JP2645382B2 - 防汚塗料組成物 - Google Patents

防汚塗料組成物

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JP2645382B2 JP9474588A JP9474588A JP2645382B2 JP 2645382 B2 JP2645382 B2 JP 2645382B2 JP 9474588 A JP9474588 A JP 9474588A JP 9474588 A JP9474588 A JP 9474588A JP 2645382 B2 JP2645382 B2 JP 2645382B2
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【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は防汚塗料用樹脂組成物にかかり、さらに詳し
くはポリシロキサンとビニル樹脂との非グラフト化二相
安定混合物にシラン化合物またはその部分加水分解物と
硬化触媒とを配合してなる室温硬化型組成物に、さらに
撥水剤を配合してなる防汚塗料用樹脂組成物に関するも
のである。
従来技術 海水導入管、洋上構築物、船舶など、海水と接触する
物体表面に生物が付着することを防止するため、今日防
汚塗料が広く使用されている。これら防汚塗料には亜酸
化銅のような銅化合物、トリブチル錫、トリフェニル錫
などの錫化合物などが防汚剤として配合されているのが
通常である。これら防汚剤は海洋生物のみならず人体な
どにも毒性を発揮するため、環境汚染、公衆衛生上問題
がある。さらにまた、これら防汚剤は塗膜から海水中に
溶出することにより初めてその効果を発揮するものであ
るため、溶出し終われば効果を失ない、したがってその
防汚効果は時間的に制限があり、持続性の点でも問題が
ある。
そこで防汚剤の毒性にたよることなく生物付着を困難
にならしめる型の防汚塗料としてビヒクルにシリコーン
ゴムを用いた塗料が各種提案され、注目を集めている。
これらは、シリコーンゴムの塗膜の撥水性を利用し生物
付着を防止しようとするもので、防汚剤の配合を要せず
無毒性であるため極める興味深いものであるが、実際に
は海水に浸漬された際に極めて早い時間にバクテリアな
どの海水微生物の攻撃を受け撥水性を失い、この後は急
激に生物汚損が進行する。そこで効力の持続性を保持す
るため、例えば加硫シリコーンゴムに流動パラフィンの
ようなシリコーンや金属を含まぬ有機化合物を含有させ
るとか(特開昭53−79980号);シリコーンゴムに分子
量2000〜30,000程度のシリコーン油を含有させるとか
(特公昭56−26272号);シリコーンゴムにワセリンの
ような石油溜分の低臨界表面張力物質を加えるとか(特
公昭60−3433号);シリコーンゴムに種々の熱可塑性樹
脂あるいはポリビニルブチラール樹脂を配合する(特開
昭54−26826号)、特公昭57−16868号)などの各種の提
案がなされている。しかしながら、これはシリコーンゴ
ム単独の場合に比し幾分効力の持続性を改善しうるにす
ぎず、半年〜1年乃至はそれ以上といった長期にわたり
有効なものは見出されていない。
発明が解決しようとする問題点 そこで、生物付着防止効果を持続せしめうる有効なビ
ヒクルとして特殊な重合方法により得られるシリコーン
含有ビニル重合体に着目し、これをベースとする長期に
わたり生物付着防止効果を発揮する防汚塗料組成物を提
供することが本発明の目的の一つである。
問題点を解決するための手段 本発明に従えば上記目的が、 (a)式 (式中R2は、メチル基またはエチル基を表し;R3、R4、R
5はメチル基、フェニル基、トリフロロプロピル基を表
し;mは5以上の整数)で示される両末端にジアルコキシ
基を有するジオルガノポリシロキサンの存在下に、少な
くとも1種の重合可能な不飽和基を含むビニル基単量体
を重合して得られるポリシロキサンとビニル樹脂との非
グラフト化二相安定混合物と (b)式 R1SiX3 (式中R1はメチル基またはビニル基を表し、Xは−OC
H3、−OC2−H5または を表す) で示されるシラン化合物またはその部分加水分解物、お
よび (c)硬化触媒とからなる室温硬化型組成物100重量部
に、シリコーンオイル、ワセリン、パラフィン、流動パ
ラフィン、ワックスおよび油脂類からなる群より選ばれ
る撥水性付与剤0〜40重量部を配合してなる防汚塗料組
成物により達成せられる。
本発明の組成物を構成する(a)成分としてのポリシ
ロキサンとビニル樹脂との非グラフト化二相安定混合物
は両末端にジアルコキシ基を有するジオルガノポリシロ
キサンの存在下に、少なくとも1種の重合可能な不飽和
