CN106232729A - 沥青组合物 - Google Patents

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Abstract

一种沥青组合物,其中,该沥青组合物含有0.5质量份以上20质量份以下的嵌段共聚物和100质量份的沥青,上述嵌段共聚物具有以乙烯基芳香族单体单元为主体的聚合物嵌段(A)、以及包含共轭二烯单体单元和乙烯基芳香族单体单元的共聚物嵌段(B),上述嵌段共聚物中的上述乙烯基芳香族单体单元的含量为20质量%以上60质量%以下,上述嵌段共聚物中的上述聚合物嵌段(A)的含量为10质量%以上40质量%以下,上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为40%以上100%以下,上述沥青的胶体指数为0.30以上0.54以下、且饱和成分的含量为11质量%以下。

Description

沥青组合物
技术领域
本发明涉及沥青组合物。
背景技术
一直以来,沥青组合物被广泛用于道路铺砌、隔音片材、沥青屋面材料等用途中。为了根据用途附加性能,向这样的沥青组合物中添加各种聚合物。例如添加了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、橡胶乳液、由共轭二烯和乙烯基芳香族烃形成的嵌段共聚物等。
近年来,伴随着道路通行车辆的增多或车辆的高速化这样的情况,对于具有优异的强度、耐流动性、耐磨耗性的沥青组合物的需求日益增加。因此需要软化点更高、弹性模量等机械强度高的沥青组合物,尝试了通过提高上述各种共聚物的分子量来进行改良。
但是会产生在高温储藏时的储藏稳定性方面得不到充分的性能、另外熔融粘度增高道路铺砌时的施工性也会变差之类的问题。
因此,通过添加芳香系油、或者添加硫或过氧化物进行交联来谋求储藏稳定性的改良。
例如公开了使用硫(例如,参见专利文献1)、以及将硫与硫化剂、进而与含硫的硫化促进剂合用的技术(例如,参见专利文献2)。
另外,还公开了下述的沥青组合物,该沥青组合物中使用了由具有特殊结构的共轭二烯和乙烯基芳香族烃形成的共聚物(例如,参见专利文献3)。
另外,还公开了一种屋面板用沥青组合物,其在由乙烯基芳香族烃和共轭二烯形成的嵌段共聚物中含有填料(例如,参见专利文献4)。
此外,还公开了一种使用下述氢化共聚物的沥青组合物,该氢化共聚物是对由乙烯基芳香族烃和共轭二烯形成的嵌段共聚物氢化而成的(例如,参见专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特公昭57-24385号公报
专利文献2:日本特开平3-501035号公报
专利文献3:美国专利申请公开第2003/0149140号说明书
专利文献4:美国专利第6,120,913号说明书
专利文献5:日本特开2003-238813号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在专利文献1、2所公开的改良方法中,关于高温储藏时的储藏稳定性也仍未得到令人满意的结果,希望进行进一步的改良。
另外,专利文献3所公开的组合物具有在软化点、高温储藏稳定性的特性平衡方面不充分、伸长率也较差之类的问题。
另外,在专利文献4所公开的组合物中,由于使用通常的由乙烯基芳香族烃和共轭二烯形成的嵌段共聚物,因而高温储藏稳定性不充分,从而具有无法用作沥青防水片材的屋面板这样的问题。
此外,在专利文献5所公开的组合物中,由于乙烯基芳香族化合物的含量多,因而尽管高温储藏稳定性优异,但在软化点、伸长率方面得不到充分的特性,具有无法用作道路铺砌用途的问题。
另一方面,对于沥青而言,已知根据原油产地、炼油厂的不同,A:饱和成分、B:沥青烯成分、C:树脂成分、D:芳香族成分这4种成分的比例有所不同。根据聚合物结构,这些成分的不同会对沥青组合物的物性带来较大影响,具有软化点低、能够由高温储藏后的软化点变化进行判断的高温储藏稳定性不充分,或者车辙形成抗性和溶解性差之类的问题。
本发明是鉴于上述问题而进行的,其目的在于提供软化点、伸长率高、熔融粘度低、并且车辙形成抗性、高温储藏稳定性优异的沥青组合物。
解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现,若为由具有特定结构的嵌段共聚物和特定组成的沥青构成的组合物,则能够解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明如下。
[1]
一种沥青组合物,其中,
该沥青组合物含有0.5质量份以上20质量份以下的嵌段共聚物和100质量份的沥青,
上述嵌段共聚物具有以乙烯基芳香族单体单元为主体的聚合物嵌段(A)、以及包含共轭二烯单体单元和乙烯基芳香族单体单元的共聚物嵌段(B),上述嵌段共聚物中的上述乙烯基芳香族单体单元的含量为20质量%以上60质量%以下,
上述嵌段共聚物中的上述聚合物嵌段(A)的含量为10质量%以上40质量%以下,
上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为40%以上100%以下,
上述沥青的胶体指数((饱和成分含量+沥青烯成分含量)/(树脂成分含量+芳香族成分含量))为0.30以上0.54以下,且饱和成分的含量为11质量%以下。
[2]
如前项[1]中所述的沥青组合物,其中,上述嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中在-70℃以上0℃以下的范围具有损耗角正切的峰顶,上述峰顶的值为0.7以上2.0以下。
[3]
如前项[1]或[2]中所述的沥青组合物,其中,上述嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中在-45℃以上-20℃以下的范围具有损耗角正切的峰顶。
[4]
如前项[1]~[3]中任一项所述的沥青组合物,其中,上述沥青的胶体指数(Ci)和上述嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中的损耗角正切的峰温度(Tg(℃))满足以下的关系。
Ci≦0.0127×Tg+0.94
[5]
如前项[1]~[4]中任一项所述的沥青组合物,其中,上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为50%以上90%以下。
[6]
如前项[1]~[5]中任一项所述的沥青组合物,其中,上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为60%以上90%以下。
[7]
如前项[1]~[6]中任一项所述的沥青组合物,其中,
上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元含有源于1,2-键合和/或3,4-键合的共轭二烯单体单元(a)和源于1,4-键合的共轭二烯单体单元(b),
在将上述共轭二烯单体单元的总含量设为100质量%的情况下,
上述共轭二烯单体单元(a)被氢化得到的烯基单体单元(a1)的含量为10质量%以上50质量%以下,
上述共轭二烯单体单元(b)被氢化得到的烯基单体单元(b1)的含量为0质量%以上80质量%以下,
氢化后未被氢化的共轭二烯单体单元(a2)与氢化后未被氢化的共轭二烯单体单元(b2)的含量之和为0质量%以上90质量%以下。
[8]
如前项[1]~[7]中任一项所述的沥青组合物,其中,上述嵌段共聚物的重均分子量为50000以上300000以下。
[9]
如前项[1]~[8]中任一项所述的沥青组合物,其中,上述嵌段共聚物具有选自由羟基、酸酐基、环氧基、氨基、酰胺基、硅烷醇基以及烷氧基硅烷基组成的组中的至少一种官能团。
[10]
如前项[1]~[9]中任一项所述的沥青组合物,其中,相对于上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元的总含量,源于1,2-键合和/或3,4-键合的共轭二烯单体单元(a)的含量为10质量%以上50质量%以下。
[11]
如前项[1]~[10]中任一项所述的沥青组合物,其中,上述沥青的针入度大于60且为80以下。
发明的效果
根据本发明,能够提供软化点、伸长率高、熔融粘度低、并且车辙形成抗性、高温储藏稳定性优异的沥青组合物。
具体实施方式
下面对本发明的实施方式(下文中称为“本实施方式”)进行详细说明。本发明并不限于以下的本实施方式,可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。
[沥青组合物]
本实施方式的沥青组合物含有0.5质量份以上20质量份以下的嵌段共聚物和100质量份的沥青,
上述嵌段共聚物具有以乙烯基芳香族单体单元为主体的聚合物嵌段(A)、以及包含共轭二烯单体单元和乙烯基芳香族单体单元的共聚物嵌段(B),
上述嵌段共聚物中的上述乙烯基芳香族单体单元的含量为20质量%以上60质量%以下,
上述嵌段共聚物中的上述聚合物嵌段(A)的含量为10质量%以上40质量%以下,
上述嵌段共聚物的上述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为40%以上100%以下,
上述沥青的胶体指数((饱和成分含量+沥青烯成分含量)/(树脂成分含量+芳香族成分含量))为0.30以上0.54以下,且饱和成分的含量为11质量%以下。
[嵌段共聚物]
本实施方式的嵌段共聚物具有以乙烯基芳香族单体单元为主体的聚合物嵌段(A)、以及包含共轭二烯单体单元和乙烯基芳香族单体单元的共聚物嵌段(B),上述乙烯基芳香族单体单元的含量为20质量%以上60质量%以下,上述聚合物嵌段(A)的含量为10质量%以上40质量%以下,上述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为40%以上100%以下。
