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涂料組合物及其制造方法、涂膜、以及水下結(jié)構(gòu)物的制作方法_3

文檔序號(hào):8958747閱讀:來源:國(guó)知局
酯、(甲基)丙烯酸2-乙 基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯及(甲基)丙烯酸硬脂醇酯等酯部的碳原子數(shù)為1~20的 (甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯及(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯等酯部 的碳原子數(shù)為1~20的含羥基的(甲基)丙烯酸烷基酯;(甲基)丙烯酸苯酯及(甲基) 丙烯酸環(huán)己酯等(甲基)丙烯酸環(huán)狀烴酯;乙二醇單(甲基)丙烯酸酯及聚合度2~30的 聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸聚亞烷基二醇酯;甲氧基乙基(甲基)丙 烯酸酯等碳原子數(shù)1~3的烷氧基烷基(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯類。另外, 作為(甲基)丙烯酸酯類以外的具體例,可以舉出(甲基)丙烯酰胺;苯乙稀、α-甲基苯 乙稀、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、乙烯基甲苯、丙烯腈等乙烯化合物;巴豆酸 酯類;馬來酸二酯類、衣康酸二酯類等不飽和二元酸的二酯。上述(甲基)丙烯酸酯類的酯 部分優(yōu)選碳原子數(shù)1~8的烷基,更優(yōu)選碳原子數(shù)1~6的烷基。列舉優(yōu)選使用的(甲基) 丙烯酸酯類的具體例時(shí),為(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁 酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯。上述其它的可共聚的不飽和單體可以單獨(dú)使用,也可以并用2 種以上。
[0095] 作為上述金屬化合物,沒有特別限定,例如可以舉出:金屬氧化物、金屬氫氧化物、 金屬氯化物、金屬硫化物、有機(jī)酸金屬鹽、金屬的堿性碳酸鹽等。這些化合物可以單獨(dú)使用, 也可以并用2種以上。該金屬化合物為基體樹脂(B)具有的金屬M(fèi)的供給源。金屬化合物 含有的金屬(即基體樹脂(B)具有的金屬Μ)為2價(jià)以上的金屬,優(yōu)選為銅(II)及/或鋅 (II)。
[0096] 作為上述一元酸沒有特別限定,例如可以舉出碳原子數(shù)2~30的一元酸,其中,優(yōu) 選一元環(huán)狀有機(jī)酸等。一元酸是構(gòu)成上述通式(1)表示的基團(tuán)中的"-0C0-A"(Α表示一元 酸的有機(jī)酸殘基)部分的一元酸。
[0097] 作為上述一元環(huán)狀有機(jī)酸,沒有特別限定,例如,除環(huán)烷酸等具有環(huán)烷基的酸以 外,還可以舉出三環(huán)式樹脂酸等樹脂酸及它們的鹽等。
[0098] 作為上述三環(huán)式樹脂酸,沒有特別限定,例如可以舉出具有二萜系烴骨架的一元 酸等。作為具有二萜系烴骨架的一元酸,例如有具有松香烷、海松烷、異海松烷、賴白當(dāng)骨架 的化合物,更具體而言,可以舉出:松香酸、新松香酸、脫氫松香酸、氫化松香酸、長(zhǎng)葉松酸、 海松酸、異海松酸、左松脂酸、右松脂酸及山達(dá)海松酸等。其中,適度進(jìn)行水解,因此,從不僅 低摩擦阻力的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性優(yōu)異,而且涂膜的耐裂紋性、獲得容易性也優(yōu)異方 面考慮,優(yōu)選松香酸、脫氫松香酸、氫化松香酸及它們的鹽。
[0099] 作為上述一元環(huán)狀有機(jī)酸,不需要為高度精制的有機(jī)酸,例如,也可以使用松 月旨、松樹的樹脂酸等。作為這樣的酸,例如可以舉出松香類、氫化松香類及歧化松香 (diproportionated rosin)類等。這里所說的松香類為脂松香、木松香、浮油松香等。松香 類、氫化松香類及歧化松香類在容易廉價(jià)地獲得、操作性優(yōu)異、發(fā)揮低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù) 性及長(zhǎng)期防污性方面是優(yōu)選的。
[0100] 這些一元環(huán)狀有機(jī)酸可以單獨(dú)使用,也可以并用2種以上。
[0101] 本發(fā)明中可以使用的一元酸中,作為上述一元環(huán)狀有機(jī)酸以外的有機(jī)酸,例如可 以舉出醋酸、(甲基)丙烯酸、丙酸、丁酸、月桂酸、十六烷酸、2-乙基己酸、硬脂酸、亞油酸、 油酸、氯醋酸、氟醋酸、戊酸、叔碳酸、12-羥基硬脂酸及氫化蓖麻油脂肪酸等碳原子數(shù)1~ 30左右的一元酸等。優(yōu)選為碳原子數(shù)5~20的一元酸。這些一元環(huán)狀有機(jī)酸以外的一元 酸可以單獨(dú)使用,也可以并用2種以上。另外,作為一元酸,可以并用一元環(huán)狀有機(jī)酸和一 元環(huán)狀有機(jī)酸以外的一元酸。
