WO2018008166A1 - 重合体含有組成物および防汚塗料組成物 - Google Patents

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佳奈 谷口
匠 勝間田
中村 淳一
亘晃 金澤
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Definitions

  • the present invention relates to a polymer-containing composition and an antifouling coating composition.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-133242 for which it applied to Japan on July 5, 2016, and uses the content here.
  • antifouling paints are applied to offshore structures and ships for the purpose of preventing the adhesion of marine organisms that cause corrosion of a portion in contact with seawater and a decrease in navigation speed.
  • Self-polishing antifouling paints are known as antifouling paints.
  • the self-polishing antifouling paint typically contains a hydrolyzable resin and an antifouling agent.
  • the coating film obtained from this antifouling paint is dissolved in seawater and the surface is renewed (self-polishing), and the antifouling components are always exposed on the surface of the paint film. Demonstrate.
  • a resin composition containing a metal-containing polymer as described below have been proposed.
  • Such a resin composition is mixed with an antifouling agent or the like to form an antifouling paint.
  • the metal-containing polymer contained in these resin compositions has hydrolyzability, and a coating film containing the polymer exhibits self-polishing properties.
  • a mixture of a polymerizable monomer containing a metal and a monomer containing a polymerizable monomer copolymerizable therewith is pressurized so that water does not reflux at 110 ° C. or higher.
  • a metal-containing copolymer for antifouling paint obtained by polymerization in a pressure vessel (Patent Document 1).
  • Patent Document 2 Antifouling paint having a molecular weight of 1000-5000 obtained by copolymerizing a mixture of a polymerizable monomer containing a metal and a monomer containing a polymerizable monomer copolymerizable therewith Metal-containing copolymer.
  • Patent Document 3 A metal-containing copolymer for an antifouling paint, comprising a structural unit derived from a polymerizable monomer containing a metal and having an alicyclic functional group.
  • the coating film formed from the antifouling paint using the resin compositions of Patent Documents 1 and 2 tended to lack hardness and coating film properties. Further, since the solubility (also referred to as the degree of wear) is too high and the coating film tends to be consumed too quickly, the long-term antifouling effect of the coating film is not always sufficient. Since the resin composition of Patent Document 3 has a high viscosity, it is necessary to reduce the blending amount of the resin composition in order to reduce the paint viscosity when forming an antifouling paint. Therefore, the degree of wear of the coating film over a long period of time, that is, the self-polishing property is low, and the antifouling effect is not always sufficient.
  • the antifouling paint formed from this resin composition has a volatile organic compound (Volatile Organic Compound; which is required to be reduced from the influence of the environment as a solvent in order to suppress the viscosity and improve the paintability.
  • VOC volatile Organic Compound
  • the antifouling coating composition described in Patent Document 4 also has a problem that the VOC amount is high.
  • the viscosity of the antifouling paint composition can be lowered and the VOC amount can be reduced. In that case, the hardness of the coating film becomes too low, which affects the water resistance and woodiness, and it is not possible to obtain an antifouling coating film with good durability and antifouling performance over a long period of time. There was a trend.
  • the object of the present invention is to form a coating film having excellent coating film hardness and coating film physical properties, having an appropriate degree of wear for exhibiting a long-term antifouling effect, and having a low VOC content without being too high in viscosity.
  • Another object of the present invention is to provide an antifouling coating composition that can be used, and a polymer-containing composition suitable for obtaining the antifouling coating composition.
  • a polymer-containing composition comprising a (meth) acrylic copolymer (A-1),
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) includes a structural unit (U11) represented by the following formula (11) or a structural unit (U12) represented by the following formula (12), and has a weight average.
  • the molecular weight is 1000-5000,
  • the polymer containing composition whose coating film hardness of the said polymer containing composition is 2.5 N / mm ⁇ 2 > or more.
  • R 32 represents an organic acid residue
  • M represents a divalent metal atom.
  • the polymer-containing composition further includes a vinyl polymer (B), The polymer-containing composition according to [2], wherein the vinyl polymer (B) has an acid value of less than 25 mg KOH / g and a number average molecular weight of 2000 to 20000.
  • the content ratio of the (meth) acrylic copolymer (A-1) and the vinyl polymer (B) contained in the polymer-containing composition is 98: 2 to 70:30.
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) includes a structural unit (U3) in addition to the structural unit (U11) and the structural unit (U12).
  • the polymer-containing composition according to any one of [1] to [6], wherein the structural unit (U3) includes a structural unit derived from the monomer (u3-1) having an alicyclic functional group. object. [8] The structural unit of 30% by mass or more of the structural unit (U3) is derived from a monomer having a Tg of 50 ° C. or higher, according to any one of [1] to [7] The polymerizable composition as described.
  • a polymer-containing composition comprising a (meth) acrylic copolymer (A-2),
  • the (meth) acrylic copolymer (A-2) includes a structural unit (U11) represented by the following formula (11) or a structural unit (U12) represented by the following formula (12), and has a weight average.
  • the molecular weight is 1000-5000
  • the (meth) acrylic copolymer (A-2) includes a structural unit (U3) in addition to the structural unit (U11) and the structural unit (U12),
  • the structural unit (U3) includes a structural unit derived from the monomer (u3-1) having an alicyclic functional group, 30% by mass or more of the structural unit (U3) is derived from a monomer having a Tg of 50 ° C.
  • the antifouling agent is cuprous oxide, 4-bromo-2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoromethyl) -1H-pyrrole-3-carbonitrile, pyridine-triphenylborane, zinc pyrithione
  • the antifouling paint composition according to [12] which is one or more compounds selected from the group consisting of copper, pyrithione and medetomidine.
  • [15] The antifouling paint composition according to any one of [11] to [14], wherein the paint solid content is 60% or more.
  • the present invention it is possible to form a coating film having excellent coating film hardness and coating film physical properties, having an appropriate degree of wear for exhibiting a long-term antifouling effect, and having a low VOC content without being too high in viscosity. It is possible to provide an antifouling coating composition that can be used, and a polymer-containing composition suitable for obtaining the antifouling coating composition.
  • (meth) acrylate is a generic term for acrylate and methacrylate
  • (meth) acrylic acid is a generic term for acrylic acid and methacrylic acid
  • (meth) acryloyl group is acryloyl.
  • Group and methacryloyl group “(meth) acrylonitrile” is a generic name for acrylonitrile and methacrylonitrile
  • (meth) acrylamide” is a generic name for acrylamide and methacrylamide.
  • the “(meth) acrylic copolymer” means a copolymer in which at least a part of the structural unit is a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer.
  • the (meth) acrylic copolymer may further have a structural unit derived from a monomer other than the (meth) acrylic monomer (for example, a vinyl monomer such as styrene).
  • “(Meth) acrylic monomer” means a monomer having a (meth) acryloyl group.
  • VOC means an organic compound (volatile organic compound) that easily volatilizes at normal temperature and pressure.
  • the first embodiment of the polymer-containing composition of the present invention contains a (meth) acrylic copolymer (A-1).
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) includes a structural unit (U11) represented by the following formula (11) or a structural unit (U12) represented by the following formula (12), and has a weight average molecular weight. Is 1000 to 5000.
  • R 32 represents an organic acid residue
  • M represents a divalent metal atom.
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) exhibits a self-polishing property when it has a structural unit having a carboxylate ionically bonded to a divalent metal atom represented by M.
  • the structural unit (U11) is preferably a structural unit (U1) represented by the following formula (1), and the structural unit (U12) is preferably a structural unit (U2) represented by the following formula (2).
  • R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 32 represents an organic acid residue
  • M represents a divalent metal atom.
  • the structural unit selected from the structural unit (U11) and the structural unit (U12) contained in the (meth) acrylic copolymer (A-1) may be one type or two or more types.
  • the divalent metal atom represented by M is preferably Zn, Cu, Mg or Ca from the viewpoint that the water resistance of the coating film is improved, and Zn or Cu Is more preferable.
  • zinc (meth) acrylate and copper (meth) acrylate are preferred from the viewpoint of water resistance of the coating film containing the (meth) acrylic copolymer (A-1) to be obtained. Any one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the divalent metal atom represented by M is preferably Zn or Cu from the viewpoint of improving the water resistance of the coating film.
  • the organic acid residue represented by R 32 refers to the remaining part obtained by removing one proton from the organic acid (for example, the remaining part obtained by removing the proton of the carboxyl group in the organic carboxylic acid).
  • the atom to which the removed proton was bonded is ionically bonded to a divalent metal atom represented by M.
  • a carboxylic acid is preferable.
  • fatty acids having 1 to 20 carbon atoms are preferred in that a highly durable coating film that can prevent cracking and peeling over a long period of time can be obtained.
  • Monochloroacetic acid metal (meth) acrylates such as monochloromagnesium acetate (meth) acrylate, monochlorocalcium acetate (meth) acrylate, monochlorozinc acetate (meth) acrylate, and monochloroacetate copper (meth) acrylate;
  • Monofluoroacetic acid metal (meth) acrylates such as magnesium monofluoroacetate (meth) acrylate, calcium monofluoroacetate (meth) acrylate, zinc monofluoroacetate (meth) acrylate, copper monofluoroacetate (meth) acrylate;
  • Metal acetate (meth) acrylates such as magnesium acetate (meth) acrylate, calcium acetate (meth) acrylate, zinc
  • ⁇ -naphthoic acid metal (meth) acrylates such as ⁇ -naphthoic acid magnesium (meth) acrylate, ⁇ -naphthoic acid calcium (meth) acrylate, ⁇ -naphthoic acid zinc (meth) acrylate, ⁇ -naphthoic acid copper (meth) acrylate, etc.
  • Benzoic acid metal (meth) acrylates such as magnesium benzoate (meth) acrylate, calcium benzoate (meth) acrylate, zinc benzoate (meth) acrylate, copper benzoate (meth) acrylate; 2,4,5-trichlorophenoxyacetate magnesium (meth) acrylate, 2,4,5-trichlorophenoxyacetate calcium (meth) acrylate, 2,4,5-trichlorophenoxyacetate zinc (meth) acrylate, 2,4,5 -2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid metal (meth) acrylates such as trichlorophenoxyacetic acid copper (meth) acrylate; 2,4-dichlorophenoxyacetate magnesium (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetate calcium (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetate zinc (meth) acrylate, 2,4-dichlorophenoxyacetate copper (meth) 2,4-dichlorophenoxya
  • a monomer in which the divalent metal atom represented by M is zinc or copper is preferable. Any one of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) can also contain both the structural unit (U11) and the structural unit (U12). That is, the (meth) acrylic copolymer (A-1) can have a structural unit derived from the monomer (u11) and a structural unit derived from the monomer (u12).
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) contains both the structural unit (U11) and the structural unit (U12)
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) contains both the structural unit (U11) and the structural unit (U12)
  • the ratio (molar ratio) between the structural unit (U11) derived from the monomer (u11) and the structural unit (U12) derived from the monomer (u12) is structural unit (U11) / structural unit (U12).
  • the monomer (u11) and the monomer (u12) may be collectively referred to as a metal-containing polymerizable monomer (u).
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) preferably further contains a structural unit (U3) in addition to the structural unit (U11) and the structural unit (U12).
  • the structural unit (U3) may be one type of structural unit derived from one type of monomer, or may be two or more types of structural units derived from two or more types of monomers.
  • the monomer (u3) for deriving the structural unit (U3) can be copolymerized with the monomer (u11) for deriving the structural unit (U11) and the monomer (u12) for deriving the structural unit (U12). If it is a thing, it will not specifically limit, For example, the following are mentioned.
  • Substituted or unsubstituted alkyl (meth) acrylates [eg methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i -Butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, behenyl (meth) acrylate, 1-methyl-2-methoxyethyl ( Meth) acrylate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, 3-methyl-3-methoxybutyl (meth) acrylate], substituted or unsubstituted aralkyl (
  • a monofunctional monomer having one ethylenically unsaturated bond is preferable from the viewpoint that the (meth) acrylic copolymer (A-1) can easily have a low viscosity even at a high solid content.
  • These can be used by appropriately selecting one or two or more as necessary.
  • the structural unit (U3) can improve the physical properties of the coating film containing the (meth) acrylic copolymer (A-1), water resistance, and long-term self-polishing properties in a low molecular weight region with good balance.
  • the content is the total mass (100% by mass) of the monomer (u3) from which the structural unit (U3) is derived.
  • the content is preferably 2 to 50% by mass, more preferably 5 to 40% by mass, and still more preferably 10 to 35% by mass.
  • the unit is preferably derived from a monomer having a Tg of 50 ° C. or higher.
  • examples of monomers having a Tg of 50 ° C. or higher include the following.
  • Substituted or unsubstituted alkyl methacrylate eg, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate], benzyl methacrylate, phenyl methacrylate, substituted or unsubstituted alicyclic (meth) acrylate [eg, isovol Nyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate], perfluorooctyl methacrylate, perfluorocyclohexyl methacrylate, and other hydrophobic group-containing methacrylate monomers; Hydroxyl group-containing (meth) acrylic acid ester monomers such as 2-hydroxyethyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate; styrene; A polymerizable monomer described in POLYMER HANDBOOK FOURTH EDITION described later can be used.
  • substituted or unsubstituted alkyl methacrylate and substituted or unsubstituted alicyclic (meth) acrylate are preferable from the viewpoint of water resistance and copolymerization. These can be used by appropriately selecting one or two or more as necessary.
  • the total content of the structural unit (U11) and the structural unit (U12) is 1 to 40% by mass with respect to the total (100% by mass) of all the structural units. % Is preferable, and 5 to 30% by mass is more preferable.
  • the long-term self-polishing property of the coating film containing the (meth) acrylic copolymer (A-1) to be formed More excellent, if the upper limit or less, storage stability of the polymer-containing composition and antifouling coating composition containing the same, adhesion of the coating film formed, water resistance in seawater, and hardness It tends to improve the balance of crack resistance.
  • the content of the structural unit (U3) is preferably 60 to 99% by weight, and preferably 70 to 95% by weight with respect to the total (100% by weight) of all the structural units. % Is more preferable. If the content of the structural unit (U3) is not less than the lower limit, the hardness of the coating film to be formed, the water resistance and adhesion in seawater are more excellent, and if it is not more than the upper limit, the polymer-containing composition The storage stability of the product and the antifouling coating composition containing it is more excellent.
  • the (meth) acrylic copolymer (A-1) contains a structural unit derived from the monomer (u3-1) having a substituted or unsubstituted alicyclic functional group
  • the (meth) acrylic copolymer In the polymer (A-1) the content of the structural unit derived from the monomer (u3-1) is preferably 2 to 40% by mass with respect to the total (100% by mass) of all the structural units. 30 mass% is more preferable. If the content of the structural unit derived from the monomer (u3-1) is not less than the lower limit, the water resistance and the self-polishing property in the low molecular weight region can be well balanced, and the upper limit If it is below, self-polishing property is sufficient and antifouling performance is good.
  • the total content of the structural unit (U11) and the structural unit (U12) and the content of the structural unit (U3) is 100% by mass with respect to the total of all the structural units (100% by mass). is there.
  • Content (mass%) of each structural unit in a copolymer (A) can be measured by well-known methods, such as a gas chromatography, a high performance liquid chromatography, and a nuclear magnetic resonance spectrum method.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is 1,000 to 5,000, more preferably 1,500 to 4,600. If the weight average molecular weight of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is not more than the above upper limit value, a polymer-containing composition or antifouling coating composition having a low viscosity can be easily obtained even with a high solid content. Therefore, it is easy to obtain a polymer-containing composition or an antifouling coating composition having a high coating solid content and a low VOC amount that is required to be reduced as a solvent due to the influence on the environment.
  • the weight average molecular weight of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is not more than the above upper limit value, the antifouling property of the formed coating film is excellent. If the weight average molecular weight of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is not less than the lower limit, the hardness and durability of the coating film to be formed are more excellent.
  • the number average molecular weight (Mn) of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is preferably 500 to 2,500, and more preferably 750 to 2,000.
  • the polydispersity (Mw / Mn) of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is preferably 1.5 to 5.0, more preferably 2.2 to 3.0.
  • the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the (meth) acrylic copolymer (A-1) are each measured by gel filtration chromatography (GPC) using polystyrene as a reference resin.
  • the acid value of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is preferably 35 mgKOH / g or more, more preferably 40 to 180 mgKOH / g, still more preferably 50 to 120 mgKOH / g. If the acid value of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is equal to or higher than the lower limit value, an optimum wear level tends to be obtained. If the acid value is equal to or lower than the upper limit value, the water resistance is improved. Tend.
  • the first embodiment of the polymer-containing composition of the present invention may contain one (meth) acrylic copolymer (A-1) and may contain two or more (meth) acrylic copolymers. (A-1) may be included.
  • the content of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is 85% by mass relative to the total amount (100% by mass) of the polymer-containing composition.
  • the content is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 30 to 75% by mass, and particularly preferably 55 to 75% by mass. If the content of the (meth) acrylic copolymer (A-1) in the polymer-containing composition is not more than the above upper limit, a coating film excellent in water resistance, coating film hardness, etc. can be obtained, If it is more than a lower limit, an antifouling paint composition with little VOC content can be obtained easily.
  • Method for producing (meth) acrylic copolymer (A-1) examples include known methods including the following method 1 and method 2.
  • Method 1 A method of copolymerizing a mixture of monomers including a metal-containing polymerizable monomer.
  • Method 2 A method of adding a metal to a high acid value resin.