在本实施方式中,“共轭二烯单体单元”是共轭二烯化合物聚合而产生的每1个共轭二烯化合物的单元。需要说明的是,在本说明书中,共轭二烯单体单元无论在氢化前后均被称为“共轭二烯单体单元”。
共轭二烯化合物是具有一对共轭双键的二烯烃。作为共轭二烯化合物没有特别限定,例如可以举出1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(异戊二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯等。其中优选1,3-丁二烯和异戊二烯。共轭二烯化合物不仅可以使用一种,还可以使用两种以上。
在本实施方式中,“乙烯基芳香族单体单元”是乙烯基芳香族化合物聚合而产生的每1个乙烯基芳香族化合物的单元。
作为乙烯基芳香族化合物没有特别限定,例如可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、二乙烯基苯、1,1-二苯基乙烯、N,N-二甲基对氨基乙基苯乙烯、N,N-二乙基对氨基乙基苯乙烯等。乙烯基芳香族化合物不仅可以使用一种,还可以使用两种以上。
[聚合物嵌段(A)]
在本实施方式中,聚合物嵌段(A)是以乙烯基芳香族单体单元为主体的嵌段。此处的“为主体”是指聚合物嵌段(A)中所包含的乙烯基芳香族单体单元大于95质量%且为100质量%以下,优选是指所包含的该乙烯基芳香族单体单元为96质量%以上100质量%以下,更优选是指所包含的该乙烯基芳香族单体单元为97质量%以上100质量%以下。
聚合物嵌段(A)的含量相对于嵌段共聚物整体为10质量%以上40质量%以下、优选为13质量%以上35质量%以下、更优选为20质量%以上30质量%以下、进一步优选为17质量%以上22质量%以下。通过使聚合物中的聚合物嵌段(A)的含量处于上述范围内,软化点以及高温储藏稳定性进一步提高。
在本实施方式中,聚合物嵌段(A)的含量可以使用通过下述方法求出的乙烯基芳香族聚合物嵌段成分的质量(其中不包括平均聚合度为约30以下的乙烯基芳香族聚合物嵌段成分),由下式来求出;在所述方法中,将四氧化锇作为催化剂,利用叔丁基过氧化氢将聚合物氧化分解(I.M.KOLTHOFF,et.al,J.Polym.Sci.1,p.429(1946)中记载的方法)。
聚合物嵌段(A)的含量(质量%)=(乙烯基芳香族聚合物嵌段成分的质量/聚合物的质量)×100
在聚合物被氢化的情况下,由于聚合物中的聚合物嵌段(A)的含量与氢化前的聚合物嵌段(A)相对于聚合物的含量大致相等,因而在本实施方式中,聚合物被氢化的情况下的聚合物中的聚合物嵌段(A)的含量可以以氢化前的聚合物嵌段(A)的含量的形式来求出。
[聚合物嵌段(B)]
在本实施方式中,共聚物嵌段(B)是指包含共轭二烯单体单元和乙烯基芳香族单体单元的嵌段,优选乙烯基芳香族单体单元的含量为5质量%以上95质量%以下的嵌段。
在本实施方式中,从沥青组合物的软化点、车辙形成抗性(G*/sinδ)的观点出发,共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量优选为5质量%以上、更优选为20质量%以上、进一步优选为25质量%以上。另外,从沥青组合物的高温储藏稳定性、伸长率的观点出发,共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量优选为95质量%以下、更优选为50质量%以下、进一步优选为35质量%以下、更进一步优选为30质量%以下。
需要说明的是,共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量(RS)可以从嵌段共聚物中的乙烯基芳香族单体单元的含量(TS)减去上述聚合物嵌段(A)的含量(BS)来求出。
RS(%)=(TS-BS)/(100-BS)×100
车辙形成抗性通常由利用轮辙试验对于包含与实际道路铺砌同样的骨料的混配物求出的动态稳定度(DS值)进行判断,在本实施方式的沥青组合物的情况下,可以测定后述实施例记载的作为动态稳定度指标的G*/sinδ的值,对于车辙形成抗性进行判断。
共聚物嵌段(B)优选为无规嵌段。此处的“无规”是指嵌段共聚物中的乙烯基芳香族单体单元的连续为10个以下的状态。
共聚物嵌段(B)的含量相对于嵌段共聚物优选为60质量%以上90质量%以下、更优选为65质量%以上85质量%以下、进一步优选为70质量%以上80质量%以下。通过使嵌段共聚物中的共聚物嵌段(B)的含量处于上述范围内,嵌段共聚物在沥青组合物中的溶解性和软化点倾向于进一步提高。
在本实施方式中,相对于聚合物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量100质量%,共聚物嵌段(B)中的短链乙烯基芳香族单体聚合部分的含量优选为50质量%以上、更优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上、更进一步优选为90质量%以上。另外,对于共聚物嵌段(B)中的短链乙烯基芳香族单体聚合部分的含量的上限没有特别限定,优选为100质量%以下、更优选为99质量%以下。通过使聚合物嵌段(B)中的短链乙烯基芳香族单体聚合部分的含量为上述范围内,嵌段共聚物与沥青的相容性、伸长率、高温储藏稳定性倾向于进一步提高。
此处,“短链乙烯基芳香族单体聚合部分”是指聚合物嵌段(B)中的由2~6个乙烯基芳香族单体单元形成的成分。另外,短链乙烯基芳香族单体聚合部分的含量是如下求出的:将聚合物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量设为100质量%,求出其中2~6个连接的乙烯基芳香族单体单元的含量,将其作为短链乙烯基芳香族单体聚合部分的含量。
另外,相对于聚合物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量100质量%,2个连接的乙烯基芳香族单体单元的含量优选为10质量%以上45质量%以下、更优选为13质量%以上42质量%以下、进一步优选为19质量%以上36质量%以下。通过使2个连接的乙烯基芳香族单体单元的含量为上述范围内,嵌段共聚物与沥青的相容性、伸长率、高温储藏稳定性倾向于进一步提高。
此外,相对于聚合物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量100质量%,3个连接的乙烯基芳香族单体单元的含量优选为45质量%以上80质量%以下、更优选为45质量%以上75质量%以下、进一步优选为45质量%以上65质量%以下。通过使3个连接的乙烯基芳香族单体单元的含量为上述范围内,嵌段共聚物与沥青的相容性、伸长率、高温储藏稳定性倾向于进一步提高。
在本实施方式中,乙烯基芳香族单体单元的含量相对于嵌段共聚物为20质量%以上60质量%以下、优选为33质量%以上55质量%以下、更优选为37质量%以上48质量%以下、进一步优选为40质量%以上45质量%以下。通过使嵌段共聚物中的乙烯基芳香族单体单元的含量为上述范围内,软化点、伸长率、沥青组合物的软化点与伸长率的平衡进一步提高。需要说明的是,乙烯基芳香族单体单元的含量可以利用后述实施例记载的方法进行测定。
在嵌段共聚物被氢化的情况下,由于乙烯基芳香族单体单元相对于嵌段共聚物的含量与乙烯基芳香族单体单元相对于氢化前的嵌段共聚物的含量大致相等,因而嵌段共聚物被氢化的情况下的乙烯基芳香族单体单元的含量可以以氢化前的乙烯基芳香族单体单元的含量的形式来求出。
在本实施方式中,作为共轭二烯单体单元的总含量中的被氢化的共轭二烯单体单元的含量的氢化率(摩尔%)、也即共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为40%以上100%以下、优选为40%以上95%以下、更优选为50%以上90%以下、更优选为60%以上90%以下。通过使嵌段共聚物中的氢化率为上述范围,嵌段共聚物与沥青的相容性优异、软化点、伸长率和高温储藏稳定性的性能平衡优异。本实施方式中的氢化率可以利用后述实施例记载的方法求出。
优选嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中在-70℃以上0℃以下的范围具有损耗角正切的峰顶、上述峰顶的值为0.7以上2.0以下。沥青组合物的软化点、伸长率以及车辙形成抗性(G*/sinδ)的性能平衡倾向于进一步提高。
从沥青组合物的软化点与伸长率和车辙形成抗性(G*/sinδ)的性能平衡的观点出发,损耗角正切的峰顶的范围更优选为-50℃以上-10℃以下、进一步优选为-45℃以上-20℃以下。
另外,从沥青组合物的软化点与伸长率的观点出发,峰顶的值更优选为0.8以上1.6以下、进一步优选为0.9以上1.4以下、更进一步优选为1.0以上1.3以下。上述tanδ峰值高度和温度可通过后述实施例记载的方法求出。
tanδ峰温度可通过例如控制共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元与共轭二烯单体单元的含量的比例、共轭二烯化合物的微观结构、氢化率等而调整成在-70℃以上0℃以下的范围具有tanδ的峰顶。例如共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的比例增加时,倾向于在高温侧具有tanδ的峰顶;乙烯基芳香族单体单元的比例降低时,倾向于在低温侧具有tanδ的峰顶。
另外,通过在共聚物嵌段(B)的聚合中对温度以及各单体的添加时间或添加次数进行控制,能够将峰顶的值调整为0.7以上2.0以下。具体地说,将反应器内温设为56℃~90℃的范围内、将反应器内压设为0.1MPa~0.50MPa的范围内、并且将以一定速度添加的共轭二烯单体和乙烯基芳香族单体的添加时间设为10分钟~60分钟的范围内或将添加次数设为3次以上。另外,作为其他方法,具有还依赖于氢化反应时的温度的倾向,在上述任一方法的基础上,设氢化反应时的温度为80℃以上120℃以下时,峰顶的值倾向于接近0.7以上2.0以下。
