JP2731442B2 - アスファルト‐ポリマー組成物の製造方法 - Google Patents
アスファルト‐ポリマー組成物の製造方法Info
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Description
係わる。本発明は更に、被覆、特に道路の表層、舗装又
は防水コーティングの形成における前記組成物の使用
と、前記組成物の製造に使用し得るポリマー母溶液(so
lution mre)とにも係わる。
りとして使用することは良く知られている。但し、その
場合は、これらの組成物が幾つかの重要な機械的特性を
有していなければならない。
で一連の機械的特性を測定することによって評価され
る。最も一般的に使用されているのは下記の特性であ
る: − NFT規格66 008に従う環球試験によって測定した軟
化点(℃)。
(℃)。
m)。
特性。この特性には下記のものが含まれる: 限界応力σs(バール) 限界伸びεs(%) 破壊応力σr(バール) 破壊伸びεr(%) 一般に、通常のアスファルトは必要な性質を総て備え
ることはないが、これら通常のアスファルトに種々のポ
リマーを加えるとアスファルトの機械的特性が改善され
て、単独のアスファルトより優れた機械的特性を示すア
スファルト−ポリマー組成物が得られることはかなり以
前から知られている。
ー、例えばポリイソプレン、ブチルゴム、ポリブテン、
ポリイソブテン、エチレン/酢酸ビニルコポリマー、ポ
リメタクリレート、ポリクロロプレン、エチレン/プロ
ピレン/ジエンターポリマー(EPDM)、ポリノルボルネ
ン、又はスチレンと共役ジエンとのランダムコポリマー
もしくはブロックコポリマーが一般的である。
と共役ジエン、特にスチレンとブタジエン又はスチレン
とイソプレンのランダムコポリマー又はブロックコポリ
マーは特に効果的である。なぜなら、これらのコポリマ
ーはアスファルトに極めて溶解し易く、アスファルトの
機械的及び動力学的特性を改善し、特に極めて優れた粘
弾性を与えるからである。
ァルトに化学的に結合させれば安定性が改善されること
も知られている。この安定性の改善は、アスファルト−
ポリマー組成物の用途の拡大にもつながる。
もしくはイソプレンのような共役ジエンとのランダムコ
ポリマー又はブロックコポリマーがアスファルトに結合
したアスファルト−ポリマー組成物は、FR−A−237618
8、FR−A−2429241及びFR−A−2528439に記載の方法
で製造することができる。これらの方法では、前記コポ
リマー及び硫黄源を130℃〜230℃の操作温度で撹拌しな
がらアスファルトに混入し、形成された混合物を130℃
〜230℃の温度で15分以上撹拌下に維持する。硫黄源は
化学的に結合されていない硫黄(FR−A−2376188及びF
R−A−2429241)又は多硫化物(FR−A−2528439)か
らなり、コポリマー及び硫黄源をアスファルトに混入す
る操作は、これらの成分をアスファルトに直接添加する
(FR−A−2376188及びFR−A−2528439)、又は先ずコ
ポリマー及び硫黄源を炭化水素油中に溶解して母溶液を
調製し、次いでこの母溶液をアスファルトに加える(FR
−A−2429241及びFR−A−2528439)ことによって行
う。
でスチレンと共役ジエン、特にスチレンとブタジエン又
はイソプレンとのブロックコポリマーがアスファルトに
結合したアスファルト−ポリマー組成物では、前記結合
剤が硫黄供与体の役割を直接果たすか又は硫黄供与体の
作用を補佐する少なくとも1種類の加硫促進剤を含んで
いれば、機械的特性及び安定性が更に実質的に向上し得
ることを発見した。特に、主として引張り試験で測定さ
れる静的機械特性が低温で改善され、人工老化の後もか
なりの程度で保持される。この特性保持は、通常キャン
ペインで製造され、従って使用前に比較的長い期間にわ
たって高温で貯蔵されるアスファルト−ポリマー組成物
の品質の恒常性を計る基準となる。
法であって、アスファルトに100℃〜230℃の操作温度で
スチレンと共役ジエンとのブロックコポリマーをアスフ
ァルトの0.5〜15重量%の量で加えると共に硫黄供与体
化合物を含む結合剤を加えて混合物を形成し、且つ得ら
れた混合物を前記温度範囲で10分以上撹拌し続ける操作
を含み、結合剤が、1〜100重量%の成分Aと99〜0重
量%の成分Bとを含む物質M、成分Cと物質Mもしくは
物質Dとで構成された物質N、並びに硫黄元素と成分E
とで構成れた物質Kの中から選択され、成分Aが1種類
以上の硫黄供与体加硫促進剤からなり、成分Bが硫黄元
素及び多硫化ヒドロカルビル類から選択される1種類以
上の加硫剤からなり、成分Cが1種類以上の非硫黄供与
体加硫促進剤からなり、物質Dが少なくとも1種類の多
硫化ヒドロカルビルを含み且つ任意の硫黄元素も含む成
分Bからなり、成分C対物質Mもしくは物質Dの重量比
が0.01〜1、好ましくは0.05〜0.5であり、成分Eがベ
ンゾチアゾールスルフェナミド、金属ジチオカルバメー
ト及びモノ硫化チウラムから選択した少なくとも1種類
の非硫黄供与体加硫促進剤を含む成分Cからなり、成分
E対硫黄元素の重量比が0.01〜1、好ましくは0.05〜0.
