WO2025070372A1 - 防汚塗料組成物 - Google Patents
防汚塗料組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025070372A1 WO2025070372A1 PCT/JP2024/033895 JP2024033895W WO2025070372A1 WO 2025070372 A1 WO2025070372 A1 WO 2025070372A1 JP 2024033895 W JP2024033895 W JP 2024033895W WO 2025070372 A1 WO2025070372 A1 WO 2025070372A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- acrylate
- monomer
- meth
- copolymer
- monomers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
- C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09D133/14—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D193/00—Coating compositions based on natural resins; Coating compositions based on derivatives thereof
- C09D193/04—Rosin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
Definitions
- the present invention relates to an antifouling paint composition.
- Aquatic fouling organisms such as barnacles, serpula, mussels, moss animals, sea squirts, green laver, sea lettuce, slime, etc. attach to ships (especially the bottom of the ship), fishing equipment such as fishing nets and fishing net accessories, and underwater structures such as power plant water pipes, impairing the functionality of these ships and damaging their appearance.
- Patent Documents 1 to 4 a technology is known in which an antifouling paint composition is applied to a ship or the like to form an antifouling coating film, and the antifouling agent is gradually released from the antifouling coating film, thereby providing antifouling performance over a long period of time.
- Patent Documents 1 to 4 have extremely low coating film solubility, making it difficult for them to maintain their antifouling properties over a long period of time.
- Patent Document 5 a technology has been proposed that dissolves the coating film and allows it to maintain its antifouling properties over a long period of time.
- Patent Document 6 a technology has been proposed that improves the physical properties of the coating film, such as cracking and peeling.
- the antifouling coating films made from the antifouling coating compositions described in Patent Documents 5 and 6 have improved coating film solubility and coating film properties, but there is still room for improvement in coating film solubility in low-temperature sea areas, such as below 15°C, and there has been a demand for antifouling coating compositions that can maintain excellent antifouling performance for long periods of time even in low-temperature sea areas.
- rosin-based compounds rosin, rosin derivatives, rosin metal salts, metal salts of rosin derivatives, etc.
- rosin-based compounds rosin, rosin derivatives, rosin metal salts, metal salts of rosin derivatives, etc.
- the present invention was made in consideration of these circumstances, and provides an antifouling paint composition that can maintain a stable coating dissolution rate and stable antifouling performance over a long period of time in low-temperature seawater.
- an antifouling paint composition containing copolymer A, component B, and antifouling agent D, in which copolymer A is a copolymer of monomer (a) represented by general formula (1) and ethylenically unsaturated monomer (b) other than monomer (a), monomer (a) includes a compound in which n in general formula (1) is 2 or more, monomer (b) includes monomer (b1) consisting of one or more types selected from isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate, the proportion of monomer (b1) to the total of monomer (a) and monomer (b) is 5 to 50 mass%, and component B is at least one type selected from the group consisting of rosin, rosin derivatives, and metal salts thereof.
- copolymer A is a copolymer of monomer (a) represented by general formula (1) and ethylenically unsaturated monomer (b) other than monomer (a)
- monomer (a) includes a
- (meth)acrylic acid ester means acrylic acid ester or methacrylic acid ester
- (meth)acrylic acid means acrylic acid or methacrylic acid
- the antifouling coating composition of the present invention contains copolymer A, component B, and antifouling agent D.
- Copolymer A is a copolymer of monomer (a) and monomer (b) which is an ethylenically unsaturated monomer other than monomer (a).
- the content of monomer (a) relative to the total of monomer (a) and monomer (b) is preferably 10 to 90 mass%, more preferably 20 to 70 mass%. Specifically, for example, it may be 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, or 90 mass%, or may be within a range between any two of the numerical values exemplified here. In this case, the coating film solubility is particularly good.
- the content of the monomer (b1) is 5 to 50 mass% of the total mass of the monomer (a) and the monomer (b), preferably 10 to 45 mass%, and more preferably 20 to 40. Specifically, for example, it may be 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50 mass%, or may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
- Monomer (a) The monomer (a) is represented by the general formula (1).
- R1 represents hydrogen or a methyl group
- R2 represents hydrogen, a methyl group, or a phenyl group
- R3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms which may be substituted with an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or a phenyl group, or represents a phenyl group
- n represents an integer of 1 to 10.
- R2 is preferably hydrogen or a methyl group.
- the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms of R 3 may or may not be substituted with a substituent.
- the substituent may be an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms or a phenyl group.
- the number of carbon atoms of the alkoxy group or alkyl group of R 3 may be, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, or 8, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
- the alkyl group of R 3 is, for example, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, a 2-ethylhexyl group, a cyclohexyl group, a benzyl group, a phenyl group, a 2-methoxyethyl group, a 4-methoxybutyl group, a vinyl group, or an allyl group, and is preferably a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, or an n-butyl group.
- n represents an integer from 1 to 10, and n can be, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or 10, or can be within a range between any two of the numbers exemplified here.
- Monomer (a) includes compounds in which n in general formula (1) is 2 or more. When monomer (a) contains a compound in which n is 2 or more, the coating film solubility is increased. Monomer (a) may be composed only of compounds in which n is 2 or more, or may be a mixture of compounds in which n is 1 and compounds in which n is 2 or more.
- Monomer (a) is preferably composed of monomer (a1) and monomer (a2).
- the content of monomer (a1) in monomer (a) is 40 to 80 mass%, preferably 50 to 70 mass%.
- monomer (a1) has the property of increasing coating film strength and decreasing coating film solubility. For this reason, if the content of monomer (a1) is too low, the coating film strength tends to decrease, and the coating film surface condition may become easily deteriorated after a long period of time. On the other hand, if the content of monomer (a1) is too high, the coating film solubility decreases, and anti-fouling performance may decrease.
- the monomer (a1) is a compound in which n is 1 in the general formula (1).
