JP6954649B2 - 防汚塗料組成物、該組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物 - Google Patents
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Description
従来使用されていた有機錫含有共重合体の使用禁止以降、毒性が低く環境への負荷が少ないトリオルガノシリル基含有共重合体が開発され、防汚塗料に使用されてきた(特許文献1)。
前記トリオルガノシリルエステル共重合体を用いる場合、長期間に亘り海水中で一定の速度で塗膜溶解するものの、その塗膜溶解速度は全般的に低い傾向がある。船舶が通常運行され一定以上の航行速度である場合には問題はないが、近年の世界経済低迷の影響を受けて船舶の停泊期間が長期化したり、航行速度を落としたりする状況下においては、塗膜溶解速度が低くなりすぎ防汚効果が十分に発揮されないという問題が生じるようになった。
前記問題を解決するために種々の提案がされてきた。例えば、前記トリオルガノシリルエステル含有共重合体の構成モノマーとして親水性が高いモノマーを使用して親水性の高いトリオルガノシリルエステル含有共重合体を含有する防汚塗料(特許文献2〜4)や、ロジン化合物などの溶出助剤を多く含有する防汚塗料などが提案されてきた(特許文献5〜7)。
しかしながら、前記の提案された防汚塗料では、塗膜溶解速度の向上を十分に達成できず、また、過度に親水性を高めることによる弊害として、海水に浸漬後比較的短期間で塗膜溶解が止まってしまったり、クラックなどの塗膜物性の劣化を引き起こしたりという問題があった。
このように、海水中において長期間に亘り、高い塗膜溶解速度を維持し、クラック等の塗膜異常を起こすことなく、安定した防汚性能を維持できるトリオルガノシリルエステル含有共重合体を含む防汚塗料組成物はこれまでになかった。
(式中、R1は、水素原子又はメチル基を示し、R2、R3及びR4は、それぞれ同一又は異なって、炭素数3〜6のα位が分岐したアルキル基若しくはフェニル基を示す)で表わされる(メタ)アクリル酸トリオルガノシリルエステル単量体と、
(b)該(メタ)アクリル酸トリオルガノシリルエステル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体との混合物から得られるトリオルガノシリルエステル含有共重合体、及び
(B)炭素数が1〜4のアルコキシ基及びシロキサン骨格を有するシロキサン化合物(但し、シロキサン骨格中のSi原子数が5〜100)
を含有する防汚塗料組成物が提供される。
本発明の防汚塗料組成物は、上記のトリオルガノシリルエステル含有共重合体(A)及び上記のシロキサン化合物(B)を含有する。
本発明の共重合体(A)は、前記単量体(a)及び前記単量体(b)が共重合してなるものである。
以下、前記単量体(a)、前記単量体(b)、前記共重合体(A)の合成方法等について具体的に説明する。
炭素数3〜6のα位が分岐したアルキル基としては、例えば、イソプロピル基、s−ブチル基、t−ブチル基、1−エチルプロピル基、1−メチルブチル基、1−メチルペンチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチルブチル基、テキシル基等が挙げられる。
特に、本発明では、R2、R3及びR4として特定の基を選択することにより、塗膜異常を起こしにくく、且つ、耐水性に優れた防汚塗膜を形成できる。このような観点から、R2、R3及びR4としては、それぞれ同一又は異なって、イソプロピル基、s−ブチル基、t−ブチル基及びフェニル基であることが好ましく、イソプロピル基であることがより好ましい。
前記単量体(a)としては、例えば、(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリル、(メタ)アクリル酸トリs−ブチルシリル、(メタ)アクリル酸トリフェニルシリル、(メタ)アクリル酸ジイソプロピルs−ブチルシリル、(メタ)アクリル酸ジイソプロピルt−ブチルシリル、(メタ)アクリル酸ジイソプロピルテキシルシリル、(メタ)アクリル酸ジイソプロピルフェニルシリル、(メタ)アクリル酸イソプロピルジs−ブチルシリル、(メタ)アクリル酸イソプロピルジフェニルシリル、(メタ)アクリル酸ジフェニルテキシルシリル、(メタ)アクリル酸t−ブチルジフェニルシリル等が挙げられる。特に、塗膜異常を起こしにくく、且つ、耐水性に優れた防汚塗膜を形成できる点で、(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリル、(メタ)アクリル酸トリs−ブチルシリル及び(メタ)アクリル酸t−ブチルジフェニルシリルが好ましく、(メタ)アクリル酸トリイソプロピルシリルがより好ましい。これらの(メタ)アクリル酸トリオルガノシリルエステル単量体は、それぞれ単独であるいは2種以上を組み合わせて使用される。
単量体(b)は、単量体(a)と共重合可能なエチレン性不飽和単量体であり、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n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−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、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸2−メトキシプロピル、アクリル酸4−メトキシブチル、(メタ)アクリル酸2−エトキエチル、(メタ)アクリル酸エチレングリコールモノメチル、(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)アクリル酸ベンジル、及び(メタ)アクリル酸フェニル等の(メタ)アクリル酸エステル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、(メタ)アクリロニトリル、酢酸ビニル、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ビニル化合物;スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン等の芳香族化合物等が挙げられる。この中でも特に、(メタ)アクリル酸エステルが好ましく、(メタ)クリル酸メチル、 (メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル及びアクリル酸2−メトキシエチルがより好ましい。前記例示の単量体(b)は、前記共重合体(A)のモノマー成分として単独又は二種以上で使用できる。
