JP7440642B2 - エポキシ樹脂系防食塗料組成物、防食塗膜、積層防汚塗膜、防汚基材および防汚基材の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明者が検討したところ、従来、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性に優れる防食塗膜も存在はしていたが、このようなロジン高含有防汚塗膜に対する付着性に優れる防食塗膜は、防食性の点で改良の余地があった。
なお、本明細書では、数値範囲を示す「A~B」は、A以上B以下を示す。
[3] 前記アルキド系樹脂(B)の含有量が、前記エポキシ系樹脂(A)の固形分100質量部に対し、1~80質量部である、[1]または[2]に記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。
[6] 固形分の容積率(ボリュームソリッド)が60~80容量%である、[1]~[5]のいずれかに記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。
[9] 前記防汚塗膜が加水分解型防汚塗膜である、[8]に記載の積層防汚塗膜。
[10] 前記防汚塗膜がロジン類を含有する、[8]または[9]に記載の積層防汚塗膜。
[12] 前記基材が、船舶、水中構造物および漁具からなる群より選択される少なくとも一つである、[11]に記載の防汚基材。
また、本発明の一実施形態によれば、下塗り塗膜を形成してから、防汚塗料を塗装するまでの塗装間隔(インターバル)が長い場合であっても、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性(以下「インターバル付着性」ともいう。)に優れる防食塗膜を形成することができる。
このため、本発明の一実施形態に係るエポキシ樹脂系防食塗料組成物は、基材、防食塗膜、および、防汚塗膜、特にロジン類を含有する防汚塗膜をこの順で含む積層防汚塗膜の形成に好適に用いることができる。
一方、本発明の一実施形態によれば、ハイソリッド化と防汚塗膜との付着性との両立が可能であり、ハイソリッドな防食塗料であっても、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性に優れる防食塗膜を形成することができる。
本発明の一実施形態に係るエポキシ樹脂系防食塗料組成物(以下「本組成物」ともいう。)は、エポキシ系樹脂(A)、アルキド系樹脂(B)およびアミン系硬化剤(C)を含有する。
本発明者が鋭意検討したところ、エポキシ-アミン系防食塗料組成物に、アルキド系樹脂(B)を用いることにより、ハイソリッドでありながら、防食性、および、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性にバランスよく優れる防食塗膜を形成することができることを見出した。
本組成物は、ロジン高含有防汚塗膜の被塗物への付着用バインダーとして適している。つまり、積層防汚塗膜を形成する際の被塗物とロジン高含有防汚塗膜との間に、該防汚塗膜に接して設けられる塗膜を形成するための組成物として好適に用いられる。該被塗物の好適例としては、ショッププライマー塗膜が形成された基材や、基材側から、ショッププライマー塗膜、下記その他プライマー塗膜がこの順で形成された基材が挙げられる。
固形分の容積率が前記範囲にあると、エアースプレー、エアレススプレー、刷毛塗りなどの塗装に好適な塗料組成物を容易に得ることができる。また、一般的に、塗料組成物の固形分の容積率が60容量%以上であれば、ハイソリッド型塗料組成物であるといえる。また、固形分の容積率が前記特に好ましい範囲にある組成物を用いることで、一回の塗装で形成できる膜厚を厚くでき、一定以上の膜厚が必要である防食性に優れる防食塗膜を形成する際の塗装回数を減らすことができる。
本明細書における「本組成物の固形分の容積率(ボリュームソリッド)」は、ISO3233:1998に準拠し、該組成物の体積、および該組成物の固形分の体積から算出した。
前記本組成物中の固形分の体積は、本組成物の固形分の質量および真密度から算出することができる。前記固形分の質量および真密度は、測定値でも、用いる原料から算出した値でも構わない。
これら主剤成分および硬化剤成分等は、通常、それぞれ別個の容器にて保存、貯蔵、運搬等され、使用直前に混合して用いられる。
エポキシ系樹脂(A)としては特に制限されないが、例えば、1分子内に2個以上のエポキシ基を含むポリマーまたはオリゴマー、そのエポキシ基の一部の開環反応によって生成するポリマーまたはオリゴマーが挙げられる。
エポキシ系樹脂(A)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
該Mwは、下記実施例に記載の条件またはこれと同等の条件で測定できる。
エポキシ系樹脂(A)としては、エポキシ当量が150~700であるビスフェノールA型エポキシ樹脂が好ましい。
なお、エポキシ系樹脂(A)として、2種以上のエポキシ樹脂を用いる場合の前記エポキシ系樹脂(A)の重量平均分子量およびエポキシ当量は、2種以上のエポキシ樹脂全体としての重量平均分子量およびエポキシ当量である。
常温で半固形状のものとしては、例えば、「jER 834-X90」(三菱ケミカル(株)製、固形分エポキシ当量:230~270、キシレンカット品、固形分:90質量%)、「E-834-85X(T)」(大竹明新化学(株)製、固形分エポキシ当量:約230~270、キシレンカット品、固形分:85質量%)が挙げられ、