- Examples of the monomer (a1) include methoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, ethoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, isopropoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, n-propoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, n-butoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, t-butoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyloxycarbonylmethyl (meth)acrylate, cyclohexyloxycarbonylmethyl (meth)acrylate, benzyloxycarbonylmethyl (meth)acrylate, phenoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, 2-methoxyethoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, 4-methoxybutoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, allyloxycarbonylmethyl (meth)acrylate, vinyloxycarbon
- methoxycarbonylmethyl (meth)acrylate preferred are methoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, ethoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, isopropoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, n-propoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, n-butoxycarbonylmethyl (meth)acrylate, 1-(methoxycarbonyl)ethyl (meth)acrylate, and 1-(ethoxycarbonyl)ethyl (meth)acrylate.
- the monomer (a2) is a compound in which n in the general formula (1) is at least 2. In terms of long-term antifouling properties, n in the general formula (1) is preferably from 2 to 6.
- the monomer (a2) preferably contains both a compound in which n is 2 and a compound in which n is 3 or more.
- the mass ratio (n(2)/n(2-10)) is preferably 0.4-0.8, more preferably 0.5-0.7, calculated on a solid content basis. In this case, a tendency for stable coating dissolution to continue is observed. Specific examples of this value are 0.40, 0.45, 0.50, 0.55, 0.60, 0.65, 0.70, 0.75, and 0.80, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
- Examples of monomer (a2) include methyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), ethyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), isopropyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), n-propyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), n-butyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), t-butyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), 2-ethylhexyl (meth)acrylate di(oxycarbonylmethyl), cyclohexane (meth)acrylate, and cyclohexane (meth)acrylate.
- poly(oxycarbonylmethyl) methyl (meth)acrylate poly(oxycarbonylmethyl) ethyl (meth)acrylate, poly(oxycarbonylmethyl) isopropyl (meth)acrylate, poly(oxycarbonylmethyl) n-propyl (meth)acrylate, poly(oxycarbonylmethyl) n-butyl (meth)acrylate, poly[1-(oxypolycarbonylethyl)] methyl (meth)acrylate, poly[1-(oxypolycarbonylethyl)] ethyl (meth)acrylate, and the like.
- the monomer (b) is an ethylenically unsaturated monomer other than the monomer (a).
- the monomer (b) can be classified into a monomer (b1) and a monomer (b2), and the monomer (b) used in the polymerization of the copolymer A includes at least the monomer (b1).
- Monomer (b1) is one or more compounds selected from isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate.
- monomer (b1) By including monomer (b1) in the monomers for polymerizing copolymer A, it is possible to increase the compatibility between copolymer A and component B.
- isobornyl acrylate and isobornyl methacrylate have the property of being less likely to reduce the hardness of the coating film formed using the antifouling coating composition of the present invention.
- the ratio of the monomer (b1) to the total of the monomer (a) and the monomer (b) is 5 to 50 mass%, preferably 10 to 45 mass%, and more preferably 20 to 40.
- This ratio is specifically, for example, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, or 50 mass%, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here. If this ratio is too small, the effect of improving the compatibility between copolymer A and component B is likely to be insufficient, and if this ratio is too large, the coating film dissolution or antifouling performance is likely to be insufficient.
- Monomer (b2) is obtained by removing monomer (b1) from monomer (b).
- monomer (b2) include (meth)acrylic acid esters, vinyl compounds, aromatic compounds, and dialkyl ester compounds of dibasic acids.
- Examples of the (meth)acrylic acid ester which is the monomer (b2) include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl acrylate, lauryl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, (Meth)acrylic acid esters such as cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, stearyl acrylate, stearyl methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-methoxyethy
- Examples of the vinyl compound that is the monomer (b2) include vinyl compounds having functional groups such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl benzoate, vinyl butyrate, butyl vinyl ether, and lauryl vinyl ether.
- aromatic compounds that are monomers (b2) include styrene, vinyltoluene, and ⁇ -methylstyrene.
- dialkyl ester compound of a dibasic acid which is monomer (b2)
- the weight average molecular weight (Mw) of copolymer A is desirably 5000 to 300,000. If the molecular weight is less than 5000, the coating film of the antifouling paint becomes fragile and is prone to peeling and cracking, and if it exceeds 300,000, the viscosity of the polymer solution increases, making it difficult to handle.
- Mw weight average molecular weight
- Specific examples of Mw are 5000, 10,000, 20,000, 30,000, 40,000, 50,000, 60,000, 70,000, 80,000, 90,000, 100,000, 200,000, and 300,000, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
- GPC gel permeation chromatography
- Copolymer A may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a periodic copolymer, and a block copolymer of monomer (a1), monomer (a2), monomer (b1), and monomer (b2).
- Copolymer A can be obtained, for example, by polymerizing monomer (a1), monomer (a2), monomer (b1), and monomer (b2) in the presence of a polymerization initiator.
- polymerization initiator examples include azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate, and 2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide); benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, and tert-butyl peroxide.
- azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate, dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate, and 2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide); benzoyl peroxide, di
- dibenzoate tert-butyl peroxy isopropyl carbonate, t-butyl peroxy 2-ethylhexanoate, t-hexyl peroxy 2-ethylhexanoate, di-t-hexyl peroxide, t-butyl peroxy 2-ethylhexyl monocarbonate, di-t-butyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy neodecanoate, t-amyl peroxy neodecanoate, t-hexyl peroxy pivalate,
- the polymerization initiator include peroxides such as t-amyl peroxypivalate and 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate.
- polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
- the polymerization initiator 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), dimethyl 2,2'-azobisisobutyrate and 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate are particularly preferred.
- the amount of the polymerization initiator used the molecular weight of the copolymer A can be adjusted.
- a chain transfer agent can be used to adjust the molecular weight of the resulting polymer.
