JPH0711146A

JPH0711146A - アスファルト・エポキシ樹脂組成物

Info

Publication number: JPH0711146A
Application number: JP18204093A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Kitahara; 静夫北原
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1993-06-28
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】アスファルトとエポキシ樹脂との相溶性が良好
で、しかも硬化物特性に優れたアスファルト・エポキシ
樹脂組成物を提供すること。【構成】アスファルト、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬
化剤、及び相溶化剤を含有するアスファルト・エポキシ
樹脂組成物において、相溶化剤として、シクロペンタジ
エン系単量体と、極性基含有ビニル単量体及び極性基含
有ビニリデン単量体からなる群より選ばれる少なくとも
１種の単量体を含む単量体混合物を熱重合して得たシク
ロペンタジエン系樹脂を配合してなることを特徴とする
アスファルト・エポキシ樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アスファルト・エポキ
シ樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、アスファルト、
エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化剤、及びアスファルト
とエポキシ樹脂との相溶化剤として特定のシクロペンタ
ジエン系樹脂を用いたアスファルト・エポキシ樹脂組成
物に関する。本発明のアスファルト・エポキシ樹脂組成
物は、舗装、間隙充填、防水・防食塗料、プライマー、
内面塗料、電気絶縁材料などとして、広範な分野で利用
することができる。

【０００２】

【従来の技術】アスファルトは、道路の舗装や防水・防
食塗料など広範な分野で使用されているが、感温性が高
く、温度変化に対して物性が変化し易いという欠点を持
っている。例えば、交差点付近の舗装や鋼床板を使用し
た橋梁のアスファルト舗装などでは、補修の際の交通に
対する影響を少なくするために、耐流動性、耐摩耗性、
橋梁の変位に追随し得る撓み性などに優れ、補修サイク
ルの長い舗装材が求められている。ところが、一般に舗
装材として使用されているアスファルトは、夏期の高温
では軟化して流動し易く、冬期の低温では硬くなり撓み
性が低下する。アスファルトの耐流動性が不十分である
と、自動車の荷重やブレーキの制御によるずり応力によ
って、舗装路面に轍掘れ、波打ちなどの現象が起こる。
一方、アスファルトが低温で硬くなり撓み性が低下する
と、脆化し易くなり、耐摩耗性も低下する。

【０００３】従来、アスファルトの感温性を改良する方
法として、（１）アスファルトを高温で空気と接触させ
て、酸化、脱水素、重縮合などの反応を起こさせること
により、硬質のアスファルト（ブローンアスファルト）
とする方法、（２）スチレン−ブタジエンブロック共重
合体等の熱可塑性樹脂やゴムなどを添加する方法、ある
いは（３）エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂との複合体に
する方法等がある。

【０００４】樹脂などを添加する方法の中では、アスフ
ァルトに、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化剤とを配合
して複合化する方法は、耐流動性や撓み性の改善方法と
して最も優れている。しかしながら、一般に、エポキシ
樹脂は、アスファルトと相溶性が悪いため、アスファル
トとエポキシ樹脂の混合物を通常の保存条件下で保存中
に、両者が相分離してしまうという問題がある。また、
エポキシ樹脂と硬化剤との反応は、高温になるほど促進
されるので、アスファルトと骨材とを混合するような高
温条件下では、可使時間が著しく制限される。

【０００５】従来、このようなアスファルト・エポキシ
樹脂組成物の欠点を克服する方法として、融和剤（相溶
化剤）として、脂環式炭化水素樹脂を使用する方法（特
開昭５０−１２１１４号）、融和剤として、フェノール
類とケトンとの反応生成物を使用する方法（特開昭５２
−１３８５１８号）、硬化剤として、アルキルフェノー
ル基と活性水素２個を有するアミンを使用する方法（特
開昭５３−１３２１００号）、一分子中に２個のエポキ
シ基を有するポリエポキシ化合物と変性ポリアミン化合
物をアスファルトに配合する方法等が提案されている。

