JP2009522407A - 改質アスファルトバインダー及びアスファルト舗装用組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
下記の方法を用いて、アスファルトバインダー組成物を調製した。163℃に予熱したアスファルトバインダー500gを1クオート缶の容器に加えた。アスファルトバインダーは、BP(ホワイティング、IN)から得られ、AASHTO M320による64−22のPG等級を有した。1クオート缶の加熱器を用いて、アスファルトバインダーを190℃に加熱し、シルバーソンハイシアーミキサー中で回転させ、その時に、アスファルトバインダーへの直接の添加によって粒子状五硫化リンを加え、アスファルトバインダーへの直接の添加によって不飽和重合体のペレットを加えた。容器内での試料のせん断を30分間継続した。容器上に蓋を軽く置いて、163℃で18時間に設定されたオーブンに該容器を置いた。オーブンから容器を取り除き、蓋を外して、存在するスキム層をいずれも取り除いた。次に、試料を攪拌し、20メッシュスクリーンを通して注ぎ、試験用試料を用意するために選別された物質を用いた。
先の試料に記載されたものと同様な方法を用いることで、追加の改質アスファルト組成物を調製したが、比較の試料(試料11、12及び13)については、飽和重合体を用いることで試料を調製した。表2は、各試料に用いた各改質剤の量、及び各試料について行った機能解析の結果を提供する。
不飽和重合体と五硫化リンとの間の重量比を、アスファルト100重量部当たり1.25重量部の重合体を維持しながら、試料を通して変化させること以外は、上記試料に用いたものと同様の方法を用いることによって、幾つかの改質アスファルト組成物を調製した。使用した不飽和重合体は、約16.5%のビニルを特徴とし、90%のテトラカップリングで、約30%のブロックスチレンを含み、約53kg/モルの基礎ピーク分子量(Mp)及び約228kg/モルのカップリング後のMpを有する放射状重合体であって、この重合体は、商標名161−BTM(LCY;中国)で得られた。表3は、重合体と五硫化リンとの間の重量比、及び各試料の試験結果を提供する。
試料14〜23と同様の方法で、追加の改質アスファルト組成物を調製し、アスファルト100重量部当たり1.25重量部の重合体を維持しながら、不飽和重合体と五硫化リンとの間の重量比を変化させた。それらの例は、使用した不飽和重合体に基づき、試料14〜23と異なり、該不飽和重合体は、約13%のビニルを特徴とし、25%のジカップリングで、約30%のブロックスチレンを含み、約50kg/モルの基礎ピーク分子量(Mp)及び約90kg/モルのカップリング後のMpを有するジッカップリングした線状重合体であって、この重合体は、商標名6320TM(LCY;中国)で得られた。
五硫化リンの効果を他の化合物と比較すること以外は、上記試料に用いたものと同様な方法を用いて、追加の改質アスファルト組成物を調製した。各試料の試験結果と共に種々の化合物の性質を表5に提供する。
先に与えられたものと同様な技術を用いて、追加の試料を調製した。この一連の試料では、アスファルト100重量部当たりの重合体の添加量を変化させた。行った試験結果と共に、各試料の重合体の量を表6に提供する。
14 ターミナル
16 加熱混合工場
22 五硫化リン
24 アスファルトバインダー
26 重合体
28 五硫化リン−バインダー濃縮物
30 不飽和重合体−バインダー濃縮物
32 容器
34 改質バインダー
36 骨材
38 舗装用組成物
Claims (70)
- アスファルト、不飽和重合体及び五硫化リンを混合して、改質アスファルト組成物を形成させる工程を含むことを特徴とする改質アスファルトバインダー組成物の製造方法。
- 前記不飽和重合体が、共役ジエン単量体の重合に由来する一つ以上の単位を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記不飽和重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも5個の非共役の二重結合を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記不飽和重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも7個の非共役の二重結合を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記不飽和重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも12個の非共役の二重結合を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記重合体が、共役ジエン単量体の重合に由来する単位を含有する少なくとも一つのブロックと、芳香族ビニル単量体の重合に由来する単位を含有する少なくとも一つのブロックとを含むブロック共重合体を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の改質アスファルトバインダー組成物を骨材と組み合わせることで製造されたアスファルト舗装用組成物。
- 請求項7に記載のアスファルト舗装用組成物から製造された路面。
- 前記不飽和重合体と五硫化リンの予備混合又は予備ブレンドのいずれかに先立って、該不飽和重合体と五硫化リンをアスファルトバインダーに直接添加することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記アスファルトバインダーに前記重合体と五硫化リンを同時に添加することを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 溶融された前記アスファルトバインダーに前記重合体と五硫化リンを連続的に添加することを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記アスファルトバインダーに、前記五硫化リンを微粒子として添加することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- アスファルトバインダー、重合体及び五硫化リンを混合して改質アスファルト組成物を形成させる工程であって、重合体の五硫化リンに対する重量比が少なくとも0.5:1で且つ8:1未満である工程を含むことを特徴とする改質アスファルトバインダー組成物の製造方法。