- chain transfer agent examples include mercaptans such as n-dodecyl mercaptan; thioglycolic acid esters such as octyl thioglycolate; ⁇ -methylstyrene dimer, and terpinolene.
- Polymerization methods include, for example, solution polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, non-aqueous dispersion polymerization, etc.
- solution polymerization or non-aqueous dispersion polymerization is particularly preferred because it allows copolymer A to be obtained easily and accurately.
- an organic solvent may be used as necessary.
- the organic solvent is not particularly limited, but examples thereof include aromatic hydrocarbon solvents such as xylene and toluene; aliphatic hydrocarbon solvents; ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, methoxypropyl acetate, and propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate; alcohol solvents such as isopropyl alcohol, butyl alcohol, and propylene glycol monomethyl ether; ether solvents such as dioxane, diethyl ether, and dibutyl ether; and ketone solvents such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone.
- butyl acetate, isobutyl acetate, butyl alcohol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, toluene, and xylene are preferable.
- These solvents can be used alone or in combination of two or more kinds.
- the reaction temperature in the polymerization reaction may be appropriately set depending on the type of polymerization initiator, etc., and is usually 50 to 160°C, preferably 60 to 150°C.
- the polymerization reaction is preferably carried out under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.
- Component B is at least one member selected from the group consisting of rosin, rosin derivatives, and metal salts thereof. Rosins include gum rosin, tall oil rosin, Rosin derivatives include hydrogenated rosin, disproportionated rosin, Examples of rosin metal salts include rosin zinc salt, rosin copper salt, and rosin calcium salt. Examples of the rosin derivative metal salt include hydrogenated rosin zinc salt, hydrogenated rosin copper salt, hydrogenated rosin calcium salt, disproportionated rosin zinc salt, disproportionated rosin copper salt, and disproportionated rosin calcium salt. Component B is preferably gum rosin, rosin zinc salt, hydrogenated rosin, or hydrogenated rosin zinc salt.
- component B in the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually 5 to 50 mass% relative to the solid content of copolymer A, preferably 10 to 45 mass%, and more preferably 20 to 40. Specific examples of this ratio are 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, and 50 mass%, and may be in a range between any two of the numerical values exemplified here.
- Antifouling agents D include, for example, inorganic agents and organic agents.
- inorganic drugs include cuprous oxide, copper thiocyanate (general name: copper rhodanide), copper powder, etc.
- cuprous oxide and copper rhodanide are particularly preferred, and cuprous oxide that has been surface-treated with glycerin, sucrose, stearic acid, lauric acid, rishitin, mineral oil, etc. is more preferred in terms of long-term stability during storage.
- organic agents examples include 2-mercaptopyridine-N-oxide copper (generic name: copper pyrithione), 2-mercaptopyridine-N-oxide zinc (generic name: zinc pyrithione), zinc ethylene bisdithiocarbamate (generic name: zineb), 4,5-dichloro-2-n-octyl-3-isothiazolone (generic name: She-Nine 211), 3,4-dichlorophenyl-N-N-dimethylurea (generic name: diuron), 2-methylthio-4-t-butylamino-6-cyclopropylamino-s-triazine (generic name: Irgarol 1051), 2-(p-chlorophenyl)-3-cyano-4-bromo-5-trifluoromethylpyrrole (generic name: Econea 28), 4-[1-(2,3-dimethylphenyl)ethyl]-1H-imidazole
- the content of antifouling agent D in the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually 0.1 to 60.0 mass% in terms of solid content.
- the content of antifouling agent D is, for example, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, or 60 mass%, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here.
- a resin component other than copolymer A, a dissolution regulator other than component B, a plasticizer, a pigment, a dye, a defoamer, a dehydrating agent, a thixotropic agent, an organic solvent, etc. may be added to form an antifouling coating.
- Examples of the elution regulator include monocarboxylic acids and their salts, such as naphthenic acid, cycloalkenyl carboxylic acid, bicycloalkenyl carboxylic acid, versatic acid, trimethylisobutenylcyclohexene carboxylic acid, and metal salts thereof, or the above-mentioned alicyclic hydrocarbon resins. These can be used alone or in combination of two or more.
- the alicyclic hydrocarbon resin include commercially available products such as Quinton 1500, 1525L, and 1700 (product names, manufactured by Zeon Corporation). Of these, naphthenic acid, versatic acid, trimethylisobutenylcyclohexene carboxylic acid, or metal salts thereof are preferred.
- dehydrating agent examples include calcium sulfate, synthetic zeolite adsorbents, orthoesters, silicates such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, isocyanates, carbodiimides, carbodiimidazoles, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
- the antifouling coating composition of the present invention can be produced, for example, by mixing and dispersing a mixture containing copolymer A, component B, antifouling agent D, other additives, etc., using a disperser.
- the mixed liquid is preferably one in which various materials such as copolymer A, component B, and antifouling agent D are dissolved or dispersed in a solvent.
- the dispersing machine for example, a machine that can be used as a fine grinding machine can be suitably used. For example, a commercially available homomixer, sand mill, bead mill, disperser, etc. can be used.
- the mixed liquid may be mixed and dispersed using a container equipped with a stirrer to which glass beads for mixing and dispersion are added.
- the antifouling treatment method of the present invention uses the above-mentioned antifouling paint composition to form an antifouling coating film on the surface of an object to be coated.
- the antifouling coating film gradually dissolves from the surface, and the coating surface is constantly renewed, thereby preventing the attachment of aquatic fouling organisms.
- objects on which a coating film is formed include ships (particularly ship bottoms), fishing equipment, underwater structures, and the like.
- the thickness of the antifouling coating film may be appropriately set depending on the type of object to be coated, the sailing speed of the ship, the seawater temperature, etc. For example, when the object to be coated is the bottom of a ship, the thickness of the antifouling coating film is usually 50 to 700 ⁇ m, preferably 100 to 600 ⁇ m.
