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WO2001072915A1 - Composition de revetement antisalissure - Google Patents

Composition de revetement antisalissure Download PDF

Info

Publication number
WO2001072915A1
WO2001072915A1 PCT/JP2001/002543 JP0102543W WO0172915A1 WO 2001072915 A1 WO2001072915 A1 WO 2001072915A1 JP 0102543 W JP0102543 W JP 0102543W WO 0172915 A1 WO0172915 A1 WO 0172915A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
organopolysiloxane
composition according
weight
parts
Prior art date
Application number
PCT/JP2001/002543
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masato Kishihara
Makoto Hori
Toshimitsu Muramatsu
Yoichi Yonehara
Original Assignee
Kansai Paint Co., Ltd.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kansai Paint Co., Ltd. filed Critical Kansai Paint Co., Ltd.
Priority to EP01917526A priority Critical patent/EP1275705A1/en
Priority to JP2001571833A priority patent/JPWO2001072915A1/ja
Publication of WO2001072915A1 publication Critical patent/WO2001072915A1/ja

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1656Antifouling paints; Underwater paints characterised by the film-forming substance
    • C09D5/1662Synthetic film-forming substance
    • C09D5/1675Polyorganosiloxane-containing compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING 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
    • C09D183/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04Polysiloxanes

Definitions

  • the present invention relates to an environment-friendly non-toxic antifouling paint composition containing no toxic components, and more particularly to ships, port facilities, buoys, pipelines, bridges, headraces of power plants, offshore bases, and offshore oil fields.
  • Drilling equipment, aquaculture nets, stationary nets, etc. (hereinafter collectively referred to as “underwater structures”) are used to form antifouling coatings that can prevent the aquatic organisms from attaching and growing on these surfaces for a long time.
  • the present invention relates to a soil paint composition. Background art
  • an antifouling paint containing a toxic antifouling agent such as an organotin compound has been used to prevent the adhesion of aquatic organisms to such underwater structures.
  • a toxic antifouling agent such as an organotin compound
  • the antifouling paint is very excellent in antifouling properties, it is highly toxic and has problems in environmental protection and health and safety.
  • a silicone rubber antifouling paint which forms a coating film of silicone rubber alone or a mixture of silicone rubber and silicone oil has been proposed [for example, Japanese Patent Laid-Open No. 51-96].
  • Japanese Patent Publication No. 56-262,72 Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 63-3-43973
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-255,169 two U.S. Pat. No. 5,218,059
  • the present invention provides (a) an organopolysiloxane having a crosslinking reactive functional group, (b) a crosslinking agent, (c) a boric acid compound as a curing catalyst, and (d) a number average molecular weight of 1 It is an object of the present invention to provide an antifouling coating composition comprising a silicone oil having a viscosity of from 80 to 30,000 and a viscosity of from 10 to 50,000 OmPa's.
  • the antifouling coating composition of the present invention will be described in more detail.
  • the organopolysiloxane (a) used as a film-forming component in the antifouling coating composition of the present invention can be used in the presence of a crosslinking agent and a curing catalyst, which will be described later, and in the presence of moisture (which may be moisture in the air). It can be cured at a low temperature, that is, about 80 ° C. or lower, preferably about 50 ° C. or lower, more preferably at room temperature to form a silicone rubber, and is used in a conventional silicone rubber-based antifouling paint. Are available in the same way.
  • the crosslinkable functional group has a crosslinkable functional group at both ends of the molecular chain and has an organic group other than the crosslinkable functional group bonded to Si in the molecular chain, and the crosslinkable functional group
  • the crosslinkable functional group examples thereof include a hydroxyl group; an alkoxy group such as methoxy, ethoxy, propoxy, and isopropoxy; an aralkyloxy group such as benzyloxy; and the organic group includes an organic group usually found in an organopolysiloxane.
  • alkyl groups such as methyl, ethyl and propyl; cycloalkyl groups such as cyclopentyl and cyclohexyl; alkenyl groups such as vinyl and aryl; 3,3,3-trifluoropropyl and nanofluorohexyl Alkyl groups such as phenyl, tolyl and naphthyl; aryl groups such as benzyl and phenethyl And the like.
  • a methyl group is particularly preferable.
  • the above organopolysiloxane (a) is generally from 2,000 to 100,000. It may have a number average molecular weight in the range of 0, preferably 10,000 to 80,000, more preferably 20,000 to 60,000.
  • the above-mentioned organopolysiloxane ( a ) generally contains a cross-linking reactive functional group at a functional group equivalent (molecular weight per functional group) within the range of 1,000 to 5,000, especially 5,000 to 40,000. be able to.
  • a relatively high molecular weight organopolysiloxane (a-1) having a number average molecular weight in the range of 20,000 to 100,000, particularly 20,000 to 60,000 is used. It is preferable to use in combination with a relatively low molecular weight organopolysiloxane (a-2) having a molecular weight in the range of 500 to 20,000, especially 2,000 to 15,000.
  • a-1 The weight ratio of Z-organopolysiloxane (a-2) is usually 5/95 to 95/5, especially 20/80 to 80Z20, and especially 40/60 to 80/20. It is suitable from the viewpoint of antifouling property, thick film forming property and the like.
  • the cross-linking agent (b) for cross-linking the organopolysiloxane (a) three-dimensionally to form a silicone rubber includes a hydrolyzing agent in the presence of water (which may be water in the air).
  • Functional groups that react with the cross-linking reactive functional groups in the organopolysiloxane (a) for example, acetyl groups such as acetooxy, otatanyloxy, benzoloxy, and alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, and propoxy.