常温で固形状のものとして、例えば、「jER 1001-X75」(三菱ケミカル(株)製、固形分エポキシ当量:450~500、キシレンカット品、固形分:75質量%)、「E-001-75X」(大竹明新化学(株)製、固形分エポキシ当量:約450~500、キシレンカット品、固形分:75質量%)が挙げられる。
アルキド系樹脂(B)としては特に制限されないが、具体的には、アルキド樹脂(b1)およびアルキド変性アクリル樹脂(b2)から選ばれる少なくとも1種の樹脂が好ましい。これらの中でも、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性により優れる塗膜を容易に形成することができる等の点から、アルキド系樹脂(B)は、アルキド変性アクリル樹脂(b2)を含むことが好ましい。
アルキド系樹脂(B)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
る。
また、アルキド系樹脂(B)がアルキド変性アクリル樹脂(b2)である場合、本組成物中のアルキド成分の含有量のさらに好ましい範囲は、エポキシ系樹脂(A)100質量部に対し、4~48質量部である。
アルキド成分の含有量が前記範囲を下回ると、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性が低下する場合があり、アルキド成分の含有量が前記範囲を上回ると、防食性が低下する場合がある。
例えば、本組成物が、固形分がX質量%であるアルキド樹脂(b1)αgと、固形分がY質量%であり、アルキド変性量がy質量%であるアルキド変性アクリル樹脂(b2)βgとを含む場合、前記アルキド成分量は、α×(X/100)+β×(Y/100)×(y/100)である。
アルキド系樹脂(B)の含有量が前記範囲にあると、防食性、および、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性にバランスよく優れる防食塗膜を容易に形成することができる。
アルキド樹脂(b1)は、従来公知の樹脂が挙げられ、従来公知の方法で得ることができるが、(半)乾性油または(半)乾性油脂肪酸と、酸成分と、多価アルコール成分とを重縮合させて得られる樹脂であることが好ましい。
アルキド樹脂(b1)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
該Mwは、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定できる。
アルキド樹脂(b1)の酸価は、耐水性とロジン高含有防汚塗膜に対する付着性とにバランスよく優れる防食塗膜を容易に形成することができる等の点から、好ましくは0.5mgKOH/g以上、より好ましくは1mgKOH/g以上であり、好ましくは10mgKOH/g以下、より好ましくは9mgKOH/g以下である。
該酸価は、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定できる。
アルキド変性アクリル樹脂(b2)は、アクリル樹脂の一部がアルキド変性(アルキド樹脂で変性)された樹脂であり、好ましくは、アルキド樹脂(b2-1)と(メタ)アクリル化合物(b2-2)を含む不飽和モノマーとを用いて合成することができる。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリルおよび/またはメタクリルのことを意味する。同様の表現(例:(メタ)アクリレート)は同様の意味を有する。なお、本明細書において、(メタ)アクリル樹脂を、単に「アクリル樹脂」ともいう。つまり、アルキド変性アクリル樹脂(b2)は、アルキド変性アクリル樹脂および/またはアルキド変性メタクリル樹脂のことである。
アルキド変性アクリル樹脂(b2)は、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
前記(メタ)アクリル化合物(b2-2)は、単独でまたは2種以上を使用することができる。
該Mwは、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定できる。
該酸価は、具体的には、下記実施例に記載の方法で測定できる。
前記アミン系硬化剤(C)としては、特に制限されず、脂肪族アミン系硬化剤、脂環族アミン系硬化剤、芳香族アミン系硬化剤、芳香脂肪族アミン系硬化剤、複素環アミン系硬化剤等が挙げられる。
また、前記アミン系硬化剤(C)としては、これら以外のその他のアミン系硬化剤であってもよく、該その他のアミン系硬化剤としては、例えば、特公昭49-48480号公報に記載のアミン類(アミン化合物)、ポリエーテルジアミンが挙げられる。
前記アミン系硬化剤(C)は1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
また、特にインターバル付着性が良好な防食塗膜を容易に形成することができる等の点からは、ポリオキシアルキレンポリアミンを含むことが望ましい。
本組成物は、前記(A)~(C)の他に、必要に応じて、反応性希釈剤、顔料、硬化促進剤、付着強化剤、可塑剤、溶剤、タレ止めまたは沈降防止剤、脱水剤(安定剤)、その他の塗膜形成成分(例:分散剤、消泡剤、レべリング剤)等のその他の成分を、本発明の目的を損なわない範囲で含有してもよい。
前記その他の成分はそれぞれ、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。
なお、ロジン類としては、下記防汚塗料組成物の欄に記載のロジン類と同様の化合物等が挙げられる。
本組成物は、反応性希釈剤を含んでいてもよい。