5であり、前記結合剤がアスファルト−ポリマー組成物
の製造に使用されるコポリマーの0.5〜10重量%、より
特定的には1〜8重量%に等しい量の硫黄を供給するの
に適した割合で使用されることを特徴とする。
0重量%の成分Aと90重量%〜0重量%の成分Bとを含
む。
加硫促進剤は、特に下記の一般式 [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12好ましくはC1〜C8の炭化水素基、特にアルキル基、
シクロアルキル基又はアリール基を表すか、又は同一窒
素原子に固定された2つのR基が互いに結合してC2〜C8
の二価炭化水素基を構成し、xは2〜8の数である] で示される多硫化チウラムから選択し得る。この種の加
硫促進剤としては特に、二硫化ジペンタメチレンチウラ
ム、四硫化ジペンタメチレンチウラム、六硫化ジペンタ
メチレンチウラム、二硫化テトラブチルチウラム、二硫
化テトラエチルチウラム及び二硫化テトラメチルチウラ
ム等の化合物が挙げられる。
加硫促進剤としては、その他に、二硫化アルキルフェノ
ール並びに二硫化モルホリン及びN,N′−二硫化カプロ
ラクタムのような二硫化物も挙げられる。
体加硫促進剤は、ベンゾチアゾールスルフェナミド及び
下記の一般式(I) [式中、Rは総て同じか又は異なり前記意味を表し、Y
は金属を表し、qはYの原子価を表す] で示されるジチオカルバメート、並びに下記の一般式
(II) [式中、Rは総て同じか又は異なり、前記意味を表す] で示されるモノ硫化チウラムの中から選択した硫黄含有
化合物が有利であり得る。
剤は、例えば2−ベンゾチアゾール−ジエチルスルフェ
ナミド、2−ベンゾチアゾールペンタメチレンスルフェ
ナミド、2−ベンゾチアゾールシクロヘキシルスルフェ
ナミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾール
スルフェナミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチ
アゾール−チオスルフェナミド、2−ベンゾチアゾール
ジシクロヘキシルスルフェナミド、2−ベンゾチアゾー
ルジイソプロピルスルフェナミド、2−ベンゾチアゾー
ルテルチオスルフェナミド、N−オキシジエチレンチオ
カルバミル−N′−オキシジエチレンスルフェナミドで
あり得る。
の加硫促進剤としては、特にジメチルジチオカルバミン
酸ビスマス、ジアミルジチオカルバミン酸カドミウム、
ジエチルジチオカルバミン酸カドミウム、ジメチルジチ
オカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、
ジアミルジチオカルバミン酸鉛、ジメチルジチオカルバ
ミン酸鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸鉛、ジメ
チルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバ
ミン酸テルル、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベ
ンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバ
ミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛及びペン
タメチレンジチオカルバミン酸亜鉛が挙げられる。
しては、モノ硫化ジペンタメチレンチウラム、モノ硫化
テトラブチルチウラム、モノ硫化テトラエチルチウラム
及びモノ硫化テトラメチルチウラムのような化合物が挙
げられる。
に必ず含まれる、ベンゾチアゾールスルフェナミド、金
属ジチオカルバメート及びモノ硫化チウラムの群に属す
る1種類以上の加硫促進剤としても使用し得る。
質Nの成分Cの形成に使用するか、又は物質Kの成分E
に任意に含ませ得る。この種の加硫促進剤は、例えばメ
ルカプトベンゾチアゾール、亜鉛、ナトリウム、銅のよ
うな金属のベンゾチアゾールチオレート、二硫化ベンゾ
チアジル、N,N′−ジエチルチオカルバミル硫化ベンゾ
チアジル、ジフェニル−1,3−グアニジン、ジオルトト
リルグアニジン及び酸化亜鉛であり得る。酸化亜鉛は場
合によってはステアリン酸、エチルカプロン酸、ラウリ
ン酸タイプの脂肪酸の存在下で使用し得る。
しいのは、迅速な加硫を生起し且つ事前加硫の危険を制
限する混合物である。
ヒドロカルビルから選択した1種類以上の加硫剤からな
る。
黄の名称で知られている斜方晶系結晶化硫黄である。特
に、物質Mの成分B又は物質Kを製造すべく成分Eと共
に使用される硫黄元素は斜方晶系結晶化硫黄からなる。
多硫化ヒドロカルビルは、下記の一般式 R1−(S)m−(R3−(S)m)r−R2 [式中、R1及びR2は各々がC1〜C20の飽和もしくは不飽
和一価炭化水素基を表すか、又は互いに結合されて飽和
もしくは不飽和C2〜C20二価炭化水素基を構成し、これ
が更に式中の別の原子団と共に1つの環を形成し、R3は
