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JP6067199B1 - 防汚塗料組成物、防汚塗膜、防汚基材、防汚基材の製造方法および防汚塗料組成物の貯蔵方法 - Google Patents

防汚塗料組成物、防汚塗膜、防汚基材、防汚基材の製造方法および防汚塗料組成物の貯蔵方法 Download PDF

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Abstract

[課題]シリルエステル系(共)重合体およびメデトミジンを含有する、水棲生物による基材の汚損を防止するために使用される防汚塗料組成物であって、長期間に亘って優れた防汚性を発揮する防汚塗膜を形成することができ、かつ良好な貯蔵安定性を有する防汚塗料組成物、およびその用途を提供すること。[解決手段]シリルエステル系(共)重合体(A)およびメデトミジン(B)を含み、前記シリルエステル系(共)重合体(A)が、一般式(I):R1−CH=C(CH3)−COO−(SiR2R3O)n−SiR4R5R6で表される単量体(a)から誘導される構造単位と、前記単量体(a)と共重合し得る不飽和単量体(b)から誘導される構造単位とを有する防汚塗料組成物。

Description

本発明は、防汚塗料組成物およびその用途に関し、より詳細には、膜形成成分としてシリルエステル系(共)重合体を含み、水棲生物による基材の汚損を防止するために使用できる防汚塗料組成物、ならびに該防汚塗料組成物を用いた防汚塗膜、防汚基材、防汚基材の製造方法および該防汚塗料組成物の貯蔵方法に関する。
現在、海中での水棲生物による汚損を防ぐことを目的とする船舶、海中構造物等向け防汚塗料は、防汚塗膜に塗膜更新性を付与するための加水分解性樹脂と、生物への生理活性を有する防汚剤を組み合わせる手法が広く用いられている。
この加水分解性樹脂としては、特に好適な更新性を有する樹脂としてシリルエステル系共重合体が広く用いられている。
一方、たとえば特表2002−535255号公報(特許文献1)には、メデトミジンが固体表面における海洋生物汚染を阻止する薬剤として有用であることが示されている。
国際公開第2011/118526号(特許文献2)にはこれらを組み合わせた、高い汚損負荷にさらされる海域や航行条件の船舶、海中構造物等でも優れた防汚性能を発揮する防汚塗料組成物が開示され、その具体例として、トリイソプロピルシリルアクリレートから誘導される構造単位を有するシリルエステル系共重合体およびメデトミジンなどを含む塗料組成物も開示されている(実施例10、11)。
特表2002−535255号公報 国際公開第2011/118526号
しかしながら、特許文献2に開示された防汚塗料組成物には、シリルエステル系共重合体とメデトミジンとが共存することにより、シリルエステル系共重合体の分解に伴うと推測される特異な塗料粘度上昇または塗料固化が発生するため、塗料組成物を長期間安定に貯蔵することが困難である、という問題があることがわかった。
このような問題点に鑑み、本発明は、シリルエステル系(共)重合体およびメデトミジンを含有する、水棲生物による基材の汚損を防止するために使用される防汚塗料組成物であって、長期間に亘って優れた防汚性を発揮する防汚塗膜を形成することができ、かつ良好な貯蔵安定性を有する防汚塗料組成物、およびその用途を提供することを目的とする。
本発明者らは研究を重ねたところ、シリルエステル系(共)重合体およびメデトミジンを含む防汚塗料組成物であっても、シリルエステル系(共)重合体として、シリルメタクリレートを含むものであれば貯蔵安定性が高められることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の要旨は以下のとおりである。
[1]
シリルエステル系(共)重合体(A)およびメデトミジン(B)を含み、
前記シリルエステル系(共)重合体(A)が、一般式(I):
1−CH=C(CH3)−COO−(SiR23O)n−SiR456
・・・(I)
[式(I)中、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基であり、
1は水素原子またはR7−O−C=O(ただし、R7は水素原子、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基またはR8910Si(ただし、R8、R9およびR10は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基である。)で表されるシリル基である。)であり、
nは0または1以上の整数である。]
で表される単量体(a)から誘導される構造単位を有する防汚塗料組成物。
[2]
前記メデトミジン(B)が、前記シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.01〜50重量部の割合で含まれている上記[1]に記載の防汚塗料組成物。
[3]
前記シリルエステル系(共)重合体(A)が、前記単量体(a)と共重合し得る不飽和単量体(b)から誘導される構造単位をさらに有する上記[1]または[2]に記載の防汚塗料組成物。
[4]
前記不飽和単量体(b)が、アルキル(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、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、金属エステル基含有(メタ)アクリレート、オルガノシロキサン基含有(メタ)アクリレート、および一般式(II):
11−CH=CH−COO−(SiR1213O)n−SiR141516
・・・(II)
[式(II)中、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基であり、
11は水素原子またはR17−O−C=O(ただし、R17は水素原子、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基またはR181920Si(ただし、R18、R19およびR20は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基である。)で表されるシリル基である。)であり、
nは0または1以上の整数である。]