反応性希釈剤としては、エポキシ基を含有する応性希釈剤であることが好ましい。該エポキシ基含有反応性希釈剤としては、25℃における粘度が500mPa・s以下のエポキシ化合物であれば特に制限されず、単官能型であっても、多官能型であってもよい。
前記顔料としては、例えば、体質顔料、着色顔料、防錆顔料が挙げられる。
体質顔料としては、具体的には、硫酸バリウム、カリ長石、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、ガラスフレーク、ステアリン酸アルミ等が挙げられる。
着色顔料としては、具体的には、チタン白(酸化チタン)、弁柄、黄色弁柄、カーボンブラック等が挙げられる。
防錆顔料としては、アルミペースト、ジンククロメート、リン酸亜鉛等が挙げられる。
前記顔料としては、塗膜物性や防食性に優れる防食塗膜を容易に形成することができる等の点から、鱗片状であるマイカやアルミペースト等を添加してもよい。
本組成物が着色顔料を含む場合、本組成物中の着色顔料の含有量は、本組成物の固形分100質量%に対し、好ましくは0.1~50質量%である。
本組成物が防錆顔料を含む場合、本組成物中の防錆顔料の含有量は、本組成物の固形分100質量%に対し、好ましくは0.1~50質量%である。
前記硬化促進剤としては、例えば、3級アミン類、重合性(メタ)アクリレートモノマーが挙げられる。
該3級アミンの具体例としては、トリエタノールアミン、ジアルキルアミノエタノール、トリエチレンジアミン(1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン)、2,4,6-トリス(ジメチルアミノメチル)フェノールが挙げられ、市販品としては「Ancamine K-54」(Evonik社製、2,4,6-トリ(ジメチルアミノメチル)フェノール)などが挙げられる。
前記付着強化剤としては、例えば、有機酸類、キレート化剤、シランカップリング剤が挙げられ、中でも貯蔵安定性に優れる組成物を容易に得ることができる等の点から、シランカップリング剤が好ましい。
付着強化剤の含有量が前記範囲にあると、基材に対する密着性などの防食塗膜の性能が向上し、本組成物の粘度を下げることができるため、塗装作業性が向上する。
前記タレ止めまたは沈降防止剤(揺変剤)としては、Al、Ca、Znのステアレート塩、レシチン塩、アルキルスルホン酸塩などの有機粘土系ワックス、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、ポリアマイドワックス、水添ヒマシ油ワックス等の有機系ワックス、合成微粉シリカ等、従来公知のものを使用できるが、中でも、アマイドワックス、合成微粉シリカ、酸化ポリエチレン系ワックスおよび有機粘土系ワックスが好ましい。
本組成物は、気泡の発生を抑制し、得られる防食塗膜の外観を良好にすることができる等の点から、消泡剤を含むことが好ましい。
前記消泡剤としては、例えば、ポリマー系、アクリル系、シリコーン系、ミネラルオイル系、オレフィン系などの従来公知の各種消泡剤を使用することができるが、中でも、ポリマー系やオレフィン系の消泡剤が好ましい。
前記溶剤としては、例えば、キシレン、トルエン、メチルイソブチルケトン、メトキシプロパノール、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、n-ブタノール、イソブタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ベンジルアルコールが挙げられる。
本組成物が溶剤を含む場合、本組成物中の溶剤の含有量は、本組成物の固形分の容積率が前記範囲となるような量であることが好ましい。
本発明の一実施形態に係る防食塗膜(以下「本防食塗膜」ともいう。)は、本組成物より形成される塗膜であれば特に制限されない。
本防食塗膜は、基材に本組成物を塗装した後、該塗装された本組成物を乾燥させること、好ましくは該塗装された本組成物を乾燥、硬化させる方法で形成することが好ましい。この方法は、基材の防食方法ともいえる。
前記基材の材質としては、鉄鋼(例:鉄、鋼、合金鉄、炭素鋼、合金鋼)、非鉄金属(例:亜鉛、アルミニウム、ステンレス)、FRP、塩化ビニルなどが挙げられる。
これらの中でも、ショッププライマー塗膜が形成された基材や、基材側から、ショッププライマー塗膜およびその他プライマー塗膜がこの順で形成された基材に本組成物を塗装することが好ましい。
このような膜厚の防食塗膜を形成する際は、1回の塗装(1回塗り)で所望膜厚の塗膜を形成してもよいし、2回以上の塗装(2回以上塗り)で所望の膜厚の塗膜を形成してもよい。防食性に優れる防食塗膜を作業性よく形成することができる等の点から、2回塗りで前記範囲の厚みの防食塗膜を形成することが好ましい。
なお、2回の塗装(2回塗り)とは、本組成物を塗装し、乾燥・硬化させた後、得られた塗膜上に、本組成物を塗装し、乾燥・硬化させる工程を含む方法のことをいう。
本発明の一実施形態に係る積層防汚塗膜および防汚基材は、本防食塗膜および防汚塗膜をこの順で含めば特に制限されないが、本発明の効果がより発揮される等の点から、本防食塗膜と防汚塗膜とは接していることが好ましい。
前記積層防汚塗膜は、基材上に形成された本防食塗膜上に防汚塗料組成物を塗装した後、該塗装された防汚塗料組成物を乾燥させること、好ましくは該塗装された防汚塗料組成物を乾燥、硬化させる方法で形成することが好ましい。この方法は、防汚基材の製造方法や、基材の防汚方法ともいえる。