C1〜C20の飽和もしくは不飽和二価炭化水素基を表し、
−(S)m−は各々がm個の硫黄原子からなる二価基を
表し、mは前記基毎に異なり得、1〜6の整数を表し、
但し少なくとも1つのmは2以上の整数を表し、rは0
〜10の整数である]で示される。
1〜C20二価炭化水素基R3は、特に脂肪族基、脂環式基又
は芳香族基から選択する。基R1及びR2が互いに結合して
C1〜C20二価炭化水素基を構成し、この炭化水素基が式
中の他の原子団と共に1つの環を形成する場合には、前
記二価基が基Rと類似の基であり、やはり脂肪族基、脂
環式基又は芳香族基であり得る。特に、基R1及びR2は互
いに同じであり、C1〜C20のアルキル基、例えばエチ
ル、プロピル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、
線状ドデシル、tert−ドデシル、ヘキサデシル、オクタ
デシル、並びにC6〜C20のシクロアルキル基及びアリー
ル基、特にベンジル、フェニル、トリル、シクロヘキシ
ルから選択され、基R3又はR1とR2との結合によって形成
された二価基はC1〜C20のアルキレン基又はC6〜C20のシ
クロアルキレン基もしくはアリーレン基、特にフェニレ
ン、トリレン、シクロヘキシレンから選択される。
一価炭化水素基を表すか、又は互いに結合してC1〜C20
の二価基R3を構成し、R1、R2及びR3は前記意味を表し、
−(S)n−はn個の硫黄原子の連鎖からなる二価基で
あり、nは2〜6の整数である] で示されるものが挙げられる。
−はp個の硫黄原子の連鎖からなる二価基を表し、pは
2〜5の整数である] で示される。この種の多硫化物の具体例としては特に、
二硫化ジヘキシル、二硫化ジオクチル、二硫化ジドデシ
ル、二硫化ジtert−ドデシル、二硫化ジヘキサデシル、
三硫化ジヘキシル、三硫化ジオクチル、三硫化ジノニ
ル、三硫化ジtert−ドデシル、三硫化ジヘキサデシル、
四硫化ジヘキシル、四硫化ジオクチル、四硫化ジノニ
ル、四硫化ジtert−ドデシル、四硫化ジペキサデシル、
五硫化ジヘキシル、五硫化ジオクチル、五硫化ジノニ
ル、五硫化ジtert−ドデシル、五硫化ジヘキサデシルが
挙げられる。
硫化ジフェニル、三硫化ジベンジル、四硫化ジフェニ
ル、四硫化オルトトリル、四硫化ジベンジル、五硫化ジ
ベンジル、五硫化ジアリル、テトラメチルテトラチアン
がある。
構成するアスファルトは、NFT規格66004に従って測定し
た針入度が5〜500、好ましくは20〜400である種々のア
スファルトから選択される。このようなアスファルトと
しては特に、前記範囲の針入度を有する直接蒸留もしく
は減圧蒸留アスファルト、又はブローンもしくはセミブ
ローンアスファルトが挙げられる。
するスチレンと共役ジエンとのコポリマーは、スチレン
とブタジエン、スチレンとイソプレン、スチレンとクロ
ロプレン、スチレンとカルボキシル化ブタジエン、スチ
レンとカルボキシル化イソプレンのブロックコポリマー
から選択すると有利である。スチレンと共役ジエンとの
コポリマー、特に前記した各コポリマーは、スチレン含
量が15重量%〜40重量%であるのが好ましい。スチレン
と共役ジエンとのコポリマー、特に前記したコポリマー
の粘度法平均分子量は有利には30,000〜300,000であり
得、好ましくは70,000〜200,000である。
は、スチレンとブタジエン、スチレンとイソプレン、ス
チレンとカルボキシル化ブタジエン、スチレンとカルボ
キシル化イソプレンの前記範囲のスチレン含量及び分子
量を有するジブロックコポリマー又はトリブロックコポ
リマーから選択する。
の0.7〜10重量%が好ましい。
マー及び結合剤を、炭化水素油からなる溶媒に前記2種
類の物質を溶解して形成した母溶液の形態でアスファル
トに混入する。前記炭化水素油は、ASTM規格D 86−67に
従って測定した大気圧での蒸留範囲が100℃〜450℃、よ
り特定的には150℃〜370℃のものである。
パラフィン系石油留分、パラフィン系石油留分、ナフテ
ノ−芳香族系石油留分、コールタールオイル又は植物由
来の油であり得、アスファルトへの母溶液添加時の蒸発
を制限する上で十分に「重質」であると共に、これを含
むアスファルト−ポリマー組成物の流延後に最大限に除
去されて、母溶液を使用せずに製造したアスファルト−
ポリマー組成物が示したであろうものと同じ機械的特性
が熱間流延後に前記組成物に与えられるようにするとい
う点で十分に「軽質」である。
化水素油とコポリマーと結合剤とを、20〜170℃、より
特定的には40〜120℃の温度で撹拌しながら、コポリマ
ー及び結合剤が炭化水素油中に完全に溶解するのに十分
な時間、例えば約30分〜約90分接触させることによって
調製する。
らコポリマー及び結合剤の溶解に使用される炭化水素油
の種類に応じてかなり広い範囲で変化させ得る。例え
ば、コポリマー及び結合剤の量は夫々炭化水素油の5重
量%〜40重量%及び0.02重量%〜15重量%にすると有利