  • Method 1 is a production method in which the monomer (u11) and / or the monomer (u12) and, if necessary, the monomer (u3) are copolymerized by a known method.
  • Method 2 is a production method in which a mixture of monomers including a polymerizable monomer containing a carboxyl group is polymerized by a known method and then reacted with a metal oxide such as zinc oxide.
  • the paint containing the (meth) acrylic copolymer (A-1) has excellent storage stability, and the antifouling coating film obtained from the paint maintains a stable self-polishing property for a long time.
  • Method 1 and Method 2 known polymerization methods such as solution polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, and emulsion polymerization can be applied.
  • a solution polymerization method may be preferable in terms of productivity and coating performance.
  • the polymerizable monomer used for the production of the (meth) acrylic copolymer (A-1) may be a polymerizable monomer produced by a known method, or a commercially available polymerizable monomer. It may be a mer.
  • Monomer (u11) is, for example, an inorganic metal compound containing a metal element corresponding to M in formula (11), a carboxylic acid-containing polymerizable monomer such as (meth) acrylic acid, and a diluent such as a solvent. Or it is obtained by the method of making it react in the reactive diluent which has polymerizable unsaturated groups, such as an ethylenically unsaturated monomer. The mixture containing the monomer (u11) obtained by this method is excellent in compatibility with the solvent and other monomers and can be easily polymerized.
  • the reaction for obtaining the monomer (u11) is preferably performed in the presence of water, and the water content in the reaction product is preferably in the range of 0.01 to 30% by mass.
  • the inorganic metal compound include metal oxides, hydroxides, and chlorides selected from Zn, Cu, Mg, and Ca.
  • the monomer (u12) includes, for example, an inorganic metal compound containing a metal element corresponding to M in the formula (12), a carboxylic acid-containing polymerizable monomer such as (meth) acrylic acid, and the formula (12) It can be obtained by reacting an organic acid corresponding to the organic acid residue R 32 in a diluent such as a solvent or a reactive diluent having a polymerizable unsaturated group such as an ethylenically unsaturated monomer.
  • a diluent such as a solvent or a reactive diluent having a polymerizable unsaturated group such as an ethylenically unsaturated monomer.
  • the monomer mixture containing the monomer (u11) and the monomer (u12) includes an inorganic metal compound containing a metal element corresponding to M in the formula (11) and the formula (12), and (meta ) a carboxylic acid containing polymerizable monomers such as acrylic acid, formula (12) in an organic acid corresponding to the organic acid residue R 32, a polymerizable unsaturated such as a diluent or ethylenically unsaturated monomers such as a solvent It is obtained by a method of reacting in a reactive diluent having a group.
  • the amount of the organic acid corresponding to the organic acid residue R 32 in the formula (12) is preferably 0.01 to 3 times the molar amount relative to the inorganic metal compound, and is preferably 0.01 to 0.00.
  • the 95-fold mole is more preferred, and the 0.1-0.7-fold mole is even more preferred.
  • the amount of the organic acid corresponding to the organic acid residue R 32 in the formula (12) is the lower limit or more, monomer (u11) and the monomer (u12) and of monomers containing In the production process of the mixture, solid precipitation is suppressed, and the self-polishing property and crack resistance of the resulting coating film become better. There is a tendency to maintain the period.
  • solvent (S) which can be contained in the polymer-containing composition described later can be exemplified.
  • alcohols are included because the stability when producing the (meth) acrylic copolymer (A-1) is improved.
  • the solvent used for polymerization or copolymerization and the solvent used for dilution during the reaction may be the same or different.
  • Polymerization or copolymerization may be performed by a known method using a known polymerization initiator.
  • a monomer mixture composed of the monomer (u11) and / or the monomer (u12) and, if necessary, the monomer (u3) is added in the presence of a radical polymerization initiator. And reacting at a reaction temperature of 60 to 180 ° C. for 2 to 14 hours. At this time, a chain transfer agent may be used as necessary.
  • -Radical polymerization initiator As a radical polymerization initiator, a well-known thing can be used. For example, azo compounds such as 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis (2-methylbutyronitrile); lauryl peroxide Organic peroxides such as benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, lauryl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and t-butyl peroctoate; It is done.
  • the content of the polymerization initiator is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • chain transfer agent As a chain transfer agent, a well-known thing can be used. Examples thereof include mercaptans such as n-dodecyl mercaptan, cobalt chain transfer agents, thioglycolic acid esters such as octyl thioglycolate, ⁇ -methylstyrene dimer, terpinolene and the like.
  • the content of the chain transfer agent is not particularly limited and can be set as appropriate.
  • the first embodiment of the polymer-containing composition of the present invention may contain a vinyl polymer (B) in addition to the (meth) acrylic copolymer (A-1).
  • the acid value of the vinyl polymer (B) is less than 25 mgKOH / g, and the number average molecular weight (Mn) is 2,000 to 20,000, which is different from the (meth) acrylic copolymer (A-1). It is a polymer.
  • the acid value of the vinyl polymer (B) is less than 25 mgKOH / g, preferably less than 20 mgKOH / g, more preferably 15 mgKOH / g or less, and even more preferably 10 mgKOH / g or less.
  • the acid value of the vinyl polymer (B) is measured in the same manner as the acid value of the (meth) acrylic copolymer (A-1).
  • the number average molecular weight (Mn) of the vinyl polymer (B) is 2,000 to 20,000, preferably 2,500 to 10,000, and more preferably 3,000 to 8,000. If the number average molecular weight (Mn) of the vinyl polymer (B) is equal to or higher than the lower limit value, the self-polishing property of the coating film and the hardness of the coating film are good, and if it is equal to or lower than the upper limit value, the VOC can be reduced. Become.
  • the Tg of the vinyl polymer (B) is preferably 20 ° C. or higher, and more preferably 35 ° C. or higher. Moreover, it is preferable that it is 120 degrees C or less, and it is more preferable that it is 105 degrees C or less. That is, it is preferably 20 ° C. or higher and 120 ° or lower, and more preferably 35 ° C. or higher and 105 ° or lower. If the Tg of the vinyl polymer (B) is within the above range, the coating film hardness and water resistance tend to be improved.
  • Tg (glass transition temperature) is a value obtained by converting the absolute temperature (K) calculated from the following formula (I) into Celsius (° C.).
  • Tg ⁇ (w i / Tg i ) (I)
  • w i represents the weight fraction of the ethylenically unsaturated monomers i for deriving the structural unit of the vinyl polymer (B)
  • Tg i induces a structural unit of the vinyl polymer (B) ethylene polymer sex unsaturated monomers i, i.e. represents the glass transition temperature of the homopolymer
  • Tg and Tg i in formula (I) is a value expressed in absolute temperature (K).
  • Tg i is "Polymer Handbook Fourth Edition (POLYMER HANDBOOK, FOURTH EDITION), J.Brandrup et al, VI / p.193 ⁇ 253" using the values described in.
  • the vinyl polymer (B) has the structural unit (U3) described in the (meth) acrylic copolymer (A-1) as a structural unit.
  • the structural unit contained in the vinyl polymer (B) may be a single structural unit derived from one kind of polymerizable monomer, or two or more kinds derived from two or more kinds of polymerizable monomers. It may be a structural unit.
  • a vinyl type polymer (B) can be obtained by superposing
  • polymerizable monomer chosen from the following ethylenically unsaturated monomers as another aspect.
  • ethylenically unsaturated monomer the following are mentioned, for example.
  • (meth) acrylic acid ester is preferable at the point that the copolymerizability with another ethylenically unsaturated monomer is favorable. These can be used by appropriately selecting one or two or more as necessary.
  • the content ratio of the (meth) acrylic copolymer (A-1) to the vinyl polymer (B) is The mass ratio is preferably 98: 2 to 70:30, more preferably 95: 5 to 75:25. If the vinyl polymer (B) is contained in the above lower limit value or more, the water resistance and paint film hardness of the coating film are good, and if it is contained in the upper limit value or less, the self-polishing property of the paint film is good. There is a tendency.
  • the vinyl polymer (B) can be produced by the same method as the production method of the (meth) acrylic copolymer (A-1) by selecting a monomer corresponding to the structural unit. . From the viewpoint of low VOC, a suspension polymerization method that can be recovered in a solid form is preferable. From the viewpoint of producing a vinyl polymer (B) having a low glass transition point, a solution polymerization method is preferred.
  • Suspension polymerization may be carried out by a known method.
  • One or two or more monomers selected according to the structural unit, a chain transfer agent, and a polymerization initiator are added to water containing a dispersant, and the suspension polymerization is performed.
  • the polymerization reaction is allowed to proceed by turbidization and heating the aqueous suspension, and the aqueous suspension after polymerization is filtered, washed, dehydrated and dried.
  • the dispersant include poly (meth) acrylic acid alkali metal salts, alkali metal salts of copolymers of (meth) acrylic acid and methyl (meth) acrylate, polyvinyl alcohol having a saponification degree of 70 to 100%, and methylcellulose. Etc. can be used.
  • an electrolyte such as sodium carbonate, sodium sulfate or manganese sulfate may be used.
  • the chain transfer agent include the above-mentioned mercaptans, thioglycolic acid esters, ⁇ -methylstyrene dimer, terpinolene, and cobalt complexes such as bis (borondifluorodiphenylglyoxymate) cobalt (II). These can be used alone or in combination of two or more. Among these, a cobalt complex that has a low odor and can be reduced in molecular weight with a small addition amount is preferable.
  • the polymer-containing composition of the present invention may further contain a solvent (S).
  • the solvent (S) is not particularly limited as long as it can dissolve the (meth) acrylic copolymer (A-1), and examples thereof include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
  • Polyhydric alcohols such as ethylene glycol and 1,2-propylene glycol; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and acetyl acetone; ethers such as methyl ethyl ether and dioxane; ethylene glycol monoethyl ether and propylene glycol monomethyl ether , Propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-propyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dimethyl Glycol ethers such as ether and dipropylene glycol monopropyl ether; Glycol acetates such as ethylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate and ethylene glycol monomethyl ether acetate; Aliphatic hydrocarbons such as n-pentane and n-hexane Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and solvent naphtha; Any of
  • the polymer-containing composition of the present invention may further contain a component (Z-1) other than the (meth) acrylic copolymer (A-1), the vinyl polymer (B) and the solvent (S). .
  • the other component (Z-1) include those similar to the other component (Z-2) in the antifouling coating composition described later.
  • the content of the other component (Z-1) is preferably 200 parts by mass or less and 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (meth) acrylic copolymer (A-1).
  • the coating film obtained from the composition has a hardness (Martens hardness) of 2.5 N / mm 2 or more.
  • Film hardness of the polymer-containing composition is preferably 3.0 ⁇ 40.0N / mm 2, more preferably 3.5 ⁇ 30.0N / mm 2.
  • the coating film hardness (Martens hardness) of the polymer-containing composition is equal to or higher than the lower limit, the coating film hardness and the coating film physical properties are excellent, and it has an appropriate degree of wear for exhibiting a long-term antifouling effect.
  • a coating film can be formed, and if it is not more than the above upper limit value, the crack resistance tends to be good.
  • the coating film hardness (Martens hardness) of the polymer-containing composition is measured as follows. A polymer-containing composition is applied onto a glass substrate using a 500 ⁇ m applicator so that the dry film thickness is 80 to 150 ⁇ m and dried at 25 ° C. for 1 week to form a coating film of the polymer-containing composition. Obtain a test plate. With respect to the coating film of this test plate, the coating film hardness (Martens hardness) is measured with an ultra-micro hardness meter (manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd., trade name: HM2000) at 25 ° C.
  • an ultra-micro hardness meter manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd., trade name: HM2000
  • the viscosity at least at a solid content of 55% by mass is preferably Z or less in terms of Gardner viscosity, preferably V or less, and more preferably S or less. If the Gardner viscosity of the polymer-containing composition is not more than the above upper limit value, it is possible to mix and paint antifouling agents and the like without adding a solvent for dilution to the polymer-containing composition, and to contain VOC A small amount of antifouling coating composition is obtained.
  • the minimum of the viscosity of a polymer containing composition is not specifically limited, D or more is preferable in the Gardner viscosity from the point of the coating sagging suppression at the time of coating.
  • the Gardner viscosity is a value measured with a Gardner bubble viscometer at 25 ° C.
  • the viscosity of the polymer-containing composition is determined based on the solid content of the polymer-containing composition (content of (meth) acrylic copolymer (A-1) and other components), (meth) acrylic copolymer ( A-1) can be adjusted by the weight average molecular weight, glass transition temperature, presence or absence of a crosslinked structure, and the like. For example, the solid content tends to decrease as the content of the (meth) acrylic copolymer (A-1) decreases. Further, the viscosity tends to be lower as the weight average molecular weight of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is smaller or the glass transition temperature is lower.
  • the solid content of the first aspect of the polymer-containing composition of the present invention is preferably 45 to 80% by mass, and more preferably 55 to 70% by mass. If the solid content of the polymer-containing composition is equal to or higher than the lower limit, the paint viscosity can be lowered and the VOC of the paint can be lowered. If the solid content is equal to or lower than the upper limit, the paint viscosity suitable for coating can be obtained. .
  • the solid content is measured according to the following. Weigh 0.50 g of the sample to be measured on an aluminum dish, add 3 mL of toluene with a dropper and spread it uniformly on the bottom of the dish, and perform preliminary drying. Pre-drying is a process for extending the measurement sample over the entire dish and then facilitating volatilization of the solvent in the subsequent main drying. In the preliminary drying, the measurement sample and toluene are dissolved by heating in a water bath at 70 to 80 ° C. and evaporated to dryness. After preliminary drying, main drying is performed for 2 hours with a hot air dryer at 105 ° C.
  • the solubility parameter (hereinafter also referred to as “SP value”) of the polymer-containing composition is preferably less than 11.1 (J ⁇ cm 3 ) 1/2 , and 8.0 to 10.6 (J ⁇ cm 3) 1/2, more preferably, 8.5 ⁇ 10.1 (J ⁇ cm 3) 1/2 is more preferred. If the solubility parameter of the (meth) acrylic copolymer (A-1) is not less than the lower limit value, a satisfactory degree of wear can be obtained, and if the solubility parameter is not more than the upper limit value, the antifouling property is good for a long time. Become.
  • the SP value is a measure of solubility.
  • the SP value refers to a value calculated from the measured value as follows. 0.5 g (solid content) of a measurement sample is weighed into a 200 ml beaker, 100 ml of acetone as a good solvent is added thereto, and stirred for 30 minutes with a magnetic stirrer. Next, 5 ml of the above acetone solution is measured into a 100 ml beaker, and n-heptane as a poor solvent is dropped with a burette while stirring at room temperature, and the amount of n-heptane required to become cloudy is measured. (This is referred to as H (ml)).
  • Solubility parameter value ⁇ [9.9 ⁇ (1- ⁇ ) + 7.4 ⁇ ⁇ ] ⁇ ( ⁇ ) + [9.9 ⁇ (1- ⁇ ) + 23.4 ⁇ ⁇ ] ⁇ ( ⁇ ) ⁇ / [( ⁇ ) + ( ⁇ )]
  • the second embodiment of the polymer-containing composition of the present invention contains a (meth) acrylic copolymer (A-2).
  • the (meth) acrylic copolymer (A-2) contains the structural unit (U11) or the structural unit (U12) and has a weight average molecular weight of 1000 to 5000;
  • the structural unit (U3) includes a structural unit derived from the monomer (u3-1) having a substituted or unsubstituted alicyclic functional group; the total mass (100 mass) of the structural unit (U3) %) Is a structural unit derived from a monomer having Tg of 50 ° C. or more.
  • the preferred range of the other requirements of the (meth) acrylic copolymer (A-2) is the same as that of the (meth) acrylic copolymer (A-1).
  • the (meth) acrylic copolymer (A-2) exhibits a self-polishing property when it has a structural unit having a carboxylate that is ionically bonded to a divalent metal atom represented by M.
  • the hardness (Martens hardness) of the coating film obtained from the composition is preferably 2.5 N / mm 2 or more, and preferably from 3.0 to 40. 0 N / mm 2 is more preferable, and 3.5 to 30.0 N / mm 2 is even more preferable.
  • the viscosity (Gardner viscosity), solid content, and solubility parameter are the same as those of the first embodiment of the polymer-containing composition of the present invention. .
  • the coating film containing the polymer-containing composition of the present invention is a (meth) acrylic copolymer (A-1) or a (meth) acrylic copolymer.
  • A-2) (Hereinafter, (meth) acrylic copolymer (A-1) and (meth) acrylic copolymer (A-2) are collectively referred to as “(meth) acrylic copolymer”).
  • (A) "is sometimes included. That is, the coating film obtained from the polymer-containing composition of the present invention has a — (C ⁇ O) —OMO— (C ⁇ O) — and — (C ⁇ O) —OMR 32.
  • the polymer-containing composition of the present invention can be used as it is or mixed with an antifouling agent or the like as necessary to obtain an antifouling coating composition.
  • the coating film containing the antifouling coating composition containing the polymer-containing composition of the present invention also exhibits self-polishing properties. This coating film is renewed in seawater and exhibits antifouling properties. In particular, when an antifouling agent is included, the antifouling agent is always exposed on the surface of the coating film, and an excellent antifouling effect is exhibited over a long period of time. Moreover, this coating film is excellent in hardness and water resistance, and damage or peeling of the coating film that causes a decrease in the antifouling effect is difficult to occur. In addition, it is possible to adjust to an optimum degree of wear so that an excellent antifouling effect can be stably exhibited over a long period of time.