在本实施方式中,共轭二烯单体单元含有源于1,2-键合和/或3,4-键合的共轭二烯单体单元(a)和源于1,4-键合的共轭二烯单体单元(b)。
此处,所谓“源于1,2-键合和/或3,4-键合的共轭二烯单体单元(a)”是共轭二烯化合物经1,2-键合和/或3,4-键合聚合而产生的每1个共轭二烯化合物的单元。另外,所谓“源于1,4-键合的共轭二烯单体单元(b)”是共轭二烯化合物经1,4-键合聚合而产生的每1个共轭二烯化合物的单元。
从沥青组合物的软化点和伸长率的性能平衡的观点出发,相对于嵌段共聚物中的共轭二烯单体单元的总含量,共轭二烯单体单元(a)的含量(下文中也称为乙烯基键合量)优选为10质量%以上50质量%以下、更优选为15质量%以上45质量%以下、进一步优选为20质量%以上40质量%以下。
在本实施方式中,在将共轭二烯单体单元的总含量设为100质量%的情况下,优选共轭二烯单体单元(a)被氢化得到的烯基单体单元(a1)的含量为10质量%以上50质量%以下、共轭二烯单体单元(b)被氢化得到的烯基单体单元(b1)的含量为0质量%以上80质量%以下、氢化后未被氢化的共轭二烯单体单元(a2)与氢化后未被氢化的共轭二烯单体单元(b2)的含量之和为0质量%以上90质量%以下。通过使用这样的嵌段共聚物,沥青组合物的软化点和伸长率的性能平衡倾向于进一步提高。
从沥青组合物的软化点和伸长率的性能平衡的观点出发,烯基单体单元(a1)的含量优选为15质量%以上45质量%以下、更优选为20质量%以上40质量%以下。
另外,从沥青组合物的软化点和伸长率的性能平衡的观点出发,烯基单体单元(b1)的含量优选为10质量%以上70质量%以下、更优选为15质量%以上65质量%以下、进一步优选为30质量%以上65质量%以下。
此外,从沥青组合物的软化点和伸长率的性能平衡的观点出发,共轭二烯单体单元(a2)与共轭二烯单体单元(b2)的含量之和优选为0质量%以上80质量%以下、更优选为5质量%以上70质量%以下、进一步优选为10质量%以上60质量%以下。
共轭二烯单体单元(a)被氢化得到的烯基单体单元(a1)的含量、共轭二烯单体单元(b)被氢化得到的烯基单体单元(b1)的含量、未被氢化的烯基单体单元(a2)的含量、未被氢化的烯基单体单元(b2)的含量可以利用后述实施例记载的方法求出。
嵌段共聚物中的氢化前的共轭二烯单体单元(a)的含量和共轭二烯单体单元的微观结构(顺式、反式和乙烯基的比例)可以通过后述的极性化合物等的使用来调整。
从沥青组合物的高伸长率、高伸长恢复性和在5℃等低温下的高伸长率的方面考虑,本实施方式中使用的嵌段共聚物优选具有选自由羟基、酸酐基、环氧基、氨基、酰胺基、硅烷醇基以及烷氧基硅烷基组成的组中的至少一种官能团。其中,嵌段共聚物更优选具有选自由氨基以及酰胺基组成的组中的至少一种官能团,进一步优选具有氨基。更优选相对于1mol嵌段共聚物的分子含有2mol以上的选自由氨基和酰胺基组成的组中的至少一种官能团。需要说明的是,上述官能团可以通过后述的嵌段共聚物的制造方法导入。
在本实施方式中,嵌段共聚物的熔体流动速率(MFR)优选为0.05以上10以下、更优选为0.05以上8以下、进一步优选为0.05以上6以下。通过使嵌段共聚物的MFR为上述范围内,具有沥青组合物的加工性和软化点的平衡优异的倾向。MFR的测定可以使用氢化嵌段共聚物利用熔体流动指数测定仪(L247;TECHNOLSEVEN CO.,LTD制)通过基于JIS K7210的方法计算出。优选在试验温度为230℃、试验负荷为2.16kgf、测定值的单位为g/10分钟的L条件下进行测定。
在本实施方式中,从沥青组合物的软化点和熔融粘度的平衡的观点出发,嵌段共聚物的重均分子量(Mw)优选为50000以上300000以下、更优选为60000以上280000以下、进一步优选为70000以上260000以下、更进一步优选为70000以上且小于200000。
在本实施方式中,从沥青组合物的软化点和熔融粘度的平衡的观点出发,嵌段共聚物的分子量分布(Mw/Mn)(重均分子量(Mw)相对于数均分子量(Mn)之比)优选为2.0以下、更优选为1.8以下、进一步优选为1.5以下。
重均分子量和分子量分布可以利用后述实施例记载的方法求出。由于嵌段共聚物被氢化的情况下的重均分子量和分子量分布与氢化前的嵌段共聚物的重均分子量和分子量分布大致相等,因而对于嵌段共聚物被氢化的情况下的重均分子量和分子量分布,可以求出氢化前的嵌段共聚物的重均分子量和分子量分布。
在本实施方式中,关于嵌段共聚物的结构,任何结构的嵌段共聚物均可使用。例如可以举出具有由下式所表示的结构的嵌段共聚物。
(A-B)n+1、A-(B-A)n、B-(A-B)n+1、[(A-B)n]m-X、[(B-A)n-B]m-X、[(A-B)n-A]m-X、[(B-A)n+1]m-X
(上述式中,各A各自独立地表示聚合物嵌段(A)。各B各自独立地表示共聚物嵌段(B)。各n各自独立地为1以上的整数、优选为1~5的整数。各m各自独立地为2以上的整数、优选为2~11的整数。各X各自独立地表示偶联剂的残基或多官能引发剂的残基。)
嵌段共聚物可以为具有由上述式所表示的结构的嵌段共聚物的任意的混合物。它们之中,从沥青粘结剂性能的平衡的的方面考虑,优选A-B-A结构。
在本实施方式中,共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元可以均匀分布,也可以呈递变状、阶梯状、凸状或凹状分布。此处,“递变状结构”是指乙烯基芳香族单体单元的含量沿着共聚物嵌段(B)中的聚合物链递增的结构。其为下述结构:在将共聚物嵌段(B)刚开始聚合后共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量设为S1、将在聚合中途、例如所导入的单体的1/2发生了聚合的时刻共聚物中的乙烯基芳香族单体单元的含量设为S2、将聚合完成后共聚物嵌段(B)中的乙烯基芳香族单体单元的含量设为S3的情况下,S2/S1>1且S3/S2>1的关系成立。
在共聚物嵌段(B)中,乙烯基芳香族单体单元均匀分布的部分和/或呈递变状分布的部分可以分别存在2个以上。另外,在共聚物嵌段(B)中可以存在2个以上的乙烯基芳香族单体单元的含量不同的链段。
[嵌段共聚物的制造方法]
本实施方式的嵌段共聚物例如可以在烃溶剂中使用有机碱金属化合物等聚合引发剂通过阴离子活性聚合来制造。
作为烃溶剂没有特别限定,例如可以举出正丁烷、异丁烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等脂肪族烃类;环己烷、环庚烷、甲基环庚烷等脂环式烃类;以及苯、甲苯、二甲苯、乙苯等芳香族烃等。
作为聚合引发剂没有特别限定,例如可以举出对于共轭二烯和乙烯基芳香族化合物具有阴离子聚合活性的脂肪族烃碱金属化合物、芳香族烃碱金属化合物、有机氨基碱金属化合物等。作为碱金属没有特别限定,例如可以举出锂、钠、钾等。
在本实施方式中,有在将机碱金属化合物作为聚合引发剂使共轭二烯化合物与乙烯基芳香族化合物进行聚合时,为了调整嵌入到嵌段共聚物中的源于共轭二烯单体单元的乙烯基键合(1,2-键合或3,4-键合)的量或者调整共轭二烯与乙烯基芳香族化合物的无规聚合性,可以添加作为极性化合物的叔胺化合物或醚化合物。
作为叔胺化合物没有特别限定,例如可以举出由式R1R2R3N(其中,R1、R2、R3各自独立地是碳原子数为1到20的烃基或具有叔氨基的烃基)表示的化合物。
具体地说,可以举出三甲胺、三乙胺、三丁胺、N,N-二甲基苯胺、N-乙基哌啶、N-甲基吡咯烷、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’-四乙基乙二胺、1,2-二哌啶基乙烷、三甲基氨基乙基哌嗪、N,N,N’,N”,N”-五甲基乙烯三胺、N,N’-二辛基对苯二胺等。
作为醚化合物没有特别限定,例如可以举出直链状醚化合物和环状醚化合物。
作为直链状醚化合物没有特别限定,具体地说,可以举出二甲醚、二乙醚、二苯醚;乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚等乙二醇的二烷基醚化合物类;二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇的二烷基醚化合物类。
作为环状醚化合物没有特别限定,具体地说,可以举出四氢呋喃、二氧六环、2,5-二甲基四氢呋喃、2,2,5,5-四甲基四氢呋喃、2,2-双(2-四氢呋喃基)丙烷、糠醇的烷基醚等。
在本实施方式中,将有机碱金属化合物作为聚合引发剂使共轭二烯化合物与乙烯基芳香族化合物进行聚合的方法可以为分批聚合也可以为连续聚合,还可以为它们的组合。聚合温度通常为0℃以上180℃以下、优选为30℃以上150℃以下。聚合中所需要的时间根据其他条件的不同而不同,通常为48小时以内、优选为0.1小时~10小时。聚合体系的气氛优选为氮气等惰性气体气氛。聚合压力只要为在上述聚合温度范围足以将单体和溶剂维持在液相的压力范围就没有特别限定。需要注意不要在聚合体系内混入使催化剂和活性聚合物失活的杂质(水、氧、二氧化碳等)。
在本实施方式中,也可以在聚合终止的时刻使用2官能以上的偶联剂来进行偶联反应。对于2官能以上的偶联剂没有特别限定,可以使用公知的偶联剂。
作为2官能性的偶联剂没有特别限定,例如可以举出二甲基二氯硅烷、二甲基二溴硅烷等二卤化物;苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸苯酯、邻苯二甲酸酯类等酸酯类等。
作为3官能以上的多官能偶联剂没有特别限定,例如可以举出3元以上的多元醇类;环氧化大豆油、二缩水甘油基双酚A等多元环氧化合物;由式R4-nSiXn(其中,各R各自独立地表示碳原子数为1到20的烃基,各X各自独立地表示卤原子,n表示3或4)表示的卤化硅化合物,例如甲基三氯硅烷、叔丁基三氯硅烷、四氯化硅以及它们的溴化物;由式R4-nSnXn(其中,各R各自独立地表示碳原子数为1到20的烃基,各X各自独立地表示卤原子,n表示3或4)表示的卤化锡化合物,例如甲基三氯化锡、叔丁基三氯化锡、四氯化锡等多元卤化物。另外,碳酸二甲酯或碳酸二乙酯等也可作为多官能偶联剂使用。