基を含むビニル系単量体を重合することにより得られ
る。
両末端にジアルコキシ基を有するジオルガノポリシロ
キサンは (式中R2はメチル基またはエチル基を表し;R3、R4、R5
はメチル基、フェニル基、トリフロロプロピル基を表
し;mは5以上の整数)で示され、25℃での粘度が25〜2
0,000cPの範囲が好ましく、さらに好ましくは100〜1,00
0cPの範囲である。粘度が25cP未満の場合は二相安定混
合物が得られにくく、一方、20,000cPを越えた場合は撹
拌効率の低下をきたし、好ましくない。
重合可能な不飽和基を含む、ビニル系単量体として
は、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチ
ルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルア
クリレート、n−ブチルメタクリレート、アミルアクリ
レート、アミルメタクリレート、2−エチルヘキシルア
クリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−
オクチルアクリレート、2−オクチルメタクリレート、
β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエ
チルメタクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレー
ト、ジメチルアミノメチルメタクリレート、シクロヘキ
シルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、グ
リシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート等の
アクリル酸エステル類の他、スチレン、アクリロニトリ
ル、酢酸ビニル等を挙げることができる。
両末端にジアルコキシ基を含むジオルガノポリシロキ
サン存在下に、上記のビニル系単量体の単独又は混合物
を重合させ、グラフト化されていない二相からなる安定
な混合物を得るためには遊離ラジカル開始剤を用いて、
ビニル系単量体の単独又は混合物をジオルガノポリシロ
キサン中で重合させれば良い。
この場合、ジオルガノポリシロキサンとビニル系単量
体との重量比は30〜90:70〜10の範囲が好適である。
重合触媒、すなわち遊離ラジカル開始剤は任意の周知
の、または慣用されている遊離ラジカル開始剤でよい。
これらのものとしては、たとえばベンゾイルペルオキシ
ド、2,4−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ジ−tert
−ブチルペルオキシド等、のジアルキルペルオキシド、
およびジクミルペルオキシドのような有機ペルオキシ
ド;ヒドロペルオキシドおよびデシレンヒドロペルオキ
シド;アスカリドールおよび1,5−ジメチルヘキサン−
1,5−ペルオキシドのような環状ペルオキシド;過安息
香酸tert−ブチル、炭酸tert−ブチル−ペルオキシ−イ
ソプロピル、過オクタン酸tert−ブチルおよび過酢酸te
rt−ブチルのような過酸エステルがある。
本発明においては周知のアゾ化合物も遊離開始剤とし
て有用である。これらのものとしては、たとえばアゾ結
合の各チッ素原子に結合されている第三級炭素原子(す
なわち水素原子が結合していない炭素原子)を含むアゾ
化合物がある。第三級炭素原子の残りの原子価にはニト
リル基、カルボキシアルキル基、シクロアルケン基、ア
ルキル基およびROOC(式中、Rはアルキル基を示す)の
基によって満足される。このようなアゾ化合物の具体例
としては次のようなものがある。
上記式中の記号、Me、Et、PrおよびAmはメチル、エチ
ル、プロピルおよびアミルをそれぞれ表す。本発明の範
囲内の好ましい遊離ラジカル開始剤はベンゾイルペルオ
キシド、過オクタン酸tert−ブチルおよびアゾビス(イ
ソブチロニトリル)である。
なお、遊離ラジカル開始剤の使用量は、オルガノポリ
シロキサンとビニル系単量体との合計量に対して0.1〜1
0重量%が好適である。重合温度は約35℃〜約135℃が好
適であり、さらに好ましくは約45℃〜約125℃である。
また、この重合反応は大気圧にて、または大気圧以上、
もしくは以下のいずれ圧力にても行うことができるが、
大気圧を用いることが望ましい。個々の使用条件にした
がって重合反応は一般に、約30分ないし約10時間で完結
する。
このようにして得られるポリシロキサンとビニル樹脂
との非グラフト化二相安定混合物においてビニル樹脂の
数平均分子量は1,000〜500,000の範囲が好適であり、ポ
リシロキサンに対し、適切な補強効果を発揮する。
本発明の(b)成分の式 R1SiX3 (式中R1はメチル基またはビニル基を表し、Xは−OC
