WO2022215600A1 - 防汚塗料組成物 - Google Patents

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Abstract

良好な防汚性能や良好な塗膜表面状態の持続期間が改善された防汚塗膜を形成可能な防汚塗料組成物を提供する。 本発明によれば、共重合体A、共重合体Bおよび防汚薬剤を含有する防汚塗料組成物であって、前記共重合体Aは、下記一般式(1)で表される単量体(a)と、単量体(c)の共重合体であり、前記共重合体Bは、下記一般式(2)で表される単量体(b)と、前記単量体(c)の共重合体であり、前記単量体(c)は、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体である、防汚塗料組成物が提供される。

Description

防汚塗料組成物
 本発明は、防汚塗料組成物に関する。
 フジツボ、セルプラ、ムラサキイガイ、フサコケムシ、ホヤ、アオノリ、アオサ、スライム等の水棲汚損生物が、船舶(特に船底部分)や漁網類、漁網付属具等の漁業具や発電所導水管等の水中構造物に付着することにより、それら船舶等の機能が害される、外観が損なわれる等の問題がある。
 このような問題を防ぐために、船舶等に防汚塗料組成物を塗布して防汚塗膜を形成し、防汚塗膜から防汚薬剤を徐放させることによって、長期間に渡って防汚性能を発揮させる技術が知られている(特許文献1~4)。
 しかし、特許文献1~4に記載されている(メタ)アクリル酸アルコシキカルボニルメチルエステル基含有ポリマーからなる防汚塗膜は、塗膜溶解性が著しく低いため長期間に亘って防汚性を発揮することは困難であった。
 これらの問題を解決するべく、長期間に渡って塗膜溶解し防汚性能を発揮させる技術が提案されている(特許文献5)。
特公昭63-61989号公報 特開2003-119420号公報 特開2003-119419号公報 特開2002-3776号公報 WO2020/045211号公報
 特許文献5では、24ヶ月までの塗膜物性や防汚性が評価されている。本発明らが、特許文献5に開示されている防汚塗料組成物について、さらに長期の評価を行ったところ、防汚性能が低下したり、クラック等の塗膜異常が発生したりするという問題が生じることが分かった。このため、良好な防汚性能や良好な塗膜表面状態が、特許文献5の防汚塗料組成物よりも長期間持続する防汚塗膜を形成可能な防汚塗料組成物が望まれている。
 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、良好な防汚性能や良好な塗膜表面状態の持続期間が改善された防汚塗膜を形成可能な防汚塗料組成物を提供するものである。
 本発明によれば、共重合体A、共重合体Bおよび防汚薬剤を含有する防汚塗料組成物であって、前記共重合体Aは、下記一般式(1)で表される単量体(a)と、単量体(c)の共重合体であり、前記共重合体Bは、下記一般式(2)で表される単量体(b)と、前記単量体(c)の共重合体であり、前記単量体(c)は、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体である、防汚塗料組成物が提供される。
 本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、共重合体Aおよび共重合体Bおよび防汚薬剤を含む組成物が、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 以下、本発明について詳細を説明する。
1.防汚塗料組成物
 本発明の防汚塗料組成物は、共重合体A、共重合体Bおよび防汚薬剤を含有する。
1-1.共重合体A及び共重合体B
 共重合体Aは、単量体(a)と、単量体(c)との共重合体である。共重合体Bは、単量体(b)と、単量体(c)との共重合体である。
 共重合体Aにおいて、単量体(a)と単量体(c)の合計に対する単量体(a)の含有量は、10~90質量%が好ましく、20~70質量%が更に好ましい。具体的には例えば、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この場合に、塗膜溶解性が特に良好となる。
 共重合体Bにおいて、単量体(b)と単量体(c)の合計に対する単量体(b)の含有量は、10~90質量%が好ましく、20~70質量%が更に好ましい。具体的には例えば、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この場合に、塗膜溶解性が特に良好となる。
1-1-1.単量体(a)
 単量体(a)は、一般式(1)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 式中、Rは、水素、メチル基、フェニル基を示し、Rは、炭素数1~8のアルコキシ基又はフェニル基で置換されていてもよい炭素数1~8のアルキル基であるか、又はフェニル基を示し、nは、1~10の整数を示す。
  Rは、好ましくは、水素、又はメチル基である。
 Rのアルコキシ基又はアルキル基の炭素数は、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。Rは、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、2-エチルヘキシル基、シクロヘキシル基、ベンジル基、フェニル基、2-メトキシエチル基、4-メトキシブチル基、ビニル基、又はアリル基であり、好ましくは、メチル基、エチル基、イソプロピル基、又はn-ブチル基である。
 nは、1~10の整数を示し、nは、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
 単量体(a)は、一般式(1)中のnが2以上である化合物を含むことが好ましい。単量体(a)としてnが2以上である化合物が含まれると、塗膜溶解性が高くなる。単量体(a)は、nが2以上である化合物のみで構成されていてもよく、nが1である化合物とnが2以上である化合物の混合物であってもよい。