需要说明的是,可以通过使用具有官能团的化合物作为引发剂、单体、偶联剂或终止剂,在所得到的嵌段共聚物上加成官能团。
作为包含官能团的引发剂,优选具有含氮基团的引发剂,可以举出二辛基氨基锂、二-2-乙基己基氨基锂、乙基苄基氨基锂、(3-(二丁基氨基)-丙基)锂、哌啶基锂等。
作为包含官能团的单体,可以举出在上述聚合中使用的单体中包含羟基、酸酐基、环氧基、氨基、酰胺基、硅烷醇基、烷氧基硅烷基的化合物。其中优选含有含氮基团的单体,例如可以举出N,N-二甲基乙烯基苄基胺、N,N-二乙基乙烯基苄基胺、N,N-二丙基乙烯基苄基胺、N,N-二丁基乙烯基苄基胺、N,N-二苯基乙烯基苄基胺、2-二甲氨基乙基苯乙烯、2-二乙基氨基乙基苯乙烯、2-双(三甲基甲硅烷基)氨基乙基苯乙烯、1-(4-N,N-二甲氨基苯基)-1-苯基乙烯、N,N-二甲基-2-(4-乙烯基苄氧基)乙胺、4-(2-吡咯烷基乙基)苯乙烯、4-(2-哌啶基乙基)苯乙烯、4-(2-六亚甲基亚氨基乙基)苯乙烯、4-(2-吗啉代乙基)苯乙烯、4-(2-噻嗪基乙基)苯乙烯、4-(2-N-甲基哌嗪基乙基)苯乙烯、1-((4-乙烯基苯氧基)甲基)吡咯烷以及1-(4-乙烯基苄氧基甲基)吡咯烷等。
作为包含官能团的偶联剂和终止剂,可以举出上述偶联剂中的包含羟基、酸酐基、环氧基、氨基、酰胺基、硅烷醇基、烷氧基硅烷基的化合物。
其中优选含有含氮基团或含氧基的偶联剂,例如可以举出四缩水甘油基间苯二甲胺、四缩水甘油基-1,3-双氨基甲基环己烷、四缩水甘油基对苯二胺、四缩水甘油基二氨基二苯基甲烷、二缩水甘油基苯胺、γ-己内酯、γ-环氧丙氧基乙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三苯氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基二乙基乙氧基硅烷、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、1,3-二乙基-2-咪唑啉酮、N,N’-二甲基丙烯基脲以及N-甲基吡咯烷酮等。
[氢化方法]
在本实施方式中,对于将嵌段共聚物氢化的情况下的制造方法没有特别限定,可以使用公知的方法。
作为将嵌段共聚物氢化时所使用的氢化催化剂没有特别限制,可以使用现有公知的下述催化剂:将Ni、Pt、Pd、Ru等金属负载至碳、氧化硅、氧化铝、硅藻土等而成的负载型非均相氢化催化剂;使用Ni、Co、Fe、Cr等的有机酸盐或乙酰丙酮盐等过渡金属盐和有机铝等还原剂的所谓齐格勒型氢化催化剂;Ti、Ru、Rh、Zr等的有机金属化合物等所谓有机金属络合物等均相氢化催化剂。
作为氢化催化剂,例如可以使用日本特公昭63-4841号公报、日本特公平1-53851号公报、日本特公平2-9041号公报中记载的氢化催化剂。作为优选的氢化催化剂,可以举出与环戊二烯钛化合物和/或还原性有机金属化合物的混合物。
作为环戊二烯钛化合物,可以使用日本特开平8-109219号公报中记载的化合物,具体地说,可以举出双环戊二烯二氯化钛、单(五甲基环戊二烯基)三氯化钛等具备至少1个以上具有(取代)环戊二烯骨架、茚基骨架或者芴基骨架的配位体的化合物。
作为还原性有机金属化合物,例如可以举出有机锂等有机碱金属化合物、有机镁化合物、有机铝化合物、有机硼化合物或有机锌化合物等。
嵌段共聚物的氢化反应在通常的0~200℃的温度范围内、优选的30℃~150℃的温度范围内实施。氢化反应中所使用的氢的压力通常为0.1MPa以上15MPa以下、优选为0.2MPa以上10MPa以下、更优选为0.3MPa以上5MPa以下。氢化反应时间通常为3分钟~10小时、优选为10分钟~5小时。氢化反应可以采用分批工艺、连续工艺、或者它们的组合中的任一种工艺。
如上得到的氢化后的嵌段共聚物的溶液可以根据需要除去催化剂残渣,从溶液中分离出氢化后的嵌段共聚物。作为溶剂的分离方法,例如可以举出:向氢化后的反应液中加入丙酮或醇等相对于氢化嵌段共聚物等为不良溶剂的极性溶剂使嵌段共聚物沉淀并进行回收的方法;在搅拌下将反应液投入到热水中,通过汽提除去溶剂进行回收的方法;或者直接对嵌段共聚物溶液进行加热来蒸馏除去溶剂的方法等。在本实施方式的嵌段共聚物中可以添加各种酚系稳定剂、磷系稳定剂、硫系稳定剂、胺系稳定剂等稳定剂。
[沥青]
作为可以在本实施方式中使用的沥青没有特别限定,例如可以举出作为石油精制时的副产物(石油沥青)或天然产出物(天然沥青)而得到的物质、或者将它们与石油类混合而成的物质等。其主成分被称为沥青(bitumen)。具体地说,可以举出直馏沥青、半吹制沥青、吹制沥青、焦油、柏油、添加了油的稀释沥青、沥青乳剂等。它们可以单独使用1种,也可以合用两种以上。
对于本实施方式的沥青而言,从沥青组合物的软化点、车辙形成抗性(G*/sinδ)的观点出发,沥青的胶体指数((饱和成分含量(质量%)+沥青烯成分含量(质量%))/(树脂成分含量(质量%)+芳香族成分含量(质量%))为0.30以上0.54以下、且饱和成分含量为11质量%以下。胶体指数优选为0.31以上、更优选为0.32以上、进一步优选为0.36以上、更进一步优选为0.37以上、进而更优选为0.38以上。通过使胶体指数为0.30以上,软化点和车辙形成抗性(G*/sinδ)进一步提高。另外,胶体指数优选为0.53以下、更优选为0.52以下、进一步优选为0.51以下、进而更优选为0.50以下。通过使胶体指数为0.54以下,施工性(低熔融粘度)和伸长率进一步提高。
饱和成分含量优选为10.0质量%以下、更优选为9.5质量%以下、进一步优选为9.0质量%以下。通过使饱和成分含量为11.0质量%以下,软化点和车辙形成抗性(G*/sinδ)倾向于进一步提高。另外,饱和成分含量优选为4质量%以上、更优选为5质量%以上、进一步优选为5.5质量%以上。通过使饱和成分含量为6质量%以上,施工性(低熔融粘度)和伸长率倾向于进一步提高。
沥青烯成分含量优选为25质量%以下、更优选为24质量%以下、进一步优选为23质量%以下。通过使沥青烯成分含量为26质量%以下,施工性(低熔融粘度)和伸长率倾向于进一步提高。另外,沥青烯成分含量优选为18质量%以上、更优选为18.5质量%以上、进一步优选为19质量%以上。通过使沥青烯成分含量为16质量%以上,软化点和车辙形成抗性(G*/sinδ)倾向于进一步提高。
树脂成分含量优选为29质量%以下、更优选为28质量%以下、进一步优选为27.5质量%以下。通过使树脂成分含量为30质量%以下,伸长率倾向于进一步提高。另外,树脂成分含量优选为19质量%以上、更优选为20质量%以上、进一步优选为20.5质量%以上。通过使树脂成分含量为18质量%以上,软化点、车辙形成抗性(G*/sinδ)和施工性(低熔融粘度)倾向于进一步提高。
芳香族成分含量优选为58质量%以下、更优选为56质量%以下、进一步优选为54质量%以下。通过使芳香族成分含量为60质量%以下,软化点和车辙形成抗性(G*/sinδ)倾向于进一步提高。另外,芳香族成分含量优选为38质量%以上、更优选为40质量%以上、进一步优选为42质量%以上。通过使芳香族成分含量为35质量%以上,施工性(低熔融粘度)和伸长率倾向于进一步提高。
沥青的胶体指数(Ci)和嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中的损耗角正切的峰温度(Tg(℃))优选满足以下的关系。由此,软化点、车辙形成抗性倾向于进一步提高。
Ci≦0.0127×Tg+0.94
另外,此时,损耗角正切的峰顶的范围优选为-70℃以上0℃以下的范围,更优选为-50℃以上-10℃以下、进一步优选为-45℃以上-20℃以下。
此处,所谓“饱和成分”是分子量为300~2,000的石蜡、环烷烃的油成分,所谓“沥青烯成分”是分子量为1,000~100,000的层状结构的稠合多环芳香族,所谓“树脂成分”是分子量为500~50,000的稠合多环芳香族的树脂,所谓“芳香族成分”是分子量为500~2,000的芳香族的油成分。需要说明的是,这些各成分可以利用基于石油学会的石油类试验关系标准JPI-5S-70-10的测定法进行分析。
胶体指数、饱和成分可以利用后述实施例记载的方法求出。
沥青的针入度优选大于40且为120以下,优选为50以上100以下、更优选为60以上120以下。通过使沥青的针入度大于40,熔融粘度降低,伸长率倾向于进一步提高。另外,通过使沥青的针入度为120以下,软化点、车辙形成抗性倾向于进一步提高。沥青的针入度可利用实施例中记载的方法进行测定。另外,沥青的针入度可以通过控制石油精制条件的温度、时间、真空度等来进行调整。
从熔融粘度与软化点和车辙形成抗性(G*/sinδ)的性能平衡的观点出发,相对于沥青100质量份,嵌段共聚物的含量为0.5质量份以上20质量份以下、优选为1质量份以上18质量份以下、更优选为2质量份以上15质量份以下。另外,在从施工性的方面出发要求低熔融粘度的道路铺砌用途的情况下,相对于沥青100质量份,嵌段共聚物的含量优选为0.5质量份以上15质量份以下;在要求更高的软化点、伸长率的沥青防水片材的情况下,相对于沥青100质量份,嵌段共聚物的含量优选为2质量份以上20质量份以下。
[其他成分]
在本实施方式的沥青组合物中,除了上述的嵌段共聚物、沥青以外,还可以添加后述的各成分。
(上述嵌段共聚物以外的聚合物)
