基材上に形成された、防汚基材。
 [6] 前記基材が、水中構造物、船舶、及び漁具よりなる群から選択される少なくとも1つである、[5]に記載の防汚基材。
 [7] [1]~[3]のいずれかに記載の防汚塗料組成物を基材に塗布する工程、又は、[1]~[3]のいずれかに記載の防汚塗料組成物に基材を含浸する工程、及び、防汚塗料組成物を乾燥し、基材上に防汚塗膜を形成する工程をこの順で有する、防汚基材の製造方法。
 本発明によれば、得られる防汚塗膜が防汚性及び長期耐久性に優れ、更に長期貯蔵安定性に優れた防汚塗料組成物を提供することができる。更に本発明によれば、前記防汚塗料組成物から得られた防汚塗膜、該防汚塗膜を備える防汚基材及びその製造方法を提供することができる。
 以下、本発明に係る防汚塗料組成物、防汚塗膜、及び防汚基材、並びに防汚基材の製造方法について詳細に説明する。
[防汚塗料組成物]
 本発明の防汚塗料組成物は、トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1)を45~75質量%、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2)を15~35質量%、及びその他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を含有する。
 本発明によれば、得られる防汚塗膜が防汚性及び長期耐久性に優れ、更に長期貯蔵安定性に優れた防汚塗料組成物が提供される。ここで、本発明の防汚塗料組成物によれば、特に喫水ラインや水際における防汚性に優れる防汚塗膜が得られる。すなわち、防汚性とは、海水中に長期的に浸漬された場合でも、水中のみならず、喫水ラインや水際においても、水棲生物の付着が抑制されることを意味する。また、本発明において長期耐久性としては、水中、特に海水中に長期に浸漬された場合における塗膜の耐内部加水分解性及び外観特性に優れる(ワレ、クラック等の発生が長期に抑制される)ことが挙げられ、特に、長期に海水に浸漬された場合における耐クラック性で評価できる。また、長期貯蔵安定性とは、経時での粘度上昇が小さいことを意味する。
 特許文献1~4に記載されているように、従来、トリイソプロピルシリル(メタ)アクリレートから誘導される共重合体は、多くの船舶用の防汚性塗料組成物において加水分解性樹脂として使用されている。本発明者らは、特にトリイソプロピルシリルメタクリレート(TIPSMA)は、耐水性が良好であり、更に、長期の物性(塗膜の耐クラック性、付着性、貯蔵安定性)は、トリイソプロピルシリルアクリレート(TIPSA)より良好であることを見出した。
 しかしながら、TIPSMAから誘導される共重合体からなる加水分解性樹脂は、TIPSMAがα位にメチル基を有しているため疎水性が高く、耐水性及び長期物性は良好であるものの、耐水性が高すぎるために、防汚剤の溶出量が少ないという性質を有することを見出した。特に、顕著に差が生じるのは、船舶と海水との喫水ライン(水際)での防汚性の違いであり、TIPSMAから誘導される共重合体からなる加水分解性樹脂を含有する防汚塗料組成物では、特に喫水ラインにおいて、十分な防汚性が得られなかった。
 本発明者らは鋭意検討した結果、長期耐久性に優れたトリイソプロピルシリルメタクリレート(TIPSMA)に由来する構成単位と、親水性モノマーである2-メトキシエチルアクリレート(MEA)に由来する構成単位と、必要に応じてその他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位とを所望の質量比で有するシリルメタクリレート系共重合体と、銅ピリチオン、酸化亜鉛、及びロジン化合物とを含有する防汚塗料組成物を使用することによって、防汚性と長期耐久性に優れた防汚塗膜が得られ、かつ、長期貯蔵安定性に優れた防汚塗料組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 なお、上記の効果が得られる詳細な作用機序は不明であるが、一部は以下のように推定される。すなわち、耐水性に優れたトリイソプロピルシリルメタクリレートを使用することによって疎水性が高まるが、親水性モノマーである2-メトキシエチルアクリレートを使用することで、得られるシリルメタクリレート系共重合体の疎水性が緩和され、その結果、防汚性が向上したものと推定される。また、トリイソプロピルシリルメタクリレートを使用することによって、トリイソプロピルシリルアクリレートを使用する場合に比べて貯蔵安定性が向上するとともに、長期耐久性が向上したものと推定される。
 更に、その詳細な機構は不明であるが、特定のシリルメタクリレート系共重合体と、銅ピリチオン、酸化亜鉛及びロジン化合物とを組み合わせて使用することにより、貯蔵安定性に優れ、得られる防汚塗膜の防汚性及び長期耐久性のいずれにも優れる防汚塗料組成物が得られることを見出したものである。
<1.シリルメタクリレート系共重合体(A)>
 本発明の防汚塗料組成物は、塗膜の防汚効果を向上させることを目的として、シリルメタクリレート系共重合体(A)を含有し、前記シリルメタクリレート系共重合体(A)は、トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1)(以下、構成単位(a1)ともいう。)、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2)(以下、構成単位(a2)ともいう。)、及びその他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)(以下、構成単位(a3)ともいう。)を含有する。
 なお、「その他のエチレン性不飽和モノマー」とは、トリイソプロピルシリルメタクリレート及び2-メトキシエチルアクリレートを除く、エチレン性不飽和結合を有する重合性モノマーを意味する。また、本発明において、「(メタ)アクリレート」は、「アクリレート又はメタクリレート」を意味する。
 また、「Xに由来する構成単位」とは、Xが下記式(1)で表される化合物であるとすれば、例えば、下記式(2)で表される構成単位である。ここで、A~Aは任意の置換基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 本発明の防汚塗料組成物が、「成分Zを含有する」とは、本発明の防汚塗料組成物が成分Zを配合して調製されたものであることを意味し、例えば、成分Zが防汚塗料組成物中で他の成分と反応したり、塩を形成するなどして、配合した成分Zとは異なる化合物となっている場合等も含むものである。
(トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1))
 前記構成単位(a1)は、トリイソプロピルシリルメタクリレート(i)に由来する構成単位である。