前記積層防汚塗膜は、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基材へ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)に優れる。
また、防汚塗料組成物を塗装する方法や該組成物を乾燥、硬化させる方法も、前述した本組成物を塗装する方法や該組成物を乾燥、硬化させる方法と同様の方法が挙げられる。
前記防汚塗料組成物としては、従来公知の防汚塗料組成物を用いることができるが、本発明の効果がより発揮される等の点から、加水分解型防汚塗料組成物が好ましい。
該加水分解型防汚塗料組成物としては、加水分解型樹脂を含めば特に制限されず、必要に応じて、その他のバインダー樹脂、ロジン類、モノカルボン酸化合物、銅または銅化合物、有機防汚剤、顔料、脱水剤、可塑剤、顔料分散剤、タレ止めまたは沈降防止剤、および、溶剤等の添加剤をさらに含有していてもよい。
該加水分解型防汚塗料組成物は、通常、銅または銅化合物、および/または有機防汚剤を含んでおり、これら防汚剤の溶出を促進させることができ、防汚塗膜の消耗持続性を向上させることができる等の点から、また、本発明の効果がより発揮される等の点から、ロジン類を含有することが好ましい。
前記加水分解型樹脂としては特に制限されず、従来公知の加水分解型樹脂を用いることができるが、長期防汚性、長期塗膜物性に優れる防汚塗膜を容易に形成することができる等の点から、好適例としては、
アクリル樹脂またはポリエステル樹脂であって、下記式(I)で表される側鎖末端基を有する金属塩含有共重合体、
下記式(II)で表される単量体から誘導される構成単位と、該単量体と共重合し得る他の不飽和単量体から誘導される構成単位とを含む金属塩含有共重合体、
下記式(III)で表される少なくとも1種の単量体から誘導される構成単位と、前記単量体と共重合し得る他の不飽和単量体から誘導される構成単位とを含むシリルエステル含有共重合体
が挙げられる。
前記防汚塗料組成物に含まれる加水分解型樹脂は、1種でもよく、2種以上でもよい。
[式(I)中のMは亜鉛または銅を示し、R1は有機基を示す。]
[式(II)中のMは亜鉛または銅を示し、R2は独立に、水素原子またはメチル基を示す。]
[式(III)中のR4は水素原子またはメチル基を示し、R5、R6およびR7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価の有機基を示し、R3は水素原子またはR8-O-CO-(但し、R8は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SiR9R10R11で表されるシリル基を示し、R9、R10およびR11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価の有機基を示す。)を示す。]
前記防汚塗料組成物には、塗膜形成用樹脂として、加水分解型樹脂以外のその他のバインダー樹脂を含有してもよい。
防汚塗料組成物に含まれ得るその他のバインダー樹脂は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジン、トールロジン等のロジン、および水添ロジン、不均化ロジン等のロジン誘導体、ならびにそれらのエステル類および金属塩などが挙げられる。ロジンは松科の植物の樹液である松脂を蒸留した後に残る残留物で、ロジン酸(アビエチン酸、パラストリン酸、イソピマール酸等)を主成分とする天然樹脂である。
防汚塗料組成物に含まれ得るロジン類は、1種でもよく、2種以上でもよい。
含有質量比がこのような範囲にあると、防汚塗膜における研掃性(塗膜消耗性)をより高める効果があり、防汚性(特に静置防汚性)をより向上できる。
本発明の一実施形態によれば、ロジン高含有防汚塗膜に対する付着性に優れる防食塗膜を形成することができるため、本発明の効果がより発揮される等の点から、ロジン類の含有量が多い防汚塗料組成物を用いることが好ましいが、当然に、ロジン類の含有量が少ない防汚塗料組成物も用いることができる。つまり、本発明の一実施形態によれば、ロジン類の含有量が前記範囲にある(ロジン類の含有量が比較的低含有量~高含有量である)、幅広いロジン類含有量の防汚塗料組成物を用いることができる。
なお、塗膜形成用樹脂としては、前記加水分解型樹脂およびその他のバインダー樹脂が挙げられる。
前記モノカルボン酸化合物としては、例えば、脂肪族または脂環式のモノカルボン酸、これらのモノカルボン酸誘導体またはこれらの金属塩が挙げられる。モノカルボン酸化合物の具体例としては、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、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、サリチル酸、およびこれらの金属塩が挙げられる。
防汚塗料組成物に含まれ得るモノカルボン酸化合物は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記銅または銅化合物(ただし、銅ピリチオンを除く)としては、有機系または無機系の何れの銅化合物であってもよく、例えば、粉末状の銅(銅粉)、亜酸化銅、チオシアン酸銅、キュプロニッケルが挙げられる。