であり得る。好ましい母溶液は、溶媒として使用される
炭化水素油に対する重量%で表して、10〜35%のコポリ
マー及び0.1〜5%の結合剤を含む。
リマー及び結合剤から直接形成する場合には、先ず選択
した割合のコポリマー及びアスファルトを100℃〜230℃
の温度で撹拌しながら、均質混合物を得るのに十分な時
間、通常は約数十分から数時間にわたって接触させ、次
いで得られた混合物に結合剤を加え、全体を100℃〜230
℃の温度、例えばコポリマーとアスファルトとの接触温
度に対応する温度で少なくとも10分間、通常は10〜90分
間撹拌し続けて、結合剤からラジカル硫黄を遊離せし
め、このようにして発生したラジカル硫黄によってアス
ファルトへのコポリマーのグラフトを開始させると共に
前記コポリマーの鎖相互間の架橋を開始させるように操
作するのが好ましい。
ファルトとコポリマーとの均質混合物に添加する結合剤
の量は、これらの成分が前記含量範囲で含まれるように
選択する。
物を製造する場合には、先ずコポリマーと結合剤との母
溶液を100℃〜230℃の温度で撹拌しながらアスファルト
と混合する。この操作は例えば、100℃〜230℃の温度で
撹拌下に維持したアスファルトに母溶液を加えることに
よって行う。次いで、得られた混合物を100℃〜230℃の
温度、例えばアスファルトに母溶液を加えた時の温度で
少なくとも10分、通常は10〜90分撹拌し続け、その結
果、結合剤の作用によりアスファルトのアスファルテン
へのコポリマーのグラフトと前記コポリマーの鎖の相互
架橋とが起こるようにする。
に対して前記含量範囲内の望ましい量のコポリマー及び
結合剤が含まれるように選択する。
物を製造する方法の特に好ましい実施態様の1つでは、
アスファルト80〜95重量%を、溶媒としての炭化水素油
に対して10〜35重量%のスチレン−共役ジエンコポリマ
ーと0.1〜5重量%の結合剤とを含む母溶液20〜5重量
%に100℃〜230℃の温度で撹拌しながら接触させ、次い
で得られた混合物を100℃〜230℃の温度、好ましくはア
スファルトと母溶液との接触に使用した温度で少なくと
も10分、好ましくは10〜60分撹拌する。
物は種々の被覆、特に道路舗装の表層に使用し得る。こ
の用途には特に、母溶液を用いて製造した本発明のアス
ファルト−ポリマー組成物が適している。この組成物は
通常の流延手段によって直接使用できるからである。
明する。
ト−ポリマー組成物のレオロジー特性及び機械的特性は
前述の特性、即ち針入度、軟化点、Fraas点及び引張り
レオロジー特性である。
方法を用いる対照アスファルト−ポリマー組成物の製
造。
℃、Fraas点−18,5℃、160℃での動粘度1.7x10-4m2/sの
直接蒸留アスファルト1,000重量部を、粘度法平均分子
量約75,000、スチレン含量25重量%のスチレン−ブタジ
エンブロックコポリマー31重量部と混合した。
れた。
化硫黄を加え、全体を更に60分撹拌してアスファルト−
ポリマー組成物を形成した。
物をASTM規格D 2872で規定された老化試験“Rolling Fi
lm Oven Test"にかけ、その前後に主要特性を測定し
た。その結果を表Iに示す。老化試験の前及び後のアス
ファルト−ポリマー組成物の名称は夫々「生成物I a1」
及び「生成物I a2」で表わした。
々「生成物I b1」及び「生成物I b2」で示す)の対応特
性も示している。
なる結合剤を使用すると、エラストマー特性において出
発アスファルトとは明らかに異なるアスファルト−ポリ
マー組成物が得られる(引張り試験を比較せよ)。この
アスファルト−ポリマー組成物は老化時の安定性も純粋
アスファルトより高い。
方法を用いる本発明のアスファルト−ポリマー組成物の
製造。
晶化硫黄と0.2重量部の二硫化テトラメチルチウラムか
らなる硫黄供与体加硫促進剤との混合物を使用して操作
を行った。
成物について、表Iに示したものと類似の特性を表IIに
示す。老化前及び後のアスファルト−ポリマー組成物は
表Iと同じ符合で表した。
与体加硫促進剤を混合して形成した結合剤を用いると、
結晶化硫黄だけからなる結合剤を用いて製造した対照ア
スファルト−ポリマー組成物と比べて、エラストマー特
性が特に低温で実質的に改善されたアスファルト−ポリ
マー組成物が得られる。また、老化時の安定性も、本発
明のアスファルト−ポリマー組成物の方が対照アスファ
ルト−ポリマー組成物より明らかに高い。
方法を用いる本発明のアスファルト−ポリマー組成物の
製造。
えて操作を行った。
ラメチルチウラムと0.7重量部の結晶化硫黄との混合物
を使用し、温度を160℃にした。
チアゾールジシクロヘキシルスルフェナミドからなる非
硫黄供与体加硫促進剤と0.8重量部の結晶化硫黄との混
合物を使用し、反応温度を180℃にした。
ホリンからなる硫黄供与体加硫促進剤と0.75重量部の結
晶化硫黄との混合物を使用し、反応を140℃で生起させ
た。
ち2−ベンゾチアゾールジイソプロピルスルフェナミド