で表される単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和単量体を含む上記[3]に記載の防汚塗料組成物。
[5]
前記一般式(I)において、R4、R5およびR6がすべてイソプロピル基である上記[1]〜[4]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物。
[6]
さらに前記メデトミジン(B)以外の防汚剤(C)を含む上記[1]〜[5]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物。
[7]
前記メデトミジン(B)以外の防汚剤(C)が、亜酸化銅、ロダン銅、銅、銅ピリチオン、ジンクピリチオン、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、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、ボラン−窒素系塩基付加物、N,N−ジメチル−N'−(3,4−ジクロロフェニル)尿素、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、2−メチルチオ−4−tert−ブチルアミノ−6−シクロプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、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、クロロメチル−n−オクチルジスルフィド、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、テトラアルキルチウラムジスルフィド、ジンクジメチルジチオカーバメート、ジンクエチレンビスジチオカーバメート、2,3−ジクロロ−N−(2',6'−ジエチルフェニル)マレイミド、および2,3−ジクロロ−N−(2'−エチル−6'−メチルフェニル)マレイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の防汚剤である上記[6]に記載の防汚塗料組成物。
[8]
さらに脱水剤(D)を含む上記[1]〜[7]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物。
[9]
前記脱水剤(D)が、硫酸カルシウム、加水分解性基含有オルガノシラン、ゼオライト、アルミナ、シリカおよびオルトエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種である上記[1]〜[8]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物。
[10]
さらにロジン類(E)を含む上記[1]〜[9]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物。
[11]
1液型塗料である上記[1]〜[10]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物。
[12]
上記[1]〜[11]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物から形成される防汚塗膜。
[13]
基材と、該基材の表面に設けられた上記[12]に記載の防汚塗膜とを有する防汚基材。
[14]
海水または真水と接触する上記[13]に記載の防汚基材。
[15]
前記基材が、水中構造物、船舶外板または漁具である上記[14]に記載の防汚基材。
[16]
基材の表面に、上記[1]〜[11]のいずれか一つに記載の防汚塗料組成物を塗布するかもしくは含浸させる工程と、該工程により前記基材に塗布された、もしくは含浸された前記防汚塗料を硬化させる工程とを備えるか、または
前記防汚塗料組成物から塗膜を形成し、この塗膜を硬化させて防汚塗膜を形成する工程と、前記防汚塗膜を基材に貼付する工程とを備える
防汚基材の製造方法。
[17]
防汚塗料組成物の貯蔵方法であって、上記[11]に記載の防汚塗料組成物を容器に充填して貯蔵する貯蔵方法。
本発明の防汚塗料組成物を用いることにより、長期間に亘って優れた防汚性を発揮する防汚塗膜を形成することができ、さらに、本発明の防汚塗料組成物は、長期間、安定に貯蔵することができる。
以下、本発明の防汚塗料組成物等をより詳細に説明する。
なお、本発明において成分の含有量を規定する際の基準となる重量は、成分が希釈用溶剤等の揮発性成分を含む場合には、揮発性成分を除いた乾燥塗膜を構成しうる成分、すなわち「固形分」の重量である。固形分とは、溶剤等の揮発成分が含まれた成分ないし組成物を、105℃で熱風乾燥機中で3時間乾燥して溶剤等を揮散させたときの残分をいう。また、「(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を総称する語句である。
[防汚塗料組成物]
本発明の防汚塗料組成物は、シリルエステル系(共)重合体(A)およびメデトミジン(B)を含有する。
<シリルエステル系(共)重合体(A)>
シリルエステル系(共)重合体(A)は、一般式(I):
1−CH=C(CH3)−COO−(SiR23O)n−SiR456
で表される単量体(a)から誘導される構造単位(「成分単位」、「構成単位」、「繰り返し単位」などともいう。)と、任意に、単量体(a)と共重合し得る不飽和単量体(b)から誘導される構造単位とを有する(共)重合体である。なお"Xから誘導される成分単位"とは、XをA12C=CA34(C=Cは、重合性炭素−炭素二重結合である。)と表すならば、たとえば下式で表される構造単位である。
Figure 0006067199
上記式(I)において、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基であり、たとえば、酸素原子などのヘテロ原子が炭素原子と炭素原子との結合間に介在しても良い、直鎖状、分岐鎖状、または環状のアルキル基、およびアリール基などが挙げられる。本発明に係る防汚塗膜においてシリルエステル系(共)重合体(A)が適切な速度で加水分解することから、R2、R3、R4、R5およびR6は、好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、sec−ブチル基などのアルキル基であり、さらに好ましくはイソプロピル基である。
