KR101439294B1 - 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물 - Google Patents

왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물 Download PDF

Info

Publication number
KR101439294B1
KR101439294B1 KR1020130125892A KR20130125892A KR101439294B1 KR 101439294 B1 KR101439294 B1 KR 101439294B1 KR 1020130125892 A KR1020130125892 A KR 1020130125892A KR 20130125892 A KR20130125892 A KR 20130125892A KR 101439294 B1 KR101439294 B1 KR 101439294B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wax
asphalt
weight
additive composition
mixture
Prior art date
Application number
KR1020130125892A
Other languages
English (en)
Inventor
양재봉
최영식
이광호
박지용
Original Assignee
한국석유공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국석유공업 주식회사 filed Critical 한국석유공업 주식회사
Priority to KR1020130125892A priority Critical patent/KR101439294B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101439294B1 publication Critical patent/KR101439294B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C08L91/06—Waxes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2555/00—Characteristics of bituminous mixtures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Abstract

본 발명은 식물성 왁스 30~67 중량%; 폴리에틸렌 왁스 30~67 중량%; 박리 방지제 1~20 중량%; 계면 활성제 1~20 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물을 제시함으로써, 수분 민감도를 향상시키고, 아스팔트의 점도를 효과적으로 낮추며, 장기 저장성, 내구성 및 작업성이 우수하고 아스팔트 및 첨가제의 냄새를 제거하도록 한다.

Description

왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물{WARM-MIX ASPHALT ADDITIVE COMPOSITION AND ASPHALT FOR LOW CARBON DIOXIDE GREEN GROWTH USING THE SAME}
본 발명은 건설 재료 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물에 관한 것이다.
전 세계적으로 지구 온난화와 이상 기온 현상으로 환경 문제에 대한 관심이 고조되면서 도로포장의 기능성을 개선하면서 이산화탄소 발생을 감소시킬 수 있는 친환경적인 기술개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 기술 중 하나로서, 저탄소 효과가 우수한 것으로 평가되고 있는 도로포장 공법이 중온 아스팔트 포장(Warm-Mix Asphalt, WMA)이다.
중온 아스팔트 포장은 도로 포장에서 일반적으로 적용하고 있는 가열 아스팔트 포장(Hot Mix Asphalt, HMA)의 생산온도 및 시공온도를 저감하는 목표와, 아스팔트의 점성을 낮추어 낮은 온도 조건에서도 골재와의 접착력을 강화시키고, 생산 효율을 향상시키는 것을 목표로 기술 개발이 이루어져 왔다.
구체적으로, 중온 아스팔트 포장과 관련된 기술로는 Foaming, Zeolite, 유기첨가제, 액상형 화학 첨가제 등의 기술로 분류할 수 있다.
먼저, Foaming 기술은 물과 아스팔트 사이에서 발생하는 거품 효과를 이용하는 기술로서, WAM Form, Terex WMA System, Double-Barrel Green, LEA (Low Energy Asphalt), LEA-CO, EBE, EBT, LEAB, Ultrafoam GX, LT Asphalt 등을 사용한다.
Zeolite기술은 아스팔트에 천연 또는 합성 Zeolite을 이용하여 거품효과를 이용하는 기술로서, Aspha-Min, Advera WMA Zeolite등을 사용한다.
유기 첨가제를 이용하여 아스팔트 점도를 낮추는 기술은 Sasobit, Asphaltan B, Licomont BS 100 등을 사용한다.
다음으로, 액상형 화학 첨가제를 이용하여 점도를 낮추는 기술은 Iterlow T, Rediset, Cecabase RT, Evotherm, Revix or Evotherm 3G 등을 사용한다.
위의 중온 아스팔트 포장 기술 중, 특히 유기 첨가제를 이용한 기술은 첨가제가 규칙적인 분자배열에 의한 결정화 구조로 형성됨에 따라, 용융온도 이상에서의 저점도와 용융온도 이하에서의 결정생성에 의한 아스팔트 개질 효과를 동시에 갖는 장점으로 인해 가장 효과적이고, 적용성이 뛰어난 기술이라 할 수 있다.
그런데, 이와 같은 종래의 중온 아스팔트 포장 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 중온 아스팔트의 수분 민감도 평가결과, 일반 가열 아스팔트에 비해 그 값이 낮아진다는 문제점이다.
