JP7459353B1 - 剥離防止剤 - Google Patents
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Landscapes
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
〔1〕2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート及び2-ヒドロキシブチルメタクリレートからなる群より選ばれる1以上の単量体(I)を含む単量体の(共)重合体またはその塩(A)を含む、剥離防止剤。
〔2〕(共)重合体またはその塩(A)は、単量体(I)と共重合可能な単量体(II)との共重合体またはその塩であり、
単量体(II)は、
下記一般式(1)で表される単量体(II-1)、及び/又は
下記一般式(2)で表される単量体(II-2)、
を含む、〔1〕に記載の剥離防止剤。
R1-O-(A1O)n1-R2
(1)
(式中、R1は、炭素原子数2~5のアルケニル基を表す。A1Oは、同一若しくは異なって、炭素原子数2~18のオキシアルキレン基を表す。n1は、オキシアルキレン基の平均付加モル数であり、1~200の数を表す。R2は、水素原子または炭素原子数1~30の炭化水素基を表す。)
〔3〕単量体(II)は、
単量体(II-1)及び(II-2)と共重合可能な単量体(II-3)をさらに含む、〔2〕に記載の剥離防止剤。
〔4〕単量体(II-3)は、下記一般式(3)で表される単量体を含む、〔3〕に記載の剥離防止剤。
〔5〕共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(I)の重量比率が、1~97重量%である、〔1〕~〔4〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤。
〔6〕共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(II-1)の重量比率が、1~97重量%である、〔2〕~〔5〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤。
〔7〕共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(II-2)の重量比率が、1~50重量%である、〔2〕~〔6〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤。
〔8〕共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(II-3)の重量比率が、1~50重量%である、〔3〕~〔7〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤。
〔9〕共重合体またはその塩(A)の重量平均分子量Mwが5,000~100,000である、〔1〕~〔8〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤。
〔10〕共重合体またはその塩(A)の重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比Mw/Mnが1.01~10.0である〔1〕~〔9〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤。
〔11〕〔1〕~〔10〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤を含むアスファルト組成物。
〔12〕剥離防止剤の含有量が、アスファルト系物質100重量部に対し1~20重量部である、〔11〕に記載のアスファルト組成物。
〔13〕〔1〕~〔10〕のいずれか1項に記載の剥離防止剤を含むアスファルト乳剤組成物。
〔14〕表層、基層、及び路盤を含み、表層及び基層のいずれかは〔11〕又は〔12〕に記載のアスファルト組成物を含む層である、アスファルト舗装積層物。
〔15〕表層の表面、表層と基層の間、及び/又は、基層と路盤の間に、〔13〕に記載のアスファルト乳剤組成物を含む層をさらに有する、〔14〕に記載の積層物。
〔16〕路盤の表面に、基層、表層を順次形成することを含み、表層及び基層のいずれかは〔11〕又は〔12〕に記載のアスファルト組成物を含む層である、〔14〕に記載のアスファルト舗装積層物の製造方法。
剥離防止剤は、下記の(共)重合体またはその塩(A)を含有する。
(共)重合体またはその塩(A)は、単量体(I)を含む単量体の単独重合体又は共重合体である。
単量体(I)は、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート及び2-ヒドロキシブチルメタクリレートからなる群より選ばれる1以上の単量体である。これらのうち、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレートが好ましい。単量体(I)は、1種類でもよいし、2種類以上の組み合わせでもよい。
(共)重合体またはその塩(A)は、単量体(I)と他の単量体の共重合体またはその塩でもよい。他の単量体は、単量体(I)と共重合可能な単量体(II)であればよい。単量体(II)としては、例えば、下記の単量体(II-1)、(II-2)、(II-3)が挙げられる。単量体(II)は、単量体(II-1)及び/又は(II-2)を少なくとも含むか、又は、単量体(II-1)及び/又は(II-2)と、さらに単量体(II-3)との組み合わせを少なくとも含むことが好ましい。
単量体(II-1)は、
R1-O-(A1O)n1-R2
(1)
で表されるポリアルキレングリコールモノアルケニルエーテルである。
単量体(II-3)は、単量体(II-1)及び(II-2)と共重合可能な単量体である。単量体(II-3)は、単量体(II)に包含されるため、単量体(I)とも共重合可能な単量体である。(ただし、単量体(I)、(II-1)、(II-2)とは区別される)
一般式(4)で表される単量体;
共重合体の塩としては例えば、上記共重合体の一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が挙げられる。
共重合体又はその塩(A)を構成する単量体を100重量%とした場合の、各単量体の重量比率は、例えば、下記のとおりである。下記の重量比率は、通常、共重合体又はその塩(A)製造時の単量体の配合量と一致する。
-重量平均分子量-