- the weight average molecular weight (Mw) is a value (polystyrene equivalent value) determined by GPC under the following conditions.
- Equipment Tosoh Corporation HLC-8220GPC
- Column 2 TSKgel SuperHZM-M Flow rate: 0.35 mL/min Detector: RI
- the heating residue is a value measured in accordance with JIS K 5601-1-2:1999 (ISO 3251:1993) "Paint component testing method-heating residue".
- Production Example 1-1 Production Example of Monomer (a1) ⁇ Production Example 1 (Production of Monomer a1-1)> A four-neck flask equipped with a thermometer, a condenser, a stirrer, and a dropping funnel was charged with 109 g (1.00 mol) of methyl chloroacetate, 72 g (1.00 mol) of acrylic acid, 0.1 g of 4-methoxyphenol, and 500 g of ethyl acetate, and 101 g (1.00 mol) of triethylamine was added dropwise while stirring and maintaining the temperature at 40° C. or less. After the dropwise addition was completed, the mixture was stirred at 70 to 80° C. for 6 hours.
- Copolymer solutions A-2 to 17 and H-1 to 3 were obtained by carrying out the polymerization reaction in the same manner as in Production Example P1, except that the monomers, polymerization initiators, and solvents shown in Tables 3 to 6 were used.
- the heating residue and Mw of each polymer are shown in Tables 3 to 6.
- the unit of the numerical values of the blend amounts of raw materials in the tables is g.
- the heating residue of the resulting solution was 50.1%.
- ⁇ Production Example B2 (Production of gum rosin zinc salt solution)> 240 g of Chinese gum rosin (WW) and 360 g of xylene were placed in a flask equipped with a thermometer, a reflux condenser, and a stirrer, and 120 g of zinc oxide was added so that all of the resin acid in the rosin would form a zinc salt. The mixture was refluxed and dehydrated under reduced pressure at 70 to 80°C for 3 hours. The mixture was then cooled and filtered to obtain a xylene solution of gum rosin zinc salt (dark brown transparent liquid).
- the solution was then heated again to distill off about 160 g of xylene under reduced pressure at 70 to 80°C to obtain a xylene solution of gum rosin zinc salt (brown transparent liquid).
- the heating residue of the obtained solution was 50.3%.
- Examples 1 to 23 and Comparative Examples 1 to 3 (Production of Coating Compositions) The components shown in Tables 7 to 10 were blended in the proportions (mass %) shown in the same tables, and mixed and dispersed with glass beads having a diameter of 1.5 to 2.5 mm to prepare coating compositions.
- Gum rosin solution The one produced in Production Example B1 was used.
- Gum rosin zinc salt solution The one produced in Production Example B2 was used.
- Bengala Product name: Bengala Gold (manufactured by Morishita Bengala Kogyo Co., Ltd.)
- Talc Product name "Talc MS” (manufactured by Nippon Talc Co., Ltd.)
- Zinc oxide Product name "Zinc oxide type 2" (manufactured by Seido Chemical Industry Co., Ltd.)
- Titanium oxide Product name "FR-41" (manufactured by Furukawa Co., Ltd.)
- Disparlon A603-20X Amide-based thixotropic agent: Product name "Disparlon A603-20X” (manufactured by Kusumoto Chemicals Co., Ltd.) Tricresyl phosphate: (manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) Tetraethoxysilane: Product name "Ethyl Silicate 28" (manufactured by Colcoat Co., Ltd.)
- the compatibility of the copolymer with gum rosin solution and gum rosin zinc salt solution was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Tables 3 to 6.
- the copolymers contained in copolymer solutions A-1 to A-17 had good compatibility with rosin solution and rosin zinc salt solution and did not separate into two layers, but the comparative copolymer solutions H-1 to H-3 had poorer compatibility with gum rosin solution and gum rosin zinc salt solution than the copolymers contained in copolymer solutions A-1 to A-17, became very turbid and all separated into two layers after being left for five days.
- Test panels were prepared according to the following method. First, an anti-rust paint (epoxy vinyl A/C) was applied to a titanium plate (71 x 100 x 0.5 mm) so that the thickness after drying was about 100 ⁇ m, and then dried to form an anti-rust coating film. Then, the coating compositions obtained in the examples and comparative examples were applied to the titanium plate so that the dry film thickness was about 450 ⁇ m, and the plate was dried at 40° C. for 3 days to prepare a test plate.
- an anti-rust paint epoxy vinyl A/C
- the prepared test plate was fixed to the rotating drum of the rotating device of the above-mentioned device so as to be in contact with seawater, and the rotating drum was rotated at a speed of 20 knots. During this time, the seawater temperature was kept at 15°C, the pH at 8.0 to 8.2, and the seawater was replaced every two weeks.
- the initial remaining film thickness of each test panel and every six months after the start of the test were measured using a shape measuring laser microscope VK-X100 manufactured by Keyence Corporation, and the dissolved coating film thickness was calculated from the difference between the measured values to obtain the amount of dissolved coating film per month ( ⁇ m/month), and the solubility of the coating film was evaluated.