위의 수분 민감도란, 아스팔트 포장의 수분에 대한 저항성을 평가하는 것으로서, 아스팔트 포장체가 필연적으로 겪게 되는 우수에 의한 수분침투 및 이로 인한 골재의 탈리현상, 균열 발생에 대한 예측을 할 수 있는 중요한 평가 항목 중 하나이다.
아스팔트 혼합물이 수분에 의해 약화되는 현상은 아스팔트 혼합물에서 골재가 탈리되거나 균열이 발생되는 것으로 확인할 수 있다.
특히, 골재에 수분이 함유되어 있는 상태에서 동결융해를 거치게 되면, 그 약화 현상이 급격히 가속화된다.
이러한 경향은 온도변화에 따른 수분의 부피 팽창에서 기인한 것이라 할 수 있다.
또한, 수분 민감도 저하 현상의 또 하나의 원인으로서, 아스팔트의 점도 상승으로 인한 바인더가 골재에 스며드는 성질의 저하라고 할 수 있다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
앞서 설명한, 유기 첨가제를 이용한 중온 아스팔트 기술에 있어서, 유기 첨가제는 기본적으로 일반 아스팔트보다 점도를 낮추는 역할을 한다.
그러나 이러한 점도를 낮추는 효과가 가열 아스팔트와의 30℃ 차이를 없애주지 못한다.
일반적으로, 중온 아스팔트 130℃에서의 점도가 가열 아스팔트 160℃에서의 점도보다 높게 되는 점을 고려할 때 점도 상승 요인이 아스팔트 바인더가 골재에 충분히 스며들어 접착성을 발현하는 과정을 방해하게 되는 것이다.
이와 같은 문제점으로 인하여, 중온 아스팔트 기술 중 가장 경제적이고 적용성이 높은 유기 첨가제를 이용한 기술에 있어서, 수분 민감도를 효과적으로 높일 수 있는 기술의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 수분 민감도를 향상시키고, 아스팔트의 점도를 효과적으로 낮추며, 장기 저장성, 내구성 및 작업성이 우수하고 아스팔트 및 첨가제의 냄새를 제거한 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 식물성 왁스 30~67 중량%; 폴리에틸렌 왁스 30~67 중량%; 박리 방지제 1~20 중량%; 계면 활성제 1~20 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물을 제시한다.
상기 식물성 왁스는 카나우바(carnauba) 야자의 잎에서 건조 추출된 카나우바(carnauba) 왁스 또는 초본류 식물 칸델릴라(candelilla)에서 추출된 칸델릴라(candelilla) 왁스 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 식물성 왁스는 융점이 80~88℃이고, 인화점이 280~285℃인 것이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌 왁스는 분자량이 1,500~100,000이며, 저밀도 폴리에틸렌 왁스 또는 고밀도 폴리에틸렌 왁스 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 폴리에틸렌 왁스는 융점이 85~140℃이고, 140℃에서의 용융점도가 150~250cPs이며, 밀도가 0.91~0.96g/cm3인 것이 바람직하다.
상기 박리 방지제는 메틸 펜타메틸렌 디아민(Methyl pentamethylene diamine), 지방산 폴리 아민(Fatty acids polyamine), 메틸 파스포릭 산(methylene phosphonic acid), 알킬 아미도 폴리아민(Alkyl amido polyamine), 알킬 아미도 이미다졸 폴리아민(Alkyl amido imidazole polyamine) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 박리 방지제는 밀도가 0.94~0.96g/cm3이며, 25℃에서의 용융점도가 250~350cPs인 것이 바람직하다.
상기 계면 활성제는 양이온 계면 활성제인 것이 바람직하다.
상기 양이온 계면 활성제는 리니어 알킬 아민(linear alkyl amine), 리니어 알킬 암모늄(linear alkyl ammonium), 리니어 디아민(linear diamine), n-도데실 피리디늄 클로라이드(n-dodecyl pyridinium chloride), 이미다졸(imidazole), 몰포린 화합물(morpholine compound) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 양이온 계면 활성제는 밀도가 0.90~0.94g/cm3이고, 증기압이 0.012~0.018mmHg이며, 비등점이 245~247℃이고, 인화점이 110~115℃인 것이 바람직하다.