 単量体(a)は、好ましくは、単量体(a1)と単量体(a2)で構成される。単量体(a)中の単量体(a1)の含有量は、20~100質量%が好ましく、30~75質量%が更に好ましく、35~60質量%が特に好ましい。この割合は、具体的には例えば、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。単量体(a1)は、単量体(a2)に比べて、塗膜強度を高め、塗膜溶解性を低下させる性質を有する。このため、単量体(a1)の含有量が少なすぎると、塗膜強度が低くなる傾向があり、長期間経過後に塗膜表面状態が悪くなりやすくなる場合がある。
<単量体(a1)>
 単量体(a1)は、一般式(1)のnが1である化合物である。
 単量体(a1)としては、例えば、メタクリル酸メトキシカルボニルメチル、メタクリル酸エトキシカルボニルメチル、メタクリル酸イソプロポキシカルボニルメチル、メタクリル酸n-プロポキシカルボニルメチル、メタクリル酸n-ブトキシカルボニルメチル、メタクリル酸t-ブトキシカルボニルメチル、メタクリル酸2-エチルヘキシルオキシカルボニルメチル、メタクリル酸シクロヘキシルオキシカルボニルメチル、メタクリル酸ベンジルオキシカルボニルメチル、メタクリル酸フェノキシカルボニルメチル、メタクリル酸2-メトキシエトキシカルボニルメチル、メタクリル酸4-メトキシブトキシカルボニルメチル、メタクリル酸アリロキシカルボニルメチル、メタクリル酸ビニロキシカルボニルメチル、メタクリル酸1-(メトキシカルボニル)エチル、メタクリル酸1-(エトキシカルボニル)エチル、メタクリル酸1-(n-プロポキシカルボニル)エチル、メタクリル酸1-(イソプロポキシカルボニル)エチル、メタクリル酸1-(n-ブトキシカルボニル)エチル、メタクリル酸1-(t-ブトキシカルボニル)エチル、メタクリル酸α-(メトキシカルボニル)ベンジル、メタクリル酸α-(エトキシカルボニル)ベンジルが挙げられ、好ましくは、メタクリル酸メトキシカルボニルメチル、メタクリル酸エトキシカルボニルメチル、メタクリル酸イソプロポキシカルボニルメチル、メタクリル酸n-プロポキシカルボニルメチル、メタクリル酸n-ブトキシカルボニルメチル、メタクリル酸1-(メトキシカルボニル)エチル、メタクリル酸1-(エトキシカルボニル)エチルが挙げられる。
<単量体(a2)>
 単量体(a2)は、一般式(1)のnが2以上である化合物である。一般式(1)のnは、長期防汚性の観点から2~6が好ましい。
 単量体(a2)としては、nが2である化合物と、nが3以上である化合物の両方を含むことが好ましい。具体的には例えば、固形分換算で、質量比(n(2)/n(2~10))が0.2~0.8が好ましく、0.3~0.7が更に好ましい。この場合、安定した塗膜溶解が持続する傾向が見られている。この値は、具体的には例えば、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
 単量体(a2)としては、例えば、メタクリル酸メチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸エチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸イソプロピルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-プロピルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-ブチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸t-ブチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸2-エチルヘキシルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸シクロヘキシルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸ベンジルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸フェニルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸2-メトキシエチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸4-メトキシブチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸アリルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸ビニルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸メチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸エチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸n-プロピルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸イソプロピルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸n-ブチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸t-ブチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸メチルジ〔α-(オキシカルボニル)ベンジル〕、メタクリル酸エチルジ〔α-(オキシカルボニル)ベンジル〕が挙げられ、好ましくは、メタクリル酸メチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸エチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸イソプロピルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-プロピルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-ブチルジ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸メチルジ〔1-(オキシポリカルボニルエチル)〕、メタクリル酸エチルジ〔1-(オキシポリカルボニルエチル)〕、メタクリル酸メチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸エチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸イソプロピルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-プロピルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-ブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸t-ブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸2-エチルヘキシルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸シクロヘキシルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸ベンジルポリオキシカルボニルメチル)、メタクリル酸フェニルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸2-メトキシエチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸4-メトキシブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸アリルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸ビニルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸メチルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸エチルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸n-プロピルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸イソプロピルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸n-ブチルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸t-ブチルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、メタクリル酸メチルポリ〔α-(オキシカルボニル)ベンジル〕、メタクリル酸エチルポリ〔α-(オキシカルボニル)ベンジル〕が挙げられ、好ましくは、メタクリル酸メチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸エチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸イソプロピルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-プロピルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸n-ブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、メタクリル酸メチルポリ〔1-(オキシポリカルボニルエチル)〕、メタクリル酸エチルポリ〔1-(オキシポリカルボニルエチル)〕等が挙げられる。
1-1-2.単量体(b)
 単量体(b)は、一般式(2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
式中、Rは、水素、メチル基、フェニル基を示し、Rは、炭素数1~8のアルコキシ基又はフェニル基で置換されていてもよい炭素数1~8のアルキル基であるか、又はフェニル基を示し、nは、1~10の整数を示す。
 R及びRの説明は、一般式(1)のR及びRの説明と同じである。nの説明は、一般式(1)のnの説明と同じである。
 単量体(b)は、一般式(2)中のnが2以上である化合物を含むことが好ましい。単量体(b)としてnが2以上である化合物が含まれると、塗膜溶解性が高くなる。単量体(b)は、nが2以上である化合物のみで構成されていてもよく、nが1である化合物とnが2以上である化合物の混合物であってもよい。
 単量体(b)は、好ましくは、単量体(b1)と単量体(b2)で構成される。単量体(b)中の単量体(b1)の含有量は、20~100質量%が好ましく、30~75質量%が更に好ましく、35~60質量%が特に好ましい。この割合は、具体的には例えば、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。単量体(b1)は、単量体(b2)に比べて、塗膜強度を高め、塗膜溶解性を低下させる性質を有する。このため、単量体(b1)の含有量が少なすぎると、塗膜強度が低くなる傾向があり、長期間経過後に塗膜表面状態が悪くなりやすくなる場合がある。
<単量体(b1)>
 単量体(b1)は、一般式(2)のnが1である化合物である。
