KR101428660B1 - 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체, 파라핀 오일 및 오일흡수체가 필수성분으로서 소정의 함량비로 포함되어 있고, 필요에 따라 점착성 부여수지가 더 포함된 개질제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 개질제 조성물은 플랜트믹스 아스팔트에 적용되어서는 짧은 시간내에 아스팔트에 분산되고 또한 아스팔트의 고온 물성 저하 없이 저온 물성을 향상시키는 효과를 나타낸다.

Description

플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물 {Plant-mix type additive composition for modified asphalt}
본 발명은 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체, 파라핀 오일 및 오일흡수체가 필수성분으로서 소정의 함량비로 포함되어 있고, 필요에 따라 점착성 부여수지가 더 포함된 개질제 조성물에 관한 발명으로, 플랜트믹스 아스팔트에 적용되어서는 짧은 시간내에 아스팔트에 분산되고 또한 아스팔트의 고온 물성 저하 없이 저온 물성을 향상시키는 효과를 나타내는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물에 관한 것이다.
아스팔트는 상온에서 흑색을 띄며, 끈끈한 반고체 상태의 매우 점성이 높은 재료이다. 아스팔트의 성능을 구분하는 기준으로 침입도 등급, 공용성 등급이 있다.
침입도 등급은 ASTM D946에 측정된 아스팔트의 침입도를 근거로 아스팔트를 분류한 등급이다. 침입도는 표준 침을 기준 온도에서 규정된 하중 및 시간 동안 아스팔트에 관입시켜, 그 관입량을 아스팔트의 침입도로 규정하는 시험이다. 구체적으로 설명하면, 침입도는 25℃에서 아스팔트의 경도를 나타내는 지수로서, 아스팔트에 규정된 침의 바늘로 100 g의 힘으로 5초 동안 눌렀을 때의 침의 관입 깊이를 0.1 mm 단위로 나타낸 값으로, 침입도의 값이 작을수록 아스팔트의 굳기가 단단함을 의미한다. 이러한 침입도를 근거로 아스팔트는 40∼50, 60∼70, 85∼100, 120∼150, 200∼300의 5가지 표준 등급으로 분류된다. 즉, 침입도 40∼50의 아스팔트는 침입도 200∼300의 아스팔트 보다 단단한 아스팔트이다. 국내에서 생산되는 대표적인 도로포장용 아스팔트는 침입도 85∼100(AP-3) 등급과 침입도 60∼70(AP-5) 등급의 2 종류가 있다.
아스팔트의 성능을 구분하는 다른 등급으로서 공용성 등급은 'PG XX-YY'의 형태로 등급을 나타내며, 이때 XX는 최고온도를 의미하고, -YY는 최저온도를 의미한다. 예를 들면, PG 58-22는 예상되는 포장의 최고 사용온도가 58℃이고, 최저 사용온도가 -22℃임을 나타낸다.
아스팔트는 사용 중 고온에 노출되면 점성이 높게 되어 고온 소성이 발생하는 문제가 있고, 저온에서는 외부 충격에 의해 잘 깨지는 특성을 가지게 되어 저온 균열을 유발하는 문제가 있다. 고온 소성의 문제를 해소하기 위해서는 공용성 등급에서 최고 온도를 높이고, 저온 균열의 문제를 해소하기 위해서는 공용성 등급에서 최저 온도를 낮추어야 한다. 대표적인 도로포장용 아스팔트의 공용성 등급은 PG 64-22이다.
아스팔트의 공용성 등급을 개선하는 방법으로서, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체, 폴리올레핀계 수지, 스티렌-부타디엔 고무, 폐타이어 분말 등의 첨가제를 혼합하여 사용하는 방법이 가장 일반적이다. 이러한 첨가제에 의해 물성을 개선시킨 아스팔트를 '개질 아스팔트'라 일컫는다. 개질 아스팔트 제조를 위한 첨가제로서 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체가 가장 널리 사용되고 있는데, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체가 첨가된 개질 아스팔트는 공용성 등급의 최고 온도를 높일 수는 있으나 저온 균열을 개선하기 위한 최저 온도를 낮추는데는 한계가 있다.
