JP2005526165A - 道路表面処理用の改良された重合体変性アスファルトエマルジョン - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1の発明は、商業的に大きな成果を引き続き上げているが、PASSよりも優れた性能を有し、なお且つ、低コストで製造できるアスファルト改良剤が依然として必要とされている。そこで、本発明の目的は、柔軟性が改良され、硬化時間がより早く、低温における優れた性能を有するアスファルト舗装用の改良剤を提供することである。
本発明のアスファルト舗装回復用組成物は、アスファルト結合剤、水、陽イオン系界面活性剤、循環剤、および硫黄および加硫剤を含む陽イオン系共凝集スチレンブタジエンゴムラテックスを含んでなる。この組成物は、スクラッブシール、フォッグシール、サンドシールならびに亀裂充填用および反射的亀裂形成の防止にも使用できる。本発明の組成物は、様々な硬化時間を有するエマルジョンに使用できる。本発明は、開示される組成物を適用することにより、老化した、亀裂の入ったアスファルト舗装を処理する方法も含むものである。
本発明では非常に様々なアスファルトを使用できる。しかし、飽和物質(saturates)濃度の高いアスファルトは避けるべきである。AC−5〜AC−30の範囲内のアスファルトを使用するとよい。
本発明のスチレン−ブタジエンゴム(「SBR」)ラテックス分散物は、好ましくは、例えばどちらもその全文をここに参考として含める非特許文献5および6に記載されている低温法を使用して製造される。特に、SBRラテックスは、スチレンおよびブタジエンモノマーを温度約25℃以下、より好ましくは5℃〜25℃で、水性エマルジョン重合反応で重合させることにより製造する。本発明で使用するスチレン−ブタジエンゴムラテックス分散物は、官能化されていないのが好ましい、すなわち好ましくは実質的にスチレンおよびブタジエンからなるモノマーを重合させることにより製造する。特に、本発明で使用するスチレン−ブタジエンゴムラテックス分散物は、カルボキシル化されたポリスチレン−ブタジエン、XSB、ラテックス分散物を製造するのに使用される官能性モノマー、例えば親水性モノマー(例えばビニルカルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸およびフマル酸)を実質的に含まない(例えば、モノマー総重量に対して1重量%未満)のが好ましい。より好ましくは、本発明のスチレン−ブタジエンゴムラテックス分散物は、スチレン、ブタジエンを含み、官能性モノマーを含まないモノマー混合物を重合させることにより製造される。例えば、スチレン−ブタジエンゴムラテックス分散物は、スチレン、ブタジエンのみからなるモノマーを重合させることにより、または特殊な場合にはブタジエンだけで製造することができる。
道路構築および保守に使用するアスファルトエマルジョンは、使用する乳化剤の種類により決定される、アスファルト粒子の電荷に基づき、陰イオン系または陽イオン系のいずれかである。これらのエマルジョンのアスファルト含有量は、ほとんどの場合、55〜75%であり、高せん断力の機械的装置、例えばコロイドミル、を使用して製造される。コロイドミルは、ミル−クリアランス設定0.2〜0.5mmで、1,000〜6,000rpmで回転する高速ローターを有する。典型的なアスファルトエマルジョンは、平均粒子直径2〜5マイクロメートルで、0.3〜20マイクロメートルの分布を有する。特許文献1には、非イオン系クロロプレンラテックスによるエマルジョン製造を容易にするための非イオン系界面活性剤が記載されている。この発明は、骨材に対するアスファルトの密着性を改良するために陽イオン系乳化剤−陽イオン系ラテックス、または非イオン系乳化剤−陽イオン系ラテックスの組合せを使用しているが、これによってアスファルトの滑り防止能力が強化される。
ラテックス重合体を含まないPASSエマルジョンをWestern Emulsionから入手した。このエマルジョンは、同社独自の特許により、Oxnad AC-20アスファルト、RA−1および非イオン系界面活性剤(West Vacoから市販のIndulin XD-70)で製造されている。ネオプレンおよび陽イオン系共凝集SBRラテックス変性されたPASSエマルジョンは、所望量のラテックス分散物をこの未変性エマルジョンに加えることにより、調製した。(非特許文献8)に記載されている強制空気流の下で、このエマルジョンを1日乾燥させ、アスファルトエマルジョン残留物を室温で回収した。表1は、50℃で測定したエマルジョン結合剤の複素弾性率と、PASSエマルジョン中の重合体含有量との関係を示す。