- 前記重合体の五硫化リンに対する重量比が少なくとも0.7:1で且つ7:1未満であることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記重合体の五硫化リンに対する重量比が少なくとも1:1で且つ6:1未満であることを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記重合体の五硫化リンに対する重量比が少なくとも1.3:1で且つ5:1未満であることを特徴とする請求項15に記載の方法。
- 前記重合体の五硫化リンに対する重量比が少なくとも1.5:1で且つ4:1未満であることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 請求項13に記載の改質アスファルトバインダー組成物を骨材と共に導入して混合することによって製造されたアスファルト舗装用組成物。
- 請求項18に記載のアスファルト舗装用組成物から製造された路面。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルトバインダー100重量部当たり重合体を4重量部未満含むことを特徴とする請求項19に記載の路面。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルトバインダー100重量部当たり重合体を2.5重量部未満含むことを特徴とする請求項20に記載の路面。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルトバインダー100重量部当たり重合体を2重量部未満含むことを特徴とする請求項20に記載の路面。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルトバインダー100重量部当たり重合体を1.75重量部未満含むことを特徴とする請求項20に記載の路面。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも5個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも7個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項24に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも12個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも5個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項20に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも7個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも12個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項27に記載の方法。
- 前記五硫化リンをアスファルトに直接添加することによって、該五硫化リンをアスファルトバインダーに導入することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 前記重合体をアスファルトに直接添加することによって、該重合体をアスファルトバインダーに導入することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 五硫化リン及び5重量%未満の炭化水素物質を含む組成物として、前記五硫化リンをアスファルトに添加することを特徴とする請求項13に記載の方法。
- 重合体をアスファルトバインダーに導入する工程と、
五硫化リンをアスファルトバインダーに導入する工程とを含む改質アスファルトバインダー組成物の製造方法であって、
前記五硫化リンをアスファルトに導入する工程が、炭化水素物質を5重量%未満含む五硫化リン組成物を添加する工程を含むことを特徴とする改質アスファルトバインダー組成物の製造方法。 - 前記五硫化リンをアスファルトバインダーに導入する工程が、2重量%より少ない炭化水素物質を含む五硫化リン組成物を添加する工程を含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記五硫化リンをアスファルトバインダーに導入する工程が、1重量%より少ない炭化水素物質を含む五硫化リン組成物を添加する工程を含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記五硫化リンをアスファルトバインダーに導入する工程が、0.5重量%より少ない炭化水素材料を含む五硫化リン組成物を添加する工程を含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 前記五硫化リンを導入する工程が、固形微粒子状五硫化リンをアスファルトバインダーに添加する工程を含むことを特徴とする請求項33に記載の方法。
- 請求項33に記載のアスファルト舗装用組成物から製造された路面。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルトバインダー100重量部当たり重合体を4重量部未満含むことを特徴とする請求項38に記載の路面。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルトバインダー100重量部当たり重合体を2.5重量部未満含むことを特徴とする請求項39に記載の路面。
- 五硫化リン及びアスファルトバインダーを導入して混合することによって五硫化リン−バインダー濃縮物を調製する工程であって、該五硫化リン−バインダー濃縮物が、アスファルト100重量部当たり五硫化リンを0.5重量部を超えて含む工程と、
重合体及びアスファルトバインダーを導入して混合することによって重合体−バインダー濃縮物を調製する工程であって、該重合体−バインダー濃縮物が、アスファルト100重量部当たり重合体を5重量部を超えて含む工程と、
前記五硫化リン−バインダー濃縮物を前記重合体−バインダー濃縮物と共に導入して混合し、改質アスファルトバインダー組成物を形成する工程と、