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る銅または銅化合物は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記有機防汚剤としては、例えば、銅ピリチオン、ジンクピリチオン等の金属ピリチオン類、4,5-ジクロロ-2-n-オクチル-4-イソチアゾリン-3-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(別名:トラロピリル)、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、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、2,4,5,6-テトラクロロイソフタロニトリル、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、(+/-)-4-[1-(2,3-ジメチルフェニル)エチル]-1H-イミダゾール(別名:メデトミジン)、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、2,3-ジクロロ-N-(2'-エチル-6'-メチルフェニル)マレイミドが挙げられる。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る有機防汚剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記防汚塗料組成物は、防汚塗膜への着色や下地の隠ぺいを目的として、また防汚塗膜を適度な強度に調整することを目的として、顔料を含有してもよい。
該顔料としては、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、硫酸カルシウム、硫化亜鉛等の体質顔料や、弁柄、チタン白(酸化チタン)、黄色弁柄、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着色顔料が挙げられ、中でもタルクおよび酸化亜鉛が好ましい。なお、炭酸カルシウムおよびホワイトカーボンは、それぞれ後述する沈降防止剤としても使用される。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る顔料は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記脱水剤としては、従来公知の、合成ゼオライト、無水石膏、半水石膏、オルト蟻酸アルキルエステル類、テトラエトキシシランなどを用いることができる。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る脱水剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記可塑剤としては、塩化パラフィン(塩素化パラフィン)、TCP(トリクレジルホスフェート)、ポリビニルエチルエーテル、ジアルキルフタレート等が挙げられ、塗膜耐水性(機械的特性)、塗膜加水分解性(消耗性)に優れる防汚塗膜を容易に形成することができる等の点からは、これらの中でも、塩化パラフィン(塩素化パラフィン)、ポリビニルエチルエーテルが好ましい。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る可塑剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記顔料分散剤としては、公知の有機系または無機系の各種顔料分散剤が挙げられ、例えば、脂肪族アミンまたは有機酸類(例:「レオミックスTDO」(ライオン・スペシャリティ・ケミカル(株)製)、「Disperbyk-101」(ビックケミー・ジャパン(株)製))が挙げられる。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る顔料分散剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
前記防汚塗料組成物は、該組成物の粘度を調整することを目的として、タレ止めまたは沈降防止剤(揺変剤)を含有してもよい。
前記防汚塗料組成物に含まれ得るタレ止めまたは沈降防止剤は、1種でもよく、2種以上でもよく、前述の防食塗料の欄で例示したタレ止めまたは沈降防止剤と同様のタレ止めまたは沈降防止剤を使用することができる。
前記防汚塗料組成物は、分散性を向上させたり、該組成物の粘度を調整したりするために、必要に応じて、水または有機溶剤等の溶剤を含んでいてもよい。本防食塗膜への付着性をより高める等の点からは、溶剤としては有機溶剤、具体的には本防食塗膜をその表面付近において軟化させることのできる有機溶剤が好ましい。
前記防汚塗料組成物に含まれ得る溶剤は、1種でもよく、2種以上でもよい。
重量平均分子量(Mw)は、GPC法により、装置(東ソー(株)製、HLC-8220GPC)、カラム(SuperH2000+SuperH4000(東ソー(株)製、内径6mm/長さ各15cm))、カラム温度(40℃)、溶離液(テトラヒドロフラン)、流速(0.50mL/min.)、検出器(RI)、標準物質(ポリスチレン)の条件にて測定した。
下記製造例で調製した樹脂溶液を108℃の熱風乾燥機中で3時間乾燥した後の加熱残分を計測し、以下の式から樹脂溶液中の不揮発分を算出した。
不揮発分(質量%)=(前記加熱残分の質量/加熱前の樹脂溶液の質量)×100(%)
コニカルビーカーに樹脂1~5gを正確に秤量し、トルエン/エタノール=7/3(体積比)混合溶液を30~50ml加えて該樹脂を溶かし、指示薬としてフェノールフタレイン-エタノール溶液を2滴加え、N/10水酸化カリウム-エタノール溶液で滴定した。液の赤みが30秒間消えなくなったときを滴定の終点とし、酸価を次式によって計算した。
酸価=(B×f×5.61)/S
[B:水酸化カリウム-エタノール溶液の使用量(ml)、f:水酸化カリウム-エタノール溶液のファクター、S:樹脂の質量(g)]