  • the polymer-containing composition of the present invention has coating suitability even when no solvent is added during the production of the antifouling coating composition.
  • An antifouling paint composition can be obtained.
  • an antifouling agent or the like when added, it can be mixed well with the antifouling agent or the like without adding a solvent. Therefore, an antifouling paint composition having a low VOC content can be obtained.
  • the VOC content of the antifouling paint composition of the present invention described later is, for example, 420 g / L or less.
  • the polymer-containing composition of the present invention can be used for anti-fogging coating compositions as well as antifouling coating compositions.
  • the antifouling coating composition of the present invention includes the polymer-containing composition of the present invention described above. Therefore, it contains the (meth) acrylic copolymer (A), and optionally contains a vinyl polymer (B), a solvent (S) and / or other components (Z-1).
  • the antifouling coating composition of the present invention preferably further contains an antifouling agent (F).
  • the antifouling agent (F) include inorganic antifouling agents and organic antifouling agents, and one or two or more can be appropriately selected and used according to the required performance.
  • copper antifouling agents such as cuprous oxide, thiocyanic copper, copper powder, compounds of other metals (lead, zinc, nickel, etc.), amine derivatives such as diphenylamine, nitrile compounds, benzothiazole compounds, maleimide compounds And pyridine compounds such as pyrithione zinc and pyrithione copper.
  • antifouling agent (F) 4-bromo-2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoromethyl) -1H-pyrrole-3-carbonitrile, Manganese ethylene bisdithiocarbamate, Zinc dimethyldithiocarbamate, 2-methylthio-4-t-butylamino-6-cyclopropylamino-s-triazine, 2,4,5,6-tetrachloroisophthalonitrile, N, N-dimethyldichlorophenylurea, zinc ethylene Bisdithiocarbamate, Rhodan copper, 4,5-dichloro-2-n-octyl-3 (2H) -isothiazolone, N- (fluorodichloromethylthio) phthalimide, N, N′-dimethyl-N′-phenyl- (N— Fluorodichloromethylthio) sulfamide, 2-pyridinethiol-1-oxide Salt (zinc
  • the content of the antifouling agent (F) in the antifouling coating composition is not particularly limited, but the (meth) acrylic copolymer
  • the amount is preferably 10 to 200 parts by weight, more preferably 50 to 150 parts by weight, based on the content (100 parts by weight) of the combined body (A). If the content of the antifouling agent (F) in the antifouling coating composition is at least the lower limit value, the antifouling effect of the coating film to be formed is more excellent, and if it is at most the upper limit value, the coating film properties are excellent. .
  • the antifouling coating composition of the present invention may further contain another component (Z-2) in addition to the (meth) acrylic copolymer (A) and the antifouling agent (F).
  • the other component (Z-2) is derived from the polymer-containing composition of the present invention (including the vinyl polymer (B), the solvent (S), and the other component (Z-1)). In other words, it may not be derived, that is, it may be blended during the production of the antifouling coating composition, or a mixture thereof.
  • the antifouling paint composition of the present invention may contain a solvent that is not derived from the polymer-containing composition of the present invention, that is, a compound formulated during the production of the antifouling paint composition.
  • Examples of the other component (Z-2) contained in the antifouling coating composition of the present invention include resins other than the (meth) acrylic copolymer (A).
  • resins other than the (meth) acrylic copolymer (A) As other resin, resin which does not have a structural unit (U11) and a structural unit (U12) is mentioned, For example, a thermoplastic resin etc. are mentioned.
  • the antifouling coating composition of the present invention preferably further comprises a thermoplastic resin other than the acrylic copolymer (A), and the thermoplastic resin is a thermoplastic resin other than the vinyl polymer (B). Is more preferable.
  • the antifouling coating composition contains a thermoplastic resin other than the acrylic copolymer (A)
  • the coating film properties such as crack resistance and water resistance are improved.
  • the thermoplastic resin other than the acrylic copolymer (A) include the following.
  • Chlorinated paraffin Chlorinated polyolefin such as chlorinated rubber, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene; polyvinyl ether; polypropylene sebacate; partially hydrogenated terphenyl; polyvinyl acetate; (meth) methyl acrylate copolymer, (meta ) Poly (meth) acrylates such as ethyl acrylate copolymer, (meth) propyl acrylate copolymer, (meth) butyl acrylate copolymer, (meth) cyclohexyl cyclohexyl copolymer Ester; Polyether polyol; Alkyd resin; Polyester resin; Vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl propionate copolymer, vinyl chloride-isobutyl vinyl ether copolymer, vinyl chloride-isopropyl vinyl ether copolymer, chloride Both vinyl-ethyl vinyl
  • chlorinated paraffin, wax, polyvinyl ether, polyether polyol, rosin, vinyl chloride-isobutyl vinyl ether copolymer are preferable, and chlorinated paraffin, amide wax, oxidized polyethylene wax, polyvinyl ether, rosin and chloride.
  • a vinyl-isobutyl vinyl ether copolymer is particularly preferred.
  • thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of other components (Z-2) (including vinyl polymer (B), solvent (S), other components (Z-1)) contained in the antifouling coating composition is not particularly limited, The amount is preferably 50 to 400 parts by weight and more preferably 100 to 350 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the (meth) acrylic copolymer (A).
  • the content of the thermoplastic resin in the antifouling coating composition is not particularly limited, but is 0.1 to 50 parts by mass with respect to the content (100 parts by mass) of the (meth) acrylic copolymer (A). Is preferable, and 0.1 to 10 parts by mass is more preferable.
  • the content of the thermoplastic resin in the antifouling coating composition is not less than the above lower limit value, the coating film properties such as crack resistance and water resistance are more excellent, and if it is not more than the above upper limit value, the hydrolyzability is more. Excellent.
  • the antifouling coating composition of the present invention for the purpose of imparting lubricity to the coating surface and preventing the adhesion of organisms, silicon compounds such as dimethylpolysiloxane and silicone oil, Fluorine-containing compounds such as fluorinated hydrocarbons may also be included.
  • the antifouling coating composition of the present invention includes, as other components (Z-2), various pigments, antifoaming agents, pigment dispersants, leveling agents, anti-sagging agents, matting agents, ultraviolet absorbers, oxidation agents An inhibitor, a heat resistance improver, a slip agent, an antiseptic, a plasticizer, a viscosity control agent, and the like may be included.
  • the content of VOC in the antifouling coating composition of the present invention is preferably 420 g / L or less, more preferably 400 g / L or less, and still more preferably 380 g / L or less.
  • the VOC content is calculated from the following formula using the specific gravity of the antifouling paint composition and the value of the heating residue.
  • VOC content (g / L) specific gravity of antifouling coating composition ⁇ 1000 ⁇ (100 ⁇ residue on heating) / 100
  • the specific gravity of the antifouling paint composition is calculated by filling the antifouling paint composition in a specific gravity cup having a capacity of 100 mL at 25 ° C. and measuring the mass.
  • the heating residue of the antifouling coating composition is the mass ratio of the heating residue when the antifouling coating composition is pre-dried and then dried for 2 hours in a hot air dryer at 105 ° C. to volatilize the solvent and the like. means.
  • the preliminary drying is a process for extending the measurement sample over the entire dish and making the solvent easier to volatilize in the subsequent main drying. In the preliminary drying, the measurement sample and toluene are dissolved by heating in a water bath at 70 to 80 ° C. and evaporated to dryness.
  • the VOC content can be adjusted by the content of the solvent.
  • the heating residue of the antifouling coating composition of the present invention is preferably 45 to 90% by mass, more preferably 55 to 85% by mass, and further preferably 60 to 80% by mass. If the heating residue of the antifouling coating composition is not less than the lower limit, the VOC content is sufficiently low, and if it is not more than the upper limit, the viscosity of the antifouling coating composition can be easily lowered.
  • the viscosity of the antifouling coating composition of the present invention measured with a B-type viscometer at 25 ° C. is preferably less than 4000 mPa ⁇ s, preferably less than 3000 mPa ⁇ s, and more preferably less than 2000 mPa ⁇ s. If the viscosity of the antifouling coating composition is not more than the above upper limit value, coating is easy.
  • the lower limit of the viscosity of the antifouling coating composition is not particularly limited, but is preferably 1000 mPa ⁇ s or more from the viewpoint of suppressing coating sagging during coating.
  • the viscosity of the antifouling coating composition can be adjusted by the viscosity of the polymer-containing composition, the amount of solvent added to the polymer-containing composition and the antifouling coating composition, and the like.
  • the paint solid content of the antifouling paint composition of the present invention is preferably 60% by mass or more, more preferably 60 to 85% by mass, and further preferably 70 to 80% by mass.
  • the VOC of the paint can be lowered, and when the solid content is equal to or lower than the upper limit, the viscosity of the paint is suitable for coating.
  • the value measured by the same measurement method as the solid content of the polymer-containing composition is used as the solid content of the paint.
  • the antifouling coating composition of the present invention further comprises an antifouling agent (F), other components (Z-2), and a solvent (S) as necessary, to the polymer-containing composition of the present invention. It can be prepared by mixing.
  • the antifouling paint composition of the present invention is used to form a coating film (antifouling coating film) on 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. Can be used.
  • the coating film using the antifouling coating composition of the present invention can be formed on the substrate surface directly or via a base coating film.
  • the undercoat film can be formed using a wash primer, a chlorinated rubber-based or epoxy-based primer, an intermediate coating, or the like.
  • the coating film can be formed by a known method.
  • an antifouling coating composition is applied to the surface of a substrate or a base coating on the substrate by means of brush coating, spray coating, roller coating, submersion coating, etc., and dried to dry the coating film.
  • the coating amount of the antifouling coating composition can generally be set to an amount that results in a dry coating film thickness of 10 to 400 ⁇ m.
  • the coating film can be usually dried at room temperature, and may be heat-dried as necessary.
  • Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) The weight average molecular weight and number average molecular weight of the measurement sample were measured using gel permeation chromatography (GPC) (manufactured by Tosoh Corporation, HLC-8220) and using DMF (N, N-dimethylformamide) as an eluent. did. TSKgel ⁇ -M (Tosoh Corp., 7.8 mm ⁇ 30 cm) and TSKguardcolumn ⁇ (Tosoh Corp., 6.0 mm ⁇ 4 cm) were used as columns.
  • GPC gel permeation chromatography
  • DMF N, N-dimethylformamide
  • the calibration curve was prepared using F288 / F128 / F80 / F40 / F20 / F2 / A1000 (manufactured by Tosoh Corporation, standard polystyrene) and styrene monomer.
  • the viscosity of the polymer-containing composition was measured at 25 ° C. using a Gardner bubble viscometer. Specifically, the sample was put in a dry viscosity tube up to the indication line of the viscosity tube and capped with a cork stopper. The viscosity tube from which the sample is collected is immersed in a constant temperature water bath adjusted to a specified temperature (25.0 ⁇ 0.1 ° C.) vertically for at least 2 hours to make the sample constant temperature, and the viscosity tube and sample to be used as a reference tube The viscosity tube containing the sample was simultaneously rotated by 180 °, and the viscosity was determined by comparing the bubble rising speed of the sample with that of the reference tube.
  • the viscosity of the antifouling coating composition in Tables 5 and 6 was measured at 25 ° C. using a B-type viscometer.
  • Coating film hardness (Martens hardness)
  • a polymer-containing composition is applied onto a glass substrate using a 500 ⁇ m applicator so that the dry film thickness is 80 to 150 ⁇ m and dried at 25 ° C. for 1 week to form a coating film of the polymer-containing composition.
  • the coating film hardness (Martens hardness) is measured with an ultra-micro hardness meter (manufactured by Fisher Instruments Co., Ltd., trade name: HM2000) at 25 ° C.
  • the coating film hardness (Martens hardness) was measured at three different points on the coating film of the test plate, and the average value thereof was taken as the hardness of the coating film.
  • the degree of wear of the coating film formed from the polymer-containing composition and the coating film formed from the antifouling coating composition in Table 2 was measured as follows.
  • the polymer-containing composition or antifouling coating composition is applied to a hard vinyl chloride plate of 50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 2 mm (thickness) with an applicator so that the dry film thickness is 120 ⁇ m, and dried to form a coating film.
  • a test plate was obtained.
  • This test version was attached to a rotating drum installed in artificial seawater, and a wear rate test was performed by rotating at a peripheral speed of 7.7 m / s (15 knots) for 5 months.
  • the state of the coating film after the self-polishing test was evaluated according to the following criteria by visually observing the coating film surface of the test plate after the wear test.
  • the coating state after the self-polishing test in Tables 3 and 4 was conducted using the polymer-containing composition, except that the rotation period was 25 days.
  • the following criteria were used for evaluation.
  • the degree of wear in Tables 5 and 6 was measured using the antifouling paint composition except that the above-mentioned wear degree test was conducted except that the rotation period was 4 months, and the degree of wear was measured as described above.
  • EA ethyl acrylate.
  • nBA n-butyl acrylate.
  • MMA methyl methacrylate.
  • nBMA n-butyl methacrylate.
  • iBMA i-butyl methacrylate.
  • tBMA t-butyl methacrylate.
  • CHMA cyclohexyl methacrylate.
  • 2-MTMA 2-methoxyethyl methacrylate.
  • St Styrene.
  • AIBN 2,2′-azobis (isobutyronitrile).
  • AMBN 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile).
  • NOFMER MSD trade name, manufactured by NOF Corporation, ⁇ -methylstyrene dimer.
  • Perocta O 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy 2-ethylhexanoate.
  • Production Example A1 Production of mixture of metal-containing polymerizable monomer (u)
  • PGM propylene glycol monomethyl ether
  • a mixture consisting of 43.1 parts of methacrylic acid, 36.1 parts of acrylic acid and 5 parts of water was added dropwise from a dropping funnel at a constant rate over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction solution became transparent from the milky white state.
  • 36 parts of PGM was added to obtain a mixture (au1) of metal-containing polymerizable monomer (u).
  • the solid content was 45.0%.
  • Production Example A2 Manufacture of dispersant
  • a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 900 parts of deionized water, 60 parts of sodium 2-sulfoethyl methacrylate, 10 parts of potassium methacrylate and 12 parts of methyl methacrylate were stirred and polymerized. While the inside was replaced with nitrogen, the temperature was raised to 50 ° C. To the reaction mixture, 0.08 part of 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride as a polymerization initiator was added, and the temperature was further raised to 60 ° C.
  • methyl methacrylate was continuously added dropwise at a rate of 0.24 part / minute for 75 minutes using a dropping pump.
  • the reaction solution was held at 60 ° C. for 6 hours and then cooled to room temperature to obtain a dispersant a1 having a solid content of 10% by mass as a transparent aqueous solution.
  • Production Example A4 (Production of vinyl polymer (B))
  • a polymerization apparatus equipped with a stirrer, a condenser, and a thermometer, 145 parts of deionized water, 0.1 part of sodium sulfate and 0.1 part of the dispersant a1 produced in Production Example A2 were stirred and stirred uniformly. Solution.
  • 100 parts of methyl methacrylate, 0.005 part of chain transfer agent a1 produced in Production Example A3 and 0.5 part of 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate were added, An aqueous suspension was formed.
  • the inside of the polymerization apparatus was purged with nitrogen, heated to 80 ° C., reacted for about 1 hour, and further heated to 90 ° C. as a post-treatment temperature and held for 1 hour in order to increase the polymerization rate. Thereafter, the reaction solution was cooled to 40 ° C. to obtain an aqueous suspension containing the polymer.
  • This aqueous suspension is filtered through a nylon filter cloth having a mesh opening of 45 ⁇ m, and the filtrate is washed with deionized water, dehydrated and dried at 40 ° C. for 16 hours to obtain vinyl polymer (B) aB-1. Obtained.
  • the weight average molecular weight (Mw) was 7000, and the number average molecular weight (Mn) was 3,500.
  • Production Example A5 (Production of vinyl polymer (B)) A vinyl polymer (B) aB-2 was obtained in the same manner as in Production Example A4 except that the amount charged was changed as shown in Table 1.
  • Production Example A6 (Production of vinyl polymer (B)) A flask equipped with a condenser, a thermometer, a dropping tank and a stirrer was charged with 15 parts of n-butanol, 38 parts of xylene and 4 parts of ethyl acrylate, and the temperature was raised to 100 ° C. while stirring.
  • Production Examples A7 to A8 (Production of vinyl polymer (B) or vinyl polymer) A vinyl polymer (B) aB-4 and a vinyl polymer aB-5 were obtained in the same manner as in Production Example A6 except that the amount charged was changed as shown in Table 1.
  • bu1 (mixture) is a mixture (bu1) of the metal-containing polymerizable monomer (u) produced in Production Example B1.
  • the content of the metal-containing polymerizable monomer (u) contained in the mixture (bu1) of the metal-containing polymerizable monomer (u) produced in Production Example B1 is shown in parentheses.
  • the content of the metal-containing polymerizable monomer (u) was calculated as follows. Mixture (parts by mass) of metal-containing polymerizable monomer (u) ⁇ solid content (%) / 100
  • each component was charged into a metal can with the following composition, and then glass beads were added, and a stirring rod The pre-mixed materials were dispersed with a rocking shaker to obtain antifouling paint compositions (aP′1 to aP′7).
  • aP1 to aP7 100 parts, Zinc oxide: 45 parts, TTK talc: 25 parts Dispalon 4200-20 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., sagging inhibitor): 8 parts, 4-bromo-2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoromethyl) -1H-pyrrole-3-carbonitrile: 15 parts Cuprous oxide: 3 parts Xylene: 5 parts.