及びジメチルジチオカルバミン酸亜鉛を0.2重量部、結
晶化硫黄を0.8重量部含む混合物を結合剤として使用
し、反応温度を140℃に維持した。
ウラムからなる硫黄供与体加硫促進剤と0.6重量部の酸
化亜鉛からなる非硫黄供与体加硫促進剤との混合物を結
合剤として使用し、結合反応を140℃で生起させた。
及び後の特性を表IIIに示す。
a.1」で表し、老化後のアスファルト−ポリマー組成物
は「生成物P.a.2」で表した。Pはローマ数字の実施例
番号に相当する。
ー組成物の製造。
とを備えたステンレス鋼製反応器で操作を行った。
油は、下記の特性を有するナフテノ/芳香族系石油留分
である: − ASTM初留点が176℃に等しい。
に従って測定)。
応器の二重ジャケットに高温流体を通して、前記石油留
分を撹拌しながら約100℃まで加熱した。
化硫黄2重量部と、スチレン含量25重量%、粘度法平均
分子量約75,000のスチレン/ブタジエンブロックコポリ
マーに2重量%のシリカを加えて凝結防止した(antimo
tt)粉末54重量部とを導入した。
溶液が得られた。この溶液は下記の動粘度を有すること
を特徴とする: − 50℃で測定した動粘度:12.10x10-4m2/s − 100℃で測定した動粘度2.92x10-4m2/s この溶液を母溶液としてアスファルト−ポリマー組成
物の製造に使用した。
物理特性を有する直接蒸留アスファルト1,700重量部を1
70℃でポンピング注入した: − 軟化点(環球試験で測定):48℃ − Fraass点:−18.5℃ − 針入度:82 1/10mm − 160℃での動粘度:1.70x10-4m2/s 容器内の物質を撹拌しながら170℃に維持し、これに
前述の方法で製造した母溶液を300重量部加えた。
動粘度、即ち180〜220の針入度を有するアスファルトと
比肩する粘度を有し、一般的な中圧スプレーヤ内に直接
装入できる流体状アスファルト−ポリマー組成物が得ら
れた。
の特性を表IVに示す。この熱処理は、アスファルト−ポ
リマー組成物を入れた密封金属容器を恒温器内で160℃
に加熱し、この温度に60日間維持することによって行っ
た。この試験は、長い貯蔵期間中の生成物の変化をシミ
ュレートするものてある。尚、熱処理前のアスファルト
−ポリマー組成物は「生成物VIII.a.1」で表し、熱処理
後の組成物は「生成物VIII.a.2」で表した。
媒をアスファルトの12重量%で用いて流動化した出発ア
スファルトの前記熱処理前(「生成物VIII.b.1」)及び
熱処理(「生成物VIII.b.2」)の対応特性、並びに結晶
化硫黄を用いて実施例8と同様の操作で製造したアスフ
ァルト−ポリマー組成物の前記熱処理前(「生成物VII
I.c.1」)及び熱処理後(「生成物VIII.c.2」)の対応
特性も示す。
ルト−ポリマー組成物が熱処理の前であること、及び熱
処理の後であることを表す。
を用いる方法で結晶化硫黄を結合剤として使用するとエ
ラストマー特性を有する流体状アスファルト−ポリマー
組成物が得られる。この生成物を高温で貯蔵すると、熱
処理前のアスファルト−ポリマー組成物に近い特性を示
す結合剤状物質が残る。
リマー組成物の製造。
ジエンブロックコポリマー54重量部と、0.4重量部の二
硫化テトラメチルチウラムからなる硫黄供与体加硫促進
剤と1.5重量部の結晶化硫黄とを含む結合剤とを用いて
調製し、実施例8と同様の操作を行った。
IVに示した実施例8の対照組成物の特性と類似の特性を
表Vに示す。表Vには、比較を容易にするために、前記
対照組成物の特性も示した。
本発明のアスファルト−ポリマー組成物を製造する場合
に本発明の結合剤を使用すると、エラストマー特性、特
に破壊応力σrが、結合剤として結晶化硫黄のみを用い
て製造した対照アスファルト−ポリマー組成物(実施例
8)より明らかに高くなる。
蔵した場合の安定性も、本発明のアスファルト−ポリマ
ー組成物(実施例9)の方が対照組成物(実施例8)よ
り遥かに高く、前記条件で貯蔵した本発明の組成物(生
成物IX.a.2)のエラストマー特性は製造したばかりの組
成物(製造IX.a.1)と同程度に優れている。
物の製造。
えて操作を行った。
ジチオカルバミン酸亜鉛からなる非硫黄供与体加硫促進
剤を使用した。
テトラメチルチウラムからなる非硫黄供与体加硫促進剤
を使用した。
記載の貯蔵熱試験にかけ、この試験の前及び後の特性を
測定し、結果を表VIに示した。
実施例で使用したものと同じ符号で示す。
Claims (44)
- 【請求項1】100℃〜230℃の温度でアスファルトにスチ
レンと共役ジエンとのブロックコポリマーを該アスファ
ルトの0.5〜15重量%の量で加えると共に硫黄供与体化
合物を含む結合剤も加えて混合物を形成し、且つ得られ
た混合物を前記温度範囲で10分以上撹拌し続ける操作を
含むアスファルト−ポリマー組成物の製造方法におい
て、前記結合剤が、1〜100重量%の成分Aと99〜0重
量%の成分Bとを含む物質M、成分Cと物質Mもしくは
物質Dとで構成された物質N、並びに硫黄元素と成分E
