JP2022112510A - アスファルト乳剤の製造方法 - Google Patents

アスファルト乳剤の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022112510A
JP2022112510A JP2022007957A JP2022007957A JP2022112510A JP 2022112510 A JP2022112510 A JP 2022112510A JP 2022007957 A JP2022007957 A JP 2022007957A JP 2022007957 A JP2022007957 A JP 2022007957A JP 2022112510 A JP2022112510 A JP 2022112510A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
asphalt
less
mass
polyester
asphalt emulsion
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2022007957A
Other languages
English (en)
Inventor
宏樹 垣内
Hiroki Kakiuchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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 Kao Corp filed Critical Kao Corp
Publication of JP2022112510A publication Critical patent/JP2022112510A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C08L95/005Aqueous compositions, e.g. emulsions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G63/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain of the macromolecule
    • C08G63/02Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/12Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids or from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds derived from polycarboxylic acids and polyhydroxy compounds
    • C08G63/16Dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013Fillers, pigments or reinforcing additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C11/00Details of pavings
    • E01C11/24Methods or arrangements for preventing slipperiness or protecting against influences of the weather
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/22Binder incorporated in hot state, e.g. heated bitumen
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C7/00Coherent pavings made in situ
    • E01C7/08Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders
    • E01C7/18Coherent pavings made in situ made of road-metal and binders of road-metal and bituminous binders
    • E01C7/24Binder incorporated as an emulsion or solution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00Characteristics of bituminous mixtures
    • C08L2555/40Mixtures based upon bitumen or asphalt containing functional additives
    • C08L2555/80Macromolecular constituents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

【課題】耐候性に優れたアスファルト乳剤の製造方法、アスファルト乳剤、舗装用アスファルト合材、及び道路舗装方法の提供。
【解決手段】[1]工程1:アスファルト及びポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る工程、及び工程2:工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する工程を含む、アスファルト乳剤の製造方法、[2]複合粒子を含むアスファルト乳剤であって、該複合粒子はアスファルト及びポリエステルを含有し、体積中位粒径(D50)が1μm以上40μm以下の複合粒子である、アスファルト乳剤、[3]上記[2]のアスファルト乳剤及び骨材を含有する、舗装用アスファルト合材、[4]上記[3]の舗装用アスファルト合材を、150℃以下で道路に施工する工程を含む、道路舗装方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、アスファルト乳剤の製造方法、アスファルト乳剤、舗装用アスファルト合材、及び道路舗装方法に関する。
自動車道や駐車場、貨物ヤード、歩道等の舗装には、敷設が比較的容易であり、舗装作業開始から交通開始までの時間が短くてすむことから、アスファルト混合物を用いるアスファルト舗装が行われている。アスファルト舗装には耐久性等の性能が要求されるため、アスファルトをポリエステルにより改質して、アスファルト舗装の性能を向上することが提案されている。
また、アスファルトは常温においては粘性が高いため作業性が劣る。そこで、加熱を必要とせず、常温での所望の作業性を確保するために、アスファルトを水中に分散させ、見かけの粘性を低下させたアスファルト乳剤が使用されている。
特許文献1には、加熱方式のアスファルトと同等以上の強度を発現し、更に耐水性が向上し、強度発現速度をも制御できるアスファルト乳剤用添加剤及びアスファルト組成物として、特定の粘結剤と、特定の硬化剤組成物を含有するアスファルト乳剤用添加剤、及び該アスファルト乳剤用添加剤とアスファルト乳剤とを含有するアスファルト組成物が開示されている。
さらに、常温で舗装できる、アスファルトを含まない種々の組成物が提案されている。
特許文献2には、充分な強度を有するとともに早期に強度が発現し、効率よく舗装体の形成又は補修を可能とする道路舗装用組成物として、特定の酸価の樹脂(A)を塩基性化合物で中和した水分散体と、特定構造のシランカップリング剤と、を含有し道路の舗装における骨材の結合材又は舗装体の表面層を構成する道路舗装用組成物が開示されている。
特開平09-59354号公報 特開2005-126998号公報
