JPH069879A - ポリマー変性、官能化アスファルト組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 道路舗装用のデンスグレードの(dense grade
d)及びオープングレードの(open graded) バインダーに
適した広い温度範囲の粘弾性を持ち、貯蔵安定性に優れ
たアスファルト組成物を提供する。 【構成】 スルフォン酸基を有するアスファルト；スル
フォン化されたブチルゴム、スチレン−ブタジエン鎖状
ジブロックポリマー、スチレン−ブタジエン−スチレン
鎖状もしくは放射状トリブロックポリマー、又はこれら
の混合物；及び原子価＋１〜＋３を有するカチオンを含
む塩基性中和剤を組み合わせて組成物を作る。ポリマー
の量は全ポリマー−アスファルト組成物の７ｗｔ％以下
で、この組成物の１３５℃の粘度が１５０〜２０００ｃ
Ｐ又は３０００〜８０００ｃＰの範囲になるように選
ぶ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デンスグレードの(den
se graded)及びオープングレードの(open graded) アス
ファルト舗装におけるバインダーとして用いるのに適し
た、改善された粘弾性を有し、貯蔵安定性を有するアス
ファルト組成物並びにそのようなアスファルト組成物を
製造する方法に関する。前記方法は、スルフォネート基
又はスルフォン酸基を含むアスファルト；スルフォン化
されたポリマー好ましくはスルフォン化されたブチルゴ
ム、スチレン−ブタジエンの鎖状ジブロックコポリマ
ー、鎖状トリブロックコポリマー、放射状トリブロック
コポリマー（以下スチレン−ブタジエンの鎖状ジブロッ
クコポリマー、鎖状トリブロックコポリマー及び放射状
トリブロックコポリマーを「スチレンブタジエン」とい
う）、エチレンプロピレンジエンモノマーをベースとす
るエラストマー（「ＥＰＤＭ」）及びこれらの混合物
（ここに前記ポリマーは、１３５℃で測定して約１５０
〜約２０００ｃＰ又は約３０００〜約８０００ｃＰの組
成物粘度を維持するに充分な全組成物中重量パーセント
の量存在する）；並びに中和剤を組み合わせることを含
む。ここで用いられる「ＥＰＤＭ」は、ポリマー主鎖中
のエチレン及びプロピレン単位並びに主鎖に対する側鎖
の位置に通常存在するジエン成分を含むジエン含有モノ
マーを含むターポリマーを意味する。「ＥＰＤＭ」とい
う用語は更にＡＳＴＭ Ｄ−１４１８−６４に定義され
ている。この組成物はポリマーの存在に起因して改善さ
れた粘弾性を有することに加えて高温及び低温での貯蔵
安定性を示し、デンスグレードの(dense graded)及びオ
ープングレードの(open graded) 道路舗装用途における
バインダーとして用いるのに適している。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】アスフ
ァルトは、原油の蒸留の後又は原油の蒸留から調製され
る歴青質の物質である。典型的には、アスファルトは真
空蒸留塔の底から得られ、大気圧下での沸点が、一般に
少なくとも３５０℃である。それは疎水性であり良好な
接着性及び耐侯性を有するので、アスファルトは道路舗
装材料の接着材成分又はバインダー成分として用いう
る。そのように用いるとき、アスファルトは通常骨材
（岩石）と、典型的には骨材約９５ｗｔ％に対してアス
ファルト約５ｗｔ％の割合で混合される。

【０００３】しかしながら、アスファルトは温度変化と
共に大きく変化する或る物性を持つ。この故に、その物
性の範囲を延長するためにポリマーがアスファルトにし
ばしば加えられる。ポリマーは、アスファルトの高温粘
弾性を高めることによりアスファルトが暖かい気候中で
クリープを起こしたり車の跡が付いたりする傾向を減ら
しうる。そして、ポリマーは、アスファルトの低温粘弾
性を改善することにより冷たい気候中でのひび割れや剥
がれを最小にしうる。

【０００４】しかしながら、全てのアスファルト及びポ
リマーが相溶性のある混合物を形成する訳ではない。
「貯蔵安定性」とは、或る特定の期間、通常は３〜５日
放置しても分離しない１つの連続相又は２つの連続相を
形成することと定義される。ポリマー変性アスファルト
の貯蔵安定性はアスファルトと特定のポリマーの相溶性
に大きく影響される。非相溶性の及び部分的に相溶性の
混合物は容易に相分離を起こす。