  • ketoxime groups such as methylethyl ketoxime and getyl ketoxime
  • alkenyloxy groups such as isopropenyloxy, 1-ethyl-12-methylvinyloxy
  • Amino group mono- or di-amino such as dimethylaminoxy and getylaminoxy
  • the c such multifunctional silane compound multifunctional silane compounds are included that may have at least two have and if more above-mentioned organic group of Rukiruaminokishi group in the molecule, for example, Methyl tris (methyl ethyl ketoxime) silane, vinyl tris (methyl ethyl ketoxime) silane, tetra (methyl ethyl ketoxime) silane, methyl tri (N, N-ethylamino) D) Silane, methyltriacetoxysilane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltri
  • silane compounds having a ketoxime group as a functional group such as methyl tris (methylethyl ketoxime) silane and vinyl tris (methyl ethyl ketoxime) silane, are particularly preferable.
  • the amount of these polyfunctional silane compounds to be used is not strictly limited, and can be changed according to the type and the like.
  • the solid content of the organopolysiloxane (a) is 10%.
  • An appropriate amount is 1 to 100 parts by weight, preferably 3 to 80 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight per 0 parts by weight.
  • the organopolysiloxane (a) is formed by crosslinking the reactive functional group in the organopolysiloxane (a) with the silane in the presence of a curing catalyst described later and in the presence of moisture (which may be moisture in the air).
  • the hydrolyzable groups in the agent react and cure at room temperature or by heating to about 80 ° C.
  • an organopolysiloxane (a) having a polymerizable unsaturated group such as a vinyl group is used, the organopolysiloxane (a) is cured by irradiation with an electron beam or ultraviolet rays.
  • the organopolysiloxane (a) is preferably used in combination with a photopolymerization initiator.
  • the present invention has one feature in that the boric acid compound (c) is used as a curing catalyst for promoting the reaction between the organopolysiloxane (a) and the crosslinking agent (b) described above. .
  • the boric acid compound (c) used in the present invention includes boric acid (orthoboric acid, meta'boric acid, tetraboric acid, etc.) and borate esters.
  • the borate esters include trimethyl borate , Triethyl borate, tripropyl borate, borate Alkyl esters of boric acid such as liptyl; substituted or unsubstituted phenyl esters of boric acid such as triphenyl borate and tri (4-chlorophenyl) borate; halalkyl esters of boric acid such as isopropyl trihexafluoroborate Are listed.
  • trialkyl borate esters such as trimethyl borate, triethyl borate, tri-n-propyl borate, and tri-n-butyl borate are particularly preferable.
  • the amount of the boric acid compound (c) used is not strictly limited, but is generally 0.01 to 15 parts by weight per 100 parts by weight of the solid content of the organopolysiloxane (a). Parts, preferably from 0.5 to 10 parts by weight, more preferably from 0.1 to 3 parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, the catalytic activity may not be sufficiently exhibited.On the other hand, even if the amount is more than 15 parts by weight, the catalytic activity is correspondingly improved. It becomes economically disadvantageous in return.
  • organometallic compounds such as zinc naphthenate, cobalt naphthenate, cobalt octoate, zirconium naphthenate, tetrabutyl orthotitanate, aluminum alcoholate, and aluminum chelate compound
  • An amine-based catalyst such as diethanolamine, triethanolamine or the like can be used in combination with the boric acid compound (c). Silicone oil (d)
  • the silicone oil (d) used in the present invention is a component for giving an antifouling function by protruding on the surface of a coating film formed from the coating composition of the present invention, and is usually a relatively low molecular weight organo. Polysiloxane is used.
  • silicone oil (d) those conventionally used in silicone rubber-based antifouling paints can be similarly used.
  • compounds represented by the following general formulas (1 ′) and ( ⁇ ) At least one silicone oil selected from the group consisting of: From the viewpoint of the compatibility with the organopolysiloxane (a) and the long-term antifouling property, the silicone oil represented by the general formula (I) is particularly preferable.
  • R 1 is the same or different and each represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, an aralkyl group or a fluoroalkyl group,
  • n is an integer from 0 to 400.
  • R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group or an aralkyl group,
  • R ′ may have an athenole bond, an ester bond or a chain in the chain, and represents a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms;
  • is a monovalent polarity selected from an amino group, a carboxy group, an epoxy group and one-terminal force, and a polyoxyethylene or polyoxypropylene group which may be blocked with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an acyl group. Represents a group,
  • R 1 is preferably a methyl group, a phenyl group, a 4-trifluorobutyl group or the like, and n is preferably an integer of 3 to 400.
  • the silicone oil represented by the above general formula (I) generally has a number average molecular weight of 180 to 20,000, preferably 1,000 to 10,000, and a viscosity of 10 to 10,000.
  • L0, 000 mPa's preferably in the range of 100 to 5,000 OmPa's, specifically, dimethyl silicone oil in which R 1 is a methyl group, and methyl group of these dimethinole silicone oils partially full
  • R 1 is Fuweni of Representative examples include diphenylsilicone oil which is a hydroxyl group.
  • R is typically a methyl group, a phenyl group, or the like; R 'is preferably a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or the like; and Z has a terminal having 6 or less carbon atoms.
  • the polyoxyethylene or polyoxypropylene group which may be blocked with an alkyl group or an acyl group those having 10 to 60 repeating units of oxylene or oxypropylene are suitable.
  • alkyl group that blocks the terminal include a methyl group, an ethyl group, and a butyl group.
  • the acetyl group include an acetyl group and a propionyl group.
  • the silicone oil represented by the above general formula ( ⁇ ) generally has a number average molecular weight in the range of 250 to 30,000, preferably 1,000 to 20,000, and a viscosity of 20 to 20,000. Suitable are those in the range of 100 to 50,000 OmPa's.
  • the silicone oil of the formula ( ⁇ ) For example, SF8417 (product of Toray Industries Co., Ltd.), ISI 4700, ISI 4701 (product of Toshiba Silicone Co., Ltd.), FZ3712, AFL-40 (product of Kami Nippon Co., Ltd.) and the like.
  • silicone oil of the formula ( ⁇ ) when it is a group examples include XI 42—411 (product of Toshiba Silicone Co., Ltd.), S F8418 (product of Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), FXZ 3707 (product of Nihon Nikka Co., Ltd.) Products) and the like
  • the silicone oil of the formula ( ⁇ ) includes, for example, SF8411 (product of Toray Industries, Ltd.), ISI 4730, XI 42-301 (product of Toshiba Silicone) , L_9300, T-29 (products of Nippon Tunicer).