냄새 제거제 0.01~0.1 중량%;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 냄새 제거제는 카르복시산(carboxylic acid), 제올라이트, 알데히드(long-chain aldehyde), 세틸트리메틸암모니움 브로마이드(cethltrimethylammonium bromide), 라우릴벤질암모늄 클로라이드(laurylbenzylammonium cholride), 스테아릴벤질암모늄 클로라이드, 스테아릴트리메틸암모늄 클로라이드, 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드, 에틸렌 클로라이드(ethylene chloride), 불포화 에스테르(unsaturated ester) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 왁스형 중온 첨가제 조성물을 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물로서, 상기 왁스형 중온 첨가제 조성물 0.05~0.2 중량%; 아스팔트 3~6 중량%; 골재 90~95 중량%; 필러 1~4 중량%;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소 아스팔트 혼합물을 함께 제시한다.
본 발명은 수분 민감도를 향상시키고, 아스팔트의 점도를 효과적으로 낮추며, 장기 저장성, 내구성 및 작업성이 우수하고 아스팔트 및 첨가제의 냄새를 제거한 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물을 제시한다.
도 1은 본 발명에 의한 왁스형 중온 첨가제 조성물의 성능을 검증하기 위한 실험예로서, 온도에 따른 첨가제의 점도변화를 도시한 그래프.
이하, 첨부 표를 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명에서 제시하는 왁스형 중온 첨가제 조성물은 식물성 왁스 30~67 중량%; 폴리에틸렌 왁스 30~67 중량%; 박리 방지제 1~20 중량%; 계면 활성제 1~20 중량%;를 포함하여 구성된다,
특히, 본 발명은 종래에 사용되는 왁스형 중온 첨가제 조성물의 성분과 더불어, 박리 방지제 및 계면 활성제를 추가로 혼입한다는 점이 특징이다.
표 1은 본 발명의 왁스형 중온 첨가제 조성물의 성분 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00001
표 1에 나타낸 성분 배합비에 따라 혼입된 본 발명의 왁스형 중온 첨가제 조성물을 통해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 식물성 왁스 및 폴리에틸렌 왁스를 혼입함에 따라, 중온 아스팔트 혼합온도 및 다짐온도를 낮추고, 중온 아스팔트의 점도를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
이를 통해, 중온 아스팔트의 점도 상승으로 인하여 수분 민감도가 저하되는 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
둘째, 박리 방지제를 혼입함에 따라, 중온 아스팔트와 골재 사이의 접착력을 높여 수분 민감도를 향상시키고, 혼합 시 박리 방지 기능을 높이는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 종래의 중온 첨가제는 아스팔트 점도를 효과적으로 낮추기 어려우므로, 아스팔트 바인더가 골재에 스며들어 접착성을 발현하는 성질이 저하되는 문제점이 있지만, 본 발명의 중온 첨가제는 박리 방지제를 혼입함에 따라 위의 문제점을 방지할 수 있는 것이다.
셋째, 계면 활성제를 혼입함에 따라, 아스팔트와 중온 첨가제의 분산력을 증가시켜 중온 아스팔트의 장기 저장성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
넷째, 본 발명의 중온 첨가제는 냄새 제거제 0.01~0.1 중량%;를 추가로 혼입함에 따라, 박리 방지제와 계면 활성제의 아민(amine) 특유의 암모니아 향을 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
표 2는 위의 냄새 제거제를 추가로 혼입한 중온 첨가제의 성분 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00002
다섯째, 본 발명에서 제시하는 왁스계열의 중온 첨가제 조성물은, 다른 계열의 중온 첨가제에 비하여 원가가 낮기 때문에 경제적 측면에서도 유리하며, 실제 적용성이 뛰어나다는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 왁스형 중온 첨가제 조성물에 사용된 각각의 성분의 특징과 그에 따른 효과에 대하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 식물성 왁스는 브라질 동북부 지대에서 자생하는 카나우바(carnauba) 야자의 잎에서 건조 추출된 카나우바(carnauba) 왁스 또는 초본류 식물 칸델릴라(candelilla)에서 추출된 칸델릴라(candelilla) 왁스 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징이다.
이들은 지방산 에스테르(fatty acid ester), 지방 알콜(fatty alcohol), 산(acid)과 탄화수소(hydrocarbon) 등으로 구성되며, 노란색의 플레이크 형태에 자극적인 냄새가 난다.
또한, 본 발명에서 사용되는 식물성 왁스는 융점이 80~88℃이고, 인화점이 280~285℃인 것을 특징으로 한다.