- the coating film In order to maintain excellent antifouling performance over a long period of time, the coating film must dissolve at a rate of about 1.5 to 10 ( ⁇ m/month) per month. However, the coating films formed using the coating compositions of the present invention (Examples 1 to 23) had a sufficient dissolution rate to maintain excellent antifouling performance over the entire rotary test period, even though the test was conducted at a low temperature of 15°C.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
低温海水中において長期間に亘り、安定した塗膜溶解速度を維持し、安定した防汚性能を維持できる防汚塗料組成物を提供する。 本発明によれば、共重合体A、成分B、および、防汚薬剤Dを含有する防汚塗料組成物であって、前記共重合体Aは、一般式(1)で表される単量体(a)と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)の共重合体であり、前記単量体(a)は、前記一般式(1)中のnが2以上である化合物を含み、前記単量体(b)は、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルから選ばれる1種または2種以上からなる単量体(b1)を含み、前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計に対する前記単量体(b1)の割合は、5~50質量%であり、前記成分Bは、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である、防汚塗料組成物が提供される。
Description
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)。さらに、クラックや剥がれ等の塗膜物性面で改善が施された技術も提案されている(特許文献6)。
特許文献5および6に記載されている防汚塗料組成物からなる防汚塗膜は、塗膜溶解性や塗膜物性など改善されているものの、15℃以下といった低温海域での塗膜溶解性においては改善の余地が残されており、低温海域においても長期間に亘って優れた防汚性能が維持可能な防汚塗料組成物が望まれていた。
本発明者は、低温海域での塗膜溶解性を改善する手段として、ロジン系化合物(ロジン、ロジン誘導体、ロジン金属塩又はロジン誘導体の金属塩等)を併用することを試みたが、共重合体との相溶性が十分でなく、塗膜物性や塗料安定性に欠ける問題があり、低温海域での実用的な防汚塗料組成物を提供できていなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、低温海水中において長期間に亘り、安定した塗膜溶解速度を維持し、安定した防汚性能を維持できる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、成分B、および、防汚薬剤Dを含有する防汚塗料組成物であって、前記共重合体Aは、一般式(1)で表される単量体(a)と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)の共重合体であり、前記単量体(a)は、前記一般式(1)中のnが2以上である化合物を含み、前記単量体(b)は、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルから選ばれる1種または2種以上からなる単量体(b1)を含み、前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計に対する前記単量体(b1)の割合は、5~50質量%であり、前記成分Bは、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である、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、成分B、および、防汚薬剤D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。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、又はメタクリル酸エステルを意味し、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸、又はメタクリル酸を意味する。
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、成分B、および防汚薬剤Dを含有する。
本発明の防汚塗料組成物は、共重合体A、成分B、および防汚薬剤Dを含有する。
1-1.共重合体A
共重合体Aは、単量体(a)と、単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体単量体(b)の共重合体である。
共重合体Aは、単量体(a)と、単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体単量体(b)の共重合体である。
単量体(a)と単量体(b)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。
前記単量体(b1)の含有量は、前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計質量のうち5~50質量%であり、好ましくは10~45質量%であり、更に好ましくは20~40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。
1-1-1.単量体(a)
単量体(a)は、一般式(1)で表される。
単量体(a)は、一般式(1)で表される。
R2は、好ましくは、水素、又はメチル基である。
R3の炭素数1~8のアルキル基は、置換基で置換されていてもよく、されていなくてもよい。置換基は、炭素数1~8のアルコキシ基であってもよく、フェニル基であってもよい。R3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。R3のアルキル基は、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。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、40~80質量%であり、50~70質量%が好ましい。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。一方、単量体(a1)の含有量が多すぎると、塗膜溶解性が低くなり、防汚性能が低下してしまう場合がある。
<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)アクリル酸メトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸エトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸イソプロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸t-ブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルオキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルオキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸ベンジルオキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸フェノキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸4-メトキシブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸アリロキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸ビニロキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸1-(メトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(エトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(n-プロポキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(イソプロポキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(n-ブトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(t-ブトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸α-(メトキシカルボニル)ベンジル、(メタ)アクリル酸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)アクリル酸メトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸エトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸イソプロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸1-(メトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(エトキシカルボニル)エチルが挙げられる。
単量体(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)アクリル酸メトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸エトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸イソプロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸t-ブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルオキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシルオキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸ベンジルオキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸フェノキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸2-メトキシエトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸4-メトキシブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸アリロキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸ビニロキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸1-(メトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(エトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(n-プロポキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(イソプロポキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(n-ブトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸1-(t-ブトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸α-(メトキシカルボニル)ベンジル、(メタ)アクリル酸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