  • the silicone oil of the formula ( ⁇ ) includes, for example, ISI 4460, ISI 4445, ISI 4446 (Products of Toshiba Silicone Co., Ltd.), SH3746, SH8400, SH3749, SH3700 (products of Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.), KF6009, X22-4822 (products of Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) and the like.
  • the content of the silicone oil (d) described above in the coating composition of the present invention is not strictly limited, but generally, the content per 100 parts by weight of the solid content of the organopolysiloxane (a) is not limited. A range of 30 to 200 parts by weight, preferably 50 to 150 parts by weight, and more preferably 50 to 120 parts by weight is suitable. If the content of the silicone oil (d) is less than 30 parts by weight, sufficient long-term antifouling performance may not be obtained. If the content exceeds 200 parts by weight, the strength of the obtained coating film is reduced. There is a tendency that the antifouling property cannot be maintained.
  • the content of the silicone oil (d) is usually from 30 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of the solid content of the organopolysiloxane (a). Parts by weight, preferably in the range of 50 to 120 parts by weight, are suitable.
  • Inorganic filler (e) is usually from 30 to 150 parts by weight per 100 parts by weight of the solid content of the organopolysiloxane (a). Parts by weight, preferably in the range of 50 to 120 parts by weight, are suitable.
  • the coating composition of the present invention may optionally contain an inorganic filler (e) for the purpose of improving the physical properties of the coating film.
  • inorganic filler (e) examples include wet silica, dry silica, etc., p-silica fine powder, quartz fine powder, fumed titanium dioxide, diatomaceous earth, aluminum hydroxide, fine-grain alumina, magnesium oxide, Zinc oxide, calcium carbonate, zinc carbonate and the like. Further, those obtained by subjecting them to a hydrophobic surface treatment with dimethyldichlorosilane, hexamethyldisilazane, cyclic dimethylsiloxane, or the like can also be used.
  • the inorganic filler (e) is generally used in an amount of 1 to 30 parts by weight, preferably 3 to 25 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the solid content of the organopolysiloxane (a). Can be used within the range.
  • Antifouling paint composition is generally used in an amount of 1 to 30 parts by weight, preferably 3 to 25 parts by weight, more preferably 5 to 20 parts by weight, per 100 parts by weight of the solid content of the organopolysiloxane (a). Can be used within the range.
  • the antifouling paint composition of the present invention can be prepared by blending the above-described components in the same manner as in a conventional silicone rubber-based antifouling paint. Specifically, for example, an organopolysiloxane (a), a crosslinking agent (b) and a boric acid compound (c), and if necessary, an inorganic filler (e) are added in the substantial absence of water. It can be prepared by mixing to produce an organopolysiloxane rubber composition, and then adding and mixing silicone oil (d) to the organopolysiloxane rubber composition.
  • the viscosity of the paint tends to increase. It is preferable to add and mix after adding and mixing from the viewpoint of coating workability.
  • chlorinated paraffin, solid paraffin, liquid paraffin, petrolatum, etc. may be added in an amount of about 100 parts by weight to 100 parts by weight of the coating nonvolatile matter. It can be blended in an amount of up to 9 parts by weight, preferably up to 9 parts by weight.
  • pigments such as coloring pigments, extender pigments, anti-pigment pigments, organic solvents, plasticizers, anti-sagging agents, silane coupling agents, anti-fouling agents and the like can be appropriately compounded.
  • the coating composition of the present invention absorbs moisture in the air and gradually cures, it is preferable to prepare the coating composition immediately before use and apply it as soon as possible after preparation.
  • the antifouling paint composition of the present invention is applied to underwater structures such as ships, port facilities, buoys, pipelines, bridges, headraces of power plants, submarine bases, offshore oilfield drilling equipment, aquaculture nets, and stationary nets. It is intended to prevent underwater organisms from attaching and growing on these surfaces for a long time.
  • the coating of the antifouling coating composition can be carried out by a method known per se, by one application or by applying multiple times. When the coating film formed is left in the air, it absorbs the moisture in the air and cures at room temperature.However, in some cases, curing can be accelerated by heating to a temperature of, for example, about 80 ° C. It can also be done.
  • the thickness of the coating film formed from the antifouling coating composition of the present invention can be changed in a wide range depending on the material to be coated, etc., but generally, the cured film thickness is 50 to 300 // 111 It is preferably in the range of 100 to 200 / m.
  • Parts and % Means “parts by weight” and “% by weight”, respectively.
  • each of the obtained organopolysiloxane rubber compositions A to H was applied on a glass plate with a brush so as to have a dry film thickness of about 150 ⁇ m, and 20. It was left at C and the time required for the coating film surface to be in a semi-cured state was examined by finger erosion, and the drying property of each composition was evaluated. The results are shown in Table 1.
  • each silicone oil was mixed at the compounding ratio shown in Table 2 below, and xylene was added to adjust the viscosity to obtain an antifouling paint.
  • KF6009 Polyethylene glycol-modified silicone oil, manufactured by Shin-Etsu Silicone
  • KF96 dimethyl silicone oil, manufactured by Shin-Etsu Silicone
  • X22-4822 Polyethylene Dalicol Modified Silicone Oinore, manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.
  • Each of the obtained antifouling paints was subjected to an antifouling test by the following method.
  • Antifouling test method Paint a 100-300x2-mm sandplast-treated steel plate with a paint epoxy resin-based shop primer paint to a dry film thickness of 15 ⁇ m, and then apply a heavy-duty epoxy resin-based anticorrosion paint to the dry film.
  • a coated plate painted to a thickness of 200 m is used as the object to be coated, and the antifouling paint obtained above is brush-coated on the coated surface of the plate so as to have a dry film thickness of about 150 / zm and dried.