共重合体(A)は、前記単量体(a)及び前記単量体(b)との混合物を重合させることにより得られる。
前記混合物中における前記単量体(a)の含有量は20〜70質量%程度が好ましく、30〜60重量%程度がより好ましい。前記単量体(a)の含有量が30〜60重量%程度の場合、得られる防汚塗料組成物を用いて形成した塗膜が、安定した塗膜溶解性を示し、長期間、防汚性能を維持できる。
共重合体(A)の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは、10,000〜100,000であり、特に好ましくは、20,000〜70,000である。Mwが10,000〜100,000の場合、塗膜が脆くならず、かつ、塗膜の溶解が適度であるため、所望の防汚効果を有効に発揮できる。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)が挙げられる。
本発明のシロキサン化合物(B)は、炭素数が1〜4のアルコキシ基及びシロキサン骨格を有するシロキサン化合物であり、シロキサン骨格中のSi原子数が5〜100である。シロキサン化合物(B)のSi原子数は、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100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。シロキサン骨格中の各Siには炭素数が1〜4のアルコキシ基が少なくとも1つ結合していることが好ましい。
下記一般式(2):
(式中、R5は、それぞれ同一又は異なって、炭素数が1〜4のアルキル基であり、R6は、それぞれ同一又は異なって、炭素数が1〜6のアルキル基、フェニル基、または炭素数が1〜4のアルコキシ基であり、nは5〜100である)で表される。
R6としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、ヘキシル、シクロヘキシル、フェニル基、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、t−ブトキシ基などを挙げることができ、好ましくは、メチル、エチル、フェニル、メトキシ、エトキシ基である。
オルガノシリケートの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトライソブトキシシランなどの4官能シラン;メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリn−ブトキシシラン、メチルトリイソブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリn−ブトキシシラン、フェニルトリイソブトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン等の3官能シラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジn−ブトキシシラン、ジメチルジイソブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジn−ブトキシシラン、ジフェニルジイソブトキシシラン、ジヘキシルジメトキシシラン、ジヘキシルジエトキシシラン等の2官能シランが挙げられる。これらの4官能、3官能もしくは2官能シランの1種又は2種以上の組合せで使用できる。
防汚薬剤(C)としては、海棲汚損生物に対して殺傷又は忌避作用を有する物質であればよく、特に限定されない。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)、キュプロニッケル、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)等の有機銅化合物、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)、ビス(ジメチルジチオカルバミン酸)亜鉛(一般名:ジラム)、ビス(ジメチルジチオカルバメート)エチレンビス(ジチオカーバメート)二亜鉛(一般名:ポリカーバメート)等の有機亜鉛化合物;ピリジン・トリフェニルボラン、4−イソプロピルピリジル−ジフェニルメチルボラン、4−フェニルピリジル−ジフェニルボラン、トリフェニルボロン−n−オクタデシルアミン、トリフェニル[3−(2−エチルヘキシルオキシ)プロピルアミン]ボロン等の有機ボロン化合物;2,4,6−トリクロロマレイミド、N−(2,6ジエチルフェニル)2,3−ジクロロマレイミド等のマレイミド系化合物;その他、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)、2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル(一般名:クロロタロニル)、Nージクロロフルオロメチルチオ−N',N'−ジメチル−N―p−トリルスルファミド(一般名:トリフルアニド)、Nージクロロメチルチオ−N',N'−ジメチル−N−フェニルスルファミド(一般名:ジクロフルアニド)、2−(4−チアゾリル)ベンズイミダゾ−ル(一般名:チアベンダゾール)、3−(ベンゾ〔b〕チエン−2−イル)−5,6−ジヒドロ−1,4,2−オキサチアジン−4−オキシド(一般名:ベトキサジン)、2−(p−クロロフェニル)−3−シアノー4−ブロモー5−トリフルオロメチル ピロール(一般名:ECONEA 028)等が挙げられる。この中でも特に、ジンクピリチオン、カッパーピリチオン、ピリジン・トリフェニルボラン、4−イソプロピルピリジル−ジフェニルメチルボラン、ベトキサジン、ジネブ、シーナイン211及びイルガロール1051が好ましく、カッパーピリチオン、ジンクピリチオン、ピリジン・トリフェニルボラン及びベトキサジンがより好ましい。