폴리에틸렌 왁스는 분자량이 1,500~100,000이며, 천연 가스나 나프타를 분해하여 생성한 에틸렌을 중합하여 형성한다.
저밀도 폴리에틸렌 왁스 또는 고밀도 폴리에틸렌 왁스 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 특징이며, 융점이 85~140℃이고, 140℃에서의 용융점도가 150~250cPs이며, 밀도가 0.91~0.96g/cm3인 것을 사용한다.
박리 방지제는 안정적으로 중온 아스팔트와 골재 사이의 접착력을 높여주고, 특히 골재면이 젖어있을 경우 부착력을 향상시킴과 동시에, 한 번 부착한 아스팔트가 외력이나 우수 등에 의하여 벗겨지는 것을 방지하는 저항력을 증대시키며, 혼합 시 박리 방지의 기능을 하는 성분이다.
본 발명의 박리 방지제는 메틸 펜타메틸렌 디아민(Methyl pentamethylene diamine), 지방산 폴리 아민(Fatty acids polyamine), 메틸 파스포릭 산(methylene phosphonic acid), 알킬 아미도 폴리아민(Alkyl amido polyamine), 알킬 아미도 이미다졸 폴리아민(Alkyl amido imidazole polyamine) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것이 특징이다.
또한, 박리 방지제는 황색 액체상태이고, 밀도가 0.94~0.96g/cm3이며, 25℃에서의 용융점도가 250~350cPs인 것이 바람직하다.
계면 활성제는 첨가제를 골고루 분산시켜 성능을 발휘할 수 있도록 해주며, 그 특성인 표면장력, 표면흡착, 부식방지, 미셸 형성능력, 용해성 등에 의해 나타나는 성질이 다양하므로 이들 성질을 적절하게 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
계면 활성제는 양이온, 비이온, 음이온, 양성 계면활성제로 분류할 수 있다.
양이온 계면활성제는 리니어 알킬 아민(linear alkyl amine), 리니어 알킬 암모늄(linear alkyl ammonium), 리니어 디아민(linear diamine), n-도데실 피리디늄 클로라이드(n-dodecyl pyridinium chloride), 이미다졸(imidazole), 몰포린 화합물(morpholine compound) 등이 있고, 비이온 계면활성제는 에톡시 레이티드 알코올(ethoxylated alcohol), 알킬페놀(alkyl phenol), 지방산 에스테르(fatty acid ester), 질소계 비이온성 계면활성제(nitrogenated nonionic surfactant) 등이 있으며, 음이온 계면활성제는 황산염(sulfate), 술폰산염(sulfonate), 유기인산 계열 계면활성제(organo phosphored surfactant), 사르코사이드(sarcoside), 알킬 아미노산(alkyl amino acid) 등이 있고, 양성 계면활성제는 아미노 프로피온산(amino propionic acid), 이미도 프로피온산(imido propionic acid), 4기 화합물(quaternized compound) 등이 있다.
이 중에서, 본 발명에서는 분자 구조 C10H22N2의 무색 액체 상태의 밀도 0.92g/cm3, 증기압 0.015mmHg, 비등점 245~247℃, 인화점 112℃, 분자량 170.29의 양이온 계면 활성제를 사용하며, 위에서 설명한 양이온 계면 활성제의 종류들 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 사용한다.
본 발명에서 혼입되는 박리 방지제와 계면 활성제는 암모니아의 수소 원자를 탄화수소기로 치환한 형태의 화합물인 아민(amine)을 특징으로 하는 첨가제이므로, 암모니아와 비슷한 특유의 냄새와 아스팔트의 냄새를 제거하기 위하여 흡착, 흡수, 용해성 반응을 통해 냄새를 중화 및 제거하는 냄새 제거제를 사용한다.
냄새 제거제는 카르복시산(carboxylic acid), 제올라이트, 알데히드(long-chain aldehyde), 세틸트리메틸암모니움 브로마이드(cethltrimethylammonium bromide), 라우릴벤질암모늄 클로라이드(laurylbenzylammonium cholride), 스테아릴벤질암모늄 클로라이드, 스테아릴트리메틸암모늄 클로라이드, 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드, 에틸렌 클로라이드(ethylene chloride), 불포화 에스테르(unsaturated ester) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 사용한다.
본 발명의 왁스형 중온 첨가제 조성물은 하기 표 3에 나타낸 성분 배합비에 따라 저탄소 아스팔트 혼합물로 제조된다.
Figure 112013095321884-pat00003
즉, 본 발명에서 제시하는 저탄소 아스팔트 혼합물은 왁스형 중온 첨가제 조성물 0.05~0.2 중량%; 아스팔트 3~6 중량%; 골재 90~95 중량%; 필러 1~4 중량%;를 포함하여 구성되는 점이 특징이다.
위와 같이, 본 발명의 왁스형 중온 첨가제 조성물을 혼입하여 형성된 저탄소 아스팔트 혼합물을 통해 다음과 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 일반 아스팔트와 비교하여 공극율을 낮출 수 있다는 장점이 있다.
따라서, 다짐 성능이 더 우수하고, 아스팔트 혼합물 생산 시에 필요한 아스팔트의 양을 절감할 수 있으므로 작업성 및 경제성을 모두 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 마샬 안정도 및 수분 민감성을 높임에 따라, 아스팔트의 품질을 확보하고 내구성을 확보하는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 효과를 알아보기 위한 실험예에 관하여 설명한다.
표 4는 본 발명의 왁스형 중온 첨가제의 성능시험에 사용된 첨가제의 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00004
성능시험에 사용된 중온 첨가제의 성분 중, 식물성 왁스는 C7H5HgNO3의 분자 구조의 특징을 갖는 카나우바(carnauba) 왁스를 사용하였으며, 폴리에틸렌 왁스는 [C2H4]N 분자 구조의 저밀도 폴리에틸렌 왁스를 사용하였다.
또한, 박리 방지제는 알킬 아미도 폴리아민(Alkyl amido polyamine) 즉, Mixture of N-(2ethylhexyl)alkylamide, and polyethylenepolyamines reaction products with isostearic acid and disubstituted methanal을 사용하였다.
계면 활성제는 리니어 디아민(linear diamine) 즉, 분자 구조 C10H22N2의 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamine ; Isophorone diamine을 사용하였다.
냄새 제거제는 세틸트리메틸암모니움 브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide) 즉, 분자구조 C19H42BrN, 분자량 364.446의 N,N,N-Trimethyl-1-hexadecanaminium bromide ; Hexadecyltrimethyl ammonium bromide을 사용하였다.
위와 같은 성분들의 배합비에 따라 혼입된 왁스형 중온 첨가제의 회전점도, 장기 저장성, PG(Performance Grade)등급, 냄새 제거에 대한 성능시험을 실시하였다.
먼저, 표 5는 본 발명의 중온 첨가제의 회전점도에 대한 성능시험 결과를 나타낸 것이며, 온도에 따른 점도 변화 그래프를 도 1에 도시하였다.
Figure 112013095321884-pat00005
표 5 및 도 1에 나타낸 바와 같이, 폴리에틸렌 왁스만 혼입한 경우, 1차적으로 110~130℃에서 점도를 낮아지고, 식물성 왁스만 혼입한 경우, 1차적으로 90~110℃에서 점도를 낮아지며, 두 왁스를 모두 혼합하여 사용할 경우에 가장 낮은 점도 거동을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
또한, 아무것도 혼입하지 않은 일반 아스팔트 즉, 시험체 AP-5의 경우와 비교하여 폴리에틸렌 왁스와 식물성 왁스를 모두 혼입한 첨가제의 점도가 확연히 낮다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 중온 첨가제는 위와 같은 점도 변화로 인해, 중온에서 아스팔트의 점도를 효과적으로 낮출 수 있으므로, 아스팔트와 골재와의 코팅력이 우수해지고, 생산의 효율이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
표 6은 본 발명의 중온 첨가제의 장기 저장성에 대한 성능시험 결과를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00006
표 6에 나타낸 바와 같이, 왁스형 중온 첨가제를 적용한 바인더의 장기 저장성 성능 평가결과, 상하간의 차이가 거의 없는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 중온 첨가제에 양이온 계면 활성제를 혼입함에 따라,첨가제의 분산이 잘 이루어져 상분리가 발생하는 것을 방지할 수 있다,
표 7은 본 발명의 중온 첨가제의 PG등급을 평가한 결과를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00007
표 7에 나타낸 바와 같이, 왁스형 중온 첨가제를 적용한 Original 바인더의 G*/sinδ 값이 AP-5보다 다소 높은 결과를 나타내 같은 64등급이지만 그 이상의 성능을 나타낼 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
또한, RTFO 바인더와의 차이가 AP-5보다 적어 노화에 영향을 덜 받는 것을 알 수 있다.
BBR 결과 역시 Stiffness와 m-value 값이 AP-5와 동등하거나 그 이상의 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
표 8은 본 발명의 왁스형 중온 첨가제의 냄새 제거에 대한 성능시험을 하기 위하여, 환경관리공단 악취공정시험방법에 명시된 악취감도 구분 기분을 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00008
표 9는 표 8에 나타낸 기준에 따라, 본 발명의 왁스형 중온 첨가제의 냄새 제거에 대한 성능 시험결과를 나타내 것이다.
Figure 112013095321884-pat00009
표 9에 나타낸 바와 같이, 냄새 제거제를 혼입하지 않은 첨가제의 경우, 악취감도가 2.6을 나타낸 반면, 냄새 제거제를 혼입한 첨가제의 경우, 악취감도가 0.6을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 중온 첨가제는 냄새 제거제를 혼입함에 따라, 그렇지 않은 첨가제와 비교하여 약 4.3배의 냄새를 제거하는 효과를 얻을 수 있다.
표 10은 본 발명의 왁스형 중온 첨가제를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물의 성능시험에 사용된 성분 배합비를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00010
표 10에 나타낸 성분 배합비에 따라 형성한 본 발명의 저탄소 아스팔트 혼합물의 공극율, 마샬 안정도 및 수분 민감성에 대하여 성능시험을 실시하였다.
성능시험을 위하여, 본 발명의 왁스형 중온 첨가제를 혼입한 저탄소 아스팔트 혼합물을 135℃에서 혼합하여 115℃에서 다짐하여 제조하였고, 비교예의 시험체인 AP-5는 160℃에서 혼합하여 140℃에서 다짐하여 제조하여 비교하였다.
표 11은 본 발명의 저탄소 아스팔트 혼합물와 비교예 AP-5의 공극율을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00011
표 11에 나타낸 바와 같이, 비교예 AP-5와 비교하여 동일 아스팔트 함량일 때에 본 발명의 저탄소 아스팔트 혼합물이 더 낮은 공극율을 나타내어 다짐 성능이 더 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 아스팔트 혼합물 생산 시에 상대적으로 적은 아스팔트 양으로 같은 공극율의 혼합물 생산이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
표 12는 본 발명의 저탄소 아스팔트 혼합물과 비교예 AP-5의 마샬 안정도 및 수분 민감성을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
Figure 112013095321884-pat00012
표 12에 나타낸 바와 같이, 마샬 안정도의 경우 비교예 AP-5가 더 높은 안정도를 나타내었지만, 중온 첨가제를 혼입한 혼합물의 안정도도 기준값을 충분히 만족함을 알 수 있다.
또한, 수분 민감성에 대한 박리 방지제의 효과를 비교하기 위하여, 왁스형 중온 첨가제에 박리 방지제를 적용한 것과 미적용한 혼합물을 비교하였다.
그 결과, 비교예인 AP-5는 기준값을 만족하지 못했고, 박리 방지제를 혼입하지 않은 첨가제를 사용한 혼합물 역시 기준값을 만족하지 못하고, AP-5보다 낮은 수분 민감성을 나타냈다.
반면, 박리 방지제를 혼입한 첨가제를 사용한 아스팔트 혼합물의 경우, 중온에서도 기준값 이상의 수분 민감성을 나타내는 것으로 확인되었다.
따라서, 본 발명에서 제시하는 성분 배합비에 따라 아스팔트 혼합물을 제조할 경우, 중온에서도 안정도 및 수분 민감성이 높아 품질을 확보하고, 시공성 및 내구성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 식물성 왁스 30~67 중량%;
    폴리에틸렌 왁스 30~67 중량%;
    박리 방지제 1~20 중량%;
    계면 활성제 1~20 중량%;
    냄새 제거제 0.01~0.1 중량%;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 식물성 왁스는
    카나우바(carnauba) 야자의 잎에서 건조 추출된 카나우바(carnauba) 왁스 또는 초본류 식물 칸델릴라(candelilla)에서 추출된 칸델릴라(candelilla) 왁스 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 식물성 왁스는
    융점이 80~88℃이고, 인화점이 280~285℃인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 왁스는
    중량평균 분자량이 1,500~100,000이며,
    저밀도 폴리에틸렌 왁스 또는 고밀도 폴리에틸렌 왁스 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌 왁스는
    융점이 85~140℃이고, 140℃에서의 용융점도가 150~250cPs이며, 밀도가 0.91~0.96g/cm3인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 박리 방지제는
    메틸 펜타메틸렌 디아민(Methyl pentamethylene diamine), 지방산 폴리 아민(Fatty acids polyamine), 메틸렌 포스폰 산(methylene phosphonic acid), 알킬 아미도 폴리아민(Alkyl amido polyamine), 알킬 아미도 이미다졸 폴리아민(Alkyl amido imidazole polyamine) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 박리 방지제는
    밀도가 0.94~0.96g/cm3이며, 25℃에서의 용융점도가 250~350cPs인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 계면 활성제는
    양이온 계면 활성제인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 양이온 계면 활성제는
    리니어 알킬 아민(linear alkyl amine), 리니어 알킬 암모늄(linear alkyl ammonium), 리니어 디아민(linear diamine), n-도데실 피리디늄 클로라이드(n-dodecyl pyridinium chloride), 이미다졸(imidazole), 몰포린 화합물(morpholine compound) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 양이온 계면 활성제는
    밀도가 0.90~0.94g/cm3이고, 증기압이 0.012~0.018mmHg이며, 비등점이 245~247℃이고, 인화점이 110~115℃인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 냄새 제거제는
    카르복시산(carboxylic acid), 제올라이트, 알데히드(long-chain aldehyde), 세틸트리메틸암모니움 브로마이드(cetyltrimethylammonium bromide), 라우릴벤질암모늄 클로라이드(laurylbenzylammonium cholride), 스테아릴벤질암모늄 클로라이드, 스테아릴트리메틸암모늄 클로라이드, 디스테아릴 디메틸 암모늄 클로라이드, 에틸렌 클로라이드(ethylene chloride), 불포화 에스테르(unsaturated ester) 중 어느 하나 또는 2 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 왁스형 중온 첨가제 조성물.
  13. 제 1항 내지 제 10항 또는 제 12항 중 어느 한 항의 왁스형 중온 첨가제 조성물을 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물로서,
    상기 왁스형 중온 첨가제 조성물 0.05~0.2 중량%;
    아스팔트 3~6 중량%;
    골재 90~95 중량%;
    필러 1~4 중량%;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 저탄소 아스팔트 혼합물.
KR1020130125892A 2013-10-22 2013-10-22 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물 KR101439294B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130125892A KR101439294B1 (ko) 2013-10-22 2013-10-22 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130125892A KR101439294B1 (ko) 2013-10-22 2013-10-22 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101439294B1 true KR101439294B1 (ko) 2014-09-12

Family

ID=51759828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130125892A KR101439294B1 (ko) 2013-10-22 2013-10-22 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101439294B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633944A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 中国石油化工股份有限公司 沥青温拌剂，其制备方法及应用
CN106633943A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 中国石油化工股份有限公司 一种温拌硬质沥青及其制备方法
CN110028801A (zh) * 2019-04-25 2019-07-19 青岛中塑高新材料有限公司 一种改性沥青流动剂及其制备方法
KR20200065260A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 금호석유화학 주식회사 취급성이 개선된 친환경 재생첨가제 및 그것을 포함하는 아스팔트 포장재
KR20220098448A (ko) 2021-01-04 2022-07-12 에스케이이노베이션 주식회사 고성능 아스팔트 조성물, 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 아스팔트 혼합물의 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009062925A1 (en) 2007-11-14 2009-05-22 Akzo Nobel N.V. Asphalt modifiers for 'warm mix' applications including adhesion promoter
KR100949380B1 (ko) 2009-08-31 2010-03-25 한국건설기술연구원 중온 아스팔트 혼합물용 저탄소 첨가제
KR20110026038A (ko) * 2009-09-07 2011-03-15 허정도 폐아스콘 100%를 도로포장에 재사용하기 위한 온도조정 개질 재생아스콘의 조성물과 그 제조방법
KR101060997B1 (ko) 2010-12-15 2011-09-01 한국건설기술연구원 저탄소 중온 아스팔트 혼합물용 액상형 중온화 첨가제

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009062925A1 (en) 2007-11-14 2009-05-22 Akzo Nobel N.V. Asphalt modifiers for 'warm mix' applications including adhesion promoter
KR100949380B1 (ko) 2009-08-31 2010-03-25 한국건설기술연구원 중온 아스팔트 혼합물용 저탄소 첨가제
KR20110026038A (ko) * 2009-09-07 2011-03-15 허정도 폐아스콘 100%를 도로포장에 재사용하기 위한 온도조정 개질 재생아스콘의 조성물과 그 제조방법
KR101060997B1 (ko) 2010-12-15 2011-09-01 한국건설기술연구원 저탄소 중온 아스팔트 혼합물용 액상형 중온화 첨가제

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106633944A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 中国石油化工股份有限公司 沥青温拌剂，其制备方法及应用
CN106633943A (zh) * 2015-11-02 2017-05-10 中国石油化工股份有限公司 一种温拌硬质沥青及其制备方法
CN106633943B (zh) * 2015-11-02 2019-01-08 中国石油化工股份有限公司 一种温拌硬质沥青及其制备方法
KR20200065260A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 금호석유화학 주식회사 취급성이 개선된 친환경 재생첨가제 및 그것을 포함하는 아스팔트 포장재
KR102169235B1 (ko) * 2018-11-30 2020-10-23 금호석유화학 주식회사 취급성이 개선된 친환경 재생첨가제 및 그것을 포함하는 아스팔트 포장재
CN110028801A (zh) * 2019-04-25 2019-07-19 青岛中塑高新材料有限公司 一种改性沥青流动剂及其制备方法
KR20220098448A (ko) 2021-01-04 2022-07-12 에스케이이노베이션 주식회사 고성능 아스팔트 조성물, 이를 포함하는 아스팔트 혼합물 및 아스팔트 혼합물의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101439294B1 (ko) 왁스형 중온 첨가제 조성물 및 이를 이용한 저탄소 아스팔트 혼합물
JP6204883B2 (ja) 接着増進剤を含む、「中温化混合物」用途向けアスファルト改質剤
DK1877492T3 (en) MODIFIED ASPHALT BINDING MATERIAL USING THE CROSS-BONDED RUBBER MIGRANULATE AND PROCEDURE FOR MANUFACTURING A MODIFIED ASphalt Binder
AU2006311065B2 (en) Bitumen composition
AU2018267000B2 (en) Bituminous compositions comprising an amine additive and a hydroxide, their preparation process and applications
US7998265B2 (en) Asphalt compositions and the preparation thereof
JP5771613B2 (ja) 低針入度グレードのビチューメン結合剤由来の貯蔵安定な乳剤
EP2970670B1 (en) Performance modifiers for bitumen comprising straight and branched chain fatty amide waxes
US8697781B2 (en) Bituminous mixtures with a high polymer content
EP2898037A1 (en) Preparation and uses of bio-adhesives
RU2018144706A (ru) Битумная композиция, содержащая смесь восков, состоящую из нефтяного сырого парафина и воска фишера-тропша, применение смеси восков в битумных композициях, применение битумной композиции в асфальтовых композициях, асфальтовые композиции, содержащие битумную композицию, и способ изготовления асфальтовых покрытий из них
KR101863295B1 (ko) 노화 아스팔트 도로포장의 재활용을 위한 중온 재생첨가제 조성물, 및 폐아스콘과 중온 재생첨가제 조성물을 포함하는 아스팔트 콘크리트 조성물
WO2015193909A1 (en) Quaternary organosilane-ester/amide compounds and applications thereof.
KR101995899B1 (ko) 박리 방지제 및 이를 이용한 재생 아스콘
KR20170112472A (ko) 폐아스콘 및 슬래그 골재 활용에 적합한 아스팔트 조성물의 제조방법
WO2012059810A1 (en) Additive to modify the rheological properties of asphalt, to be used in warm asphalt mixtures
JP3628274B2 (ja) アスファルト舗装用混合物、その製造方法、それに用いる特殊添加剤、及びアスファルト舗装方法
TW200835730A (en) Bitumen or asphalt compositions stabilised against weathering
KR20200065260A (ko) 취급성이 개선된 친환경 재생첨가제 및 그것을 포함하는 아스팔트 포장재
TW201927909A (zh) 黏合劑組成物

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170829

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180801

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 6