  • the coated plate was suspended and dipped in the seawater of Orito Bay (Shimizu, Shizuoka), and after 6, 12, 18 and 24 months, the plate was removed from the seawater. It was raised and the degree of attachment of marine organisms was visually observed. The results are shown in Table 3.
  • Table 3 Table 3
  • the coating composition of the present invention is an antifouling coating composition which uses a non-toxic boric acid compound as a curing agent and has good curability without problems of environmental pollution. Can be advantageously used for preventing adhesion over a long period of time.

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Description

明細書 防汚塗料組成物 技術分野
本発明は、 毒性成分を含まない環境に優しい無毒性防汚塗料組成物に関し、更 に詳しくは、 船舶、港湾施設、 ブイ、 パイプライン、 橋梁、発電所の導水路管、 海底基地、 海底油田掘削設備、 養殖網、定置網など (以下、 「水中構造物」 と総 称する) に塗装して、 これらの表面に水中生物が付着生育するのを長期にわたり 防止する防汚塗膜を形成しうる防汚塗料組成物に関する。 背景技術
従来、 海、 河川、 湖沼などの水中には、 例えばフジッボ、 ホヤ、 セルブラ、 ム ラサキイガイ、 カラスガイ、 フサコケムシ、 ァォノリ、 ァォサなどの生物が多数 生息しており、 このような水中に水中構造物が設置されもしくは就航すると、 そ の飛沫部 (喫水部) から没水部の表面に生物が付着生育して種々の被害が発生す' 。
かかる水中構造物への水中生物の付着防止には、 従来、 有機錫化合物などの毒 性防汚剤を配合した防汚塗料が用いられていた。 該防汚塗料は、 防汚性に非常に 優れているが、毒性が強く、 環境保全、安全衛生上問題があった。 そこで、 無毒 性の防汚塗料として、 シリコーンゴム単独又はシリコーンゴムとシリコーンオイ ルとの混合物の塗膜を形成するシリコーンゴム系防汚塗料が提案された 〔例えば、 特開昭 5 1— 9 6 8 3 0号 (=米国特許第 4 0 2 5 6 9 3号) 、特公昭 5 6— 2 6 2 7 2号公報、 特開昭 6 3 - 4 3 9 7 3号公報 (=米国特許第 4 0 2 5 6 9 3 号) 、 特開平 3 - 2 5 5 1 6 9号公報 (二米国特許第 5 2 1 8 0 5 9号) など参 照〕 。
しかし、 これらの防汚塗料には、 通常、 硬化触媒として有毒な有機錫化合物が 使用されており、 その使用量はごくわずかではあるが、 環境保全の点から使用し ないことが望まれている。 本発明者らは、 上記シリコーンゴム系防汚塗料において、 有機錫化合物に代わ る無毒性の硬化触媒について鋭意検討した結果、 今回、 硬化触媒として無毒性の ホウ酸化合物を使用することにより、 有機錫化合物を用いた場合と同等の硬化性 や塗膜性能が得られることを見出し、 本発明を完成するに至った。 発明の開示
かくして、 本発明は、 (a ) 架橋反応性官能基を有するオルガノポリシロキサ ン、 (b ) 架橋剤、 (c ) 硬化触媒としてのホウ酸化合物、 及び (d ) 数平均分 子量が 1 8 0〜3 0 , 0 0 0で且つ粘度が 1 0〜5 0, 0 0 O mPa'sのシリコー ンオイルを含有することを特徴とする防汚塗料組成物を提供するものである。 以下、 本発明の防汚塗料組成物について更に詳細に説明する。
オルガノポリシロキサン (a )
本発明の防汚塗料組成物において皮膜形成成分として使用されるオルガノポリ シロキサン (a ) は、 後述する架橋剤及び硬化触媒の存在下且つ水分 (空気中の 水分であってもよい) の存在下に、 低温で、 すなわち、 約 8 0 °C以下、 好ましく は約 5 0で以下、 さらに好ましくは常温で硬化してシリコーンゴムを形成しうる ものであり、 従来のシリコーンゴム系防汚塗料において使用されているものが同 様に使用可能である。 具体的には、 分子鎖両末端に架橋反応性官能基を有し且つ 分子鎖中の S iに結合した該架橋反応性官能基以外の有機基を有するものであり、 該架橋反応性官能基としては、 例えば、 水酸基;メ トキシ、 エトキシ、 プロポキ シ、 ィソプロポキシなどのアルコキシ基;ベンジルォキシのようなァラルキルォ キシ基等が挙げられ、 また、 該有機基としては、 オルガノポリシロキサンに通常 みられる有機基、 例えば、 メチル、 ェチル、 プロピルなどのアルキル基; シクロ ペンチル、 シクロへキシルなどのシクロアルキル基; ビニル、 ァリルなどのアル ケニル基; 3 , 3, 3—トリフルォロプロピル、 ナノフルォ口へキシルなどのハ 口アルキル基;フヱニル、 トリル、 ナフチルなどのァリ一ル基;ベンジル、 フェ ネチルなどのァラルキル基等が挙げられる。 本発明においては、 なかでも特にメ チル基が好適である。