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(C)の含有量は、特に制限されないが、本発明の組成物の固形分中、通常0.1〜75質量%、好ましくは1〜60質量%である。防汚薬剤(C)の含有量が0.1質量%未満の場合、十分な防汚効果が得られないおそれがある。防汚薬剤(C)の含有量が75質量%を超える場合、形成される塗膜が脆弱であり、さらに、被塗膜形成物に対する接着性も弱く、防汚塗膜としての機能を十分に果たせない。
溶出調整剤(D)としては、例えば、ロジン、ロジン誘導体およびこれらの金属塩、モノカルボン酸およびその塩または脂環式炭化水素樹脂等が挙げられる。
前記ロジンとしては、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等を例示できる。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。ロジンの金属塩およびロジン誘導体の金属塩としては、金属化合物とロジンとの反応物を使用でき、ロジンの金属塩としては、例えば、ガムロジン亜鉛(又は銅)塩、ウッドロジン亜鉛(又は銅)塩、トール油ロジン亜鉛(又は銅)塩等が挙げられる。ロジン誘導体の金属塩としては、水添ロジン亜鉛(又は銅)塩、不均化ロジン亜鉛(又は銅)塩、マレイン化ロジン亜鉛(又は銅)塩、ホルミル化ロジン亜鉛(又は銅)塩、重合ロジン亜鉛(又は銅)塩、等が挙げられる。
前記モノカルボン酸としては、例えば、炭素数5〜30程度の脂肪酸、合成脂肪酸、ナフテン酸等が挙げられる。モノカルボン酸の塩としては、銅塩、亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。
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。
本発明の防汚塗料組成物に可塑剤(E)を含有させることにより、前記組成物の可塑性を向上させることができ、その結果、強靱な塗膜を好適に形成できる。
前記可塑剤(E)としては、例えば、トリクレジルフォスフェート、トリオクチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート等の燐酸エステテル類、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステル類、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート等のアジピン酸エステル類、ジブチルセバケート、ジオクチルセバケート等のセバシン酸エステル類、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等のエポキシ化油脂類、メチルビニルエーテル重合体、エチルビニルエーテル重合体等のアルキルビニルエーテル重合体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の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)、流動パラフィン、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。
本発明の組成物中における可塑剤(E)の含有量は、共重合体(A)100質量部に対して通常0.1〜20質量部、好ましくは0.5〜10質量部である。
本発明の防汚塗料組成物に他の樹脂(F)を含有させることにより、本発明の効果を損なうことなく、コストダウンが可能であり、また、樹脂(F)の持つ物性との相乗効果を得ることができる。
他の樹脂(F)としては、例えば(メタ)アクリル樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ゴム樹脂、ビニル樹脂等が挙げられる。
本発明の組成物中における他の樹脂(F)は、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性が損なわれない範囲で含有することができ、その含有量は、共重合体(A)100質量部に対して1〜200質量部、好ましくは20〜100質量部である。
さらに、本発明の防汚塗料組成物には、必要に応じて、顔料、染料、消泡剤、タレ止め剤、分散剤、沈降防止剤、脱水剤、有機溶媒等を、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性が損なわれない範囲で添加することができる。
本発明の防汚塗料組成物は、例えば、シロキシサン化合物(B)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、または、シロキサン化合物(B)以外を含有する混合液を、分散機を用いて混合分散した後、最終工程でシロキサン化合物(B)を添加、混合することにより製造できる。または、塗装直前にシロキシサン化合物(B)を添加、混合することにより製造しても良い。
前記混合液中における前記共重合体(A)及びシロキサン化合物(B)等の含有量は、それぞれ防汚塗料組成物中の共重合体(A)及びシロキサン化合物(B)等の含有量、及び含有割合となるように適宜調整すればよい。
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。また、塗膜を溶解させた後、上記組成物を上塗りすることにより、継続的に防汚効果を発揮することができる。