1は、水素原子またはR7−O−C=O(ただし、R7は水素原子、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基またはR8910Si(ただし、R8、R9およびR10は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基である。)で表されるシリル基である。)であり、好ましくは水素原子である。
7、R8、R9およびR10としてのヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基としては、それぞれ独立に例えば、酸素原子などのヘテロ原子が炭素原子と炭素原子との結合間に介在しても良い直鎖状、分岐鎖状、または環状のアルキル基、およびアリール基等が挙げられ、好ましくはイソプロピル基が挙げられる。
nは0または1以上の整数であり、好ましくは0である。nの上限値は、たとえば1,000であってもよい。
前記式(I)で表される単量体(a)としては、例えば、トリメチルシリルメタクリレート、トリエチルシリルメタクリレート、トリ−n−プロピルシリルメタクリレート、トリイソプロピルシリルメタクリレート、トリ−n−ブチルシリルメタクリレート、トリイソブチルシリルメタクリレート、トリ−sec−ブチルシリルメタクリレート、トリ2−エチルヘキシルシリルメタクリレート、ブチルジイソプロピルシリルメタクリレート、1−メタクリロイルオキシノナメチルテトラシロキサン等のトリアルキルシリルメタクリレートが挙げられ、中でも、トリイソプロピルシリルメタクリレートが、本発明に係る防汚塗膜におけるシリルエステル系(共)重合体(A)の加水分解速度、ならびに本発明に係る防汚塗膜の表面更新持続性および耐水性に優れる点で好ましい。
単量体(a)と共重合し得る不飽和単量体(b)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、3,5,5−トリメチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(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;
メトキシメチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシメチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、4−メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、イソブトキシブチルジグリコール(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート等のアルコキシアルキル(メタ)アクリレート;
ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、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、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート;
亜鉛(メタ)アクリレート、亜鉛ジ(メタ)アクリレート、銅(メタ)アクリレート、銅ジ(メタ)アクリレート等の金属エステル基含有(メタ)アクリレート;
オルガノシロキサン基含有(メタ)アクリレート、および
一般式(II):
11−CH=CH−COO−(SiR1213O)n−SiR141516
[式(II)中、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基であり、たとえば、酸素原子などのヘテロ原子が炭素原子と炭素原子との結合間に介在しても良い、直鎖状、分岐鎖状、環状のアルキル基、アリール基などが挙げられる。本発明に係る防汚塗膜においてシリルエステル系(共)重合体(A)が適切な速度で加水分解することから、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくはイソプロピル基である。
11は水素原子またはR17−O−C=O(ただし、R17は水素原子、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基またはR181920Si(ただし、R18、R19およびR20は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基である。)で表されるシリル基である。)であり、好ましくは水素原子である。
17、R18、R19およびR20としてのヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基としては、例えば、酸素原子などのヘテロ原子が炭素原子と炭素原子との結合間に介在しても良い直鎖状、分岐鎖状、環状のアルキル基、アリール基等が挙げられ、好ましくはイソプロピル基が挙げられる。
nは0または1以上の整数であり、好ましくは0である。nの上限値は、たとえば1,000であってもよい。]
で表される単量体が好ましく、中でも、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリイソプロピルシリルアクリレートがさらに好ましい。貯蔵安定性に特に優れた防汚塗料組成物を製造できることから、シリルエステル系(共)重合体(A)は、より好ましくは不飽和単量体(b)としての2−メトキシエチル(メタ)アクリレートから誘導される構造単位を含み、特に好ましくは2−メトキシエチル(メタ)アクリレートから誘導される構造単位を1〜30重量%含む。
このシリルエステル系(共)重合体(A)中に、単量体(a)から誘導される構造単位は、通常10〜100重量%、好ましくは10〜90重量%、さらに好ましくは40〜80重量%含まれ、不飽和単量体(b)から誘導される構造単位は、残部量、すなわち通常0〜90重量%、好ましくは10〜90重量%、さらに好ましくは20〜60重量%含まれていることが、本発明に係る防汚塗膜の表面更新持続性などに優れる点で望ましい(ただし、シリルエステル系(共)重合体(A)中の全構成単位の量を100重量%とする。)。