ポリカルボン酸系共重合体またはその塩の重量平均分子量は、通常、1,000以上、好ましくは、3,000以上、より好ましくは5,000以上である。上限は、通常、100,000以下、好ましくは95,000以下、より好ましくは90,000以下である。これにより、凝集を抑制でき、作業性の低下を回避できる。したがって、通常、1,000~100,000、好ましくは、3,000~95,000、より好ましくは5,000~90,000である。
ポリカルボン酸系共重合体またはその塩の分子量分布(Mw/Mn)は、通常、1.01以上、好ましくは1.3以上、より好ましくは1.8以上である。上限は、通常、10.0以下、好ましくは9.5以下、より好ましくは9.0以下である。従って、通常、1.01~10.0、好ましくは1.3~9.5、より好ましくは1.5~9.0が好ましい。
共重合体の製造方法は、各構成単位の由来となる単量体を共重合する方法であればよい。該方法としては、例えば、溶媒中での重合、塊状重合などの重合方法が挙げられる。
剥離防止剤は、任意成分を含んでもよい。任意成分としては、上記共重合体以外の剥離防止成分、溶剤、酸化防止剤、熱安定化剤、光安定化剤、紫外線吸収剤、難燃剤、可塑剤、顔料、染料、染料分散剤、キレート剤、未反応の単量体(i)~(iii)、単量体(i)~(iii)のいずれかの単独重合体、単量体(i)~(iii)から選ばれる2つの共重合体等が挙げられる。
剥離防止剤は、アスファルト組成物に添加することにより、剥離防止効果を得ることができることから、アスファルト組成物用剥離防止剤として使用できる。
アスファルト組成物(アスファルト混合物、アスファルト合材)は、通常、アスファルト、骨材を含む。アスファルト組成物は、アスファルト舗装(表層、基層、路盤)のうち、通常、表層及び基層の少なくともいずれかに用いられる。
アスファルト(瀝青材料)としては、例えばストレートアスファルト、改質アスファルト(ポリマー改質アスファルト、セミブローンアスファルト、硬質アスファルト)が挙げられ、いずれでもよい。
アスファルト組成物は、通常、骨材を含む。骨材としては、例えば、砕石、岩砕、玉石、砂利、砂、クラッシャーラン、再生骨材、セラミックスが挙げられる。骨材は、通常、細骨材及び粗骨材の組み合わせを含む。細骨材としては、例えば、川砂、丘砂、山砂、海砂、砕砂、細砂、スクリーニングス、砕石ダスト、シリカサンド、人工砂、ガラスカレット、鋳物砂、再生骨材破砕砂等の、粒径の比較的小さい骨材(例えば、粒径2.36mm以下0.075mm以上の骨材)が挙げられる。粗骨材としては、例えば、砕石等の粒径の比較的大きな骨材(例えば、粒径2.36mm超の骨材)が挙げられる。骨材は、フィラー(細骨材よりも小さい、例えば粒径0.075mm未満の骨材)をさらに含んでもよい。骨材骨材の粒径は、JIS A5001:1995の粒度の定義に従って測定できる。細骨材、粗骨材、フィラーの重量比は、特に限定されない。
アスファルト組成物は、アスファルト、骨材以外の成分を含んでもよい。例えば、フィラー(例、石粉)、アスファルト再生骨材(例、使用済みのアスファルトの破砕・分解物)、乳化剤、溶剤(例、水)、顔料、合成ゴムが挙げられる。
アスファルト組成物は、アスファルト乳剤組成物でもよい。本明細書において、アスファルト乳剤組成物は、アスファルト、骨材のほかに、乳化剤及び溶剤を含む組成物である。アスファルト乳剤組成物においては、通常、アスファルトが溶剤中に分散しており、好ましくは、常温で分散状態を維持できる。アスファルト乳剤組成物は、アスファルト舗装における各層の表面処理(付着性、防水性等の性質の向上)に用いることができる。
アスファルト組成物(100重量%とする)における剥離防止剤の量((共)重合体またはその塩(A)の量に換算)は、通常、1重量%以上、好ましくは3重量%以上、より好ましくは5重量%以上である。上限は、通常、20重量%以下、好ましくは15重量%以下、より好ましくは10重量%以下である。
アスファルト組成物は、アスファルト組成物を構成する各原料(アスファルト、骨材、及び必要に応じて用いる成分)を一括添加又は逐次添加して混合して製造できる。混合は、通常、加熱条件で行う。加熱温度は、通常、120℃以上、好ましくは140℃以上である。上限は、通常、220℃以下、好ましくは200℃以下である。
上記アスファルト組成物は、アスファルト舗装積層物を構成する表層及び/又は基層の形成に利用できる。アスファルト舗装積層物は、下方から順に、路盤、基層、表層に積層されてなる積層構造を有する。表層の表面、表層と基層の間、及び/又は、基層と路盤の間に、アスファルト乳剤組成物を含む層を形成してもよい。舗装積層物の製造方法としては、例えば、路盤の表面に基層を形成し、基層の表面に表層を形成する方法が挙げられ、一例を挙げると以下のとおりである。まず、路面を掘り下げて砂を敷き詰める等して形成された路床の上に、砕石、砂利などを敷き詰めて路盤を形成する。路盤は、2層に分けて形成してもよく、例えば、大きい砕石を用いて敷きならして下層路盤を形成後、比較的小さい砕石を敷きならして上層路盤を形成する方法が挙げられる。路盤形成の際には、必要に応じて転圧車両等の機器を用いて締固めを行ってもよい。続いて、路盤上に基層を形成する。基層の形成は、例えば、加熱したアスファルト組成物を路盤上に敷きならし、必要に応じて転圧車両等の機器を用いて締め固める方法が挙げられる。さらに続いて、基層上に表層を形成する。表層の形成は、例えば、加熱したアスファルト組成物を基層上に敷きならし、必要に応じて転圧車両等の機器を用いて締め固める方法が挙げられる。基層、表層の形成の作業の際には、高温に維持することが好ましい。加熱温度は、通常、120℃以上、好ましくは140℃以上である。上限は、通常、220℃以下、好ましくは200℃以下である。アスファルト乳剤組成物を含む層を形成する場合、例えば、路盤、基層、又は表層の形成後、層表面にアスファルト乳剤組成物を散布し、必要に応じて砂等の骨材で養生し、順次上層を施工する方法が挙げられる。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水164部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、2-ヒドロキシプロピルアクリレート169部、及び水112部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム1部、及び水41部の混合液とを、各々2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-1を得た。