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。漁業具としては、例えば、養殖用又は定置用の漁網、該漁網に使用される浮き子、ロープ等の漁網付属具等が挙げられる。水中構造物としては、例えば、発電所導水管、橋梁、港湾設備等が挙げられる。
防汚塗膜は、上記防汚塗料組成物を被塗膜形成物の表面(全体又は一部)に塗布することにより形成できる。
塗布方法としては、例えば、ハケ塗り法、スプレー法、ディッピング法、フローコート法、スピンコート法等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上を併用して行ってもよい。
塗布後、乾燥させる。乾燥温度は、室温でよい。乾燥時間は、塗膜の厚み等に応じて適宜設定すればよい。
上記防汚塗料組成物を用いて形成される本発明の防汚塗膜は、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性を発揮し、長期間の安定した表面更新性が維持でき、所望の防汚効果を有効に発揮することができる。また、塗膜の優れたリコート性能を発揮することができるという利点を有する。
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50〜500μm、好ましくは100〜400μmである。
本発明の防汚塗膜は、適度な硬さを有する。すなわち、本発明の防汚塗膜は、コールドフロー等の塗膜異常を起こさない程度の硬さを有する。
本発明の塗装物は、前記防汚塗膜を表面に有する。本発明の塗装物は、前記防汚塗膜を表面の全体に有していてもよく、一部に有していてもよい。
本発明の塗装物は、海水中での適度な塗膜溶解速度と塗膜物性を改善することにより長期間の安定した表面更新性とリコート性に優れる塗膜を備えているため、上記船舶(特に船底)、漁業具、水中構造物等として好適に使用できる。
例えば、船舶の船底表面に上記防汚塗膜を形成した場合、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。
しかも、前記防汚塗膜は、加水分解速度が好適に抑制されている。そのため、該船舶は、防汚性能を長期間維持でき、例えば、停泊中、艤装期間中等の静止状態においても、水棲汚損生物の付着・蓄積がほとんどなく、長期間、防汚効果を発揮できる。
また、長時間経過後においても、表面の防汚塗膜には、基本的にクラックやハガレが生じない。そのため、塗膜を完全に除去した後あらためて塗膜を形成する等の作業を行う必要がない。よって、上記防汚塗膜組成物を直接上塗りすることにより好適に防汚塗膜を形成できる。これにより、簡便にかつ低コストでの継続的な防汚性能の維持が可能になる。
各製造例、比較製造例、実施例及び比較例中の%は質量%を示す。粘度は、25℃での測定値であり、B形粘度計により求めた値である。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(東ソー株式会社製)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、125℃で1時間加熱して求めた値である。
また、表1中の各成分の配合量の単位はgである。
温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えたフラスコに、キシレン200gを仕込み、窒素雰囲気下、85±5℃で攪拌しながら、メタクリル酸トリイソプロピルシリル270g、メタクリル酸メチル120g、アクリル酸2−メトキシエチル20g、アクリル酸n−ブチル20g、メタクリル酸i−ブチル70g、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6gの混合液を2時間かけて滴下した。その後同温度で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1gを1時間毎に3回添加して重合反応を完結した後、キシレン300gを添加し溶解させることにより、トリオルガノシリルエステル含有共重合体溶液A−1を得た。得られた共重合体溶液の粘度は450cps/25℃、加熱残分は49.8%、Mwは51,000であった。
温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えたフラスコに、キシレン170gを仕込み、窒素雰囲気下、85±5℃で攪拌しながら、アタクリル酸トリイソプロピルシリル300g、メタクリル酸メチル130g、メクリル酸2−メトキシエチル20g、アクリル酸n−ブチル20g、メタクリル酸i−ブチル30g、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4gの混合液を2時間かけて滴下した。その後同温度で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1gを1時間毎に3回添加して重合反応を完結した後、キシレン330gを添加し溶解させることにより、トリオルガノシリルエステル含有共重合体溶液A−2を得た。得られた共重合体溶液の粘度は490cps/25℃、加熱残分は50.5%、Mwは49,500であった。
温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えたフラスコに、キシレン200gを仕込み、窒素雰囲気下、85±5℃で攪拌しながら、メタクリル酸トリイソプロピルシリル270g、メタクリル酸メチル160g、アクリル酸n−ブチル20g、メタクリル酸n−ブチル50g、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6gの混合液を2時間かけて滴下した。その後同温度で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1gを1時間毎に3回添加して重合反応を完結した後、キシレン300gを添加し溶解させることにより、トリオルガノシリルエステル含有共重合体溶液A−3を得た。得られた共重合体溶液の粘度は440cps/25℃、加熱残分は50.3%、Mwは50,500であった。