を含むことを特徴とする改質アスファルトバインダー組成物の形成方法。 - 前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物と共に追加のアスファルトバインダーを導入して混合し、アスファルトバインダー100重量部当たり五硫化リンを2.0重量部を超えて且つアスファルトバインダー100重量部当たり重合体を10重量部を超えて含む改質アスファルトバインダー組成物を形成することを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物と共に追加のアスファルトバインダーを導入して混合し、アスファルトバインダー100重量部当たり五硫化リンを5.0重量部を超えて且つアスファルトバインダー100重量部当たり重合体を15重量部を超えて含む改質アスファルトバインダー組成物を形成することを特徴とする請求項42に記載の方法。
- 前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物と共に追加のアスファルトバインダーを導入して混合し、アスファルトバインダー100重量部当たり五硫化リンを8.0重量部を超えて且つアスファルトバインダー100重量部当たり重合体を18重量部を超えて含む改質アスファルトバインダー組成物を形成することを特徴とする請求項42に記載の方法。
- 前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物を一つ以上の設備で調製し、前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物を導入して混合する工程が、前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物を調製する前記一つ以上の設備と異なる設備で行われることを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物を、前記導入工程の前に移送することを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物を骨材と共に導入し、舗装用組成物を形成させることを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも5個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも7個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項48に記載の方法。
- 前記重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも12個の非共役の二重結合を含む不飽和重合体であることを特徴とする請求項49に記載の方法。
- 前記五硫化リン−バインダー濃縮物及び前記重合体−バインダー濃縮物を、前記導入及び混合工程の前に追加のアスファルトで希釈することを特徴とする請求項41に記載の方法。
- 前記導入及び混合工程後に、前記改質アスファルトバインダー組成物を追加のアスファルトで希釈することを特徴とする請求項41に記載の方法。
- アスファルト、五硫化リン及び不飽和重合体の組み合わせ又は反応生成物を含むことを特徴とする改質アスファルトバインダー組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物は、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、76℃での位相角(AASHTO T315)が80°未満であることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物は、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、76℃での位相角(AASHTO T315)が77°未満であることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、76℃での位相角(AASHTO T315)が75°未満であることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、76℃での位相角(AASHTO T315)が72°未満であることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、25℃での弾性回復率(AASHTO T301)が75%を超えることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、25℃での弾性回復率(AASHTO T301)が77%を超えることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、25℃での弾性回復率(AASHTO T301)が80%を超えることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- 前記改質アスファルトバインダー組成物が、アスファルト100重量部当たり重合体を2重量部未満含み、25℃での弾性回復率(AASHTO T301)が83%を超えることを特徴とする請求項53に記載の組成物。
- アスファルト、五硫化リン及び重合体を導入して混合する工程であって、前記重合体の五硫化リンに対する重量比が少なくとも0.5:1で且つ8:1未満である工程を含む方法によって製造された改質アスファルトバインダー組成物。
- アスファルト、不飽和重合体、リン源及び硫黄源の反応生成物を含むアスファルト組成物であって、
前記リン源及び前記硫黄源が、アスファルトと不飽和重合体との成分間に反応性の架橋を形成することを特徴とするアスファルト組成物。 - 前記アスファルトの成分が、アスファルテンを含むことを特徴とする請求項63に記載のアスファルト組成物。
- 更に、前記アスファルトの成分が、前記反応性の架橋に結合することを特徴とする請求項64に記載のアスファルト組成物。
- 前記反応性の架橋が、炭素−リン−硫黄の橋を含むことを特徴とする請求項63に記載のアスファルト組成物。
- 前記不飽和重合体が、該重合体中100個の炭素原子当たり少なくとも5個の非共役の二重結合を含むことを特徴とする請求項63に記載のアスファルト組成物。
- 前記リン源及び前記硫黄源が、五硫化リンを含むことを特徴とする請求項63に記載のアスファルト組成物。
- 請求項63に記載のアスファルト組成物を骨材と組み合わせることによって製造されたアスファルト舗装用組成物。
- 請求項69に記載のアスファルト舗装用組成物によって製造された舗装。
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