저온 균열을 개선하기 위하여 아로마틱 오일 등을 사용할 수 있으나, 플랜트믹스 타입에서는 아스콘 플랜트에 별도의 액상 투입 설비가 필요하며, 아로마틱 오일의 유동점이 제한적이라 저온 등급의 개선에는 제한적이다. 또한 점성이 강한 오일유의 특성상 아스팔트의 저온 등급이 낮아진 만큼 고온 등급도 역시 낮아지는 문제가 있다.
한편, 도로용 개질 아스팔트 콘크리트(아스콘)의 제조방법은 크게 프리믹스 타입과 플랜트믹스 타입으로 구분될 수 있다. 프리믹스 타입은 대형 용융 설비에서 아스팔트에 펠렛이나 크럼 형태의 개질제(예를 들면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 등)를 투입하여 용융시킨 후 아스콘 공장 등으로 이송하여 골재와 개질 아스팔트를 혼합하여 아스콘을 제조한다. 플랜트믹스 타입은 아스콘 공장에서 골재와 아스팔트를 혼합할 때 개질제를 투입하여 아스콘을 제조한다.
도로용 개질 아스팔트 제조방법으로서 프리믹스 타입은 대형 용융 설비에서 아스팔트와 개질제를 160∼200℃에서 용융 혼합시켜 제조하기 때문에 대량 생산이 가능하다는 장점이 있어 도로 포장에 일반적으로 많이 사용된다. 그러나 대형 용융 설비에서 장시간에 걸쳐 용융시킨 후 아스콘 공장으로 이동하여 사용하기 때문에 투자비용이 많이 소요되는 대형 용융설비를 갖추어야 하며, 아스콘 공장과 이송 거리가 멀 경우 개질 아스팔트가 노화되어 성능저하를 발생시킬 수 있고, 포장 구간이 짧아 개질 아스팔트를 소량 사용하는 경우에 공정운영상 적합하지 않으며 또한 저장이나 이동시 개질제와 아스팔트가 분리되는 상분리 현상이 일어 날 수 있다는 문제점이 있다.
도로용 개질 아스팔트 제조방법으로서 플랜트믹스 타입은 아스콘 공장에서 즉시 혼합하기 때문에 저장 공정이 생략되므로 별도의 투자비용 없이 개질 아스팔트를 적용할 수 있으며 프리믹스 타입에서 발생할 수 있는 상분리 현상 및 제조 과정에서 고온에 의한 물성 저하를 최소화시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 프리믹스 타입의 적용에 어려운 짧은 구간 포장, 접근성이 용이하지 않은 도로 포장, 도로 유지보수 및 배수성과 같은 특수 아스팔트 포장에 많이 이용된다. 이러한 플랜트믹스 타입에 사용되는 아스팔트 개질제의 경우 공정상 아스팔트에 단시간에 용해되도록 하는 것이 중요하다. 만약 용융시간이 늦으면 아스팔트 혼합물의 제조 시 작업시간이 지연되는 문제가 발생하거나 충분히 용융되지 않아 개질 아스팔트로서의 제대로 된 성능을 발현할 수 없다. 플랜트믹스 방식에 사용되는 아스팔트 개질제의 용해 속도를 향상시키기 위하여, 대한민국 특허등록 제417,294호와 제655,635호에서는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체에 점착성 부여 수지와 가공 보조제를 혼합하여 사용하는 개질제 조성물이 개시되어 있다. 그러나 이러한 개질제 조성물 제조 시 고점도의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체를 사용할 경우 용융속도에 한계가 있다.
이상에서 살펴본 바대로, 플랜트믹스 타입의 개질 아스팔트 제조에 사용되는 첨가제가 갖추어야 할 요건으로는 1)아스팔트 혼합물 제조시간 이내에 빠르게 분산될 수 있어야 하고, 2)고온 등급의 감소 없이 최저 온도를 낮추어 저온 균열을 개선할 수 있어야 한다.
본 발명의 과제는 아스팔트 혼합물에서의 분산속도가 빠르고, 고온 물성 저하 없이 저온 물성을 향상시킬 수 있는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 과제는 아스팔트에 상기 개질제 조성물이 포함된 개질 아스팔트를 제공하는데 있다.
상기한 과제 해결을 위하여, 본 발명은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100 중량부, 파라핀 오일 100∼250 중량부, 및 오일흡수체 10∼60 중량부를 포함하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100 중량부, 파라핀 오일 100∼250 중량부, 오일흡수체 10∼60 중량부, 및 점착성 부여수지 5∼50 중량부를 포함하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 아스팔트 80∼98 중량%에 상기에서 정의한 개질제 조성물 2∼20 중량%가 포함된 플랜트믹스 타입 개질 아스팔트에 그 특징이 있다.
본 발명의 개질제 조성물은 플랜트믹스 타입 아스팔트에 적용되어서는 빠른시간내에 아스팔트에 분산되고, 아스팔트의 고온 물성 저하 없이 저온 물성을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
따라서 본 발명의 개질제 조성물은 플랜트믹스 타입 개질 아스팔트를 제조하기 위한 첨가제로 유용하다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물은 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체를 주성분하며, 아스팔트의 고온 물성의 저하 없이 아스팔트의 저온 물성을 개선시키기 위하여 비교적 과량의 파라핀 오일을 포함시키며, 그리고 과량의 파라핀 오일을 보다 용이하게 혼합되도록 하면서 오일이 용출되어 나오지 않도록 하기 위하여 오일흡수체를 소정의 함량비로 포함하고 있다. 이로써 본 발명의 아스팔트 개질제 조성물은 플랜트믹스 타입 아스팔트에 혼합 시에 빠르게 분산되고, 그리고 아스팔트의 고온 물성 저하 없이 저온 물성을 개선시킬 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 하기와 같다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물에 주성분으로 포함되는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것이다. 이러한 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체는 구체적으로 스티렌 함량이 10∼50 중량% 범위, 바람직하기로는 20∼45 중량% 범위이고, 중량평균분자량이 50,000∼400,000 g/mol 범위, 바람직하기로는 60,000∼300,000 g/mol 범위이고, 비닐 함량이 10∼50 중량%인 선형 또는 가지형의 공중합체를 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체는 아스팔트와의 혼화성을 증진시키기 위해 비닐 함량이 20∼40 중량%이고, 용융분산속도 증진을 위해 스티렌 블록에 테이퍼드(tapered) 구조가 도입된 공중합체를 사용 할 수 있다.
스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체에 있어, 스티렌 함량이 10 중량% 미만이면 탄성이 부족하여 아스팔트 개질 시 연화점 등의 물성이 저하될 수 있고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 플라스틱 성질이 강하게 되어 아스팔트의 저온성능을 떨어뜨릴 수 있다. 그리고, 중량평균분자량이 50,000 g/mol 미만이면 아스팔트 개질 효과가 적을 수 있고, 400,000 g/mol을 초과하는 경우에는 점도와 상전이온도가 너무 높아 아스팔트에 용융시키는데 어려움이 있게 된다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물에 포함되는 파라핀 오일은 아스팔트의 고온 물성의 저하 없이 저온 물성을 개선시키기 위하여 사용된다. 이러한 파라핀 오일은 바람직하게는 40℃ 동점도가 5∼60 cps이고, 유동점이 -16℃ 이하인 것을 사용하고, 더욱 바람직하게는 40℃ 동점도가 6∼30 cps이고, 유동점이 -20℃ 이하인 것을 사용한다. 파라핀 오일의 40℃ 동점도가 5 cps 보다 낮으면 인화점이 낮아져 개질제 조성물의 제조 온도 및 아스팔트 콘크리트 생산 온도가 제한을 받을 수 있고, 40℃ 동점도가 60 cps 보다 높으면 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체와 오일흡수체에 흡수되는 속도가 느려져 개질제 조성물 제조에 어려움이 있다. 또한, 파라핀 오일의 유동점이 -16℃를 초과하면 저온에서 오일이 쉽게 고형화되어 아스팔트의 저온 물성 개선 효과를 얻을 수 없으므로 유동점이 -16℃ 이하로 낮은 오일을 선택하여 사용할수록 아스팔트의 저온 물성 개선 효과는 좋아지게 된다. 특히 바람직하게는 파라핀 오일은 방향족 성분의 함량이 0∼15 중량%, 나프텐 함량이 30∼50 중량% 및 파라핀 함량이 40∼70 중량%이고, 40℃ 동점도가 6∼30 cps이고, 유동점이 -20℃ 이하인 파라핀 오일을 사용하는 것이다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물에는 파라핀 오일이 100∼250 중량부 범위로 비교적 과량으로 포함될 수 있다. 파라핀 오일의 함량이 100 중량부 미만이면 아스팔트의 저온 물성 개선 효과가 적은 바, 저온 물성 개선 효과를 얻기 위해서는 파라핀 오일의 함량을 증가시키는 것이 좋다. 그러나 파라핀 오일의 함량이 250 중량부를 초과하면 개질제 조성물을 장기 보관하였을 때 오일이 펠렛 형태의 개질제 표면으로 용출되어 개질제의 보관성이 나빠져 블로킹 등이 일어나 사용이 불가능하게 된다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물에 포함되는 오일흡수체는 비교적 과량으로 포함되는 파라핀 오일이 개질제 조성물에 보다 용이하게 혼합되도록 하면서 파라핀 오일이 펠렛 형태의 개질제 표면으로 용출되어 나오지 않도록 하기 위하여 사용된다.
본 발명에서는 오일흡수체로서 모세관 현상으로 파라핀 오일을 흡수할 수 있는 식물성 재료를 사용한다. 오일흡수체는 모세관 현상을 이용하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체가 흡수하지 못한 파라핀 오일을 흡수함으로써, 과량의 파라핀 오일의 사용으로 인한 문제를 방지할 수 있게 된다. 이러한 오일흡수체로는 목재나 종이류를 잘게 부순 식물소재의 분말 또는 기계적 또는 화학적 처리에 의하여 뽑아낸 식물성 섬유 등을 사용할 수 있다. 오일흡수체의 크기에 대해서는 특별한 제한을 두지 않으나, 용융설비에서 가공의 원활함을 고려할 때 분말상 오일흡수체를 사용 시에는 평균 입경크기가 0.5∼5 mm인 것을 사용하고, 섬유상 오일흡수체를 사용 시에는 평균 두께가 7∼80 ㎛이고 평균 길이는 0.5∼3 mm인 것을 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물에는 오일흡수체가 10∼60 중량부 범위로 포함될 수 있다. 오일흡수체의 함량이 10 중량부 미만이면 개질제 조성물의 제조 단계에서 파라핀 오일을 충분히 흡수하지 못하므로 흡수되지 않은 오일으로 인하여 펠렛 형태의 개질제를 제조할 수 없고, 60 중량부를 초과하면 개질제 조성물의 용융점도가 증가되어 용융 혼합 설비의 부하가 걸릴 수 있다.
또한, 본 발명의 아스팔트 개질제 조성물은 필요에 따라 아스팔트 콘크리트 제조 시에 골재와의 접착력을 강화시키기 위해 점착성 부여수지를 포함할 수 있다. 이러한 점착성 부여수지로는 방향족 탄화수소계 석유수지, 지방족 탄화수소계 석유수지, 디시클로펜타디엔계 수지, 폴리부텐, 쿠마론-인덴 수지 등의 합성 석유수지; 폴리터펜 수지, 터펜 페놀 수지, 로진, 로진 에스터 등의 천연계 석유수지; 및 상기 합성 석유수지 또는 천연계 석유수지의 수소 첨가물; 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 바람직하기로는 점착성 부여수지로서 연화점이 70∼170℃인 방향족 탄화수소계 석유수지를 주로 사용하는 것이다.
본 발명의 아스팔트 개질제 조성물에는 점착성 부여수지가 최고 60 중량부 사용되며, 바람직하기로는 5∼50 중량부 범위로 포함될 수 있다. 점착성 부여수지의 함량이 60 중량부를 초과하여 사용되면 개질제 조성물의 제조 시에 응집 현상이 발생하게 되어 가공이 어려워지며, 이를 해결하기 위해 추가적인 가공비 상승을 초래하게 된다.
또한, 본 발명의 아스팔트 개질제 조성물은 필요에 따라 통상의 첨가제 예를 들면 산화방지제, 열안정제, 대전방지제, 활제 등을 발명의 목적에 어긋나지 않은 범위에서 첨가하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 본 발명의 아스팔트 개질제 조성물은 펠렛 형상의 아스팔트 개질제로 제조할 수 있다. 펠렛 형상의 아스팔트 개질제 제조를 위한 용융 혼련 기기 및 혼련 조건은 발명의 목적에 어긋나 지 않은 범위에서 적의 선택 사용 가능하다. 혼련 기기는 폴리머 용융혼합 설비로서 구체적으로는 단축 또는 이축 압출기, 니더 및 밤바리 믹서 등을 이용할 수 있으며, 혼련 가공 온도는 사용된 폴리머들을 용융시킬 수 있는 온도로 100∼180℃를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 아스팔트 개질제가 포함된 플랜트믹스 타입 개질 아스팔트를 특징으로 한다.
본 발명의 플랜트믹스 타입 개질 아스팔트는 아스팔트 80∼98 중량%와 아스팔트 개질제 2∼20 중량%를 130∼180℃ 범위에서 용융 혼합하여 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1∼5 및 비교예 1∼6. 아스팔트 개질제의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성비로 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체, 파라핀 오일 및 오일흡수체를 슈퍼믹서에서 1차 혼합한 후, 140℃ 온도의 압출기에 넣어 용융 혼합하였다. 압출기를 통해 스트랜드로 토출한 다음, 냉각수를 통과하여 냉각된 스트랜드를 커터로 절단하여 지름 2∼3 mm 정도의 펠렛 형태의 아스팔트 개질제를 제조하였다.
본 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6에서 아스팔트 개질제를 제조하기 위해 사용된 재료는 하기와 같다.
1) SBS: 스티렌 함량이 33 중량%, 중량평균분자량이 100,OOO g/mol, 비닐 함량 40 중량%인 선형 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체
2) 파라핀 오일-L : 40℃ 동점도 10 cSt, 유동점 -30℃인 파라핀 오일
3) 파라핀 오일-M : 40℃ 동점도 20 cSt, 유동점 -18℃인 파라핀 오일
4) 파라핀 오일-H : 40℃ 동점도 80 cSt, 유동점 -10℃인 파라핀 오일
5) 오일흡수체: 재생지를 햄머 크류서 등을 사용하여 분쇄 및 기계적인 가공에 의해 단섬유 형태로 제조된 것으로, 길이는 0.01∼8 mm(평균길이 3 mm), 두께는 7∼80 ㎛인 식물성 섬유
6) 점착부여제: 연화점이 110℃인 방향족 탄화수소계 석유수지
실험예 1. 아스팔트 개질제의 물성 평가
1) 개질제의 아스팔트 용해성
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6에서 제조된 개질제의 아스팔트 용해성을 평가하기 위하여, 일본도로협회에서 제정한 포장시험법 편람에 기재되어 있는 '개질 아스팔트의 시료제작법'을 참고하였다. 용해성 평가를 위해 침입도 등급 70이며, 공용성 등급이 PG 64-22인 아스팔트를 사용하였다. 상기 아스팔트 100 중량부에 각 개질제 4 중량부를 150℃에서 혼합하면서 용해성을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
2) 가소제 용출
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6에서 제조된 개질제에 대하여 가소제 용출여부를 하기와 같은 방법으로 실험하였다. 펠렛 형태의 개질제를 50℃에서 흡유지에 올린 후 1 주일동안 방치하였다. 그리고 흡유지를 육안으로 관찰하여 오일이 묻어 있으면 '불합격', 오일이 묻어 있지 않으면 '합격'으로 판정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실 시 예 비 교 예
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6

개질제 조성물
(중량부)		 SBS 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
가소제-L 120 200 200 200 200 300 80 200 120
가소제-M 200
가소제-H 200
오일흡수체 20 30 50 30 30 30 70 50 30 5
점착부여제 30
개질제 분산 완료시간(min) 23 12 9 11 14 18 - 8 40 - 70
펠렛 크기(mm) 2∼3 2∼3 2∼3 2∼3 2∼3 2∼3 펠렛 불가 2∼3 2∼3 펠렛 불가 2∼3
오일 용출 시험 합격 합격 합격 합격 합격 합격 - 불합격 합격 - 불합격
아스팔트에 대한 개질제 용해속도는 플랜트믹스 타입 아스팔트 개질제에 요규되는 중요한 물성이다. 상기 표 1에 의하면 파라핀 오일과 오일흡수체의 함량이 증가할수록 아스팔트에 대한 용해속도가 빨라짐을 알 수 있다. 실시예 1과 비교예 6은 오일흡수체의 사용 여부에만 차이가 있을 뿐인데, 그 결과 오일흡수체가 포함된 실시예 1은 용해속도가 약 3배 빨라짐을 알 수 있다.
비교예 2는 오일흡수체가 과량으로 포함된 경우로, 기계 부하 등의 이유로 펠렛을 형성할 수 없었다. 비교예 3은 파라핀 오일이 과량으로 포함된 경우로, 펠렛을 형성할 수 있었지만 오일이 펠렛으로부터 용출되어 플랜트믹스 개질제로 사용하는데 어려움이 있음을 알 수 있다. 비교예 5는 오일흡수체의 함량이 너무 적은 경우로, 흡수되지 않은 오일이 많아 용융혼합 설비에서 슬립이 발생하여 제대로 용융되지 않아 펠렛을 제조할 수 없었다.
실험예 2. 개질 아스팔트의 고온 및 저온 물성 평가
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼6에서 제조된 개질제를 사용하여 제조된 개질 아스팔트의 고온 및 저온 물성 평가는 PG 시험을 기준으로 평가하였다.
본 PG 시험을 위해 침입도 등급 70이며, 공용성 등급이 PG 64-22인 아스팔트를 사용하였으며, 상기 아스팔트 100 중량부에 각 개질제 3 중량부를 150℃에서 용융 혼합하여 개질 아스팔트를 제조하였다.
그리고 PG 평가방법에 의해 RTFO (Rolling Thin Film Oven, 박막가열시험) 전 후에는 DSR로 고온 등급을 평가하였고, PVA(Pressure AgingVessel, 압력노화시험) 후에는 BBR을 이용하여 저온 등급을 평가 하였다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.

개질제		 아스팔트
PG 등급		 고온 물성 저온 물성
RFTO 전 RFTO 후 PAV 후
G*/sinδ
(64℃, kPa)		 G*/sinδ
(64℃, kPa)		 Stiffness
(-12℃, MPa)		 m-value
(-12℃)		 m-value
(-18℃)
- 64-22 1.35 2.61 180 0.31 0.23

실
시
예		 1 64-22 1.65 2.92 150 0.36 0.28
2 64-28 1.47 2.62 132 0.40 0.33
3 64-28 1.51 2.64 133 0.38 0.31
4 64-28 1.55 2.68 136 0.38 0.32
5 64-22 1.49 2.67 140 0.38 0.27
비
교
예		 1 64-16 1.52 2.70 190 0.28 0.20
3 64-28 1.14 2.10 125 0.42 0.34
4 64-22 1.95 3.05 190 0.33 0.23
G*/sinδ : 아스팔트의 소성변형 저항성 관련 인자
Stiffness: 휨크리프 강성으로 저온에서의 아스팔트 강성(표준 300 MPa 이하)
m-value: 휨 크리프 기울기로 급격한 취성파괴 여부(표준 0.3 이상)
상기 표 2에 의하면, 실시예 1∼5의 아스팔트 개질제를 포함하는 개질 아스팔트는 고온 물성에 영향을 미치지 않으면서 저온 물성이 개선됨을 알 수 있다. 예컨대 실시예 2와 비교예 1의 개질제는 그 함량은 동일하고 다만 파라핀 오일의 유동점이 -30℃와 -18℃로 다를 뿐이나, 저온 물성을 나타내는 m-value 값이 현격히 차이가 있음을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100 중량부;
    40℃ 동점도가 5∼60 cps이며, 유동점이 -16℃ 이하인 파라핀 오일 100∼250 중량부; 및
    모세관 현상으로 파라핀 오일을 흡수할 수 있는 오일흡수체 10∼60 중량부;
    를 포함하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  2. 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체 100 중량부;
    40℃ 동점도가 5∼60 cps이며, 유동점이 -16℃ 이하인 파라핀 오일 100∼250 중량부;
    모세관 현상으로 파라핀 오일을 흡수할 수 있는 오일흡수체 10∼60 중량부; 및
    점착성 부여수지 5∼50 중량부
    를 포함하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개질제 조성물을 100∼180℃에서 용융 혼합한 후 펠렛 형상으로 성형한 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 개질제 조성물을 100∼180℃에서 용융 혼합한 후 펠렛 형상으로 성형한 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체는 스티렌 함량이 10∼50 중량% 범위이고, 중량평균분자량이 50,000∼400,000 g/mol 범위이고, 비닐 함량이 10∼50 중량%인 선형 또는 가지형의 공중합체인 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스티렌-부타디엔-스티렌 블록공중합체는 비닐 함량이 20∼40 중량%이고, 스티렌 블록에 테이퍼드(tapered) 구조가 도입되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  7. 삭제
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    파라핀 오일은 40℃ 동점도가 6∼30 cps이며, 유동점이 -20℃ 이하인 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    파라핀 오일은 방향족 성분 0∼15 중량%, 나프텐 30∼50 중량% 및 파라핀 40∼70 중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    오일흡수체는 식물소재의 분말, 또는 식물성 섬유인 것을 특징으로 하는 플랜트믹스 타입 아스팔트용 개질제 조성물.
  11. 아스팔트 80∼98 중량%에, 상기 청구항 제 1 항 내지 제 4 항 중에서 선택된 어느 한 항의 개질제 조성물 2∼20 중량%가 포함된 플랜트믹스 타입 개질 아스팔트.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104446159A (zh) * 2014-11-13 2015-03-25 长安大学 一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法
WO2016072584A1 (ko) * 2014-11-04 2016-05-12 주식회사 엘지화학 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 조성물

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101661309B1 (ko) * 2015-09-25 2016-10-04 주식회사 드림아스콘 분말 또는 입상형 재생 아스팔트 첨가제 및 이를 포함하는 재생 아스팔트 콘크리트 혼합물
KR101696402B1 (ko) * 2016-09-20 2017-01-16 주식회사 드림아스콘 입상 분말형 재생 아스팔트 콘크리트 첨가제 조성물 및 이의 제조 방법
US11634585B2 (en) * 2019-12-06 2023-04-25 Bmic Llc Compatibilizer precursor, methods, systems, and uses thereof, and formulations including the same
KR102199284B1 (ko) * 2020-03-19 2021-01-08 (주)일우피피씨 내구성이 향상되는 저소음 아스팔트콘크리트

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458169B1 (ko) * 2002-07-26 2004-11-20 금호석유화학 주식회사 비대칭 다중블록 ｓｂｓ 중합체 및 이의 제조 방법
KR100771068B1 (ko) * 2007-03-09 2007-10-29 주식회사 케이씨앤지 엘라스토머를 이용한 고무칩 및 탄성 포장재 제조 방법
KR101123783B1 (ko) * 2011-05-24 2012-03-12 금호석유화학 주식회사 셀룰로스 파이버를 혼입한 고분자 개질 중온화 첨가제 및 이를 사용한 아스팔트와 아스팔트 혼합물의 제조방법
KR101127762B1 (ko) 2011-05-24 2012-03-16 한국건설기술연구원 셀룰로스 파이버를 혼입한 중온화 첨가제를 사용한 아스팔트 및 이를 이용한 중온 아스팔트 혼합물의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458169B1 (ko) * 2002-07-26 2004-11-20 금호석유화학 주식회사 비대칭 다중블록 ｓｂｓ 중합체 및 이의 제조 방법
KR100771068B1 (ko) * 2007-03-09 2007-10-29 주식회사 케이씨앤지 엘라스토머를 이용한 고무칩 및 탄성 포장재 제조 방법
KR101123783B1 (ko) * 2011-05-24 2012-03-12 금호석유화학 주식회사 셀룰로스 파이버를 혼입한 고분자 개질 중온화 첨가제 및 이를 사용한 아스팔트와 아스팔트 혼합물의 제조방법
KR101127762B1 (ko) 2011-05-24 2012-03-16 한국건설기술연구원 셀룰로스 파이버를 혼입한 중온화 첨가제를 사용한 아스팔트 및 이를 이용한 중온 아스팔트 혼합물의 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016072584A1 (ko) * 2014-11-04 2016-05-12 주식회사 엘지화학 아스팔트 개질제 및 이를 포함하는 아스팔트 조성물
US9926448B2 (en) 2014-11-04 2018-03-27 Lg Chem, Ltd. Asphalt modifier and asphalt composition comprising the same
CN104446159A (zh) * 2014-11-13 2015-03-25 长安大学 一种竹纤维改性沥青混合料的制备方法

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