上記のオルガノポリシロキサン (a ) は、 一般に、 2, 0 0 0〜1 0 0, 0 0 0、 好ましくは 10, 000〜80, 000、 さらに好ましくは 20, 000〜 60, 000の範囲内の数平均分子量を有することができる。 また、 上記のオル ガノポリシロキサン (a) は、 一般に、 架橋反応性官能基を 1000〜5000 0、 特に 5000〜40000の範囲内の官能基当量 (官能基 1個あたりの分子 量) で含有することができる。
本発明においては、 特に、 数平均分子量が 20, 000〜100, 000、 特 に 20, 000〜 60, 000の範囲内にある比較的高分子量のオルガノポリシ ロキサン (a— 1) を、 数平均分子量が 500〜20, 000、 特に 2, 000 〜15, 000の範囲内にある比較的低分子量のオルガノポリシロキサン (a— 2) と併用することが好ましく、 これらの使用割合は、 オルガノポリシロキサン (a— 1) Zオルガノポリシロキサン (a— 2) の重量比で、 通常、 5/95〜 95/5、 特に 20/80〜80Z20、 さらに特に 40/60〜80ノ20の 範囲内が長期防汚性、 厚膜形成性等の観点から好適である。 架橋剤 (b)
上記のオルガノポリシロキサン (a) を 3次元的に架橋させてシリコーンゴム を生成せしめるための架橋剤 (b) には、 水分 (空気中の水分であってもよい) の存在下に加水分解してオルガノポリシロキサン (a) 中の架橋反応性官能基と 反応するような官能基、 例えば、 ァセトキシ、 オタタノィルォキシ、 ベンゾ ル ォキシなどのァシルォキシ基;メ トキシ、 エトキシ、 プロポキシなどのアルコキ シ基;メチルェチルケトキシム、 ジェチルケトキシムなどのケトキシム基;イソ プロぺニルォキシ、 1—ェチル一 2—メチルビニルォキシなどのアルケニルォキ シ基; ジメチルァミノ、 ジェチルァミノ、 ブチルァミノなどのモノーもしくはジ 一アルキルアミノ基; ジメチルァミノキシ、 ジェチルアミノキシなどのモノ一も しくはジ一ァルキルァミノキシ基等を 1分子中に少なくとも 2個有し且つ場合に より前述の如き有機基を有することができる多官能性シラン化合物が包含される c そのような多官能性シラン化合物としては、 例えば、 メチル一トリス (メチル ェチルケトキシム) シラン、 ビニルートリス (メチルェチルケトキシム) シラン、 テトラ (メチルェチルケトキシム) シラン、 メチルトリ (N, N—ジェチルアミ ノ) シラン、 メチルトリァセトキシシラン、 テトラメ トキシシラン、 テトラエト キシシラン、 テトラプロボキシシラン、 メチルトリメ トキシシラン、 ェチルトリ メ トキシシラン、 メチルトリエトキシシラン、 トリメ トキシイソプロポキシシラ ン、 メ トキシトリエトキシシラン、 ジメチルジェトキシシラン、 フヱニルトリメ トキシシラン、 フヱニルトリエトキシシラン、 及びこれらの部分加水分解重'縮合 物などが挙げられる。 これらはそれぞれ単独でもしくは 2種以上混合して使用す ることができる。 これらの中、 特に、 メチルートリス (メチルェチルケトキシム〕 シラン、 ビニルートリス (メチルェチルケトキシム) シランなどの官能基として ケトキシム基を有するシラン化合物が好適である。
これらの多官能性シラン化合物の使用量は、 厳密に制限されるものではなく、 その種類等に応じて変えることができるが、 一般には、 前記のオルガノポリシ口 キサン (a ) の固形分 1 0 0重量部あたり 1〜1 0 0重量部、 好ましくは 3〜8 0重量部、 さらに好ましくは 5〜 5 0重量部の範囲内が適当である。
オルガノポリシロキサン (a ) は、 後述する硬化触媒の存在下且つ水分 (空気 中の水分であってもよい) の存在下に、 オルガノポリシロキサン (a ) 中の架橋 反応性官能基と上記シラン架橋剤中の加水分解可能な基が常温でまたは約 8 ' 0 °C までに加熱することにより反応して硬化する。 なお、 上記オルガノポリシロキサ ン (a ) としてビニル基などの重合性不飽和基を有するものを使用する場合には、 該オルガノポリシロキサン ( a ) は、 電子線または紫外線の照射によつて硬化さ せることもできるが、 紫外線照射による硬ィヒを行う場合には、 オルガノポリシ口 キサン (a ) は光重合開始剤と組み合わせて使用することが好ましい。 硬化触媒
本発明は、 以上に述べたオルガノポリシロキサン (a ) と架橋剤 (b ) との間 の反応を促進する硬化触媒としてホウ酸化合物 (c ) を使用する点に 1つの特徴 を有するものである。
本発明で使用するホウ酸化合物 (c ) には、 ホウ酸 (オルトホウ酸、 メタ'ホウ 酸、 四ホウ酸など) 及びホウ酸エステルが包含され、 該ホウ酸エステルとしては、 例えば、 ホウ酸トリメチル、 ホウ酸トリェチル、 ホウ酸トリプロピル、 ホウ酸ト リプチルなどのホウ酸のアルキルエステル;ホウ酸トリフエニル、 ホウ酸トリ (4 一クロロフヱニル) などのホウ酸の置換もしくは未置換フヱニルエステル;'ホウ 酸トリへキサフルォ口イソプロピルなどのホウ酸のハロァルキルエステル等が挙 げられる。 これらの中、 特に、 ホウ酸トリメチル、 ホウ酸トリエチル、 ホウ酸ト リ n _プロピル、 ホウ酸トリ n—ブチルなどのホウ酸のトリアルキルエステルが 好適である。
これらホウ酸化合物 (c ) の使用量は、 厳密に制限されるものではないが、一 般には、 オルガノポリシロキサン (a ) の固形分 1 0 0重量部あたり 0. 0 1〜 1 5重量部、 好ましくは◦. 0 5〜1 0重量部、 さらに好ましくは 0. 1〜3重 量部の範囲内が適当である。 該使用量が 0. 0 1重量部未満では、 触媒能が十分 発揮されない可能性があり、 他方、 1 5重量部を越えて多量に用いても、 それに 伴うだけの触媒能の向上は見られずかえつて経済的に不利になる。