从高软化点、耐油性或者经济性的方面考虑,可以包含上述嵌段共聚物以外的聚合物。作为其他聚合物没有特别限定,例如可以举出天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-丁二烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SBBS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、乙烯丙烯共聚物等烯烃系弹性体;乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、氯丁二烯橡胶、丙烯酸类橡胶、乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。
其中,从沥青组合物的低粘度、低温下的高伸长率的方面考虑,优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。此外,更优选SBS含有苯乙烯-丁二烯二嵌段体。作为SBS的示例,可以举出Kraton社制造的D1101、D1184。
(赋粘树脂)
在本实施方式的沥青组合物中可以添加赋粘剂树脂。作为赋粘剂树脂没有特别限定,可以举出例如松香系树脂、氢化松香系树脂、萜烯系树脂、苯并呋喃系树脂、酚系树脂、萜烯-酚系树脂、芳香族烃树脂、脂肪族烃树脂等公知的赋粘性树脂。
赋粘剂树脂可以单独使用,也可以将两种以上混合使用。作为赋粘剂树脂的具体例,可以使用“ゴム·プラスチック配合薬品(橡胶·塑料混配化学药品)”(Rubber Digest社编)中记载的赋粘剂树脂。
通过使用赋粘剂树脂,可谋求本实施方式的沥青组合物中的施工性和弹性模量的改良。在本实施方式的沥青组合物中,在将上述嵌段共聚物设为100质量份时,赋粘剂树脂的含量在优选的0~200质量份、更优选的10~100质量份的范围内使用。通过使赋粘剂树脂为上述范围的含量,可更为确实地得到施工性和弹性模量的改良效果。
(软化剂)
在本实施方式的沥青组合物中可以添加软化剂。作为软化剂,可以使用矿物油系软化剂或合成树脂系软化剂中的任一种。作为矿物油系软化剂,一般可以举出石蜡系油、环烷烃系油、芳香族系油等。
需要说明的是,将石蜡系烃的碳原子数占全部碳原子中的50%以上的物质称为石蜡系油,将环烷烃系烃的碳原子为30%~45%的物质称为环烷烃系油,并且将芳香族系烃的碳原子为35%以上的物质称为芳香族系油。
另外,作为合成树脂系软化剂没有特别限定,例如可以举出聚丁烯、低分子量聚丁二烯等作为优选物。作为软化剂,优选属于橡胶用软化剂的石蜡系油。通过含有软化剂,可谋求本实施方式的沥青组合物中的施工性的改良。
从抑制软化剂的渗出、在本实施方式的沥青组合物中确保实用上充分的机械强度的方面考虑,在将上述嵌段共聚物设为100质量份时,本实施方式的沥青组合物中的软化剂的含量优选为0~100质量份、更优选为0~50质量份的范围、进一步优选为2~30质量份的范围。
(稳定剂)
在本实施方式的沥青组合物中可以添加抗氧化剂、光稳定剂等各种稳定剂。
作为抗氧化剂没有特别限定,例如可以举出:2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、正十八烷基-3-(4’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)丙酸酯、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、2,4-双[(辛硫基)甲基]-邻甲酚、2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基丙烯酸酯、2,4-二叔戊基-6-[1-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)乙基]苯基丙烯酸酯、2-[1-(2-羟基-3,5-二叔戊基苯基)]丙烯酸酯等受阻酚系抗氧化剂;硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸月桂基硬脂酯、季戊四醇-四(β-月桂基硫代丙酸酯)等硫系抗氧化剂;三(壬基苯基)亚磷酸酯、三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯等磷系抗氧化剂等。
作为光稳定剂,可以举出例如2-(2’-羟基-5’-甲基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-叔丁基苯基)苯并三唑、2-(2’-羟基-3’,5’-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑等苯并三唑系紫外线吸收剂;2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮等二苯甲酮系紫外线吸收剂;受阻胺系光稳定剂等。
本实施方式的沥青组合物中的稳定剂的含量相对于嵌段共聚物100质量份优选为0~10质量份、更优选为0~5质量份的范围、进一步优选为0~3质量份的范围、更进一步优选为0.2~2质量份的范围。
(添加剂)
在本实施方式的沥青组合物中,还可以根据需要添加以往在沥青组合物中惯用的各种添加剂。
例如可以举出:氧化硅、滑石、碳酸钙、矿物质粉末、玻璃纤维等填充剂或增强剂、矿物质的骨料、氧化铁红、二氧化钛等颜料、固体石蜡、微晶蜡、低分子量聚乙烯蜡等蜡类、或者偶氮二甲酰胺等发泡剂、无规立构聚丙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等聚烯烃系或低分子量乙烯基芳香族系热塑性树脂、天然橡胶、聚异戊二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、乙丙橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸类橡胶、异戊二烯-异丁烯橡胶、聚戊烯橡胶以及本发明以外的苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯系嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯系嵌段共聚物、氢化苯乙烯-异戊二烯系嵌段共聚物等合成橡胶。
在本实施方式的沥青组合物中,上述添加剂的含量相对于嵌段共聚物100质量份优选为0~100质量份、更优选为0~50质量份的范围、进一步优选为0~30质量份的范围、更进一步优选为1~20质量份的范围。
(其他)
除了上述成分以外,还可以添加下述物质。
橡胶硫化剂、交联剂:可以举出例如硫、含硫化合物、硫以外的无机硫化剂、肟类、亚硝基化合物、多元胺、有机过氧化物、树脂硫化剂。
增塑剂:例如邻苯二甲酸衍生物、四氢邻苯二甲酸衍生物、己二酸衍生物、壬二酸衍生物、癸二酸衍生物、十二烷-2-酸衍生物、马来酸衍生物、富马酸衍生物、偏苯三酸衍生物、苯均四酸衍生物、柠檬酸衍生物、油酸衍生物、蓖麻油酸衍生物、磺酸衍生物、磷酸衍生物、戊二酸衍生物、二醇衍生物、甘油衍生物、石蜡衍生物、环氧衍生物。
成核剂:可以举出脂肪酸金属盐系、山梨糖醇系、磷酸酯金属盐型。
在本实施方式的沥青组合物中,在将上述嵌段共聚物设为100质量份时,本实施方式的沥青组合物中的上述其他成分的含量优选为0~10质量份、更优选为0~5质量份的范围、进一步优选为0~3质量份的范围、更进一步优选为0.2~2质量份的范围。
作为使用沥青组合物的铺砌形态没有特别限定,例如可以举出密级配铺砌、排水性铺砌、透水性铺砌、间断密级配沥青铺砌、碎石砂胶沥青铺砌、彩色铺砌、半柔性铺砌、保水性铺砌、薄层铺砌。
在密级配铺砌中,主要要求耐流动、抗滑动性的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为3质量%~5.5质量%。另外,作为可在密级配铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),优选粗骨料为40质量%~55质量%、细骨料为40质量%~50质量%、填料为3质量%~5质量%、沥青为5质量%~7%质量%。
在排水性铺砌中,主要要求排水性、可见性、噪音性的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为5质量%~10质量%。另外,作为可在排水性铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),优选粗骨料为60质量%~85质量%、细骨料为5质量%~20质量%、填料为3质量%~5质量%、沥青为4质量%~6%质量%。
在透水性铺砌中,主要要求透水性的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为0.5质量%~6质量%。另外,作为可在透水性铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),优选粗骨料为60质量%~85质量%、细骨料为5质量%~20质量%、填料为3质量%~5质量%、沥青为4质量%~6质量%。
在间断密级配铺砌中,主要要求磨耗性、耐流动、耐久性、抗滑动性的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为5质量%~12质量%。另外,作为可在间断密级配铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),优选粗骨料为50质量%~60质量%、细骨料为30质量%~40质量%、填料为3质量%~6质量%、沥青为4.5质量%~6质量%。
在碎石砂胶沥青铺砌中,主要要求磨耗性、不透水性、应力松弛性、耐流动、噪音性的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为4质量%~10质量%。另外,作为可在碎石砂胶沥青铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),粗骨料为55质量%~70质量%、细骨料为15质量%~30质量%、填料为5质量%~10质量%、沥青为5.5质量%~8质量%。
在半柔性铺砌中,主要要求可见性、耐油性、耐流动的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为4质量%~10质量%。另外,作为可在半柔性铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),优选粗骨料为60质量%~85质量%、细骨料为5质量%~20质量%、填料为3质量%~5质量%、沥青为4质量%~6质量%,另外,优选以空隙率为15%~20%左右在空隙中填充水泥系灰浆。
在保水性铺砌中,主要要求抑制铺砌温度的上升、改善保水性。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为4质量%~10质量%。另外,作为可在保水性铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),粗骨料为60质量%~85质量%、细骨料为5质量%~20质量%、填料为3质量%~5质量%、沥青为4质量%~6质量%,另外,优选以空隙率为15%~20%左右在空隙中填充水泥系或石膏系等保水材料。
在薄层铺砌中,主要要求经济性、工期缩短、施工性的改善。在这种情况下,沥青组合物中的嵌段共聚物的含量相对于沥青100质量%优选为4质量%~8质量%。另外,作为可在薄层铺砌中使用的沥青组合物的组成,相对于各骨料和填料的总量100质量%(不包括沥青),优选骨料(5mm~2.5mm)为60质量%~85质量%、细骨料(2.5mm以下)为5质量%~20质量%、填料为3质量%~5质量%、沥青为4质量%~6.5质量%。
[沥青组合物的制造方法]
对于本实施方式的沥青组合物的制造方法没有特别限定,可以通过利用公知的混合机、热熔融釜、捏合机等将各成分加热熔融混炼并均匀混合的方法来制造。
例如,可以在160℃~200℃(通常为180℃左右)的热熔融釜中浸渍沥青,使其完全熔融,在利用均相混合机等搅拌机搅拌的情况下添加嵌段共聚物、其他规定的添加剂,其后提高搅拌速度进行混炼,由此来制造沥青组合物。需要说明的是,通常的搅拌速度根据所使用的装置适当地选择即可,通常为100rpm以上8,000rpm以下,搅拌时间优选为30分钟~6小时、更优选为1小时~3小时。
实施例
下面举出具体的实施例和比较例详细地说明本发明,但本发明并不限于以下实施例。下面首先示出了适用于实施例和比较例的评价方法和物性测定方法。
[I.嵌段共聚物的组成和结构的评价]
(I-1)嵌段共聚物中的乙烯基芳香族单体单元的含量(苯乙烯含量)
将一定量的聚合物溶解在氯仿中,使用紫外分光光度计(岛津制作所制造,UV-2450),使用校正曲线由起因于乙烯基芳香族化合物(苯乙烯)的在吸收波长(262nm)的峰强度计算出乙烯基芳香族单体单元(苯乙烯)的含量。
(I-2)嵌段共聚物中的聚合物嵌段(A)的含量
使用氢化前的聚合物,利用I.M.Kolthoff et al.,J.Polym.Sci.1,p.429(1946)所述的四氧化锇酸法进行测定。聚合物的分解使用锇酸0.1g/125mL的叔丁醇溶液。
(I-3)嵌段共聚物的组成分析和氢化率
利用核磁共振图谱分析(NMR)在下述条件下对于部分氢化嵌段共聚物中的乙烯基含量和共轭二烯中的不饱和基团的氢化率进行测定。通过将氢化反应后的嵌段共聚物在大量的甲醇中沉淀而使部分氢化嵌段共聚物沉淀并进行回收。接下来,利用丙酮提取部分氢化嵌段共聚物,将提取液真空干燥,用作1H-NMR测定的样品。1H-NMR测定的条件如下所述。
(测定条件)
测定设备:JNM-LA400(JEOL制)
溶剂:氘代氯仿
测定样品:将嵌段共聚物氢化之前和之后的抽样样品
样品浓度:50mg/mL
观测频率:400MHz
化学位移基准:TMS(四甲基硅烷)
脉冲延迟:2.904秒
扫描次数:64次
脉冲宽度:45°
测定温度:26℃
另外,基于上述得到的1H-NMR图谱,计算出共轭二烯单体单元(a)被氢化得到的烯基单体单元(a1)的含量、共轭二烯单体单元(b)被氢化得到的烯基单体单元(b1)的含量、未被氢化的烯基单体单元(a2)的含量、未被氢化的烯基单体单元(b2)的含量。
(I-4)重均分子量、分子量分布
利用GPC[装置由Waters制]测定,溶剂使用四氢呋喃,在温度35℃测定色谱图。使用由市售的标准聚苯乙烯的测定求出的校正曲线(使用标准聚苯乙烯的峰分子量制作),由所得到的色谱图求出重均分子量(聚苯乙烯换算分子量)和数均分子量,由它们的比求出分子量分布。
(I-5)动态粘弹性图谱
tanδ(损耗角正切)峰值高度、温度通过使用粘弹性测定分析装置ARES(Japan TAInstruments株式会社制造,商品名)测定粘弹谱来求出。将测定用试样置于扭转型布局中,在变形0.5%、测定频率1Hz的条件下进行测定。
[II.沥青的组成分析]
(II-1)胶体指数(Ci)
使用薄层色谱法自动检测装置(IATROSCAN MK-6:三菱化学MEDIENCE株式会社制造,商品名),利用基于石油学会的石油类试验关系标准JPI-5S-70-10的测定法求出各沥青的饱和成分、沥青烯成分、树脂成分、芳香族成分。胶体指数(Ci)通过下式求出。
Ci=(饱和成分含量+沥青烯成分含量)/(树脂成分含量+芳香族成分含量)
需要说明的是,胶体指数也可以通过由沥青道路铺砌体提取沥青成分并对提取成分进行分析来测定。
(II-2)沥青的针入度
按照JIS-K 2207,测定规定的针在5秒内进入到在恒温水浴槽中保持于25℃的试样中的长度,从而求出沥青的针入度。需要说明的是,实施例中使用的沥青在上述测定中的针入度为60以上100以下。
[III.沥青组合物的特性]
(III-1)熔融粘度
在160℃和180℃利用Brookfield型粘度计(DV-III型)对熔融粘度进行测定。关于熔融粘度的测定值(mPa·s),在道路铺砌用途的情况下在160℃为500以下、在沥青防水片材的情况下在180℃为500以下时,判断为实用上优异的性能;在各温度条件下为450以下时,判断为实用上充分的性能。
(III-2)软化点
按照JIS-K2207测定沥青组合物的软化点。将试样填充在规定的环中,在甘油液中保持水平,将3.5g的球置于试样的中央,在将液温以5℃/min的速度升温时,测定在球的重量作用下试样触到环台的底板时的温度。软化点的测定值(℃)为75以上时判断为实用上优异的性能,为82以上时判断为实用上充分的性能;进而,该测定值为120以上时,判断为即使在沥青防水片材用途中也为实用上优异的性能,为130以上时,判断为实用上充分的性能。
(III-3)伸长率
按照JIS-K2207,将试样流入到模具框内,制成规定的形状后,在恒温水浴内保持于15℃,接着将试样以5cm/min的速度拉伸,此时测定直至试样断开为止所伸长的距离。伸长率的测定值(cm)为55以上时判断为实用上优异的性能,为60以上时判断为实用上充分的性能。
(III-4)高温储藏稳定性(软化点的变化差)
在沥青组合物制造后立即在180℃的烘箱中加热3天。其后取出金属罐,对软化点进行测定。将刚制造后的软化点和加热3天后的软化点差作为高温储藏稳定性的尺度。软化点差越小,高温储藏稳定性越好。高温储藏前后的软化点差的值(℃)为10以下时判断为实用上优异的性能,为5以下时判断为实用上充分的性能。
(III-5)车辙形成性
使用作为车辙形成性的指标的G*/sinδ进行评价。G*/sinδ通过使用粘弹性测定分析装置ARES(Japan TA Instruments株式会社制造,商品名)测定粘弹谱来求出。将测定用试样置于扭转型布局中,在变形0.5%、测定频率1Hz、平行板直径7.9mm的条件下对G*(复弹性模量)和sinδ进行测定。G*/sinδ的测定值(Pa)为750以上时判断为实用上优异的性能,为900以上时判断为实用上充分的性能。
[IV.氢化催化剂的制备]
在氮气置换后的反应容器中装入干燥、精制的环己烷2升,将双(η5-环戊二烯)二(对甲苯基)钛40毫摩尔和分子量为约1,000的1,2-聚丁二烯(1,2-乙烯基键合量为约85%)150克溶解后,添加包含正丁基锂60毫摩尔的环己烷溶液,在室温下反应5分钟,立即添加正丁醇40毫摩尔并进行搅拌,在室温保存。
[V.嵌段共聚物的制备]
<聚合物1>
使用内容积为10L的带搅拌装置和夹套的槽型反应器,利用以下的方法进行聚合。
(第1段)
将环己烷10质量份投入到反应器中,将温度调整为70℃后,添加相对于全部单体(投入到反应器中的丁二烯单体和苯乙烯单体的总量)的质量为0.058质量%的正丁基锂、相对于1摩尔正丁基锂为0.4摩尔的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺(以下称为TMEDA),其后利用约3分钟的时间添加含有作为单体的苯乙烯10.5质量份的环己烷溶液(单体浓度22质量%),在将反应器内温调整为约70℃、将反应器内压调整为0.30MPa的情况下进行30分钟反应。
(第2段)
接着,将含有丁二烯56质量份的环己烷溶液(单体浓度22质量%)和含有苯乙烯23质量份的环己烷溶液(单体浓度22质量%)分别利用30分钟和10分钟的时间以恒定速度连续地供给到反应器中,其后进行30分钟反应。期间将反应器内温调整为约70℃、将反应器内压调整为0.30MPa。
(第3段)
其后,进一步利用约3分钟的时间添加作为单体含有苯乙烯10.5质量份的环己烷溶液(单体浓度22质量%),在将反应器内温调整为约70℃、将反应器内压调整为0.30MPa的情况下进行30分钟反应,得到嵌段共聚物。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为95ppm的上述氢化催化剂,在氢压0.7MPa、温度65℃的条件下进行氢化反应。反应终止后添加甲醇,接着添加相对于嵌段共聚物的质量为0.3质量%的3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯作为稳定剂,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物1)。氢化率为87%。