【０００５】許容しうる程に貯蔵安定であるに充分相溶
性であり、かつ特定の用途のために必要な範囲の粘度及
び軟化点を有するポリマー変性アスファルト組成物を作
るための種々の方法が提案されてきた。例えば、あるも
のは、アスファルト−ポリマー混合物の最終的性質に影
響を与えるために適当なポリマー及び／又は他の添加物
の選択に頼る（例えば、次のものを参照のこと：米国特
許Ｎo.４６００６３５は、ビチューメン、オイル、及び
１５ｗｔ％未満の、金属カチオンで中和したアイオノマ
ーエラストマー（例えばスルホン化した、カルボキシル
化した又はホスホン化したＥＰＤＭ又はブチルゴム）を
含むビチューメンベースの接着性組成物を用いている；
英国特許Ｎo.１５３４１８３は、５〜９５ｗｔ％のエチ
レン／ビニルエステルコポリマーと−Ｏ−Ｍ−Ｏ−、−
Ｏ−Ｂ−Ｏ−又は−Ｏ−ＣＲＲ’−Ｏ−橋で部分的に架
橋されたビチューメンとを添加している；また米国特許
Ｎo.４８８２３７３は、アスファルトを酸で変性し、続
いて酸素含有ガスと接触させ、そして熱可塑性エラスト
マー及び不飽和機能性モノマーを混合している。）。

【０００６】他のものは使用前にアスファルトを酸化し
ている。ヨーロッパ特許Ｎo.３８７２１（米国特許Ｎo.
４３７１６４１）は、ポリマー、好ましくは不飽和エラ
ストマー、例えばＥＰＤＭもしくはブチルゴム、又は熱
可塑性ポリマー及び適当な充填材を空気ブローしたアス
ファルトに加えて、アスファルトの酸化に対する安定性
を増し、紫外線に対する過敏性を減らすことにより、こ
れを屋根材料に用いるのに適当なものとすると言うこと
を教えている。本発明は空気ブローした（酸化した）ア
スファルトを用いないアスファルト組成物である。

【０００７】従って、先行の文献はいずれも、本発明者
がここに開示するスルフォネート基又はスルフォン酸基
の付加により官能化されたアスファルト、スルフォン化
されたポリマー（好ましくはスチレン−ブタジエンコポ
リマー、ブチルゴム又はＥＰＤＭ）及び中和剤を組み合
わせることにより製造される改善された物理的性質及び
貯蔵安定性を有するアスファルト組成物を、またこれを
製造する方法を教示せず示唆もしていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、貯蔵安定性を
有するアスファルト組成物に関する。この組成物はま
た、デンスグレードの(dense graded)及びオープングレ
ードの(open graded) 道路舗装用途におけるアスファル
トバインダーとして用いるのに適する範囲の粘度及び軟
化点を持つ。本発明はまた、この組成物を製造し及び使
用する方法に関し、ここに開示した方法により製造され
た製品を含む。本発明のアスファルト組成物はスルフォ
ン化アスファルト及びスルフォン化ポリマーの間の改善
された相相溶性並びに比較的大きな貯蔵安定性を示す。
より詳しくは、この組成物はスルフォネート基又はスル
フォン酸基を含むアスファルト並びにスルフォン化さ
れ、塩基で中和されたポリマー、好ましくはブチルゴ
ム、ＥＰＤＭ、スチレン−ブタジエンコポリマー及びこ
れらの混合物を含む。この中性混合物を製造するのに用
いられる塩基性中和剤は、原子価＋１〜＋３、好ましく
は＋１及び＋２を持つカチオンを含み、アミン、アンモ
ニア及び元素の周期律表第ＩＡ、IIＡ、 IIIＡ族、Ｂ族
から選ばれたカチオンを含む塩基並びにこれらの混合物
からなる群れから選ばれる。

【０００９】このアスファルト組成物はデンスグレード
の(dense graded)及びオープングレードの(open grade
d) 道路舗装用途におけるアスファルトバインダーとし
て、特に熱混合舗装バインダーとしての用途を持ち、ま
たここに述べる発明の粘度、軟化点、及び貯蔵安定性を
有するアスファルト組成物を必要とする当業者に公知の
他の用途を持つ。