また、 本発明においては、 追加の硬化触媒として、 例えば、 ナフテン酸亜鉛、 ナフテン酸コバルト、 ォクチル酸コバルト、 ナフテン酸ジルコニウム、 テトラブ チルオルソチタネート、 アルミニウムアルコラ一ト、 アルミニウムキレート化合 物などの有機金属触媒; ジエタノールァミン、 トリエタノールァミン等のアミン 系触媒などを上記ホウ酸化合物 (c ) と併用することもできる。 シリコーン—オイル (d)
本発明において使用されるシリコーンオイル (d) は、 本発明の塗料組成物か ら形成される塗膜表面に浮き出して防汚機能を付与するための成分であり、 通常、 比較的低分子量のオルガノポリシロキサンが使用される。
シリコーンオイル (d) としては、 シリコーンゴム系防汚塗料において従来か ら使用されているものが同様に使用可能であり、 例えば、 下記の一般式 (1') 及 び (Π) で示される化合物よりなる群から選ばれる少なくとも 1種のシリコーン オイルを使用することができる。 前記のオルガノポリシロキサン (a ) との相溶 性や長期防汚性などの観点から、 特に、 一般式 (I ) で示されるシリコーンオイ ルが好適である。
Figure imgf000007_0001
式中、
R1は同一もしくは異なり、 それぞれ炭素数 1〜10のアルキル基、 ァリ ル基、 ァラルキル基又はフルォロアルキル基を表し、
nは 0〜400の整数である。
Rx Si (R'Z)y.〇(4— χ— y)/2 (Π) 式中、
Rは水素原子、 炭素数 1〜10のアルキル基、 ァリール基またはァラルキル 基を表し、
R'はエーテノレ結合、 エステル結合又は一 ΝΗ—を鎖中に含有していてもよ 、炭素数 1〜 10の 2価脂肪族炭化水素基を表し、
Ζはァミノ基、 カルボキシ基、 エポキシ基及び片末端力、'炭素数 1〜6のアル キル基もしくはァシル基で封鎖されてもよいポリオキシエチレンもしくはポ リォキシプロピレン基より選ばれる一価の極性基を表し、
X及び yはそれぞれ 0. 01≤χ<3. 99、 0. 0 l≤y<3. 99で且 つ 0. 02≤x + yく 4である。 , 上記一般式 (I) において、 R1としてはメチル基、 フヱニル基、 4一トリフル ォ口ブチル基などが好ましく、 そして nは好ましくは 3〜 400の整数である。 しかして、 上記一般式 (I) で示されるシリコーンオイルとしては、 一般に、 数平均分子量が 180〜20, 000、 好ましくは 1, 000〜10, 000の 範囲内にあり、 また、 粘度が 10〜: L0, 000mPa's、 好ましくは 100〜5, 00 OmPa'sの範囲内にあるものが適しており、 具体的には、 R1がメチル基であ るジメチルシリコーンオイル、 これらのジメチノレシリコーンオイルのメチル基の 一部がフヱニル基に置換されたフヱニルメチルシリコーンオイル、 R1がフヱニ ル基であるジフヱニルシリコーンオイルなどが代表例として挙げられる。
上記一般式 (II) において、 Rとしてはメチル基、 フヱニル基などが代表的で あり、 R'としてはメチレン基、 エチレン基、 プロピレン基などが好ましく、 Z のうち、 末端が炭素数 6以下のアルキル基もしくはァシル基で封鎖されていても よいポリオキシエチレンもしくはポリオキシプロピレン基としては、 ォキシェチ レン又はォキシプロピレンの繰り返し単位数が 10〜60のものが適している。 また、 上記の末端を封鎖するアルキル基としてはメチル基、 ェチル基、 ブチル基 などが挙げられ、 ァシル基としてはァセチル基、 プロピオニル基などが挙げられ る。
しかして、 上記一般式 (Π) で表されるシリコーンオイルとしては、 一般に、 数平均分子量が 250〜30, 000、 好ましくは 1, 000〜20, 000の 範囲内にあり、 また、 粘度が 20〜50, 00 OmPa-s.好ましくは 100〜5, 00 OmPa'sの範囲内にあるものが適しており、 具体的に、 極性基 Zがァミノ基 である場合の式 (Π) のシリコーンオイルとしては、 例えば、 SF8417 (東 レダウコ一ニングシリコーン社製品) 、 I S I 4700、 I S I 4701 (以上 東芝シリコーン社製品) 、 FZ3712、 AFL— 40 ( 上日本ュニカー社製 品) などが挙げられ、 極性基 Yがカルボキシル基である場合の式 (Π) のシリコ —ンオイルとしては、 例えば、 XI 42— 411 (東芝シリコーン社製品),、 S F8418 (東レダウコ一ニングシリコーン社製品) 、 FXZ 3707 (日本ュ 二カー社製品) などが挙げられ、 また、 極性基 Zがエポキシ基である場合め式 (Π ) のシリコーンオイルとしては、 例えば、 SF8411 (東レダウコ一二ングシ リコ—ン社製品) 、 I S I 4730、 XI 42-301 (以上東芝シリコーン社 製品) 、 L_9300、 T-29 (以上日本ュニカー社製品) などが挙げられる。 さらに、 極性基 Zがアルキル基もしくはァシル基で封鎖されていてもよいポリオ キシエチレンもしくはポリオキシプロピレン基である場合の式 (π) のシリコ一 ンオイルとしては、 例えば、 I S I 4460、 I S I 4445、 I S I 4446 (以上東芝シリコーン社製品) 、 SH3746、 SH8400、 SH3749、 SH3700 (以上東レダウコーニングシリコーン社製品) 、 KF6009、 X 22-4822 (以上信越シリコ一ン社製) などが挙げられる。 , 以上に述べたシリコーンオイル (d ) の本発明の塗料組成物におけるその含有 量は、 厳密に制限されるものではないが、 一般には、 オルガノポリシロキサン (a ) の固形分 1 0 0重量部あたり 3 0〜2 0 0重量部、 好ましくは 5 0〜1 5 0重 量部、 さらに好ましくは 5 0〜1 2 0重量部の範囲内が適している。 該シリロー ンオイル (d ) の含有量が 3 0重量部未満では十分な長期防汚性能が得られない 可能性があり、 また、 2 0 0重量部を越えると得られる塗膜の強度が低下し防汚 性を持続することができなくなる傾向がある。 さらに、 1回の塗装で厚膜形成を 行なうことを望む場合には、 シリコーンオイル (d ) の含有量は、 オルガノポリ シロキサン (a ) の固形分 1 0 0重量部あたり通常 3 0〜1 5 0重量部、 好まし くは 5 0〜1 2 0重量部の範囲内が適当である。 無機質充填剤 ( e )