とで構成された物質Kの中から選択され、但し成分Aは
1種類以上の硫黄供与体加硫促進剤からなり、成分Bは
硫黄元素及び多硫化ヒドロカルビン類から選択される1
種類以上の加硫剤からなり、成分Cは1種類以上の非硫
黄供与体加硫促進剤からなり、前記物質Dは少なくとも
1種類の多硫化ヒドロカルビルを含み且つ任意に硫黄元
素も含む成分Bからなり、成分C対物質Mもしくは物質
Dの重量比が0.01〜1であり、成分Eはベンゾチアゾー
ルスルフェナミド、金属ジチオカルバメート及びモノ硫
化チウラムから選択した少なくとも1種類の非硫黄供与
体加硫促進剤を含む成分Cからなり、成分E対硫黄元素
の重量比が0.01〜1であり、この結合剤をアスファルト
−ポリマー組成物の製造に使用されるコポリマーの0.5
〜10重量%に等しい量の硫黄を供給するのに適した割合
で使用することを特徴とするアスファルト−ポリマー組
成物の製造方法。 - 【請求項2】結合剤を、アスファルト−ポリマー組成物
の製造に使用するコポリマーの1〜8重量%に等しい量
の硫黄を供給するのに適した割合で使用することを特徴
とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】物質Mが10重量%〜100重量%の成分A及
び90重量%〜0重量%の成分Bを含むことを特徴とする
請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】物質Nの成分Cを形成するのに使用する1
種類以上の非硫黄供与体加硫促進剤を、ベンゾチアゾー
ルスルフェナミドから選択することを特徴とする請求項
1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項5】物質Nの成分Cを形成するのに使用するか
又は成分E中にジチオカルバメートとして含ませる1種
類以上の非硫黄供与体加硫促進剤を、下記の一般式
(I) [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12の炭化水素基を表すか、又は同一窒素原子に固定さ
れた2つのR基が互いに結合してC2〜C8の二価炭化水素
基を構成し、Yは金属を表し、qはYの原子価を表す] で示されるジチオカルバメートから選択することを特徴
とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】物質Nの成分Cを形成するのに使用するか
又は成分E中にモノ硫化チウラムとして含ませる1種類
以上の非硫黄供与体加硫促進剤を、下記の一般式(II) [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12の炭化水素基を表すか、又は同一窒素原子に固定さ
れた2つのR基が互いに結合してC2〜C8の二価炭化水素
基を構成する] で示されるモノ硫化チウラムから選択することを特徴と
する請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項7】結合剤を構成する物質Nの成分C対物質D
又は物質Mの重量比を0.05〜0.5にすることを特徴とす
る請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】物質Kの成分E対硫黄元素の重量比を0.05
〜0.5にすることを特徴とする請求項1から6のいずれ
か一項に記載の方法。 - 【請求項9】物質Mの成分Aが、a)下記の一般式 [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12の炭化水素基を表すか、又は同一窒素原子に固定さ
れた2つのR基が互いに結合してC2〜C8の二価炭化水素
基を構成し、xは2〜8の数である] で示される多硫化チウラム、b)二硫化アルキルフェノ
ール並びにc)二硫化モルホリン及びN,N′−二硫化カ
プロラクタムのような二硫化物から選択した1種類以上
の硫黄供与体加硫促進剤からなることを特徴とする請求
項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項10】物質Mの組成に含まれる成分B、又は成
分Eと組合わせて使用される硫黄元素が斜方晶系結晶硫
黄からなることを特徴とする請求項1から9のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項11】物質M又は物質Dの組成に含まれる成分
Bが下記の一般式 R1−(S)m−(R3−(S)m)r−R2 [式中、R1及びR2は各々がC1〜C20の飽和もしくは不飽
和一価炭化水素基を表すか、又は互いに結合されて飽和
もしくは不飽和C2〜C20二価炭化水素基を構成し、これ
が更に式中の別の原子団と共に1つの環を形成し、R3は
C1〜C20の飽和もしくは不飽和二価炭化水素基を表し、
−(S)m−は各々がm個の硫黄原子からなる二価基を
表し、mは前記基毎に異なり得、1〜6の整数を表し、
但し少なくとも1つのmは2以上の整数を表し、rは0