)アクリル酸メトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸エトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸イソプロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-プロポキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸n-ブトキシカルボニルメチル、(メタ)アクリル酸1-(メトキシカルボニル)エチル、(メタ)アクリル酸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)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0.4~0.8が好ましく、0.5~0.7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、0.40、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)アクリル酸メチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸エチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸イソプロピルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸n-プロピルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸n-ブチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸t-ブチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)ア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)アクリル酸ベンジルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸フェニルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸4-メトキシブチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸アリルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸ビニルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸メチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)アクリル酸エチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)アクリル酸n-プロピルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)ア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)アクリル酸n-ブチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)アクリル酸t-ブチルジ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)アクリル酸メチルジ〔α-(オキシカルボニル)ベンジル〕、(メタ)アクリル酸エチルジ〔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)アクリル酸メチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸エチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸イソプロピルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸n-プロピルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸n-ブチルジ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸メチルジ〔1-(オキシポリカルボニルエチル)〕、(メタ)アクリル酸エチルジ〔1-(オキシポリカルボニルエチル)〕、(メタ)アクリル酸メチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸エチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)ア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)アクリル酸n-プロピルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸n-ブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸t-ブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)ア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)アクリル酸ベンジルポリオキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸フェニルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸2-メトキシエチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸4-メトキシブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸アリルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸ビニルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)ア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)ア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)アクリル酸n-プロピルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)ア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)アクリル酸n-ブチルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)アクリル酸t-ブチルポリ〔1-(オキシポリカルボニル)エチル〕、(メタ)アクリル酸メチルポリ〔α-(オキシカルボニル)ベンジル〕、(メタ)ア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)アクリル酸メチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸エチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)ア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)アクリル酸n-プロピルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)アクリル酸n-ブチルポリ(オキシカルボニルメチル)、(メタ)ア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)ア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、単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体である。単量体(b)は、単量体(b1)と単量体(b2)に分類することができ、共重合体Aの重合に用いる単量体(b)には、少なくとも単量体(b1)が含まれる。
単量体(b)は、単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体である。単量体(b)は、単量体(b1)と単量体(b2)に分類することができ、共重合体Aの重合に用いる単量体(b)には、少なくとも単量体(b1)が含まれる。
<単量体(b1)>
単量体(b1)は、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルから選ばれる1種または2種以上の化合物である。共重合体Aを重合するための単量体に単量体(b1)を含めることによって、共重合体Aと成分Bの相溶性を高めることができる。また、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルは、本発明の防汚塗料組成物を用いて形成される塗膜の硬度を低下させにくいという特性を有する。
単量体(b1)は、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルから選ばれる1種または2種以上の化合物である。共重合体Aを重合するための単量体に単量体(b1)を含めることによって、共重合体Aと成分Bの相溶性を高めることができる。また、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルは、本発明の防汚塗料組成物を用いて形成される塗膜の硬度を低下させにくいという特性を有する。
前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計に対する前記単量体(b1)の割合は、5~50質量%であり、10~45質量%が好ましく、20~40が更に好ましい。この割合は、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つの間の範囲であってもよい。この割合が小さすぎると、共重合体Aと成分Bの相溶性向上効果が不十分になりやすく、この割合が大きすぎると、塗膜溶解が不十分になったり、又は防汚性能が不十分になったりしやすい。
<単量体(b2)>
単量体(b2)は、単量体(b)から単量体(b1)を除いたものである。単量体(b2)としては、(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。
単量体(b2)は、単量体(b)から単量体(b1)を除いたものである。単量体(b2)としては、(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。
単量体(b2)である(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソブチル、アクリル酸t-ブチル、メタクリル酸t-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル酸ベンジル、メタクリル酸ベンジル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸フェニル、
アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸2-メトキシエチル、メタクリル酸2-メトキシエチル、アクリル酸2-エトキシエチル、メタクリル酸2-エトキシエチル、アクリル酸3-メトキシブチル、メタクリル酸3-メトキシブチル、アクリル酸2-(2-エトキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-エトキシエトキシ)エチル、アクリル酸2-フェノキシエチル、メタクリル酸2-フェノキシエチル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2-ヒドロキシプロピル、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート、等の(メタ)アクリル酸エステル類;
アクリル酸トリイソプロピルシリル、メタクリル酸トリイソプロピルシリル等の(メタ)アクリル酸シリルエステル類等が挙げられる。
アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、アクリル酸2-メトキシエチル、メタクリル酸2-メトキシエチル、アクリル酸2-エトキシエチル、メタクリル酸2-エトキシエチル、アクリル酸3-メトキシブチル、メタクリル酸3-メトキシブチル、アクリル酸2-(2-エトキシエトキシ)エチル、メタクリル酸2-(2-エトキシエトキシ)エチル、アクリル酸2-フェノキシエチル、メタクリル酸2-フェノキシエチル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2-ヒドロキシプロピル、環状トリメチロールプロパンホルマールアクリレート、等の(メタ)アクリル酸エステル類;