  • bA-8, bA-15, and bA-16 used as the (meth) acrylic copolymer (A) were produced in Example B8, Example B12, and Comparative Example B4 described later (meth), respectively. It is a polymer containing composition containing an acrylic copolymer (A).
  • Table 2 shows the evaluation results of the obtained polymer-containing composition and antifouling coating composition.
  • Example A6 the degree of wear was high, and the coating film hardness and the coating state after the self-polishing test were also good.
  • Comparative Example A7 using a vinyl acid polymer (aB-5) having a high acid value the coating film formed from the polymer-containing composition was poor after the self-polishing test, and the antifouling paint The degree of wear of the coating film formed by the composition was also high, and the long-term antifouling property tended to be poor.
  • Production Example B1 (Production of mixture of metal-containing polymerizable monomer (u)) A four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, dropping funnel and stirrer was charged with 85.4 parts of n-butanol and 40.7 parts of zinc oxide, and the temperature was raised to 75 ° C. while stirring. Subsequently, a mixture consisting of 43.1 parts of methacrylic acid, 36.1 parts of acrylic acid and 5 parts of water was added dropwise from a dropping funnel at a constant rate over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction solution became transparent from the milky white state. After further stirring for 2 hours, 36 parts of n-butanol was added to obtain a mixture (bu1) of metal-containing polymerizable monomer (u). The solid content was 44.8% by mass.
  • Production Example B2 (Production of mixture of metal-containing polymerizable monomer (u)) A four-necked flask equipped with a condenser, thermometer, dropping funnel and stirrer was charged with 24.3 parts of PGM, 61.1 parts of n-butanol and 40.7 parts of zinc oxide and heated to 75 ° C. while stirring. did. Subsequently, a mixture consisting of 38.7 parts of methacrylic acid, 32.4 parts of acrylic acid and 14.4 parts of octylic acid was added dropwise from a dropping funnel at a constant rate over 3 hours. After completion of the dropwise addition, the reaction solution became transparent from the milky white state. After further stirring for 2 hours, 25.5 parts of n-butanol was added to obtain a mixture (bu2) of the metal-containing polymerizable monomer (u). The solid content was 50.1% by mass.
  • Example B1 (Production of polymer-containing composition containing (meth) acrylic copolymer (A)) A pressure-polymerizable autoclave equipped with a cooler, thermometer, dripping tank and stirrer was charged with 15 parts of n-butanol, 35 parts of xylene and 4 parts of ethyl acrylate, pressurized to 350 kPa with stirring and heated to 140 ° C. did.
  • Examples B2 to B12, Comparative Examples B1 to B4 (Production of polymer-containing composition)
  • a solution-like polymer-containing composition (bA-2) to a polymer-containing composition (bA) were prepared in the same manner as in Example B1, except that the monomer charge was changed as shown in Tables 3 and 4. -16) was produced.
  • Comparative Example B1 60 parts of 70 parts of xylene were initially charged and 10 parts were added dropwise at a constant rate.
  • 4 parts of ethyl acrylate was first charged in an autoclave, and the remainder was dropped at a constant rate from a dropping tank.
  • the coating films of the polymer-containing compositions of Examples B1 to B12 were excellent in the coating film state and coating film hardness after the self-polishing test.
  • the polymer-containing composition of Comparative Example B1 in which the weight average molecular weight of the (meth) acrylic copolymer (A) was higher than 5000, was too high in viscosity, so that the solid content could not be increased any more.
  • the coating films of the polymer-containing compositions of Comparative Examples B2, B3, and B4 had a molecular weight within the range of the present application and a low viscosity, but had a high SP value and the coating film after the self-polishing test was poor. Moreover, the coating film hardness was inferior.
  • Examples B51 to B66, Comparative Examples B51 to B54 (Production of Antifouling Paint Composition) Using 63.9 parts by mass of the polymer-containing composition (bA-1 to bA-16), the ingredients shown in Tables 5 and 6 were charged into each metal can, and then glass beads were added. An antifouling paint composition was obtained by dispersing the pigment in advance with a rocking shaker using a stirring bar. However, 78.1 parts by mass of the polymer-containing composition in Comparative Example B1 and 58.6 parts by mass of the polymer in Comparative Example B3 were used. Tables 5 and 6 show the evaluation results of the coating films formed using the obtained antifouling paint composition.
  • Antifouling agent (1) 4-bromo-2- (4-chlorophenyl) -5- (trifluoromethyl) -1H-pyrrole-3-carbonitrile.
  • Additive (1) Toyoparax 150 (manufactured by Tosoh Corporation, chlorinated paraffin).
  • Additive (2) Disparon 4200-20 (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., oxidized polyethylene wax).
  • the antifouling coating compositions of Examples B51 to B66 had an appropriate viscosity and coating film consumption. Moreover, high solid differentiation could be achieved.
  • the antifouling paint composition of Comparative Example B51 had a small degree of coating film wear and was inferior in antifouling performance. Moreover, since the viscosity became too high, the solid content could not be increased any more.
  • the antifouling paint compositions of Comparative Examples B52 to B54 were inferior in long-term antifouling properties because the degree of paint film consumption was high and the paint film was completely consumed over a long period of time.
  • the present invention it is possible to form a coating film having excellent coating film hardness and coating film physical properties, having an appropriate degree of wear for exhibiting a long-term antifouling effect, and having a low VOC content without being too high in viscosity. It is possible to provide an antifouling coating composition that can be used, and a polymer-containing composition suitable for obtaining the antifouling coating composition. Therefore, the present invention can be suitably used in the field of antifouling paint compositions applied to offshore structures.

Abstract

塗膜硬度および塗膜物性に優れ、長期的な防汚効果を発現するのに適切な消耗度を有する塗膜を形成でき、かつ粘度が高すぎず揮発性有機化合物含有量を低くすることができる防汚塗料組成物、およびその防汚塗料組成物を得るために好適な重合体含有組成物を提供する。当該重合体含有組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含み、前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、2価の金属原子とイオン結合したカルボキシレートを有する構成単位(U11)または構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000であり、前記重合体含有組成物の塗膜硬度(マルテンス硬さ)が2.5N/mm以上である。

Description

重合体含有組成物および防汚塗料組成物
 本発明は、重合体含有組成物および防汚塗料組成物に関する。
 本願は、2016年7月5日に日本に出願された特願2016-133242号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 海洋構造物や船舶には、海水と接する部分の腐食や航行速度低下の原因となる海中生物の付着の防止を目的として、防汚塗料を塗装することが知られている。
 防汚塗料として、自己研磨型の防汚塗料が知られている。自己研磨型の防汚塗料は、典型的には、加水分解性樹脂と防汚剤とを含む。この防汚塗料から得られる塗膜は、塗膜表面が徐々に海水に溶解して表面更新(自己研磨)され、塗膜表面に常に防汚成分が露出することにより、長期にわたって防汚効果を発揮する。
 自己研磨型の防汚塗料として、たとえば以下のような、金属含有重合体を含む樹脂組成物を用いたものが提案されている。かかる樹脂組成物は防汚剤等が配合されて防汚塗料とされる。これらの樹脂組成物に含まれる金属含有重合体は加水分解性を有しており、これを含む塗膜は自己研磨性を示す。
 (1)金属を含有する重合性単量体と、それと共重合可能な重合性単量体を含む単量体との混合物を、110℃以上において、水が還流しないように、加圧した加圧容器中で重合して得られる防汚塗料用金属含有共重合体(特許文献1)。
 (2)金属を含有する重合性単量体と、それと共重合可能な重合性単量体を含む単量体との混合物を、共重合して得られる1000-5000の分子量を有する防汚塗料用金属含有共重合体(特許文献2)。
 (3)金属を含有し、かつ脂環式官能基を有する重合性単量体に由来する構成単位を含むことを特徴とする防汚塗料用金属含有共重合体(特許文献3)。
 (4)2価の金属とイオン結合しているカルボキシル基を有する単位を含むポリマーと、酸価が20mgKOH/g未満のポリマーを含有する防汚性塗料用組成物(特許文献4)。
 しかし、特許文献1および2の樹脂組成物を用いた防汚塗料から形成される塗膜は、硬度および塗膜物性が不足している傾向があった。また、溶解度(消耗度ともいう)が高すぎて塗膜の消耗が速すぎる傾向にあるため、塗膜の長期の防汚効果は必ずしも充分ではなかった。
 特許文献3の樹脂組成物は粘度が高いため、防汚塗料を形成する際、塗料粘度を低くするために樹脂組成物の配合量を少なくする必要があった。そのため、塗膜の長期にわたる塗膜の消耗度、すなわち自己研磨性は低く、防汚効果が必ずしも十分ではなかった。また、この樹脂組成物から形成される防汚塗料には、粘度を抑えて塗装性を向上させるために溶剤として環境等への影響から低減が求められている揮発性有機化合物(Volatile Organic Compound;以下、「VOC」とも言う。)が多く含有されている。
 特許文献4に記載の防汚塗料組成物にも、VOC量が高いという課題があった。該組成物に含まれうる防汚塗料用樹脂組成物を低分子量化することで、防汚塗料組成物の粘度を下げ、VOC量を下げることが可能であるが、防汚塗料用樹脂組成物の低粘度化のために、その場合、塗膜の硬度が低くなりすぎ、耐水性や盤木性に影響し、長期にわたって耐久性と防汚性能が良好な防汚塗膜を得ることができない傾向にあった。
特開2011-16958号公報 国際公開第2014/189069号 特開2002-241676号公報 国際公開第2013/183637号
 本発明の目的は、塗膜硬度および塗膜物性に優れ、長期的な防汚効果を発現するのに適切な消耗度を有する塗膜を形成でき、かつ粘度が高すぎずVOC含有量を低くすることができる防汚塗料組成物、およびその防汚塗料組成物を得るために好適な重合体含有組成物を提供することにある。
 本発明は、以下の態様を有する。
[1](メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む重合体含有組成物であって、
 前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、下記式(11)で示される構成単位(U11)または下記式(12)で示される構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000であり、
 前記重合体含有組成物の塗膜硬度が2.5N/mm以上である重合体含有組成物。
-(C=O)-O-M-O-(C=O)- ・・・(11)
-(C=O)-O-M-R32 ・・・(12)
[式中、R32は有機酸残基を表し、Mは2価の金属原子を表す。]
[2]前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、35mgKOH/g以上の酸価を有する、[1]に記載の重合体含有組成物。
[3]前記重合体含有組成物は、さらにビニル系ポリマー(B)を含み、
 前記ビニル系ポリマー(B)は、25mgKOH/g未満の酸価を有し、かつ、数平均分子量が2000~20000である、[2]に記載の重合体含有組成物。
[4]前記ビニル系ポリマー(B)は、Tgが20℃以上である、[3]に記載の重合体含有組成物。
[5]前記重合体含有組成物に含まれる、前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)と前記ビニル系ポリマー(B)との含有比率が、98:2~70:30である、[3]または[4]に記載の重合体含有組成物。
[6]前記重合体含有組成物は、11.1未満の溶解性パラメータを有する、[1]~[5]のいずれか一項に記載の重合体含有組成物。
[7]前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、前記構成単位(U11)および前記構成単位(U12)以外に、構成単位(U3)を含み、
 前記構成単位(U3)は、脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含む、[1]~[6]のいずれか一項に記載の重合体含有組成物。
[8]前記構成単位(U3)のうちの30質量%以上の構成単位は、Tgが50℃以上の単量体に由来するものである、[1]~[7]のいずれか一項に記載の重合性含有組成物。
[9](メタ)アクリル系共重合体(A-2)を含む重合体含有組成物であって、
 前記(メタ)アクリル系共重合体(A-2)は、下記式(11)で示される構成単位(U11)または下記式(12)で示される構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000であり、
 前記(メタ)アクリル系共重合体(A-2)は、前記構成単位(U11)および前記構成単位(U12)以外に、構成単位(U3)を含み、
 前記構成単位(U3)は、脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含み、
 前記構成単位(U3)のうちの30質量%以上の構成単位は、Tgが50℃以上の単量体に由来するものである重合性含有組成物。
-(C=O)-O-M-O-(C=O)- ・・・(11)
-(C=O)-O-M-R32 ・・・(12)
[式中、R32は有機酸残基を表し、Mは2価の金属原子を表す。]
[10]固形分55%におけるガードナー粘度がZ以下である、[1]~[9]のいずれか一項に記載の重合体含有組成物。
[11][1]~[10]のいずれか一項に記載の重合体含有組成物を含む、防汚塗料組成物。
[12]防汚剤をさらに含む、[11]の防汚塗料組成物。
[13]前記防汚剤が、亜酸化銅、4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル、ピリジン-トリフェニルボラン、ピリチオン亜鉛、ピリチオン銅およびメデトミジンからなる群より選ばれる1つ以上の化合物である、[12]に記載の防汚塗料組成物。
[14]前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)および前記(メタ)アクリル系共重合体(A-2)、ならびに前記ビニル系ポリマー(B)以外の熱可塑性樹脂を含む、[11]~[13]のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
[15]塗料固形分が60%以上である、[11]~[14]のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