アスファルト舗装には、太陽光に長期間暴露されると紫外線により劣化が進行し、ひび割れが生じる問題がある。このような問題は、特に太陽光照射強度が強い地域で深刻である。アスファルト舗装が劣化すると、補修を行う必要が生じる。舗装の補修を行うことにより、維持費用が増大するとともに、自動車の交通に大きな影響を与える。そのため、紫外線による劣化が少ない、耐候性に優れたアスファルト舗装が求められている。
特に、省エネルギー、施工の容易性等の観点から、常温舗装により耐候性に優れたアスファルト舗装を施工できることが求められる。しかし、常温舗装の場合は水分含有量が高く、紫外線による劣化の進行が顕著である傾向がある。
特許文献1に記載の技術では、アスファルト舗装の耐候性が不十分である。
特許文献2には、アスファルトを含む組成物は具体的に開示されておらず、アスファルト舗装の耐候性向上を目的とするものではない。
本発明は、アスファルト乳剤の製造方法、アスファルト乳剤、舗装用アスファルト合材、及び道路舗装方法に関する。
本発明者は、工程1:アスファルト及びポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る工程、及び工程2:工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する工程を含むアスファルト乳剤の製造方法により、紫外線による劣化が抑制され耐候性が向上したアスファルト乳剤が製造できることを見出した。
すなわち、本発明は、次の[1]~[4]を提供する。
[1] 下記工程1及び工程2を含む、アスファルト乳剤の製造方法。
工程1:アスファルト及びポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る工程
工程2:工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する工程
[2] 複合粒子を含むアスファルト乳剤であって、
該複合粒子はアスファルト及びポリエステルを含有し、体積中位粒径(D50)が1μm以上40μm以下の複合粒子である、アスファルト乳剤。
[3] 上記[2]のアスファルト乳剤及び骨材を含有する、舗装用アスファルト合材。
[4] 上記[3]の舗装用アスファルト合材を、150℃以下で道路に施工する工程を含む、道路舗装方法。
本発明によれば、耐候性に優れたアスファルト乳剤の製造方法、アスファルト乳剤、舗装用アスファルト合材、及び道路舗装方法を提供することができる。
[アスファルト乳剤の製造方法]
本発明のアスファルト乳剤の製造方法は、以下の工程1及び工程2を含む。
工程1:アスファルト及びポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る工程
工程2:工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する工程
本発明は、以下の態様も含む:
下記工程1及び工程2を含む、アスファルト乳剤の製造方法。
工程1:アスファルト及び重量平均分子量が2,000以上100,000以下のポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る工程
工程2:工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する工程
本発明の効果が得られる理由は定かではないが、本発明の製造方法で得られたアスファルト乳剤、及び該アスファルト乳剤で製造したアスファルトの路面は、向上した耐候性を有することを見出した。
〔工程1〕
工程1では、乳化性及び耐候性の観点から、アスファルトとポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る。
<アスファルト>
本発明に用いるアスファルトとしては、種々のアスファルトが使用できる。舗装用石油アスファルトであるストレートアスファルトのほか、改質アスファルト等が挙げられる。
ストレートアスファルトとは、原油を常圧蒸留装置,減圧蒸留装置などにかけて得られる残留瀝青物質のことである。
改質アスファルトとしては、ブローンアスファルト;熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂など高分子材料で改質したアスファルト等が挙げられる。
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン/ブタジエン/ブロック共重合体(SBS)、スチレン/イソプレン/ブロック共重合体(SIS)、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂としては、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/エチルアクリレート共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
これらの中でも、ストレートアスファルトが好ましい。
アスファルト、中でもストレートアスファルトの針入度は、乳化性の観点から、好ましくは40以上、より好ましくは60以上、更に好ましくは80以上であり、そして施工後の舗装強度の観点から、好ましくは250以下、より好ましくは230以下、更に好ましくは210以下である。
針入度はアスファルトの硬さの指標である。針入度の測定方法は、JIS K2207:2006に規定された方法による。なお、JIS K2207:2006に記載された試験条件の下で、25℃において、規定の針が試料中に垂直に進入した長さ0.1mmを1として表す。
<ポリエステル>
ポリエステルは、アルコール成分由来の構成単位とカルボン酸成分由来の構成単位と含み、カルボン酸成分とアルコール成分とを重縮合反応させることにより得られる。以下、アルコール成分、カルボン酸成分、及びポリエステルの物性等について説明する。
ポリエステルは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
本明細書において、ポリエステル中、「アルコール成分由来の構成単位」とは、アルコール成分のヒドロキシ基から水素原子を除いた構造を意味し、「カルボン酸成分由来の構成単位」とは、カルボン酸成分のカルボキシ基からヒドロキシ基を除いた構造を意味する。
「カルボン酸成分」とは、そのカルボン酸のみならず、反応中に分解して酸を生成する無水物、及びカルボン酸のアルキルエステル(例えば、アルキル基の炭素数1以上3以下)も含む概念である。カルボン酸成分がカルボン酸のアルキルエステルである場合、エステルのアルコール残基であるアルキル基の炭素数を、カルボン酸成分の炭素数には含めない。
(アルコール成分)
アルコール成分としては、脂肪族ジオール、芳香族ジオール、3価以上の多価アルコール等が挙げられる。これらのアルコール成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
脂肪族ジオールの炭素数は、乳化性の観点から、好ましくは4以上、より好ましくは5以上、更に好ましくは6以上であり、そして、耐候性の観点から、好ましくは16以下、より好ましくは12以下、更に好ましくは8以下である。
脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオール等の脂肪族ジオールが挙げられ、好ましくは1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,11-ウンデカンジオール、1,12-ドデカンジオールから選ばれる1種以上であり、より好ましくは1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオールから選ばれる1種以上である。
また、脂肪族ジオールは、乳化性の観点から、好ましくは水酸基を炭素鎖の末端に有する脂肪族ジオール、より好ましくはα,ω-脂肪族ジオール、更に好ましくはα,ω-直鎖アルカンジオールである。