【０００６】しかし、従来の方法では、現在主流となり
つつあるプレミックスタイプのアスファルト製法での保
存条件（１２０〜１８０℃で１２〜７２時間）下におい
て、アスファルトとエポキシ樹脂との相溶性を十分に改
善することができないのが実状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アス
ファルトとエポキシ樹脂との相溶性が良好で、しかも硬
化物特性に優れたアスファルト・エポキシ樹脂組成物を
提供することにある。本発明者は、前記従来技術の問題
点を克服するために鋭意研究した結果、相溶化剤とし
て、シクロペンタジエン系単量体と、極性基含有ビニル
単量体及び極性基含有ビニリデン単量体からなる群より
選ばれる少なくとも１種の単量体を含む単量体混合物を
熱重合して得たシクロペンタジエン系樹脂を使用するこ
とにより、前記目的を達成できることを見出した。本発
明の組成物は、プレミックスタイプのアスファルト製法
に適する長期の相溶性を有しており、硬化物特性にも優
れている。本発明は、これらの知見に基づいて完成する
に至ったものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、アスファルト、エポキシ樹脂、エポキシ樹脂硬化
剤、及び相溶化剤を含有するアスファルト・エポキシ樹
脂組成物において、相溶化剤として、シクロペンタジエ
ン系単量体と、極性基含有ビニル単量体及び極性基含有
ビニリデン単量体からなる群より選ばれる少なくとも１
種の単量体を含む単量体混合物を熱重合して得たシクロ
ペンタジエン系樹脂を配合してなることを特徴とするア
スファルト・エポキシ樹脂組成物が提供される。

【０００９】以下、本発明について詳述する。本発明で
使用するアスファルトとしては、ストレートアスファル
ト、ブローンアスファルト、セミブローンアスファル
ト、タール、これらの各種アスファルトを炭化水素系液
状物または植物系オイルで希釈したものなどを挙げるこ
とができる。希釈用の炭化水素系液状物としては、重
油、軽油、エンジンオイル、プロセスオイル、石油オイ
ル等が挙げられる。

【００１０】エポキシ樹脂としては、特に限定されず、
この技術分野で使用されているエポキシ樹脂、即ち、分
子中にエポキシ基を１個以上含有する化合物を、それぞ
れ単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。エポキシ樹脂の具体例としては、ビスフェ
ノールＡまたはビスフェノールＦのジグリシジルエーテ
ル、ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル
またはビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物
のジグリシジルエーテルなどの各種ジオール化合物のジ
グリシジルエーテル類などを挙げることができる。

【００１１】エポキシ樹脂硬化剤としては、特に限定さ
れず、公知のエポキシ樹脂の硬化剤を使用することがで
きる。硬化剤の具体例としては、トリエチレンテトラミ
ン、テトラエチレンペンタミン等のポリエチレンポリア
ミン類；ビス（アミノメチル）ベンゼン、ビス（アミノ
メチル）シクロヘキサン、トリス（ジメチルアミノメチ
ル）フェノール、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリ
オキシプロピレントリアミン等のポリオキシアルキレン
ポリアミン類；ジアミノジフェニルスルホン等のポリア
ミンなどが挙げられる。特に、可使時間の観点からは、
エポキシ化合物とアミン性付加化合物との反応生成物、
ジシアンジアミン、ナフテン酸にアルキレンジアミンを
縮合させたナフテン酸アミドポリアミン、高級不飽和脂
肪酸の環状ダイマーにアルキレンジアミンを縮合させた
環状カルボン酸アミドポリアミン等のポリアミド等が好
ましい。

【００１２】また、エポキシ樹脂硬化剤として、例え
ば、無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサ
ヒドロ無水フタル酸、アルケニル無水コハク酸、無水ト
リメリット酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物系の硬
化剤も好適に使用することができる。硬化反応を促進す
るために、フェノール類、アルコール類、有機酸類、３
級アミン類、金属石鹸類、三フッ化ホウ素錯化合物等を
添加することができる。

【００１３】本発明においては、アスファルトとエポキ
シ樹脂との相溶化剤として、シクロペンタジエン系単量
体と、極性基含有ビニル単量体及び極性基含有ビニリデ
ン単量体からなる群より選ばれる少なくとも１種の単量
体を含む単量体混合物を熱重合して得たシクロペンタジ
エン系樹脂を使用する。シクロペンタジエン系単量体と
しては、例えば、シクロペンタジエン、メチルシクロペ
ンタジエン、これらの二量体、三量体、共二量体等を挙
げることができる。