アクリル酸トリイソプロピルシリル、メタクリル酸トリイソプロピルシリル等の(メタ)アクリル酸シリルエステル類等が挙げられる。
単量体(b2)であ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、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、等の官能基を有するビニル化合物が挙げられる。
単量体(b2)であ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。
単量体(b2)である二塩基酸のジアルキルエステル化合物としては、マレイン酸ジブチル等が挙げられる。
1-1-3.共重合体Aの物性・製造方法
共重合体Aの重量平均分子量(Mw)は5000~300000であることが望ましい。分子量が5000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、300000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、10000、20000、30000、40000、50000、60000、70000、80000、90000、100000、200000、300000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の重量平均分子量(Mw)は5000~300000であることが望ましい。分子量が5000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、300000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、10000、20000、30000、40000、50000、60000、70000、80000、90000、100000、200000、300000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(a1)、単量体(a2)、単量体(b1)、および単量体(b2)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は、例えば、重合開始剤の存在下、単量体(a1)、単量体(a2)、単量体(b1)、および単量体(b2)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。
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。
1-2.成分B
成分Bは、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン、
ロジン誘導体としては、水添ロジン、不均化ロジン、
ロジン金属塩としては、ロジン亜鉛塩、ロジン銅塩、ロジンカルシウム塩が、
ロジン誘導体金属塩としては、水添ロジン亜鉛塩、水添ロジン銅塩、水添ロジンカルシウム塩、不均化ロジン亜鉛塩、不均化ロジン銅塩、不均化ロジンカルシウム塩等があげられる。
成分Bは、好ましくはガムロジン、ロジン亜鉛塩、水添ロジン、水添ロジン亜鉛塩である。
成分Bは、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
ロジンとしては、ガムロジン、トール油ロジン、
ロジン誘導体としては、水添ロジン、不均化ロジン、
ロジン金属塩としては、ロジン亜鉛塩、ロジン銅塩、ロジンカルシウム塩が、
ロジン誘導体金属塩としては、水添ロジン亜鉛塩、水添ロジン銅塩、水添ロジンカルシウム塩、不均化ロジン亜鉛塩、不均化ロジン銅塩、不均化ロジンカルシウム塩等があげられる。
成分Bは、好ましくはガムロジン、ロジン亜鉛塩、水添ロジン、水添ロジン亜鉛塩である。
本発明の組成物中における成分Bの含有量は特に制限されないが、共重合体Aの固形分に対して、通常5~50質量%であり、10~45質量%が好ましく、20~40が更に好ましい。この割合は、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つの間の範囲であってもよい。
1-3.防汚薬剤D
防汚薬剤D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。
防汚薬剤D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。
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D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D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。
1-4.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以外の樹脂成分、成分B以外の溶出調整剤、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。
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以外の樹脂成分、成分B以外の溶出調整剤、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。
溶出調整剤としては、例えば、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。
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。
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。
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A、成分B及び防汚薬剤D、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A、成分B及び防汚薬剤D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。
本発明の防汚塗料組成物は、例えば、共重合体A、成分B及び防汚薬剤D、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A、成分B及び防汚薬剤D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。
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。
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。
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)、アクリル酸:72g(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a1-1:129.7gを得た。
<製造例2~3(単量体a1-2~a1-3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~a1-3を得た。製造例1~3の反応条件、収量を表1に示す。
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)、アクリル酸:72g(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a1-1:129.7gを得た。
<製造例2~3(単量体a1-2~a1-3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~a1-3を得た。製造例1~3の反応条件、収量を表1に示す。
1-2.単量体(a2)の製造例
<製造例4(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。
<製造例4(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反応の生成物であるクロロ酢酸メトキシカルボニルメチル:200g(1.20mol)、アクリル酸:87g(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。
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反応の生成物であるクロロ酢酸メトキシカルボニルメチル:200g(1.20mol)、アクリル酸:87g(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5~18(単量体a2-2~a2-15の製造)>
表2に示す原料を用いて、製造例4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~a2-15を得た。製造例4~18の反応条件、収量を表2に示す。
表2に示す原料を用いて、製造例4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~a2-15を得た。製造例4~18の反応条件、収量を表2に示す。
表1~表2中の原料の詳細は、以下の通りである。
CAMe:クロロ酢酸メチル
CAEt:クロロ酢酸エチル
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
TEA:トリエチルアミン
MEHQ:4-メトキシフェノール
CANa:モノクロロ酢酸ナトリウム
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
CAMe:クロロ酢酸メチル
CAEt:クロロ酢酸エチル
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
TEA:トリエチルアミン
MEHQ:4-メトキシフェノール
CANa:モノクロロ酢酸ナトリウム
NMP:N-メチル-2-ピロリドン
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、溶剤として、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3に示す配合量(g)の単量体(a1)、単量体(a2)、単量体(b1)及び単量体(b2)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3に示す。
<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、溶剤として、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3に示す配合量(g)の単量体(a1)、単量体(a2)、単量体(b1)及び単量体(b2)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3に示す。
<製造例P2~P20(共重合体溶液A-2~17、H-1~3の製造)>
表3~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-2~17、H-1~3を得た。各重合体の加熱残分、Mwを表3~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。
表3~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-2~17、H-1~3を得た。各重合体の加熱残分、Mwを表3~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。
1-4.成分Bの製造例
<製造例B1(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、減圧下で還流脱水後、更に70~80℃で減圧下キシレンを約160g留去し、ガムロジンのキシレン溶液(褐色透明液体)を得た。得られた溶液の加熱残分を測定し、68.6%であったので、キシレン12.7gと酢酸ブチル150gを添加後均一に溶解し、ガムロジンのキシレン/酢酸ブチル=50wt%/50wt%溶液を得た。得られた溶液の加熱残分は50.1%であった。
<製造例B1(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、減圧下で還流脱水後、更に70~80℃で減圧下キシレンを約160g留去し、ガムロジンのキシレン溶液(褐色透明液体)を得た。得られた溶液の加熱残分を測定し、68.6%であったので、キシレン12.7gと酢酸ブチル150gを添加後均一に溶解し、ガムロジンのキシレン/酢酸ブチル=50wt%/50wt%溶液を得た。得られた溶液の加熱残分は50.1%であった。