[0102] 作為一元酸,并用一元環(huán)狀有機(jī)酸和一元環(huán)狀有機(jī)酸以外的一元酸時(shí),所使用的 一元酸中,優(yōu)選下限5摩爾%、上限100摩爾%為一元環(huán)狀有機(jī)酸。即,上述通式(1)中的 一元酸的有機(jī)酸殘基中,優(yōu)選下限5摩爾%、上限100摩爾%為一元環(huán)狀有機(jī)酸。一元環(huán)狀 有機(jī)酸的含量更優(yōu)選為下限15摩爾%、上限100摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為下限25摩爾%、上 限10〇摩爾%。通過使來自一元環(huán)狀有機(jī)酸的有機(jī)酸殘基的含量為5摩爾%以上,基體樹 脂(B)的水解適度進(jìn)行,因此,在低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性更優(yōu)異的同時(shí),可 以進(jìn)一步提高涂膜的耐裂紋性。
[0103] 用于導(dǎo)入上述一元環(huán)狀有機(jī)酸殘基的一元環(huán)狀有機(jī)酸的酸值優(yōu)選為下限 70mgK0H/g、上限300mgK0H/g,更優(yōu)選為下限120mgK0H/g、上限250mgK0H/g。在該范圍內(nèi)時(shí), 基體樹脂(B)的水解適度進(jìn)行,可以形成低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性更優(yōu)異的 涂膜。一元環(huán)狀有機(jī)酸的酸值進(jìn)一步優(yōu)選為下限120mgK0H/g、上限220mgK0H/g。
[0104] 上述方法(a)中,使聚合性不飽和有機(jī)酸和可與其共聚的不飽和單體共聚得到的 樹脂的數(shù)均分子量?jī)?yōu)選以使用凝較滲透色譜法(GPC)的標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯換算在下限2000、上 限100000的范圍內(nèi),更優(yōu)選在下限3000、上限40000的范圍內(nèi)。小于2000時(shí),涂膜的成膜 性可能降低,超過100000時(shí),不僅得到的涂料組合物的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變差而不適于實(shí)用,而 且,涂裝時(shí)需要使用大量的稀釋溶劑,因此,在公眾衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)性等方面是不優(yōu)選的。
[0105] 另外,上述方法(a)中,使聚合性不飽和有機(jī)酸和可與其共聚的不飽和單體共聚 而得到的樹脂優(yōu)選酸值為70~300mgK0H/g。小于70mgK0H/g時(shí),鍵合在側(cè)鏈的金屬鹽的量 變少,存在不能得到基體樹脂(B)的適合的水解性的傾向,另外,酸值超過300mgK0H/g時(shí), 得到的涂膜的溶出速度過快,存在不能得到充分的低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性 的傾向。
[0106] 如上操作得到的丙烯酸樹脂(I)在側(cè)鏈具有至少1個(gè)上述通式(1)表示的基團(tuán)。 上述通式(1)中,金屬M(fèi)為2價(jià)以上的金屬,優(yōu)選為銅(II)或鋅(II)。
[0107] 上述金屬M(fèi)優(yōu)選在丙烯酸樹脂(I)固體組分中以下限0.05重量%、上限20重量% 的范圍內(nèi)含有。小于0. 05重量%時(shí),即使得到的涂膜中的金屬鹽部分水解,樹脂整體的溶 出也非常慢,因此涂膜的防污性能存在降低的傾向。另外,超過20重量%時(shí),得到的涂膜的 溶出速度過快,存在不能得到充分的低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性的傾向。金屬 M的含量更優(yōu)選為下限0. 5重量%、上限15重量%。
[0108] 丙烯酸樹脂(I)中,上述通式(1)表示的基團(tuán)優(yōu)選在丙烯酸樹脂(I)固體組分中 以下限0.001m〇l/g、上限0.006mol/g的范圍內(nèi)含有。通過將通式(1)表示的基團(tuán)的含量調(diào) 整在該范圍內(nèi),為基體樹脂(B)的丙烯酸樹脂(I)在水中的溶出速度適合,容易得到具有低 摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性的涂膜。
[0109] 〈丙烯酸樹脂(II) >
[0110] 丙烯酸樹脂(II)為在丙烯酸樹脂側(cè)鏈具有上述通式(1)表示的基團(tuán)和上述通式 (2)表示的基團(tuán)分別至少1個(gè)的丙烯酸樹脂。
[0111] 上述通式⑵中,R1J2及R3相同或不同,表示異丙基或正丁基。R 1J2及R3優(yōu)選 均為異丙基。由此,容易得到表現(xiàn)出低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性的涂膜。另外, 還可以提高得到的涂料組合物的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性。
[0112] 丙烯酸樹脂(II)優(yōu)選為由含有下述通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙 烯酸酯的單體混合物得到的樹脂。由此,容易得到表現(xiàn)出低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期 防污性的涂膜。