温度計、還流冷却器、撹拌機及び滴下ロートを備えたフラスコに、キシレン350gを仕込み、窒素雰囲気下、85±5℃で攪拌しながら、メタクリル酸トリイソプロピルシリル100g、メタクリル酸メチル75g、アクリル酸2−メトキシエチル50g、アクリル酸n−ブチル100g、メタクリル酸i−ブチル100g、メクリル酸2−メトキシエチル75g、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5gの混合液を2時間かけて滴下した。その後同温度で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1gを1時間毎に3回添加して重合反応を完結した後、キシレン150gを添加し溶解させることにより、トリオルガノシリルエステル含有共重合体溶液A−4を得た。得られた共重合体溶液の粘度は380cps/25℃、加熱残分は49.5%、Mwは48,000であった。
表1に示す成分を表1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1中の各成分の詳細は以下の通りである。
ガムロジン溶液:中国産ガムロジン(WW)の固形分約60%キシレン溶液
亜酸化銅:商品名「NC−301」(日進ケムコ(株)製)
銅ピリチオン:商品名「カッパーオマジン」(アーチケミカル(株)製)
ベンガラ:商品名「TODA COLOR EP−13D」(戸田ピグメント(株)製)
タルク:商品名「クラウンタルク3S」(松村産業(株)製)
酸化亜鉛:商品名「酸化亜鉛2種」(正同化学(株)製)
酸化チタン:商品名「FR−41」(古河機械金属(株)製)
脂肪酸アマイド系揺変剤:商品名「ディスパロンA603−20X」(楠本化成(株)製)
シロキサン化合物(B):
商品名「エチルシリケート40」(コルコート(株)製)
商品名「エチルシリケート48」(コルコート(株)製)
商品名「MKCシリケートMS56」(三菱化学(株))
テトラエトキシシラン:キシダ化学(株)製、特級試薬
テトラメトキシシラン:キシダ化学(株)製、特級試薬
メチルシリケート51(四量体):コルコート(株)製
温度系、還流冷却器及び攪拌機を備えた1Lのフラスコに、中国産ガムロジン(WW)240gとキシレン240gをフラスコに入れ、更に、前記ガム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、固形分約60%)を得た。得られたキシレン溶液の加熱残分は、60.6%であった。
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(75×150×0.5mm)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1〜6及び比較例1〜7で得られた塗料組成物を、それぞれ前記防錆塗膜の上に、乾燥後の厚みが約300μmとなるよう塗布した。得られた塗布物を40℃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。
作製した試験板のうちの一枚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、一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3ヶ月毎の残存膜厚をレーザーフォーカス変位計で測定し、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。なお、前記測定は24ヶ月間行われ、前記塗膜溶解量を6ヶ月経過ごとに算出した。
また、ロータリー試験終了後(24ヶ月後)の試験板を乾燥後、各塗膜表面を肉眼観察し、塗膜の状態を評価した。
評価は以下の方法で行った。
◎:全く異常のない場合
○:僅かにヘアークラックが見られるもの
△:塗膜全面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などの塗膜に異常が見られるもの
実施例1〜6及び比較例1〜7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200μm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200μm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
表1から、本発明の塗料組成物(実施例1〜6)を用いて形成された塗膜は、比較例1〜7の塗料組成物を用いて形成された塗膜より、海水中での溶解量が、いずれの期間においても高く維持され、ロータリー試験終了後(24ヶ月後)の乾燥塗膜の状態は、大きなクラックを生じることなく概ね良好であり、防汚試験においても、貝類や藻類などの汚損生物の付着がなく、かつスライムの付着も殆どないことがわかる。
一方、比較例1〜7の塗料組成物中を用いて形成された塗膜は、海水中での溶解量が全体的に低かったり、後半以降、溶解量が無くなっていくものもあり、結果的に塗膜にクラックが生じたり防汚試験では、長期に渡って汚損生物の付着を防止することができないものもあり、各性能のバランスがとれない。
Claims (3)
- (A)(a)一般式(1):
(b)該(メタ)アクリル酸トリオルガノシリルエステル単量体と共重合可能なエチレン性不飽和単量体との混合物から得られるトリオルガノシリルエステル含有共重合体、及び
(B)シロキサン骨格を有し、且つ前記シロキサン骨格中のSi原子に炭素数が1〜4のアルコキシ基が結合しているシロキサン化合物(但し、シロキサン骨格中のSi原子数が5〜100)
を含有する防汚塗料組成物。 - 請求項1又は請求項2記載の防汚塗料組成物を用いて形成される防汚塗膜を表面に有する塗装物。
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