【００１４】極性基含有ビニル単量体及び極性基含有ビ
ニリデン単量体（以下、極性基含有単量体と略記）とし
ては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル
などの不飽和ニトリル化合物；塩化ビニル、塩化ビニリ
デン、塩化アリルなどの有機不飽和塩素化合物；プロピ
オン酸ビニル、酢酸アリル、プロピオン酸アリルなどの
不飽和アルコールの低級脂肪酸エステル；アクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸などの低級不飽和カルボン酸
とメチルアルコール、エチルアルコール、ブチルアルコ
ール、２−エチル−ヘキシルアルコール、グリシジルア
ルコール及びグリシドなどの低級アルコールとのエステ
ル誘導体；アクロレイン、メタアクロレインなどの不飽
和アルデヒド；アリルグリシジルエーテルなどの不飽和
エーテル化合物；２−ヒドロキシエチルメタアクリレー
ト、アリルアルコール、３−ブテン−１−オール、３−
ブテン−２−オール、ｐ−ヒドロキシルスチレン等のヒ
ドロキシル基含有不飽和化合物等を挙げることができ
る。これらの極性基含有単量体の中でも、例えば、酢酸
ビニル、アリルアルコールなどの含酸素ビニル系単量体
が特に好ましい。

【００１５】各単量体成分の使用比率は、アスファルト
とエポキシ樹脂の相溶性が改善されるためには、通常、
シクロペンタジエン系単量体４０〜９０重量％と、極性
基含有単量体６０〜１０重量％であり、好ましくは、そ
れぞれ５０〜８０重量％及び５０〜２０重量％である。
また、必要に応じて、エチレン、ブテン、ペンテン、ス
チレン等のモノオレフィン；１，３−ブタジエン、イソ
プレン、１，３−ペンタジエン等の共役ジオレフィン；
などを少量の（通常、１０重量％以下の含有割合）第三
成分として共重合することもできる。

【００１６】シクロペンタジエン系単量体と極性基含有
単量体を含む単量体混合物を熱重合する方法としては、
例えば、特開昭５６−４７４１３号や特開昭６０−１３
９７０９号等に開示されている各種方法を採用すること
ができる。具体的には、例えば、単量体混合物を、ベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの重合反応に不活性な溶
媒の存在下もしくは不存在下に、窒素、アルゴンなどの
不活性ガスの雰囲気下で、重合温度２００〜３００℃、
好ましくは２３０〜２８０℃、重合時間０．５〜２０時
間の条件で反応させる方法を挙げることができる。熱重
合の形式は、回分式、連続式のいずれでもよい。

【００１７】シクロペンタジエン系樹脂の数平均分子量
（ＧＰＣで測定した標準ポリスチレン換算、Ｍｎ）は、
現在の製造技術上、２００〜５０００程度であるが、本
発明においてはアスファルト組成物の性能上２８０〜１
０００の範囲内が好ましい。エポキシ樹脂の配合割合
は、アスファルト１００重量部に対して、通常、５〜１
００重量部、好ましくは１０〜５０重量部である。エポ
キシ樹脂の配合割合が少な過ぎると、改質効果が小さ
く、逆に、多過ぎると、硬くなり過ぎたり、経済的では
ない。エポキシ樹脂硬化剤は、通常、使用したエポキシ
樹脂の全量を硬化させるに足る量を使用する。

【００１８】シクロペンタジエン系樹脂は、アスファル
ト１００重量部に対して、通常、２〜３０重量部、好ま
しくは５〜１５重量部の範囲で配合する。シクロペンタ
ジエン系樹脂の配合割合が過小であると、相溶化効果が
小さく、逆に、多過ぎると、経済的ではなく、アスファ
ルト物性が低下するおそれもある。本発明の組成物に
は、その用途、目的に応じて、増量材、補強材、ＳＢ
Ｓ、ＳＩＳ、ＥＶＡ等の熱可塑性樹脂やＳＢＲ等のゴム
あるいはラテックス等の改質材、充填材、染料等の色材
等を添加することができる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によって
限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中の
部及び％は、特に断りのない限り重量基準である。

【００２０】［合成例１〜３］（シクロペンタジエン系樹脂の合成例）耐圧オートクレ
ーブに、表１に示す組成の単量体混合物を仕込み、窒素
雰囲気下に２５０℃で３時間熱重合した後、減圧蒸留に
より油状重合体を除去して、樹脂状のシクロペンタジエ
ン系樹脂（相溶化剤）Ａ、Ｂ及びＣを得た。熱重合収率
及び樹脂の軟化点の測定結果を表１に示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】［実施例１］１００ｍｌの目盛り付き試験
管にストレートアスファルト（ＪＩＳの２５℃針入度６
０〜８０）８０部、エポキシ樹脂（旭電化工業社製、商
品名アデカレジンＥＰ−４９０１：エポキシ当量１７０
〜１９０、粘度２０〜４０ＰＳ／２５℃）２０部、及び
相溶化剤Ａ３部を入れ、１２０℃にて均一混合した後、
１５０℃のギヤーオーブン中に静置した。一定時間毎に
上層部からサンプリングし、赤外スペクトロメーターに
よりエポキシ基〔Ａ₉₁₀／Ａ₁₃₇₀〕を定量することによ
り、アスファルトとエポキシ樹脂との相溶性を把握し
た。結果を図１に示す。