〜10の整数である] で示される1種類以上の多硫化ヒドロカルビルからなる
か又は該多硫化ヒドロカルビルを含むことを特徴とする
請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項12】1種類以上の多硫化物が下記の一般式 R4−(S)p−R4 [式中、R4はC6〜C16のアルキル基を表し、−(S)p
−はp個の硫黄原子の連鎖からなる二価基を表し、pは
2〜5の整数である] で示されることを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】アスファルトが5〜500の針入度を有
し、このアスファルトがより特定的には直接蒸留もしく
は減圧蒸留アスファルト及びブローンもしくはセミブロ
ーンアスファルトから選択されることを特徴とする請求
項1から12のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項14】コポリマーを、スチレンと、ブタジエ
ン、イソブレン、クロロプレン、カルボキシル化ブタジ
エン及びカルボキシル化イソプレンから選択した共役ジ
エンとのランダムコポリマー又はブロックコポリマーか
ら選択することを特徴とする請求項1から13のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項15】コポリマーのスチレン含量を15重量%〜
40重量%にすることを特徴とする請求項1から14のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項16】コポリマーの粘度法平均分子量が30,000
〜300,000であることを特徴とする請求項1から15のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項17】アスファルトに添加するコポリマーの量
をアスファルトの0.7重量%〜10重量%にすることを特
徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項18】コポリマー及び結合剤を、大気圧での蒸
留範囲が100℃〜450℃の炭化水素油からなる溶媒にこれ
ら2種類の物質を溶解して形成した母溶液の形態でアス
ファルトに混入することを特徴とする請求項1から17の
いずれか一項に記載の方法。 - 【請求項19】炭化水素油を芳香族系石油留分、ナフテ
ノ−パラフィン系石油留分、ナフテノ−芳香族系石油留
分、パラフィン系石油留分、コールタールオイル及び植
物由来の油から選択することを特徴とする請求項18に記
載の方法。 - 【請求項20】母溶液を、その構成成分を20〜170℃の
温度で撹拌しながら接触させることによって調製するこ
とを特徴とする請求項18又は19に記載の方法。 - 【請求項21】コポリマー及び結合剤の量を夫々炭化水
素油の5重量%〜40重量%及び0.02重量%〜15重量%に
することを特徴とする請求項18から20のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項22】母溶液が、炭化水素油に対する重量%で
表して10〜35%のコポリマー及び0.1〜5%の結合剤を
含むことを特徴とする請求項21に記載の方法。 - 【請求項23】80〜95重量%のアスファルトと20〜5重
量%の母溶液とを100℃〜230℃の温度で撹拌しながら接
触させ、但し前記母溶液は溶媒としての炭化水素油に対
して10〜35重量%のスチレン−共役ジエンコポリマーと
0.1〜5重量%の結合剤とを含み、このようにして形成
した混合物を100℃〜230℃の温度で少なくとも10分、撹
拌下に維持することを特徴とする請求項18から22のいず
れか一項に記載の方法。 - 【請求項24】特にアスファルト−ポリマー組成物の製
造に使用し得るポリマー母溶液であって、大気圧での蒸
留範囲が100℃〜450℃の炭化水素油と、この油に溶解さ
れたスチレン/共役ジエンコポリマー及び結合剤とを含
み、該溶液中のコポリマー及び結合剤の量が夫々前記炭
化水素油の5〜40重量%及び0.02〜15重量%であり、前
記結合剤が、1〜100重量%の成分Aと99〜0重量%の
成分Bとを含む物質M、成分Cと物質Mもしくは物質D
とで構成された物質N、並びに硫黄元素と成分Eとで構
成された物質Kの中から選択され、但し成分Aは1種類
以上の硫黄供与体加硫促進剤からなり、成分Bは硫黄元
素及び多硫化ヒドロカルビル類から選択される1種類以
上の加硫剤からなり、成分Cは1種類以上の非硫黄供与
体加硫促進剤からなり、物質Dは少なくとも1種類の多
硫化ヒドロカルビルを含み且つ任意の硫黄元素も含む成
分Bからなり、成分C対物質Mもしくは物質Dの重量比
が0.01〜1であり、成分Eは少なくとも1種類の非硫黄
供与体加硫促進剤がベンゾチアゾールスルフェナミド、
金属ジチオカルバメート及びモノ硫化チウラムから選択
された成分Cからなり、成分E対硫黄元素の重量比が0.
