JPH04226158A - ビチューメン配合物 - Google Patents

ビチューメン配合物

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JPH04226158A
JPH04226158A JP3150543A JP15054391A JPH04226158A JP H04226158 A JPH04226158 A JP H04226158A JP 3150543 A JP3150543 A JP 3150543A JP 15054391 A JP15054391 A JP 15054391A JP H04226158 A JPH04226158 A JP H04226158A
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JP
Japan
Prior art keywords
bitumen
polymer
polybutadiene
range
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP3150543A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert G Fisher
ロバート ジェラルド フイッシャー
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BP PLC
Original Assignee
BP PLC
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Publication date
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    • 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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマー/ビチューメ
ン配合物に関し、特に舗装に、 即ち、 道路用途に適
したポリマー・ビチューメン配合物に関するものである
【0002】
【従来の技術】大部分のビチューメンと少量のポリマー
を含む配合物を製造することは公知である。 各種のポ
リマーが、 この目的に提案されており、 このポリマ
ーは、 ブタジエンのホモポリマーとコポリマーを包含
している。 ポリブタジエンは、 ブタジエン分子が、
 主として頭・尾連結して、 高い割合のシス又はトラ
ンス異性体(高トランスポリブタジエンと高シスポリブ
タジエン)を含むポリマーを与える様にポリマー化され
ることが出来る。 ポリブタジエンはまた、 ポリマー
化されて、 主ポリマー鎖からのペンダントである高い
割合のビニル基を有するポリマー(高ビニルポリブタジ
エン)を与えることが出来る。 高シスと高トランスの
ポリマーは、 高ビニルポリマーよりもより広範囲に利
用出来る。
【0003】一般的に、 向上した物理的性質を得る為
に、 ビチューメン/ポリマー配合物中のポリマーを架
橋するのが望ましい。 架橋工程は、 ビチューメンと
、 架橋されていないポリマーと、 硫黄化合物又は過
酸化物の様な架橋剤とを混合することにより実施される
。 過酸化物と硫黄架橋剤の使用は、 現在、 環境的
理由に基づいて望ましくないと見なされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】良好な物理的性質を有
するが、 望ましくない添加硫黄又は過酸化硬化剤を使
用しない舗装組成物に基づくビチューメンを提供する必
要がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によると、 舗装
組成物において、この舗装組成物は、 (a) 次の特性、 即ち 15−450mm/10の範囲の針入度30℃−80℃
の範囲の軟化点、 及び−2−+2の針入度指数を有す