芳香族ジオールとしては、ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物が挙げられる。ビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物としては、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのプロピレンオキシド付加物、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキシド付加物等が挙げられる。これらの中でも、2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのプロピレンオキシド付加物及び2,2-ビス(4-ヒドロキシフェニル)プロパンのエチレンオキシド付加物の組み合せが好ましい。
3価以上の多価アルコールとしては、グリセリン等が挙げられる。
アルコール成分は、耐候性の観点から、脂肪族ジオールを含有することが好ましい。アルコール成分には、脂肪族ジオール以外のアルコールが含まれていてもよいが、脂肪族ジオールの含有量は、アルコール成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上であり、そして100モル%以下である。
本発明の好ましい態様の1つは、アルコール成分が実質的に脂肪族ジオールのみからなる。
アルコール成分は、1価の脂肪族アルコールを含有していてもよい。1価の脂肪族アルコールの炭素数は、乳化性の観点から、好ましくは12以上、より好ましくは14以上である。また、耐候性の観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下である。
1価の脂肪族アルコールとしては、ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等の炭素数12以上20以下の1価の脂肪族アルコールが挙げられる。
1価の脂肪族アルコールの含有量は、アルコール成分とカルボン酸成分の総量中、耐候性の観点から、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下である。
(カルボン酸成分)
カルボン酸成分としては、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、3価以上6価以下の多価カルボン酸等が挙げられる。これらのカルボン酸成分は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、乳化性の観点から、好ましくは4以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは8以上であり、そして、耐候性の観点から、好ましくは14以下、より好ましくは13以下、更に好ましくは12以下である。
脂肪族ジカルボン酸における鎖状炭化水素基は直鎖であっても分岐鎖であってもよい。
脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン2酸、テトラデカン2酸、側鎖にアルキル基又はアルケニル基を有するコハク酸等の炭素数4以上14以下の脂肪族ジカルボン酸が挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸等が挙げられる。
3価以上の多価カルボン酸としては、トリメリット酸、ピロメリット酸等が挙げられる。
カルボン酸成分は、耐候性の観点から、脂肪族ジカルボン酸を含有していることが好ましい。カルボン酸成分には、脂肪族ジカルボン酸以外のカルボン酸が含まれていてもよい。脂肪族ジカルボン酸の含有量は、カルボン酸成分中、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上である。
本発明の好ましい態様の1つは、カルボン酸成分が実質的に脂肪族ジカルボン酸のみからなる。
カルボン酸成分は、1価の脂肪族カルボン酸を含有していてもよい。1価の脂肪族カルボン酸の炭素数は、乳化性の観点から、好ましくは12以上、より好ましくは14以上である。また、耐候性の観点から、好ましくは20以下、より好ましくは18以下である。
1価の脂肪族カルボン酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、それらの酸のアルキル(炭素数1以上3以下)エステル等の炭素数12以上20以下の1価の脂肪族カルボン酸が挙げられる。
1価の脂肪族カルボン酸の含有量は、アルコール成分とカルボン酸成分の総量中、耐候性の観点から、好ましくは20モル%以下、より好ましくは15モル%以下である。
(ポリエステルの好ましい態様)
ポリエステルの好ましい態様は、炭素数4以上16以下のα,ω-脂肪族ジオールを好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上含むアルコール成分由来の構成単位と、
炭素数4以上14以下の脂肪族ジカルボン酸を、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは95モル%以上含むカルボン酸由来の構成単位とを含む。
(複合樹脂)
ポリエステルは、ポリエステルセグメント及び付加重合樹脂セグメント含有する複合樹脂であってもよい。複合樹脂は、好ましくは、ポリエステルセグメント及び付加重合樹脂セグメントと共有結合を介して結合した両反応性モノマー由来の構成単位を有する。
ポリエステルセグメントは、前述のポリエステルからなる。
付加重合樹脂セグメントとしては、スチレン系化合物を含む原料モノマーの付加重合物等が挙げられる。
「両反応性モノマー由来の構成単位」とは、両反応性モノマーの官能基、付加重合性基が反応した単位を意味する。付加重合性基としては、炭素-炭素不飽和結合等が挙げられる。
スチレン系化合物としては、無置換又は置換スチレン等が挙げられる。スチレンに置換される置換基としては、炭素数1以上5以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、スルホン酸基又はその塩等が挙げられる。
スチレン系化合物としては、スチレン、メチルスチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、tert-ブチルスチレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、メトキシスチレン、スチレンスルホン酸又はその塩等が挙げられる。これらの中でも、スチレンが好ましい。
付加重合物の原料モノマーは、スチレン系化合物以外の原料モノマーを含むことができる。スチレン系化合物以外の原料モノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキル、(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等の(メタ)アクリル酸エステル;エチレン、プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類;塩化ビニル等のハロビニル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;ビニリデンクロリド等のハロゲン化ビニリデン;N-ビニルピロリドン等のN-ビニル化合物が挙げられる。これらの中でも、好ましくは(メタ)アクリル酸エステル、より好ましくは(メタ)アクリル酸アルキルである。
(メタ)アクリル酸アルキルにおけるアルキル基の炭素数は、好ましくは1以上、より好ましくは6以上、更に好ましくは8以上であり、そして、好ましくは24以下、より好ましくは22以下、更に好ましくは20以下である。