H3、−OC2H5または を表す) で示されるシラン化合物またはその部分加水分解物架橋
剤成分として作用するもので、これにはメチルトリメト
キシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリ
(メチルエチルケトオキシム)シラン、ビニルトリ(メ
チルエチルケトオキシム)シラン等が例示される。
本発明の(c)成分の硬化触媒としてはポリシロキサ
ンをシラン化合物により架橋する場合、通常使用される
硬化触媒が使用され、これには、チタン酸エステル、チ
タンキレート化合物、有機錫化合物などが用いられ、そ
れにはテトラ−i−プロポキシチタン、テトラ−n−ブ
トキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキソキシ)チ
タン、ジプロポキシ・ビス(アセチルアセトナ)チタ
ン、チタニウム−i−プロポキシオクチレングリコレー
ト、ナフテン酸錫、カプリル酸錫、オレイン酸錫のよう
な錫カルボン酸塩、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル
錫ジオクテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫
ジオレエート、ジブチル錫ジアセテート、酸化ジブチル
錫、ジブチル錫ジメトキシド、ジブチルビス(トリエト
キシシロキシ)錫、ジブチル錫ジベンジルマレートなど
が例示される。
上記(a)(b)(c)各成分の配合割合は重量%で
(a)98〜90%,(b)2〜10%、(c)0〜1%が好
適である。上記のような各(a)(b)(c)各成分か
らなる室温硬化型組成物にはより一層撥水性を高めるた
め、シリコーンオイル、ワセリン、パラフィン、流動パ
ラフィン、ワックスおよび油脂類等の撥水性付与剤を単
独または二種以上配合して防汚塗料組成物を調整する。
この場合、前記室温硬化型組成物100重量部に対し、最
大40重量部までとすることができる。40%を越えると、
皮膜形成性が低下し不充分となる。
また、本発明の塗料組成物には本発明による効果を妨
げない範囲で、所望により次のような各種材料を配合す
ることができる。すなわち、 (1)各種充填剤:補強または増量の目的で各種の充填
剤を添加しても良い。すなわち、公知のものとして、微
粉末シリカ、シリカエアロゲル、沈澱シリカ、けいそう
土、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタンなどの金属酸化物、
あるいはこれらの表面をシラン処理したもの、炭酸カル
シウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛などの金属炭酸
塩、アスベスト、ガラスウール、カーボンブラック、微
粉マイカ、溶融シリカ粉末などが例示される。
(2)各種添加剤:ポリエチレングリコール、およびそ
の誘導体などのチクソトロピー付与剤、顔料、染料、老
化防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、酸化アンチモン、
塩化パラフィンなどの難燃剤、窒化ホウ素、炭化アルミ
ニウムなどの熱伝導性改良剤などを添加することは任意
とされるし、これには接着付与剤、アミノ基、エポキシ
基、チオール基などを有する、所謂カーボンファンクシ
ョナルシラン、カルボン酸の金属塩、金属アルコラート
など、従来公知の各種添加剤を混合してもよく、また、
使用時における便宜から、これをトルエン、石油エーテ
ルなどの炭化水素系溶剤、ケトン、エステルなどで希釈
したものであってもよい。
(3)汎用塗料材料 一般に塗料に使用される可塑剤、ダレ止剤、着色顔
料、体質顔料などの成分、および公知の防汚材料、防腐
剤、殺菌剤などを配合することができるのは勿論、塗装
時の粘度調節などの目的で公知の溶剤を加えることがで
きる。
この組成物は選れた防汚塗料のビヒクルとして有用で
あり、シリコーンゴムの撥水性、弾性によるスライム、
貝類、藻類などの汚損性の生物の付着防止効果のみなら
ず、縦んば生物が着性、成長したとしても軟付着にとど
めうることにより、流水あるいは洗浄水、スクレーパー
などの簡易工具を用いて容易にこれを取り除くことがで
きるという特徴を有しており、本発明ではこのような易
除去性も含めたものを付着防止効果と称する。
すなわち本発明においては従来知られているシリコー
ン樹脂成分のみでは撥水性による生物付着防止効果が長
期的には望めないが、特殊な重合方法により得られるシ
リコーン含有ビニル樹脂をベースとする室温硬化型組成
物に撥水剤を配分してなる防汚塗料による塗膜では、塗
膜を構成している成分の中のジオルガノポリシロキサ