 長期に亘り耐水性及び各種物性(塗膜の耐クラック性、付着性、貯蔵安定性)が良好な防汚塗料組成物を得る観点から、シリルメタクリレート系共重合体(A)は、構成単位(a1)を45~75質量%含有し、好ましくは50~70質量%含有する。
 構成単位(a1)の含有量が45質量%未満、又は、75質量%を超えると、十分な長期耐久性及び防汚性が得られない。
 なお、トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1)の含有量は、シリルメタクリレート系共重合体(A)を構成する全モノマー中のトリイソプロピルシリルメタクリレートの仕込み比(質量%)で近似することができ、他の構成単位についても、同様である。
(2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2))
 前記構成単位(a2)は、2-メトキシエチルアクリレート(ii)に由来する構成単位である。
 安定した加水分解性を有する防汚塗膜を得る観点から、シリルメタクリレート系共重合体(A)は、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2)を15~35質量%含有し、好ましくは、20~30質量%含有する。
(その他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3))
 その他のエチレン性不飽和モノマー(iii)は、エチレン性不飽和基を有する。エチレン性不飽和基を有する基としては、ビニル基、及び(メタ)アクリロイル基などが例示される。
 その他のエチレン性不飽和モノマーは、トリイソプロピルシリルメタクリレート及び2-メトキシエチルアクリレートを除くエチレン性不飽和モノマーであれば特に制限はなく、エチレン性不飽和結合を有するエステル類(不飽和エステル類)、及びエチレン性不飽和結合を有するカルボン酸類(不飽和カルボン酸類)が好ましい。その他のエチレン性モノマーが上記化合物であると、トリイソプロピルシリルメタクリレート及び2-メトキシエチルアクリレートとの良好な相溶性が得られ、かつ、トリイソプロピルシリルメタクリレート及び2-メトキシエチルアクリレートと同程度の反応性を有するので好ましい。
 その他のエチレン性不飽和モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル類、不飽和モノカルボン酸類、不飽和ジカルボン酸類、並びにこれらのハーフエステル(モノエステル)及びジエステル、ビニルエステル類;金属エステル基含有(メタ)アクリレート;オルガノシロキサン基含有(メタ)アクリレートが例示される。また、不飽和エステル類、及び不飽和カルボン酸類以外のモノマーとしては、スチレン類が例示される。
 その他のエチレン性不飽和モノマーの具体例としては、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸ラウリルエステル、(メタ)アクリル酸トリデシルエステル、(メタ)アクリル酸ステアリルエステル、(メタ)アクリル酸アリルエステル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、(メタ)アクリル酸イソボルニルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチルエステル、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸エトキシジエチレングリコールエステル、(メタ)アクリル酸メトキシジプロピレングリコールエステルなどの(メタ)アクリル酸エステル類;(メタ)アクリル酸などのモノカルボン酸類;イタコン酸、マレイン酸、コハク酸等のジカルボン酸類並びにこれらのハーフエステル(モノエステル)及びジエステル;スチレン、α-メチルスチレンなどのスチレン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル類;などが挙げられ、これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
 シリルメタクリレート系共重合体(A)は、その他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)を0~35質量%含有し、好ましくは5~30質量%含有する。
 シリルメタクリレート共重合体(A)は、塗膜の耐水性バランスと長期の水際の防汚性向上の観点から、その他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)が、炭素数4以上の直鎖アルキル基を有しないことが好ましい。また、同様の観点から、シリルメタクリレート共重合体(A)は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、及びプロピルメタクリレートよりなる群から選択されるエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位を含有することが好ましく、メチルメタクリレート及びエチルメタクリレートよりなる群から選択されるエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位を含有することがより好ましく、メチルメタクリレートに由来する構成単位を含有することが更に好ましく、構成単位(a3)が、メチルメタクリレートに由来する構成単位のみであることがより更に好ましい。すなわち、シリルメタクリレート共重合体(A)は、トリイソプロピルシリルメタクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、及びメチルメタクリレートからなる三元共重合体であることが、特に好ましい。
 防汚塗料組成物中のシリルメタクリレート系共重合体(A)の含有量は、防汚性の確保、長期貯蔵安定性、長期耐久性向上の観点から、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、好ましくは5~50質量%、より好ましくは5~30質量%である。
 シリルメタクリレート系共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000~100,000であり、より好ましくは10,000~60,000である。重量平均分子量が上記範囲にあるシリルメタクリレート系共重合体(A)を含む防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜は、加水分解性が良好であり、静置防汚性が一層向上されるとともに、より優れた長期耐久性を発揮することができる。