(メタ)アクリル酸アルキルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸(イソ)プロピル、(メタ)アクリル酸(イソ又はターシャリー)ブチル、(メタ)アクリル酸(イソ)アミル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸(イソ)オクチル、(メタ)アクリル酸(イソ)デシル、(メタ)アクリル酸(イソ)ドデシル、(メタ)アクリル酸(イソ)パルミチル、(メタ)アクリル酸(イソ)ステアリル、(メタ)アクリル酸(イソ)ベヘニル等が挙げられ、好ましくは(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシルである。
なお、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸又はメタクリル酸を示す。「(イソ又はターシャリー)」及び「(イソ)」は、これらの接頭辞が存在する場合としない場合の双方を意味し、これらの接頭辞が存在しない場合には、ノルマルを示す。
両反応性モノマーとしては、分子内に、水酸基、カルボキシ基、エポキシ基、第1級アミノ基及び第2級アミノ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する付加重合性モノマー等が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、水酸基及びカルボキシ基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する付加重合性モノマーが好ましく、カルボキシ基を有する付加重合性モノマーがより好ましい。
カルボキシ基を有する付加重合性モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。これらの中でも、重縮合反応と付加重合反応の双方の反応性の観点から、好ましくはアクリル酸、メタクリル酸、より好ましくはアクリル酸である。
複合樹脂中のポリエステルセグメントの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
複合樹脂中の付加重合樹脂セグメントの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、そして、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。
両反応性モノマー由来の構成単位の含有量は、複合樹脂のポリエステルセグメントのアルコール成分100モル%に対して、好ましくは1モル%以上、より好ましくは1.5モル%以上、更に好ましくは2モル%以上であり、そして、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、更に好ましくは10モル%以下である。
複合樹脂中の、ポリエステルセグメントと付加重合樹脂セグメントと両反応性モノマー由来の構成単位の合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。
付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中、スチレン系化合物の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは65質量%以上、更に好ましくは75質量%以上であり、そして、100質量%以下であり、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下である。
付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中、(メタ)アクリル酸エステルの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上であり、そして、好ましくは50質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。
付加重合樹脂セグメントの原料モノマー中における、スチレン系化合物と(メタ)アクリル酸エステルとの合計含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは100質量%である。
(アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比)
アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比〔カルボン酸成分/アルコール成分〕は、耐候性の観点から、好ましくは0.6以上、より好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.8以上であり、そして、好ましくは1.5以下、より好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.0以下である。
(ポリエステルの物性)
ポリエステルの重量平均分子量は耐候性の観点から好ましくは2,000以上、より好ましくは3,000以上、更に好ましくは4,000以上、更に好ましくは5,000以上、更に好ましくは8,000以上であり、そして、乳化性の観点から好ましくは100,000以下、より好ましくは80,000以下、更に好ましくは50,000以下、更に好ましくは35,000以下である。
ポリエステルの酸価は、耐候性の観点から、好ましくは0.5mgKOH/g以上、より好ましくは1.0mKOH/g以上、更に好ましくは1.5mgKOH/g以上であり、そして、好ましくは50mgKOH/g以下、より好ましくは30mgKOH/g以下、更に好ましくは15mgKOH/g以下である。
ポリエステルの水酸基価は、マルテン成分との反応性により耐候性を向上させる観点から、好ましくは2mgKOH/g以上であり、より好ましくは10mgKOH/g以上、更に好ましくは20mgKOH/g以上であり、そして、乳化性の観点から、好ましくは70mgKOH/g以下、より好ましくは50mgKOH/g以下、更に好ましくは40mgKOH/g以下である。
ポリエステルの軟化点は、耐候性の観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、更に好ましくは60℃以上であり、そして、乳化性の観点から、好ましくは130℃以下、より好ましくは110℃以下、更に好ましくは90℃以下である。
ポリエステルがガラス転移点を有する場合、耐候性の観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、更に好ましくは50℃以上であり、そして、乳化性の観点から、好ましくは80℃以下、より好ましくは75℃以下、更に好ましくは70℃以下である。
ポリエステルが吸熱の最大ピーク温度を有する場合は、耐候性の観点から、好ましくは50℃以上であり、好ましくは60℃以上であり、そして、乳化性の観点から、150℃以下である。
ポリエステルの重量平均分子量、酸価、水酸基価、軟化点及びガラス転移点は、実施例に記載の方法により測定することができる。なお、重量平均分子量、酸価、水酸基価、軟化点及びガラス転移点は、原料モノマー組成、分子量、触媒量又は反応条件等により調整することができる。
ポリエステルの溶解度パラメータ(SP値)は、耐候性の観点から、好ましくは8以上、より好ましくは8.5(cal/cm31/2以上、更に好ましくは9(cal/cm31/2以上であり、そして、乳化性の観点から、好ましくは12(cal/cm31/2以下、より好ましくは11(cal/cm31/2以下、更に好ましくは10(cal/cm31/2以下である。
SP値は、本明細書においては、Michael M. Coleman, John F. Graf, Paul C. Painter (Pennsylvania State Univ.)による、"Specific Interactions and the Miscibility of Polymer Blends" (1991), Technomic Publishing Co. Inc.に記載されている計算方法を用いる。
(ポリエステルの製造方法)