 本発明によれば、塗膜硬度および塗膜物性に優れ、長期的な防汚効果を発現するのに適切な消耗度を有する塗膜を形成でき、かつ粘度が高すぎずVOC含有量を低くすることができる防汚塗料組成物、およびその防汚塗料組成物を得るために好適な重合体含有組成物を提供できる。
 以下、本発明の好ましい実施の形態について説明するが、本発明はそれらの形態のみに限定されるものではない。
 以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
 本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレートおよびメタクリレートの総称であり、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸とメタクリル酸の総称であり、「(メタ)アクリロイル基」は、アクリロイル基とメタクリロイル基の総称であり、「(メタ)アクリロニトリル」は、アクリロニトリルとメタクリロニトリルの総称であり、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミドとメタクリルアミドの総称である。
 「(メタ)アクリル系共重合体」は、構成単位の少なくとも一部が(メタ)アクリル系単量体に由来する構成単位である共重合体を意味する。(メタ)アクリル系共重合体は、(メタ)アクリル系単量体以外の単量体(たとえばスチレン等のビニル系単量体)に由来する構成単位をさらに有していてもよい。
 「(メタ)アクリル系単量体」は、(メタ)アクリロイル基を有する単量体を意味する。
 「VOC」とは、常温常圧で容易に揮発する有機化合物(揮発性有機化合物)を意味する。
[重合体含有組成物]
 以下、本発明の重合体含有組成物の第一の態様について詳述する。
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む。
<(メタ)アクリル系共重合体(A-1)>
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、下記式(11)で示される構成単位(U11)または下記式(12)で示される構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000である。
-(C=O)-O-M-O-(C=O)- ・・・(11)
-(C=O)-O-M-R32 ・・・(12)
[式中、R32は有機酸残基を表し、Mは2価の金属原子を表す。]
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、Mで表される2価の金属原子とイオン結合する、カルボキシレートを持つ構成単位を有することにより、自己研磨性が発現する。
 構成単位(U11)としては、下記式(1)で示される構成単位(U1)が好ましく、構成単位(U12)としては、下記式(2)で示される構成単位(U2)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 
[式中、R~Rは、それぞれ独立して水素原子又はメチル基を表し、R32は有機酸残基を表し、Mは2価の金属原子を表す。]
(構成単位(U11)および構成単位(U12))
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)に含まれる、構成単位(U11)および構成単位(U12)から選ばれる構成単位は、1種でもよく、2種以上でもよい。
 上記式(11)および式(1)中、Mで表される2価の金属原子としては、塗膜の耐水性が良好になる点から、Zn、Cu、MgまたはCaが好ましく、ZnまたはCuがより好ましい。
 上記式(11)で表される構成単位(U11)を誘導する単量体(u11)もしくは上記式(1)で表される構成単位(U1)を誘導する単量体(u1)としては、たとえば以下のものが挙げられる。
 アクリル酸亜鉛[(CH=CHCOO)Zn]、メタクリル酸亜鉛[(CH=C(CH)COO)Zn]、アクリル酸銅[(CH=CHCOO)Cu]、メタクリル酸銅[(CH=C(CH)COO)Cu]、アクリル酸マグネシウム[(CH=CHCOO)Mg]、メタクリル酸マグネシウム[(CH=C(CH)COO)Mg]、アクリル酸カルシウム[(CH=CHCOO)Ca]、メタクリル酸カルシウム[(CH=C(CH)COO)Ca]等。
 なかでも、得られる(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む塗膜の耐水性の点から、(メタ)アクリル酸亜鉛、(メタ)アクリル酸銅が好ましい。
 これらはいずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記式(12)および式(2)中、Mで表される2価の金属原子としては、塗膜の耐水性が良好になる点から、ZnまたはCuが好ましい。
 R32で表される有機酸残基は、有機酸からプロトン1つを除いた残りの部分(たとえば、有機カルボン酸におけるカルボキシル基のプロトンを除いた残りの部分)を言う。有機酸の残りの部分の、除かれたプロトンが結合していた原子が、Mで表される2価の金属原子とイオン結合している。
 有機酸としては、カルボン酸が好ましく、たとえばモノクロル酢酸、モノフルオロ酢酸、酢酸、プロピオン酸、オクチル酸、バーサチック酸、イソステアリン酸、パルミチン酸、クレソチン酸、α-ナフトエ酸、β-ナフトエ酸、安息香酸、2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸、キノリンカルボン酸、ニトロ安息香酸、ニトロナフタレンカルボン酸、ピルビン酸、ナフテン酸、アビエチン酸、水添アビエチン酸等のモノカルボン酸等が挙げられる。
 なかでも、長期にわたりクラックや剥離を防止できる耐久性の高い塗膜が得られる点で、炭素数1~20の脂肪酸(脂肪族モノカルボン酸)が好ましい。
 上記式(12)で表される構成単位(U12)を誘導する単量体(u12)もしくは上記式(2)で表される構成単位(U2)を誘導する単量体(u2)としては、たとえば以下のものが挙げられる。
 モノクロル酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、モノクロル酢酸銅(メタ)アクリレート等のモノクロル酢酸金属(メタ)アクリレート;
 モノフルオロ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、モノフルオロ酢酸銅(メタ)アクリレート等のモノフルオロ酢酸金属(メタ)アクリレート;
 酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、酢酸銅(メタ)アクリレート等の酢酸金属(メタ)アクリレート;
 プロピオン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、プロピオン酸カルシウム(メタ)アクリレート、プロピオン酸亜鉛(メタ)アクリレート、プロピオン酸銅(メタ)アクリレート等のプロピオン酸金属(メタ)アクリレート;
 オクチル酸マグネシウム(メタ)アクリレート、オクチル酸カルシウム(メタ)アクリレート、オクチル酸亜鉛(メタ)アクリレート、オクチル酸銅(メタ)アクリレート等のオクチル酸金属(メタ)アクリレート;
 バーサチック酸マグネシウム(メタ)アクリレート、バーサチック酸カルシウム(メタ)アクリレート、バーサチック酸亜鉛(メタ)アクリレート、バーサチック酸銅(メタ)アクリレート等のバーサチック酸金属(メタ)アクリレート;
 イソステアリン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、イソステアリン酸カルシウム(メタ)アクリレート、イソステアリン酸亜鉛(メタ)アクリレート、イソステアリン酸銅(メタ)アクリレート等のイソステアリン酸金属(メタ)アクリレート;
 パルミチン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、パルミチン酸カルシウム(メタ)アクリレート、パルミチン酸亜鉛(メタ)アクリレート、パルミチン酸銅(メタ)アクリレート等のパルミチン酸金属(メタ)アクリレート;
 クレソチン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、クレソチン酸カルシウム(メタ)アクリレート、クレソチン酸亜鉛(メタ)アクリレート、クレソチン酸銅(メタ)アクリレート等のクレソチン酸金属(メタ)アクリレート;
 α-ナフトエ酸マグネシウム(メタ)アクリレート、α-ナフトエ酸カルシウム(メタ)アクリレート、α-ナフトエ酸亜鉛(メタ)アクリレート、α-ナフトエ酸銅(メタ)アクリレート等のα-ナフトエ酸金属(メタ)アクリレート;
 β-ナフトエ酸マグネシウム(メタ)アクリレート、β-ナフトエ酸カルシウム(メタ)アクリレート、β-ナフトエ酸亜鉛(メタ)アクリレート、β-ナフトエ酸銅(メタ)アクリレート等のβ-ナフトエ酸金属(メタ)アクリレート;
 安息香酸マグネシウム(メタ)アクリレート、安息香酸カルシウム(メタ)アクリレート、安息香酸亜鉛(メタ)アクリレート、安息香酸銅(メタ)アクリレート等の安息香酸金属(メタ)アクリレート;
 2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸銅(メタ)アクリレート等の2,4,5-トリクロロフェノキシ酢酸金属(メタ)アクリレート;
 2,4-ジクロロフェノキシ酢酸マグネシウム(メタ)アクリレート、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸カルシウム(メタ)アクリレート、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸亜鉛(メタ)アクリレート、2,4-ジクロロフェノキシ酢酸銅(メタ)アクリレート等の2,4-ジクロロフェノキシ酢酸金属(メタ)アクリレート;
 キノリンカルボン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸カルシウム(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸亜鉛(メタ)アクリレート、キノリンカルボン酸銅(メタ)アクリレート等のキノリンカルボン酸金属(メタ)アクリレート;
 ニトロ安息香酸マグネシウム(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸カルシウム(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸亜鉛(メタ)アクリレート、ニトロ安息香酸銅(メタ)アクリレート等のニトロ安息香酸金属(メタ)アクリレート;
 ニトロナフタレンカルボン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸カルシウム(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸亜鉛(メタ)アクリレート、ニトロナフタレンカルボン酸銅(メタ)アクリレート等のニトロナフタレンカルボン酸金属(メタ)アクリレート;
 ピルビン酸マグネシウム(メタ)アクリレート、ピルビン酸カルシウム(メタ)アクリレート、ピルビン酸亜鉛(メタ)アクリレート、ピルビン酸銅(メタ)アクリレート等のピルビン酸金属(メタ)アクリレート等。
 なかでも、得られる共重合体(A-1)を含む塗膜の耐水性の点から、Mで表される2価の金属原子が亜鉛または銅である単量体であることが好ましい。
 これらはいずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、構成単位(U11)と構成単位(U12)との両方を含有することもできる。すなわち、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、単量体(u11)に由来する構成単位と、単量体(u12)に由来する構成単位とを有することができる。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)が、構成単位(U11)と構成単位(U12)との両方を含有している場合、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)中、単量体(u11)に由来する構成単位(U11)と単量体(u12)に由来する構成単位(U12)との比率(モル比)は、構成単位(U11)/構成単位(U12)=10/90~90/10が好ましく、20/80~80/20がより好ましく、30/70~70/30がさらに好ましい。
 この比率が前記上限値以下であると、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む重合体組成物の粘度が下がる傾向にあり、前記下限値以上であると、塗膜の自己研磨性が長期にわたって維持される傾向にある。
 以下、単量体(u11)と単量体(u12)を合わせて、金属含有重合性単量体(u)と言うことがある。
(構成単位(U3))
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、構成単位(U11)および構成単位(U12)以外に、構成単位(U3)をさらに含むことが好ましい。構成単位(U3)は、1種の単量体に由来する1種の構成単位でもよく、2種以上の単量体に由来する2種以上の構成単位であってもよい。
 構成単位(U3)を誘導する単量体(u3)としては、構成単位(U11)を誘導する単量体(u11)および構成単位(U12)を誘導する単量体(u12)と共重合可能なものであれば特に限定されず、たとえば以下のものが挙げられる。
 置換または未置換のアルキル(メタ)アクリレート[たとえば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、i-プロピル(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、ベヘニル(メタ)アクリレート、1-メチル-2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、3-メチル-3-メトキシブチル(メタ)アクリレート]、置換または未置換のアラルキル(メタ)アクリレート[たとえば、ベンジル(メタ)アクリレート、m-メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート、p-メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート]、置換または未置換のアリール(メタ)アクリレート[たとえば、フェニル(メタ)アクリレート、m-メトキシフェニル(メタ)アクリレート、p-メトキシフェニル(メタ)アクリレート、o-メトキシフェニルエチル(メタ)アクリレート]、置換または未置換の脂環式(メタ)アクリレート[たとえば、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、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチル(メタ)アクリレート、パーフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート]等の疎水基含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;
 2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、2-(2-エチルヘキサオキシ)エチル(メタ)アクリレート等のオキシエチレン基含有(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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(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;
 メトキシポリエチ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、ブトキシポリエチ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、メトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールアリルエーテル等の末端アルコキシアリル化ポリエーテル単量体;
 (メタ)アクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル等のエポキシ基含有ビニル単量体;
 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または第二級アミノ基含有ビニル単量体;
 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、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノブチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等の第三級アミノ基含有ビニル単量体;
 ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾール等の複素環系塩基性単量体;
 トリメチルシリル(メタ)アクリレート、トリエチルシリル(メタ)アクリレート、トリ-n-プロピルシリル(メタ)アクリレート、トリ-n-ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ-n-アミルシリル(メタ)アクリレート、トリ-n-ヘキシルシリル(メタ)アクリレート、トリ-n-オクチルシリル(メタ)アクリレート、トリ-n-ドデシルシリル(メタ)アクリレート、トリフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリ-p-メチルフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリベンジルシリル(メタ)アクリレート、トリイソプロピルシリル(メタ)アクリレート、トリイソブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ-s-ブチルシリル(メタ)アクリレート、トリ-2-メチルイソプロピルシリル(メタ)アクリレート、トリ-t-ブチルシリル(メタ)アクリレート、エチルジメチルシリル(メタ)アクリレート、n-ブチルジメチルシリル(メタ)アクリレート、ジイソプロピル-n-ブチルシリル(メタ)アクリレート、n-オクチルジ-n-ブチルシリル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルステアリルシリル(メタ)アクリレート、ジシクロヘキシルフェニルシリル(メタ)アクリレート、t-ブチルジフェニルシリル(メタ)アクリレート、ラウリルジフェニルシリル(メタ)アクリレート、トリイソプロピルシリルメチルマレート、トリイソプロピルシリルアミルマレート、トリ-n-ブチルシリル-n-ブチルマレート、t-ブチルジフェニルシリルメチルマレート、t-ブチルジフェニルシリル-n-ブチルマレート、トリイソプロピルシリルメチルフマレート、トリイソプロピルシリルアミルフマレート、トリ-n-ブチルシリル-n-ブチルフマレート、t-ブチルジフェニルシリルメチルフマレート、t-ブチルジフェニルシリル-n-ブチルフマレート等のオルガノシリル基含有ビニル単量体; 
 無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル単量体;
 メタクリル酸、アクリル酸、クロトン酸、ビニル安息香酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸、シトラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノオクチル、イタコン酸モノメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸モノオクチル、フマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸モノオクチル、シトラコン酸モノエチル、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフタル酸モノヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、コハク酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、コハク酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、マレイン酸モノヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のカルボキシ基含有エチレン性不飽和単量体;
 ジメチルマレート、ジブチルマレート、ジメチルフマレート、ジブチルフマレート、ジブチルイタコネート、ジパーフルオロシクロヘキシルフマレート等の不飽和ジカルボン酸ジエステル単量体;
 アクリロニトリル、メタクリロニトニル等のシアノ基含有ビニル単量体;
 アルキルビニルエーテル[たとえば、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル等]、シクロアルキルビニルエーテル[たとえば、シクロヘキシルビニルエーテル等]等のビニルエーテル単量体;
 酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル単量体;
 スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;
 塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン等のハロゲン化オレフィン;
 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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアリル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル等の多官能単量体等。
 なかでも、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を高固形分でも低粘度のものとしやすい点から、エチレン性不飽和結合を1つ有する単官能単量体であることが好ましい。
 これらは1種または2種以上を必要に応じて適宜選択して使用することができる。
 構成単位(U3)は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む塗膜の物性や耐水性、低分子量領域での長期の自己研磨性とをバランスよく良好にすることができる点で、置換または未置換の脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含むことが好ましい。
 置換または未置換の脂環式官能基を有する単量体(u3-1)を含む場合、その含有量は構成単位(U3)を誘導する単量体(u3)の総質量(100質量%)のうちの、2~50質量%であることが好ましく、5~40質量%がより好ましく、10~35質量%がさらに好ましい。
 また、盤木性が良好となるため、構成単位(U3)の総質量(100質量%)のうちの30質量%以上、好ましくは35~90質量%、さらに好ましくは40~80質量%の構成単位は、Tgが50℃以上の単量体に由来するものであることが好ましい。