[0113] CN 105176257 A 說明干ι 10/23 頁
[0114] 上述通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯中,Z表示氫原子或甲基。 R4、R5及R6相同或不同,表示異丙基或正丁基,優(yōu)選均為異丙基。由此,容易得到表現(xiàn)出低摩 擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性的涂膜。另外,可以提高得到的涂料組合物的儲(chǔ)藏穩(wěn)定 性。
[0115] 作為上述通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯,具體而言,可以舉出 三異丙基甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯、三正丁基甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯。
[0116] 作為上述通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯,從可以長(zhǎng)期維持穩(wěn) 定的拋光速度(研磨速度)的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選三異丙基甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯。上述 三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯可以單獨(dú)使用,也可以并用2種以上。
[0117] 丙烯酸樹脂(II)可以通過下述方法(c)或(d)制造。
[0118] (c)包括:使聚合性不飽和有機(jī)酸、上述通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基) 丙烯酸酯、和其它可共聚的不飽和單體聚合的第一工序,及使第一工序中得到的樹脂與金 屬化合物和一元酸反應(yīng)、或使用一元酸的金屬酯進(jìn)行酯交換的第二工序的方法;
[0119] (d)使含金屬的聚合性不飽和單體、上述通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基) 丙烯酸酯、和其它可共聚的不飽和單體共聚的方法。
[0120] 上述方法(c)的第一工序是使聚合性不飽和有機(jī)酸(例如3~50重量% )、上述 通式(4)表示的三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯(例如90~5重量% )、及其它的可共 聚的不飽和單體聚合的工序。作為使這些單體成分聚合的方法,沒有特別限定,例如可以舉 出將包含聚合性不飽和有機(jī)酸、三有機(jī)甲硅烷基(甲基)丙烯酸酯及其它的可共聚的不飽 和單體的單體混合物與偶氮化合物、過氧化物等聚合引發(fā)劑混合,制備混合溶液后,滴加在 例如二甲苯、正丁醇等溶劑中,在加熱條件下反應(yīng)的方法等。作為聚合性不飽和有機(jī)酸及其 它的可共聚的不飽和單體,可以使用上述丙烯酸樹脂(I)中所述的物質(zhì)。
[0121] 通過上述方法(C)的第一工序得到的樹脂的數(shù)均分子量以使用凝較滲透色譜法 (GPC)的標(biāo)準(zhǔn)聚苯乙烯換算,優(yōu)選在下限2000、上限100000的范圍內(nèi),更優(yōu)選在下限3000、 上限40000的范圍內(nèi)。小于2000時(shí),涂膜的成膜性可能降低,超過100000時(shí),得到的涂料 組合物的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變差,不僅不適于實(shí)用,而且在涂裝時(shí)使用大量的稀釋溶劑而在公眾 衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)性等方面是不優(yōu)選的。
[0122] 通過上述方法(c)的第一工序得到的樹脂優(yōu)選為酸值30~300mgK0H/g。小于 30mgK0H/g時(shí),鍵合在側(cè)鏈上的金屬鹽的量變少,存在不能得到適合的基體樹脂(B)的水解 性的傾向,另外,酸值超過300mgK0H/g時(shí),得到的涂膜的溶出速度過快,存在不能得到充分 的低摩擦性能的長(zhǎng)期持續(xù)性及長(zhǎng)期防污性的傾向。
[0123] 上述方法(c)的第二工序是使上述第一工序中得到的樹脂與金屬化合物和一元 酸反應(yīng)、或使用一元酸的金屬酯進(jìn)行酯交換的工序。即,利用該第二工序,在樹脂側(cè)鏈上形 成上述通式(1)表示的基團(tuán)。
[0124] 上述方法(C)的第二工序中,使上述第一工序中得到的樹脂與金屬化合物和一元 酸反應(yīng)、或使用一元酸的金屬酯進(jìn)行酯交換的方法可以用以往公知的方法進(jìn)行,加熱?攪拌 等優(yōu)選在金屬酯的分解溫度以下進(jìn)行。
[0125] 另外,上述方法(d)中使用的含金屬的聚合性不飽和單體可以使用上述丙烯酸樹 脂⑴中所述的物質(zhì)。方法⑷中的共聚可以與上述方法(C)同樣地進(jìn)行。
[0126] 丙烯酸樹脂(II)中,上述通式(1)表示的基團(tuán)優(yōu)選在丙烯酸樹脂(II)固體組分 中以下
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