ポリエステルの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、上述したアルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合することにより製造することができる。
アルコール成分とカルボン酸の夫々の配合量は、アルコール成分由来の構成単位に対するカルボン酸成分由来の構成単位のモル比〔カルボン酸成分/アルコール成分〕が上述した数値範囲内になるような配合量である。
重縮合反応の温度は、反応性の観点から、好ましくは160℃以上、より好ましくは180℃以上、更に好ましくは190℃以上であり、そして、好ましくは260℃以下、より好ましくは250℃以下、更に好ましくは240℃以下である。
重縮合反応には、反応速度の観点から、エステル化触媒を使用することができる。エステル化触媒としては、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)等のSn-C結合を有していない錫(II)化合物等が挙げられる。エステル化触媒の使用量は、反応速度の観点から、アルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、更に好ましくは0.2質量部以上であり、そして、好ましくは1.5質量部以下、より好ましくは1.0質量部以下、更に好ましくは0.6質量部以下である。
重縮合反応には、エステル化触媒に加えて、助触媒を使用することができる。助触媒としては、没食子酸等のピロガロール化合物が挙げられる。助触媒の使用量は、アルコール成分とカルボン酸成分との総量100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、より好ましくは0.005質量部以上、更に好ましくは0.01質量部以上であり、そして、好ましくは0.15質量部以下、より好ましくは0.10質量部以下、更に好ましくは0.05質量部以下である。
ポリエステルが複合樹脂である場合、例えば、ポリエステルセグメントのアルコール成分及びカルボン酸成分を重縮合させる工程Aと、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー及び両反応性モノマーを付加重合させる工程Bとを含む方法により製造することができる。
工程Aの後に工程Bを行ってもよいし、工程Bの後に工程Aを行ってもよく、工程Aと工程Bを同時に行ってもよい。
工程Bの付加重合の温度は、好ましくは110℃以上、より好ましくは130℃以上であり、そして、好ましくは230℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは210℃以下である。
付加重合には、ラジカル重合開始剤を使用することができる。ラジカル重合開始剤としては、例えば、ジブチルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ化合物が挙げられる。ラジカル重合開始剤の使用量は、付加重合樹脂セグメントの原料モノマー100質量部に対して、好ましくは1質量部以上20質量部以下である。
工程1におけるポリエステルの使用量は、耐候性の観点から、アスファルト100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上であり、そして、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。
工程1の溶融混合の時間は、耐候性の観点から、好ましくは5分間以上、より好ましくは10分間以上、更に好ましくは20分間以上、更に好ましくは30分間以上であり、そして、乳化性の観点から好ましくは5時間以下、より好ましくは4時間以下、更に好ましくは3時間以下、更に好ましくは2時間以下である。
溶融混合時の温度は、耐候性の観点から、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上、更に好ましくは150℃以上であり、そして、乳化性の観点から、220℃以下が好ましく、より好ましくは210℃以下、更に好ましくは200℃以下である。
溶融混合する撹拌器具は特に限定されるものではなく、一般的なアンカー型撹拌羽根やプロペラ型撹拌羽根等を用いることができる。撹拌速度は好ましくは50rpm以上、より好ましくは100rpm以上、更に好ましくは150rpm以上であり、そして、好ましくは500rpm以下、より好ましくは450rpm以下、更に好ましくは400rpm以下である。また、乳化性の観点からホモミキサーなどの高速せん断機器等を用いてもよい。高速せん断機器の撹拌速度は、好ましくは3,000rpm以上、より好ましくは4,000rpm以上、更に好ましくは5,000rpm以上であり、そして、好ましくは15000rpm以下、より好ましくは12,000rpm以下、更に好ましくは10,000rpm以下である。
かくして、アスファルト混合物が得られる。
得られるアスファルト混合物において、アスファルト中にポリエステルが分散している。アスファルト中でのポリエステル平均分散径は、耐候性の観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に好ましくは1μm以上であり、そして、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、更に好ましくは5μm以下である。
アスファルト中でのポリエステル平均分散径は、後述の実施例に記載の方法により測定することができる。
〔工程2〕
工程2では、工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する。
(水系媒体)
水系媒体は、水が質量比で最大割合を占めている分散媒体である。水系媒体中の水の含有量は、耐候性の観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上であり、そして、100質量%以下である。
水以外の成分としては、メタノール、エタノール等の炭素数1以上5以下のアルキルアルコール;アセトン、メチルエチルケトン等の炭素数3以上5以下のジアルキルケトン;テトラヒドロフラン等の環状エーテル等の水に溶解する有機溶媒が挙げられる。
本発明の好ましい態様の1つは、水系媒体が実質的に水のみからなる。
得られるアスファルト乳剤の固形分含有量は、耐候性の観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上であり、そして、乳化性の観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。アスファルト乳剤の固形分含有量が上記範囲となる量の水系媒体を添加することが好ましい。
(界面活性剤)
界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤が挙げられ、乳化性の観点から、好ましくはカチオン性界面活性剤である。
カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン、アルキルポリアミン、アミドアミン、アルキルイミダゾリン等のアミンの鉱酸塩又は低級カルボン酸塩、4級アンモニウム塩等を挙げることができる。
カチオン性界面活性剤には、界面活性剤の形態の面から、例えば液状にする目的で、水、低級アルコール、グリコール、ポリオキシエチレングリコール等の溶剤類、グルコースやソルビトール等の糖類、低級脂肪酸類、低級アミン類、パラトルエンスルホン酸やエーテルカルボン酸等のハイドロトロープ剤等を配合することもできる。
カチオン性界面活性剤の含有量は、経済性を考慮し、優れた貯蔵安定性を得る観点から、得られるアスファルト乳剤の総質量に対して、好ましくは0.02質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.10質量%以上、そして、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下である。
(無機塩)
工程2において、乳化性の観点から、更に無機塩を添加混合することができる。無機塩としては、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化アルミニウムが挙げられ、好ましくは塩化カルシウムである。
無機塩の含有量は、得られるアスファルト乳剤の総質量に対して、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.05質量%以上、そして、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.0質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下である。
工程2の添加混合は、乳化性の観点から、コロイドミル、ハレル型ホモジナイザー、ホモジナイザー、ラインミキサー等の乳化機により行うことが好ましい。
工程1で得られたアスファルト混合物は、乳化性の観点から、好ましくは120℃以上、より好ましくは125℃以上、更に好ましくは130℃以上、そして、好ましくは160℃以下、より好ましくは155℃以下、更に好ましくは150℃以下として、溶融状態で工程2の添加混合に供することが好ましい。
水系媒体及び界面活性剤は、好ましくは予め混合する。水系媒体及び界面活性剤は、乳化性の観点から、好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上、更に好ましくは40℃以上、そして、好ましくは60℃以下、より好ましくは55℃以下として、工程2の添加混合に供することが好ましい。
<アスファルト乳剤>
かくして、アスファルト乳剤が得られる。
アスファルト乳剤とは、一般に、界面活性剤を用いて水中にアスファルトの粒子を安定的に分散させたものである。
本発明は、上記製造方法により得ることができるアスファルト乳剤にも関する。
本発明のアスファルト乳剤は、複合粒子を含み、該複合粒子はアスファルト及びポリエステルを含有し、体積中位粒径(D50)が1μm以上40μm以下の複合粒子である。アスファルト乳剤は、好ましくは上記複合粒子の水分散体であり、該複合粒子は、好ましくは上記ポリエステルが上記アスファルト中に分散している複合粒子である。
本発明は、以下の態様も包含する:
アスファルト及び重量平均分子量が2,000以上100,000以下のポリエステルを含有するアスファルト乳剤。
(体積中位粒径(D50)及び粒径分布)
アスファルト乳剤を構成する複合粒子の体積中位粒径(D50)は、耐候性の観点から、1μm以上40μm以下であり、好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上であり、そして、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下、更に好ましくは20μm以下である。
本明細書において、体積中位粒径(D50)とは、体積分率で計算した累積体積頻度が粒径の小さい方から計算して50%になる粒径を意味する。体積中位粒径(D50)は、後述の実施例に記載の方法で求めることができる。
アスファルト乳剤を構成する複合粒子は、耐候性の観点から、粒径分布において、500nm以下である粒子頻度が好ましくは5体積%以下、より好ましくは2体積%以下、更に好ましくは1体積%以下、更に好ましくは0.5体積%以下である。
粒径分布は、後述の実施例に記載の方法で求めることができる。
(アスファルトの含有量)
アスファルト乳剤を構成する複合粒子中のアスファルトの含有量は、耐候性の観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは75質量%以上、更に好ましくは90質量%以上であり、そして、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。
(ポリエステルの含有量)
アスファルト乳剤を構成する複合粒子中のポリエステルの含有量は、耐候性の観点から、アスファルト100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上、更に好ましくは3質量部以上であり、そして、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは20質量部以下である。
(固形分含有量)
アスファルト乳剤の固形分含有量は、耐候性の観点から、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上であり、そして、乳化性の観点から、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下、更に好ましくは70質量%以下である。
本発明のアスファルト乳剤は、単独で又は他の添加剤等を混合して使用することができる。例えば、公知のアスファルト乳剤に準じて、単独でプライムコート用、タックコート用等として好適に使用することができる。また、骨材、フィラー等と混合して、舗装用アスファルト合材を製造するために好適に使用することができる。
本発明のアスファルト乳剤は、非加熱状態でアスファルトが分散しているため、好ましくは150℃以下、より好ましくは100℃以下、更に好ましくは50℃以下の非加熱状態でも使用することができる。そのため、アスファルトの常温舗装に好適に使用することができる。
[舗装用アスファルト合材]
本発明の舗装用アスファルト合材は、上述のアスファルト乳剤及び骨材を含有する。
骨材としては、砕石、玉石、砂利、砂、再生骨材、セラミックス等を任意に選択して用いることができる。
骨材の含有量は、複合粒子100質量部に対して、好ましくは1,000質量部以上、より好ましくは1,200質量部以上、より好ましくは1,500質量部以上であり、そして、好ましくは3,000質量部以下、より好ましくは2,500質量部以下、更に好ましくは2,000質量部以下である。
本発明の舗装用アスファルト合材は、非加熱状態でアスファルトが分散しているため、好ましくは150℃以下、より好ましくは100℃以下、更に好ましくは50℃以下の非加熱状態において、上述の複合粒子と骨材とを混合して製造することができる。
[道路舗装方法]
本発明の舗装用アスファルト合材は、道路にアスファルト舗装を施工するために好適に用いることができる。
本発明の道路舗装方法は、前述の舗装用混合物を道路に施工し、アスファルト舗装材層を形成する工程を有する。アスファルト舗装材層は、基層又は表層のいずれであってもよい。
本発明の舗装用アスファルト合材は、常温舗装に好適に使用することができる。具体的には、施工温度が、好ましくは150℃以下、より好ましくは100℃以下、更に好ましくは50℃以下の非加熱状態である。
以下の調製例、製造例、実施例及び比較例において、「部」及び「%」は特記しない限り「質量部」及び「質量%」である。
(1)ポリエステルの酸価及び水酸基価の測定方法
ポリエステルの酸価及び水酸基価は、JIS K0070:1992の方法に基づき測定した。ただし、測定溶媒のみJIS K0070:1992に規定のエタノールとエーテルとの混合溶媒から、ポリエステル(A1)及び(A2)の場合はアセトンとトルエンとの混合溶媒(アセトン:トルエン=1:1(容量比))に、ポリエステル(A3)の場合はクロロホルムとジメチルホルムアミドとの混合溶媒(クロロホルム:ジメチルホルムアミド=7:3(容量比))、に変更した。
(2)ポリエステルの軟化点、吸熱の最大ピーク温度及びガラス転移点の測定方法
(i)軟化点
フローテスター(株式会社島津製作所製、「CFT-500D」)を用い、1gの試料を昇温速度6℃/分で加熱しながら、プランジャーにより1.96MPaの荷重を与え、直径1mm、長さ1mmのノズルから押し出した。温度に対し、フローテスターのプランジャー降下量をプロットし、試料の半量が流出した温度を軟化点とした。
(ii)吸熱の最大ピーク温度及びガラス転移点