<聚合物2>
设正丁基锂的供给量为添加0.037质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为70质量份、将苯乙烯变更为10质量份、将丁二烯的添加时间变更为15分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为93ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物2)。氢化率为84%。
<聚合物3>
设正丁基锂的供给量为添加0.063质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为17.5质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为50质量份、将苯乙烯变更为15质量份;第3段中将所供给的苯乙烯变更为17.5质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为90ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物3)。氢化率为80%。
<聚合物4>
设正丁基锂的供给量为添加0.045质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为7.5质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为62质量份、将丁二烯的添加时间变更为20分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为7.5质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为80ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物4)。氢化率为62%。
<聚合物5>
设正丁基锂的供给量为添加0.077质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为12.5质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为45质量份、将苯乙烯变更为30质量份、将丁二烯的添加时间变更为45分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为12.5质量份,将反应器内温调整为85℃、将反应器内压调整为0.42MPa,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为68ppm的上述氢化催化剂,设反应器内温为85℃,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物5)。氢化率为45%。
<聚合物6>
设正丁基锂的供给量为添加0.056质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为57质量份、将丁二烯的添加时间变更为25分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为75ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物6)。氢化率为50%。
<聚合物7>
设正丁基锂的供给量为添加0.070质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为15.5质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为30质量份、将苯乙烯变更为39质量份、将丁二烯的添加时间变更为55分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为15.5质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为67ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物7)。氢化率为43%。
<聚合物8>
设正丁基锂的供给量为添加0.042质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为6质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为85质量份、将苯乙烯变更为3质量份、将丁二烯的添加时间变更为10分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为6质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为94ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物8)。氢化率为85%。
<聚合物9>
设正丁基锂的供给量为添加0.048质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为4质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为78质量份、将苯乙烯变更为14质量份、将丁二烯的添加时间变更为10分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为4质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为96ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物9)。氢化率为87%。
<聚合物10>
设正丁基锂的供给量为添加0.062质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为23质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为50质量份、将苯乙烯变更为5质量份;第3段中将所供给的苯乙烯变更为22质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,对于所得到的嵌段共聚物与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物10)。氢化率为84%。
<聚合物11>
设正丁基锂的供给量为添加0.057质量%,第1段中使所供给的苯乙烯为15质量份;第2段中使所供给的丁二烯为51质量份、使苯乙烯为19质量份、使丁二烯的添加时间为35分钟,将反应器内温调整为75℃;第3段中将所供给的苯乙烯变更为15质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为65ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物11)。氢化率为34%。
<聚合物12>
第1段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为57质量份、将丁二烯的添加时间变更为25分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为35ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物12)。氢化率为9%。
<聚合物13>
第1段中将所供给的苯乙烯变更为9质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为60质量份、将苯乙烯变更为22质量份、将丁二烯的添加时间变更为8分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为9质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为85ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物13)。氢化率为75%。
<聚合物14>
设正丁基锂的供给量为添加0.065质量%,第1段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为50质量份、将苯乙烯变更为30质量份、将丁二烯的添加时间变更为40分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为10质量份,将反应器内温调整为95℃、将反应器内压调整为0.52MPa,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为85ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物14)。氢化率为70%。
<聚合物15>
设正丁基锂的供给量为添加0.062质量%,第1段中使所供给的苯乙烯为20质量份;第2段中使所供给的丁二烯为61质量份,不添加苯乙烯;第3段中将所供给的苯乙烯变更为19质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
不进行氢化反应,得到聚合物15。氢化率为0%。
<聚合物16>