またこのシリルエステル系(共)重合体(A)の数平均分子量Mn(ポリスチレン換算値。測定方法は、後述する実施例の欄に記載の方法、またはこれと同等の方法である。)は、通常1,000〜200,000、好ましくは1,000〜100,000であることが粘度、貯蔵安定性、塗膜物性の点で望ましい。
本発明の防汚塗料組成物中のシリルエステル系(共)重合体(A)の含有量は、固形分換算の該組成物中、好ましくは0.1〜99重量%、より好ましくは5〜90重量%、特に好ましくは10〜80重量%である。
シリルエステル系(共)重合体(A)は、前記単量体(a)と任意に前記不飽和単量体(b)とを公知の重合方法によって(共)重合させて調製できる。
シリルエステル系(共)重合体(A)に含まれる、前記単量体(a)から誘導される構造単位および前記不飽和単量体(b)から誘導される構造単位の各含有量(重量)の比率は、重合反応に供される前記単量体(a)および前記不飽和単量体(b)の仕込み量(重量)の比率に一致する傾向にある。
<メデトミジン(B)>
メデトミジンは、(±)−4−[1−(2,3−ジメチルフェニル)エチル]−1H−イミダゾールである。
本発明の防汚塗料組成物のメデトミジン(B)の含有量は、防汚塗料組成物(固形分)100重量%中に、好ましくは0.001〜10重量%である。また、本発明の防汚塗料組成物のメデトミジン(B)の含有量は、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して、好ましくは0.01〜50重量部であり、より好ましくは0.02〜20重量部であり、さらに好ましくは0.04〜10重量部である。メデトミジン(B)の含有量がこの範囲にあることで、本発明の防汚塗料組成物から得られる防汚塗膜は、優れた防汚性を発揮する。また、メデトミジン(B)の含有量は、防汚塗膜が優れた防汚性を発揮し、かつ防汚塗料組成物が特に優れた貯蔵安定性を示す観点からは、特に好ましくは、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.04〜5重量部である。
<任意成分>
本発明の防汚塗料組成物には、前述した成分の他に、メデトミジン(B)以外の防汚剤(C)、脱水剤(D)、ロジン類(E)、モノカルボン酸化合物(F)、着色顔料(G)、体質顔料(H)、可塑剤(I)、搖変剤(J)、シリルエステル系(共)重合体(A)以外のその他の樹脂類(K)、溶剤(L)等、一般的な塗料組成物に用いられている各種成分を配合することができる。
・メデトミジン以外の防汚剤(C)
本発明の防汚塗料組成物がメデトミジン(B)以外の防汚剤(C)を含むことで、防汚塗料組成物から得られる防汚塗膜の防汚性能をさらに向上させることができる。
メデトミジン以外の防汚剤(C)としては、無機系および有機系防汚剤を使用することができ、例えば、亜酸化銅、ロダン銅、銅、銅ピリチオン、ジンクピリチオン、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、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、ボラン−窒素系塩基付加物(ピリジントリフェニルボラン、4−イソプロピルピリジンジフェニルメチルボラン等)、N,N−ジメチル−N'−(3,4−ジクロロフェニル)尿素、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、2−メチルチオ−4−tert−ブチルアミノ−6−シクロプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、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、クロロメチル−n−オクチルジスルフィド、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、テトラアルキルチウラムジスルフィド、ジンクジメチルジチオカーバメート、ジンクエチレンビスジチオカーバメート、2,3−ジクロロ−N−(2',6'−ジエチルフェニル)マレイミド、および2,3−ジクロロ−N−(2'−エチル−6'−メチルフェニル)マレイミドなどが好ましく、これらをそれぞれ組み合わせて用いても良い。
メデトミジン以外の防汚剤(C)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.01〜1000重量部である。
・脱水剤(D)
本発明の防汚塗料組成物が脱水剤(D)を含むことで、防汚塗料組成物の塗料貯蔵安定性をさらに向上させることができる。
前記脱水剤(D)は、無機系、有機系のいずれであってもよく、またはそれらの組み合わせてであってもよい。
無機系の脱水剤としては、硫酸カルシウム、ゼオライト、アルミナ、シリカ等が挙げられる。
有機系の脱水剤としては、加水分解性基含有オルガノシラン、オルトギ酸アルキルエステルなどのオルトエステル、オルトホウ酸、イソシアネート等が挙げられる。
本発明の防汚塗料組成物中の脱水剤(D)の含有量は、前記シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して、好ましくは0.01〜200重量部であり、さらに好ましくは0.1〜50重量部である。本発明の防汚塗料組成物中の脱水剤(D)の含有量は、前記メデトミジン(B)100重量部に対して、好ましくは0.1〜100,000重量部であり、さらに好ましくは1〜10,000重量部である。脱水剤(D)の配合量がこの範囲にあると良好な塗料貯蔵安定性が得られる。
・ロジン類(E)
本発明の防汚塗料組成物がロジン類(E)を含むことで、防汚塗料組成物から得られる防汚塗膜の表面更新性および耐水性を向上させることができる。また、ロジン類(E)を含むことで、防汚塗料組成物の塗料貯蔵安定性がさらに向上する。
ロジン類(E)としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン等のロジン、水添ロジン、不均化ロジン、ロジン金属塩等のロジン誘導体、パインタールなどが挙げられる。
ロジン類(E)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.01〜1,000重量部であり、好ましくは1〜500重量部である。
・モノカルボン酸化合物(F)
本発明の防汚塗料組成物がモノカルボン酸化合物(F)を含むことで、防汚塗料組成物から得られる防汚塗膜の表面更新性および耐水性を向上させることができる。
モノカルボン酸化合物(F)としては、炭素原子数10〜20の飽和もしくは不飽和脂肪族炭化水素基または炭素原子数3〜20の飽和もしくは不飽和脂環式炭化水素基、あるいはこれらの置換体が好ましい。中でも、トリメチルイソブテニルシクロヘキセンカルボン酸化合物、バーサチック酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、ピマル酸、デヒドロアビエチン酸、12−ヒドロキシステアリン酸またはナフテン酸およびその塩(たとえば金属塩)が望ましい。トリメチルイソブテニルシクロヘキセンカルボン酸としては、たとえば2,6−ジメチルオクタ−2,4,6−トリエンとメタクリル酸との反応生成物が挙げられ、これは1,2,3−トリメチル−5−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)シクロヘキサ−3−エン−1−カルボン酸及び1,4,5−トリメチル−2−(2−メチルプロパ−1−エン−1−イル)シクロヘキサ−3−エン−1−カルボン酸を主成分(85%以上)としている。
モノカルボン酸化合物(F)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.01〜1000重量部であり、好ましくは1〜500重量部である。
・着色顔料(G)
着色顔料(G)としては、例えば、弁柄、チタン白(酸化チタン)、黄色酸化鉄等の無機系顔料や、カーボンブラック、ナフトールレッド、フタロシアニンブルー等の有機系顔料が挙げられる。これらの着色顔料は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。なお、着色顔料には、さらに染料等の各種着色剤が含まれていてもよい。
着色顔料(G)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.05〜125重量部である。
・体質顔料(H)
体質顔料(H)は、屈折率が小さく、油やワニスと混練した場合に透明で被塗面を隠さないような顔料である。体質顔料(H)としては、例えば、タルク、マイカ、クレー、カリ長石、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、カオリン、アルミナホワイト、ホワイトカーボン、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫化亜鉛等が挙げられ、なかでも、酸化亜鉛、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、カオリン、硫酸バリウム、カリ長石が好ましい。これらの体質顔料(H)は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
体質顔料(H)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.5〜250重量部である。
・可塑剤(I)
可塑剤(I)は、防汚塗膜の耐クラック性や耐水性の向上および変色の抑制に寄与する成分である。可塑剤(I)としては、例えば、n−パラフィン、塩素化パラフィン、テルペンフェノール、トリクレジルフォスフェート(TCP)、ポリビニルエチルエーテル等が挙げられ、なかでも、塩素化パラフィン、テルペンフェノールが好ましく、塩素化パラフィンが特に好ましい。これらの可塑剤は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。前記n−パラフィンとしては、日本石油化学(株)製「n−パラフィン」等の商品を、前記塩素化パラフィンとしては、東ソー(株)製「トヨパラックス A−40/A−50/A−70/A−145/A−150」等の商品を使用できる。
可塑剤(I)の配合量は、適宜調整でき、例えば、防汚塗料組成物中の全固形分に対して1〜5重量%である。
・搖変剤(J)
搖変剤(J)は、塗料のタレ止め性および沈降防止に寄与する成分である。
搖変剤(J)としては、例えば、有機ベントナイト、Al、CaまたはZnのステアレート、レシチン、アルキルスルホン酸塩、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、アマイドワックス、水素添加ヒマシ油ワックス、アマイドワックス/酸化ポリエチレンワックス複合系が挙げられる。これらの搖変剤は、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。
搖変剤(J)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.25〜50重量部である。
・その他の樹脂類(K)
本発明の防汚塗料組成物は、前述のシリルエステル系(共)重合体(A)以外にも、必要に応じて1種または2種以上のその他の樹脂類(K)を含んでいてもよい。
例えば、金属エステル結合を含有しないアクリル樹脂、金属(珪素以外)エステル基含有アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリブテン樹脂、シリコーンゴム、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ビニル樹脂(塩化ビニル系共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体等)、塩化ゴム、塩素化オレフィン樹脂、スチレン・ブタジエン共重合樹脂、ケトン樹脂、アルキッド樹脂、クマロン樹脂、テルペンフェノール樹脂、石油樹脂等の非水溶性または難水溶性の樹脂を用いることができる。
その他の樹脂類(K)の配合量は、適宜調整でき、例えば、シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.01〜1,000重量部である。
・溶剤(L)
本発明の防汚塗料組成物を構成する各種成分は、通常の防汚塗料組成物と同様、溶剤に溶解もしくは分散している。本発明では、脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤(キシレン、トルエン等)、ケトン系溶剤(MIBK、シクロヘキサノン等)、エステル系溶剤、エーテル系溶剤(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メチルエーテルアセテート等)、アルコール系溶剤(イソプロピルアルコール等)等、防汚塗料用の溶剤として一般的なものを用いることができる。