示差走査熱量計(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製、「Q-100」)を用いて、試料0.01~0.02gをアルミパンに計量し、200℃まで昇温し、その温度から降温速度10℃/分で0℃まで冷却した。次に昇温速度10℃/分で150℃まで昇温しながら熱量を測定した。
観測される吸熱ピークのうち、ピーク面積が最大のピークの温度を吸熱の最大ピーク温度とした。ピークが観測されずに段差が観測される時は該段差部分の曲線の最大傾斜を示す接線と該段差の低温側のベースラインの延長線との交点の温度をガラス転移点とした。
(3)ポリエステルの重量平均分子量の測定方法
以下の方法により得られる、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により分子量分布を測定し、重量平均分子量を求めた。
(i)試料溶液の調製
濃度が0.5g/100mLになるように、試料を、溶媒に25℃で溶解させた。次いで、この溶液をポアサイズ0.2μmのフッ素樹脂フィルター(東洋濾紙株式会社製、「DISMIC-25JP」)を用いて濾過して不溶解分を除き、試料溶液とした。
溶媒として、ポリエステル(A1)及び(A2)の場合はクロロホルムを、ポリエステル(A3)の場合はテトラヒドロフランを用いた。
(ii)分子量測定
下記の測定装置と分析カラムを用い、溶離液として試料溶液の調製に用いた同じ溶媒を、毎分1mLの流速で流し、40℃の恒温槽中でカラムを安定させた。そこに試料溶液100μLを注入して測定を行った。試料の分子量は、あらかじめ作成した検量線に基づき算出した。このときの検量線には、数種類の単分散ポリスチレン「A-500」(5.0×10)、「A-1000」(1.01×10)、「A-2500」(2.63×10)、「A-5000」(5.97×10)、「F-1」(1.02×10)、「F-2」(1.81×10)、「F-4」(3.97×10)、「F-10」(9.64×10)、「F-20」(1.90×10)、「F-40」(4.27×10)、「F-80」(7.06×10)、「F-128」(1.09×10)(以上、東ソー株式会社製)を標準試料として作成したものを用いた。
測定装置:「HLC-8220CPC」(東ソー株式会社製)
分析カラム:「GMHXL」+「G3000HXL」(東ソー株式会社製)
(4)アスファルト混合物中のポリエステル分散径の測定方法
溶融混合したアスファルト混合物をスライドガラス上に滴下し、カバーガラスで挟んだ後、120℃で1分加熱して薄層化した測定用試料を得た。測定用試料をデジタルマイクロスコープ(株式会社キーエンス製、「VHX-1000」)にて観察し、視野中から無作為に抽出した30個のポリエステル粒子について、直径を画像解析にて測定し、平均値をポリエステル分散径とした。
(5)アスファルト乳剤の体積中位粒径(D50)及び粒径分布の測定方法
(i)測定装置:レーザー回折型粒径測定機「LA-920」(株式会社堀場製作所製)
(ii)測定条件:アスファルト乳剤に蒸留水を加え、3万個の粒子の粒径を20秒間で測定できる濃度に調整した。その後、3万個の粒子を測定し、粒径分布を得た。得られた粒径分布から体積中位粒径(D50)及び粒径500nm以下の粒子頻度を求めた。
合成例1~2(ポリエステル(A1)~(A2)の合成)
表1に示す1,6-ヘキサンジオール及びセバシン酸を、温度計、ステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)20gを添加し、マントルヒーター中で7時間かけて140℃から200℃まで昇温を行い200℃到達後、8.0kPaにて減圧反応を行った後、表1に示す軟化点に達するまで反応を行い、目的のポリエステル(A1)~(A2)を得た。結果を表1に示す。
合成例3(ポリエステル(A3)の合成)
表1に示すビスフェノールのポリオキシプロピレン付加物、ビスフェノールのポリオキシエチレン付加物、テレフタル酸、ドデセニル無水コハク酸をステンレス製撹拌棒、流下式コンデンサー及び窒素導入管を装備した5リットル容の四つ口フラスコに入れ、窒素雰囲気にてマントルヒーター中で、160℃まで昇温した。そこに、スチレン、2-エチルヘキシルアクリレート、アクリル酸、ジブチルパーオキサイドの混合物を滴下し、重合を行った。
その後、ジ(2-エチルヘキサン酸)錫(II)20g、没食子酸2gを添加し、3時間かけて235℃まで昇温を行い235℃に到達後5時間保持した。その後、8.0kPaにて1時間減圧反応を行った後、210℃まで冷却した。210℃にて無水トリメリット酸を投入し、210℃で1時間保持し、8.0kPaにて減圧反応を行った後、表1に示す軟化点に達するまで反応を行い、複合樹脂であるポリエステル(A3)を得た。結果を表1に示す。
Figure 2022112510000001
製造例1(アスファルト混合物(AS1)の製造)
バインダ混合物として、180℃に加熱したストレートアスファルト(コスモ石油株式会社製、針入度150-200)1560gを3Lのステンレス容器に入れて、合成例1で得られたポリエステル(A1)78g(アスファルト100質量部に対して5質量部)を徐々に添加し、アンカー型撹拌羽根300rpmにて180℃で1時間撹拌し、アスファルト混合物(AS1)を作製した。
アスファルト混合物中のポリエステル分散径を測定し、アスファルト中にポリエステルが分散していることを確認した。結果を表2に示す。
製造例2~5及び比較製造例1
製造例1において、表2に示す条件に変更した以外は、製造例1と同様にして、アスファルト混合物(AS2)~(AS6)を得た。
Figure 2022112510000002
実施例1(アスファルト乳剤(AE1)の製造)
水相として、カチオン性界面活性剤(Quimi-Kao S.A. de C.V.社製;「アスファイヤーN100L」、アミン混合物)を7.2g(理論収量に対し0.3質量%)、イオン交換水780g及び塩化カルシウム2.4g(理論収量に対し0.1質量%)を混合し、1.0M塩酸にてpH2.0に調整したのち、イオン交換水にて水相の合計重量が840gになるよう調整した。50℃に加熱した水相840gと、140℃に加熱した製造例1で得たアスファルト混合物(AS1)1560gを同時にコロイドミルに投入し、アスファルト乳剤(AE1)を得た。アスファルト乳剤の体積中位粒径(D50)及び粒径分布を測定し、結果を表3に示す。
実施例2~5及び比較例1
実施例1において、表3に示す条件に変更した以外は、実施例1と同様にして、アスファルト乳剤(AE2)~(AE6)を得た。結果を表3に示す。
[耐候性評価]
実施例及び比較例で得られたアスファルト乳剤(AE1)~(AE6)を用いて、以下の方法により、耐候性を評価した。結果を表3に示す。
(耐候性評価用試料の調整)
アスファルト乳剤を、ディスポーザブルディッシュ(アントンパール社製、「EMS/TEK500/600」)上に固形分換算で3gとなる量を入れて均一に広げたのち、60℃の高温乾燥機にて3日間乾燥し、耐候性評価用試料を得た。
(UV照射の劣化促進試験)
上記得られた耐候性評価用試料を、高促進耐候性試験機(スガ試験機株式会社製、「スーパーキセノンウェザーメーターSX75」)の中に静置し、UV強度120W/m、照射波長300-400nm、槽内温度40℃、湿度75%、パネル温度65℃、照射時間100hで走査し、UV照射の劣化促進試験を行った。
(UV照射前後のtanδ測定)
UV照射前後の試料について、粘弾性測定装置(アントンパール社製、「MCR301」)を用いて動的粘弾性の測定を行った。
専用の冶具(アントンパール社製、「P-PTD200/62」)を用いて測定装置に固定したディスポーザブルディッシュ(アントンパール社製、「EMS/TEK500/600」)に、120℃に加温した耐候性サンプル1gを入れ、25mmディスポーザブル平板プレート(アントンパール社製、「PP25」)を用いて、ギャップ1.0mm、Strain0.1%、Frequency 1.0Hzにて動的粘弾性を測定した。温度制御にはサンプル下部の型温調ユニットを用い、120℃から0℃まで降温速度5℃/分で冷やした際の20℃におけるtanδを測定した。