 単量体(b1)としては、上記単量体(a1)で挙げた単量体のアクリル酸エステルが挙げられる。
<単量体(b2)>
 単量体(b2)は、一般式(2)のnが2以上である化合物である。一般式(2)のnは、長期防汚性の観点から2~6が好ましい。
 単量体(b2)としては、nが2である化合物と、nが3以上である化合物の両方を含むことが好ましい。具体的には例えば、固形分換算で、質量比(n(2)/n(2~10))が0.2~0.8が好ましく、0.3~0.7が更に好ましい。この場合、安定した塗膜溶解が持続する傾向が見られている。この値は、具体的には例えば、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
 単量体(b2)としては、上記単量体(a2)で挙げた単量体のアクリル酸エステルが挙げられる。
1-1-3.単量体(c)
 単量体(c)は、単量体(a)及び単量体(b)以外のエチレン性不飽和単量体である
 単量体(c)は、一般式(1)~(2)で表されない(メタ)アクリル酸エステル、ビニル化合物、芳香族化合物、二塩基酸のジアルキルエステル化合物等が挙げられる。なお、本明細書において、(メタ)アクリル酸エステルは、アクリル酸エステル、又はメタアクリル酸エステルを意味する。
 一般式(1)~(2)で表されない(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-メトキシブチル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェニル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸プロピレングリコールモノメチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチル、メタクリル酸2-[2-(2-ヒドロキシエトキシ)エトキシ]エトキシ]エチル、こはく酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、N-(3-ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-[2-(2-メトキシエトキシ)エトキシ]エチル、N,N'-ジメチル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリル酸エステル類;
(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリル、(メタ)アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル、(メタ)アクリル酸トリn-オクチルシリル、(メタ)アクリル酸トリ2-エチルヘキシルシリル等の(メタ)アクリル酸シリルエステル類、等が挙げられる。
 ビニル化合物としては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニルブチレート、ブチルビニルエーテル、ラウリルビニルエーテル、N-ビニルピロリドン等の官能基を有するビニル化合物が挙げられる。
 芳香族化合物としては、例えば、スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン等が挙げられる。
 二塩基酸のジアルキルエステル化合物としては、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸ジメチル等が挙げられる。
 共重合体A、共重合体Bにおいては、これら単量体(c)を単独又は二種以上で用いることができる。塗膜溶解性および塗膜物性の観点から、単量体(c)は、(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましい。耐クラック性の観点から、単量体(c)は、(メタ)アクリル酸エステルを含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリル、(メタ)アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル、(メタ)アクリル酸トリn-オクチルシリル、(メタ)アクリル酸トリ2-エチルヘキシルシリル等を含むことがより好ましい。
1-1-4.共重合体Aおよび共重合体Bの物性・製造方法
 共重合体Aおよび共重合体Bの重量平均分子量(Mw)は5,000~300,000であることが望ましい。分子量が5,000未満であれば、防汚塗料の塗膜が脆弱となり、剥離やクラックを起こし易く、また、300,000を超えると、重合体溶液の粘度が上昇し、取扱いが困難となるからである。このMwは、具体的には例えば、5000、10,000、20,000、30,000、40,000、50,000、60,000、70,000、80,000、90,000、100,000、200,000、300,000であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
 Mwの測定方法としては、例えばゲル浸透クロマトグラフィー(GPC法)が挙げられる。
 共重合体Aは、単量体(a)と単量体(c)とのランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、又はブロック共重合体のいずれの共重合体であってもよい。共重合体Bも同様に、単量体(b)と単量体(c)とのランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、又はブロック共重合体のいずれの共重合体であってもよい。
 共重合体Aおよび共重合体Bは、例えば、重合開始剤の存在下、単量体(a)、単量体(b)、及び単量体(c)から選択した単量体混合物を重合させることにより得ることができる。
