用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物、涂膜和带涂膜的基材制造技术

本发明专利技术提供一种用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物、使上述涂料组合物固化而得到的用于降低摩擦阻力的涂膜、在基材上具有上述涂膜而得到的带涂膜的基材及其制造方法，所述用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物含有水解性聚合物(A)和重均分子量为500,000以上的亲水性高分子(B)，在涂料固体成分中所占的颜料体积浓度(PVC)小于20体积％，其在水中能够长期充分地维持涂膜的物性和降低摩擦阻力的效果。

Coating composition, coating and substrate with film for forming friction reducing film

The present invention provides a coating composition for forming a coating for reducing friction resistance, a coating for reducing friction resistance obtained by curing the above coating composition, a coating substrate with the coating on the substrate and a manufacturing method, and the coating group for reducing the friction resistance of the coating. The compound contains hydrophilic polymer (A) and the hydrophilic polymer (B) of more than 500000 of the weight average molecular weight. The volume concentration of pigment (PVC) in the solid composition of the coating is less than 20 volume%, and it can maintain the properties of the film and reduce the friction resistance in the water for a long time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物、涂膜和带涂膜的基材
本专利技术涉及用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物、使用其形成的用于降低摩擦阻力的涂膜、以及在基材上具有该涂膜而得到的带涂膜的基材。
技术介绍
如船舶等结构物在水中行进的情况、或经由管线等管结构物来运输液体的情况等那样地，在结构物的表面与液体之间产生摩擦时，因摩擦阻力而消耗大量的能量。作为降低该摩擦阻力的方法，可列举出例如利用所谓的汤姆斯效应(Tomseffect)的方法，即向液体中添加高分子化合物、纤维等来抑制结构物的表面附近产生湍流。并且，作为利用该汤姆斯效应的方法，可列举出例如通过使涂膜含有水解性聚合物而提高涂膜的更新性、使高分子化合物等容易从该涂膜中缓慢释放的技术。更具体而言，专利文献1提出了一种涂料组合物，其含有：聚环氧乙烷等水溶性高分子(a)、以及含金属酯的丙烯酸类树脂或含(甲基)丙烯酸三有机甲硅烷基酯的树脂等具备涂膜更新性的树脂(b)。此外，专利文献2提出了一种降低摩擦阻力的涂布组合物，其包含自抛丸清理型树脂、水溶性高分子、颜料和溶剂，所述自抛丸清理型树脂为选自丙烯酸锌聚合物、丙烯酸铜聚合物和丙烯酸甲硅烷基酯聚合物中的任一种或多种的混合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-342432号公报专利文献2：国际公开第2011/34246号
技术实现思路
专利技术要解决的问题针对以专利文献1和2为代表的用于降低摩擦阻力的涂膜，尽管至今为止进行了大量研究，但在实用方面发挥出充分性能的涂膜尚未广泛普及。作为其主要原因，可以考虑如下。即，含有作为粘结剂的水解性聚合物和发挥出汤姆斯效应的亲水性高分子化合物的涂膜在浸渍于水中时，会产生如下问题：因该高分子化合物的亲水性而促进水在涂膜内部的吸收，因高分子化合物的溶胀而发生体积变化，或者因涂膜内部的急剧的水解反应而导致涂膜在水中无法维持充分的强度，同时还产生如下问题：进而由于在涂膜表面也迅速地发生水解反应，因而无法长期降低摩擦阻力。本专利技术是鉴于上述现有情况而进行的，其课题在于，提供用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物，所述涂料组合物在水中能够长期充分地维持涂膜的物性和降低摩擦阻力的效果。此外，本专利技术的课题在于，提供使上述涂料组合物固化而得到的用于降低摩擦阻力的涂膜、在基材上具有上述涂膜而得到的带涂膜的基材及其制造方法。用于解决问题的方案本专利技术人等进行了深入研究，结果发现：将水解性聚合物与具有特定重均分子量的亲水性高分子组合使用，并进一步将颜料体积浓度(PVC)调整至特定范围的涂料组合物所形成的涂膜在水中可长期维持充分的强度。进而发现：该涂膜与以往的涂膜相比，降低摩擦阻力的效果出人意料地飞跃性提升，从而完成了本专利技术。本专利技术的主旨如下所示。本专利技术涉及以下的[1]～[12]。[1]一种用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物，其含有水解性聚合物(A)和重均分子量为500,000以上的亲水性高分子(B)，在涂料固体成分中所占的颜料体积浓度(PVC)小于20体积％。[2]根据上述[1]所述的涂料组合物，其中，涂料固体成分中的上述水解性聚合物(A)的含量为50质量％～98质量％。