るビチューメンと(b) コモノマーから誘導されたユ
ニットを50重量%以下含む高ビニルポリブタジエンと
の配合物からなり、 ポリマーの量は、 全配合物の0
.5−20重量%の範囲であり、 前記配合物は、 添
加硫黄又は過酸化架橋剤を実質的に含まず、 かつ50
%以上の弾性回復を有することを特徴とする舗装組成物
が提供される。
【0006】本発明によると、 舗装ビチューメン配合
物の製造方法において、 (a) 熔融ビチューメンは、 次の特性:15−45
0mm/10の範囲の針入度30℃−80℃の範囲の軟
化点、 及び−2−+2の針入度指数を有し、  (b) この熔融ビチューメンに、 コモノマーから誘
導したユニットの50重量%以下を含む高ビニルポリブ
タジエンを、 配合物の重量に基づいて0.5−20%
の範囲の量を添加して、 添加硫黄と過酸化物硬化剤を
実質的に含まない混合物を与え、 (c) ビチューメンとポリマーの混合物を、 160
−180℃の範囲の温度で充分に攪拌して、 ポリマー
を配合物中に分散させ、 (d) 190℃を越える温度で空気の存在において、
 50%以上の弾性回復を付与するのに充分な時間熔融
混合物を攪拌する工程によりポリマーを硬化する諸工程
からなることを特徴とする製造方法が提供される。
【0007】この明細書で引用される針入度は、 BS
 4691により決定され、 かつ軟化点は、  BS
 4692により決定され、 弾性回復(延性)は、 
ASTMS D113の改良により決定され、下記にお
いてより詳細に説明される。 本発明で使用するのに好
適なビチューメンは、 35−300mm/10の範囲
の針入度と、30−65℃の範囲の軟化点を有するビチ
ューメンである。
【0008】本発明で使用されるポリブタジエンは、 
高ビニルポリブタジエンである。
【0009】「高ビニルポリブタジエン」は、 少なく
とも10重量%、 好適には少なくとも50重量%の1
,2−ポリブタジエンを含有するポリマーを意味する。
【0010】1,2−ポリブタジエン含有量は、 C1
3NMRにより決定され得る。
【0011】液体ポリブタジエンは、 より低い分子量
を有するであろうし、 従ってそれは、 より多くの量
及び/又はより高い度合いの架橋を使用する必要がある
であろ。 従って、 好適にはポリブタジエンは、 周
囲温度(20℃)で固体のポリブタジエンである。 好
適には、 ポリブタジエンは、 少なくとも100,0
00の重量分子量を有する。 分子量に対する唯一つの上限は、 分子量が、 ポリマ
ーのポリマー中の分散能が逆に作用する程に高くあるべ
きでないということである。
【0012】ポリマーとビチューメンは、ポリマーを、
 好適には比較的に小片に分割して、 熔融ビチューメ
ンへ添加することにより共に配合される。 ビチューメ
ンの温度は、 ポリマーを溶解又は分散するのに充分で
あるが、 しかしポリマーの架橋を生成する程に高くな
く、 ポリマーの架橋は、 ポリマーのビチューメンと
の配合を妨害し、 又はビチューメンの特性を変えるで
あろうビチューメンの空気との反応による硬化を妨害す
るであろう。 適切な温度の例は、 160−180℃
の範囲の温度である。 混合は、 好適には、 1−4
時間の範囲の時間、高剪断ミキサーを使用して実施され
る。
【0013】空気硬化工程は、 ビチューメンとポリマ
ーの配合物を、 開放容器中で加熱することにより実施
されて良い。 好適には、 混合物は、 スキニングを
防止する為に、 緩やかな機械的攪拌を受ける。 別案
として、 空気を、 制御した速度でビチューメン/ポ
リマー配合物を介して吹き込んで良い。
【0014】使用される温度は、 配合工程に使用され
るよりも高い。 好適には、 温度は、 200℃を越
える、 例えば、 205℃であるが、 しかしビチュ
ーメンの硬化又は分解を引き起こす程に充分に高い温度
は、 避けられるべきである。 従って、 220℃を
越える温度を避けるのが好適である。
【0015】空気硬化工程の時間は、 温度と必要とす
る硬化の程度に左右されるが、 しかし例えば、 0.