反応器内に、大豆油脂肪酸41.50質量部と、無水フタル酸30.80質量部と、グリセリン10.90質量部と、ペンタエリスリトール13.20質量部と、安息香酸3.60質量部と、還流溶剤としてキシレン5.00質量部とを仕込んだ。窒素気流下で、得られた混合液を220℃まで昇温し、3時間保温した後冷却し、その後キシレン71.10質量部を加えてアルキド樹脂溶液1を調製した。アルキド樹脂溶液1中のアルキド樹脂のMwは16,000であった。また、アルキド樹脂溶液1の不揮発分は55.0質量%であり、該溶液1中のアルキド樹脂の酸価は7.3mgKOH/gであった。
反応器内に、二号大豆油57.50質量部と、ナフテン酸リチウム0.03質量部と、グリセリン4.80質量部とを仕込み、窒素気流下で得られた混合液を150℃まで昇温して、そこにペンタエリスリトール9.80質量部を投入した。260℃まで昇温して4時間保持した後に200℃まで降温した。その後、無水フタル酸27.50質量部と、無水マレイン酸0.40質量部と、還流溶剤としてキシレン4.83質量部とを投入した。次いで、220℃まで昇温し、5時間保温した後冷却し、その後ターペン59.55質量部を加えてアルキド樹脂溶液2を調製した。アルキド樹脂溶液2中のアルキド樹脂のMwは64,000であった。また、アルキド樹脂溶液2の不揮発分は60.0質量%であり、該溶液2中のアルキド樹脂の酸価は7.0mgKOH/gであった。
反応器内に、前記製造例1で得られたアルキド樹脂溶液1を18.18質量部(溶液中のアルキド樹脂10質量部)と、溶剤としてキシレン41.82質量部とを仕込み、混合液を得た。窒素気流下で、前記混合液を125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:36.0質量部、メタクリル酸メチル(MMA):17.5質量部、n-ブチルアクリレート(BA):35.5質量部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)90質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.50質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン35.13質量部を加えてアルキド変性アクリル樹脂溶液1を調製した。
調製した溶液1中のアルキド変性アクリル樹脂の酸価は4.4mgKOH/gであった。
反応器内に、前記製造例1で得られたアルキド樹脂溶液1を36.36質量部(溶液中のアルキド樹脂20質量部)と、溶剤としてキシレン33.64質量部とを仕込み、混合液を得た。窒素気流下で、前記混合液を125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:36.0質量部、メタクリル酸メチル(MMA):11.5質量部、n-ブチルアクリレート(BA):31.5質量部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)80質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.50質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン35.13質量部を加えてアルキド変性アクリル樹脂溶液2を調製した。
調製した溶液2中のアルキド変性アクリル樹脂の酸価は5.1mgKOH/gであった。
反応器内に、前記製造例1で得られたアルキド樹脂溶液1を54.54質量部(溶液中のアルキド樹脂30質量部)と、溶剤としてキシレン25.46質量部とを仕込み、混合液を得た。窒素気流下で、前記混合液を125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:31.0質量部、メタクリル酸メチル(MMA):10.5質量部、n-ブチルアクリレート(BA):27.5質量部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)70質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.40質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン35.04質量部を加えてアルキド変性アクリル樹脂溶液3を調製した。
調製した溶液3中のアルキド変性アクリル樹脂の酸価は6.1mgKOH/gであった。
反応器内に、前記製造例1で得られたアルキド樹脂溶液1を72.73(溶液中のアルキド樹脂40質量部)質量部と、溶剤としてキシレン17.27質量部とを仕込み、混合液を得た。窒素気流下で、前記混合液を125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:27.0質量部、メタクリル酸メチル(MMA):8.2質量部、n-ブチルアクリレート(BA):23.8質量部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)60質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.20質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン34.83質量部を加えてアルキド変性アクリル樹脂溶液4を調製した。
調製した溶液4中のアルキド変性アクリル樹脂の酸価は6.7mgKOH/gであった。
反応器内に、前記製造例1で得られたアルキド樹脂溶液1を90.91質量部(溶液中のアルキド樹脂50質量部)と、溶剤としてキシレン9.10質量部とを仕込み、混合液を得た。窒素気流下で、前記混合液を125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:22.2質量部、メタクリル酸メチル(MMA):7.0質量部、n-ブチルアクリレート(BA):19.8質量部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)50質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.00質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン34.62質量部を加えてアルキド変性アクリル樹脂溶液5を調製した。
調製した溶液5中のアルキド変性アクリル樹脂の酸価は7.6mgKOH/gであった。
反応器内に、前記製造例1で得られたアルキド樹脂溶液1を36.36質量部(溶液中のアルキド樹脂20質量部)と、溶剤としてキシレン33.64質量部とを仕込み、混合液を得た。窒素気流下で、前記混合液を125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:36.0質量部、メタクリル酸メチル(MMA):11.4質量部、n-ブチルアクリレート(BA):31.5質量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(2-HEMA):0.1部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)80質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.50質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン35.13質量部を加えてアルキド変性アクリル樹脂溶液6を調製した。
調製した溶液6中のアルキド変性アクリル樹脂の酸価は5.1mgKOH/gであった。
反応器内に、溶剤としてキシレン50.00質量部を仕込み、窒素気流下で125℃まで昇温させた後、モノマー成分の混合液(スチレン:36.0質量部、メタクリル酸メチル(MMA):23.5質量部、n-ブチルアクリレート(BA):39.5質量部、および、メタクリル酸(MAA):1.0質量部)100質量部と、開始剤(t-ブチルパーオキシベンゾエート)1.50質量部と、キシレン16.67質量部との混合液を、125℃を維持しながら3時間かけて滴下した。滴下後、同温度(125℃)で1時間保温し、次いで、t-ブチルパーオキシベンゾエート0.3質量部を加えた。2時間保温した後、冷却し、不揮発分が50質量%になるようにキシレン35.13質量部を加えてアクリル樹脂溶液を調製した。
調製した溶液中のアクリル樹脂の酸価は3.7mgKOH/gであった。
攪拌機、還流冷却器、温度計、窒素導入管および滴下ロートを備えた反応容器に、キシレン67質量部を仕込み、窒素雰囲気下で、キシレンを攪拌機で攪拌しながら、常圧下で、反応容器内のキシレンの温度が85℃になるまで加熱した。反応容器内のキシレンの温度を85℃に維持しながら、TIPSMA(トリイソプロピルシリルメタクリレート)50質量部、MEMA(2-メトキシエチルメタクリレート)30質量部、MMA(メチルメタクリレート)10質量部、BA(ブチルアクリレート)10質量部、および、AMBN(2,2'-アゾビス-(2-メチルブチロニトリル))1質量部からなるモノマー混合物を、滴下ロートを用いて2時間かけて反応容器内に添加した。
次いで、反応容器内に、さらにt-ブチルパーオキシオクトエート0.5質量部を加え、常圧下にて、反応容器内の液温を85℃に保持しながら、2時間攪拌機で攪拌を続けた。そして、反応容器内の液温を85℃から110℃に上げて1時間加熱した後、反応容器内にキシレン14質量部を加えて、反応容器内の液温を低下させ、液温が40℃になった時点で攪拌を止めることで、シリルエステル含有樹脂溶液(A1)[不揮発分:60.1質量%]を調製した。
ポリ容器に、キシレンを13.5質量部、シリルエステル含有樹脂溶液(A1)を16質量部、ガムロジン(酸価:168、軟化点:75℃、Mw:287)を6.5質量部、エチルシリケート28(コルコート(株)製)を0.5質量部、酸化亜鉛(九州白水(株)製)を4.0質量部、TTKタルク((株)福岡タルク工業所製)を4.0質量部、チタン白R-930(石原産業(株)製)を2.0質量部、弁柄404(森下弁柄工業(株)製)を2.0質量部、カッパーオマジン(アーチ・ケミカルズ社製)を2.0質量部、亜酸化銅NC-301(日進ケムコ(株)製)を48質量部、および、A-S-A D-120(伊藤製油(株)製)を0.5質量部配合し、ガラスビーズを添加し、常法により1時間分散操作を行った。その後、ディスパロンA630-20X(楠本化成(株)製)を1.0質量部添加し、さらに15分間分散操作を行った。得られた分散液を60メッシュの濾過網で濾過することで、シリルエステル含有加水分解型防汚塗料を調製した。
ポリ容器に、表2~4の主剤成分の欄に記載の各材料を各欄に記載の数値の量(質量部)で配合し、そこにガラスビーズを添加し、常法により1時間分散させた。得られた分散液を80メッシュの濾過網で濾過することで、防食塗料組成物の主剤成分を調製した。
ポリ容器に、表2~4の硬化剤成分の欄に記載の各材料を各欄に記載の数値の量(質量部)で配合し、常法により10分間分散させた。得られた分散液を80メッシュの濾過網で濾過することで、防食塗料組成物の硬化剤成分を調製した。