溶剤(L)の配合量は、適宜調整でき、例えば、防汚塗料組成物の全固形分率が20〜90重量%となるような割合であり、作業性に応じて塗装時にさらに添加してもよい。
(防汚塗料組成物の製造方法)
本発明の防汚塗料組成物は、公知の一般的な防汚塗料と同様の装置、手段等を用いて調製することができる。例えば、あらかじめシリルエステル系(共)重合体(A)を調製した後、この(共)重合体(A)((共)重合体(A)の態様としては、(共)重合体(A)の溶液((共)重合体(A)を調製した際に得られた溶液)が挙げられる。)と、メデトミジン(B)、必要に応じてその他の添加剤等の成分とを、一度にまたは順次溶剤に添加して、撹拌、混合して製造すれば良い。
また、本発明の防汚塗料組成物は、長期に亘って貯蔵安定性が優れているため、シリルエステル系(共)重合体(A)を含む成分とメデトミジン(B)を含む成分とを分けて貯蔵することのみならず、シリルエステル系(共)重合体(A)とメデトミジン(B)とを含む1液型の塗料としても貯蔵することができる。
[防汚塗膜および防汚基材]
本発明の防汚塗膜は、本発明の防汚塗料組成物の固形分からなる。本発明の防汚塗膜は、本発明の防汚塗料組成物から形成され、たとえば防汚塗料組成物が溶剤(L)を含む場合であれば、基材上に塗布された本発明の防汚塗料組成物を、たとえば自然乾燥またはヒーター等の乾燥手段を用いて硬化させて(すなわち、前記溶剤(L)を除去して)、形成することができる。
また、本発明の防汚基材は、基材と、該基材の表面に形成された本発明の防汚塗膜とからなり、本発明の防汚塗料組成物を、基材(基材は、防汚の目的物、あるいは被塗装物でもある。)に、たとえばエアスプレー、エアレススプレー、刷毛、ローラー等の塗装手段を用いて塗布するか、または含浸させて、基材に塗布されたまたは含浸させた塗料組成物を、たとえば自然乾燥(すなわち、室温程度の温度での乾燥)または、ヒーター等の乾燥手段を用いて乾燥、硬化させて、基材上に防汚塗膜を形成することにより製造できる。
あるいは、本発明の防汚基材は、本発明の防汚塗料組成物から仮の基材の表面に防汚塗膜を形成し、この防汚塗膜を仮の基材から剥がして防汚すべき基材に貼付することによっても製造できる。この際、接着剤層を介して基材上に防汚塗膜を貼付してもよい。
上記基材としては、特に限定されないが、好ましくは、海水または真水に接触する基材であり、具体的には、各種発電所(火力、原子力)の給排水口や、湾岸道路、海底トンネル、港湾設備または運河もしくは水路等の各種海洋または河川土木工事において使用される汚泥拡散防止膜等の水中構造物、船舶外板(特に船舶の喫水部から船底部分)、漁業資材(ロープ、魚網等の漁具、浮き子またはブイなど)が挙げられる。
それら基材の材質としては、特に船舶外板では、鋼、アルミニウム、木材、FRPなどが挙げられ、魚網等では、天然または合成繊維が挙げられ、また、浮き子、ブイ等では、合成樹脂製のものが挙げられ、水中にあって防汚性等が求められる基材である限り、その材質は、特に限定されない。
これらの基材の表面に、特に基材が船底等の場合には、通常、鋼製基材の表面に防錆塗料等のプライマーを下塗りした後のプライマー処理基材の表面に、上記のような方法で、1回または複数回、本発明の防汚塗料組成物(防汚塗料)を塗布し、塗布または含浸(含浸は、特に、基材が魚網等の場合に行われる。)させた防汚塗料組成物を硬化させて防汚塗膜を形成すると、アオサ、フジツボ、アオノリ、セルプラ、カキ、フサコケムシ等の水棲生物の付着を長期間に亘って防止する特性(防汚性、特に静置防汚性)に優れ、長期に亘って防汚成分を徐放することができる。
通常、基材表面は、プライマー処理されている場合や、各種バインダー塗料から形成された層を有する場合もある。基材が船舶外板(特にその船底)、水中構造物等の場合には、その基材表面に、防汚塗料組成物を複数回塗布(厚塗りともいう。形成される塗膜の乾燥膜厚は100〜600μm程度である。)すると、得られる防汚基材は、優れた防汚性とともに、適度な可撓性および優れた耐クラック性をバランスよく発揮する。
上記防汚基材を製造するに当たって、基材が劣化防汚塗膜付き鋼板や魚網等の場合には、その表面に本発明の防汚塗料組成物を直接塗布してもよく、あるいは基材が魚網等の場合にはその表面に本発明の防汚塗料組成物を含浸させてもよく、また、基材が鋼板生地の場合には、基材表面に防錆剤やプライマーなどの下地材を予め塗布して下地層を形成した後に、該下地層の表面に本発明の防汚塗料組成物を塗布してもよい。また、本発明の防汚塗膜または従来の防汚塗膜が形成された基材の表面に、補修を目的として、本発明の防汚塗膜をさらに形成してもよい。
なお、1回の塗布操作で形成される本発明の防汚塗膜の厚さは、特に限定されないが、基材が船舶外板や水中構造物である場合、たとえば、30〜250μm程度である。
本発明の防汚塗膜を有する水中構造物は、長期間に亘って水棲生物の付着を防止できることに起因して、水中構造物の機能を長期間維持できる。また、本発明の防汚塗膜を有する魚網は、環境汚染のおそれが少ない上に、水棲生物の付着を防止できることに起因して網目の閉塞を防止できる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により何ら制限されるものではない。
<シリルエステル系(共)重合体溶液の粘度>
シリルエステル系(共)重合体溶液の25℃における粘度は、E型粘度計(東機産業(株)製)により測定した。
<シリルエステル系(共)重合体溶液の固形分濃度>
固形分とは、樹脂および溶剤等が含まれた、反応混合物、塗料または未硬化塗膜等を105℃熱風乾燥機中で3時間乾燥して溶剤等を揮散させたときの加熱残分をいう。固形分は、通常は樹脂分さらには顔料等を含み、塗膜形成成分となる。
<シリルエステル系(共)重合体の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)>
シリルエステル系(共)重合体の数平均分子量(Mn)、重量平均分子量(Mw)を下記条件でGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定した。