01〜1であることを特徴とするポリマー母溶液。 - 【請求項25】物質Mが10重量%〜100重量%の成分A
及び90重量%〜0重量%の成分Bを含むことを特徴とす
る請求項24に記載の母溶液。 - 【請求項26】物質Nの成分Cを形成するのに使用され
る1種類以上の非硫黄供与体加硫促進剤がベンゾチアゾ
ールスルフェナミド類から選択されることを特徴とする
請求項25に記載の母溶液。 - 【請求項27】物質Nの成分Cを形成するのに使用され
るか又は成分E中にジチオカルバメートとして含まれる
1種類以上の非硫黄供与体加硫促進剤が、下記の一般式
(I) [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12の炭化水素基を表すか、又は同一窒素原子に固定さ
れた2つのR基が互いに結合してC2〜C8の二価炭化水素
基を構成し、Yは金属を表し、qはYの原子価を表す] で示されるジチオカルバメートから選択されることを特
徴とする請求項24又は25に記載の母溶液。 - 【請求項28】物質Nの成分Cを形成するのに使用され
るか又は成分E中にモノ硫化チウラムとして含まれる1
種類以上の非硫黄供与体加硫促進剤が、下記の一般式
(II) [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12の炭化水素基を表すか、又は同一窒素原子に固定さ
れた2つのR基が互いに結合してC2〜C8の二価炭化水素
基を構成する] で示されるモノ硫化チウラムから選択されることを特徴
とする請求項24又は25に記載の母溶液。 - 【請求項29】物質Nの成分C対物質D又は物質Mの重
量比が0.05〜0.5であることを特徴とする請求項24から2
8のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項30】物質Kの成分E対硫黄元素の重量比が0.
05〜0.5であることを特徴とする請求項24に記載の母溶
液。 - 【請求項31】成分Aが、a)下記の一般式 [式中、Rは総て同じか又は互いに異なり、各々がC1〜
C12の炭化水素基を表すか、又は同一窒素原子に固定さ
れた2つのR基が互いに結合してC2〜C8の二価炭化水素
基を構成し、xは2〜8の数である] で示される多硫化チウラム、b)二硫化アルキルフェノ
ール並びにc)二硫化モルホリン及びN,N′−二硫化カ
プロラクタムのような二硫化物から選択した1種類以上
の硫黄供与体加硫促進剤からなることを特徴とする請求
項24から29のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項32】物質Mの成分B、又は成分Eと組合わせ
て使用される硫黄元素が斜方晶系結晶化硫黄からなるか
又は該加硫促進剤を含むことを特徴とする請求項24から
31のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項33】物質M又は物質Dの成分Bが下記の一般
式 R1−(S)m−(R3−(S)m)r−R2 [式中、R1及びR2は各々がC1〜C20の飽和もしくは不飽
和一価炭化水素基を表すか、又は互いに結合されて飽和
もしくは不飽和C2〜C20二価炭化水素基を構成し、これ
が更に式中の別の原子団と共に1つの環を形成し、R3は
C1〜C20の飽和もしくは不飽和二価炭化水素基を表し、
−(S)m−は各々がm個の硫黄原子からなる二価基を
表し、mは前記基毎に異なり得、1〜6の整数を表し、
但し少なくとも1つのmは2以上の整数を表し、rは0
〜10の整数である] で示される1種類以上の多硫化ヒドロカルビルからなる
か又は該多硫化ヒドロカルビルを含むことを特徴とする
請求項24から31のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項34】1種類以上の多硫化物が下記の一般式 R4−(S)p−R4 [式中、R4はC6〜C16のアルキル基を表し、−(S)p
−はp個の硫黄原子の連鎖からなる二価基を表し、pは
2〜5の整数である] で示されることを特徴とする請求項33に記載の母溶液。 - 【請求項35】コポリマーがスチレンと、ブタジエン、
イソプレン、クロロプレン、カルボキシル化ブタジエン
及びカルボキシル化イソプレンから選択した共役ジエン
とのブロックコポリマーから選択されることを特徴とす
る請求項24から34のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項36】コポリマーのスチレン含量が15重量%〜
40重量%であることを特徴とする請求項24から35のいず
れか一項に記載の母溶液。 - 【請求項37】コポリマーの粘度法平均分子量が30,000
〜300,000であることを特徴とする請求項24から36のい
ずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項38】炭化水素油が大気圧において150℃〜370
℃の蒸留範囲を有することを特徴とする請求項24から37
のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項39】炭化水素油が芳香族系石油留分、ナフテ
ノ−パラフィン系石油留分、ナフテノ−芳香族系石油留
分、パラフィン系石油留分、コールタールオイル又は植
物由来の油から選択されることを特徴とする請求項24か
ら38のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項40】炭化水素油に対する重量%で表して10〜
35%のコポリマー及び0.1〜5%の結合剤を含むことを
特徴とする請求項24から39のいずれか一項に記載の母溶
液。 - 【請求項41】種々の構成成分を20〜170℃の温度で撹
拌しながら接触させることによって製造した請求項24か
ら40のいずれか一項に記載の母溶液。 - 【請求項42】炭化水素基Rがアルキル、アリール又は
シクロアルキル基である、請求項5、6又は9に記載の
方法。 - 【請求項43】基Rがアルキル、アリール又はシクロア
ルキル基である、請求項27、28又は31に記載の母溶液。 - 【請求項44】請求項1から23及び42のいずれか1項に
記載の方法で得られるアスファルト−ポリマー組成物を
適用することによる表面処理方法。
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