75−2時間の範囲にあって良い。
【0016】
【実施例】本発明は、 図面を参照して、 この図面に
おいて、 第1図は、 試験片を製造する為の型の平面
図であり、 第2図はこの型の正面図であり、 かつ次
の実験を参照して、 この実験において、 本発明によ
らない比較試験は、 アルファベツトにより識別され、
 本発明の実施例は、 番号数字により識別されて、 
記載される。
【0017】実施例 1 ポリマーとビチューメンの重量に基づいて1.5重量%
のポリマーを含むポリブタジエンとビチューメンの配合
物を次の様にして調製した。
【0018】ビチューメンは、 UK 標準試験 IP
 49又はBS 4691により決定した時に、 針入
度85を有するビチューメンであった。
【0019】ポリブタジエンは、 商品名「イントレン
 80」(Intolene 80)の下に市場で入手
可能な約70重量%の1,2−ポリブタジエンを含み、
 平均分子量約200,000を有する高ビニルポリブ
タジエンであった。 ビチューメン(針入度85)を、
 オーブン中で約160℃まで予備加熱した。 所定量
のビチューメンを、 ガラスビーカーへ移した。ビーカ
ーを熱プレート上に置き、 次いで温度を、 電力入力
を変えることにより、 160−170℃に保持した。  高剪断ミキサー(シルバーソン ミキサー)(Sil
verson mixer)をビチューメン中に降ろし
、 次いでビチューメンを高速度で攪拌した。 全配合
物中に1.5重量%のポリマーを付与するまで充分なポ
リマーを、 約3mm立方体の小片に切断した。 立方
体を、 15分の期間に亙り、 攪拌ビチューメンに添
加した。 ビチューメンの粘度は、 ポリマーがその中
に分散されるにつれて増加し、 かつ攪拌による増加エ
ネルギー入力に結果した温度上昇を、 熱プレートから
の熱入力を削減することにより平衡させた。 約2時間
の攪拌の後、 総てのポリマーは、 攪拌機とビーカー
壁に付着するポリマー塊の不在により示される様に、 
ビチューメン中に分散した。 配合物が調製された後、
 スキニングを防止する為に、 機械的攪拌により緩や
かな攪拌をしながら、開放容器中で1時間、 約205
℃まで加熱した。
【0020】配合物を冷却させ、 次いでその性質を試
験した。
【0021】25℃における針入度を、 BS 469
1により決定し、 軟化点をBS 4692により決定
した。 25℃における延性回復(弾性回復)を、 A
STMS D113の適用により決定した。
【0022】試験片を、 第1図と第2図に示される型
中の組成物から製造し、 前記型を基板上に置く時に、
 半球端部と狭い中央部を有する凹部を画成する。 図
面に示されるアルファベットに関して、 Aは、 2個
の孔の中心間の距離であり、 この孔は、 基板上の釘
に取り付けることを意図するもので、 11.5−11
3.5mmの範囲の距離である。 凹部の全長B、 従
って成形試験片(炭団状に練固めた物)の全長は、 7
4.5−75.5mmである。 寸法C、 これは、 
若し試験においてクリップが使用されるならば位置間の
差 を表すもので、 29.7−30.3mmである。  肩部Dは、 6.8−7.2mmの長さを有する。 
半球 部分の半径Eは、 15.75−16.25mm
であり、 最小横断面における幅(F)は、 9.1−
10.1 mmである。 クリップの口部の幅(G)は、 19.8−20.2m
mである。 半径の中心間の距離 は、 42.9−4
3.1mmである。 釘を受入る為の孔部の直径(I)
は、 9.9−10.1mmであり、 厚み(J)は、
 9.9−10mmである。
【0023】値の範囲が与えられる場合、 これらは、
 型の製造に対する許容出来る誤差を表す。 熔融ビチ
ューメン/ポリマー配合物の試料は、 前記規定した通
りの型中に注入し、 次いで30−40分の間室温まで
冷却させた。 次いで25℃で水浴中に置いた。 過剰
のビチューメンを、 型から取り除いて型を平らにかつ
一杯にした。 試料を、 追加の85−95分の間水浴
中に戻した。 次いで型を基板から取り除き、 かつ側
壁を取り除いてビチューメン/ポリマー試料(炭団状に
練り固めた物)を取外し、 それを直ぐに試験した。 
半球状端部片を伸び計のあごに取り付け、 次いで20
cmに対して5cm/分の速度で一様に引き離した。 
次いで試料の中心を直ぐに切断し、 スレッド収縮率を
1時間後に測定した。 弾性回復%(延性回復)は、 
下記式として示した:
【0024】
【数1】
【0025】結果を表に示す。 比較試験 A 実験を実施例1の通りに実施したが、 次の相違がある
。 ポリブタジエンは、 高ビニルポリブタジエンでな
く、 約1:1のトランス構造に対するシス構造の重量
割合の1,4−ポリブタジエンを90重量%含んでいた
。 これは、 平均分子量約200,000を有し、 
かつ商品名「インテン 50」(Intene 50)
の下に市場で入手出来た。 配合物を、 実施例1の通
りに試験し、 その結果を表に示す。
【0026】比較試験 B 実験を実施例1の通りに実施したが、 次の相違がある
。 ポリブタジエンは、 高ビニルポリブタジエンでな
く、 シス1,4−ポリブタジエンを98重量%含んで
いた。 これは、 平均分子量約200,000を有し
、 かつ商品名「ヨーロプレン ネオ シス」(Eur
oprene neo cis)の下に市場で入手出来
た。 このポリマーは、 4時間の配合時間を必要とし
た。
【0027】配合物を、 実施例1の通りに試験し、 
その結果を表に示す。
【0028】実施例 2 ビチューメンとポリブタジエンの配合物を、 使用した
ビチューメンが、 名称クビナナ 170(Kwina
na 170)の下にオーストラリアから原産のビチュ
ーメンであり、BS 4691により決定した針入度7
0mm/10、 BS 1462により決定した軟化点
46.0を有した以外は、 実施例1の通りにして調製
した。 配合物は、 この粘度により示される通りに、
 クラス170として分類された。         
      結果を表に示す。
【0029】比較試験 C 実験を、 実施例2の通りに実施したが、 次の相違が
ある。  ポリブタジエンは、 比較試験Aで使用した物(イン
テン50)であった。 ポリマーを約4時間の高剪断の
攪拌の後にビチューメンに配合した後、 過酸化物硬化
剤(過酸化ジクミル)を配合物中に組込み、 ポリマー
の重量に基づいて16.7重量%の硬化剤を与えた。
【0030】配合物が調製された後、 これを、 緩や
かな機械的攪拌で開放容器中にて約180℃まで1時間
加熱して硬化した。 結果を表に示す。
【0031】比較試験 D 実験を、 異なる硬化剤を使用した以外は、 比較試験
Cの通りに実施した。 過酸化物の代わりに、 元素硫
黄を、 ポリマーの重量に基づいて16.7重量%の硫
黄を与える量で、 配合物の調製の間に添加した。 配
合物を比較試験Cの通りにして硬化した。結果を表に示
す。
【0032】比較試験 E 実験を、 比較試験C(過酸化物硬化剤を使用)の通り
に実施したが、 しかし商品名「オウストラポール 1
252」(Austrapol 1252)の下に販売
される98%シス 1,4−ポリブタジエンを使用した
。 結果を表に示す。
【0033】
【表1】
【0034】実施例2の結果を、 比較試験C,D,及
びEの結果と比較すると、 空気硬化ビニルポリブタジ
エンの使用は、 硫黄又は過酸化物硬化剤で硬化した他
のタイプのポリブタジエンと同じ程度に見える、 針入
度と軟化点に対して許容出来る結果を与えるているが、
 しかし延性回復に対して遥かに良好な結果を与えてい
る。
【0035】実施例1の結果を、 比較試験AとBの結
果と比較すると、 高ビニルブタジエンの使用は、 許
容出来る針入度と幾らかより高い軟化点を与えているが
、 空気硬化システムにおいて、 他のポリブタジエン
と比較する時に、 即ち、 硬化剤を配合物に添加しな
い時に、 延性回復に対して大きく促進された値を与え
ている。 高延性回復は、 舗装用途を意図するビチュ
ーメン配合物に対して重要な特性である。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、 硬化剤として使用す
るのに望ましくない、 従来から使用される硫黄や過酸
化物を使用せずに、 空気硬化により、 舗装用途に適
した、 従来達成困難であった50%以上の弾性回復(
延性回復)を有する、 ポリマー/ビチューメン配合物
が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】配合物の試験片を製造する為の型の平面図であ
る。
【図2】前記型の正面図である。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  舗装組成物において、この舗装組成物
    は、 (a) 次の特性、 即ち 15−450mm/10の範囲の針入度30℃−80℃