GPC条件
装置 :「HLC−8120GPC」(東ソー(株)製)
カラム :「SuperH2000+H4000」(東ソー(株)製、6mm(内径)、各15cm(長さ))
溶離液 :テトラヒドロフラン(THF)
流速 :0.500ml/min
検出器 :RI
カラム恒温槽温度 :40℃
標準物質 :ポリスチレン
サンプル調製法 :各製造例で調製された重合体溶液に少量の塩化カルシウムを加えて脱水した後、メンブレムフィルターで濾過して得られた濾物をGPC測定サンプルとした。
[製造例1](シリルエステル系共重合体溶液(A−1)の製造)
攪拌機、コンデンサー、温度計、滴下装置、窒素導入管および加熱冷却ジャケットを備えた反応容器にキシレン54重量部およびトリイソプロピルシリルメタクリレート70重量部を仕込み、窒素気流下で85℃±5℃の温度条件下に加熱、攪拌を行った。同温度を保持しつつ滴下装置より、前記反応容器内にメチルメタクリレート30重量部および2,2'−アゾビス−2−メチルブチロニトリル0.75重量部からなる混合物を2時間かけて滴下した。その後、同温度で4時間攪拌を行った後、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.4重量部を加え、更に同温度で4時間攪拌を行い、キシレン26部を加えて無色透明のシリルエステル系共重合体溶液(A−1)を得た。
使用されたモノマー成分の量、ならびに溶液(A−1)およびこれに含まれるシリルエステル系共重合体の特性値を表1に示す。
[製造例2](シリルエステル系共重合体溶液(A−2)の製造)
攪拌機、コンデンサー、温度計、滴下装置、窒素導入管および加熱冷却ジャケットを備えた反応容器にキシレン54重量部を仕込み、窒素気流下で85℃±5℃の温度条件下に加熱、攪拌を行った。同温度を保持しつつ滴下装置より、前記反応容器内にトリイソプロピルシリルメタクリレート55重量部、2−メトキシエチルメタクリレート30重量部、ブチルアクリレート10重量部、メチルメタクリレート5重量部、および2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.65重量部からなる混合物を2時間かけて滴下した。その後、同温度で4時間攪拌を行った後、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.4重量部を加え、更に同温度で2時間攪拌を行い、キシレン14重量部を加えて無色透明のシリルエステル系共重合体溶液(A−2)を得た。
使用されたモノマー成分の量、ならびに溶液(A−2)およびこれに含まれるシリルエステル系共重合体の特性値を表1に示す。
[製造例3〜6](シリルエステル系共重合体溶液(A−3)〜(A−6)の製造)
製造例2において使用された混合物のかわりに、表1に示される組成を有するモノマー成分と2,2'−アゾビスイソブチロニトリルとの混合物を使用し、キシレン及び重合触媒(2,2'−アゾビスイソブチロニトリル)の添加量を適宜調整したことを除いては製造例2と同様にして、シリルエステル系共重合体を含むシリルエステル系共重合体溶液(A−3)〜(A−6)を調製した。
使用されたモノマー成分の量、ならびに溶液(A−3)〜(A−6)およびこれらに含まれるシリルエステル系共重合体の特性値を表1に示す。
[製造例7](シリルエステル系共重合体溶液(A−7)の製造)
トリイソプロピルシリルメタクリレートのかわりにトリイソプロピルシリルアクリレート70重量部を使用し、キシレン及び重合触媒(2,2'−アゾビス−2−メチルブチロニトリル、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル)の添加量を適宜調整したことを除いては製造例1と同様にして、シリルエステル系共重合体を含むシリルエステル系共重合体溶液(A−7)を調製した。
使用されたモノマー成分の量、ならびに溶液(A−7)およびこれに含まれるシリルエステル系共重合体の特性値を表1に示す。
Figure 0006067199
[実施例1〜28、比較例1〜4]
(防汚塗料組成物の製造)
前記製造例1〜7により得られたシリルエステル系共重合体を含む溶液(A−1〜A−7)、メデトミジン(B)など、表2に示す成分を表2に示す割合(表中の数値は重量部を示す。)で、ペイントシェーカーを用いて均一に混合することにより、防汚塗料組成物を製造し、下記の方法によりその評価を行った。
<貯蔵安定性>
実施例および比較例の防汚塗料組成物を50℃にて2週間貯蔵し、貯蔵前後での粘度を比較した。貯蔵前後の粘度数値差を貯蔵前の粘度で除して得た値を「粘度上昇率(%)」として求め、この値に基づいて防汚塗料組成物の貯蔵安定性を評価した。
粘度は、各組成物を23℃の温度条件下で、それぞれストーマー粘度計(製造元:太佑機材株式会社、製品名:ストーマー粘度計、型式:691)にて測定した。
<塗膜の静置防汚性>
サンドブラスト処理鋼板(縦300mm×横100mm×厚み3.2mm)に、エポキシ系防錆塗料(エポキシAC塗料、商品名「バンノー500」、中国塗料(株)製)をその乾燥膜厚が150μmとなるように塗布した後、ビニル系バインダー塗料(商品名「シルバックスSQ−K」、中国塗料(株)製)をその乾燥膜厚が40μmとなるように塗布した。続いて、前記実施例により製造した防汚塗料組成物をその乾燥膜厚が100μmとなるように1回塗布し、室温で7日間乾燥させて、防汚塗膜付き試験板を作製した。なお、前記の3回の塗装は1日当たり1回のペースで行った。
前述のようにして作製した試験板を東京湾内に夏季に3ヶ月間静置浸漬し、防汚塗膜のフジツボが付着している部分の面積(以下「フジツボの付着面積」ともいう。)を測定した。そして、下記〔フジツボの付着面積による静置防汚性の評価基準〕に従って、防汚塗膜の静置防汚性を評価した。結果は表2に示す通りである。
〔フジツボの付着面積による静置防汚性の評価基準〕
0 : フジツボの付着なし
1 : フジツボが部分的に付着
2 : フジツボが全面に付着
Figure 0006067199
Figure 0006067199

Claims (17)

  1. シリルエステル系(共)重合体(A)およびメデトミジン(B)を含み、
    前記シリルエステル系(共)重合体(A)が、一般式(I):