次式に従いtanδの変化率を求めて、耐候性の評価を行った。変化率が100%に近いほど、紫外線照射による劣化の程度が小さく、耐候性に優れていることを示す。試験結果を表3に示す。
tanδの変化率=〔(UV照射後のtanδ)/(UV照射前のtanδ)〕×100
Figure 2022112510000003
表3から、実施例1~5で得られたアスファルト乳剤は、耐候性に優れていることが分かる。本発明のアスファルト乳剤は、耐候性に優れるため、ひび割れの発生の抑制が期待できる。

Claims (11)

  1. 下記工程1及び工程2を含む、アスファルト乳剤の製造方法。
    工程1:アスファルト及びポリエステルを溶融混合してアスファルト混合物を得る工程
    工程2:工程1で得られたアスファルト混合物に、水系媒体及び界面活性剤を添加混合する工程
  2. ポリエステルの溶解度パラメータ(SP値)が12(cal/cm31/2以下である、請求項1に記載のアスファルト乳剤の製造方法。
  3. ポリエステルが、炭素数4以上16以下のα,ω-脂肪族ジオールを70モル%以上含むアルコール成分由来の構成単位と、炭素数4以上14以下の脂肪族ジカルボン酸を70モル%以上含むカルボン酸成分由来の構成単位とを含む、請求項1又は2に記載のアスファルト乳剤の製造方法。
  4. 溶融混合の温度が130℃以上220℃以下である、請求項1~3のいずれかに記載のアスファルト乳剤の製造方法。
  5. 前記ポリエステルの重量平均分子量が2,000以上100,000以下である、請求項1~4のいずれかに記載のアスファルト乳剤の製造方法。
  6. 複合粒子を含むアスファルト乳剤であって、
    該複合粒子はアスファルト及びポリエステルを含有し、体積中位粒径(D50)が1μm以上40μm以下の複合粒子である、アスファルト乳剤。
  7. 粒径分布において500nm以下である粒子頻度が5体積%以下である、請求項6に記載のアスファルト乳剤。
  8. ポリエステルの溶解度パラメータ(SP値)が12(cal/cm31/2以下である、請求項6又は7に記載のアスファルト乳剤。
  9. ポリエステルが、炭素数4以上16以下のα,ω-脂肪族ジオールを70モル%以上含むアルコール成分由来の構成単位と、炭素数4以上14以下の脂肪族ジカルボン酸を70モル%以上含むカルボン酸成分由来の構成単位とを含む、請求項6~8のいずれかに記載のアスファルト乳剤。
  10. 請求項6~9のいずれかに記載のアスファルト乳剤及び骨材を含有する、舗装用アスファルト合材。
  11. 請求項10に記載の舗装用アスファルト合材を、150℃以下で道路に施工する工程を含む、道路舗装方法。
JP2022007957A 2021-01-21 2022-01-21 アスファルト乳剤の製造方法 Pending JP2022112510A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021008106 2021-01-21
JP2021008106 2021-01-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022112510A true JP2022112510A (ja) 2022-08-02

Family

ID=82548790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022007957A Pending JP2022112510A (ja) 2021-01-21 2022-01-21 アスファルト乳剤の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240117189A1 (ja)
JP (1) JP2022112510A (ja)
WO (1) WO2022158567A1 (ja)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5189535B2 (ja) * 2009-03-25 2013-04-24 東亜道路工業株式会社 路面舗装組成物及び路面舗装方法
EP3476899B1 (en) * 2016-06-27 2020-11-25 Kao Corporation Asphalt composition for paving roads
US11466156B2 (en) * 2016-08-23 2022-10-11 Kao Corporation Asphalt composition
SG11202000439SA (en) * 2017-07-18 2020-02-27 Kao Corp Asphalt composition
EP3656820B1 (en) * 2017-07-21 2022-03-02 Kao Corporation Asphalt composition, method for producing same and additive for asphalt
JP7201159B2 (ja) * 2018-12-06 2023-01-10 花王株式会社 アスファルト組成物、舗装用アスファルト混合物、及び舗装体
EP3916153B1 (en) * 2019-01-21 2024-08-07 Kao Corporation Asphalt composition and manufacturing method therefor, and manufacturing method for asphalt mixture
JP7542333B2 (ja) * 2019-06-05 2024-08-30 花王株式会社 多機能sma用アスファルト混合物

Also Published As

Publication number Publication date
US20240117189A1 (en) 2024-04-11
WO2022158567A1 (ja) 2022-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6624524B2 (ja) アスファルト組成物
JP6852855B2 (ja) 道路舗装用アスファルト組成物
US11168215B2 (en) Asphalt composition
US10934434B2 (en) Asphalt composition for road pavement
JP7542333B2 (ja) 多機能sma用アスファルト混合物
Mirabedini et al. Enhancing thermoplastic road-marking paints performance using sustainable rosin ester
WO2022158566A1 (ja) アスファルト改質用ポリエステルエマルション
WO2019017334A1 (ja) アスファルト組成物
JP6748277B2 (ja) アスファルト組成物
US11708669B2 (en) Road paving method
WO2018003151A1 (ja) 道路舗装用アスファルト組成物
US20230105129A1 (en) Asphalt composition
WO2022158567A1 (ja) アスファルト乳剤の製造方法
US12043577B2 (en) Asphalt composition
US20230091707A1 (en) Asphalt composition
JP2024532322A (ja) アスファルト組成物
WO2019017335A1 (ja) 道路の舗装方法
JP7542402B2 (ja) アスファルト組成物
JP2023032859A (ja) アスファルト改質剤
JP2022170725A (ja) アスファルト改質剤
JP2023079024A (ja) アスファルト改質剤
JP2023079026A (ja) アスファルト改質剤
JP2023079030A (ja) アスファルト改質剤