 前記重合開始剤としては、例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル-2,2'-アゾビスイソブチレート、ジメチル2,2'-アゾビスイソブチレート、2,2'-アゾビス(N-ブチル-2-メチルプロピオンアミド等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ-t-ヘキシルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカルボネート、ジ-t-ブチルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、t-アミルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-アミルパーオキシピバレート、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等の過酸化物等が挙げられる。これら重合開始剤は、単独又は2種以上を組み合わせて使用できる。前記重合開始剤としては、特に、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、ジメチル2,2'-アゾビスイソブチレート及び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が好ましい。重合開始剤の使用量を適宜設定することにより、共重合体Aの分子量を調整することができる。また、得られるポリマーの分子量の調整のために、連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤としては、例えば、n-ドデシルメルカプタン等のメルカプタン類;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、ターピノーレンが挙げられる。
 重合方法としては、例えば、溶液重合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合、非水分散重合等が挙げられる。この中でも特に、簡便に、且つ、精度良く、共重合体Aまたは共重合体Bを得ることができる点で、溶液重合、又は非水分散重合が好ましい。
 前記重合反応においては、必要に応じて有機溶媒を用いてもよい。有機溶剤としては、特に限定されないが、例えば、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶剤;脂肪族炭化水素系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸メトキシプロピル、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタート等のエステル系溶剤;イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール系溶剤;ジオキサン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤等が挙げられる。
 その中でも、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、ブチルアルコール、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1-モノメチルエーテル2-アセタート、トルエン、キシレンが好ましい。これら溶媒については、単独あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。
 
 重合反応における反応温度は、重合開始剤の種類等に応じて適宜設定すればよく、通常50~160℃であり、好ましくは60~150℃である。
 重合反応は、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。
 本発明の組成物中における共重合体A及び共重合体Bの合計含有量は特に制限されないが、固形分換算で、通常5~50質量%である。具体的には、例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
 共重合体A及び共重合体Bの合計に対する共重合体Aの含有量は、10~90質量%が好ましく、20~80質量%が更に好ましい。具体的には例えば、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この場合に、塗膜溶解性および塗膜物性が特に良好となる。
1-2.防汚薬剤
 防汚薬剤としては、例えば無機薬剤及び有機薬剤が挙げられる。
無機薬剤としては、例えば、亜酸化銅、チオシアン酸銅(一般名:ロダン銅)、銅粉等が挙げられる。この中でも特に、亜酸化銅とロダン銅が好ましく、亜酸化銅はグリセリン、ショ糖、ステアリン酸、ラウリン酸、リシチン、鉱物油などで表面処理されているものが、貯蔵時の長期安定性の点でより好ましい。
有機薬剤としては、例えば、2-メルカプトピリジン-N-オキシド銅(一般名:カッパーピリチオン)、2-メルカプトピリジン-N-オキシド亜鉛(一般名:ジンクピリチオン)、ジンクエチレンビスジチオカーバメート(一般名:ジネブ)、4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-3-イソチアゾロン(一般名:シーナイン211)、3,4-ジクロロフェニル-N-N-ジメチルウレア(一般名:ジウロン)、2-メチルチオ-4-t-ブチルアミノ-6-シクロプロピルアミノ-s-トリアジン(一般名:イルガロール1051)、2-(p-クロロフェニル)-3-シアノ-4-ブロモ-5-トリフルオロメチルピロール(一般名:Econea28)、4-[1-(2,3-ジメチルフェニル)エチル]-1H-イミダゾール(一般名:メデトミジン)等が挙げられる。
これらの防汚薬剤は1種又は2種以上併用して使用できる。
 本発明の組成物中における防汚薬剤の含有量は特に制限されないが、固形分換算で、通常0.1~60.0質量%である。防汚薬剤の含有量は、例えば、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