【００１０】本発明の１つの態様は改善された粘弾性、
軟化点、及び貯蔵安定性を示すアスファルト組成物を作
る方法である。この方法は、塩基性中和剤；スルフォン
酸基又はスルフォネート基を含むように官能化されたア
スファルト；及びブチルゴム、水素化された又は水素化
されていない（好ましくは非水素化物）スチレン−ブタ
ジエンコポリマー例えばスチレン−ブタジエンジブロッ
クポリマー（「ＳＢ」）並びにスチレン−ブタジエン−
スチレン鎖状及び放射状トリブロックポリマー（「ＳＢ
Ｓ」）（以下これらを合わせて「スチレン−ブタジエ
ン」という）、ＥＰＤＭ並びにこれらの混合物からなる
群れから選ばれるポリマーを組み合わせ、ここに前記ポ
リマーはスルフォン化されており、組成物の粘度を１３
５℃で測定して約１５０〜約２０００ｃＰ又は約３００
０〜約８０００ｃＰに維持するに充分な全組成物中重量
パーセントの量存在することを含む。軟化点は、デンス
グレード舗装用のバインダーについては約５５℃より高
く約６５℃迄の範囲が好ましく、オープングレード舗装
用のバインダーについては約６０℃〜約７５℃の範囲が
好ましい。

【００１１】ここで用いられる材料は商業的ソースから
入手しうる。本発明で用いられるアスファルトは真空残
渣(vacuum residua)の種々のソースから入手可能であ
り、その針入度（標準規格ＡＳＴＭ Ｄ−５に従って測
定しうる）により分類できる。代表的には、このアスフ
ァルトは名目大気圧沸点少なくとも３５０℃を持ち、よ
り代表的には４４０℃を越える沸点を持つ。本発明方法
において、前記アスファルトはスルフォン酸基又はスル
フォネート基を含んで官能化されている。オレウム又は
硫酸をスルフォン化剤として用い、その化学量論的量を
少量づつゆっくりとアスファルトに加えるのが好まし
い。そのような方法は当業者に周知である。例えば米国
特許Ｎo.３０２８３３３、３０８９８４２及び４７４１
８６８並びにそれらの中の引用文献を参照のこと。

【００１２】上述のポリマーは、非反応性溶媒に溶解
し、次いでスルフォン化剤を温度−１００℃〜＋１００
℃で加えることによりスルフォン化しうる。スルフォン
化剤は例えば米国特許Ｎo.３６４２７２８及び３８３６
５１１に詳述されたようなどんな適当なスルフォン化剤
であってもよく、当業者に周知である。前述の方法で調
製したスルフォン化ポリマーは典型的にはポリマー１０
０ｇ当たり１〜１００ｍｅｑのＳＯ₃ Ｈ、好ましくは約
３〜６０ｍｅｑ／１００ｇポリマーを含む。望みの範囲
のスルフォン化は、アスファルト組成物に望まれる最終
的性質に依存する。ポリマーのスルフォン化は、ここで
用いられるどんなポリマーについてもアスファルトと混
合する前に行いうる。そして当業者に公知のどんな方法
によっても行いうる。例えは、スルフォン化は硫酸、オ
レウム、又はより好ましくは、アセチルスルフェートを
用いて行いうる。例えば、Organic Synrhesis, Collect
iveVol.2, p.482, John Wiley & Co., A. H. Blatt, e
d. (1966) を参照のこと。しかしながら、本発明方法に
おいて、アスファルトとポリマーの未スルフォン化混合
物の直接スルフォン化（即ち、共スルフォン化）によっ
て調製されるアスファルト組成物もある。この方法は、
ポリマーがスチレン−ブタジエン−スチレントリブロッ
クコポリマー及びスチレン−ブタジエンジブロックコポ
リマーであるとき好ましい。

【００１３】スルフォネート基又はスルフォン酸基を含
むアスファルト及びスルフォン化ポリマーを組み合わせ
て当業者に公知の全ての方法を用いて混合物を製造しう
る。これら方法としては、例えば、アスファルトにとっ
てはジクロロエタン、スルフォン化ポリマーにとっては
トルエンのような適当な溶媒に攪拌しながら溶解するこ
と；又はアスファルトを約１４０℃〜１７０℃、好まし
くは１６０℃に加熱し、その後スルフォン化ポリマーを
高剪断混合装置を用いて現場で少しずつ加えながら攪拌
し、又は混合する。用いられる方法は前記アスファルト
とポリマーを組み合わせるに必要な時間に影響を与える
が、いづれにせよスルフォン化ポリマーをアスファルト
の全体に分布させるのに充分なものであるべきである。
時間は、選ばれた方法により０．５〜２４時間にわた
る。