 構成単位(U3)を誘導する重合性単量体のうち、Tgが50℃以上の単量体としては、たとえば以下のものが挙げられる。
 置換または未置換のアルキルメタクリレート[たとえば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、i-ブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート]、ベンジルメタクリレート、フェニルメタクリレート、置換または未置換の脂環式(メタ)アクリレート[たとえば、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート]、パーフルオロオクチルメタクリレート、パーフルオロシクロヘキシルメタクリレート等の疎水基含有メタクリル酸エステル単量体;
 2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタ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;
 スチレン;
等、後述のPOLYMER HANDBOOK FOURTH EDITIONに記載の重合性単量体を使用できる。
 なかでも、耐水性と共重合性の点から、置換または未置換のアルキルメタクリレート、置換または未置換の脂環式(メタ)アクリレートが好ましい。
 これらは1種または2種以上を必要に応じて適宜選択して使用することができる。
(各構成単位の含有量)
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)中、構成単位(U11)と構成単位(U12)の合計の含有量は、全構成単位の合計(100質量%)に対し、1~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。
 構成単位(U11)と構成単位(U12)の合計の含有量が前記下限値以上であれば、形成される(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む塗膜の長期自己研磨性がより優れ、前記上限値以下であれば、重合体含有組成物やこれを含む防汚塗料組成物の貯蔵安定性、形成される塗膜の密着性、海水中での耐水性、および硬度と耐クラック性のバランスが向上する傾向にある。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)中、構成単位(U3)の含有量は、全構成単位の合計(100質量%)に対し、60~99質量%が好ましく、70~95質量%がより好ましい。
 構成単位(U3)の含有量が前記下限値以上であれば、形成される塗膜の硬度、海水中での耐水性および密着性がより優れ、前記上限値以下であれば、重合体含有組成物やこれを含む防汚塗料組成物の貯蔵安定性がより優れる。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)が、置換または未置換の脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含む場合、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)中、単量体(u3-1)に由来する構成単位の含有量は、全構成単位の合計(100質量%)に対し、2~40質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。
 単量体(u3-1)に由来する構成単位の含有量が前記下限値以上であれば、耐水性と低分子量領域での自己研磨性とをバランスよく良好にすることができ、前記上限値以下であれば、自己研磨性が十分で、防汚性能が良好となる。
 なお、構成単位(U11)および構成単位(U12)の合計の含有量と、構成単位(U3)の含有量との合計は、全構成単位の合計(100質量%)に対し、100質量%である。
 共重合体(A)中の各構成単位の含有量(質量%)は、ガスクロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー、核磁気共鳴スペクトル法等の公知の方法により測定できる。
((メタ)アクリル系共重合体(A-1)の特性)
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量(Mw)は、1,000~5,000であり、1,500~4,600がより好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量が前記上限値以下であれば、高固形分でも低粘度の重合体含有組成物や防汚塗料組成物が得られやすい。したがって、塗料固形分が高く、溶剤として環境等への影響から低減が求められているVOCの量が低い、重合体含有組成物や防汚塗料組成物が得られやすい。また、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量が前記上限値以下であれば、形成される塗膜の防汚性が優れる。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量が前記下限値以上であれば、形成される塗膜の硬度、耐久性がより優れる。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の数平均分子量(Mn)は、500~2,500が好ましく、750~2,000がより好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の多分散度(Mw/Mn)は、1.5~5.0が好ましく、2.2~3.0がより好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)はそれぞれ、ゲルろ過クロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを基準樹脂として測定する。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の酸価は、35mgKOH/g以上であることが好ましく、40~180mgKOH/gがより好ましく、50~120mgKOH/gがさらに好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の酸価が前記下限値以上であれば、最適な消耗度を得られる傾向にあり、前記上限値以下であれば、耐水性が良好になる傾向がある。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の酸価は、以下のように算出する。
 測定試料約0.5gをビーカーに精秤し(A(g))、トルエン/95%エタノール溶液50mLを加える。フェノールフタレイン数滴を加え、0.5Mの水酸化カリウム溶液にて滴定する(滴定量=B(mL)、水酸化カリウム溶液の力価=f)。ブランク測定を同様に行い(滴定量=C(mL))、以下の式に従って算出する。
 酸価(mgKOH/g)={(B-C)×0.2×56.11×f}/A/固形分
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様は、1種の(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含んでいてもよく、2種以上の(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含んでいてもよい。
 本発明の重合体含有組成物の第一態様における、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の含有量は、重合体含有組成物の全量(100質量%)に対し、85質量%以下であることが好ましく、10~80質量%がより好ましく、30~75質量%がさらに好ましく、55~75質量%が特に好ましい。重合体含有組成物中の(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の含有量が前記上限値以下であれば、耐水性、塗膜硬度等に優れる塗膜を得ることができ、前記下限値以上であれば、VOC含有量の少ない防汚塗料組成物を容易に得ることができる。
((メタ)アクリル系共重合体(A-1)の製造方法)
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の製造方法としては、以下の方法1および方法2を含む公知の方法を挙げることができる。
(方法1)金属含有重合性単量体を含む単量体の混合物を共重合する方法。
(方法2)高酸価樹脂に金属を付加する方法。
 方法1は、単量体(u11)および/または単量体(u12)と、必要に応じて単量体(u3)とを、公知の方法によって共重合させる製造法である。
 方法2は、カルボキシル基を含有する重合性単量体を含む単量体の混合物を、公知の方法によって重合し、次いで酸化亜鉛などの金属酸化物と反応させる製造法である。
 なかでも、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む塗料が、優れた貯蔵安定性を有し、当該塗料から得られた防汚塗膜が長期にわたり安定した自己研磨性を維持できる点で、方法1により(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を製造することが好ましい。
 方法1および方法2においては、たとえば溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などの公知の重合方法を適用することができる。生産性、塗装性能の点で溶液重合法が好ましい場合がある。
・単量体
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の製造に用いる重合性単量体は、公知の方法により製造した重合性単量体であってもよく、市販の重合性単量体であってもよい。
 単量体(u11)は、たとえば、式(11)中のMに対応する金属元素を含む無機金属化合物と、(メタ)アクリル酸等のカルボン酸含有重合性モノマーとを、溶剤等の希釈剤またはエチレン性不飽和モノマー等の重合性不飽和基を有する反応性希釈剤中で反応させる方法により得られる。この方法で得られる単量体(u11)を含有する混合物は、溶剤や他の単量体との相溶性に優れ、重合を容易に行うことができる。
 単量体(u11)を得る反応は、水の存在下で行うことが好ましく、反応物中の水の含有量を0.01~30質量%の範囲とすることが好ましい。
 前記無機金属化合物としては、たとえばZn、Cu、MgおよびCaから選ばれる金属の酸化物、水酸化物、塩化物などが挙げられる。
 単量体(u12)は、たとえば、式(12)中のMに対応する金属元素を含む無機金属化合物と、(メタ)アクリル酸等のカルボン酸含有重合性モノマーと、式(12)中の有機酸残基R32に対応する有機酸とを、溶剤等の希釈剤またはエチレン性不飽和モノマー等の重合性不飽和基を有する反応性希釈剤中で反応させる方法により得られる。
 前記無機金属化合物としては、単量体(u11)を得るための無機金属化合物と同様のものが挙げられる。
 単量体(u11)と単量体(u12)とを含有する単量体の混合物は、式(11)、式(12)中のMに対応する金属元素を含む無機金属化合物と、(メタ)アクリル酸等のカルボン酸含有重合性モノマーと、式(12)中の有機酸残基R32に対応する有機酸とを、溶剤等の希釈剤またはエチレン性不飽和モノマー等の重合性不飽和基を有する反応性希釈剤中で反応する方法等により得られる。
 その際、式(12)中の有機酸残基R32に対応する有機酸の使用量は、無機金属化合物に対して0.01~3倍モルであることが好ましく、0.01~0.95倍モルがより好ましく、0.1~0.7倍モルがさらに好ましい。
 式(12)中の有機酸残基R32に対応する有機酸の使用量が前記下限値以上であれば、単量体(u11)と単量体(u12)とを含有する単量体の混合物の製造工程において固体の析出が抑制されると共に、得られる塗膜の自己研磨性、耐クラック性がより良好となり、前記上限値以下であれば、得られる塗膜の防汚性がより長期間維持される傾向にある。
・溶剤
 重合もしくは共重合、または反応の際の希釈に用いる溶剤としては、後述する、重合体含有組成物に含まれうる溶剤(S)として挙げたものを挙げることができる。なお、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を製造する際の安定性が良好となるため、アルコール類を含むことが好ましい。
 重合もしくは共重合に用いる溶剤と、反応の際の希釈に用いる溶剤とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
・重合もしくは共重合
 重合もしくは共重合を行うに当たっては、公知の重合開始剤を用いて、公知の方法で行えばよい。たとえば、溶剤中、単量体(u11)および/または単量体(u12)と、必要に応じて単量体(u3)とからなる単量体の混合物を、ラジカル重合開始剤の存在下に、60~180℃の反応温度で、2~14時間反応させる方法が挙げられる。この際、必要に応じて連鎖移動剤を用いてもよい。
・ラジカル重合開始剤
 ラジカル重合開始剤としては、公知のものを使用できる。たとえば、2,2-アゾビスイソブチロニトリル、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(2-メチルブチロニトリル)等のアゾ系化合物;過酸化ラウリル、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、ラウリルパーオキシド、ジ-t-ブチルパーオキシド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオクトエート等の有機過酸化物;等が挙げられる。
 重合開始剤の含有量は、特に限定されず、適宜設定することができる。
・連鎖移動剤
 連鎖移動剤としては、公知のものを使用できる。たとえば、n-ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類、コバルト連鎖移動剤、チオグリコール酸オクチル等のチオグリコール酸エステル類、α-メチルスチレンダイマー、テルピノレン等が挙げられる。
 連鎖移動剤の含有量は、特に限定されず、適宜設定することができる。
<ビニル系ポリマー(B)>
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)に加えて、ビニル系ポリマー(B)を含んでいてもよい。
 ビニル系ポリマー(B)の酸価は25mgKOH/g未満であり、数平均分子量(Mn)は2,000~20,000であり、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)とは異なるポリマーである。
 ビニル系ポリマー(B)の酸価は25mgKOH/g未満であり、20mgKOH/g未満が好ましく、15mgKOH/g以下がより好ましく、10mgKOH/g以下がさらに好ましい。
 ビニル系ポリマー(B)の酸価が前記上限値以下であれば、耐水性が良好で塗膜硬度が十分であり、長期にわたって耐久性と防汚性能が持続する。
 なお、ビニル系ポリマー(B)の酸価は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の酸価と同様にして測定する。
 ビニル系ポリマー(B)の数平均分子量(Mn)は2,000~20,000であり、2,500~10,000が好ましく、3,000~8,000がより好ましい。
 ビニル系ポリマー(B)の数平均分子量(Mn)が前記下限値以上であれば、塗膜の自己研磨性と塗膜硬度が良好となり、前記上限値以下であれば、低VOC化が可能になる。
 ビニル系ポリマー(B)のTgは20℃以上であることが好ましく、35℃以上であることがより好ましい。また、120℃以下であることが好ましく、105℃以下であることがより好ましい。すなわち、20℃以上120°以下であることが好ましく、35℃以上105°以下であることがより好ましい。
 ビニル系ポリマー(B)のTgが前記範囲内にあれば、塗膜硬度や耐水性が向上する傾向にある。
 Tg(ガラス転移温度)は、下記式(I)より算出される絶対温度(K)を摂氏(℃)に換算した値である。
 1/Tg=Σ(w/Tg)・・・(I)
 式(I)において、wはビニル系ポリマー(B)の構成単位を誘導するエチレン性不飽和モノマーiの質量分率を表し、Tgはビニル系ポリマー(B)の構成単位を誘導するエチレン性不飽和モノマーiの重合体、すなわちホモポリマーのガラス転移温度を表し、式(I)中のTgおよびTgは、絶対温度(K)で表した値である。また、Tgは、「ポリマーハンドブック第4版(POLYMER HANDBOOK、FOURTH EDITION)、J.Brandrupら、VI/p.193~253」に記載されている値を用いる。
 ビニル系ポリマー(B)は、ある態様として、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)において説明した構成単位(U3)を構成単位とする。ビニル系ポリマー(B)に含まれる構成単位は、1種の重合性単量体に由来する1種構成単位であってもよく、2種以上の重合性単量体に由来する2種以上の構成単位であってもよい。
 また、ビニル系ポリマー(B)は、別の態様として、以下のエチレン性不飽和モノマーから選ばれる1種または2種以上の重合性単量体を重合または共重合して得ることができる。上記のエチレン性不飽和モノマーとしては、たと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、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、n-ラウリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル;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、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロール(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;(メタ)アクリル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピル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フタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルマレイン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルマレイン酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルコハク酸、クロトン酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル等のカルボキシル基含有ビニル系モノマー;無水マレイン酸、無水イタコン酸等の酸無水物基含有ビニル系モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジル、α-エチルアクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸3,4-エポキシブチル等のエポキシ基含有ビニル系モノマー;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系のビニル系モノマー;(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミド、マレイミド等のアミド基を含有するビニル系モノマー;ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルカルバゾール等の複素環系塩基性モノマー、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニル系モノマー、メトキシ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、メトキシポリプロピレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリエチ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、メトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールアリルエーテル、ブトキシポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコールアリルエーテル等の末端アルコキシアリル化ポリエーテルモノマー、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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アリルメタクリレート、トリアリルシアヌレート、マレイン酸ジアリル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル等の多官能モノマーを挙げることができる。
 また、構成単位(U11)および構成単位(U12)から選ばれる構成単位を、1種または2種以上含むこともできる。
 なかでも、他のエチレン性不飽和モノマーとの共重合性が良好であるという点で、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
 これらは1種または2種以上を必要に応じて適宜選択して使用することができる。
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様が、ビニル系ポリマー(B)を含む場合、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)とビニル系ポリマー(B)との含有比率は、質量比で、98:2~70:30であることが好ましく、95:5~75:25がより好ましい。
 ビニル系ポリマー(B)が前記下限値以上含有されていれば、塗膜の耐水性と塗膜硬度が良好となり、前記上限値以下含有されていれば、塗膜の自己研磨性が良好となる傾向にある。
(ビニル系ポリマー(B)の製造方法)
 ビニル系ポリマー(B)は、構成単位に応じた単量体を選択して、前述の(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の製造方法と同様の方法にて製造することができる。
 低VOC化の観点からは、固形で回収可能な懸濁重合法が好ましい。また、ガラス転移点の低いビニル系ポリマー(B)を製造する観点からは、溶液重合法が好ましい。
 懸濁重合は公知の方法で行えばよく、分散剤を含む水に、構成単位に応じて選択された1種または2種以上の単量体、連鎖移動剤、重合開始剤を添加し、懸濁化させ、その水性懸濁液を加熱することにより重合反応を進行させ、重合後の水性懸濁液を濾過、洗浄、脱水、乾燥する。
 分散剤としては、たとえば、ポリ(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸メチルの共重合物のアルカリ金属塩、ケン化度70~100%のポリビニルアルコール、メチルセルロース等が使用できる。なお、水性懸濁液の分散安定性向上を目的として、炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、硫酸マンガン等の電解質を使用しても良い。
 連鎖移動剤としては、たとえば、前述のメルカプタン類、チオグリコール酸エステル類、α-メチルスチレンダイマー、テルピノレンのほか、ビス(ボロンジフルオロジフェニルグリオキシメイト)コバルト(II)等のコバルト錯体が挙げられる。これらは1種を単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。