本発明の塗料組成物には、 必要に応じ、 塗膜の物理特性を向上させる目的で、 無機質充填剤 (e ) を配合することができる。
無機質充填剤 (e ) としては、 例えば、 湿式法シリカ、 乾式法シリカなど pシ リカ微粉末、 石英微粉末、 煙霧質二酸化チタン、 けいそう土、 水酸化アルミニゥ ム、 微粒状アルミナ、 酸化マグネシウム、 酸化亜鉛、 炭酸カルシウム、 炭酸亜鉛 等が挙げられる。 また、 これらをジメチルジクロロシラン、 へキサメチルジシラ ザン、 環状ジメチルシロキサン等で疎水表面処理したものも使用することができ る。
無機質充填剤 (e ) は、 一般に、 オルガノポリシロキサン (a ) の固形分 1 0 0重量部あたり 1〜 3 0重量部、 好ましくは 3〜 2 5重量部、 さらに好ましくは 5〜2 0重量部の範囲内で使用することができる。 防汚塗料組成物
本発明の防汚塗料組成物は、 以上に述べた各成分を従来のシリコーンゴム系防 汚塗料におけると同様にして配合することにより調製することができる。 具体的 には、 例えば、 水分の実質的不存在下に、 オルガノポリシロキサン (a ) 、 架橋 剤 (b ) 及びホウ酸化合物 (c ) 、 さらに必要に応じて、 無機質充填剤 (e ) を 混合してオルガノポリシロキサンゴム組成物を製造し、 次いでこのオルガノポリ シロキサンゴム組成物にシリコーンオイル (d) を添加混合することにより調製 することができる。
なお、 架橋剤 (b) としてテトラメ トキシシラン、 テトラエトキシンラン、 テ トラプロボキシシランなどの 4官能性アルコキシシラン化合物を使用する場合に は、 塗料粘度が増加する傾向があるので、 シリコーンオイル (d) を添加混合し た後で添加混合する方が塗装作業性の点から望ましい。
本発明の塗料組成物には、 上記成分に加えて、 さらに必要に応じて、 塩素化パ ラフィ ン、 固形パラフィン、 流動パラフィン、 ワセリン等を該塗料不揮発分 1 0 0重量部に対し約 1 0重量部以下、 好ましくは 9重量部以下の範囲内で配合する ことができる。 さらに必要に応じて、 着色顔料、 体質顔料、 防鑌顔料などの顔料 類、 有機溶剤、 可塑剤、 タレ止め剤、 シランカップリング剤、 防汚剤などを谭宜 配合することができる。
本発明の塗料組成物は、 空気中の水分を吸収して徐々に硬化が進行するので、 使用直前に調製し、 調製後なるベく早く塗装することが好ましい。
本発明の防汚塗料組成物は、 船舶、 港湾施設、 ブイ、 パイプライン、 橋梁、 発 電所の導水路管、 海底基地、 海底油田掘削設備、 養殖網、 定置網などの水中構造 物に塗装され、 これらの表面に水中生物が付着生育するのを長期にわたり防止す るものである。 該防汚塗料組成物の塗装は、 それ自体既知の手段により、 1回の 塗布により又は複数回塗り重ねて行うことができる。 形成される塗膜は空気中に 放置することにより、 空気中の水分を吸収して常温でも硬化が進行するが、 場合 により、 例えば約 8 0 °Cまでの温度に加熱することにより硬化を促進させること もできる。
本発明の防汚塗料組成物から形成される塗膜の厚さは、 被塗物などによって広 い範囲で変えることができるが、 一般には、 硬化膜厚で5 0〜3 0 0 // 111、 好ま しくは 1 0 0〜 2 0 0 / mの範囲内が適当である。
実施例
以下、 実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。 なお、 「部」 及び「% 」 はそれぞれ「重量部」 及び「重量%」 を示す。
オルガノポリシロキサンゴム組成物の調製
下記表 1に示す処方に従い、 オルガノポリシロキサンに疎水化処理シリカを添 加し、 攪拌混合機中で均一に混合した後、 得られる混合物に架橋剤、 硬化触媒及 び溶剤を湿気の不存在下に添加して均一に混合し、 常温硬化型のオルガノポリシ ロキサンゴム組成物 A〜 Hを調製した。
得られたオルガノポリシロキサンゴム組成物 A〜Hの各々を、 ガラス板上に乾 燥膜厚が約 1 5 0 ^ mとなるように刷毛で塗装し、 2 0。Cで放置し塗膜表面が半 硬化の状態になるまでの時間を指蝕により調べ、 各組成物の乾燥性を評価した。 その結果を表 1に示す。
Figure imgf000011_0001
(注 1 ) 両末端に水酸基を有するポリジメチルシロキサン (a— 1 ) :数平均分 子量 50, 000、
(注 2) 両末端に水酸基を有するポリジメチルシロキサン (a— 2) :数平均分 子量 30, 000、
(注 3) 両末端に水酸基を有するポリジメチルシロキサン (a— 3) :数平均分 子量 3, 000、
(注 4) 両末端に水酸基を有するポリジメチルシロキサン (a— 4) :数平均分 子量 10, 000、
(注 5) 疎水化処理シリカ:東レダウコ—ニングシリコーン社製 実施例 1〜 6及び比較例 1〜 3