 なお、上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法によって測定され、標準ポリスチレン検量線を用いて求められる値である。
(シリルメタクリレート系共重合体(A)の製造方法)
 シリルメタクリレート系共重合体(A)は、トリイソプロピルシリルメタクリレート(i)と、2-メトキシエチルアクリレート(ii)と、その他のエチレン性不飽和モノマー(iii)とを公知の重合方法によって共重合させて調製できる。重合方法としては、溶液重合、塊状重合、セミバッチ重合、懸濁重合、配位重合、リビング重合、又は乳化重合におけるラジカル又はイオン重合等が挙げられる。中でも、シリルメタクリレート系共重合体(A)の生産性及び製造作業性を向上させ、低い粘度を有するシリルメタクリレート系共重合体(A)を調製できることを考慮すると、トルエン、キシレン、メチルイソブチルケトン、酢酸n-ブチル等の汎用されている有機溶剤を用いて、前記モノマー(i)~(iii)を溶液重合することが好ましい。
 ラジカル重合に用いられる触媒としては、公知のものを広く使用でき、例えば、特開2001-151830号公報[0099]欄等に記載されているような、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス-イソブチロニトリル(AIBN)などのアゾ化合物や、ベンゾイルペルオキシド、t-ブチルペルオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルペルオキシベンゾエート、t-ブチルペルオキシオクトエートなどの過酸化物が挙げられる。
<2.銅ピリチオン(B)>
 本発明の防汚塗料組成物は、該組成物から形成された防汚塗膜の防汚性を更に向上させ、特に植物性の海洋生物に対する防汚性能を有効に発揮するために、銅ピリチオン(B)を含有する。本発明の防汚塗料組成物において十分な防汚性能を発揮する観点から、銅ピリチオン(B)の含有量は、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~500質量部、より好ましくは0.01~300質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、銅ピリチオン(B)の含有量は、好ましくは0.1~90質量%、より好ましくは0.5~80質量%である。
<3.酸化亜鉛(C)>
 本発明の防汚塗料組成物は、該組成物から形成された防汚塗膜に適切な強度、塗膜研掃性(塗膜消耗性)、更新性を発現させ、防汚性能を有効に発揮するため、酸化亜鉛(C)を含有する。本発明の防汚塗料組成物において十分な強度と防汚性能を発現させる観点から、酸化亜鉛(C)の含有量は、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~1000質量部、より好ましくは0.5~500質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、酸化亜鉛(C)の含有量は、好ましくは0.1~80質量%、より好ましくは0.5~70質量%である。
<4.ロジン化合物(D)>
 本発明の防汚塗料組成物は、該組成物から形成された防汚塗膜から該防汚剤の溶出を促進し、防汚性(特に水際での防汚性)を向上させるという観点から、ロジン化合物(D)を含む。ここでのロジン化合物としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等のロジン、水添ロジン、不均化ロジン等のロジン誘導体などが挙げられる。
 また、本発明の防汚塗料組成物において、シリルメタクリレート系共重合体(A)の含有量(WA)と、前記ロジン化合物(D)の含有量(W)との比(WA/W)は質量基準で99.9/0.1~30/70であることが好ましく、より好ましくは、95/5~35/65、更に好ましくは90/10~40/60である。上記含有質量比がこのような範囲にあると、防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜における研掃性(塗膜消耗性)を高める効果があり、防汚性(特に、水際での防汚性)を向上できる。
 本発明の防汚塗料組成物は、更に無機銅化合物(E)、着色顔料(F)、体質顔料(G)、顔料分散剤(H)、可塑剤(I)、タレ止め剤(J)、沈降防止剤(K)、脱水剤(L)、及び溶剤(M)よりなる群から選択される少なくとも1種類の添加剤を含有していてもよい。以下、これら(E)から(M)について詳細に説明する。
<5.無機銅化合物(E)>
 本発明の防汚塗料組成物は、防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜の防汚性を更に向上させるために、無機銅化合物(E)を更に含有してもよい。無機銅化合物としては、例えば、粉末状の銅(銅粉)、亜酸化銅、チオシアン酸銅(別名:ロダン銅)、キュプロニッケル等が挙げられる。
 本発明において、無機銅化合物(E)としては、亜酸化銅が好ましい。亜酸化銅の平均粒子径は、防汚塗料組成物における分散性の観点から、好ましくは4.5μm未満、より好ましくは4μm以下、更に好ましくは3.5μm以下である。なお、平均粒子径は、SALD-2200((株)島津製作所製)を用いてレーザー回析散乱法にて測定される。
 具体的には、SALD-2200の試料分散機にHMPNa(ヘキサメタリン酸ナトリウム)0.2質量%溶液と中性洗剤を数滴加え、超音波を作動させ、ポンプスピードの目盛は7にして循環させる。乳鉢に亜酸化銅を約100mg取り、中性洗剤を数滴加えて二次凝集をほぐすために軽く分散させる。乳鉢で分散した試料に泡が立たないように水を加え、試料分散機へ流し込む。分散機で10分間循環・分散後、粒度分布測定を行う。粒度分布計算時の屈折率は「2.70-0.20i」を用い、粒度分布中のメディアン系を平均粒子径とする。
 また、本発明の防汚塗料組成物において、無機銅化合物(E)の含有量は長期防汚性という観点からは、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~2,500質量部、より好ましくは0.1~1,000質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、無機銅化合物(E)の含有量は、好ましくは0.1~90質量%、より好ましくは0.5~80質量%である。
<6.着色顔料(F)>
 本発明の防汚塗料組成物は、防汚塗料組成物から形成される防汚塗膜の色調を調節したり、任意の色調を付与したりするために、着色顔料(F)を含んでいてもよい。
 着色顔料(F)としては、公知の有機系又は無機系の各種着色顔料が挙げられる。有機系の着色顔料としては、カーボンブラック、ナフトールレッド、フタロシアニンブルー等が挙げられる。また、無機系の着色顔料としては、ベンガラ、バライト粉、チタン白、黄色酸化鉄等が挙げられる。