【００１４】前記塩基性中和剤は、原子価＋１〜＋３を
有するカチオンを含み、アンモニア、アミン、及び周期
律表の第ＩＡ、IIＡ、III Ａ族、Ｂ族からなる群れから
選ばれるカチオンを含む塩基並びにこれらの混合物から
なる群れから選びうる。好ましい塩基性中和剤は１又は
それ以上の１価又は２価のカチオン、好ましくは２価の
カチオンを含むものである。これらは、より好ましくは
Ｚｎ⁺²、Ｃａ⁺²、Ｂａ ⁺²、Ｍｇ⁺²及びこれらの混合物、
最も好ましくはＺｎ⁺²及びＣａ⁺²である。そのようなカ
チオンを含む適当な化合物は、例えば酢酸亜鉛、酸化亜
鉛又は酸化カルシウムであり、より好ましくは酸化カル
シウムである。

【００１５】この塩基性中和剤は適当な溶媒例えば水／
メタノールに含有させてもよい。また現場で、例えば粉
末状にして又は他の溶解していない形で加えてもよい。
即ち、直接に加熱アスファルトに又はスルフォン化アス
ファルト−スルフォン化ポリマー混合物に加えてもよ
い。現場での添加が好ましい。このポリマーとアスファ
ルトはそれぞれ中和前にスルフォン化されていなければ
ならない。スルフォ−アスファルト及びスルフォ−ポリ
マーの中和の順序は重要ではない。本発明の範囲内で、
アスファルト及びポリマーを別々にスルフォン化し中和
した後混合してもよく、又はポリマーをスルフォン化し
中和した後スルフォン化アスファルトに加えこの混合物
を中和してもよく、又はスチレン−ブタジエンコポリマ
ーの場合には、アスファルトとポリマーの配合物をスル
フォン化剤で処理し、この混合物を中和してもよい。ス
ルフォン化アスファルト及びスルフォン化ポリマーを中
和するのに充分な中和剤を加える必要がある。一般にこ
のためには化学量論の、又はそれよりやや過剰の中和剤
が必要であろう。

【００１６】全アスファルト組成物中のスルフォン化ポ
リマーの重量パーセントは得られるアスファルト組成物
の望みの物性に基づいて選択される、ゼロより大きいど
んな適当な量であってもよい。しかしながら、ＥＰＤＭ
及びブチルゴムについてはこの量は０ｗｔ％より大き
く、好ましくは約１〜約４ｗｔ％、より好ましくは２〜
３ｗｔ％であり、スチレンブタジエンについてはゼロよ
り大きく約７ｗｔ％迄、好ましくは約３〜５ｗｔ％であ
る。上限は、しばしば加えられるポリマーのコストによ
り、又は製品の物性により制限される。

【００１７】本発明において、軟化点は相溶性及び貯蔵
安定性の尺度として用いた。もし、１６０℃で４日間貯
蔵したサンプルの頂部の３分の１及び底部の３分の１が
約４℃の変化の範囲内の軟化点を示せばこのアスファル
ト及びポリマーは相溶性であると判定した。しかし、軟
化点のデータを補足し相の相溶性を確証するために、ア
スファルト組成物の頂部セグメント及び底部セグメント
の光学顕微鏡写真を撮った。

【００１８】アスファルトのスルフォン化量及び／又は
組成物中のスルフォン化ポリマーの量を変えることによ
りアスファルト組成物の軟化点及び粘度を調節すること
が可能である。これによって得られる組成物の物性は変
わるであろう。本発明のアスファルト組成物は、ポリマ
ーの存在によってアスファルト単独では見られない補強
性も有するであろう。加えて、この混合物の粘度を特定
の用途に許容しうる範囲に持ってくるために必要であれ
ば、このアスファルト組成物に融剤（即ち、当初のアス
ファルト）を加えてもよい。加えるべき融剤の量は出発
材料の粘度及び最終製品の粘度に依存するであろう。特
定の用途はここに開示した内容を見て日常的当業者が容
易に決定しうる。

【００１９】本発明の他の態様は上述の方法により製造
されるアスファルト組成物を包含する新規なアスファル
ト混合物である。

【００２０】このアスファルト組成物は、スルフォネー
ト基又はスルフォン酸基を含むアスファルト；並びにス
ルフォン化されたスチレン−ブタジエンコポリマー、例
えばスチレン−ブタジエンジブロックコポリマー、スチ
レン−ブタジエン−スチレン鎖状トリブロックコポリマ
ー、スチレン−ブタジエン−スチレン放射状トリブロッ
クコポリマー、ＥＰＤＭ、ブチルゴム及びこれらの混合
物を含む中性混合物からなる。ポリマーの好ましい量
は、ＥＰＤＭ及びブチルゴムについてはゼロより多く４
ｗｔ％迄、好ましくは２〜３ｗｔ％、スチレン−ブタジ
エンについては約２〜７ｗｔ％、好ましくは３〜７ｗｔ
％である。

【００２１】この中性混合物は原子価＋１〜＋３、特に
＋１、＋２及び＋３を有する塩基性中和剤のカチオンを
含む。この塩基性中和剤は、好ましくはアンモニア、ア
ミン及び周期律表第ＩＡ、IIＡ、III Ａ族、Ｂ族から選
ばれるカチオンを含む塩基並びにこれらの混合物から選
ばれる。好ましいものは、１価及び２価のカチオン、よ
り好ましくは２価のカチオンである。これらの内でＺｎ
⁺²及びＣａ⁺²がより好ましい。

【００２２】

【実施例】以下の実施例により本発明を説明するが、こ
れらは本発明の範囲を限定しようとするものではない。

【００２３】（例１）以下のデータは、許容しうる貯蔵
安定性を得るためには、ポリマー及びアスファルトの両
方がスルフォン化されていなければならないことを証明
しようとするものである。以下の配合物は、同じビチュ
ーメンから全てポリマー４ｗｔ％として調製して得たも
のである：（ａ）ビチューメン及びＥＰＤＭ、（ｂ）ビ
チューメン及びＺｎ−スルフォ−ＥＰＤＭ、（ｃ）ＥＰ
ＤＭ及び１３ｍｅｑ／１００ｇスルフォン化ビチューメ
ン、並びに（ｄ）Ｚｎ−スルフォ−ＥＰＤＭ及び１３ｍ
ｅｑ／１００ｇスルフォン化ビチューメン。１６０℃で
４日放置した頂部及び底部のフラクションの軟化点は次
のようである：（ａ）１５２°Ｆ及び１３６°Ｆ；
（ｂ）１６５°Ｆ及び１３１°Ｆ；（ｃ）１６０°Ｆ及
び１４２°Ｆ；（ｄ）１４４°Ｆ及び１４０°Ｆ。軟化
点データに基づいてサンプル（ｄ）のみが貯蔵安定性を
持っていると判定された。この貯蔵安定性は光学顕微鏡
により確認され、これはサンプル（ｄ）のみが同様な頂
部及び底部の相を示した。他のサンプルはポリマーが頂
部相に集中していることを示した。

【００２４】（例２）アスファルトの官能化（スルフォ
ン化）のための典型的な合成及びそれに引き続くポリマ
ーとの配合を次に示す：

【００２５】３５７．４ｇのビチューメンを樹脂フラス
コに入れ、１５０℃に加熱した。５．０mlのオレウム
（硫酸中ＳＯ₃ １５ｗｔ％）を、スルフォン化剤とし
て、攪拌しながら滴々加えた。温度はオレウムを使って
いるうちに２〜５℃上昇した。パドルブレード及び空気
駆動モーターを用いてこの混合物を４５分攪拌した。
７．１５ｇのＺｎ−スルフォン化ＥＰＤＭを小片にして
５分かけて加え、攪拌を４５分続けた。７．６５ｇのＺ
ｎＯ中和剤を加え、４５分攪拌した。この製品を熱いま
ま（１５０℃）貯蔵容器に注入した。

【００２６】表 次の第１表及び第２表はアスファルト単独；中和され、
官能化された（スルフォン化された）アスファルト−ス
ルフォン化ポリマー；及び塩基性中和剤の対イオン構造
における変形を含むアスファルト及びポリマーの種々の
重量パーセントでの目標についてのデータを示す。道路
舗装材料におけるバインダーとしての使用のためには、
本発明のアスファルト組成物はデンスグレードの(dense
graded)バインダーについては１３５℃で測定した粘度
１５０〜２０００ｃＰ及び１２５〜１４５°Ｆの軟化点
を、並びにオープングレードの(open graded) 配合物に
ついては１３５℃で測定した粘度３０００〜８０００ｃ
Ｐ及び１４０°Ｆより大きい軟化点を持つべきである。

【００２７】全ての配合物が１６０℃で４日放置したの
ち貯蔵安定性があると測定された。軟化点は初期と４日
経った後に測定した。この手順はＡＳＴＭ試験Ｄ３６に
基づいている。初期に調製された混合物の粘度を第１表
及び第２表に示す。