    1−CH=C(CH3)−COO−(SiR23O)n−SiR456
    ・・・(I)
    [式(I)中、R2、R3、R4、R5およびR6は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基であり、
    1は水素原子またはR7−O−C=O(ただし、R7は水素原子、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基またはR8910Si(ただし、R8、R9およびR10は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基である。)で表されるシリル基である。)であり、
    nは0または1以上の整数である。]
    で表される単量体(a)から誘導される構造単位を有する防汚塗料組成物。
  2. 前記メデトミジン(B)が、前記シリルエステル系(共)重合体(A)100重量部に対して0.01〜50重量部の割合で含まれている請求項1に記載の防汚塗料組成物。
  3. 前記シリルエステル系(共)重合体(A)が、前記単量体(a)と共重合し得る不飽和単量体(b)から誘導される構造単位をさらに有する請求項1または2に記載の防汚塗料組成物。
  4. 前記不飽和単量体(b)が、アルキル(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、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート、金属エステル基含有(メタ)アクリレート、オルガノシロキサン基含有(メタ)アクリレート、および一般式(II):
    11−CH=CH−COO−(SiR1213O)n−SiR141516
    ・・・(II)
    [式(II)中、R12、R13、R14、R15およびR16は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基であり、
    11は、水素原子またはR17−O−C=O(ただし、R17は水素原子、ヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基またはR181920Si(ただし、R18、R19およびR20は、それぞれ独立にヘテロ原子を有してもよい炭素数1〜20の1価の有機基である。)で表されるシリル基である。)であり、
    nは0または1以上の整数である。]
    で表される単量体からなる群から選ばれる少なくとも1種の不飽和単量体を含む請求項3に記載の防汚塗料組成物。
  5. 前記一般式(I)において、R4、R5およびR6がすべてイソプロピル基である請求項1〜4のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  6. さらに前記メデトミジン(B)以外の防汚剤(C)を含む請求項1〜5のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  7. 前記メデトミジン(B)以外の防汚剤(C)が、亜酸化銅、ロダン銅、銅、銅ピリチオン、ジンクピリチオン、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、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、ボラン−窒素系塩基付加物、N,N−ジメチル−N'−(3,4−ジクロロフェニル)尿素、N−(2,4,6−トリクロロフェニル)マレイミド、2−メチルチオ−4−tert−ブチルアミノ−6−シクロプロピルアミノ−1,3,5−トリアジン、2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、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、クロロメチル−n−オクチルジスルフィド、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、テトラアルキルチウラムジスルフィド、ジンクジメチルジチオカーバメート、ジンクエチレンビスジチオカーバメート、2,3−ジクロロ−N−(2',6'−ジエチルフェニル)マレイミド、および2,3−ジクロロ−N−(2'−エチル−6'−メチルフェニル)マレイミドからなる群から選ばれる少なくとも1種の防汚剤である請求項6に記載の防汚塗料組成物。
  8. さらに脱水剤(D)を含む請求項1〜7のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  9. 前記脱水剤(D)が、硫酸カルシウム、加水分解性基含有オルガノシラン、ゼオライト、アルミナ、シリカおよびオルトエステルからなる群から選ばれる少なくとも1種である請求項1〜8のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  10. さらにロジン類(E)を含む請求項1〜9のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  11. 1液型塗料である請求項1〜10のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物から形成される防汚塗膜。
  13. 基材と、該基材の表面に設けられた請求項12に記載の防汚塗膜とを有する防汚基材。
  14. 海水または真水と接触する請求項13に記載の防汚基材。
  15. 前記基材が、水中構造物、船舶外板または漁具である請求項14に記載の防汚基材。
  16. 基材の表面に、請求項1〜11のいずれか一項に記載の防汚塗料組成物を塗布するかもしくは含浸させる工程と、該工程により前記基材に塗布された、もしくは含浸された前記防汚塗料を硬化させる工程とを備えるか、または
    前記防汚塗料組成物から塗膜を形成し、この塗膜を硬化させて防汚塗膜を形成する工程と、前記防汚塗膜を基材に貼付する工程とを備える
    防汚基材の製造方法。
  17. 防汚塗料組成物の貯蔵方法であって、請求項11に記載の防汚塗料組成物を容器に充填して貯蔵する貯蔵方法。
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