第1段中将所供给的苯乙烯变更为7.5质量份;第2段中将所供给的丁二烯变更为30质量份、将苯乙烯变更为55质量份、将丁二烯的添加时间变更为70分钟;第3段中将所供给的苯乙烯变更为7.5质量份,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为99ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物16)。氢化率为98%。所得到的各嵌段共聚物的性状如表1所示。
<聚合物17>
设正丁基锂的供给量为添加0.057质量%,第1段中使所供给的苯乙烯为10质量份;第2段中使所供给的丁二烯为57质量份、使丁二烯的添加时间为25分钟;第3段中设所供给的苯乙烯为添加10质量份,之后,相对于第1步骤之前添加的正丁基锂1mol,添加N,N’-二甲基丙烯基脲0.9mol,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。
接着,向所得到的嵌段共聚物中添加相对于嵌段共聚物的质量以钛计为80ppm的上述氢化催化剂,除此以外与聚合物1同样地进行氢化反应,得到氢化嵌段共聚物(以下称为聚合物17)。氢化率为50%。
<聚合物18>
添加相对于1摩尔正丁基锂为0.05摩尔的TMEDA,设正丁基锂的供给量为添加0.105质量份,第1段中使所供给的苯乙烯为15质量份;第2段中使所供给的丁二烯为70质量份,不添加苯乙烯;第3段中设所供给的苯乙烯为添加15质量份,之后,添加二甲基二氯硅烷,除此以外,利用与聚合物1相同的方法进行聚合。不进行氢化反应,得到聚合物18。氢化率为0%。
<聚合物:EVA>
乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA):EV460(三井杜邦聚合化学株式会社、商品名、VA含量19%)
[实施例1]
将400g的胶体指数(Ci值)为0.36、饱和成分为5.4质量%、芳香族成分为52.78质量%、树脂成分为20.69质量%、沥青烯成分为21.13质量%的直馏沥青(历世矿油制(韩国))装入到750cc的容器中,将容器浸渍在180℃的油浴中,使直馏沥青完全溶解。
接着,一边利用均相混合机以旋转速度3000rpm对直馏沥青进行搅拌,一边将上述得到的嵌段共聚物(聚合物1)14g一点点地添加到直馏沥青中。添加结束后,将搅拌速度提高到6000rpm,进行30分钟混炼,得到沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。
[实施例2~9、比较例1~8]
如下述表2所示,使用规定的聚合物,使各嵌段共聚物与沥青的比例与实施例1等同,利用与实施例1相同的混炼方法得到沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。需要说明的是,作为胶体指数(Ci值)为0.36的沥青,使用韩国历世矿油制造的直馏沥青60-80。
[实施例10]
除了如下述表2所示添加8g聚合物6、8g聚合物18以外,利用与实施例1相同的混炼方法得到沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。
[实施例11]
除了如下述表2所示添加12g聚合物17、4g EVA聚合物以外,利用与实施例1相同的混炼方法得到沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。
[实施例12]
如下述表2所示添加14g聚合物6后,在沥青组合物中添加0.1质量%的硫,在添加后搅拌120分钟,在160℃熟化12小时,得到沥青组合物,除此以外与实施例1同样地制作沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。
[实施例13]
如下述表2所示添加8g聚合物6、8g聚合物18后,在沥青组合物中添加0.2质量%的多磷酸(Kishida Chemical公司制造),除此以外与实施例12同样地制作沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。
[表2]
[实施例14~16、比较例9~11]
如下述表3所示,使用规定的聚合物,按照各嵌段共聚物与沥青的比例,利用与实施例1相同的混炼方法得到沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表3所示。需要说明的是,作为胶体指数(Ci值)为0.5(饱和成分:10.6质量%、芳香族成分:43.1质量%、树脂成分:23.6质量%、沥青烯成分:22.6质量%)的沥青,使用Caladium Middle East FZE制造的直馏沥青60-70;作为胶体指数(Ci值)为0.28(饱和成分:4.52质量%、芳香族成分:59.16质量%、树脂成分:19.06质量%、沥青烯成分:17.27质量%)的沥青,使用JX日矿日石能源株式会社根岸制油所制造的直馏沥青60-80;作为胶体指数(Ci值)为0.55的沥青,使用Petro Chem制造的直馏沥青70-80。另外,作为胶体指数(Ci值)为0.36的沥青,使用与上述相同的沥青。
[实施例17~20]
如下述表3所示,在实施例17和实施例20的沥青中,作为胶体指数(Ci值)为0.41(饱和成分:7.4质量%、芳香族成分:47.8质量%、树脂成分:23.3质量%、沥青烯成分:21.5质量%)的沥青,使用韩国制造的直馏沥青60-80;在实施例18和实施例19的沥青中,作为胶体指数(Ci值)为0.44(饱和成分:5.8质量%、芳香族成分:42.4质量%、树脂成分:27.2质量%、沥青烯成分:24.6质量%)的沥青,使用印度产的直馏沥青80-100;在实施例17和实施例19中使用聚合物6,在实施例18中使用聚合物4,在实施例20中使用聚合物2;除此以外,利用与实施例1相同的混炼方法得到沥青组合物。所得到的各沥青组合物的物性如表2所示。
[表3]
*1在温度180℃测定
*2由于粘度过高,因而无法测定
以上显示出,本发明的沥青组合物的软化点、伸长率高,熔融粘度低,并且车辙形成抗性、高温储藏稳定性优异。另外可知,实施例1~13的沥青组合物作为道路铺砌用途良好,实施例14~16的沥青组合物作为沥青防水片材用途良好,分别具有优异的加工性。
本申请基于2014年5月8日向日本专利局提交的日本专利申请(日本特愿2014-096959),以参考的形式将其内容引入本说明书。
工业实用性
本发明的沥青组合物作为道路铺砌用沥青、沥青防水片材等具有工业实用性,特别是能够在道路铺砌用途的领域中适宜地加以利用。

Claims (11)

1.一种沥青组合物,其中,
该沥青组合物含有0.5质量份以上20质量份以下的嵌段共聚物和100质量份的沥青,
所述嵌段共聚物具有以乙烯基芳香族单体单元为主体的聚合物嵌段(A)、以及包含共轭二烯单体单元和乙烯基芳香族单体单元的共聚物嵌段(B),所述嵌段共聚物中的所述乙烯基芳香族单体单元的含量为20质量%以上60质量%以下,
所述嵌段共聚物中的所述聚合物嵌段(A)的含量为10质量%以上40质量%以下,
所述嵌段共聚物的所述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为40%以上100%以下,
所述沥青的胶体指数、即(饱和成分含量+沥青烯成分含量)/(树脂成分含量+芳香族成分含量)为0.30以上0.54以下,且饱和成分的含量为11质量%以下。
2.如权利要求1所述的沥青组合物,其中,所述嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中在-70℃以上0℃以下的范围具有损耗角正切的峰顶,所述峰顶的值为0.7以上2.0以下。
3.如权利要求1或2所述的沥青组合物,其中,所述嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中在-45℃以上-20℃以下的范围具有损耗角正切的峰顶。
4.如权利要求1~3中任一项所述的沥青组合物,其中,所述沥青的胶体指数(Ci)和所述嵌段共聚物在动态粘弹性图谱中的损耗角正切的峰温度(Tg(℃))满足以下的关系,
Ci≦0.0127×Tg+0.94。
5.如权利要求1~4中任一项所述的沥青组合物,其中,所述嵌段共聚物的所述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为50%以上90%以下。
6.如权利要求1~5中任一项所述的沥青组合物,其中,所述嵌段共聚物的所述共轭二烯单体单元中的双键的氢化率为60%以上90%以下。
7.如权利要求1~6中任一项所述的沥青组合物,其中,
所述嵌段共聚物的所述共轭二烯单体单元含有源于1,2-键合和/或3,4-键合的共轭二烯单体单元(a)和源于1,4-键合的共轭二烯单体单元(b),
在将所述共轭二烯单体单元的总含量设为100质量%的情况下,
所述共轭二烯单体单元(a)被氢化得到的烯基单体单元(a1)的含量为10质量%以上50质量%以下,
所述共轭二烯单体单元(b)被氢化得到的烯基单体单元(b1)的含量为0质量%以上80质量%以下,
氢化后未被氢化的共轭二烯单体单元(a2)与氢化后未被氢化的共轭二烯单体单元(b2)的含量之和为0质量%以上90质量%以下。
8.如权利要求1~7中任一项所述的沥青组合物,其中,所述嵌段共聚物的重均分子量为50000以上300000以下。
9.如权利要求1~8中任一项所述的沥青组合物,其中,所述嵌段共聚物具有选自由羟基、酸酐基、环氧基、氨基、酰胺基、硅烷醇基以及烷氧基硅烷基组成的组中的至少一种官能团。
10.如权利要求1~9中任一项所述的沥青组合物,其中,相对于所述嵌段共聚物的所述共轭二烯单体单元的总含量,源于1,2-键合和/或3,4-键合的共轭二烯单体单元(a)的含量为10质量%以上50质量%以下。
11.如权利要求1~10中任一项所述的沥青组合物,其中,所述沥青的针入度大于60且为80以下。
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