エマルジョン中の重合体レベル
ラテックスタイプ 1% 2% 3%
ネオプレン 0.70 0.8 0.85
BRラテックス 0.83 1.1 1.2
PASSエマルジョン結合剤の、適用後、数週間〜数ヶ月にわたる強度発達を、同じ動的せん断レオメトリーを使用して試験した。ここでは、アスファルト+RA−1に対して2重量%および3重量%の重合体を含むPASSエマルジョンを例1と同様に乾燥させた。1日強制空気流乾燥の後、エマルジョン残留物を加熱炉中、60℃で10日間保管し、残留物の複素弾性率を、加熱炉中、60℃で1日、3日、7日、および10日間硬化で測定した。この温度は、使用中の最高道路表面温度を代表する。表2および3は、測定した複素弾性率と硬化時間の関係を示す。これらの結果は、ネオプレン変性PASSエマルジョンに対する、陽イオン系共凝集SBRラテックスで変性したPASSエマルジョンの初期強度発達を明らかに立証している。
2%重合体 加熱炉中、60℃における硬化時間
0日 1日 3日 7日 10日
ネオプレン 0.80 1.1 1.1 1.2 1.4
SBRラテックス 1.1 1.5 1.8 2.0 2.1
3%重合体 加熱炉中、60℃における硬化時間
0日 1日 3日 7日 10日
ネオプレン 0.85 1.2 1.6 1.7 2.2
SBRラテックス 1.2 2.0 2.3 2.3 2.3
本発明を様々な実施態様に関して説明した。これらの実施態様は、単なる例であり、付随する請求項により限定される本発明の範囲を制限するものではない。
Claims (18)
- a.アスファルト、
b.陽イオン系界面活性剤、
c.循環剤、および
d.共凝集スチレンブタジエンゴムラテックス
を含んでなる、アスファルト舗装回復用組成物。 - 硫黄をさらに含んでなる、請求項1に記載のアスファルト舗装回復用組成物。
- 加硫剤をさらに含んでなる、請求項1に記載のアスファルト舗装回復用組成物。
- 前記循環剤とアスファルトの混合物の粘度が1,000〜3,000センチポアズである、請求項1に記載のアスファルト舗装回復用組成物。
- 共凝集スチレンブタジエンゴムラテックスを含んでなる、アスファルトエマルジョン。
- 陽イオン系界面活性剤をさらに含んでなる、請求項5に記載のアスファルトエマルジョン。
- 加硫剤をさらに含んでなる、請求項5に記載のアスファルトエマルジョン。
- 前記加硫剤がジフェニルグアニジンである、請求項7に記載のアスファルトエマルジョン。
- 元素状硫黄の分散物をさらに含んでなる、請求項5に記載のアスファルトエマルジョン。
- 老化した、亀裂の入ったアスファルトを処理するためのアスファルトエマルジョンであって、
a.石けん流中でフリーラジカルを発生させること、および
b.レドックス開始剤系を活性化させること
を含んでなる方法により製造される、アスファルトエマルジョン。 - 還元剤、および水溶性金属塩を含んでなるレドックス開始剤系をさらに含んでなる、請求項10に記載のアスファルトエマルジョン。
- 前記水溶性金属塩が、鉄、銅、コバルト、ニッケル、スズ、チタン、バナジウム、マンガン、クロムおよび銀からなる群から選択される、請求項11に記載のアスファルトエマルジョン。
- 前記還元剤がナトリウムホルムアルデヒドスルホキシレート二水和物である、請求項12に記載のアスファルトエマルジョン。
- ラテックス粒子を別の固体分散物で凝集させることによる、剛性領域とゴム状領域の両方を含むラテックスの製造方法。
- SBRラテックスの第一分散物を、硫黄および加硫剤を包含する第二分散物で凝集させることによる、重合体変性されたアスファルトエマルジョンの製造方法。
- 前記第二分散物が、ジフェニルグアニジンおよび元素状硫黄を含んでなる、請求項15に記載の方法。
- 請求項1に記載の組成物の薄い皮膜を適用することを含んでなる、反射的亀裂の予防方法。
- 請求項1に記載の組成物を適用することを含んでなる、老化した、亀裂の入ったアスファルト表面を回復させる方法。
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