 なかでも、臭気が少なく、低分子量化が少量の添加量で可能なコバルト錯体が好ましい。
<溶剤(S)>
 本発明の重合体含有組成物は、さらに溶剤(S)を含んでいてもよい。
 溶剤(S)としては、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)を溶解できるものであれば特に限定されず、たとえばメタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の一価アルコール類;エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール等の多価アルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;メチルエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn-プロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等のグリコールエーテル類;エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールアセテート類;n-ペンタン、n-ヘキサン等の脂肪族系炭化水素類;トルエン、キシレン、ソルベントナフサ等の芳香族系炭化水素類;等が挙げられる。これらはいずれか1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 溶剤(S)の含有量は、重合体含有組成物の全量(100質量%)に対し、20~55質量%であることが好ましく、30~45質量%がより好ましい。
<他の成分(Z-1)>
 本発明の重合体含有組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)、ビニル系ポリマー(B)および溶剤(S)以外の他の成分(Z-1)をさらに含んでもよい。
 他の成分(Z-1)としては、たとえば、後述する防汚塗料組成物における他の成分(Z-2)と同様のものが挙げられる。
 他の成分(Z-1)の含有量は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)100質量部に対して200質量部以下が好ましく、0質量部であってもよい。
<重合体含有組成物の第一の態様の特性>
(塗膜硬度(マルテンス硬さ))
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様は、当該組成物から得られる塗膜の硬度(マルテンス硬さ)が2.5N/mm以上である。
 重合体含有組成物の塗膜硬度(マルテンス硬さ)は、3.0~40.0N/mmが好ましく、3.5~30.0N/mmがより好ましい。
 重合体含有組成物の塗膜硬度(マルテンス硬さ)が前記下限値以上であれば、塗膜硬度および塗膜物性に優れ、長期的な防汚効果を発現するのに適切な消耗度を有する塗膜を形成でき、前記上限値以下であれば、耐クラック性が良好となる傾向にある。
 本発明において、重合体含有組成物の塗膜硬度(マルテンス硬さ)は、以下にしたがって測定する。
 ガラス基板上に、500μmアプリケーターを用いて重合体含有組成物を乾燥膜厚が80~150μmとなるように塗布し、25℃で1週間乾燥させて、重合体含有組成物の塗膜が形成された試験板を得る。この試験板の塗膜について、25℃において、超微小硬度計(株式会社フィッシャー・インストルメンツ製、商品名:HM2000)により塗膜硬度(マルテンス硬さ)を測定する。
(粘度(ガードナー粘度))
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様は、少なくとも固形分55質量%における粘度が、ガードナー粘度でZ以下であることが好ましく、V以下が好ましく、S以下がより好ましい。
 重合体含有組成物のガードナー粘度が前記上限値以下であれば、重合体含有組成物に希釈のための溶剤を加えなくても、防汚剤等の配合や塗装を行うことができ、VOC含有量の少ない防汚塗料組成物が得られる。
 重合体含有組成物の粘度の下限は特に限定されないが、塗装時の塗料タレ抑制の点では、ガードナー粘度でD以上が好ましい。
 ガードナー粘度は、25℃においてガードナー気泡粘度計で測定される値である。
 重合体含有組成物の粘度は、重合体含有組成物の固形分量((メタ)アクリル系共重合体(A-1)およびこれ以外の成分の含有量)、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量、ガラス転移温度、架橋構造の有無等によって調整できる。たとえば固形分量は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の含有量が少ないほど、低粘度になる傾向がある。また、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)の重量平均分子量が小さいほど、またはガラス転移温度が低いほど、低粘度になる傾向がある。
(固形分)
 本発明の重合体含有組成物の第一の態様の固形分は、45~80質量%であることが好ましく、55~70質量%であることがより好ましい。
 重合体含有組成物の固形分が前記下限値以上であれば、塗料粘度が下がり、塗料のVOCを下げることができ、前記上限値以下であれば、塗装に適した塗料粘度にすることができる。
 本発明において、固形分は以下にしたがって測定する。
 測定試料0.50gをアルミニウム製の皿に測りとり、トルエン3mLをスポイトで加えて皿の底に一様に広げ、予備乾燥を行う。予備乾燥は、測定試料を皿全体にのばし、その後の本乾燥で溶剤を揮発させやすくするための処理である。予備乾燥では、70~80℃の水浴上で測定試料およびトルエンを加熱溶解させ、蒸発乾固させる。予備乾燥後、105℃の熱風乾燥機で2時間の本乾燥を行う。測定試料の予備乾燥前の質量(乾燥前質量)と、本乾燥後の質量(乾燥後質量)とから、以下の式により加熱残分を求め、その値を固形分とする。
 加熱残分(質量%)=乾燥後質量/乾燥前質量×100
(溶解性パラメータ)
 重合体含有組成物の溶解性パラメータ(以下、「SP値」ともいう。)は、11.1(J・cm1/2未満であることが好ましく、8.0~10.6(J・cm1/2がより好ましく、8.5~10.1(J・cm1/2がさらに好ましい。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-1)の溶解性パラメータが前記下限値以上であれば、良好な消耗度が得られ、前記上限値以下であれば、長期で防汚性が良好となる。
 ここで、SP値とは、溶解性の尺度となるものであり、本願においてSP値は、次のようにして測定値から計算された値をいう。
 測定試料0.5g(固形分量)を200mlビーカーに計り取り、これに良溶媒であるアセトン100mlを加えて、マグネチックスターラーで30分間撹拌する。
 次に、100mlビーカーに、上記のアセトン溶解液を5ml測りとり、室温にて、攪拌しながら貧溶媒であるn-ヘプタンをビュレットを用いて滴下し、白濁するまでに要するn-ヘプタン量を測定する(これをH(ml)とする)。
 また、100mlビーカーに、上記のアセトン溶解液を20ml測りとり、同様にして、室温にて、攪拌しながら貧溶媒である脱イオン水をビュレットを用いて滴下し、白濁するまでに要する脱イオン水量を測定する(これをW(ml)とする)。
 以下の式に、測定された値であるHおよびWを代入して、溶解性パラメータを求める。
 溶解性パラメータ値=
{[9.9×(1-α)+7.4×α]×(√α)+[9.9×(1-β)+23.4×β]×(√β)}/[(√α)+(√β)]
 但し、α=H/(H+10)、β=W/(W+10)である。
 なお、9.9はアセトンの溶解性パラメータ値、7.4はn-ヘプタンの溶解性パラメータ値、23.4は脱イオン水の溶解性パラメータ値に由来するものである(「ポリマーハンドブック第4版(POLYMER HANDBOOK、FOURTH EDITION)」、J.Brandrupら、VII/p.688~694」)。
 次に、本発明の重合体含有組成物の第二の態様について詳述する。
 本発明の重合体含有組成物の第二の態様は、(メタ)アクリル系共重合体(A-2)を含む。
<(メタ)アクリル系共重合体(A-2)>
 (メタ)アクリル系共重合体(A-2)は、前述の構成単位(U11)または構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000であり;さらに前述の構成単位(U3)を含み;構成単位(U3)は、置換または未置換の脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含み;構成単位(U3)の総質量(100質量%)のうちの30質量%以上、好ましくは35~90質量%、より好ましくは40~80質量%の構成単位は、Tgが50℃以上の単量体に由来するものである。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-2)のその他の各要件における好ましい範囲は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)と同様である。
 (メタ)アクリル系共重合体(A-2)は、Mで表される2価の金属原子とイオン結合する、カルボキシレートを持つ構成単位を有することにより、自己研磨性が発現する。
<(メタ)アクリル系共重合体(A-2)以外の態様>
 本発明の重合体含有組成物の第二の態様における、ビニル系ポリマー(B)、溶剤(S)、他の成分(Z-1)の態様は、本発明の重合体含有組成物の第一の態様と同様である。
<重合体含有組成物の第二の態様の特性>
 本発明の重合体含有組成物の第二の態様は、当該組成物から得られる塗膜の硬度(マルテンス硬さ)が2.5N/mm以上であることが好ましく、3.0~40.0N/mmがより好ましく、3.5~30.0N/mmがさらに好ましい。
 本発明の重合体含有組成物の第二の態様の特性のうち、粘度(ガードナー粘度)、固形分、溶解性パラメータについては、本発明の重合体含有組成物の第一の態様と同様である。
<本発明の重合体含有組成物の使用>
 本発明の重合体含有組成物(第一の態様および第二の態様を含む。)を含む塗膜は、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)もしくは(メタ)アクリル系共重合体(A-2)(以下、(メタ)アクリル系共重合体(A-1)と(メタ)アクリル系共重合体(A-2)とを総称して、「(メタ)アクリル系共重合体(A)」と言うことがある。)を含むため、自己研磨性を示す。すなわち、本発明の重合体含有組成物から得られる塗膜は、-(C=O)-O-M-O-(C=O)-および-(C=O)-O-M-R32のいずれか一方又は両方を含む構成単位を有しており、この状態では海水に溶解しないが、海水との接触によりこの構造が加水分解されてカルボキシ基が生成し、海水に溶解する。塗膜は表面が海水と接するため徐々に溶解し、表面更新(自己研磨)される。
 本発明の重合体含有組成物は、そのまま、または必要に応じて防汚剤等と混合して、防汚塗料組成物とすることができる。本発明の重合体含有組成物を含む防汚塗料組成物を含む塗膜も、自己研磨性を示す。この塗膜は海水中で表面更新され、防汚性を示す。特に防汚剤を含む場合、塗膜表面に常に防汚剤が露出し、優れた防汚効果が長期にわたって発揮される。
 また、この塗膜は、硬度や耐水性に優れており、防汚効果の低下を招く塗膜の損傷や剥離が生じにくい。また、優れた防汚効果が長期にわたって安定的に発揮されるに最適な消耗度に調整できる。
 また、本発明の重合体含有組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A)が低粘度であるため、防汚塗料組成物の製造時にさらに溶剤を加えなくても、塗装適性を有する防汚塗料組成物を得ることができる。また、防汚剤等を加える場合に、溶剤を加えなくても防汚剤等と良好に混合できる。そのため、VOC含有量が少ない防汚塗料組成物を得ることができる。後述する本発明の防汚塗料組成物のVOC含有量は、たとえば420g/L以下である。
 本発明の重合体含有組成物は、防汚塗料組成物のほか、防曇塗料組成物等に用いることもできる。
[防汚塗料組成物]
 本発明の防汚塗料組成物は、前述の本発明の重合体含有組成物を含む。したがって、(メタ)アクリル系共重合体(A)を含有し、必要に応じてビニル系ポリマー(B)、溶剤(S)および/または他の成分(Z-1)を含む。
<防汚剤(F)>
 本発明の防汚塗料組成物は、防汚剤(F)をさらに含むことが好ましい。
 防汚剤(F)としては、無機防汚剤、有機防汚剤等が挙げられ、要求性能に応じて1種または2種以上を適宜選択して使用することができる。
 たとえば、亜酸化銅、チオシアン銅、銅粉末等の銅系防汚剤、他の金属(鉛、亜鉛、ニッケル等)の化合物、ジフェニルアミン等のアミン誘導体、ニトリル化合物、ベンゾチアゾール系化合物、マレイミド系化合物、ピリチオン亜鉛、ピリチオン銅等のピリジン系化合物等が挙げられる。
 防汚剤(F)として、より具体的には、4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル、マンガニーズエチレンビスジチオカーバメイト、ジンクジメチルジチオカーバメート、2-メチルチオ-4-t-ブチルアミノ-6-シクロプロピルアミノ-s-トリアジン、2,4,5,6-テトラクロロイソフタロニトリル、N,N-ジメチルジクロロフェニル尿素、ジンクエチレンビスジチオカーバメイト、ロダン銅、4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-3(2H)-イソチアゾロン、N-(フルオロジクロロメチルチオ)フタルイミド、N,N’-ジメチル-N’-フェニル-(N-フルオロジクロロメチルチオ)スルファミド、2-ピリジンチオール-1-オキシド亜鉛塩(ピリチオン亜鉛)、2-ピリジンチオール-1-オキシド銅塩(ピリチオン銅)、テトラメチルチウラムジサルファイド、Cu-10%Ni固溶合金、2,4,6-トリクロロフェニルマレイミド2,3,5,6-テトラクロロ-4-(メチルスルホニル)ピリジン、3-ヨード-2-プロピニールブチルカーバメイト、ジヨードメチルパラトリスルホン、ビスジメチルジチオカルバモイルジンクエチレンビスジチオカーバメート、フェニル(ビスピリジル)ビスマスジクロライド、2-(4-チアゾリル)-ベンゾイミダゾール、メデトミジン、ピリジン-トリフェニルボラン等が挙げられる。
 防汚性能が良好である点で、亜酸化銅、4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル、ピリジン-トリフェニルボラン、ピリチオン亜鉛、ピリチオン銅およびメデトミジンからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
 また、亜酸化銅、4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル、ピリチオン亜鉛、ピリチオン銅およびメデトミジンからなる群から選ばれる少なくとも2種を組み合わせてもよい。
 本発明の防汚塗料組成物が防汚剤(F)を含有する場合、防汚塗料組成物中の防汚剤(F)の含有量は、特に制限されないが、(メタ)アクリル系共重合体(A)の含有量(100質量部)に対し、10~200質量部が好ましく、50~150質量部がより好ましい。
 防汚塗料組成物における防汚剤(F)の含有量が前記下限値以上であれば、形成される塗膜の防汚効果がより優れ、前記上限値以下であれば、塗膜物性が優れる。
<他の成分(Z-2)>
 本発明の防汚塗料組成物は、(メタ)アクリル系共重合体(A)および防汚剤(F)以外に、他の成分(Z-2)をさらに含んでもよい。他の成分(Z-2)は、本発明の重合体含有組成物に由来するもの(ビニル系ポリマー(B)、溶剤(S)、他の成分(Z-1)を含む。)であってもよく、由来しないもの、すなわち防汚塗料組成物の製造時に配合されたものであってもよく、それらの混合物であってもよい。
 本発明の防汚塗料組成物は、本発明の重合体含有組成物に由来しない溶剤、すなわち防汚塗料組成物の製造時に配合されたものを含んでもよい。
 本発明の防汚塗料組成物に含まれる他の成分(Z-2)としては、たとえば(メタ)アクリル系共重合体(A)以外の他の樹脂が挙げられる。
 他の樹脂としては、構成単位(U11)および構成単位(U12)を有しない樹脂が挙げられ、たとえば熱可塑性樹脂等が挙げられる。
 本発明の防汚塗料組成物は、アクリル系共重合体(A)以外の熱可塑性樹脂をさらに含むことが好ましく、前記熱可塑性樹脂は、ビニル系ポリマー(B)以外の熱可塑性樹脂であることがさらに好ましい。防汚塗料組成物がアクリル系共重合体(A)以外の熱可塑性樹脂を含むと、耐クラック性や耐水性等の塗膜物性が向上する。
 アクリル系共重合体(A)以外の熱可塑性樹脂としては、たとえば以下のものが挙げられる。
 塩素化パラフィン;塩化ゴム、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の塩素化ポリオレフィン;ポリビニルエーテル;ポリプロピレンセバケート;部分水添ターフェニル;ポリ酢酸ビニル;(メタ)アクリル酸メチル系共重合体、(メタ)アクリル酸エチル系共重合体、(メタ)アクリル酸プロピル系共重合体、(メタ)アクリル酸ブチル系共重合体、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル系共重合体等のポリ(メタ)アクリル酸アルキルエステル;ポリエーテルポリオール;アルキド樹脂;ポリエステル樹脂;塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-プロピオン酸ビニル共重合体、塩化ビニル-イソブチルビニルエーテル共重合体、塩化ビニル-イソプロピルビニルエーテル共重合体、塩化ビニル-エチルビニルエーテル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;シリコーンオイル;ワックス;ワックス以外の常温で固体の油脂、ひまし油等の常温で液体の油脂およびそれらの精製物;ワセリン;流動パラフィン;ロジン、水添ロジン、ナフテン酸、脂肪酸およびこれらの2価金属塩;等。
 ワックスとしては、たとえば、蜜蝋等の動物由来のワックス;植物由来のワックス;アマイド系ワックス等の半合成ワックス;酸化ポリエチレン系ワックス等の合成ワックス等が挙げられる。
 上記のなかでも、塩素化パラフィン、ワックス、ポリビニルエーテル、ポリエーテルポリオール、ロジン、塩化ビニル-イソブチルビニルエーテル共重合体が好ましく、塩素化パラフィン、アマイド系ワックス、酸化ポリエチレン系ワックス、ポリビニルエーテル、ロジンおよび塩化ビニル-イソブチルビニルエーテル共重合体が特に好ましい。
 これらの熱可塑性樹脂は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
 防汚塗料組成物に含まれる他の成分(Z-2)(ビニル系ポリマー(B)、溶剤(S)、他の成分(Z-1)を含む。)の含有量は特に制限されないが、(メタ)アクリル系共重合体(A)100質量部に対し、50~400質量部が好ましく、100~350質量部がより好ましい。
 防汚塗料組成物中の熱可塑性樹脂の含有量は、特に制限されないが、(メタ)アクリル系共重合体(A)の含有量(100質量部)に対して、0.1~50質量部が好ましく、0.1~10質量部がより好ましい。
 防汚塗料組成物中の熱可塑性樹脂の含有量が前記下限値以上であれば、耐クラック性や耐水性などの塗膜物性がより優れ、前記上限値以下であれば、加水分解性がより優れる。
 本発明の防汚塗料組成物は、他の成分(Z-2)として、塗膜表面に潤滑性を付与し、生物の付着を防止する目的で、ジメチルポリシロキサン、シリコーンオイル等のシリコン化合物、フッ素化炭化水素等の含フッ素化合物等を含んでもよい。
 また、本発明の防汚塗料組成物は、他の成分(Z-2)として、各種の顔料、消泡剤、顔料分散剤、レベリング剤、たれ防止剤、艶消し剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、耐熱性向上剤、スリップ剤、防腐剤、可塑剤、粘性制御剤等を含んでもよい。
<VOCの含有量>
 本発明の防汚塗料組成物のVOCの含有量は、420g/L以下が好ましく、400g/L以下がより好ましく、380g/L以下がさらに好ましい。
 VOC含有量は、防汚塗料組成物の比重および加熱残分の値を用いて、下記式から算出される。
 VOC含有量(g/L)=防汚塗料組成物の比重×1000×(100-加熱残分)/100
 防汚塗料組成物の比重は、25℃において、容量が100mLの比重カップに、防汚塗料組成物を満たし、質量を測定することにより算出される。
 防汚塗料組成物の加熱残分は、防汚塗料組成物を予備乾燥させた後、105℃の熱風乾燥機で2時間乾燥して溶剤等を揮発させたときの加熱残分の質量割合を意味する。なお、予備乾燥は、測定試料を皿全体にのばし、その後の本乾燥で溶剤を揮発させやすくするための処理である。予備乾燥では、70~80℃の水浴上で測定試料およびトルエンを加熱溶解させ、蒸発乾固させる。
 VOC含有量は、溶剤の含有量により調整できる。
 本発明の防汚塗料組成物の加熱残分は、45~90質量%が好ましく、55~85質量%がより好ましく、60~80質量%がさらに好ましい。
 防汚塗料組成物の加熱残分が前記下限値以上であれば、VOC含有量が充分に低くなり、前記上限値以下であれば、防汚塗料組成物の粘度を低くしやすい。
<塗料粘度>
 本発明の防汚塗料組成物の、25℃においてB型粘度計で測定される粘度は、4000mPa・s未満であることが好ましく、3000mPa・s未満が好ましく、2000mPa・s未満がより好ましい。
 防汚塗料組成物の粘度が前記上限値以下であれば、塗装しやすい。
 防汚塗料組成物の粘度の下限は特に限定されないが、塗装時の塗料タレ抑制の点では、1000mPa・s以上が好ましい。
 防汚塗料組成物の粘度は、重合体含有組成物の粘度、重合体含有組成物および防汚塗料組成物への溶剤の添加量等によって調整できる。
<塗料固形分>
 本発明の防汚塗料組成物の塗料固形分は、60質量%以上であることが好ましく、60~85質量%であることがより好ましく、70~80質量%であることがさらに好ましい。
 塗料固形分が前記下限値以上であれば、塗料のVOCを低くすることができ、前記上限値以下であれば、塗装に適した塗料粘度になる。
 なお、本明細書において塗料固形分は重合体含有組成物の固形分と同様の測定方法によって測定した値を用いる。
<防汚塗料組成物の製造方法>
 本発明の防汚塗料組成物は、本発明の重合体含有組成物に対し、必要に応じて防汚剤(F)や他の成分(Z-2)、溶剤(S)をさらに添加し、混合することにより調製できる。
<防汚塗料組成物の使用>
 本発明の防汚塗料組成物は、船舶や各種の漁網、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塗膜(防汚塗膜)を形成するために使用できる。
 本発明の防汚塗料組成物を用いた塗膜は、基材表面に、直接に、または下地塗膜を介して形成することができる。
 下地塗膜としては、ウオッシュプライマー、塩化ゴム系やエポキシ系等のプライマー、中塗り塗料等を用いて形成できる。
 塗膜の形成は、公知の方法により行うことができる。たとえば、基材表面または基材上の下地塗膜の上に、防汚塗料組成物を、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塗布し、乾燥することにより塗膜を形成できる。
 防汚塗料組成物の塗布量は、一般的には乾燥塗膜として10~400μmの厚さになる量に設定できる。