ン、シランおよび撥水剤等に基づく疎水性部分とビニル
樹脂に基づく疎水性でない部分とが微小表面において適
度に混在するという相分離構造による不連続相を形成す
るためと推定されるが、生物付着防止効果が極めて顕著
に改善させられることを見出し、発明を完成するに至っ
たものである。
上記のとおり、顕著な生物付着防止効果により本発明
による樹脂組成物をベースとした防汚塗料は例えば原子
力発電所、火力発電所などの海水導入管内部、取水口、
復水器室、スクリーンなど、またLNG、LPGなど液化ガス
気化促進装置内部、海洋や河川、湖沼の水上構造物や船
舶などの飛沫帯、干満帯および没水部の表面への塗布な
ど、広汎な適用が可能であると共に、毒性物質の使用を
必要としないため、魚網、生簀や養殖用プールなど、安
全上毒性物質を使用できない部分の生物付着防止に特に
好適である。
以下、実施例により本発明を説明する。尚、下記にお
いて特にことわりなき限り、部および%は重量による。
構造例1、シリコーン含有アクリル重合体(室温硬化性
組成物)の調製 温度計、撹拌機及び還流冷却器を備えたフラスコにジ
アルコキシ末端ジメチルポリシロキサン(25℃における
粘度700cP)400部およびジ−t−ブチルパーオキサイド
2部を仕込み、撹拌しつつ115〜125℃に昇温し、ついで
n−ブチルアクリレート270部およびスチレン330部の混
合液を3時間かけて滴下し、滴下後115℃〜125℃で5〜
6時間熟成を行い、グラフト化されていない、二相から
なる安定な混合物を得た。この混合物の粘度は25℃にお
いて1,500cPであった。
次に、この二相からなる安定な混合物100重量部に架
橋剤として、メチルトリメトキシシランを8重量部、お
よび硬化触媒としてテトラ−i−プロポキシチタンを0.
5重量部を加え、均一に混合してシリコーン含有アクリ
ル重合体すなわち室温硬化性組成物を調製した。
製造例2、室温硬化性シリコーンゴムの調製 分子鎖両末端が水酸基で封鎖されたジメチルポリシロ
キサン25℃における粘度20,000cP88部に、表面がジメチ
ル基で処理された煙霧質シリカ12部を添加し、均一に混
合し、ベースコンパウンドを製造した。ついで、これに
ビニルトリ(メチルエチルケトオキシム)8部およびテ
トラ−i−プロポキシチタン0.5部を加えて均一に混合
し、室温硬化性シリコーンゴムを調製した。
実施例1〜4 下記の表の配合組成に従って、製造例1によって得た
シリコーン含有アクリル重合体に単独及び同重合体にシ
リコーンオイルを加え、ミキサーにて均一に混合分散
し、それぞれ防汚塗料組成物を調製した。
比較例1〜2 室温硬化性シリコーンゴム単独系の防汚塗料として比
較例1ではX−31−825、比較例2ではKE45TS(何れも
信越化学工業社製、室温硬化性シリコーンゴム)を使用
した。
比較例3 構造例2で得た室温硬化性シリコーンゴム100部に流
動パラフィン(松村石油研究所、MORESCO WHITE P−
350P)10部を加え、ミキサーにて均一に混合分散して防
汚塗料組成物を調製した。
試験片の調製 前記各実施例および比較例において調製した防汚塗料
液をあらかじめミキサーにて十分分散したのち、塩化ビ
ニル板(2×100×300mmサイズ)にその乾燥膜厚が75μ
になるように塗装し、十分乾燥せしめたのち試験片とし
た。
試験方法と評価基準 前記各試験片を岡山県玉野市沖の水深1mに昭和61年12
月より昭和62年12月まで浸漬して、試験片に生物が付着
した面積の%を求め、防汚性能を比較した。その試験結
果を第1表に示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)式 (式中R2はメチル基またはエチル基を表し; R3、R4、R5はメチル基、フェニル基、トリフロロプロピ
    ル基を表し;mは5以上の整数)で示される両末端にジア
    ルコキシ基を有するジオルガノポリシロキサンの存在下
    に、少なくとも1種の重合可能な不飽和基を含むビニル
    系単量体を重合して得られるポリシロキサンとビニル樹
    脂との非グラフト化二相安定混合物と (b)式 R1SiX3 (式中R1はメチル基またはビニル基を表し、Xは−OC
    H3、−OC2H5または を表す) で示されるシラン化合物またはその部分加水分解物、お
    よび (c)硬化触媒 とからなる室温硬化型組成物100重量部に、シリコーン
    オイル、ワセリン、パラフィン、流動パラフィン、ワッ
    クスおよび油脂類からなる群より選ばれる撥水性付与剤
    0〜40重量部を配合してなる防汚塗料組成物。
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