1-3.他の添加剤
 さらに本発明の防汚塗料用樹脂には、必要に応じて、共重合体Aおよび共重合体B以外の樹脂成分、溶出調整剤、可塑剤、顔料、染料、消泡剤、脱水剤、揺変剤、有機溶剤等を添加して防汚塗料とすることができる。
 他の樹脂成分としては、例えば、下記重合体Pなどが挙げられる。
 重合体Pは、前記単量体(c)を重合することにより得られる重合体である。
 本発明においては、単量体(c)を単独又は二種以上で用いることができ、特に、共重合体Aとの相溶性の観点から、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2-エトキシエチル、(メタ)アクリル酸フルフリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリル、(メタ)アクリル酸t-ブチルジフェニルシリル、(メタ)アクリル酸トリn-オクチルシリル、(メタ)アクリル酸トリ2-エチルヘキシルシリル等が好ましい。
 重合方法、開始剤、溶媒、温度、その他の条件、Mwの測定方法等は、共重合体Aで既記の手法が適用できる。
 本発明の組成物中における重合体Pの含有量は特に制限されないが、共重合体A及び共重合体Bとの含有割合が、固形分換算で、質量比(重合体P/共重合体Aおよび共重合体Bの総量)は、通常0.1~0.5であり、好ましくは0.1~0.3である。この質量比は、例えば、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
 溶出調整剤としては、例えば、ロジン、ロジン誘導体、ナフテン酸、シクロアルケニルカルボン酸、ビシクロアルケニルカルボン酸、バーサチック酸、トリメチルイソブテニルシクロヘキセンカルボン酸、及びこれらの金属塩等の、モノカルボン酸及びその塩、又は前記脂環式炭化水素樹脂が挙げられる。これらは単独又は2種以上で使用できる。
 前記ロジン誘導体としては、水添ロジン、不均化ロジン、マレイン化ロジン、ホルミル化ロジン、重合ロジン等を例示できる。
 前記脂環式炭化水素樹脂としては、市販品として、例えば、クイントン1500、1525L、1700(商品名、日本ゼオン社製)等が挙げられる。
 この中でもロジン、ロジン誘導体、ナフテン酸、バーサチック酸、トリメチルイソブテニルシクロヘキセンカルボン酸、又はこれらの金属塩が好ましい。
 前記可塑剤としては、例えば、燐酸エステル類、フタル酸エステル類、アジピン酸エステル類、セバシン酸エステル類、ポリエステル類、エポキシ化大豆油、アルキルビニルエーテル重合体、ポリアルキレングリコール類、t-ノニルペンタスルフィド、ワセリン、ポリブテン、トリメリット酸トリス(2-エチルヘキシル)、シリコーンオイル、塩素化パラフィン、等が挙げられる。これらは単独又は2種以上で使用できる。
 前記脱水剤としては、例えば、硫酸カルシウム、合成ゼオライト系吸着剤、オルソエステル類、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のシリケート類やイソシアネート類、カルボジイミド類、カルボジイミダゾール類等が挙げられる。これらは単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。
2.防汚塗料組成物の製造方法
 本発明の防汚塗料組成物は、例えば、共重合体及び防汚薬剤、他の添加剤等を含有する混合液を、分散機を用いて混合分散することにより製造できる。
 前記混合液としては、共重合体及び防汚薬剤等の各種材料を溶媒に溶解または分散させたものであることが好ましい。
 前記分散機としては、例えば、微粉砕機として使用できるものを好適に用いることができる。例えば、市販のホモミキサー、サンドミル、ビーズミル、ディスパー等を使用することができる。また、撹拌機を備えた容器に混合分散用のガラスビーズ等を加えたものを用い、前記混合液を混合分散してもよい。
3.防汚処理方法、防汚塗膜、および塗装物
 本発明の防汚処理方法は、上記防汚塗料組成物を用いて被塗膜形成物の表面に防汚塗膜を形成する。本発明の防汚処理方法によれば、前記防汚塗膜が表面から徐々に溶解し塗膜表面が常に更新されることにより、水棲汚損生物の付着防止を図ることができる。
 被塗膜形成物としては、例えば、船舶(特に船底)、漁業具、水中構造物等が挙げられる。
 防汚塗膜の厚みは、被塗膜形成物の種類、船舶の航行速度、海水温度等に応じて適宜設定すればよい。例えば、被塗膜形成物が船舶の船底の場合、防汚塗膜の厚みは通常50~700μm、好ましくは100~600μmである。
 以下に、実施例等を示し本発明の特徴とするところをより一層明確にする。ただし、本発明は実施例等に限定されるものではない。
 各製造例、実施例及び比較例中の%は質量%を示す。重量平均分子量(Mw)は、GPCにより求めた値(ポリスチレン換算値)である。GPCの条件は下記の通りである。
装置・・・ 東ソー株式会社製 HLC-8220GPC
カラム・・・ TSKgel SuperHZM-M  2本
流量・・・ 0.35 mL/min
検出器・・・ RI
カラム恒温槽温度・・・ 40℃
溶離液・・・ THF
加熱残分は、JIS K 5601-1-2:1999(ISO 3251:1993)「塗料成分試験方法-加熱残分」に準拠して測定した値である。
1.製造例
1-1.単量体(a1)の製造例
<製造例1(単量体a1-1の製造)>
 温度計、冷却器、攪拌装置及び滴下ロートを備えた四ツ口フラスコに、クロロ酢酸メチル:109g(1.00mol)、メタクリル酸:86g(1.00mol)、4-メトキシフェノール:0.1g、酢酸エチル:500gを仕込み、攪拌しながらトリエチルアミン:101g(1.00mol)を40℃以下に保ちながら滴下した。滴下終了後、70~80℃で6時間攪拌した。反応終了後、市水、塩酸水、重曹水の順に有機層を洗浄後、減圧濃縮により溶媒を留去することで単量体a1-1:142.3gを得た。