 塗膜の乾燥は、通常、室温で行うことができ、必要に応じて加熱乾燥を行ってもよい。
 以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の記載によって限定されるものではない。なお、実施例および比較例における部は、特に断りのない限り質量部を意味する。
 実施例中の各種評価は、以下に示す方法で行った。
(重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)) 
 測定試料の重量平均分子量および数平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)(東ソー(株)製、HLC-8220)を使用し、溶離液としてDMF(N,N-ジメチルホルムアミド)を用いて測定した。カラムはTSKgelα-M(東ソー(株)製、7.8mm×30cm)、TSKguardcolumnα(東ソー(株)製、6.0mm×4cm)を使用した。検量線は、F288/F128/F80/F40/F20/F2/A1000(東ソー(株)製、標準ポリスチレン)、およびスチレン単量体を使用して作成した。
(固形分)
 測定試料(重合体含有組成物もしくは防汚塗料組成物)0.50gをアルミニウム製の皿に測りとり、トルエン3mLをスポイトで加えて皿の底に一様に広げ、70~80℃の水浴上で測定試料およびトルエンを加熱溶解させ、蒸発乾固させ、予備乾燥を行った。予備乾燥後、105℃の熱風乾燥機で2時間の本乾燥を行った。測定試料の予備乾燥前の質量(乾燥前質量)と、本乾燥後の質量(乾燥後質量)とから、以下の式により加熱残分を求め、その値を固形分とした。
 加熱残分(質量%)=乾燥後質量/乾燥前質量×100
(粘度)
 重合体含有組成物の粘度は、ガードナー気泡粘度計を用いて、25℃で測定した。
 具体的には、乾燥した粘度管に試料を粘度管の指示線まで入れコルク栓で栓をした。試料を採取した粘度管を、規定の温度(25.0±0.1℃)に調節した恒温水槽中に、少なくとも2時間垂直に浸漬して試料を恒温にし、基準管となる粘度管と試料を入れた粘度管を同時に180°回転させ、試料の気泡上昇速度を基準管と比較することで粘度を決定した。
 なお、表5および表6における防汚塗料組成物の粘度は、B型粘度計を用いて、25℃で測定した。
(酸価)
 測定試料約0.5gをビーカーに精秤し(A(g))、トルエン/95%エタノール溶液50mLを加えた。フェノールフタレイン数滴を加え、0.5Mの水酸化カリウム溶液にて滴定した(滴定量=B(mL)、水酸化カリウム溶液の力価=f)。ブランク測定を同様に行い(滴定量=C(mL))、以下の式に従って算出した。
 酸価(mgKOH/g)={(B-C)×0.2×56.11×f}/A/固形分
(塗膜硬度(マルテンス硬さ))
 ガラス基板上に、500μmアプリケーターを用いて重合体含有組成物を乾燥膜厚が80~150μmとなるように塗布し、25℃で1週間乾燥させて、重合体含有組成物の塗膜が形成された試験板を得る。この試験板の塗膜について、25℃において、超微小硬度計(株式会社フィッシャー・インストルメンツ製、商品名:HM2000)により塗膜硬度(マルテンス硬さ)を測定する。
 測定条件は、dQRST(F)/dt=一定、F(試験力)=10mN/10秒、C(最大荷重クリープ時間)=5秒、最大押し込み荷重=10mN、最大押し込み深さ=6μmとした。試験板の塗膜のそれぞれ異なる3カ所について塗膜硬度(マルテンス硬さ)を測定し、それらの平均値を塗膜の硬度とした。
(消耗度)
 表2における重合体含有組成物から形成した塗膜および防汚塗料組成物から形成した塗膜の消耗度は、以下のように測定した。
 重合体含有組成物または防汚塗料組成物を、50mm×50mm×2mm(厚さ)の硬質塩化ビニル板に、乾燥膜厚120μmになるようにアプリケーターで塗布し、乾燥して塗膜を形成し、試験板を得た。この試験版を人工海水中に設置した回転ドラムに取り付け、5か月間、周速7.7m/s(15ノット)で回転させることにより、消耗度試験を行った。
 塗膜の消耗度は、
 塗膜の消耗度(μm/M)=[初期塗膜の膜厚(μm)-5ヶ月後の膜厚(μm)]/試験日数×30日によって算出した。
 塗膜の消耗度が、1μm/M以下である場合、塗膜の自己研磨性が不十分であると判断した。
 また、消耗度試験後の試験板の塗膜表面を目視で観察することにより、自己研磨性試験後塗膜状態を、以下の基準で評価した。
A:塗膜表面に変化が見られない。
B:塗膜表面の端部にわずかにヨレ(塗膜硬度が弱く、塗膜が波打っている状態)が観察される。
C1:塗膜表面にヨレが発生する。
 表3および表4における自己研磨性試験後塗膜状態は、重合体含有組成物を用いて、回転期間を25日間とした以外は上記の消耗度試験を行い、消耗度試験後の試験板の塗膜表面を目視で観察することにより、以下の基準で評価した。
A:塗膜表面に異常がない。
B:塗膜の一部にヨレが観察される。
C1:塗膜全体にヨレが観察される。
C2:塗膜全体が白色化する。
 表5および表6における消耗度は、防汚塗料組成物を用いて、回転期間を4か月とした以外は上記の消耗度試験を行い、上述のように消耗度を測定した。
 表中の略号は、以下の意味を示す。
 EA:エチルアクリレート。
 nBA:n-ブチルアクリレート。
 MMA:メチルメタクリレート。
 nBMA:n-ブチルメタクリレート。
 iBMA:i-ブチルメタクリレート。
 tBMA:t-ブチルメタクリレート。
 CHMA:シクロヘキシルメタクリレート。
 2-MTMA:2-メトキシエチルメタクリレート。
 St:スチレン。
 AIBN:2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)。
 AMBN:2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)。
 ノフマーMSD:商品名、日油株式会社製、α-メチルスチレンダイマー。
 パーオクタO:1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート。
製造例A1(金属含有重合性単量体(u)の混合物の製造)
 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に、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGM)85.4部および酸化亜鉛40.7部を仕込み、撹拌しながら75℃に昇温した。続いて、滴下ロートからメタクリル酸43.1部、アクリル酸36.1部、水5部からなる混合物を3時間かけて一定速度で滴下して加えた。滴下終了後、反応溶液は乳白色状態から透明となった。さらに2時間撹拌した後、PGMを36部添加して、金属含有重合性単量体(u)の混合物(au1)を得た。
 固形分は45.0%であった。
製造例A2(分散剤の製造)
 撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水900部、メタクリル酸2-スルホエチルナトリウム60部、メタクリル酸カリウム10部およびメチルメタクリレート12部を入れて撹拌し、重合装置内を窒素置換しながら、50℃に昇温した。反応混合物に、重合開始剤として2,2'-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩0.08部を添加し、さらに60℃に昇温した。昇温後、滴下ポンプを使用して、メチルメタクリレートを0.24部/分の速度で75分間連続的に滴下して加えた。反応溶液を60℃で6時間保持した後、室温に冷却して、透明な水溶液である固形分10質量%の分散剤a1を得た。
製造例A3(連鎖移動剤の製造)
 撹拌装置を備えた合成装置中に、窒素雰囲気下で、酢酸コバルト(II)四水和物1.00gおよびジフェニルグリオキシム1.93g、あらかじめ窒素バブリングにより脱酸素したジエチルエーテル80mlを入れ、室温で30分間攪拌した。ついで、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体10mlを加え、さらに6時間攪拌した。混合物をろ過し、固体をジエチルエーテルで洗浄し、15時間真空乾燥して、2.12gの赤褐色固体である連鎖移動剤a1を得た。
製造例A4(ビニル系ポリマー(B)の製造)
 撹拌機、冷却管、温度計を備えた重合装置中に、脱イオン水145部、硫酸ナトリウム0.1部および製造例A2で製造した分散剤a1の0.1部を入れて撹拌し、均一な水溶液とした。続いて、メチルメタクリレート100部、製造例A3で製造した連鎖移動剤a1を0.005部および1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート0.5部を加え、水性懸濁液とした。次に、重合装置内を窒素置換し、80℃に昇温して約1時間反応させ、さらに重合率を上げるため、後処理温度として90℃に昇温して1時間保持した。その後、反応液を40℃に冷却して、ポリマーを含む水性懸濁液を得た。この水性懸濁液を目開き45μmのナイロン製濾過布で濾過し、濾過物を脱イオン水で洗浄し、脱水し、40℃で16時間乾燥して、ビニル系ポリマー(B)aB-1を得た。 重量平均分子量(Mw)は7000、数平均分子量(Mn)は3500であった。
製造例A5(ビニル系ポリマー(B)の製造)
 仕込み量を、表1に示すように変更したこと以外は製造例A4と同様にして、ビニル系ポリマー(B)aB-2を得た。
製造例A6(ビニル系ポリマー(B)の製造)
 冷却器、温度計、滴下タンクおよび攪拌機を備えたフラスコに、n-ブタノール15部、キシレン38部およびエチルアクリレート4部を仕込み、撹拌しながら100℃に昇温した。続いて、滴下タンクからメチルメタクリレート42.1部、エチルアクリレート24部、シクロヘキシルメタクリレート25部、単量体(u1)の混合物(bu1)9.51部、n-ブタノール15部、連鎖移動剤(日本油脂社製ノフマーMSD)1.3部、AIBN 2.0部、AMBN 4.0部からなる混合物を6時間かけて一定速度で滴下して加えた。滴下終了30分後、t-ブチルパーオクトエート0.5部とキシレン7部を30分で滴下して加え、さらに1時間30分撹拌した後、キシレンを2部添加して300メッシュでろ過後、加熱残分56.0%、ガードナー粘度-Uを有する不溶解物のない淡黄色透明なビニル系ポリマー(B)aB-3を得た。
製造例A7~A8(ビニル系ポリマー(B)またはビニル系ポリマーの製造)
仕込み量を、表1に示すように変更したこと以外は製造例A6と同様にして、ビニル系ポリマー(B)aB-4、およびビニル系ポリマーaB-5を得た。
 なお、表1中、bu1(混合物)は、製造例B1で製造した金属含有重合性単量体(u)の混合物(bu1)である。また、製造例B1で製造した金属含有重合性単量体(u)の混合物(bu1)に含まれる金属含有重合性単量体(u)の含有量をカッコ内に示した。金属含有重合性単量体(u)の含有量は下記のように算出した。
   金属含有重合性単量体(u)の混合物(質量部)×固形分(%)/100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 
実施例A1~A6、比較例A7(重合体含有組成物および防汚塗料組成物の製造)
 (メタ)アクリル系共重合体(A)およびビニル系ポリマー(B)(aB-1~aB-5)を用いて、表2に示す配合(固形分%)で、各成分を高速ディスパーにより混合して、重合体含有組成物(aP1~aP7)を得た。
 また、(メタ)アクリル系共重合体(A)および上記のビニル系ポリマー(B)を用いて、以下に示す配合で、各成分を金属缶に仕込んだ後、ガラスビーズを添加し、撹拌棒にてあらかじめ混合したものを、ロッキングシェーカーにより顔料分散することで、防汚塗料組成物(aP’1~aP’7)を得た。
 aP1~aP7:100部、
 酸化亜鉛:45部、
 TTKタルク:25部、
 ディスパロン4200-20(楠本化成株式会社製、タレ防止剤):8部、
 4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル:15部、
 亜酸化銅:3部、
 キシレン:5部。
 なお、(メタ)アクリル系共重合体(A)として用いた、bA-8、bA-15、bA-16は、それぞれ後述の実施例B8、実施例B12、比較例B4で製造した(メタ)アクリル系共重合体(A)を含む重合体含有組成物である。
 得られた重合体含有組成物および防汚塗料組成物の評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 
 実施例A1~A6については、消耗度が高いとともに、塗膜硬度、自己研磨性試験後の塗膜状態も良好であった。
 一方、酸価の高いビニル系ポリマー(aB-5)を用いた比較例A7では、重合体含有組成物によって形成された塗膜の自己研磨性試験後の塗膜が不良であり、防汚塗料組成物によって形成された塗膜の消耗度も高く、長期防汚性が不良となる傾向にあった。
製造例B1(金属含有重合性単量体(u)の混合物の製造)
 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に、n-ブタノール85.4部および酸化亜鉛40.7部を仕込み、撹拌しながら75℃に昇温した。続いて、滴下ロートからメタクリル酸43.1部、アクリル酸36.1部、水5部からなる混合物を3時間かけて一定速度で滴下して加えた。滴下終了後、反応溶液は乳白色状態から透明となった。さらに2時間撹拌した後、n-ブタノールを36部添加して、金属含有重合性単量体(u)の混合物(bu1)を得た。
 固形分は44.8質量%であった。
製造例B2(金属含有重合性単量体(u)の混合物の製造)
 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に、PGM 24.3部、n-ブタノール61.1部および酸化亜鉛40.7部を仕込み、撹拌しながら75℃に昇温した。続いて、滴下ロートからメタクリル酸38.7部、アクリル酸32.4部、オクチル酸14.4部からなる混合物を3時間かけて一定速度で滴下して加えた。滴下終了後、反応溶液は乳白色状態から透明となった。さらに2時間撹拌した後、n-ブタノールを25.5部添加して、金属含有重合性単量体(u)の混合物(bu2)を得た。
 固形分は50.1質量%であった。
実施例B1((メタ)アクリル系共重合体(A)を含む重合体含有組成物の製造)
 冷却器、温度計、滴下タンクおよび攪拌機を備えた加圧重合可能なオートクレーブに、n-ブタノール15部、キシレン35部およびエチルアクリレート4部を仕込み、撹拌しながら350kPaに加圧し140℃に昇温した。続いて、滴下タンクからメチルメタクリレート28.3部、エチルアクリレート11.7部、n-ブチルアクリレート30部、シクロヘキシルメタクリレート8部、製造例B1で製造した単量体(u1)の混合物(bu1)40部、連鎖移動剤(日本油脂社製ノフマーMSD)1.2部、AIBN 2.5部、AMBN 6部からなる混合物を3時間かけて一定速度で滴下して加えた。滴下終了後、30分かけて110℃に降温し、t-ブチルパーオクトエート0.5部とキシレン7部を30分で滴下して加え、さらに1時間30分撹拌した後、キシレンを6部添加して300メッシュでろ過後、加熱残分56.0%、ガードナー粘度Sを有する不溶解物のない淡黄色透明な重合体含有組成物(bA-1)を得た。
実施例B2~B12、比較例B1~B4(重合体含有組成物の製造)
 単量体の仕込み量を表3および表4に示すように変更したこと以外は実施例B1と同様にして、溶液状の重合体含有組成物(bA-2)~重合体含有組成物(bA-16)を製造した。
 ただし、比較例B1においては、キシレン70部のうち60部をはじめに仕込み、10部を一定速度で滴下して加える混合物に加えた。
 なお、エチルアクリレートはいずれもはじめにオートクレーブに4部を仕込み、残りを滴下タンクから等速滴下した。
 表中、製造例B1で製造した金属含有重合性単量体(u)の混合物(bu1)および製造例B2で製造した金属含有重合性単量体(u)の混合物(bu2)に含まれる金属含有重合性単量体(u)の含有量をカッコ内に示した。金属含有重合性単量体(u)の含有量はそれぞれ下記のように算出した。
   金属含有重合性単量体(u)の混合物(質量部)×固形分(%)/100
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 
 実施例B1~B12の重合体含有組成物の塗膜は、自己研磨性試験後の塗膜状態および塗膜硬度に優れていた。
 (メタ)アクリル系共重合体(A)の重量平均分子量が5000より高い比較例B1の重合体含有組成物は、粘度が高くなりすぎるため、これ以上固形分を上げることができなかった。
 比較例B2、B3、B4の重合体含有組成物の塗膜は、分子量が本願の範囲内であり粘度が低いが、SP値が高く、自己研磨性試験後の塗膜が不良であった。また、塗膜硬度が劣っていた。
実施例B51~B66、比較例B51~B54(防汚塗料組成物の製造)
 63.9質量部の重合体含有組成物(bA-1~bA-16)を用いて、表5および表6に示す配合で、各成分を金属缶に仕込んだ後、ガラスビーズを添加し、撹拌棒にてあらかじめ混合したものを、ロッキングシェーカーにより顔料分散することで、防汚塗料組成物を得た。ただし、比較例B1においては78.1質量部、比較例B3においては58.6質量部の重合体含有組成物を用いた。
 得られた防汚塗料組成物を用いて形成された塗膜の評価結果を表5および表6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 
 表5および表6で使用される各略号の意味は、以下のとおりである。
 防汚剤(1):4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル。
 添加剤(1):トヨパラックス150(東ソー(株)製、塩素化パラフィン)。
 添加剤(2):ディスパロン4200-20(楠本化成(株)製、酸化ポリエチレンワックス)。
 添加剤(3):KF-96(信越化学工業(株)製、シリコーンオイル)。
 実施例B51~B66の防汚塗料組成物は、適切な粘度および塗膜消耗度を有していた。また、高固形分化を達成できた。
 比較例B51の防汚塗料組成物は、塗膜消耗度が小さく、防汚性能に劣っていた。また、粘度が高くなり過ぎるため、これ以上固形分を上げることができなかった。比較例B52~B54の防汚塗料組成物は塗膜消耗度が高く、長期間では塗膜が完全に消耗することから、長期的な防汚性に劣っていた。また、比較例B52~54の防汚塗料組成物に対応する重合体含有組成物(bA-10)、(bA-11)、(bA-16)の塗膜硬度が低いことから、比較例B2、B3、B4の防汚塗料組成物の塗膜硬度も低いと判断できる。
 本発明によれば、塗膜硬度および塗膜物性に優れ、長期的な防汚効果を発現するのに適切な消耗度を有する塗膜を形成でき、かつ粘度が高すぎずVOC含有量を低くすることができる防汚塗料組成物、およびその防汚塗料組成物を得るために好適な重合体含有組成物を提供できる。
 したがって、本発明は海洋構造物に塗布される防汚塗料組成物の分野において好適に利用できる。

Claims (15)

  1.  (メタ)アクリル系共重合体(A-1)を含む重合体含有組成物であって、
     前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、下記式(11)で示される構成単位(U11)または下記式(12)で示される構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000であり、
     前記重合体含有組成物の塗膜硬度が2.5N/mm以上である重合体含有組成物。
    -(C=O)-O-M-O-(C=O)- ・・・(11)
    -(C=O)-O-M-R32 ・・・(12)
    [式中、R32は有機酸残基を表し、Mは2価の金属原子を表す。]
  2.  前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、35mgKOH/g以上の酸価を有する、請求項1に記載の重合体含有組成物。
  3.  前記重合体含有組成物は、さらにビニル系ポリマー(B)を含み、
     前記ビニル系ポリマー(B)は、25mgKOH/g未満の酸価を有し、かつ、数平均分子量が2000~20000である、請求項2に記載の重合体含有組成物。
  4.  前記ビニル系ポリマー(B)は、Tgが20℃以上である、請求項3に記載の重合体含有組成物。
  5.  前記重合体含有組成物に含まれる、前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)と前記ビニル系ポリマー(B)との含有比率が、98:2~70:30である、請求項3または4に記載の重合体含有組成物。
  6.  前記重合体含有組成物は、11.1未満の溶解性パラメータを有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の重合体含有組成物。
  7.  前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)は、前記構成単位(U11)および前記構成単位(U12)以外に、構成単位(U3)を含み、
     前記構成単位(U3)は、脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の重合体含有組成物。
  8.  前記構成単位(U3)のうちの30質量%以上の構成単位は、Tgが50℃以上の単量体に由来するものである、請求項1~7のいずれか一項に記載の重合性含有組成物。
  9.  (メタ)アクリル系共重合体(A-2)を含む重合体含有組成物であって、
     前記(メタ)アクリル系共重合体(A-2)は、下記式(11)で示される構成単位(U11)または下記式(12)で示される構成単位(U12)を含み、かつ、重量平均分子量が1000~5000であり、
     前記(メタ)アクリル系共重合体(A-2)は、前記構成単位(U11)および前記構成単位(U12)以外に、構成単位(U3)を含み、
     前記構成単位(U3)は、脂環式官能基を有する単量体(u3-1)に由来する構成単位を含み、
     前記構成単位(U3)のうちの30質量%以上の構成単位は、Tgが50℃以上の単量体に由来するものである重合性含有組成物。
    -(C=O)-O-M-O-(C=O)- ・・・(11)
    -(C=O)-O-M-R32 ・・・(12)
    [式中、R32は有機酸残基を表し、Mは2価の金属原子を表す。]
  10.  固形分55%におけるガードナー粘度がZ以下である、請求項1~9のいずれか一項に記載の重合体含有組成物。
  11.  請求項1~10のいずれか一項に記載の重合体含有組成物を含む、防汚塗料組成物。
  12.  防汚剤をさらに含む、請求項11の防汚塗料組成物。
  13.  前記防汚剤が、亜酸化銅、4-ブロモ-2-(4-クロロフェニル)-5-(トリフルオロメチル)-1H-ピロール-3-カルボニトリル、ピリジン-トリフェニルボラン、ピリチオン亜鉛、ピリチオン銅およびメデトミジンからなる群より選ばれる1つ以上の化合物である、請求項12に記載の防汚塗料組成物。
  14.  前記(メタ)アクリル系共重合体(A-1)および前記(メタ)アクリル系共重合体(A-2)、ならびに前記ビニル系ポリマー(B)以外の熱可塑性樹脂を含む、請求項11~13のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  15.  塗料固形分が60%以上である、請求項11~14のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
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