【００２３】［実施例２］相溶化剤Ａのかわりに相溶化
剤Ｂを用いたこと以外は、実施例１と同様に操作を行
い、同様にエポキシ基を定量した。結果を図１に示す。

【００２４】［比較例１］相溶化剤Ａのかわりに相溶化
剤Ｃを用いたこと以外は、実施例１と同様に操作を行
い、同様にエポキシ基を定量した。結果を図１に示す。

【００２５】［比較例２］相溶化剤を用いなかったこと
以外は、実施例１と同様に操作を行い、同様にエポキシ
基を定量した。結果を図１に示す。図１から明らかなよ
うに、相溶剤無添加系やシクロペンタジエン系炭化水素
樹脂（相溶化剤Ｃ）を添加した系に比べて、酢酸ビニル
やアリルアルコールなどの含酸素ビニル単量体を共重合
したシクロペンタジエン系樹脂（相溶化剤Ａ、Ｂ）を添
加した系は、アスファルトとエポキシ樹脂との相溶性が
顕著に向上していることが分かる。

【００２６】［実施例３］ストレートアスファルト（Ｊ
ＩＳの２５℃針入度６０〜８０）１００部、エポキシ樹
脂（旭電化工業社製、商品名アデカレジンＥＰ−４１０
０：エポキシ当量１９０、１２０℃での粘度１３ｃＰ）
５０部、硬化剤（旭電化工業社製、ＥＨ−５２１）３０
部、及び相溶化剤Ａ９部を１２０℃にて均一に混合し、
軟鋼板上に約２００μｍの厚みとなるように塗布し、１
５０℃で６０分間放置して、完全硬化した塗膜を得た。
塗膜性能の測定結果を表２に示す。

【００２７】［比較例３］実施例３において、相溶化剤
Ａのかわりに相溶化剤Ｃを用いたこと以外は同様に操作
し、同様に評価した。結果を表２に示す。

【００２８】［比較例４］実施例３において、相溶化剤
を用いなかったこと以外は同様に操作し、同様に評価し
た。結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】表２から明らかなように、相溶化剤Ａを用いた場合（実
施例３）には、相溶化剤Ｃを用いた場合（比較例３）及
び相溶化剤無添加の場合（比較例４）と比較して、混合
性はもとより、塗膜の外観、耐屈曲性、塗膜硬度などの
塗膜物性に優れていることが分かる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、アスファルトとエポキ
シ樹脂との相溶性が良好で、しかも硬化物特性に優れた
アスファルト・エポキシ樹脂組成物が提供される。本発
明のアスファルト・エポキシ樹脂組成物は、耐摩耗性、
可撓性、及び耐流動性に優れていると共に、防食性、防
水性、接着性、耐熱軟化性、電気絶縁性、耐久性、耐屋
外曝露性、耐劣化性に優れている。したがって、本発明
のアスファルト・エポキシ樹脂組成物は、例えば、道路
や滑走路、橋梁などの舗装材；コンクリート、鉄骨、タ
イル、建築材料等の間隙充填材や接着材；防水材；特殊
ルーフィング、埋設鋼管、橋梁、鉄骨、構造物等の防
水、防食塗料；プライマー、内面塗料、電気絶縁材料、
その他の広範な用途に供することができる。また、本発
明のアスファルト・エポキシ樹脂組成物は、撓み性が要
求される橋面舗装をはじめ、耐流動性や耐磨耗性などが
要求される重交通道路の舗装、新交通システムの軌道舗
装などに適したものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、各種相溶化剤（Ａ、Ｂ、Ｃ）を用いた
場合、及び無添加の場合のアスファルトとエポキシ樹脂
との相溶化の程度を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アスファルト、エポキシ樹脂、エポキシ樹
脂硬化剤、及び相溶化剤を含有するアスファルト・エポ
キシ樹脂組成物において、相溶化剤として、シクロペン
タジエン系単量体と、極性基含有ビニル単量体及び極性
基含有ビニリデン単量体からなる群より選ばれる少なく
とも１種の単量体を含む単量体混合物を熱重合して得た
シクロペンタジエン系樹脂を配合してなることを特徴と
するアスファルト・エポキシ樹脂組成物。
【請求項２】前記単量体混合物が、極性基含有ビニル単
量体として、酢酸ビニルまたはアリルアルコールを含有
する請求項１記載のアスファルト・エポキシ樹脂組成
物。