<製造例2~7(単量体a1-2及びb1-1~b1-5の製造)>
 表1に示す原料を用いて、製造例1と同様の操作で反応を行うことにより単量体a1-2及びb1-1~b1-5を得た。製造例1~7の反応条件、収量を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
1-2.単量体(a2)の製造例
<製造例8(単量体a2-1の製造)>
(第1反応)
 温度計、冷却器、攪拌装置を備えた四ツ口フラスコに、モノクロロ酢酸ナトリウム:215g(1.85mol)、クロロ酢酸メチル:201g(1.85mol)、N-メチル-2-ピロリドン:300gを仕込み、70~80℃で6時間攪拌した。反応終了後、反応液にトルエン:500mlを仕込み、市水、塩酸水、重曹水の順に有機層を洗浄後、減圧濃縮により溶媒を留去することでクロロ酢酸メトキシカルボニルメチル:262gを得た。
(第2反応)
 次いで、温度計、冷却器、攪拌装置及び滴下ロートを備えた四ツ口フラスコに、第1反応の生成物(中間体)であるクロロ酢酸メトキシカルボニルメチル:200g(1.20mol)、メタクリル酸:103g(1.20mol)、4-メトキシフェノール:0.1g、酢酸エチル:500gを仕込み、攪拌しながらトリエチルアミン:122g(1.20mol)を40℃以下に保ちながら滴下した。滴下終了後、70~80℃で6時間攪拌した。反応終了後、市水、塩酸水、重曹水の順に有機層を洗浄後、減圧濃縮により溶媒を留去することで単量体a2-1:230.6gを得た。
<製造例9~42(単量体a2-2~a2-10及びb2-1~b2-25の製造)>
 表2~表4に示す原料を用いて、製造例8と同様の操作で反応を行うことにより、表2に示す単量体a2-2~a2-10及びb2-1~b2-25を得た。製造例8~42の反応条件、収量を表2~表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表1~表4中の原料の詳細は、以下の通りである。
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
CANa:モノクロロ酢酸ナトリウム
CPANa:2-クロロプロピオン酸ナトリウム
CAMe:クロロ酢酸メチル
CAEt:クロロ酢酸エチル
CAiPr:クロロ酢酸イソプロピル
CAnBu:クロロ酢酸n-ブチル
CPAMe:2-クロロプロピオン酸メチル
MEHQ:4-メトキシフェノール
TEA:トリエチルアミン
1-3.共重合体溶液の製造例
<製造例P1(共重合体溶液A-1の製造)>
 温度計、冷却器、攪拌装置及び滴下ロートを備えた四ツ口フラスコに、溶媒として、キシレン:50g、及び酢酸ブチル:50gを仕込み、窒素ガスを導入し、攪拌しながら88℃を保持した。そこへ、表5に示す配合量(g)の単量体と、重合開始剤として、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:2.0g(初期添加)の混合液を88℃で保持しながら3時間かけて滴下した。その後、88℃で1時間攪拌を行った後、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:0.1gを1時間毎に3回添加し、さらに同温度で2時間攪拌を行った後、室温に冷却し、共重合体溶液A-1を得た。A-1の加熱残分、Mwを表5に示す。
<製造例P2~P16(共重合体溶液A-2~A-8、B-1~B-8の製造)>
 表5~表6に示す単量体、重合開始剤及び溶剤を用いた以外は、製造例P1と同様の操作で重合反応を行うことにより共重合体溶液A-2~A-8、B-1~B-8を得た。各重合体の加熱残分、Mwを表5~表6に示す。表中の原料の配合量の数値の単位は、gである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
1-4.その他製造例
<製造例D1(ガムロジン溶液の製造)>
 温度計、還流冷却器、及び攪拌機を備えたフラスコに、中国産ガムロジン(WW)300gとキシレン310gをフラスコに入れ、70~80℃で1時間、減圧下で還流脱水することにより、ガムロジンのキシレン溶液(褐色透明液体、固形分50%)を得た。得られた溶液の加熱残分は、50.3%であった。
<製造例D2(水添ロジン溶液の製造)>
製造例D1の中国産ガムロジン(WW)を水添ロジンに変える以外は製造例D1と同じ方法で、水添ロジンのキシレン溶液(褐色透明液体、固形分50%)を得た。得られた溶液の加熱残分は、50.1%であった。
<製造例D3(ガムロジン亜鉛塩溶液の製造)>
 温度計、還流冷却器、及び攪拌機を備えたフラスコに、中国産ガムロジン(WW)240gとキシレン360gをフラスコに入れ、更に、前記ロジン中の樹脂酸が全て亜鉛塩を形成するように酸化亜鉛120gを加え、70~80℃で3時間、減圧下で還流脱水した。その後、冷却しろ過を行うことにより、ガムロジン亜鉛塩のキシレン溶液(濃褐色透明液体、固形分50%)を得た。得られた溶液の加熱残分は、50.2%であった。
<製造例D4(水添ロジン亜鉛塩溶液の製造)>
 製造例D3の中国産ガムロジン(WW)を水添ロジンに変える以外は製造例D3と同じ方法で、水添ロジン亜鉛塩のキシレン溶液(濃褐色透明液体、固形分50%)を得た。得られた溶液の加熱残分は、50.5%であった。
2.実施例1~28及び比較例1~4(塗料組成物の製造)
 表7~表10に示す成分を同表に示す割合(質量%)で配合し、直径1.5~2.5mmのガラスビーズと混合分散することにより塗料組成物を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 表中の成分の詳細は、以下の通りである。
<溶出調整剤>
 水添ロジン亜鉛溶液:製造例D4で製造したものを使用
 ガムロジン亜鉛塩溶液:製造例D3で製造したものを使用
 ガムロジン溶液:製造例D1で製造したものを使用
 水添ロジン溶液:製造例D2で製造したものを使用