得られた主剤成分と硬化剤成分とを塗装直前に常法により混合して、防食塗料組成物を調製した。
なお、各成分の詳細は表5に示す。
サンドブラスト板(150×70×1.6mm)上に、実施例および比較例で得られた各防食塗料組成物を乾燥膜厚が約200μmとなるように塗布し、その後、直ちに屋外にて、サンドブラスト板を塗膜側を上にして、南向きに地面に対して45°の角度で傾けて、それぞれ1日、4日または7日間屋外曝露させた。
屋外曝露させたサンドブラスト板の防食塗膜表面に、製造例11で得られた防汚塗料を、アプリケーターを用いて乾燥膜厚が100μmになるよう塗布して、23℃で7日間乾燥させて防汚塗膜を形成することで、塗装間隔が1日、4日または7日である積層防汚塗膜付サンドブラスト板を作製した。
得られた各積層防汚塗膜付サンドブラスト板を、50℃の人工海水に浸漬し、浸漬開始から30日後および90日後の防食塗膜と防汚塗膜との間の付着性を以下のようにして評価した。
NTカッター(エヌティー(株)製)を使用し、積層防汚塗膜付サンドブラスト板の防汚塗膜面に、4mm間隔で、縦横各4本の防食塗膜に届く深さの切れ目を入れ、9個の升目を作製し、その升目が作製された塗膜表面に、セロテープ(登録商標)を圧着させた後、素早く剥離して剥離状態を観察した。作製した9個の升目の面積を100%とした場合における、剥離操作後の防食塗膜と防汚塗膜との層間で剥離している塗膜の面積(剥離面積)の割合を算出し、下記評価基準に基づいて付着性を評価した。結果を表6に示す。
(評価基準)
0:塗膜の層間剥離面積が5%未満である。
1:塗膜の層間剥離面積が5%以上25%未満である。
2:塗膜の層間剥離面積が25%以上50%未満である。
3:塗膜の層間剥離面積が50%以上である。
・電気防食試験
寸法が150mm×70mm×1.6mm(厚)のブラスト処理された鋼板(以下「試験板」ともいう。)上に、実施例および比較例で得られた各防食塗料組成物を、それぞれ乾燥膜厚が約250μmとなるようにスプレー塗装し、スプレー塗装された試験板を、23℃、50%RHの雰囲気で7日間乾燥することで防食塗膜付試験板を作製した。
この防食塗膜付試験板に、電気電流密度が5mA/m2以下になるよう亜鉛陽極を接続し、40℃の3%塩水中に30日間または60日間浸漬した後の防食塗膜の外観を以下の評価基準に従って目視評価した。
(評価基準)
A:フクレ、割れ、サビ、はがれ、色相のいずれも変化なし。
B:フクレ、割れ、サビ、はがれ、色相のいずれかに若干の欠陥(変化)が認められる。
C:フクレ、割れ、サビ、はがれ、色相の変化のいずれかが明らかに認められる。
JIS K 5600-7-1:1999に準拠して、電気防食試験と同様にして作製した防食塗膜付試験板に、35℃の条件下で、塩分濃度5%の塩水を30日間または60日間連続的に噴霧した後の防食塗膜の外観を電気防食試験と同じ評価基準に従って目視評価した。
Claims (12)
- エポキシ系樹脂(A)、アルキド系樹脂(B)およびアミン系硬化剤(C)を含有し、
前記アルキド系樹脂(B)が、(半)乾性油または(半)乾性油脂肪酸を用いて得られた樹脂であり、酸価が0.5~10mgKOH/gである、
有機溶剤型であり、かつ、水中で防食性および防汚性が求められる基材用のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。 - 前記アルキド系樹脂(B)が、アルキド樹脂(b1)およびアルキド変性アクリル樹脂(b2)から選択される少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1に記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。
- 前記アルキド系樹脂(B)の含有量が、前記エポキシ系樹脂(A)の固形分100質量部に対し、1~80質量部である、請求項1または2に記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。
- 前記エポキシ系樹脂(A)が、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールAD型エポキシ樹脂およびビスフェノールF型エポキシ樹脂、ならびに、これらのエポキシ樹脂を変性した変性エポキシ樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の樹脂を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。
- 固形分の容積率が60~80容量%である、請求項1~4のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載のエポキシ樹脂系防食塗料組成物より形成された防食塗膜。
- 請求項6に記載の防食塗膜、および、防汚塗膜をこの順で含む積層防汚塗膜。
- 前記防汚塗膜が加水分解型防汚塗膜である、請求項7に記載の積層防汚塗膜。
- 前記防汚塗膜がロジン類を含有する、請求項7または8に記載の積層防汚塗膜。
- 基材表面に、請求項7~9のいずれか一項に記載の積層防汚塗膜が、前記基材側から防食塗膜、防汚塗膜の順序となるように積層されてなる防汚基材。
- 前記基材が、船舶、水中構造物および漁具からなる群より選択される少なくとも一つである、請求項10に記載の防汚基材。
- 基材表面に請求項7~9のいずれか一項に記載の積層防汚塗膜を形成する工程を含む、防汚基材の製造方法。
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