【００２８】 〔表１〕 第１表 ビチューメン： Billings 120/150 ポリマー： スルフォン化ＥＰＤＭ ビチュウメ ポリマ 軟化点 ンスルフォ ー 初期軟化点^(a) 平均Ｔ＆Ｂ^(b) １３５℃での ン化ｗｔ％ ｗｔ％ °Ｆ （℃） °Ｆ （℃） 粘度，ｃＰ^(c) ＺｎＯで中和したスルフォン化ＥＰＤＭ ０ ０ １０７（４２） １ ０ １３５（５７） １２２（５０） ６５４ １ １ １４１（６１） １３１（５５） １２８４ １ ２ １４０（６０） １３６（５８） １６９０ １ ３ １３７（５８） １４０（６０） １７５０ １ ４ １４８（６４） １５８（７０） ２１７５ ２ ０ １４５（６３） １２９（５４） ９２６ ２ １ １５３（６７） １３６（５８） ２１２５ ２ ２ １５２（６７） １４６（６３） １７７５ ２ ３ １６３（７３） １４９（６５） ２３２０ ２ ４ １６８（７６） １５２（６７） １１４４０ ３ ０ １４７（６４） １２９（５４） １１９２ ３ １ １４７（６４） １４３（６２） １８４４ ３ ２ １６７（７５） １５３（６７） ３２７０ ３ ３ １８４（８４） １５９（７１） １５８４０

【００２９】 〔表２〕 第１表（続き） ＣａＯで中和したスルフォン化ＥＰＤＭ １ ０ １４０（６０） １２７（５３） ９８４ １ １ １４７（６４） １３１（５５） １５８２ １ ２ １４９（６５） １３８（５９） ２５６５ １ ３ １５５（６８） １４３（６２） ３８４０ １ ４ １６７（７５） １５４（６８） ９９２０ ２ ０ １６５（７４） １３３（５６） １７４４ ２ １ １７８（８１） １４１（６１） ６４９０ ２ ２ １８０（８２） １４９（６５） １０４６０ ２ ３ １８９（８７） １６１（７２） １６４２０ ２ ４ １８１（８３） １６３（７３） １４３８０ ３ ０ １７８（８１） １４４（６２） ４８８０ ３ １ １９５（９１） １５４（６８） ２６６００ ３ ２ １８３（８４） １６５（７４） １２４４０ ３ ３ ２００（９３） １６６（７４） ２９４８０ （ａ）ビチューメン環球装置による軟化点のためのＡＳ
ＴＭ Ｄ３６標準試験方法。 （ｂ）平均Ｔ＆Ｂは、サンプルの頂部３分の１及び底部
３分の１の平均軟化点を意味する。いずれの場合も頂部
及び底部の間の変化は４℃より大きくなかった。 （ｃ）ブルックフィールドサーモセル装置を用いる未充
填アスファルトの粘度のためのＡＳＴＭ Ｄ４４０２標
準試験方法。

【００３０】 〔表３〕 第２表 ビチューメン：Ｂｉｌｌｉｎｇｓ １２０／１５０ ポリマー：Ｚｎ−スルフォン化−ＥＰＤＭ ビチューメンスルフォン化量：２ｗｔ％（２６ｍｅｑ／１００ｇ）^(a) ポリマ 軟化点 ー 初期軟化点^(b) 平均Ｔ＆Ｂ^(c) １３５℃での 中和剤 ｗｔ％ °Ｆ （℃） °Ｆ （℃） 粘度，ｃＰ^(d) ＺｎＯ なし ０ １０７（４２） 濃H₂SO₄ ０ １３８（５９） １３３（５６） ９９２ ０ １４１（６１） １３３（５６） １４４２ ２ １４３（６２） １４９（６５） １８０４ ２ １６３（７３） １４６（６３） ４３８５ ２ １６５（７４） １４５（６３） ３２６０ （Ｎａ−スルフォン 化−ＥＰＤＭ）^(e) 50%H₂SO₄ １ １５３（６７） １３６（５８） ２１２５ ２ １５２（６７） １４６（６３） １７７５ ２ １６８（７６） １４６（６３） ５６９０ ３ １６３（７３） １４９（６５） ２３２０ ４ １６８（７６） １５２（６７） １１４４０ オレウム ２ １５６（６９） １５３（６７） ４３７０