    の範囲の軟化点、 及び−2−+2の針入度指数を有す
    るビチューメンと(b) コモノマーから誘導されたユ
    ニットを50重量%以下含む高ビニルポリブタジエンと
    の配合物からなり、 ポリマーの量は、 全配合物の0
    .5−20重量%の範囲であり、 前記配合物は、 添
    加硫黄又は過酸化架橋剤を実質的に含まず、 かつ50
    %以上の弾性回復を有することを特徴とする舗装組成物
  2. 【請求項2】  ビチューメンが、 35−300mm
    /10の範囲の針入度と3℃−65℃の範囲の軟化点を
    有する請求項1記載の舗装組成物。
  3. 【請求項3】  高ビニルポリブタジエンが、 少なく
    とも50重量%の1,2−ポリブタジエンを含有する請
    求項1又は2記載の舗装組成物。
  4. 【請求項4】  ポリブタジエンが、 20℃で固体で
    ある請求項1−3のいずれか1項に記載の舗装組成物。
  5. 【請求項5】  ポリブタジエンが、 少なくとも10
    0,000の平均分子量を有する請求項4記載の舗装組
    成物。
  6. 【請求項6】  舗装ビチューメン配合物の製造方法に
    おいて、 (a) 熔融ビチューメンは、 次の特性:15−45
    0mm/10の範囲の針入度30℃−80℃の範囲の軟
    化点、 及び−2−+2の針入度指数を有し、  (b) この熔融ビチューメンに、 コモノマーから誘
    導したユニットの50重量%以下を含む高ビニルポリブ
    タジエンを、 配合物の重量に基づいて0.5−20%
    の範囲の量を添加して、 添加硫黄と過酸化物硬化剤を
    実質的に含まない混合物を与え、 (c) ビチューメンとポリマーの混合物を、 160
    −180℃の範囲の温度で充分に攪拌して、 ポリマー
    を配合物中に分散させ、 (d) 190℃を越える温度で空気の存在において、
     50%以上の弾性回復を付与するのに充分な時間熔融
    混合物を攪拌する工程によりポリマーを硬化する諸工程
    からなることを特徴とする製造方法。
  7. 【請求項7】  ビチューメンが、 35−300mm
    /10の範囲の針入度と3℃−65℃の範囲の軟化点を
    有する請求項6記載の製造方法。
  8. 【請求項8】  高ビニルポリブタジエンが、 少なく
    とも50重量%の1,2−ポリブタジエンを含有する請
    求項6又は7記載の製造方法。
  9. 【請求項9】  ポリブタジエンが、 20℃で固体で
    ある請求項6−8のいずれか1項に記載の製造方法。
  10. 【請求項10】  ポリブタジエンが、 少なくとも1
    00,000の平均分子量を有する請求項9記載の製造
    方法。
  11. 【請求項11】  ポリマーが熔融ビチューメンに添加
    され、ビチューメンが160−180℃の範囲の温度で
    ある請求項6−10のいずれか1項に記載の製造方法。
  12. 【請求項12】  ポリマーとビチューメンの混合が、
    1−4時間実施される請求項6−11のいずれか1項に
    記載の製造方法。
  13. 【請求項13】  ポリマーが、 200℃を越えかつ
    220℃以下の温度で加熱することにより硬化される請
    求項6−12のいずれか1項に記載の製造方法。
  14. 【請求項14】  硬化工程の時間は、 0.75−2
    時間の範囲である請求項6−13のいずれか1項に記載
    の製造方法。
JP3150543A 1990-06-22 1991-06-21 ビチューメン配合物 Pending JPH04226158A (ja)

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AU (1) AU643013B2 (ja)
CA (1) CA2042460C (ja)
DE (1) DE69125532T2 (ja)
DK (1) DK0463724T3 (ja)
ES (1) ES2100208T3 (ja)
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GR (1) GR3023091T3 (ja)
IE (1) IE911603A1 (ja)
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