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水190部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数10)50部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、2-ヒドロキシプロピルアクリレート117部、及び水78部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム1部、及び水44部の混合液とを各々30分で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-2を得た。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水90部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数10)22部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メタクリル酸11部、アクリル酸0.1部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25)66部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート108部、及び水51部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム4部、及び水16部の混合液と3-メルカプトプロピオン酸2部と水42部の混合液を、それぞれ2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-3を得た。この液を30%NaOH水溶液でpH4に調整し、共重合体a-3の水溶液とした。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水90部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数10)22部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メタクリル酸12部、アクリル酸0.2部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25)66部、2-ヒドロキシエチルアクリレート96部、及び水84部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム3部、及び水16部の混合液と3-メルカプトプロピオン酸2部と水42部の混合液を、それぞれ2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-4を得た。この液を30%NaOH水溶液でpH4に調整し、共重合体a-4の水溶液とした。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水256部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数35)64部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メタクリル酸10部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25)59部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート96部、及び水29部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム3部、及び水17部の混合液と3-メルカプトプロピオン酸2部と水37部の混合液を、それぞれ2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-5を得た。この液を30%NaOH水溶液でpH4に調整し、共重合体a-5の水溶液とした。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水287部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数35)72部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メタクリル酸12部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25)66部、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート120部、及び水51部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム4部、及び水16部の混合液と3-メルカプトプロピオン酸2部と水42部の混合液を、それぞれ2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-6を得た。この液を30%NaOH水溶液でpH4に調整し、共重合体a-6の水溶液とした。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水90部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数10)22部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メタクリル酸11部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25)66部、4-ヒドロキシブチルアクリレート119部、及び水62部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム4部、及び水16部の混合液と3-メルカプトプロピオン酸2部と水42部の混合液を、それぞれ2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-7を得た。この液を30%NaOH水溶液でpH4に調整し、共重合体a-7の水溶液とした。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水80部、及びポリエチレングリコールモノアリルエーテル(エチレンオキサイドの平均付加モル数10)19部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メタクリル酸10部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数25)59部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート96部、及び水51部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム3部、及び水17部の混合液と3-メルカプトプロピオン酸1部と水29部の混合液を、それぞれ2時間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-8を得た。この液を30%NaOH水溶液でpH4に調整し、共重合体a-8の水溶液とした。