【００３１】 〔表４〕 第２表（続き） ＣａＯ 50%H₂SO₄ ０ １６５（７４） １３３（５６） １７４４ １ １７８（８１） １４０（６０） ６４９０ ２ １８０（８２） １４９（６５） １０４６０ ３ １８９（８７） １６１（７２） １６４２０ ４ １８１（８３） １６３（７３） １４３８０ ４ １８２（８３） １６４（７３） ２１０００ 濃H₂SO₄ ２ １７８（８１） １４７（６４） ８０９０ （Ｎａ−スルフォン 化−ＥＰＤＭ）^(e) （ａ）表中、用いた中和剤の下に示したスルフォン化
剤。 （ｂ）ビチューメン環球装置による軟化点のためのＡＳ
ＴＭ Ｄ３６標準試験方法。 （ｃ）平均Ｔ＆Ｂは、サンプルの頂部３分の１及び底部
３分の１の平均軟化点を意味する。Ｔ＆Ｂの間の変化は
４℃未満であった。 （ｄ）ブルックフィールドサーモセル装置を用いる未充
填アスファルトの粘度のためのＡＳＴＭ Ｄ４４０２標
準試験方法。 （ｅ）Ｚｎ−スルフォン化−ＥＰＤＭの代わりにＮａ−
スルフォン化−ＥＰＤＭを用いた。ポリマーを中和する
のに異なる対イオンを用いることができ、許容しうる粘
度を有する配合物を生ずることをデータは示している。

【００３２】（例３）この例は、ポリマー−アスファル
ト混合物の直接スルフォン化及び中和によって、例１の
手順で得られるのと同様のアスファルト組成物が得られ
ることを説明しようとするものである。

【００３３】（ａ）Ｂａｙｔｏｗｎ ＡＣ−５ビチュー
メン（３７２．１ｇ）を樹脂フラスコに入れて１６０℃
に加熱し、１１．２ｇのスチレン−ブタジエン−スチレ
ン放射状トリブロックコポリマーを攪拌しながら添加し
た。この混合物を、高剪断ミキサーを用いて６０分間加
熱した。この配合物に、５．２ｍｌのオレウムを滴々添
加した。１時間攪拌した後、２．７５ｇの酸化カルシウ
ムをこの混合物に添加し、攪拌を追加の１時間続けた。

【００３４】（ｂ）他の樹脂フラスコにて、４１３．４
ｇの同じＡＣ−５ビチューメンを１６０℃に加熱し、
５．８ｍｌのオレウムを滴々添加した。４５分間加熱し
た後、１２．５ｇのＺｎ−スルフォン化スチレン−ブタ
ジエン−スチレン放射状トリブロックコポリマーを攪拌
しながら添加した。４５分後に、３．１ｇの酸化カルシ
ウムを添加し、この混合物を高剪断攪拌機で２時間攪拌
した。

【００３５】手順（ａ）で得られたアスファルト組成物
は、１３５℃（２７５°Ｆ）で粘度が２６９０ｃＰであ
り、１６０℃で４日経過後頂部及び底部のサンプルの軟
化点は、それぞれ６２．７℃（１４５°Ｆ）であり、優
れた貯蔵安定性を示した。手順（ｂ）で得られた製品は
１３５℃（２７５°Ｆ）で粘度２５３５ｃＰであり、１
６０℃で４日経過後頂部及び底部のサンプルの軟化点
は、それぞれ６３．３℃（１４６°Ｆ）及び６２．２℃
（１４４°Ｆ）であった。

【００３６】（例４）アスファルト（ＡＣ−５）を、ス
ルフォン化しＣａＯで中和したポリマーと組み合わせ
た。

【００３７】以下の表はポリマー０ｗｔ％及び３ｗｔ％
についての軟化点及び粘度のデータを示す。「スルフォ
ン化量（ｗｔ％）」の欄に出て来る文字「Ｃ」は、例３
ａのようにアスファルトとポリマーを共スルフォン化
し、次いで中和したことを示す。他の全ては別々にスル
フォン化した。

【００３８】以下の表は、全組成物の３ｗｔ％に等しい
量のスチレン−ブタジエン−スチレン放射状トリブロッ
クコポリマーとアスファルトとの中性配合物を形成する
ことにより、オープングレードのアスファルト（３００
０〜８０００ｃＰ）舗装用の目標に入る粘弾性を持つ本
発明のアスファルト組成物が作れること、及び適当な量
の融剤を加えることにより粘弾性を調節してデンスグレ
ードのアスファルト舗装におけるバインダー用の目標
（１５０〜２０００ｃＰ）に入るアスファルト組成物を
作りうることを示す。軟化点は、当初に、及び４日後の
サンプルの頂部の３分の１（「Ｔ」）及び底部の３分の
１（「Ｂ」）について測定した。サンプルＢは例３ａに
述べた方法により調製した。サンプルＤは例３ｂに述べ
た方法により調製した。

【００３９】 〔表５〕 第３表 アスファルト：Ｂａｙｏｎｎｅ ＡＣ−５ 中和剤：ＣａＯ スルフォ １３５℃ サンプ ポリマー ン化量 初期軟化点 での粘度 軟化点（°Ｆ）ル (wt%) (wt%) °Ｆ （℃） （ｃＰ） Ｔ Ｂ （Ａ） ０ ０ １０４（４０） ２４５ − − （Ｂ） ３ ２Ｃ １６６（７４） ６６９０ １６５ １６３ （Ｃ） 1.95 a ＊ １４１（６１） １６２８ １３７ １３１ （Ｄ） ３ ２ １８５（８５） １３２４０ １７１ １７２ （Ｅ） 2.25 a ＊ １６４（７３） ４４９０ １６１ １５８ （Ｆ） 1.50 a ＊ １３４（５７） １１９２ １３７ １３７ ａ＝計算値 （凡例） サンプル（Ａ）：出発アスファルト（ＡＣ−５）。 （Ｂ）：サンプル（Ａ）＋３ｗｔ％ＳＢＳ放射状トリブ
トック；例３ａの方法で調製。 （Ｃ）：サンプル（Ｂ）＋３５ｗｔ％融剤。 （Ｄ）：サンプル（Ａ）＋３ｗｔ％ＳＢＳ放射状トリブ
トックコポリマー；例３ｂの方法で調製。 （Ｅ）：サンプル（Ｄ）＋２５ｗｔ％融剤。 （Ｆ）：サンプル（Ｄ）＋５０ｗｔ％融剤。 サンプル（Ｂ）〜（Ｆ）は相溶性のある配合物を形成し
た。サンプル（Ｄ）の粘度は高かったけれども、これは
再配合してデンスグレードの又はオープングレードのバ
インダーを製造するための出発材料として適している。 ＊ アスファルト−ポリマー混合物に追加のスルフォン
化を行わなかった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、アスファルト単独に較
べて改善された粘弾性、軟化点及び貯蔵安定性を有する
官能化されたアスファルト組成物が得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス ジョージ ペイファー アメリカ合衆国，ニュージャージー，アナ ンデール，ジョン ドライブ 33 (72)発明者 ダニエル ジェイムズ マクヒュー アメリカ合衆国，ニュージャージー，エデ ィソン，ウエスト グラント アベニュ 204

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スルフォン化により官能化されているア
   スファルト；ブチルゴム、スチレン−ブタジエン−スチ
   レン鎖状トリブロックポリマー、スチレン−ブタジエン
   −スチレン放射状トリブロックポリマー、スチレン−ブ
   タジエン鎖状ジブロックポリマー、ＥＰＤＭ及びこれら
   の混合物からなる群れから選ばれるポリマーであってス
   ルフォン化されているもの；並びに塩基性中和剤を組み
   合わせることを含む貯蔵安定性を有するアスファルト組
   成物の製造方法。但し、ここに前記ポリマーは、約１〜
   約１００ｍｅｑ ＳＯ₃ Ｈ／１００ｇポリマーの範囲で
   スルフォン化されており、１３５℃で測定して約１５０
   〜約２０００ｃＰ又は約２０００〜約８０００ｃＰの粘
   度を有し、貯蔵安定性を有する組成物を形成するに充分
   な全組成物中重量パーセントの量存在する。
2. 【請求項２】 アスファルトとポリマーの、貯蔵安定性
   を有し、中和された混合物を含む改善された貯蔵安定性
   を有するアスファルト組成物であって、前記アスファル
   トはスルフォン化により官能化されており、前記ポリマ
   ーは、約１〜約１００ｍｅｑ ＳＯ₃ Ｈ／１００ｇポリ
   マーの範囲でスルフォン化されており、１３５℃で測定
   して約１５０〜約２０００ｃＰ又は約２０００〜約８０
   ００ｃＰの粘度を有し、貯蔵安定性を有する組成物を形
   成するに充分な全組成物中重量パーセントの量存在する
   もの。