<防汚薬剤>
 亜酸化銅:商品名「NC-301」(日進ケムコ株式会社製)
 銅ピリチオン:商品名「カッパーオマジン」(LONZA株式会社製)
 Sea Nine:商品名「シーナイン211」、4,5-ジクロロ-2-オクチル-4-イソチアゾリン-3-オン(R&H社製)、有効成分30%キシレン溶液
 Zineb:[エチレンビス(ジチオカーバメート)]亜鉛(大内振興化学工業株式会社製)
 亜鉛ピリチオン:(LONZA株式会社製)
 Econea 028:商品名「Econea 028」2-(p-クロロフェニル)-3-シアノ-4-ブロモ-5-トリフルオロメチルピロール(ヤンセンPMP製)
 メデトミジン:(±)-4-[1-(2,3-ジメチルフェニル)エチル]-1H-イミダゾール(和光純薬工業株式会社製)
<顔料>
 ベンガラ:商品名「ベンガラキンギョク」(森下弁柄工業株式会社製)
 タルク:商品名「タルクMS」(日本タルク株式会社製)
 酸化亜鉛:商品名「酸化亜鉛2種」(正同化学工業株式会社製)
 酸化チタン:商品名「FR-41」(古河機械金属株式会社製)
<その他の添加剤>
 ディスパロンA603-20X:アマイド系チクソトロピック剤:商品名「ディスパロンA603-20X」(楠本化成株式会社製)
 テトラエトキシシラン:商品名「エチルシリケート28」(コルコート株式会社製)
 トリクレジルフォスフェート:(大八化学化学工業株式会社製)
 塩素化パラフィン:商品名「Paraffin Chlorinated (Cl:40%)」(和光純薬工業(株)製)
3.試験
 実施例・比較例の塗料組成物について、以下に示す試験を行った。評価結果を表7~表10に示す。
 全ての比較例では、実施例に比べて、ロータリー試験と防汚試験のいずれかにおいて結果が良好でなかった。
<試験例1(ロータリー試験)>
 水槽の中央に直径515mm及び高さ440mmの回転ドラムを取付け、これをモーターで回転できるようにした。また、海水の温度を一定に保つための冷却装置、及び海水のpHを一定に保つためのpH自動コントローラーを取付けた。
 試験板を下記の方法に従って作製した。
 まず、チタン板(71×100×0.5mm)上に、防錆塗料(エポキシビニル系A/C)を乾燥後の厚みが約100μmとなるよう塗布し乾燥させることにより防錆塗膜を形成した。その後、実施例及び比較例で得られた塗料組成物を、乾燥膜厚が約300μmとなるように塗布し、40℃で3日乾燥させることにより、試験板を用意した。
 作製した試験板を上記装置の回転装置の回転ドラムに海水と接触するように固定して、20ノットの速度で回転ドラムを回転させた。その間、海水の温度を25℃、pHを8.0~8.2に保ち、二週間毎に海水を入れ換えた。
 各試験板の初期と試験開始後6ヶ月毎の残存膜厚を(株)キーエンス製の形状測定レーザーマイクロスコープVK-X100で測定し、その差から溶解した塗膜厚を計算することにより1ヶ月あたりの塗膜溶解量(μm/月)を得た。また、ロータリー試験36ヶ月後の残存膜厚の測定時、各塗膜表面を肉眼及びマイクロスコープで観察して塗膜の表面状態を評価した。
  塗膜表面状態の評価は以下の基準で行った。
 ◎:全く異常のない場合
 ○:塗膜表面全面積の1割未満に、ヘアークラックが見られるもの
 △:塗膜表面全面積の1~3割に、ヘアークラックが見られるもの
 ×:塗膜表面全面積の3割以上に、ヘアークラックが見られるもの
 ××:大きなクラック、ブリスター又はハガレ(塗膜の表面のみや端の一部が剥がれる事)、剥離(塗膜全体が剥がれて、試験塗膜が残っていない状態)などの塗膜に異常が見られるもの
<試験例2(防汚試験)>
 実施例及び比較例で得られた塗料組成物を、硬質塩ビ板(100×200×2mm)の両面に乾燥塗膜としての厚みが約300μmとなるよう塗布した。得られた塗布物を室温(25℃)で3日間乾燥させることにより、厚みが約300μmの乾燥塗膜を有する試験板を作製した。この試験板を三重県尾鷲市の海面下1.5mに浸漬して付着物による試験板の汚損を12ヶ月後、24ヶ月後、36ヶ月後に観察した。
 評価は、塗膜表面の状態を目視観察することにより行い、以下の基準で判断した。
 ◎:貝類や藻類などの汚損生物の付着がなく、かつ、スライムも殆どなし。
 ○:貝類や藻類などの汚損生物の付着がなく、かつ、スライムが薄く(塗膜面が見える程度)付着しているものの刷毛で軽く拭いて取れるレベル。
 △:貝類や藻類などの汚損生物の付着はないが、塗膜面が見えない程スライムが厚く付着しており、刷毛で強く拭いても取れないレベル。
 ×:貝類や藻類などの汚損生物が付着しているレベル  

Claims (2)

  1.  共重合体A、共重合体Bおよび防汚薬剤を含有する防汚塗料組成物であって、
     前記共重合体Aは、下記一般式(1)で表される単量体(a)と、単量体(c)の共重合体であり、
     前記共重合体Bは、下記一般式(2)で表される単量体(b)と、前記単量体(c)の共重合体であり、
     前記単量体(c)は、前記単量体(a)及び(b)以外のエチレン性不飽和単量体である、防汚塗料組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     式中、Rは、水素、メチル基、フェニル基を示し、Rは、炭素数1~8のアルコキシ基又はフェニル基で置換されていてもよい炭素数1~8のアルキル基であるか、又はフェニル基を示し、nは、1~10の整数を示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     式中、Rは、水素、メチル基、フェニル基を示し、Rは、炭素数1~8のアルコキシ基又はフェニル基で置換されていてもよい炭素数1~8のアルキル基であるか、又はフェニル基を示し、nは、1~10の整数を示す。
  2.  さらに、溶出調整剤を含有することを特徴とする請求項1に記載の防汚塗料組成物。
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