 また、本発明の防汚塗料組成物には、着色顔料(F)とともに、あるいは着色顔料(F)の代わりに、染料などの、着色顔料(F)を除く着色剤が含まれていてもよい。
 本発明の防汚塗料組成物において、着色顔料(F)の含有量は、防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜の、着色性、隠蔽性、暴露変色性、防汚性、塗膜耐水性(機械的特性)の向上という観点からは、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~100質量部、より好ましくは0.01~10質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、着色顔料(F)の含有量は、好ましくは0.01~50質量%、より好ましくは0.1~30質量%である。
<7.体質顔料(G)>
 本発明の防汚塗料組成物は、該防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜の耐クラック性などの塗膜物性を向上させることを目的として、体質顔料(G)を含有してもよい。
 体質顔料(G)としては、例えば、タルク、シリカ(珪藻土、酸性白土等)、マイカ、クレー、カリ長石、炭酸カルシウム、カオリン、アルミナホワイト、ホワイトカーボン、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛等が挙げられる。これらの中でも、タルク、シリカ、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム、カリ長石が好ましい。
 本発明の防汚塗料組成物において、体質顔料(G)の含有量は、防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜の塗膜耐水性(機械的特性)、防汚性、塗膜加水分解性(消耗性)の向上という観点からは、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~500質量部、より好ましくは50~300質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、体質顔料(G)の含有量は、好ましくは0.1~80質量%、より好ましくは0.5~70質量%である。
<8.顔料分散剤(H)>
 本発明の防汚塗料組成物が着色顔料(F)や体質顔料(G)を含有する場合、着色顔料(F)や体質顔料(G)の分散性を向上させる観点から、顔料分散剤(H)を含有してもよい。
 顔料分散剤(H)としては、公知の有機系又は無機系の各種顔料分散剤が挙げられる。顔料分散剤としては、脂肪族アミン又は有機酸類(例えば、「デュオミンTDO」(LION(株)製)、「Disperbyk101」(BYK(株)製))が挙げられる。
 本発明の防汚塗料組成物において、顔料分散剤(H)の含有量は、防汚塗料組成物の塗料粘度を低減する効果や防汚塗膜の色分かれ防止効果の向上という観点からは、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.01~100質量部、より好ましくは0.01~50質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、顔料分散剤(H)の含有量は、好ましくは0.01~20質量%、より好ましくは0.1~10質量%である。
<9.可塑剤(I)>
 本発明の防汚塗料組成物は、得られる防汚塗膜の耐クラック性を向上させるために、可塑剤(I)を含有することが好ましい。
 可塑剤(I)としては、塩化パラフィン(塩素化パラフィン)、石油樹脂類、ケトン樹脂、TCP(トリクレジルフォスフェート)、ポリビニルエチルエーテル、ジアルキルフタレート等が挙げられる。防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜の塗膜耐水性(機械的特性)、塗膜加水分解性(消耗性)の向上という観点からは、可塑剤(I)としては、これらの中でも、塩化パラフィン(塩素化パラフィン)、石油樹脂類、及びケトン樹脂が好ましい。可塑剤(I)は、1種単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
 塩素化パラフィンの具体例としては、「トヨパラックス150」や「トヨパラックスA-70」(いずれも東ソー(株)製)等が挙げられる。また、石油樹脂類としては、C5系、C9系、スチレン系、ジクロロペンタジエン系、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。石油樹脂類の具体例としては、「クイントン1500」や「クイントン1700」(何れも日本ゼオン(株)製)などが挙げられる。
 本発明の防汚塗料組成物において、可塑剤(I)の含有量は、防汚塗料組成物から形成された防汚塗膜の塗膜加水分解性(消耗性)、防汚性、及び塗膜耐水性(機械的特性)の向上という観点からは、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~300質量部、より好ましくは0.1~200質量部、更に好ましくは0.1~150質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、可塑剤(I)の含有量は、好ましくは0.1~80質量%、より好ましくは0.5~70質量%である。
<10.タレ止め剤(J)>
 本発明の防汚塗料組成物は、防汚塗料組成物を基材に塗布する際に、該塗料組成物によるタレの発生を低減できるという観点から、タレ止め剤(J)(流れ止め剤ともいう)を含有してもよい。
 タレ止め剤(J)としては、アマイドワックス、水添ヒマシ油ワックスや、これらの混合物、合成微粉シリカ(アエロジル(登録商標)等)等が挙げられ、これらの中でも、アマイドワックス又は合成微粉シリカであることが好ましい。タレ止め剤(J)としてアマイドワックス又は合成微粉シリカを用いると、防汚塗料組成物の貯蔵安定性を向上させることや、防汚塗膜を形成した後、該防汚塗膜上に同種塗料組成物(防汚塗料組成物)又は異種塗料組成物からなる塗膜(上塗塗膜)を形成した場合、該防汚塗膜と上塗塗膜との間の密着性(層間密着性、塗り重ね性)の低下を防ぐことが可能になるので好ましい。
 なお、タレ止め剤(J)の市販品としては、「ディスパロンA630-20X」(楠本化成(株)製)や「ASAT-250F」(伊藤製油(株)製)が挙げられる。本発明の防汚塗料組成物において、タレ止め剤(J)の含有量は、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~100質量部、より好ましくは0.1~50質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、タレ止め剤(J)の含有量は、好ましくは0.1~50質量%、より好ましくは0.5~30質量%である。
<11.沈降防止剤(K)>
 本発明の防汚塗料組成物は、貯蔵中の塗料組成物において沈殿物の発生を防止し、撹拌性を向上する観点から、沈降防止剤(K)を含有してもよい。
 沈降防止剤(K)としては、Al、Ca、又はZnのステアレート、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス等が挙げられ、中でも、酸化ポリエチレンワックスが好ましい。酸化ポリエチレンワックスの市販品としては、「ディスパロン4200-20X」(楠本化成(株)製)が挙げられる。
 本発明の防汚塗料組成物において、沈降防止剤(K)の含有量は、シリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して、好ましくは0.1~100質量部、より好ましくは0.1~50質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、沈降防止剤(K)の含有量は、好ましくは0.1~50質量%、より好ましくは0.5~30質量%である。
<12.脱水剤(L)>
 本発明の防汚塗料組成物は、貯蔵安定性が良好なシリルメタクリレート系共重合体(A)を含有しているために優れた貯蔵安定性を有するが、必要に応じて脱水剤(L)を添加することにより更に優れた長期貯蔵安定性を得ることが可能となる。脱水剤(L)としては、無機系脱水剤及び有機系脱水剤が挙げられる。
 無機系脱水剤としては、合成ゼオライト、無水石膏及び半水石膏が好ましい。有機系脱水剤としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラフェノキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン及びトリメチルエトキシシラン等のアルコキシシラン類、並びにその縮合物であるポリアルコキシシラン類、並びにオルト蟻酸メチル及びオルト蟻酸エチル等のオルト蟻酸アルキルエステル類が好ましい。
 本発明の防汚塗料組成物において、脱水剤(L)の含有量は、好ましくはシリルメタクリレート系共重合体(A)100質量部に対して0.1~50質量部である。また、防汚塗料組成物の不揮発分の量を100質量%とすると、好ましくは0.01~30質量%、より好ましくは0.1~20質量%である。
<13.溶剤(M)>
 本発明の防汚塗料組成物は、シリルメタクリレート系共重合体(A)などの分散性を向上させたり、該組成物の粘度を調整したりするために、必要に応じて、水又は有機溶剤等の溶剤(M)を含んでいてもよい。溶剤(M)は、シリルメタクリレート系共重合体(A)を調製する際に使用した溶剤であってもよく、共重合体(A)と必要に応じてその他の成分とを混合する際に、別途添加された溶剤であってもよい。
 有機溶剤としては、キシレン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族系有機溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;エタノール、イソプロピルアルコール、n-ブタノール、イソブタノール等の脂肪族(炭素数1~10、好ましくは2~5程度)の一価アルコール類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;等が挙げられる。
 本発明の防汚塗料組成物の溶剤(M)の含有量は、防汚塗料組成物の全量を100質量%とした場合、通常5~80質量%、好ましくは10~70質量%である。また、作業性に応じて塗装時に更に添加してもよい。
<防汚塗料組成物の製造方法>
 本発明の防汚塗料組成物は、公知の方法を適宜利用して製造することができる。例えば、シリルメタクリレート系共重合体(A)と、必要に応じて他の成分とを、一度に又は任意の順序で撹拌容器に添加し、公知の撹拌及び混合手段で混合して製造することができる。
 なお、各成分を混合した後、最後に、タレ止め剤(J)(アマイドワックス(例えば、ディスパロンA630-20X等))を添加し、(例えば、混合物を10~20分間程度撹拌することにより)分散させて、防汚塗料組成物を調製することが好ましい。得られた防汚塗料組成物を基材に塗布した際に、タレの発生を低減できるためである。
 撹拌及び混合手段としては、ハイスピードディスパー、サンドグラインドミル、バスケットミル、ボールミル、三本ロール、ロスミキサー、プラネタリーミキサー、万能品川撹拌機などが挙げられる。
[防汚塗膜及び防汚基材]
 本発明の防汚塗膜は、本発明の防汚塗料組成物の固形分からなる。本発明の防汚塗膜は、本発明の防汚塗料組成物から形成され、例えば防汚塗料組成物が溶剤(M)を含む場合であれば、基材上に塗布された本発明の防汚塗料組成物を、例えば自然乾燥又はヒーター等の乾燥手段を用いて乾燥させて(すなわち、前記溶剤(M)を除去して)、形成することができる。
 また、本発明の防汚基材は、少なくとも、基材と、該基材の表面に形成された本発明の防汚塗膜とからなり、本発明の防汚塗料組成物を、基材(目的物、被塗装物)に、例えばエアスプレー、エアレススプレー、刷毛、ローラー等の塗装手段を用いて塗布するか、又は含浸させて、基材に塗布された又は含浸された塗料組成物を、例えば自然乾燥(室温程度の温度)又は、ヒーター等の乾燥手段を用いて乾燥させて、基材上に防汚塗膜を形成することにより製造できる。
 なお、本発明の防汚基材は、仮の基材の表面に本発明の防汚塗料組成物により防汚塗膜を形成し、この防汚塗膜を仮の基材から剥がして防汚すべき基材に貼付することによっても製造できる。この際、接着剤層を介して基材上に防汚塗膜を貼付してもよい。
 上記基材としては、特に限定されないが、好ましくは、海水又は真水に接触する基材であり、具体的には、各種発電所(火力、原子力)の給排水口や、湾岸道路、海底トンネル、港湾設備又は運河若しくは水路等の各種海洋又は河川土木工事において使用される汚泥拡散防止膜等の水中構造物、船舶外板(特に船舶の喫水部から船底部分)、漁業資材(ロープ、魚網等の漁具、浮き子又はブイなど)が挙げられる。
 それら基材の材質としては、特に船舶外板では、鋼、アルミニウム、木材、FRPなどが挙げられ、魚網等では、天然又は合成繊維が挙げられ、また、浮き子、ブイ等では、合成樹脂製のものが挙げられ、水中にあって防汚性等が求められる基材である限り、その材質は、特に限定されない。
 これらの基材の表面に、特に基材が船底等の場合には、通常、鋼製基材の表面に防錆塗料等のプライマーを下塗りした後のプライマー処理基材の表面に、上記のような方法で、1回又は複数回、本発明の防汚塗料組成物(防汚塗料)を塗布し、塗布又は含浸(特に、基材が魚網等の場合)させた防汚塗料組成物を乾燥させて防汚塗膜を形成すると、アオサ、フジツボ、アオノリ、セルプラ、カキ、フサコケムシ等の水棲生物の付着を長期間に亘って防止する特性(防汚性、特に静置防汚性)に優れ、防汚塗膜に含まれる防汚成分(例:前記銅ピリチオン(B)、任意成分である無機銅化合物(E))を、長期に亘って徐放することができる。
 また、基材が船舶外板(特にその船底)、水中構造物等の場合には(通常、基材表面は、プライマー処理されている場合や、各種塗料から形成された層を有する場合もある。)、その基材表面に、防汚塗料組成物を複数回塗布(厚塗り:乾燥膜厚100~600μm程度)し、得られる防汚基材は、優れた防汚性とともに、適度な可撓性及び優れた耐クラック性をバランスよく発揮する。
 上記防汚基材を製造するに当たって、基材が劣化防汚塗膜付き鋼板や魚網等の場合には、その表面に本発明の防汚塗料組成物を直接塗布しても、あるいは含浸させても(魚網等の場合)よく、また、基材が鋼板生地の場合には、基材表面に防錆剤やプライマーなどの下地材を予め塗布して下地層を形成した後に、該下地層の表面に本発明の防汚塗料組成物を塗布してもよい。また、本発明の防汚塗膜又は従来の防汚塗膜が形成された基材の表面に、補修を目的として、本発明の防汚塗膜を更に形成してもよい。
 なお、1回の塗布操作で形成される本発明の防汚塗膜の厚さは、特に限定されないが、基材が船舶や水中構造物である場合、例えば、30~250μm程度である。本発明の防汚塗膜を有する水中構造物は、長期間に亘って水棲生物の付着を防止できることに起因して、水中構造物の機能を長期間維持できる。また、本発明の防汚塗膜を有する魚網は、環境汚染のおそれが少ない上に、水棲生物の付着を防止できることに起因して網目の閉塞を防止できる。
 以下、実施例に基づき、本発明について更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
[評価方法]
 後述する共重合体、塗料組成物、塗膜等の評価は以下のように行った。
(1)共重合体溶液中の固形分の含有率
 共重合体溶液1.0g(X1(g))を、恒温槽内で、1気圧、108℃の条件下で3時間保持して揮発分を除去して固形分(不揮発分)を得た。次いで、残った固形分(不揮発分)の量(X2(g))を測定し、下記式に基づいて、共重合体溶液に含まれる固形分の含有率(%)を算出した。
   固形分の含有率(%)=X2/X1×100
(2)共重合体の平均分子量
 共重合体の重量平均分子量(Mw)を下記条件でGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定した。
GPC条件
装置       :「HLC-8220GPC」(東ソー(株)製)
カラム      :「TSKgel SuperH2000+TSKgel SuperH4000」(東ソー(株)製、各6mm(内径)×15cm(長さ))
溶離液      :テトラヒドロフラン(THF)
流速       :0.500ml/min
検出器      :RI
カラム恒温槽温度 :40℃
標準物質     :ポリスチレン
サンプル調製法  :各製造例で調製された共重合体溶液にTHFを加えて希釈した後、メンブレンフィルターで濾過して得られた濾物をGPC測定サンプルとした。
(3)共重合体溶液の粘度
 E型粘度計(TV-25 東機産業(株)製)を用いて液温25℃の共重合体溶液の粘度(単位:mPa・s)を測定した。
(4)貯蔵安定性試験
 実施例及び比較例で調製された直後(1日以内)の各塗料組成物の、25℃における粘度(初期粘度(poise))を、JIS Z 8803に基づいてB形粘度計(VISCOMETER TVB-10M、SPINDLE No.M4、CORD No.23(東機産業(株)製))を用い液温25℃、回転数60rpmにて測定した。
 また、各塗料組成物を60℃の恒温器内で貯蔵し、1週間おきに各塗料組成物の25℃における粘度(貯蔵後の粘度(poise))を、JIS Z 8803に基づいてB型粘度計を用い回転数60rpmにて測定した。測定は2週間後まで行った。次いで、下記式(1)に基づいて、粘度上昇度合いを算出した。
 粘度上昇度合い=貯蔵後の粘度(poise)-初期粘度(poise)   (1)
なお、表8中の「-」は、貯蔵安定性が極端に悪いため測定が実施できなかったことを表す。
(5)塗膜促進劣化試験(塗膜外観の評価)
 サンドブラスト板(150mm×70mm×1.6mm)上に、アプリケーターを用いて、エポキシ系塗料(エポキシAC塗料、商品名「バンノー500」、中国塗料(株)製)を乾燥膜厚で150μmになるように塗布し、硬化させて硬化塗膜を形成させ、次いで、該硬化塗膜上に、アプリケーターを用いて、ビニルバインダー塗料(商品名「シルバックスSQ-K」、中国塗料(株)製)を乾燥膜厚で40μmになるように塗布して試験板を作製した。
 次いで、試験板上に(ビニルバインダー塗料から形成された乾燥塗膜表面に)、上記実施例及び比較例の各塗料組成物を、アプリケーターを用いて、乾燥膜厚で150μmとなるように塗布して、23℃で1日間乾燥させて防汚塗膜を形成し、更に、該防汚塗膜表面に、前記塗料組成物を乾燥膜厚で150μmとなるように塗布して、23℃で7日間乾燥させて防汚塗膜を形成して、防汚塗膜付試験板を作製した。
 この防汚塗膜付試験板を50℃の人工海水に浸漬し、浸漬開始から1ヶ月に、下記評価基準に基づいて塗膜外観を調査した。
外観評価
 防汚塗膜付試験板の防汚塗膜面における割れの度合いを目視によって観察し、JIS K5600-8-4に準拠した等級により、下表に示すように割れの量の評価を行った。前記外観評価により、防汚塗膜及び防汚基材の長期耐久性を評価することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
(6)静置防汚性試験
 サンドブラスト板(300mm×100mm×3.2mm)上に、アプリケーターを用いて、エポキシ系塗料(エポキシAC塗料、商品名「バンノー500」、中国塗料(株)製)を乾燥膜厚で150μmになるように塗布し、硬化させて硬化塗膜を形成させ、次いで、該硬化塗膜上に、ビニルバインダー塗料(商品名「シルバックスSQ-K」、中国塗料(株)製)を乾燥膜厚で40μmになるように塗布し、室内で1日間乾燥させて試験板を作製した。
 次いで翌日、試験板上に(ビニルバインダー塗料から形成された硬化塗膜表面に)、下記実施例及び比較例の各防汚塗料組成物を、アプリケーターを用いて、乾燥膜厚で150μmとなるように塗布して、23℃で1日間乾燥させて防汚塗膜を形成し、更に、該防汚塗膜表面に、前記防汚塗料組成物を乾燥膜厚で150μmとなるように塗布して、23℃で7日間乾燥させて防汚塗膜を形成して、防汚塗膜付試験板を作製した。
 この防汚塗膜付試験板を、長崎県長崎湾内に水面から100mmは曝露部として海水から露出させ、水面以下200mmを常時没水部として静置半没浸漬し、船舶の喫水ライン(水際)を模した浸漬状態とした。浸漬開始から1ヶ月毎に、試験板の海水常時没水部の防汚塗膜の全面積を100%とした場合における、防汚塗膜上の水棲生物が付着している部分の面積(以下「付着面積」ともいう。)(%)について常時海水没水部と水際50mmにおける水棲生物付着面積を測定し、下記評価基準に基づいて静置防汚性を評価した。
[評価基準]
0:付着面積が0%である。
0.5:付着面積が0%を超え10%未満である。
1:付着面積が10%以上20%未満である。
2:付着面積が20%以上30%未満である。
3:付着面積が30%以上40%未満である。
4:付着面積が40%以上50%未満である。
5:付着面積が50%以上100%以下である。
[樹脂製造例A1]
 反応は常圧、窒素雰囲気下で行った。撹拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入管及び滴下ロートを備えた反応容器に、キシレン538gを仕込み、撹拌機で撹拌しながら、キシレンの温度が80℃になるまで加熱した。反応容器内のキシレンの温度を80±5℃に維持しながら、トリイソプロピルシリルメタクリレート(TIPSMA)500g、2-メトキシエチルアクリレート(MEA)200g及びメチルメタクリレート(MMA)300g及び2,2’-アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)8.5gからなるモノマー混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて反応容器内に滴下した。その後、同温度で1時間撹拌を行った後、AIBN1gを30分毎に4回添加しながら、10℃/hの昇温速度で110℃まで液温を上昇させ重合反応を完結した。次いで反応容器内にキシレン128.6gを添加し、液が均一になるまで撹拌して共重合体溶液A1を得た。
 共重合体溶液A1の加熱残分、粘度、Mwを表2に示す。
[樹脂製造例A2~A8及び比較例用樹脂製造例B1~B4]
 樹脂製造例A1において使用したモノマー混合物の代わりに、表2又は3に示した組成を有するモノマー混合物を使用したことを除いては、製造例A1と同様にして、シリルメタクリレート系共重合体を調製し、各種物性を測定した。結果を表2、3に示す。
 なお、表2及び表3中、使用したモノマーの略称は以下の通りである。
 TIPSMA:トリイソプロピルシリルメタクリレート
 TIPSA:トリイソプロピルシリルアクリレート
 MEA:2-メトキシエチルアクリレート
 MEMA:2-メトキシエチルメタクリレート
 MMA:メチルメタクリレート
 BA:n-ブチルアクリレート
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
[実施例1]
<防汚塗料組成物の調製>
 ポリ容器に、溶剤としてのキシレン 13.2質量部、ソルベッソNo.100(芳香族系炭化水素溶剤、エクソンモービル社製) 2.5質量部、ガムロジン 4.8質量部、エチルシリケート28 1質量部、及び共重合体溶液A1 16質量部を添加して、各成分が均一に分散又は溶解するまでペイントシェーカーを用いて混合した。その後、更にポリ容器に、タルクFC-1 5質量部、酸化亜鉛(亜鉛華3号) 5質量部、亜酸化銅NC301 45質量部、ノボパームレッドF5RK 0.5質量部、チタン白R-5N 2質量部、カッパーオマジン(銅ピリチオン) 1質量部及びディスパロン4200-20X 2質量部を添加して、1時間ペイントシェーカーを用いて撹拌してこれらの成分を分散させた。
 分散後、更にディスパロンA630-20X 2.5質量部を添加して、20分間ペイントシェーカーを用いて撹拌した後、混合物を濾過網(目開き:80メッシュ)で濾過して、残渣を除いて濾液(塗料組成物AA1)を得た。なお、上記各種添加剤の製造元等については、表4に示す。得られた塗料組成物AA1の各種特性を評価した。結果を表7に示す。
[実施例2~15及び比較例1~9]
 配合成分の種類及び量を表5~6に示されるように変更したことを除いては実施例1と同様にして、塗料組成物を調製し、各種特性を評価した。結果を表7~8に示す。なお、表5~8で示される塗料組成物AA2~AA15及び塗料組成物BB1~BB9は、それぞれ、実施例2~15及び比較例1~9で得られた塗料組成物を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 実施例1~15では、いずれの塗料組成物についても長期貯蔵安定性に優れ、また、防汚性及び長期耐久性に優れる塗膜が形成されることが明らかとなった。
 一方、2-メトキシエチルアクリレートの代わりに、2-メトキシエチルメタクリレートを使用した共重合体を含有する共重合体溶液B1を使用した比較例1では、銅ピリチオン、酸化亜鉛、及びロジン化合物を使用した場合であっても、十分な防汚性が得られず(3ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が20%以上30%未満であり、6ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が40%以上50%未満であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(3ヶ月後に割れの量の評価点が1、5ヵ月後に評価点が2)。
 また、トリイソプロピルシリルメタクリレートの代わりにトリイソプロピルシリルアクリレートを使用した共重合体を含有する共重合体溶液B2を使用した比較例2では、銅ピリチオン、酸化亜鉛、及びロジン化合物を使用した場合であっても、貯蔵安定性に劣り、1週間後には粘度上昇(10ポアズ)が認められ、2週間後には、30ポアズも粘度が上昇した。また、十分な長期耐久性も得られなかった(2ヶ月後には割れの量の評価点が1、4ヵ月後には評価点が3)。更に、防汚性にも劣るものであった(3ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヵ月の浸漬で常時没水部における水棲生物の付着面積が30%以上40%未満であった。)。
 トリイソプロピルシリルメタクリレートの含有量が、本願の範囲(45~75質量%)に満たない、40質量%である共重合体を含有する共重合体溶液B3を使用した比較例3では、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を使用した場合であっても、特に防汚性に劣り(2ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際における水棲生物の付着面積が40%以上50%未満であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(3ヶ月後に割れの量の評価点が1、4ヵ月後に評価点が2)。
 トリイソプロピルシリルメタクリレートの含有量が、本願の範囲(45~75質量%)を超える、80質量%である共重合体を含有する共重合体溶液B4を使用した比較例4では、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を使用した場合であっても、防汚性に劣り(2ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際における水棲生物の付着面積が40%以上50%未満であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(2ヶ月後に割れの量の評価点が1、5ヵ月後に評価点が3)。
 構成単位(a1)を45~75質量%、構成単位(a2)を15~35質量%、及び構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)を含有する場合であっても、銅ピリチオン(B)を含有しない比較例5では、特に防汚性に劣り(2ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヶ月の浸漬で水際における水棲生物の付着面積が50%以上100%以下であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(4ヶ月後に割れの量の評価点が1、5ヵ月後も評価点が1)。銅ピリチオン(B)の代わりに亜鉛ピリチオンを含有する比較例9では、貯蔵安定性が極端に悪く、1週間後には粘度の測定ができないほどであった。また、特に長期耐久性に劣るものであり(1ヶ月後に割れの量の評価点が1、2ヵ月後に評価点が3)、また、十分な防汚性も得られなかった(2ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヶ月の浸漬で水際における水棲生物の付着面積が30%以上40%未満であった。)。
 構成単位(a1)を45~75質量%、構成単位(a2)を15~35質量%、及び構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)を含有する場合であっても、酸化亜鉛(C)を含有しない比較例6では、十分な防汚性が得られず(2ヶ月の浸漬で水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヶ月の浸漬で常時没水部における水棲生物の付着面積が20%以上30%未満、水際における水棲生物の付着面積が30%以上40%未満であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(3ヶ月後に割れの量の評価点が1、4ヵ月後に評価点が2)。
 構成単位(a1)を45~75質量%、構成単位(a2)を15~35質量%、及び構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)を含有する場合であっても、ロジン化合物(D)を含有しない比較例7では、特に防汚性に劣り(1ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が10%以上20%未満であり、6ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際における水棲生物の付着面積が50%以上100%以下であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(4ヶ月後に割れの量の評価点が1、5ヵ月後に評価点が2)。ロジン化合物(D)の代わりに、溶出助剤としてバーサチック酸を含有する比較例8では、十分な防汚性が得られず(3ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際に水棲生物が付着し、付着面積が20%以上30%未満であり、6ヶ月の浸漬で常時没水部及び水際における水棲生物の付着面積が30%以上40%未満であった。)、また、十分な長期耐久性も得られなかった(3ヶ月後に割れの量の評価点が2、4ヵ月後に評価点が3)。
 このように、本発明のように、構成単位(a1)を45~75質量%、構成単位(a2)を15~35質量%、及び構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を含有する場合に、極めて特異的に、貯蔵安定性に優れ、得られる塗膜の防汚性及び長期耐久性に優れる防汚塗料組成物が得られることが分かった。
 

Claims (7)

  1.  トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位(a1)を45~75質量%、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位(a2)を15~35質量%、及びその他のエチレン性不飽和モノマーに由来する構成単位(a3)を0~35質量%含有するシリルメタクリレート系共重合体(A)、銅ピリチオン(B)、酸化亜鉛(C)、及びロジン化合物(D)を含有する防汚塗料組成物。
  2.  更に、無機銅化合物(E)、着色顔料(F)、体質顔料(G)、顔料分散剤(H)、可塑剤(I)、タレ止め剤(J)、沈降防止剤(K)、脱水剤(L)、及び溶剤(M)よりなる群から選択される少なくとも1種の成分を含有する、請求項1に記載の防汚塗料組成物。
  3.  前記シリルメタクリレート系共重合体(A)が、トリイソプロピルシリルメタクリレートに由来する構成単位、2-メトキシエチルアクリレートに由来する構成単位、及びメチルメタクリレートに由来する構成単位からなる三元共重合体である、請求項1又は2に記載の防汚塗料組成物。
  4.  請求項1~3のいずれかに記載の防汚塗料組成物より形成された防汚塗膜。
  5.  請求項4に記載の防汚塗膜が基材上に形成された、防汚基材。
  6.  前記基材が、水中構造物、船舶、及び漁具よりなる群から選択される少なくとも1つである、請求項5に記載の防汚基材。
  7.  請求項1~3のいずれかに記載の防汚塗料組成物を基材に塗布する工程、又は、請求項1~3のいずれかに記載の防汚塗料組成物に基材を含浸する工程、及び、防汚塗料組成物を乾燥し、基材上に防汚塗膜を形成する工程をこの順で有する、防汚基材の製造方法。
     
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