上記で得た各オルガノポリシロキサン組成物 100部に、 下記表 2に示す配合 割合で各シリコーンオイルを混合し、 キシレンを加えて粘度を調整し、 防汚塗料 を得た。 表 2
Figure imgf000012_0001
(注 6) KF6009 :ポリエチレングリコール変性シリコーンオイル、 信越シ リコーン社製
(注 7) KF50 :メチルフヱニルシリコーンオイル、 信越シリコーン社製
(注 8) KF96 : ジメチルシリコーンオイル、 信越シリコーン社製
(注 9) SH510 :メチルフヱニルシリコーンオイル、 東レダウコ一ニングシ リコーン社製
(注 10) X 22— 4822:ポリエチレンダリコール変性シリコーンオイノレ、 信越シリコーン社製 得られた各防汚塗料について以下の方法で防汚試験を行なつた。
防汚試験方法:大きさ 100x300x2 mmのサンドプラスト処理鋼板にジ ンクリツチエポキシ樹脂系ショッププライマー塗料を乾燥膜厚が 15 ^mとなる ようにして塗装し、 さらにエポキシ樹脂系重防食塗料を乾燥膜厚が 200 mと なるようにして塗装した塗装板を被塗物とし、 この板の被塗面に上記で得た防汚 塗料を乾燥膜厚が約 150 /zmとなるように刷毛塗装し乾燥させて防汚性塗板を 形成した後、 この塗板を折戸湾 (静岡県清水巿) の海水中に懸垂浸漬し、 6ヶ月 後、 12ヶ月後、 18ヶ月後及び 24ヶ月後にその板を海水から引き上げ、 海中 生物の付着の程度を目視で観察した。 その結果を表 3に示す。 表 3
Figure imgf000013_0001
産業上の利用可能性
本発明の塗料組成物は、 硬化剤として無毒性のホウ酸化合物を用いた、 環境汚 染の問題がない硬化性の良好な防汚塗料組成物であり、 水中構造物への水中生物 の長期にわたる付着防止のために有利に使用することができる。

Claims

■ 2 請求の範囲
1. (a) 架橋反応性官能基を有するオルガノポリシロキサン、 (b) 架橋剤、 (c) 硬化触媒としてのホウ酸化合物、 及び (d) 数平均分子量が 180〜30,
000で且つ粘度が 10〜50, 000 mPa'sのシリコ一ンオイルを含有するこ とを特徴とする防汚塗料組成物。
2. オルガノポリシロキサン (a) が、 20, 000〜100, 000の範 囲内の数平均分子量を有するオルガノポリシロキサン (a— l) と 500〜20, 000の範囲内の数平均分子量を有するオルガノポリシロキサン (a— 2) との
10 組み合わせからなる請求の範囲第 1項記載の組成物。
3. オルガノポリシロキサン (a— l) Zオルガノポリシロキサン (a— 2) の重量比が 5 95〜95/5の範囲内にある請求の範囲第 2項記載の組成物。
4. 架橋剤 (b) が、 オルガノポリシロキサン (a) 中の架橋反応性官能基 と反応する官能基を 1分子中に少なくとも 2偭有する多官能性シラン化合物であ
15 る請求の範囲第 1項記載の組成物。
5. 多官能性シラン化合物が官能基としてケトキシム基を有するものである 請求の範囲第 4項記載の組成物。
6. 架橋剤 (b) を、 オルガノポリシロキサン (a) の固形分 100重量部 あたり 1〜100重量部の範囲内の量で含有する請求の範囲第 1項記載の組成物。
7. ホウ酸化合物 (c) がホウ酸及びホウ酸エステルよりなる群から選ばれ る請求の範囲第 1項記載の組成物。
8. ホウ酸エステルがホウ酸トリアルキルである請求の範囲第 7項記載の組 成物。
9. ホウ酸エステルがホウ酸トリメチル、 ホウ酸トリエチル、 ホウ酸トリプ
25 口ピル、 ホウ酸トリブチル、 ホウ酸トリフヱニル、 ホウ酸トリ (4一クロ口フエ ニル) 及びホウ酸トリへキサフルォロイソプロピルよりなる群から選ばれる請求 の範囲第 7項記載の組成物。
10. ホウ酸化合物 (c) をオルガノポリシロキサン (a) の固形分 100重 量部あたり 0. 01〜15重量部の範囲内の量で含有する請求の範囲第 1項記載 の組成物。
シリコーンオイル (d) が一般式 (I) 及び (Π)
1
R R 1 R
1
R1—— SiO SiO ~~ Si—— R (I)
1 n
R R 1 R 1 式中、
R1は同一もしくは異なり、 それぞれ炭素数 1〜10のアルキル基、 ァリ ル基、 ァラルキル基又はフルォロアルキル基を表し、
nは 0〜400の整数である、
Rx Si (R'Z)y 0(4.x-y)/2 (II) 式中、
Rは水素原子、 炭素数 1〜10のアルキル基、 ァリール基またはァラルキル 基を表し、
R'はエーテル結合、 エステル結合又は— NH—を鎖中に含有していてもよ 、炭素数 1〜 10の 2価脂肪族炭化水素基を表し、
Zはァミノ基、 カルボキシ基、 エポキシ基及び片末端が炭素数 1〜6のアル キル基もしくはァシル基で封鎖されてもよいポリオキシエチレンもしくはポ リオキシプロピレン基より選ばれる一価の極性基を表し、
X及び yはそれぞれ 0. 0 l≤x< 3. 99、 0. 0 l≤y<3. 99で且 つ 0. 02≤x + y<4である、
で示されるものから選ばれる請求の範囲第 1項記載の組成物。
12. シリコーンオイル (d) をオルガノポリシロキサン (a)の固形分 10 0重量部あたり 30〜200重量部の範囲内の量で含有する請求の範囲第 1項記 載の組成物。
13. 無機質充填剤 (e) をさらに含有する請求の範囲第 1項記載の組成物。
14. 無機質充填剤 (e) をオルガノポリシロキサン (a) の固形分 100重 量部あたり 1〜3 0重量部の範囲内の量で含有する請求の範囲第 1 3項記載の組 成物。
1 5. 請求の範囲第 1項記載の防汚塗料組成物で塗装された水中構造物。
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