温度計、攪拌装置、還流装置及び滴下装置を備えたガラス反応容器に、水169部を投入し、攪拌しながら100℃に昇温した後、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数9)39部、2-ヒドロキシプロピルアクリレート92部、及び水86部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム1部、及び水49部の混合液を、それぞれ30分間で、100℃に保持した反応容器に連続滴下した。滴下終了後、温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応させることにより共重合体a-9を得た。
温度計、撹拌装置、還流装置、窒素導入管および滴下装置を備えたガラス反応容器に水198部を仕込み、撹拌下で反応容器を窒素置換し、窒素雰囲気下で100℃に昇温後、温度を100℃に保持した状態で、アクリル酸72部、31%NaOH水溶液70部、水54部を混合したモノマー水溶液と、過硫酸アンモニウム4部および水37部の混合液を各々2時間かけて滴下した。温度を100℃に保持した状態でさらに1時間反応を行うことで、重合体b-1の水溶液を得た。
温度計、攪拌装置、還流装置、窒素導入管及び滴下装置を備えたステンレス製反応容器に水7900kgを仕込み、攪拌下で反応容器を窒素置換した。窒素雰囲気下で100℃に昇温した後、メトキシポリエチレングリコールメタアクリレート(エチレンオキサイドの平均付加モル数14)2503g、メタクリル酸405kg、及び水2666kgを混合したモノマー水溶液と、過硫酸ナトリウム50kg、及び水500kgの攪拌混合液を、各々2時間かけて100℃に保持した反応容器に連続滴下した。温度を100℃に保持した状態で1時間重合反応を行った。その後、反応容器の後段に位置する追加装置にて、70℃まで冷却し、この液を30%NaOH水溶液でpH6に中和すると同時に加水することで、共重合体の水溶液を得た。液中の共重合体は、共重合体(b-2)(重量平均分子量Mw19,300、Mw/Mn1.54)であった。
実施例および比較例2及び3の各サンプルを下記の手順でアスファルトに添加し、剥離面積を測定した。
(1)60-80ストレートアスファルト50gに実施例の各共重合体を2.5g(固形分)(対アスファルト5重量%)添加するか、又は無添加(比較例1)のまま、150℃程度に加熱して溶融状態の加熱アスファルトを得た。
(2)ビー玉(直径約15mm)を、加熱アスファルトに投入し、1時間展着させた後、取り出して自然冷却した。
(3)アスファルトを展着したビー玉を80℃の純水に浸漬し3分間加熱した。
(4)ビー玉を取り出し、自然乾燥させたのち剥離した面積を測定した。
Claims (15)
- 2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート及び2-ヒドロキシブチルメタクリレートからなる群より選ばれる1以上の単量体(I)と共重合可能な単量体(II)とを含む単量体の(共)重合体またはその塩(A)であり、
単量体(II)は、
下記一般式(1)で表される単量体(II-1)、及び/又は
下記一般式(2)で表される単量体(II-2)、
を含む剥離防止剤。
R1-O-(A1O)n1-R2
(1)
(式中、R1は、炭素原子数2~5のアルケニル基を表す。A1Oは、同一若しくは異なって、炭素原子数2~18のオキシアルキレン基を表す。n1は、オキシアルキレン基の平均付加モル数であり、1~200の数を表す。R2は、水素原子または炭素原子数1~30の炭化水素基を表す。)
- 単量体(II)は、
単量体(II-1)及び(II-2)と共重合可能な単量体(II-3)をさらに含む、請求項1に記載の剥離防止剤。 - 共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(I)の重量比率が、1~97重量%である、請求項1又は2に記載の剥離防止剤。
- 共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(II-1)の重量比率が、1~97重量%である、請求項1又は2に記載の剥離防止剤。
- 共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(II-2)の重量比率が、1~50重量%である、請求項1又は2に記載の剥離防止剤。
- 共重合体またはその塩(A)を構成する単量体100重量%に占める単量体(II-3)の重量比率が、1~50重量%である、請求項2に記載の剥離防止剤。
- 共重合体またはその塩(A)の重量平均分子量Mwが5,000~100,000である、請求項1又は2に記載の剥離防止剤。
- 共重合体またはその塩(A)の重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比Mw/Mnが1.01~10.0である請求項1又は2に記載の剥離防止剤。
- 請求項1又は2に記載の剥離防止剤を含むアスファルト組成物。
- 剥離防止剤の含有量が、アスファルト系物質100重量部に対し1~20重量部である、請求項10に記載のアスファルト組成物。
- 請求項1又は2に記載の剥離防止剤を含むアスファルト乳剤組成物。
- 表層、基層、及び路盤を含み、表層及び基層のいずれかは請求項10に記載のアスファルト組成物を含む層である、アスファルト舗装積層物。
- 表層の表面、表層と基層の間、及び/又は、基層と路盤の間に、請求項1又は2に記載の剥離防止剤を含むアスファルト乳剤組成物を含む層をさらに有する、請求項13に記載の積層物。
- 路盤の表面に、基層、表層を順次形成することを含み、表層及び基層のいずれかは請求項10に記載のアスファルト組成物を含む層である、請求項13に記載のアスファルト舗装積層物の製造方法。
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