KR100993406B1

KR100993406B1 - 도로봉합제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100993406B1
Application number: KR1020080059331A
Authority: KR
Inventors: 정인수
Original assignee: 흥진산업(주)
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2010-11-09
Also published as: KR20100000016A

Abstract

본 발명은 도로봉합제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전체 중량이 100％일때 각 중량의 비율이 아스팔트 45∼70％, 열가소성 스티렌부타디엔 공중합체 5∼25％, 액상염소화고무 5∼10％, 무기충전제 10∼25％, 가소제 4∼12％, 점착부여제 1∼3％ 및 가황제 1∼5％를 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히 본 발명은 제조공정이나 유통과정에서 발생할 수 있는 스코오치 현상을 피하기 위하여 가황계에서 가황조제나 가황촉진제를 배제하고 황을 단독으로 사용하므로서 황에 의하여 재료내의 고무성분이 시공 후에도 서서히 가황반응을 일으켜 형성된 고무 매트릭스와 아스팔트 성분이 상호작용하게 되어 내마모성, 내수성, 온도 의존성 등의 우수한 물성을 발현하게 하는 것을 특징으로 한다.

아스팔트, 열가소성 스티렌부타디엔공중합체, 액상 염소화고무

Description

도로봉합제 및 그 제조방법{A manufacturing method of pavement crack repair material}

도 1은 본 발명에 따른 도로봉합제 및 그 제조방법의 공정도이다.

본 발명은 도로봉합제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아스팔트와 열가소성 스티렌부타디엔공중합체, 액상 염소화고무 등을 150∼200℃의 고온에서 용융시킨 후, 무기충전제(inorganic filler), 가소제, 점착부여제 및 가황제를 첨가하여 제조하는 것이다. 특히 본 발명은 제조공정이나 유통과정에서 발생할 수 있는 스코오치 현상을 피하기 위하여 가황계에서 가황조제나 가황촉진제를 배제하고 황을 단독으로 사용 하므로서 황에 의하여 재료내의 고무성분이 시공 후에도 서서히 가황반응을 일으켜 형성된 고무 매트릭스와 아스팔트 성분이 상호작용하게 되어 내마모성, 내수성, 온도 의존성 등의 우수한 물성을 발현하게 하는 것을 특징으로 하는 도로봉합제에 관한 것이다.

아스팔트 포장도로는 시간이 경과함에 따라 태양열 및 기후 환경 변화에 의한 수축과 팽창작용으로 바퀴 패임 현상 같은 소성변형(rutting)이나 균열 등이 발생하여 포장 파손이 일어난다. 이러한 균열 등을 방치할 경우 물이 스며들어가 도로의 파괴가 진행되고, 이러한 상태에서의 차량통행은 곧 균열 주변의 포장구조를 더욱 악화시켜 포트홀로 발전되어 안전운행의 위험요소가 되므로 빠른 시간 내에 보수가 이루어져야 한다.

현재 국내에서는 도로의 균열을 보수하기 위하여 수입에 의존하고 있는 실정으로 수입품의 대부분이 조인트실러(joint sealer)용이기 때문에 도로 균열보수용에 적합한지 제조사와의 충분한 합의가 있어야 했다.

한편, 근래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되어 왔다. 예를 들어 국내특허 제637020호에는 아스팔트, 폐타이어분말, 스틸렌부타디엔스티렌 및 스티렌부타디엔 고무를 혼합하여 도로봉합재를 제조하는 방법이 기술되어 있고, 국내특허 187557호에는 아스팔트, 클레이, 고무분말, 가소제, 합성수지로 조성된 도로봉합제를 이용한 교량 또는 구조물 조인트의 형성방법이 기재되어 있다. 그러나 이와 같은 공법들은 경화 후에 아스팔트와 같은 탄성율이 상이하여 일정기간 경과 후 탈리되거나 공극을 충분히 막아주지 못해 도로에 사용시 강도가 저하되면서 손쉽게 파손되는 빈도가 높으며, 일광 및 알카리, 염, 물 등에 지속적으로 견디지 못하는 단점이 있다.

따라서 본 발명에서는 종래의 기술에 나타난 문제점을 해결하기 위하여 아스팔트에 열가소성 스티렌부타디엔공중합체와 액상 염소화고무 등을 150∼200℃의 고온에서 용융시킨 후, 무기충전제, 가소제, 점착부여제 및 가황제를 첨가하여 제조할 때에, 제조공정이나 유통과정에서 발생할 수 있는 스코오치 현상을 피하기 위하여 가황계에서 가황조제나 가황촉진제를 배제하고 황을 단독으로 사용함으로서 황에 의하여 재료내의 고무성분이 시공 후에도 서서히 가황반응을 일으켜 고무 매트릭스를 형성하고 아스팔트 성분과 상호작용하게 되어 내마모성, 내수성, 온도 의존성 등의 우수한 물성을 발현하게 함으로써 균열확산 및 수분침투를 방지함여 도로의 수명을 연장할 수 있도록 하는 도로봉합제를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 아스팔트에 열가소성 스티렌부타디엔공중합체와 액상 염소화고무를 150∼200℃의 고온에서 용융시킨 후, 무기충전제(inorganic filler), 가소제, 점착부여제 및 가황제를 조성으로 하는 도로봉합제에 관한 것이다.

보다 상세하게는 전체 중량이 100％일때 각 중량의 비율이 아스팔트 45∼70％에 열가소성 스티렌부타디엔공중합체 5∼25％와 액상 염소화고무 5∼10％를 150∼200℃의 고온에서 40분간 용융시킨 후, 무기충전제 10∼25％를 투입하여 10분간 교반한 다음, 가소제 4∼12％와 점착부여제 1-3％를 투입하여 10분간 교반하고, 가황제 1-5％를 포함하여 제조하는 것이다.

상기의 조성물에 있어서 아스팔트로는 스트레이트아스팔트, 블로운아스팔트, 것백아스팔트, 유화아스발트 등 어떠한 아스팔트도 사용 가능하나 바람직하게는 스트레이트아스팔트가 사용된다. 본 발명에서는 연화점이 40∼60℃, 침입도가 100∼180인 스트레이트 아스팔트를 사용하였다..

열가소성 스티렌부타디엔공중합체로는 스티렌 함량이 25∼35％ 중량부인 것으로 분자량은 50,000∼300,000 사이인 것을 사용하였다. 공중합체의 형태는 선형 또는 분기된 것 중 어느 것이라도 사용 가능하다.

액상 염소화고무는 내후, 내열, 내오존, 내약품, 내노화성 향상을 위해 평균분자량 2,500∼3,500, 상온에 있어서의 점도가 80,000∼120,000CPS를 사용하였다.

무기충전제(inorganic filler)로는 탄산칼슘, 실리카, 탈크, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 마이카, 카올린, 골재, 유리분말, 석분 중에서 1종 이상을 선택하여 단독 또는 병행하여 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 평균입자크기가 5∼20㎛이며 체잔분(#325) 0.3％ 이하의 탄산칼슘을 사용하였다.

가소제로서는 프탈레이트계 가소제(DOP, DINP, DBP, DIBP, DHP 등), 방향족 카르본산 에스테르계 가소제(TOTM, DEDB 등), 지방족 이염기산 에스테르계 가소제(DOS, DOA, DIDA, DOZ 등), 포스페이트계 가소제(TCP, TOP, TPP 등), 염소함유 가소제(chlorinated paraffin), 인-염소 함유 가소제(TCPP, TCEP 등) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용 가능하나 본 발명에서는 상용성이 양호한 프탈레이트계 가소제인 DOP(dioctyl phthalate)를 사용하였다.

점착성 부여제로서는 방향족계 석유수지, 쿠마론인덴수지, 지방족계 석유수지, 수첨로진 등을 사용할 수 있으나 쿠마론인덴수지를 사용하였다.

가황제로서는 제조공정이나 유통과정에서 발생할 수 있는 스코오치 현상을 피하기 위하여 가황계에서 가황조제나 가황촉진제를 배제하고 황을 단독으로 사용하였다. 이는 황에 의하여 재료내의 고무성분이 시공 후에도 서서히 가황반응을 일으켜 고무 매트릭스를 형성하고 아스팔트 성분과 상호작용하게 되어 내마모성, 내 수성, 온도 의존성 등의 우수한 물성을 발현하게 함으로써 균열확산 및 수분침투를 방지함여 도로의 수명을 연장할 수 있도록 하기 위함이다.

이하 실시 예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

실시예)

전체 중량이 100％일때 각 중량의 비율이 스트레이트 아스팔트 65％에 열가소성 스티렌부타디엔공중합체 10％와 액상 염소화고무 7％를 180℃의 고온에서 40분간 용융시킨 후, 무기충전제인 탄산칼슘 10％를 투입하여 10분간 교반한 다음, 가소제로서 디옥틸프탈레이트(DOP) 5％와 점착부여제로서 쿠마론인덴수지 2％를 투입하여 10분간 교반하고, 가황제인 황 1％를 첨가하여 제조하였으며 물성시험결과를 하기 표 1에 기재하였다.

[표 1]

상기 실험결과에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 도로봉합제는 ASTM D5078에 적합함을 알 수 있었다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 도로봉합제 및 그 제조방법에 의하면, 제조공정이나 유통과정에서 발생할 수 있는 스코오치 현상을 피하기 위하여 가황계에서 가황조제나 가황촉진제를 배제하고 황을 단독으로 사용하므로서 황 에 의하여 재료내의 고무성분이 시공 후에도 서서히 가황반응을 일으켜 형성된 고무 매트릭스와 아스팔트 성분이 상호작용하게 되어 계절변화에 따른 온도의존성을 줄여 준다. 또한 저온에서도 신축성을 유지시켜 봉합제의 탈리를 막아줌으로써 도로의 수명을 연장할 수 있도록 하는 등의 유용한 효과를 제공한다.

Claims

전체 중량이 100％일때 각 중량의 비율이 스트레이트아스팔트 45∼70％에 열가소성 스티렌부타디엔공중합체 5∼25％와 액상 염소화고무 5∼10％를 150∼200℃의 고온에서 40분간 용융시킨 후, 무기충전제인 탄산칼슘 10∼25％를 투입하여 10분간 교반한 다음, 가소제로서 디옥틸프탈레이트 4∼12％와 점착부여제인 쿠마론인덴수지 1-3％를 투입하여 10분간 교반하고, 가황제 1-5％를 포함하여 제조하는 도로봉합제
청구항 1에 있어서, 가황제는 가황조제나 가황촉진제를 배제하고 황을 단독으로 사용하는 것을 특징으로 하는 도로봉합제
청구항 1에 있어서, 탄산칼슘은 평균입자크기가 5∼20㎛이며 체잔분(#325)이 중량 비율 0.3％ 이하인 것을 특징으로 하는 도로봉합제.