<製造例B2(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)を得たのち、再度溶液を加熱し、70~80℃で減圧下キシレンを約160g留去し、ガムロジン亜鉛塩のキシレン溶液(褐色透明液体)を得た。得られた溶液の加熱残分を測定し、70.1%であったので、キシレン22.0gと酢酸ブチル150gを添加後均一に溶解し、ガムロジン亜鉛塩のキシレン/酢酸ブチル=50wt%/50wt%溶液を得た。得られた溶液の加熱残分は50.3%であった。
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)を得たのち、再度溶液を加熱し、70~80℃で減圧下キシレンを約160g留去し、ガムロジン亜鉛塩のキシレン溶液(褐色透明液体)を得た。得られた溶液の加熱残分を測定し、70.1%であったので、キシレン22.0gと酢酸ブチル150gを添加後均一に溶解し、ガムロジン亜鉛塩のキシレン/酢酸ブチル=50wt%/50wt%溶液を得た。得られた溶液の加熱残分は50.3%であった。
2.実施例1~23及び比較例1~3(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。
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。
表中の成分の詳細は、以下の通りである。
<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)
<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)
<溶出調整剤>
ガムロジン溶液:製造例B1で製造したものを使用
ガムロジン亜鉛塩溶液:製造例B2で製造したものを使用
ガムロジン溶液:製造例B1で製造したものを使用
ガムロジン亜鉛塩溶液:製造例B2で製造したものを使用
<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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
3.試験
実施例・比較例の塗料組成物は、全て、製造後1時間以内に密閉した容器に入れ、50℃に設定した恒温装置の中で30日間静置(促進劣化処理)した後に、使用した。前述の処理を行った塗料について、以下に示す試験を行った。
実施例・比較例の塗料組成物は、全て、製造後1時間以内に密閉した容器に入れ、50℃に設定した恒温装置の中で30日間静置(促進劣化処理)した後に、使用した。前述の処理を行った塗料について、以下に示す試験を行った。
<試験例1(相溶性試験)>
製造例で得られた共重合体溶液A-1~A-17及びH-1~H-3について相溶性試験を行った。この試験は、製造例B1で得られたガムロジン溶液については、20mlの透明なスクリュー管に共重合体溶液5gとガムロジン溶液5gを入れ良く混合した後、5日間静置し状態を観察した。また。製造例B2で得られたガムロジン亜鉛塩溶液については、20mlの透明なスクリュー管に共重合体溶液8gとガムロジン亜鉛塩溶液2gを入れ良く混合した後、5日間静置し状態を観察した。
製造例で得られた共重合体溶液A-1~A-17及びH-1~H-3について相溶性試験を行った。この試験は、製造例B1で得られたガムロジン溶液については、20mlの透明なスクリュー管に共重合体溶液5gとガムロジン溶液5gを入れ良く混合した後、5日間静置し状態を観察した。また。製造例B2で得られたガムロジン亜鉛塩溶液については、20mlの透明なスクリュー管に共重合体溶液8gとガムロジン亜鉛塩溶液2gを入れ良く混合した後、5日間静置し状態を観察した。
観察結果に基づいて、共重合体と、ガムロジン溶液及びガムロジン亜鉛塩溶液の相溶性を以下の基準で評価し、その結果を表3~表6に示す。共重合体溶液A-1~A-17に含まれる共重合体は、ロジン溶液及びロジン亜鉛塩溶液との相溶性が良好で2層に分離することはなかったが、比較の共重合体溶液H-1~H-3は、ガムロジン溶液及びガムロジン亜鉛塩溶液との相溶性が、共重合体溶液A-1~A-17に含まれる共重合体に比べて劣っており、濁りがひどく5日間放置するとすべて2層に分離した。
〇:クリアー
△:濁り
×:2層に分離
△:濁り
×:2層に分離
<試験例2(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450μm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。
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450μm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15℃、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)を得て、塗膜の溶解性を評価した。
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)を得て、塗膜の溶解性を評価した。
評価結果を表7~表10に示す。長期間に亘って優れた防汚性能を維持するためには、1ヶ月あたりの塗膜溶解量が1.5~10(μm/月)程度必要なところ、本発明の塗料組成物(実施例1~23)を用いて形成された塗膜は、15℃という低温下での試験であるにも関わらず、ロータリー試験の全期間に渡って、優れた防汚性能を維持するのに十分な溶解量であった。
一方、比較例1~3の塗料組成物を用いて形成された塗膜は、ロータリー試験期間中に、1ヶ月あたりの塗膜溶解量が1.5μm/月未満となる期間があり、優れた防汚性能を維持するには不十分であった。ロータリー試験の海水温度が15℃という低温であるために、塗膜溶解量が少なくなってしまったと考えられる。
比較例1~3においては、使用した共重合体溶液ポリマーH-1~H-3中の共重合体とガムロジンとの相溶性が非常に悪いために、15℃という低温でのロータリー試験では、ガムロジンが塗膜の溶解を十分に促進できずに、塗膜溶解量が不十分となった。
Claims (1)
- 共重合体A、成分B、および、防汚薬剤Dを含有する防汚塗料組成物であって、
前記共重合体Aは、一般式(1)で表される単量体(a)と、前記単量体(a)以外のエチレン性不飽和単量体(b)の共重合体であり、
前記単量体(a)は、前記一般式(1)中のnが2以上である化合物を含み、
前記単量体(b)は、アクリル酸イソボルニルおよびメタクリル酸イソボルニルから選ばれる1種または2種以上からなる単量体(b1)を含み、
前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計に対する前記単量体(b1)の割合は、5~50質量%であり、
前記成分Bは、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩からなる群より選ばれる少なくとも一種である、防汚塗料組成物。
(式中、R1は水素又はメチル基を示し、R2は、水素、メチル基、フェニル基を示し、R3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のアルキル基を示すか、又はフェニル基を示し、nは、1~10の整数を示す。)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023165249 | 2023-09-27 | ||
| JP2023-165249 | 2023-09-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025070372A1 true WO2025070372A1 (ja) | 2025-04-03 |
Family
ID=95202979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/033895 Pending WO2025070372A1 (ja) | 2023-09-27 | 2024-09-24 | 防汚塗料組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025070372A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002501103A (ja) * | 1998-01-27 | 2002-01-15 | インターナショナル コーティングズ リミテッド | 抗汚れコーティング |
| JP2002327064A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Chugoku Marine Paints Ltd | オルガノポリシロキサンチオブロックビニル共重合体および該共重合体を含む防汚塗料組成物 |
| CN109762098A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-17 | 浙江省海洋开发研究院 | 一种富含生物杀菌剂的线性自抛光防污树脂及包含该树脂的无铜海洋防污涂料 |
| WO2022215599A1 (ja) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | 日東化成株式会社 | 防汚塗料組成物 |
-
2024
- 2024-09-24 WO PCT/JP2024/033895 patent/WO2025070372A1/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002501103A (ja) * | 1998-01-27 | 2002-01-15 | インターナショナル コーティングズ リミテッド | 抗汚れコーティング |
| JP2002327064A (ja) * | 2001-05-02 | 2002-11-15 | Chugoku Marine Paints Ltd | オルガノポリシロキサンチオブロックビニル共重合体および該共重合体を含む防汚塗料組成物 |
| CN109762098A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-05-17 | 浙江省海洋开发研究院 | 一种富含生物杀菌剂的线性自抛光防污树脂及包含该树脂的无铜海洋防污涂料 |
| WO2022215599A1 (ja) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | 日東化成株式会社 | 防汚塗料組成物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7341514B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| JP7747338B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| CN118591599A (zh) | 防污涂料组合物 | |
| WO2022215599A1 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| JP7588835B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| JP7761286B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| JP7747347B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| KR20230167415A (ko) | 방오 도료 조성물 | |
| WO2025070372A1 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| WO2024157921A1 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| JP7747346B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| JP7785373B2 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| KR20230170965A (ko) | 방오 도료 조성물 | |
| WO2025216290A1 (ja) | 防汚塗料組成物 | |
| WO2022191100A1 (ja) | 防汚塗料組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24872163 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |