KR101227739B1 - Asphalt composition having improved mechanical property and anti-aging property and Method of preparing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기계적 물성 및 내노화 성능이 개선된 아스팔트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아스팔트 또는 역청에 특정 중합체를 일정 비율로 혼합하고, 선택적으로 첨가제를 사용함으로써 침입도 또는 신도 등의 기계적 물성이 우수하고, 저장안정성이 개선된 아스팔트 시멘트를 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an asphalt composition having improved mechanical properties and aging resistance, and a method for manufacturing the same, and more particularly, by mixing a specific polymer in asphalt or bitumen at a predetermined ratio, and optionally using an additive, such as penetration or elongation. The present invention relates to a method for providing asphalt cement having excellent mechanical properties and improved storage stability.
아스팔트, 유리황, 방향족 탄화수소 화합물, 스티렌 중합체, 에틸렌 중합체, 이소프렌 중합체, 안정제 Asphalt, free sulfur, aromatic hydrocarbon compounds, styrene polymers, ethylene polymers, isoprene polymers, stabilizers
Description
도 1은 아스팔트 시멘트의 침입도를 측정하는 방법을 도시한 모식도이고,1 is a schematic diagram showing a method of measuring the penetration of asphalt cement,
도 2는 아스팔트 시멘트의 신도를 측정하는 방법을 도시한 모식도이며,2 is a schematic diagram showing a method of measuring the elongation of asphalt cement,
도 3은 아스팔트 시멘트의 노화 정도를 평가하기 위한 방법을 도시한 모식도이다.3 is a schematic diagram showing a method for evaluating the aging degree of asphalt cement.
본 발명은 기계적 물성 및 내노화 성능이 개선된 아스팔트 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아스팔트 또는 역청에 중합체를 일정 비율로 혼합하고 선택적으로 특정 첨가제를 병용함으로써 침입도 또는 신도 등의 기계적 물성이 우수하고, 저장안정성이 개선된 아스팔트 시멘트를 제공하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an asphalt composition having improved mechanical properties and aging resistance, and a method of manufacturing the same, and more particularly, by mixing a polymer in asphalt or bitumen at a predetermined ratio and optionally using a specific additive, such as penetration or elongation. The present invention relates to a method for providing an asphalt cement having excellent mechanical properties and improved storage stability.
통상적으로 아스팔트는 생산 방법과 생산 지역 등에 따라 여러 가지 종류로 분류되고 있으나, 크게는 천연에서 직접적으로 생산되는 천연 아스팔트와 원유로부터 생산되는 석유계 아스팔트로 구분될 수 있다. 현재 국내에서 생산·사용되고 있는 아스팔트는 대부분 석유계 아스팔트이나 간헐적으로 천연 아스팔트를 수입하여 사용하는 경우도 있다. 일반적으로 석유계 아스팔트는 원유의 정제과정 중 감압증류탑의 바닥에서 얻어지는 역청질 물질 또는 이러한 역청질 물질을 산화시킨 것으로서, 주로 도로포장, 건축자재, 코팅 및 기타 산업용으로 사용되고 있다. 이러한 아스팔트의 품질은 원유의 특성에 큰 영향을 받으므로 부적절한 원유를 사용하면 품질이 불량한 아스팔트를 얻게 된다. 또한 아스팔트는 온도 변화에 매우 민감하기 때문에 사용하고자 하는 지역의 기후 특성에 적합하도록 제조하여 사용해야 한다. 예를 들면, 고온(60℃)에서 양호한 품질을 나타내는 아스팔트가 상온(15℃)이나 저온(4℃)에서는 품질이 불량할 수도 있기 때문에 지역별 기후 조건에 적합한 아스팔트를 선택·사용하는 것은 매우 중요하다고 할 수 있다. 한편, 아스팔트의 품질을 개선시키기 위하여 탄화수소계 등의 많은 첨가제가 활용되어 왔으나 만족할 만한 개선 효과를 얻지는 못하였다. As a general rule, asphalt is classified into various types according to production methods and production regions. However, asphalt may be largely classified into natural asphalt directly produced from nature and petroleum asphalt produced from crude oil. Most asphalt currently produced and used in Korea is petroleum-based asphalt or intermittently imported natural asphalt. In general, petroleum-based asphalt is a oxidized bituminous material obtained from the bottom of a reduced pressure distillation column during the refining process of crude oil or oxidized such bituminous materials, and is mainly used for road paving, building materials, coatings and other industries. Since the quality of such asphalt is greatly influenced by the characteristics of the crude oil, poor quality asphalt is obtained by using improper crude oil. In addition, asphalt is very sensitive to temperature changes, so it must be manufactured and used to suit the climatic characteristics of the region to be used. For example, it is very important to select and use asphalt suitable for regional climatic conditions because asphalt showing good quality at high temperature (60 ° C) may have poor quality at room temperature (15 ° C) or low temperature (4 ° C). can do. On the other hand, in order to improve the quality of asphalt, many additives such as hydrocarbons have been utilized, but did not obtain a satisfactory improvement effect.
근래에 와서는 고분자 개질재 등의 물질을 첨가하여 아스팔트 품질을 개선시키려는 연구가 활발히 진행되었다. 미국 특허 제 3,985,694호 및 제 4,130,516호에서는 아스팔트에 폴리올레핀이나 스티렌-부타디엔 고무 같은 고분자를 첨가하여 물성을 개선시켰지만 상온(15℃)영역에서의 점착성은 개선시키지 못한 문제점이 있었다. 또한 미국 특허 제5,221,703호는 오일과 스티렌-부타디엔 고무 같은 고분자 개질재를 첨가하여 물성을 향상시킨 아스팔트/중합체 조성물의 제조방법을 제시하고 있다. 이 특허에서는 고분자 개질재와 오일을 첨가함으로써 점성 등의 물성이 향상되었고, 특히 저온(4℃)에서의 물성은 향상되었으나, 상온(15℃)에서의 점착성 또는 고온에서 저장할 때 품질을 유지할 수 있는 내노화 특성의 개선 효과는 미미하거나 전혀 이루어지지 않았다. 즉, 스티렌-부타디엔 계열과 같은 고분자 개질재들은 고온에서 장기간 저장될 경우 산화 또는 열화가 발생하여 물성저하의 원인이 되므로 물성개선 뿐만 아니라 이러한 장기 저장에 따른 물성저하의 방지, 즉 내노화 특성을 개선하는 것이 매우 중요한 과제로 대두되고 있는 실정이다.Recently, studies have been actively conducted to improve asphalt quality by adding materials such as polymer modifiers. In US Pat. Nos. 3,985,694 and 4,130,516, polymers such as polyolefin and styrene-butadiene rubber were added to asphalt to improve physical properties, but there was a problem in that the adhesion at room temperature (15 ° C.) was not improved. U. S. Patent No. 5,221, 703 also discloses a method for preparing asphalt / polymer compositions with improved properties by adding polymer modifiers such as oil and styrene-butadiene rubber. In this patent, the physical properties such as viscosity have been improved by adding the polymer modifier and oil, and in particular, the properties at low temperatures (4 ° C) have been improved, but the adhesiveness at room temperature (15 ° C) or the quality can be maintained when stored at high temperatures. The effect of improving the aging resistance was insignificant or not achieved at all. In other words, the polymer modifiers such as styrene-butadiene series cause oxidation or deterioration when stored for a long time at high temperature, which can cause deterioration of physical properties. Doing so is a very important task.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것으로서 상온에서의 점착성이 우수하고 특히 내노화 특성을 크게 개선시킨 아스팔트 조성물을 제공하고자 하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems and to provide an asphalt composition which is excellent in adhesion at room temperature and in particular significantly improved aging resistance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면은 점도(@60℃) 100~1,000,000Poise, 침입도(@25℃) 5~400dmm(1/10mm)인 아스팔트 또는 역청(A성분) 90~99.9중량%; 및 중량 평균분자량이 50,000~2,000,000이며 중합체 내 스티렌 함량이 20~50 중량% 인 스티렌 중합체, 중량 평균분자량이 50,000~1,000,000이며 에틸렌 함량이 40~99.7중량%인 에틸렌메타크릴레이트, 에틸렌프로필렌고무, 또는 에틸비닐아세테이트 랜덤공중합체 및 중량 평균분자량이 50,000~1,000,000인 이소 프렌 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 중합체(B성분) 0.1~10중량%를 110~220℃에서 혼합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 기계적 물성 및 내노화 특성이 개선된 아스팔트 조성물의 제조방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object is 100 ~ 1,000,000Poise viscosity (@ 60 ℃), 5 ~ 400dmm (1 / 10mm) of penetration (@ 25 ℃) asphalt or bitumen (component A) 90 ~ 99.9 weight %; And a styrene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 2,000,000 and a styrene content of 20 to 50 wt% in the polymer, an ethylene methacrylate, an ethylene propylene rubber having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000, and an ethylene content of 40 to 99.7 weight percent, or It is prepared by mixing 0.1 to 10% by weight of at least one polymer (component B) selected from the group consisting of ethyl vinyl acetate random copolymer and isoprene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000 at 110 to 220 ° C. The present invention relates to a method for preparing an asphalt composition having improved mechanical properties and aging resistance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 한 측면은 점도(@60℃) 100~1,000,000Poise, 침입도(@25℃) 5~400dmm(1/10mm)인 아스팔트 또는 역청(A 성분) 90~99.9중량%; 및 중량 평균분자량이 50,000~2,000,000이며 중합체 내 스티렌 함량이 20~50 중량% 인 스티렌 중합체, 중량 평균분자량이 50,000~1,000,000이며 에틸렌함량이 40~99.7중량%인 에틸렌메타크릴레이트, 에틸렌프로필렌고무, 또는 에틸비닐아세테이트 랜덤공중합체 및 중량 평균분자량이 50,000~1,000,000인 이소프렌 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 중합체(B성분) 0.1~10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계적 물성 및 내노화 특성이 개선된 아스팔트 조성물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention for achieving the above object is 100 ~ 1,000,000Poise viscosity (@ 60 ℃), 5 ~ 400dmm (1 / 10mm) penetration (@ 25 ℃) asphalt or bitumen (component A) 90 ~ 99.9 weight%; And a styrene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 2,000,000 and a styrene content of 20 to 50 wt% in the polymer, an ethylene methacrylate, ethylene propylene rubber having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000, and an ethylene content of 40 to 99.7 weight percent, or Improved mechanical and aging resistance characteristics, characterized in that it comprises 0.1 to 10% by weight of at least one polymer (component B) selected from the group consisting of ethyl vinyl acetate random copolymer and isoprene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000. Related to asphalt composition.
이하, 본 발명에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
상기에서 이미 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 아스팔트 조성물은 아스팔트 또는 역청(A성분)에 한 종류 이상의 중합체(B 성분)를 혼합 사용하는 것을 특징으로 한다. 또한, 필요에 따라서는 a)유리황, b)방향족 함량이 80중량% 이상인 방 향족 탄화수소 화합물 및 c)안정제 중 1종 이상의 성분이 추가적으로 포함될 수 있다.As already mentioned above, the asphalt composition according to the present invention is characterized by mixing and using at least one polymer (component B) in asphalt or bitumen (component A). In addition, if necessary, one or more of a) free sulfur, b) aromatic hydrocarbon compound having an aromatic content of 80% by weight or more, and c) stabilizer may be additionally included.
본 발명에 따른 아스팔트 조성물의 주된 성분인 상기 아스팔트(A성분)는 점도(@60℃)가 100~1,000,000 Poise 이며, ASTM규격에 따른 침입도(@25℃)가 5~400dmm(1/10mm)의 범위에 속하는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 원유로부터 생산된 다양한 종류의 직류(Straight-run) 아스팔트와 이들을 파라핀, 아로마틱, 나프타닉 등의 탄화수소계 유분을 각각 혹은 병용하여 희석시킨 것들과 이들을 산화시킨 것들로 구성될 수 있다. 또한, 콜 타르 피취 (Coal tar pitch), 트리니다드 아스팔트와 같은 석유계 아스팔트가 아닌 특수한 아스팔트도 포함될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 아스팔트가 적어도 230℃ 이상의 인화점 (COC방식, ASTM D-92)을 가지며 이에 따른 아스팔텐 함량(분석방법 ASTM D 4142)이 2 ~ 40중량%인 것이 효과적이다. Asphalt (component A), which is the main component of the asphalt composition according to the present invention, has a viscosity (@ 60 ° C.) of 100 to 1,000,000 Poise, and an invasion rate (@ 25 ° C.) of 5 to 400 dmm (1/10 mm) according to ASTM standards. It is not particularly limited as long as it falls within the range of, and various types of straight-run asphalt produced from crude oil and those diluted with a hydrocarbon oil such as paraffin, aromatic, and naphthic, respectively, or diluted with them It can be configured as. In addition, special asphalts other than petroleum-based asphalt such as coal tar pitch and Trinidad asphalt may also be included. More preferably, the asphalt has a flash point of at least 230 ° C. or higher (COC method, ASTM D-92) and accordingly, the asphaltene content (analytical method ASTM D 4142) is 2 to 40% by weight.
또한, 상기 아스팔트는 본 발명에 따른 조성물 내에서 90~99.9중량%로 포함되는데, 이 범위를 벗어나는 경우에는 성능 개선 효과가 미미하거나 유동성이 감소하는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다. In addition, the asphalt is included in the composition according to the invention 90 to 99.9% by weight, because the performance improvement effect is insignificant or the fluidity may be reduced if it is out of this range.
본 발명에 따른 아스팔트 조성물의 제 2성분인 상기 중합체는 고분자 개질제로서 아스팔트의 품질개선을 위해 첨가되는 것이다. 통상 고분자 개질재는 (1)열가소성(thermoplastic) 고분자, (2)천연 및 합성고무, (3) 열가소성 고무, (4)열경 화성(thermosetting) 고분자로 구분될 수 있는데, 개선시키려는 기계적 물성의 종류에 따라 서로 다른 개질재가 적용될 수 있다. 즉, 고온에서의 품질을 개선시키기 위해서는 폴리올레핀 수지 계열이 사용되는 반면, 고온과 저온에서의 품질을 동시에 개선시키기 위해서는 고무 계열이 사용되며, 특히 이 경우에는 아스팔트와의 상용성이 우수한 스티렌(styrene)계 중합체가 많이 사용되고 있다.The polymer, which is a second component of the asphalt composition according to the present invention, is added to improve the quality of asphalt as a polymer modifier. Generally, polymer modifiers can be classified into (1) thermoplastic polymers, (2) natural and synthetic rubbers, (3) thermoplastic rubbers, and (4) thermosetting polymers. Different modifiers may be applied. That is, the polyolefin resin series is used to improve the quality at high temperature, while the rubber series is used to improve the quality at the high temperature and low temperature at the same time. In this case, in particular, styrene is excellent in compatibility with asphalt. Many polymers are used.
본 발명에서 사용되는 중합체는 보다 구체적으로 중량 평균분자량이 50,000~2,000,000이며 중합체 내의 스티렌 함량이 20 ~ 50 중량% 인 스티렌 중합체, 중량 평균분자량이 50,000~1,000,000이며 에틸렌함량이 40~99.7중량%인 에틸렌메타크릴레이트, 에틸렌프로필렌고무, 또는 에틸비닐아세테이트 랜덤공중합체 또는 중량 평균분자량이 50,000~1,000,000인 이소프렌 중합체가 사용될 수 있으며 이들 각각이 단독으로 사용되거나 2종 이상이 병용되어 사용될 수도 있다.More specifically, the polymer used in the present invention is a styrene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 2,000,000 and a styrene content of 20 to 50% by weight in the polymer, an ethylene having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000 and an ethylene content of 40 to 99.7% by weight. Methacrylate, ethylene propylene rubber, or ethyl vinyl acetate random copolymer or isoprene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 to 1,000,000 may be used, each of which may be used alone or in combination of two or more thereof.
바람직하게는 상기 중합체는 본 발명에 따른 조성물 내에서 0.1~10중량%로 사용될 수 있는데, 이 범위를 벗어나는 경우에 성능개선 효과가 미미하거나 추가적 인 개선효과가 없는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다.Preferably the polymer can be used in 0.1 to 10% by weight in the composition according to the present invention, because the performance improvement effect may be insignificant or there is no additional improvement effect outside this range.
한편, 상기 중합체는 고형분 또는 라텍스 타입의 어느 형태로도 사용될 수 있으나 본 발명의 목적인 기계적 물성 및 내노화 특성을 동시에 개선시키기 위하여는 입자가 매우 작은 상태로 아스팔트와 혼합되는 것이 보다 바람직하다.On the other hand, the polymer may be used in any form of solid or latex type, but in order to simultaneously improve the mechanical properties and aging resistance of the object of the present invention, it is more preferable that the particles are mixed with asphalt in a very small state.
구체적으로 고형분 상태의 중합체를 사용할 때는 아스팔트에 중합체를 투입한 후, 호모지나이저(Homogenizer)와 같은 고속전단 교반기를 이용하여 매우 작은 입자로 분쇄하여야 하기 때문에 아스팔트에 투입하기 전에 가능한 작은 크기로 고형분을 분쇄한 후 아스팔트와 혼합하면 혼합 시간이 절약될 수 있다. Specifically, when using a polymer in a solid state, the polymer is added to the asphalt, and then a high-speed shear stirrer such as a homogenizer is used to grind into very small particles. Mixing with asphalt after grinding can save mixing time.
한편, 라텍스 상태의 중합체의 경우는 이미 매우 미세한 크기의 중합체가 물과 혼합하여 존재하기 때문에 아스팔트와 혼합 후 물만 제거해 주면 된다. 이 때 당업계에 알려진 다양한 방법으로 물을 제거할 수 있으며, 특히 라텍스 상태의 스티렌계 중합체와 아스팔트를 혼합하는 경우에는 가열하면서 물을 증발시켜 제거할 수도 있다. On the other hand, in the case of the polymer in the latex state, since the polymer having a very fine size is already mixed with water, it is only necessary to remove the water after mixing with asphalt. At this time, the water can be removed by various methods known in the art, and in particular, when mixing the styrene-based polymer and asphalt in the latex state may be removed by evaporating the water while heating.
또한, 본 발명에서 상기 라텍스 상태의 스티렌계 중합체를 사용하는 경우에 고형분 함량은 5~70 중량%이고, 분자량은 50,000~2,000,000 g/mol인 것이 바람직하며, 라텍스 상태의 이소프렌 중합체를 사용하는 경우에는 고형분 함량이 30~70중량%이고, 분자량은 50,000~1,000,000 g/mol인 것이 바람직하다.In the present invention, in the case of using the styrenic polymer in the latex state, the solid content is 5 to 70% by weight, the molecular weight is preferably 50,000 to 2,000,000 g / mol, and in the case of using the isoprene polymer in the latex state It is preferable that solid content is 30 to 70 weight%, and molecular weight is 50,000 to 1,000,000 g / mol.
상기 아스팔트 또는 역청(A 성분)과 중합체(성분 B)의 혼합은 바람직하게는 110~220℃의 온도에서 진행되는 것이 효과적인데, 이는 두 성분의 혼합성과 산화 성을 고려한 이유 때문이다.The mixing of the asphalt or bitumen (component A) and the polymer (component B) is preferably carried out at a temperature of 110-220 ° C., because of the consideration of the mixing and oxidizing properties of the two components.
한편, 본 발명에서는 아스팔트/중합체 조성물의 기계적 물성을 보다 개선시키기 위해 중합체 첨가 전 또는 후에 방향족 성분이 80중량% 이상인 탄화수소 1~10중량%, 유리황 0.01~5중량%를 각각 또는 동시에 첨가할 수도 있다. 이들의 혼합은 바람직하게는110~220℃의 온도범위, 보다 바람직하게는 130~200℃의 온도에서 수행 되는 것이 효과적이며, 각 단계에서의 혼합 시간은 10분~10시간의 범위에서 필요에 따라 조절하면서 교반할 수 있다. Meanwhile, in the present invention, in order to further improve the mechanical properties of the asphalt / polymer composition, 1-10% by weight of hydrocarbons having 0.01% or more by weight and 0.01-5% by weight of free sulfur may be added at the same time or before or after polymer addition. have. Preferably, the mixing thereof is performed at a temperature range of 110 to 220 ° C, more preferably at a temperature of 130 to 200 ° C, and the mixing time in each step is 10 minutes to 10 hours as necessary. It can stir while adjusting.
또한, 물과 고형분이 혼합된 라텍스 상태의 중합체와 아스팔트를 혼합할 경우에는 혼합 과정 중에서 물이 증발하여 끊는 현상이 발생할 수도 있다. 즉, 이 경우에 너무 많은 양의 라텍스 상태의 중합체가 단 시간 내에 혼합되면서 끓어 넘치는 현상이 발생하는 것이므로, 중합체 혼합 양의 조절이 필요하다. 바람직하게는 아스팔트 대비 시간당 0.1~1.0중량%, 보다 바람직하게는 아스팔트 대비 시간당 0.1~0.5중량%로 혼합비를 조절하는 것이 효과적이다. In addition, when mixing the latex polymer and asphalt mixed with water and solid content, water may evaporate and break during the mixing process. That is, in this case, since too much amount of the latex state of the polymer is mixed within a short time to boil over phenomenon occurs, it is necessary to control the amount of the polymer mixture. Preferably it is effective to adjust the mixing ratio to 0.1 to 1.0% by weight per hour, more preferably 0.1 to 0.5% by weight relative to asphalt.
한편, 상기 첨가제에는 유리황 및 방향족 탄화수소 화합물 이외에도 안정제 등이 포함될 수 있다. 즉, 상기 본 발명에 따른 아스팔트/중합체 조성물을 고온에서 저장하면 산화 및 열화에 의한 물성 저하가 초래될 수 있는데, 본 발명에 따른 조성물에서는 적합한 안정제를 사용함으로써 이를 해결하고 있다. 구체적으로 상기 안정제의 예로서는 아민계 화합물로서 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine) 또는 N-이소프로필-N-페닐-p-페닐렌디아민(N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine), 포스파이트계 화합물로서 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트([tris(2,4-di-t-butylphenyl)phospite]), 페놀계 화합물로서 2-메틸-4,6-비스-[(옥틸티오)-메틸]페놀(2-Methyl-4,6-bis-[(octylthio)-methyl]phenol) 및 프로피오네이트계 화합물로서 펜타에리스리틸-테트라키스[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)- propionate] 등을 들 수 있으며, 이들 화합물이 단독 또는 2종 이상 병용되어 사용될 수도 있다. On the other hand, the additive may include a stabilizer in addition to the free sulfur and aromatic hydrocarbon compounds. That is, when the asphalt / polymer composition according to the present invention is stored at a high temperature may result in a decrease in physical properties due to oxidation and deterioration, the composition according to the present invention is solved by using a suitable stabilizer. Specifically, examples of the stabilizer include N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine (N- (1,3-Dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine) as an amine compound. ) Or N-isopropyl-N-phenyl-p-phenylenediamine, tris (2,4-di-t-butylphenyl) as a phosphite compound Phosphite ([tris (2,4-di-t-butylphenyl) phospite]), 2-methyl-4,6-bis-[(octylthio) -methyl] phenol (2-Methyl-4, 6-bis-[(octylthio) -methyl] phenol) and propionate compounds include pentaerythritol-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] These compounds may be used alone or in combination of two or more thereof.
상기 안정제의 바람직한 사용량은 상기 아스팔트 또는 역청 대비 0.001~1중량%인데, 이 범위를 벗어나는 경우는 노화 개선효과가 미미하면서 추가적인 개선이 없기 때문이다. The preferred amount of the stabilizer is 0.001 to 1% by weight relative to the asphalt or bitumen, because if it is out of this range, the aging improvement effect is insignificant and there is no further improvement.
상기에서 제조된 아스팔트 조성물의 물성은 기존의 표준시험을 통해 평가될 수 있으며, 평가항목은 하기 표 1에 나타난 바와 같다. Physical properties of the asphalt composition prepared above can be evaluated through the existing standard test, the evaluation items are shown in Table 1 below.
물성Mechanical
Properties
D-5ASTM
D-5
D-36ASTM
D-36
D-5ASTM
D-5
D-92ASTM
D-92
Capillery TubeThermostat and
Capillery tube
D-4402ASTM
D-4402
D-113ASTM
D-113
D-1754ASTM
D-1754
본 발명에서 내노화성의 개선 정도는 저장 전과 후의 물성, 특히 박막가열 후의 신도 물성을 측정하여 평가하였다. 즉, 저장 전과 후의 물성 차이가 작을 경우 내노화 성능이 우수하다고 할 수 있다.In the present invention, the degree of improvement in aging resistance was evaluated by measuring physical properties before and after storage, in particular, elongation properties after thin film heating. That is, when the difference in physical properties before and after storage is small, it can be said that the aging resistance is excellent.
본 발명에 따른 아스팔트/중합체 조성물 또는 안정제 등을 포함하는 아스팔트/중합체/안정제 조성물은 도로포장에 직접 적용될 수 있으며, 나아가 상기 조성물을 원료로 하여 에멀젼 상태로 재가공한 후, 도로포장 또는 산업용 방수재 등으로 적용될 수 있다.Asphalt / polymer / stabilizer composition comprising the asphalt / polymer composition or stabilizer according to the present invention can be applied directly to the road paving, further reprocessed in an emulsion state using the composition as a raw material, and then to the road paving or industrial waterproofing Can be applied.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 하지만, 이는 설명을 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. 하기 실시예 및 비교예에 있어서 각각의 물질들의 함량은 아스팔트/중합체/안정제의 총량 대비 중량으로 나타내었다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but this is for illustrative purposes only and is not intended to limit the scope of the present invention. In the following examples and comparative examples, the content of each material is expressed as weight relative to the total amount of asphalt / polymer / stabilizer.
비교예 1 Comparative Example 1
중동산 원유를 이용하여 통상적인 방법으로 생산된 ASTM 규격에 따른 침입도(@25℃)가 70인 아스팔트 100% 조성물에 대하여 침입도, 연화점, 점도, PI(penetration index) 및 가열 전후의 상온 신도를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.Penetration degree, softening point, viscosity, PI (penetration index), and room temperature elongation before and after heating for 100% composition of asphalt having 70% penetration (@ 25 ° C) according to ASTM standards produced by conventional methods using crude oil from Middle East Was measured and shown in Table 2 below.
비교예 2 Comparative Example 2
중동산 원유 대신 중국산 원유를 이용하여 통상적인 방법으로 생산된 ASTM 규격에 따른 침입도(@25℃)가 72인 아스팔트 100% 조성물에 대하여 상기 비교예 1과 동일한 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The same physical properties as those of Comparative Example 1 were measured for
비교예 3 Comparative Example 3
중국산 원유를 이용하여 통상적인 방법으로 생산된 ASTM 규격에 따른 침입도(@25℃)가 85인 아스팔트 100% 조성물에 대하여 상기 비교예 1과 동일한 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The same physical properties as those of Comparative Example 1 were measured for
비교예 4Comparative Example 4
중국산 원유를 이용하여 통상적인 방법으로 생산된 ASTM 규격에 따른 침입도(@25℃)가 35인 아스팔트 100% 조성물에 대하여 상기 비교예 1과 동일한 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.The same physical properties as those of Comparative Example 1 were measured for the
비교예 5Comparative Example 5
180℃를 유지하고 있는 반응기 내에 비교예 3에 따라 생산된 아스팔트 99 중량%에 천연 아스팔트 1중량%를 첨가한 후, 1시간 동안 교반하여 아스팔트 조성물을 제조하였다. Asphalt composition was prepared by adding 1% by weight of natural asphalt to 99% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 3 in a reactor maintained at 180 ° C, and then stirring for 1 hour.
비교예 6Comparative Example 6
150℃를 유지하고 있는 반응기 내에 비교예 4에 따라 생산된 아스팔트 91중량%에 방향족 함량이 91%인 탄화수소 9중량%를 첨가한 후, 1시간 동안 교반하여 아스팔트 조성물을 제조하였다.Asphalt composition was prepared by adding 9% by weight of a hydrocarbon having an aromatic content of 91% to 91% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 4 in a reactor maintained at 150 ° C, followed by stirring for 1 hour.
비교예 7Comparative Example 7
150℃를 유지하고 있는 반응기 내에 비교예 4에 따라 생산된 아스팔트91중량%에 방향족 함량이 82%인 탄화수소 9중량%를 첨가한 후, 1시간 동안 교반하여 아스팔트 조성물을 제조하였다.Asphalt composition was prepared by adding 9% by weight of hydrocarbon having an aromatic content of 82% to 91% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 4 in a reactor maintained at 150 ° C, followed by stirring for 1 hour.
비교예 8Comparative Example 8
150℃를 유지하고 있는 반응기 내에 비교예 4에 따라 생산된 아스팔트91중량%에 방향족 함량이 66%인 탄화수소 9중량%를 첨가한 후, 1시간 동안 교반하여 아스팔트 조성물을 제조하였다.Asphalt composition was prepared by adding 9% by weight of hydrocarbon having 66% aromatic content to 91% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 4 in a reactor maintained at 150 ° C, followed by stirring for 1 hour.
실시예Example 1 One
비교예 1에 따라 생산된 아스팔트 99.5중량%에 평균분자량이 150,000g/mol인 에틸렌메타아크릴레이트 0.5중량%를 첨가한 후, 150℃에서 2시간 동안 교반하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. An asphalt composition according to the present invention was prepared by adding 0.5% by weight of ethylene methacrylate having an average molecular weight of 150,000 g / mol to 99.5% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 1, and then stirring at 150 ° C for 2 hours.
실시예 2Example 2
비교예 1에 따라 생산된 아스팔트 99.5중량%에 평균분자량이 200,000g/mol인 에틸렌프로필렌 고무 0.5중량%를 150℃에서 혼합하여 2시간 동안 교반한 후 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. 99.5 wt% of the asphalt produced according to Comparative Example 1, 0.5 wt% of ethylene propylene rubber having an average molecular weight of 200,000 g / mol was mixed at 150 ° C., and stirred for 2 hours to prepare an asphalt composition according to the present invention.
실시예 3Example 3
비교예 1에 따라 생산된 아스팔트 99.5중량%에 평균분자량이 350,000g/mol인 에틸렌비닐아세테이트 0.5중량%를 혼합하여 150℃에서 2시간 동안 교반한 후 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. 99.5 wt% of the asphalt produced according to Comparative Example 1 was mixed with 0.5 wt% of ethylene vinyl acetate having an average molecular weight of 350,000 g / mol, and stirred at 150 ° C. for 2 hours to prepare an asphalt composition according to the present invention.
실시예 4Example 4
비교예 1에 따라 생산된 아스팔트 99.6중량%에 중량 평균분자량이 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.4중량%를 첨가하여 180℃를 유지하고 있는 반응기 내에서 1시간 동안 교반하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.To 99.6% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 1, 0.4% by weight of styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 1,000,000 g / mol and a styrene content of 23% was added, and stirred for 1 hour in a reactor maintained at 180 ° C. To prepare an asphalt composition according to the present invention.
실시예Example 5 5
180℃를 유지하고 있는 반응기 내에서 비교예 1에 따라 생산된 아스팔트99.6중량%에 중량 평균분자량이 50,000g/mol이며 스티렌 함량이 23중량%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.4중량%를 첨가하여 1시간 동안 교반하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.0.4% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 50,000 g / mol and a styrene content of 23% was added to 99.6% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 1 in a reactor maintained at 180 ° C for 1 hour. By stirring, an asphalt composition according to the present invention was prepared.
실시예Example 6 6
180℃를 유지하고 있는 반응기 내에서 비교예 1에 따라 생산된 아스팔트99.48중량%에 중량 평균분자량이 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23중량%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.4중량%를 혼합하여 1시간 교반한 후 유리황 0.02중량%를 추가로 첨가하여 30분 동안 교반한 후, 다시 0.1 중량% 펜타에리스릴 테트라키스[3-(3,5-di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl)Propionate]를 1시간 동안 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.In a reactor maintained at 180 ° C, 0.4.9% of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 1,000,000 g / mol and a styrene content of 23.48% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 1 was stirred for 1 hour. After adding 0.02% by weight of free sulfur and stirring for 30 minutes, 0.1% by weight of pentaerythryl tetrakis [3- (3,5-di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl) Propionate] was added to 1 Mixing over time produced an asphalt composition according to the present invention.
실시예 7Example 7
비교예 2에 따라 제조된 아스팔트 99중량%에 중량 평균분자량이 400,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 1중량%를 첨가하여 130℃에서 1시간 동안 교반하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. Asphalt according to the present invention was added to 99% by weight of asphalt prepared according to Comparative Example 2 by adding 1% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 400,000 g / mol and a styrene content of 23%, and stirring at 130 ° C. for 1 hour. The composition was prepared.
실시예 8Example 8
비교예 2에 따라 제조된 아스팔트 98.99중량%에 중량 평균분자량이 400,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 1중량%와 유리황 0.01% 를 첨가하여 140℃에서 1시간 동안 교반한 후 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.To 98.99% by weight asphalt prepared according to Comparative Example 2, 1% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 400,000 g / mol and a styrene content of 23% and 0.01% of free sulfur were added and stirred at 140 ° C. for 1 hour. After preparing the asphalt composition according to the present invention.
실시예 9 Example 9
비교예 2에 따른 아스팔트 97중량%에 중량 평균분자량이 400,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 2중량%를 혼합하여 1시간 동안 교반한 후, 유리황 1중량%를 첨가하여 130℃에서 1시간 동안 교반한 후 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.97% by weight of asphalt according to Comparative Example 2 was mixed with 2% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 400,000 g / mol and a styrene content of 23%, stirred for 1 hour, and then 1% by weight of free sulfur was added After stirring for 1 hour at 130 ℃ prepared asphalt composition according to the present invention.
실시예 10Example 10
비교예 6에 따라 제조된 아스팔트 조성물 99.2중량%에 중량 평균분자량이 400,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.8중량%를 첨가하여 130℃에서 1시간 동안 교반하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.To 99.2 wt% of the asphalt composition prepared according to Comparative Example 6, 0.8 wt% of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 400,000 g / mol and a styrene content of 23% was added thereto, and stirred at 130 ° C. for 1 hour. Asphalt compositions were prepared.
실시예 11Example 11
비교예 6에 따라 제조된 아스팔트 조성물 98중량%에 중량 평균분자량이 100,000g/mol인 이소프렌계 중합체 2중량%를 첨가하여 120℃에서 1시간 동안 교반한 후 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.The asphalt composition according to the present invention was prepared by adding 2% by weight of an isoprene-based polymer having a weight average molecular weight of 100,000 g / mol to 98% by weight of the asphalt composition prepared according to Comparative Example 6, followed by stirring at 120 ° C for 1 hour.
실시예 12Example 12
비교예 6에 따라 제조된 조성물 99중량%에 중량 평균분자량이 700,000g/mol인 이소프렌계 중합체 1중량%를 첨가하여 150℃에서 1시간 동안 교반한 후 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.Asphalt composition according to the present invention was prepared by adding 1% by weight of an isoprene polymer having a weight average molecular weight of 700,000 g / mol to 99% by weight of the composition prepared according to Comparative Example 6, and then stirring the mixture at 150 ° C for 1 hour.
실시예 13 Example 13
비교예 1에 따른 아스팔트 99.6중량%에 중량 평균분자량이 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.3중량%를 첨가하여 180℃에서 1시간 동안 교반한 후, 중량 평균분자량이 300,000g/mol인 이소프렌계 중합체 0.1중량%를 추가적으로 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.0.39.6% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 1,000,000 g / mol and a styrene content of 23% was added to 99.6% by weight of asphalt according to Comparative Example 1, followed by stirring at 180 ° C for 1 hour. Asphalt composition according to the present invention was prepared by further mixing 0.1% by weight of isoprene-based polymer which is g / mol.
실시예 14Example 14
비교예 1에 따른 아스팔트 99.59중량%에 중량 평균분자량이 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.4중량%를 첨가하여 180℃에서1시간 동안 교반한 후, 0.01중량% 페닐렌디아민(phenylene diamine)계열의 N-이소프로필-N'-페닐-피-페닐렌디아민(N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine)을 첨가한 후 30분 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. To 99.59% by weight asphalt according to Comparative Example 1, 0.4% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 1,000,000 g / mol and a styrene content of 23% was stirred at 180 ° C for 1 hour, and then 0.01% by weight of phenylene Asphalt according to the present invention by adding N-isopropyl-N'-phenyl-P-phenylenediamine of phenylene diamine series and mixing for 30 minutes The composition was prepared.
실시예 15Example 15
비교예 1에 따른 아스팔트 99.58중량%에 중량 평균분자량이 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.3중량%를 첨가하여 180℃에서 1시간 동안 교반한 후 중량 평균분자량이 300,000g/mol인 이소프렌계 중합체 0.1중량%를 추가적으로 혼합하고, 다시 추가적으로 0.02중량%의 페닐렌디아민(phenylene diamine)계열의 N-이소프로필-N'-페닐-피-페닐렌디아민(N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine)을 첨가한 후 30분간 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. To the 99.58% by weight of asphalt according to Comparative Example 1, the weight average molecular weight of 1,000,000g / mol and 0.3% by weight of styrene-butadiene polymer having a styrene content of 23% was added and stirred at 180 ° C for 1 hour, and then the weight average molecular weight was 300,000g 0.1% by weight of isoprene-based polymer / mol was further mixed, and then 0.02% by weight of N-isopropyl-N'-phenyl-pi-phenylenediamine (N-Isopropyl-N) based on phenylene diamine After the addition of '-phenyl-p-phenylene diamine) was mixed for 30 minutes to prepare an asphalt composition according to the present invention.
실시예 16Example 16
비교예 1에 따른 아스팔트 99중량%에 중량 평균분자량이 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 라텍스 상태의 스티렌-부타디엔 중합체 0.8중량%를 시간당 0.5중량%의 속도로 첨가하여 200℃에서 1시간 동안 교반한 후, 중량 평균분자량이 300,000g/mol인 이소프렌계 중합체 0.1중량%를 추가적으로 혼합하고, 다시 추가적으로 0.1중량%의 페닐렌디아민(phenylene diamine)계열의 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine)을 첨가한 후 30분 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다.99% by weight of asphalt according to Comparative Example 1 was added at a rate of 0.5% by weight of a styrene-butadiene polymer in a latex state having a weight average molecular weight of 1,000,000 g / mol and a styrene content of 23% at a rate of 0.5% by weight for 1 hour at 200 ° C. After stirring for a while, 0.1% by weight of isoprene-based polymer having a weight average molecular weight of 300,000 g / mol was further mixed, and again, 0.1% by weight of phenylene diamine-based N-isopropyl-N'-phenyl- An asphalt composition according to the present invention was prepared by adding p-phenylenediamine (N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine) and then mixing for 30 minutes.
실시예 17Example 17
중국산 원유로 생산된 침입도 350의 아스팔트 90중량%에 중량 평균분자량이 400,000g/mol이며 스티렌 함량이 23%인 스티렌-부타디엔 중합체 8중량%를 첨가하여 200℃에서 2시간 동안 교반한 후, 중량 평균분자량이 200,000g/mol인 이소프렌계 중합체 1중량%를 추가적으로 혼합하고 다시 0.5중량%의 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine)와 0.5중량%의 트리스포스파이트 [tris(2,4-di-t-butylphenyl)phospite] 을 첨가한 후 30분 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. After adding 8% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 400,000 g / mol and a styrene content of 23% to 90% by weight of asphalt having 350 degrees of penetration of Chinese crude oil, the mixture was stirred at 200 ° C. for 2 hours, and then An additional 1% by weight of isoprene-based polymer having an average molecular weight of 200,000 g / mol is further mixed, and again 0.5% by weight of N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine (N-Isopropyl-N'-phenyl-p- Phenylene diamine) and 0.5% by weight of trisphosphite [tris (2,4-di-t-butylphenyl) phospite] were added and then mixed for 30 minutes to prepare an asphalt composition according to the present invention.
실시예 18Example 18
비교예 1에 따른 아스팔트 98중량%에 중량 평균분자량이 400,000g/mol이며 스티렌 함량이 23% 인 스티렌-부타디엔 중합체 1.3중량%를 첨가하여 180℃에서 2시간 동안 교반한 후, 중량 평균분자량이 200,000g/mol인 이소프렌계 중합체 0.3중량%를 추가적으로 혼합하고 다시 추가적으로0.1중량%의 N-이소프로필-N'-페닐-피-페닐렌디아민(N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine), 0.1중량%의 트리스포스파이트 [tris(2,4-di-t-butylphenyl)phospite], 0.1중량%의 2-메틸-4,6-비스-[(옥틸티오)-메틸]페놀 및 0.1중량% 펜타에리스리틸-테트라키스[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate]를 혼합하여 본 발명에 따른 아스팔트 조성물을 제조하였다. To 98% by weight asphalt according to Comparative Example 1, 1.3% by weight of a styrene-butadiene polymer having a weight average molecular weight of 400,000 g / mol and a styrene content of 23% was added thereto, stirred at 180 ° C for 2 hours, and then the weight average molecular weight was 200,000. An additional 0.3% by weight of isoprene-based polymer g / mol is further mixed, and again 0.1% by weight of N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylene diamine 0.1 weight percent trisphosphite [tris (2,4-di-t-butylphenyl) phospite], 0.1 weight percent 2-methyl-4,6-bis-[(octylthio) -methyl] phenol and 0.1 weight percent Asphalt composition according to the present invention was prepared by mixing% pentaerythritol-tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate].
실시예 19Example 19
비교예 4에 따라 생산된 아스팔트 90.5중량%에 방향족 함량이 82% 인 탄화수소 9중량%를 첨가하여 180℃에서 1시간 교반한 후 평균분자량 1,000,000g/mol이며 스티렌 함량이 23중량%인 스티렌-부타디엔 중합체 0.5중량%를 다시 첨가하여 1시간 동안 교반하여 아스팔트 조성물을 제조하였다.90.5% by weight of hydrocarbons having an aromatic content of 82% was added to 90.5% by weight of asphalt produced according to Comparative Example 4, and stirred at 180 ° C. for 1 hour, and then an average molecular weight of 1,000,000 g / mol and a styrene content of 23% by weight of styrene-butadiene. 0.5% by weight of polymer was added again and stirred for 1 hour to prepare an asphalt composition.
상기의 비교예 1-8 및 실시예 1-19에 따라 제조된 아스팔트 조성물에 대하여 침입도, 연화점, 박막 가열 전·후의 신도 등의 물성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다. The asphalt compositions prepared according to Comparative Examples 1-8 and 1-19 were measured and shown in Table 2 by measuring physical properties such as penetration, softening point, and elongation before and after heating the thin film.
(60℃),PViscosity
(60 ℃), P
* PI(Penetration Index) : 감온성을 평가하는 지수로 15℃, 25℃, 30℃에서 침입도를 측정하여 평가하며 수치가 클수록 감온성이 적음(수치가 적을수록 품질이 우수함). * PI (Penetration Index): An index that evaluates temperature sensitivity. It measures and measures penetration at 15 ℃, 25 ℃ and 30 ℃. The larger the value, the lower the temperature sensitivity (the lower the value, the better the quality).
PI = [20*(1-25A)]/(1+ 50A) (이 때, A는 각각의 온도와 침입도와의 관계에서 표시되는 기울기) PI = [20 * (1-25A)] / (1+ 50A), where A is the slope indicated in relation to each temperature and penetration
국내외적으로 가장 널리 적용되고 있는 아스팔트 규격은 침입도 규격으로써 25℃에서의 아스팔트 굳기를 측정하여 침입도에 따라 60~80은 AP-5, 80~100은 AP-3 제품으로 분류하고 있다. 이 경우 아스팔트의 품질은 원유의 특성에 크게 영향을 받기 때문에 특정 원유로부터 생산된 아스팔트의 품질은 한정될 수 밖에 없다. 즉, 침입도가 작은 아스팔트는 점성이 큰 반면 신도 및 품질이 불량하며, 침입도가 높은 아스팔트는 점성이 적은 반면 신도 품질이 양호하다. 따라서 원유로부터 생산되는 침입도 규격의 아스팔트는 품질개선의 한계가 있다. ·Asphalt standard that is widely applied at home and abroad is an invasion standard, and it measures asphalt hardness at 25 ℃ and classifies 60 ~ 80 as AP-5 and 80 ~ 100 as AP-3 according to the invasion. In this case, since the quality of asphalt is greatly affected by the characteristics of crude oil, the quality of asphalt produced from specific crude oil is inevitably limited. That is, the asphalt having a low penetration has a high viscosity but poor elongation and quality, and the asphalt having a high penetration has good viscosity while having a low viscosity. Therefore, the penetration of asphalt produced from crude oil has a limit of quality improvement. ·
그러나 본 발명에서는 상기 표 2에 나타난 바와 같이, 중합체와 선택적으로 안정제를 사용함으로써, 다양한 원유의 침입도 등급을 동일하게 유지하면서 점도는 물론 연화점과 감온성 지수인 침입도 지수를 개선시켰으며, 특히 박막 가열 전·후의 신도가 획기적으로 개선되었음이 확인되었다. 또한, 유리황이 첨가된 조성물은 첨가전 조성물보다 연화점과 점도가 개선되었으나 신도는 개선되지 않는 것으로 나타났으며, 에틸렌비닐아세테이트를 첨가하면 품질이 개선되지만 스티렌계 중합체와 이소프렌계 중합체를 각각 또는 병용하였을 때보다는 신도개선 효과가 적음을 확인할 수 있었다. However, in the present invention, as shown in Table 2, by using a polymer and optionally a stabilizer, while improving the penetration degree of the softening point and the temperature sensitivity index, as well as the viscosity of the various crude oils while maintaining the same penetration grade, especially thin film It was confirmed that the elongation before and after heating was significantly improved. In addition, the composition added with free sulfur showed that the softening point and viscosity were improved, but the elongation was not improved, compared to the composition before the addition, and the quality was improved by adding ethylene vinyl acetate, but the styrene-based polymer and the isoprene-based polymer were used separately or in combination. It was confirmed that the effect of improving Shinto is less than when.
특히 아스팔트와 중합체를 혼합한 조성물에 적합한 안정제를 혼합 사용하면 노화에 대한 저항성을 향상시킬 수 있으며, 하기 비교예 및 실시예를 통하여 그 결과를 확인할 수 있다. 내노화 특성을 평가하기 위하여 고온(120 ℃)에서 장기간 저장한 후 저장 전과 후의 물성, 특히 박막 가열 후의 신도를 측정하여 평가하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다. In particular, by using a stabilizer suitable for a composition mixed with asphalt and a polymer can improve the resistance to aging, the results can be confirmed through the following Comparative Examples and Examples. In order to evaluate the aging resistance, the physical properties before and after storage, especially after elongation of thin film heating, were measured after long-term storage at high temperature (120 ° C.), and the results are shown in Table 3.
상기 표 3에 나타난 바와 같이 아스팔트 단독 조성물인 비교예 1의 경우 120℃에서 10일간 저장할 경우 저장 전과 비교하여 저장 후의 신도가 급격히 감소하였으나, 비교예 1에서 사용한 아스팔트에 중합체와 안정제를 혼합한 실시예 4, 6, 15 및 16의 경우에는 고온에서 10일간 저장하여도 신도의 품질에 큰 변화가 없는 것으로 나타나, 내노화 성능과 저장 안정성이 현저히 개선되었음을 보여주고 있다. As shown in Table 3, in the case of Comparative Example 1, which is an asphalt-only composition, elongation after storage was drastically decreased compared to before storage, when stored at 120 ° C. for 10 days. In the case of 4, 6, 15, and 16, there was no significant change in elongation quality even after 10 days of storage at high temperature, indicating that the aging resistance and storage stability were significantly improved.
상기 결과로부터, 본 발명의 제조 방법에 따르면 다양한 종류의 아스팔트에 대한 품질개선이 가능하고, 특히 신도(@15℃, ASTM D113))를 측정함으로써 평가한 점착성은 매우 획기적으로 개선되는 것이 입증되었다. 또한 상기 결과에서는 신도와 더불어 침입도, 연화점, PI와 같은 아스팔트의 기계적 물성도 개선되는 것이 확인되었다.From the above results, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to improve the quality of various kinds of asphalt, and in particular, the adhesiveness evaluated by measuring the elongation (@ 15 ° C, ASTM D113) has been proved to be remarkably improved. In addition, it was confirmed that the mechanical properties of asphalt, such as penetration, softening point, and PI, were improved along with elongation.
본 발명에 따라 기존의 아스팔트에 특정 중합체를 첨가하여 제조된 아스팔트 조성물은 점도, 연화점, 신도 등의 기계적 물성이 우수하며, 고온 저장 시에도 신도의 변화가 적어서 내노화 성능 및 저장안정성이 현저하게 개서되는 효과를 제공할 수 있다. 따라서 상기 아스팔트 조성물은 도로포장에 직접 적용될 수 있을 뿐만 아니라 상기 조성물을 원료로 하여 에멀젼 상태로 재 가공한 후 도로포장 또는 산업용 방수재 등으로 널리 응용될 수 있다.Asphalt composition prepared by adding a specific polymer to the existing asphalt according to the present invention is excellent in mechanical properties such as viscosity, softening point, elongation, and the change in elongation is small even at high temperature storage, so the aging resistance and storage stability are remarkably improved. Can provide an effect. Therefore, the asphalt composition may not only be directly applied to the pavement but also may be widely applied as a pavement or industrial waterproofing material after reprocessing the composition into an emulsion state using the composition as a raw material.
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