[3]根据上述[1]或[2]所述的涂料组合物，其中，涂料固体成分中的上述亲水性高分子(B)的含量为1质量％～45质量％。[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的涂料组合物，其中，上述水解性聚合物(A)具有金属酯基。[5]根据上述[4]所述的涂料组合物，其中，上述金属酯基为下述式(I)所示的2价金属酯基。(式中，M表示金属，＊表示键合于任意的有机基团。)[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的涂料组合物，其中，上述亲水性高分子(B)为具有源自1种含亲水性基团的不饱和单体的结构单元的均聚物、或者具有源自2种以上的含亲水性基团的不饱和单体的结构单元的共聚物。[7]根据[6]所述的涂料组合物，其中，上述含亲水性基团的不饱和单体为选自含非离子性基团的不饱和单体、含阴离子性基团的不饱和单体、以及含阳离子性基团的不饱和单体中的1种以上。[8]根据上述[1]～[7]中任一项所述的涂料组合物，其中，上述亲水性高分子(B)的重均分子量(Mw)为3,000,000以上。[9]一种降低摩擦阻力的涂膜，其是使上述[1]～[8]中任一项所述的涂料组合物固化而得到的。[10]一种带涂膜的基材，其在基材上具有上述[9]所述的降低摩擦阻力的涂膜。[11]根据上述[10]所述的带涂膜的基材，其中，上述基材为船舶。[12]一种带降低摩擦阻力的涂膜的基材的制造方法，其具有：通过将上述[1]～[8]中任一项所述的涂料组合物涂布或浸渗于基材，从而得到涂布体或浸渗体的工序(1)；以及通过将上述涂布体或浸渗体进行干燥，从而使上述涂料组合物固化的工序(2)。专利技术效果根据本专利技术，能够提供用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物，所述涂料组合物在水中能够长期充分地维持涂膜的物性和降低摩擦阻力的效果。此外，本专利技术能够提供便上述涂料组合物固化向得到的用于降低摩擦阻力的涂膜、在基材上具有上述涂膜而得到的带涂膜的基材及其制造方法。具体实施方式[用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物]本专利技术的用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物含有水解性聚合物(A)和重均分子量为500,000以上的亲水性高分子(B)，在涂料固体成分中所占的颜料体积浓度(PVC)小于20体积％。<水解性聚合物(A)>本专利技术的用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物包含水解性聚合物(A)。本专利技术中，如果使用水解性聚合物(A)，则存在于涂膜表面的水解性聚合物(A)在水中被缓慢水解，涂膜表面逐渐更新，因而容易释放出亲水性高分子(B)，表现出降低摩擦阻力的效果。本专利技术中的水解性聚合物(A)具有水解性基团，优选在水解性聚合物(A)中具有源自含水解性基团的单体(a0)的结构单元。本专利技术中的“水解性基团”是指金属酯基或甲硅烷基酯基，“金属酯基”是指通过金属与羧酸键合而生成的基团。此外，后述“多价金属酯基”或“2价金属酯基”是指通过多价金属或2价金属与羧酸键合而生成的基团。作为本专利技术中的水解性聚合物(A)的水解性基团，从长期表现出降低摩擦阻力的效果的观点出发，优选为金属酯基，更优选为多价金属酯基，进一步优选为下述式(I)所示的2价金属酯基。(式中，M表示金属，＊表示键合于任意的有机基团。)作为式(I)中的M，可列举出例如镁、钙、钕、钛、锆、铁、钌、钴、镍、铜、锌和铝等，其中，优选为镍、铜和锌等属于元素周期表第10～12族的金属，更优选为铜和锌，进一步优选为锌。具有上述金属酯基的水解性聚合物(A)可按照例如下述步骤来制造。首先，一边将混合有溶剂和氧化锌等金属成分的混合液加热至50℃～80℃左右一边搅拌，向其中滴加甲基丙烯酸、丙烯酸等有机酸与水等的混合液，进一步搅拌，由此制备含水解性基团的单体(a0)。接着，向新准备的反应容器中投入溶剂，并加热至80℃～120℃左右，向其中滴加上述含水解性基团的单体(a0)、后述的除了含水解性基团的单体(a0)之外的单体、聚合引发剂、链转移剂和溶剂等的混合液，进行聚合反应，由此能够得到具有金属酯基的水解性聚合物(A)。需要说明的是，水解性聚合物(A)中的源自各单体的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物，其含有水解性聚合物(A)和重均分子量为500,000以上的亲水性高分子(B)，在涂料固体成分中所占的颜料体积浓度(PVC)小于20体积％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.25 JP 2015-2543511.一种用于形成降低摩擦阻力的涂膜的涂料组合物，其含有水解性聚合物(A)和重均分子量为500,000以上的亲水性高分子(B)，在涂料固体成分中所占的颜料体积浓度(PVC)小于20体积％。2.根据权利要求1所述的涂料组合物，其中，涂料固体成分中的所述水解性聚合物(A)的含量为50质量％～98质量％。3.根据权利要求1或2所述的涂料组合物，其中，涂料固体成分中的所述亲水性高分子(B)的含量为1质量％～45质量％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的涂料组合物，其中，所述水解性聚合物(A)具有金属酯基。5.根据权利要求4所述的涂料组合物，其中，所述金属酯基为下述式(I)所示的2价金属酯基，式中，M表示金属，＊表示键合于任意的有机基团。6.根据权利要求1～5中任一项所述的涂料组合物，其中，所述亲水性高分子(B)是具有源自1种含亲水性基团的不...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷野聪一郎，关庸之，仁井本顺治，田中秀幸，
申请(专利权)人：中国涂料株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP