KR101497155B1

KR101497155B1 - 개질된 아스팔트 바인더 및 아스팔트 포장 조성물

Info

Publication number: KR101497155B1
Application number: KR20087018579A
Authority: KR
Inventors: 윌리암 헤르겐로더; 피터 베르너; 크리스틴 래드마셔; 티모시 르시; 허버트 위셀; 다니엘 그레이브스
Original assignee: 화이어스톤 폴리머스, 엘엘씨; 헤리티지 리서치 그룹
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2015-02-27
Also published as: CN101395224B; ES2467240T3; CN102276995A; DK1969066T3; WO2007078999A2; JP2009522407A; BRPI0620743A2; MX2008008542A; AU2006332857A1; CN102276994A; ATE450577T1; EP1969066A2; CN102276995B; EP2174987A1; EP2174987B1; AU2006332857B2; EP1969066B1; WO2007078999A3; CA2849843A1; ES2337404T3

Abstract

본 발명은 아스팔트, 불포화 중합체 및 오황화인을 혼합하여 개질된 아스팔트 조성물을 형성하는 것을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 제조 방법을 제공한다.

개질된 아스팔트 조성물, 아스팔트, 불포화 중합체, 오황화인

Description

개질된 아스팔트 바인더 및 아스팔트 포장 조성물{MODIFIED ASPHALT BINDERS AND ASPHALT PAVING COMPOSITIONS}

본 출원은 2005년 12월 29일에 출원된 미국 가출원 제60/755,666호, 제60/755,670호, 제60/755,668호, 제60/755,667호 및 2006년 6월 15일에 출원된 미국 가출원 제60/813,950호의 이권을 청구하고 있다.

<기술 분야>

본 발명의 1 이상의 실시태양은 오황화인 및 중합체를 사용하여 제조되는 개질된 아스팔트 바인더 조성물뿐만 아니라 그 바인더 조성물을 사용하여 제조되는 아스팔트 포장 조성물에 관한 것이다.

아스팔트 바인더 및 골재의 혼합물을 포함하는 아스팔트 포장 조성물은 포장도로의 제조에 오랫동안 사용되어 왔다. 이러한 포장도로에 대한 다년간의 기술적 문제는 극한의 온도에서의 그들의 거동이 되어왔다. 즉, 고온에서 포장도로는 연화되고, 저온에서 포장도로는 취약하다.

수십 년간, 첨가제가 극한의 온도에서 경험된 문제들을 완화하기 위해 사용되어 왔다. 예를 들어, 중합체가 아스팔트 바인더 조성물에 첨가되고 있다. 미국 특허 제4,145,322호는 역청질(bitumen)의 기계적 특성, 특히 탄성을 개선하기 위해 사용될 수 있는 탄성체(폴리이소프렌, 부틸 고무, SBR 고무 등)를 포함하는 중합체-개질된 역청질 조성물을 설명한다. 그리고, 이 역청질 조성물 중 스티렌 및 디엔 단량체의 특정 블록 공중합체의 사용은 저온에서도 바람직한 기계적 특성을 가지는 조성물을 제공한다.

비슷한 방식으로, JP 제51-149312호(1976)는 인 화합물(예를 들면 오산화인, 폴리인산 또는 오황화인 등)을 포함하는 개질된 아스팔트 조성물을 설명한다. 이러한 인 화합물은 아스팔트 중 아스팔텐(asphaltene)에 결합하여 겔 구조를 더욱 강화시키므로 아스팔트를 개질시킬 수 있는 것으로 제시되고 있다. 상기 인 화합물과 관련된 분산성 및 취급상의 문제점을 극복하기 위하여, 인 화합물은 석유(petroleum) 조성물과 혼합되고, 그 혼합물이 아스팔트 조성물에 첨가된다. 석유 조성물은 150℃ 이상의 발화점을 특징으로 하며 0.5 내지 40 %의 아스팔텐을 포함한다. 인 화합물은 석유 조성물 중 0.5 내지 50 중량%의 양으로 포함될 수 있으며, 개질되어야 하는 아스팔트에 첨가된 인 화합물의 양은 0.2 내지 5.0 중량%일 수 있다.

미국 특허 제6,569,351호는 중합체 및 아스팔트와 촉진제-겔 첨가제를 조합하고 200℉ 내지 500℉의 온도에서 중합체-개질된 아스팔트를 경화시켜 제조되는 중합체 개질된 아스팔트 조성물을 설명한다. 촉진제-겔 첨가제는 2 내지 75 %의 촉진제, 25 내지 88 %의 가공유 및 0.5 내지 10 %의 점토를 포함한다. 상기 촉진제는 황, 4,4'-디티오디모르폴린, 티아졸 유도체, 디티오카르바네이트, 오황화인, 오산화인, 스테아르산 아연, 스테아르산 암모늄, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산 화칼슘, 산화 알루미늄, 또는 이들의 조합물 또는 기타 가황제 또는 촉진제를 포함할 수 있다. 상기 촉진제-겔 첨가제는 대략 1 내지 25 % 중합체의 농축물에 첨가될 수 있다.

미국 특허 제5,990,206호는 아스팔트 조성물에 사용하기 위한 중합체 및 인 화합물의 혼합물(개질제 조성물)을 설명한다. 상기 중합체는 고무-기재 중합체(개질제) 및/또는 수지-기재 중합체(개질제)를 포함할 수 있다. 인 화합물은 무수 인산(P₂O₅), 폴리인산, 오르토인산, 옥시삼염화인(POCl₃), 삼염화인(PCl₃) 및 오황화인(P₂S₅)을 포함할 수 있다. 혼합물은 약 0.1 내지 약 10 중량%의 인 화합물을 함유할 수 있으며, 0.1 내지 30 중량%의 중합체/인 화합물 블렌드(개질제 조성물)를 함유하는 아스팔트 조성물이 제조될 수 있다. 무기 인 화합물은 고무-기재 및/또는 수지-기재 개질제와 아스팔트 중 고차 망상 구조체(아스팔텐) 간의 가교제로 기능하며, 이는 아스팔트 내 겔 구조를 강화시키기에 유용하다고 여겨진다.

도 1은 발명의 특정 실시태양을 나타내는 순서도이다.

<발명의 요약>

본 발명의 1 이상의 실시태양은 아스팔트, 불포화 중합체 및 오황화인을 혼합하여 개질된 아스팔트 조성물을 형성하는 것을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 1 이상의 실시태양은 중합체 대 오황화인의 중량비가 0.5:1 이상이며 8:1 미만이게 아스팔트 바인더, 중합체 및 오황화인을 혼합하여 개질된 아스팔트 조성물을 형성하는 것을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 1 이상의 실시태양은 추가로 아스팔트 바인더에 중합체를 도입하고 아스팔트 바인더에 오황화인을 도입하는 것을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 제조 방법을 제공하며, 상기 아스팔트에의 오황화인 도입 단계는 5 중량% 미만의 탄화수소 물질을 포함하는 오황화인 조성물을 첨가하는 것을 포함한다.

본 발명의 1 이상의 실시태양은 추가로 더 오황화인 및 아스팔트 바인더의 도입 및 혼합에 의해 아스팔트 100 중량부 당 오황화인 0.5 중량부 초과를 포함하는 오황화인-바인더 농축물을 제조하고, 중합체 및 아스팔트 바인더의 도입 및 혼합에 의해 아스팔트 100 중량부 당 중합체 5 중량부 초과를 포함하는 중합체- 바인더 농축물을 제조하고 및 중합체-바인더 농축물과 오황화인-바인더 농축물을 도입 및 혼합하여 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 형성하는 것을 포함하는, 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 형성 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 1 이상의 실시태양은 아스팔트, 오황화인 및 불포화 중합체의 조합물 또는 반응 생성물을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명의 1 이상의 실시태양은 중합체 대 오황화인의 중량비가 0.5:1 이상이며 8:1 미만이게 아스팔트, 오황화인 및 중합체를 도입 및 혼합하는 것을 포함하는 방법에 의해 제조되는 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 제공한다.

본 발명의 1 이상의 실시태양은 추가로 인의 공급원 및 황의 공급원이 아스팔트 성분과 불포화 중합체 성분 사이에 반응성 교차결합을 형성하는, 아스팔트, 불포화 중합체, 인의 공급원 및 황의 공급원의 반응 생성물을 포함하는 아스팔트 조성물을 제공한다.

<예시적인 실시태양의 상세한 설명>

본 발명의 1 이상의 실시태양은 아스팔트 포장 조성물의 제조에 유용한 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 형성 방법을 제공한다. 1 이상의 실시태양에서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 바인더, 중합체 및 오황화인의 도입 및 혼합에 의해 형성될 수 있다. 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 골재와 합해져서 아스팔트 포장 조성물을 형성할 수 있다. 특정 실시태양에서, 아스팔트 포장 조성물은 포장도로로 만들어질 수 있다.

"아스팔트 바인더"란 당업자에 의해 이해되는 의미로 사용되며 AASHTO M320에 의해 제공되는 의미와 일치한다. 아스팔트 바인더가 골재와 합해지는 경우, 용어 "아스팔트 포장 조성물"이 사용된다. 본 명세서 내에서 사용되는 바와 같이, 용어 "아스팔트" 및 "아스팔트 바인더"는 동의어로 사용될 수 있다. 아스팔트 바인더 재료는 역청 사암으로부터 제조되는 임의의 아스팔트 공급원(천연 아스팔트, 록 아스팔트 등) 또는 석유 정제 공정에서 얻어지는 석유 아스팔트로부터 유래될 수 있다. 아스팔트 바인더는 성능(Performance) 등급화된 아스팔트 바인더를 포함하는 AASHTO M320 및 ASTM D-6373에 의해 일반적으로 등급이 정해진 것으로부터 선택될 수 있다. 다른 실시태양에서, 아스팔트 바인더는 임의의 특정 등급의 정의를 만족시키지 않는 각종 아스팔트의 블렌드를 포함할 수 있다. 이는 에어-블로운(air-blown) 아스팔트, 진공 증류(vacuum-distilled) 아스팔트, 증기 증류(steam-distilled) 아스팔트, 컷백(cutback) 아스팔트 또는 루핑(roofing) 아스팔트를 포함한다. 별법으로는, 단독으로 또는 석유 아스팔트와 혼합되어 사용되는, 천연 또는 합성 길소나이트(gilsonite)가 선택될 수 있다. 본 발명에서 사용되기 적합한 합성 아스팔트 혼합물은 예를 들어, 미국 특허 제4,437,896호에 개시되어 있다. 1 이상의 실시태양에서, 아스팔트는 석유 유래 아스팔트 및 아스팔트 잔류물을 포함한다. 이 조성물은 아스팔텐, 수지, 시클릭 및 포화물을 포함할 수 있다. 총 아스팔트 바인더 조성물 중 이러한 구성성분의 비율은 아스팔트 공급원에 기초하여 변화할 수 있다.

아스팔텐은 탄소 및 수소 외에, 약간의 질소, 황 및 산소를 함유하는 검은 무정형의 고체를 포함한다. 또한, 미량 원소, 예컨대 니켈 및 바나듐이 존재할 수 있다. 아스팔텐은 일반적으로 수 평균 분자량 약 2000 내지 약 5000 g/mol의 고극성 방향족 물질로 여겨지며, 아스팔트의 약 5 내지 약 25 중량%를 구성할 수 있다.

수지(극성 방향족)는 말텐 내 존재하는 상대적으로 고분자량의 어두운 색의 고형 및 반고형의 고접착성 부분을 포함한다. 이는 아스팔텐에 대한 해교제의 분산제를 포함할 수 있으며, 아스팔텐에 대한 수지의 비율은 다소간, 아스팔트의 졸 또는 겔 타입 특성을 좌우한다. 역청질로부터 분리된 수지는 약 0.8 내지 약 2 kg/mol의 수 평균 분자량을 가질 수 있으나 광범위한 분자상의 분포가 있다. 이 성분은 아스팔트의 약 15 내지 약 25 중량%를 구성할 수 있다.

시클릭(나프탈렌 방향족)은 역청질 중 가장 낮은 분자량의 화합물을 포함하며 해교된 아스팔텐에 대한 분산 매질의 대부분을 나타낸다. 이는 총 아스팔트 바인더의 약 45 내지 약 60 중량%를 구성할 수 있으며, 진한색의 점성 액체일 수 있다. 이는 측쇄 구성성분과 함께 방향족 및 나프텐 방향족 핵이 있는 화합물을 포함할 수 있으며, 0.5 내지 약 9 kg/mol의 분자량을 가질 수 있다.

포화물은 알킬 나프텐 및 약간의 알킬 방향족과 더불어 역청질 내 존재하는 직쇄 및 분지쇄 지방족 탄화수소를 우세하게 포함한다. 평균 분자량의 범위는 시클릭의 분자량과 대략 유사할 수 있으며, 상기 성분은 왁스상 및 비왁스 포화물을 포함할 수 있다. 그 비율은 아스팔트의 약 5 내지 약 20 중량%일 수 있다.

이 또는 기타 실시태양에서, 아스팔트 바인더는 천연에서 발생하는 역청질을 포함할 수 있거나 석유 가공시 얻어질 수 있다. 아스팔트는 아스팔텐이라 불리는 매우 고분자량의 탄화수소를 함유할 수 있으며, 이는 이황화탄소, 피리딘, 방향족 탄화수소, 염소화된 탄화수소 및 THF에서 용해될 수 있다. 아스팔트 또는 역청질 물질은 고형, 반고형 또는 액상일 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 개질 전(즉, 불포화 중합체 또는 P₂S₅와 조합 전)에, 아스팔트 바인더는 PG 64-22 이상, 다른 실시태양에서 PG 52-28 이상, 및 다른 실시태양에서 PG 52-34 이상의 PG 등급을 특징으로 할 수 있다. 염두에 두어야 할 것은 상기 대표적인 아스팔트 바인더 각각은 86℃의 온도 성능 범위를 가진다는 것이다. 상기 아스팔트 바인더의 선택은 유리하고 바람직하며 정확한 실시태양이 될 수 있지만, 더 낮은 온도 범위는 본 발명의 실시를 통해 등급 향상될 수 있으므로 본 발명 실시는 유리하게 더 낮은 온도 범위 상태에서의 기초 아스팔트 바인더의 사용을 허용하고 있다. 예를 들면, PG 64-16, PG 58-22 또는 PG 52-28이 그의 온도 범위를 증가시키기 위해 개질될 수 있다. 당업자가 인식하는 바와 같이, PG 등급은 미국 고속도로 및 교통 공무원 협회(Association of American Highway and Transportation Officials, AASHTO M320)에 의해 후원된 연구를 통해 미국에서 개발된 슈퍼페이브(Super Pave, 우수한 성능의 포장도로) 성능 등급(PG) 바인더 규격을 지칭한다.

1 이상의 실시태양에서, 중합체는 DSC 분석에 의해 측정되는, 20℃ 미만의, 다른 실시태양에서 0℃ 미만, 다른 실시태양에서 -20℃ 미만, 다른 실시태양에서 -35℃ 미만, 및 또 다른 실시태양에서 약 -90℃ 내지 약 -20℃의 유리 전이 온도(Tg)를 특징으로 할 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 사용된 중합체는 불포화 중합체이다. 1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 중합체 내 총 탄소 원자의 수(펜던트 탄소 원자를 포함함) 당 이중 결합의 수(주쇄 또는 펜던트 비공액(non-conjugated) 이중 결합 중 어느 하나)에 기초하여 정량화될 수 있는 불포화도 또는 불포화량을 가지고 있는 탄화수소-기초 중합체를 포함한다. 예를 들면, 1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 중합체 내 탄소 원자 100개당 적어도 5개의 이중 결합, 다른 실시태양에서 적어도 7개의 이중 결합, 다른 실시태양에서 적어도 12개의 이중 결합, 및 또 다른 실시태양에서 적어도 16개의 이중 결합을 포함한다. 이 또는 기타 실시태양에서, 불포화 중합체는 탄소 원자 100개당 약 7 내지 약 25개의 이중 결합, 다른 실시태양에서 약 10 내지 약 20개의 이중 결합, 및 또 다른 실시태양에서 약 12 내지 약 18개의 이중 결합을 포함한다.

불포화 중합체는 주쇄, 펜던트, 또는 주쇄 및 펜던트 양자의 불포화(즉, 비공액 이중 결합)를 포함하는 중합체들을 포함한다. 예를 들면, 1,3-부타디엔의 1,2-중합 메커니즘으로부터 유래하는 머 단위(mer units), 또는 이소프렌의 3,4 중합 메커니즘으로부터 유래하는 머 단위는 펜던트, 비닐 단위이다. 펜던트 비공액 이중 결합의 양은 불포화를 함유하는 머 단위의 비닐 비율에 근거하여 정량화될 수 있다. 예를 들면, 30% 비닐 함량을 가지는 중합체는 불포화 머 단위의 30%가 펜던트 비공액 이중 결합인 중합체를 지칭한다. 1 이상의 실시태양에서, 본 발명을 실시함에 사용된 불포화 중합체는 0 또는 오직 무시가능한 비닐 함량을 포함한다. 다른 실시태양에서, 불포화 중합체는 저 비닐 함량(예, 1 내지 약 10%)을 포함하고, 다른 실시태양에서는 중 비닐 함량(예, 11 내지 40%)을 포함하며, 또 다른 실시태양에서는, 고 비닐 함량(예, 40% 초과)을 포함한다.

1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 또한 비공액 이중 결합을 포함하지 않는 머 단위를 포함할 수 있다. 예를 들면, 공단량체의 중합으로부터 유래하는 머 단위, 예컨대 스티렌은 비공액 이중 결합을 포함하지 아니한다. 1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 약 0% 내지 약 55%의 비공액 이중 결합을 제공하지 않는 단량체(예, 스티렌 등)로부터 유래하는 머 단위(즉, 몰(mole) 기준)를, 다른 실시태양에서는 약 3 내지 약 50% 머 단위를, 그리고 또 다른 실시태양에서는 약 10 내지 약 45% 머 단위를 포함할 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 1,000 dg/min 미만의 용융 지수(ASTM D-1238; 190℃에서 하중 2.16 kg), 다른 실시태양에서 500 dg/min 미만, 다른 실시태양에서는 50 dg/min 미만, 다른 실시태양에서는 20 dg/min 미만, 다른 실시태양에서는 10 dg/min 미만, 및 또 다른 실시태양에서는 1 dg/min 미만의 용융지수를 특징으로 할 수 있다. 이 또는 기타 실시태양에서, 불포화 중합체는 3 내지 15 dg/min의, 그리고 다른 실시태양에서는 4 내지 12 dg/min의 용융 지수를 가질 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 약 10 내지 약 1,000 kg/mol, 다른 실시태양에서는 약 40 내지 약 500 kg/mol, 그리고 또 다른 실시태양에서는 약 80 내지 약 200 kg/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 특징으로 할 수 있다. 또한, 이 또는 기타 실시태양에서, 불포화 중합체는 약 10 내지 약 4,000 kg/mol, 다른 실시태양에서 약 40 내지 약 2,000 kg/mol, 그리고 또 다른 실시태양에서 약 80 내지 약 800 kg/mol의 중량 평균 분자량(Mw)을 특징으로 할 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 약 1.1 내지 약 5, 다른 실시태양에서 약 1.5 내지 약 4.5, 그리고 또 다른 실시태양에서는 약 1.8 내지 약 4.0의 분자량 분포를 특징으로 할 수 있다. 분자량은 폴리스티렌 기준으로 검정한 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정될 수 있으며 당해 중합체에 대한 마크-호우윙크(Mark-Houwink) 상수에 맞추어 조절될 수 있다.

탄화수소 기초 불포화 중합체는 선형, 분지형, 또는 커플링된(coupled) 중합체일 수 있다. 탄화수소 중합체의 종류는 천연 및 합성 중합체 양자 모두를 포함할 수 있다. 유용한 합성 중합체는 폴리디엔 또는 비(非)-디엔 공단량체(예, 스티렌)와 폴리디엔 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 공중합체는 블록 및 랜덤 공중합체를 포함할 수 있다. 커플링된 중합체는 선형으로 커플링된 중합체(예, 디커플링된 중합체) 또는 방사상으로 커플링된 중합체(예, 트리커플링 또는, 테트라커플링, 펜타커플링, 헥사커플링 등)을 포함할 수 있다. 대표적인 폴리디엔은 폴리부타디엔 및 폴리이소프렌을 포함한다. 대표적인 공중합체는 랜덤 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 랜덤 스티렌-이소프렌, 스티렌- 이소프렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-부타디엔 블록 공중합체, 랜덤 스티렌-이소프렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 및 클로로프렌 고무를 포함할 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 중합체는 국제 출원 제PCT/US2005/028343에 개시된 바와 같은 고-비닐 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 불포화 중합체는 블록 공중합체가 말단 스티렌 블록을 포함하는 선형 또는 방사상 블록 공중합체를 포함한다. 예를 들면, 방사상 트리커플링된 중합체의 경우, 중합체 내 3개의 방사상 아암(arms) 각각은 말단 스티렌 블록을 포함할 것이다. 이 또는 기타 실시태양에서, 방사상 아암의 내부 절편은 폴리디엔 블록, 예컨대 폴리부타디엔 블록을 포함한다. 이 또는 다른 실시태양에서, 이러한 블록 공중합체의 스티렌 함량은 10% 내지 50 중량%, 다른 실시태양에서는 15% 내지 45 중량%, 그리고 또 다른 실시태양에서는 20% 내지 40 중량%일 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 중합체는 음이온으로 중합된 중합체를 포함할 수 있다. 다른 실시태양에서, 중합체는 코발트-기재, 니켈-기재 또는 란탄 계열 원소-기재 배위 시스템을 이용한 것과 같은 배위 촉매작용에 의해 제조될 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 중합체는 극성기를 포함하는 폴리디엔 및/또는 폴리디엔 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 극성기는 중합체 주쇄에 대하여 펜던트로 및/또는 중합체 주쇄의 말단에 위치할 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 극성기는 카르보닐기, 예컨대 카르복실산기 또는 안히드리드기, 히드록실기, 아미노기, 아미도기, 카르바메이트기, 규소 함유 기, 금속 함유 기, 인 함유 기 등을 포함할 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 중합체는 아스팔트 조성물에 수개의 형태로 도입될 수 있다. 예를 들면, 중합체는 작은 조각, 분쇄된 중합체, 펠렛, 용융 중합체, 또는 액상 중합체로서 첨가될 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인은 이러한 실험식 P₂S₅ 또는 P₄S₁₀ 으로 정의되는 화합물을 포함하며, 이들 실험식 양자는 모두 당업자에 의해 동의어로 사용된다. 1 이상의 실시태양에서, 오황화인 화합물은 하기 화학식으로 정의되는 것 또는 그의 인이 풍부한 유도체를 포함한다.

이러한 인이 풍부한 유도체는 인 원자에 이중으로 결합된 황 원자가 소실되는 경우에 발생하는 것으로 생각된다. 1 이상의 실시태양에서, 오황화인 조성물 중 인 농도는 27.85 중량% 이상, 다른 실시태양에서 약 27.87 내지 약 28.3 중량%, 및 또 다른 실시태양에서 약 28.90 내지 약 28.00 중량%이다. 오황화인은 아이씨엘 퍼포먼스 프로덕츠 엘피(ICL Performance Products, L.P)와 같은 공급체에서 시판 중이다.

1 이상의 실시태양에서, 본 발명에 사용되는 오황화인은 고체 미립자와 같은 고체 형태로 사용된다. 한 실시태양에서, 오황화인은 20 mm 미만, 다른 실시태양에서는 2 mm 미만, 또 다른 실시태양에서는 0.2 mm 미만, 및 다른 실시태양에서는 0.02 mm 미만의 입도(즉, 평균 직경)을 가지는 것을 특징으로 할 수 있으며; 이 또는 다른 실시태양에서, 입도는 0.001 mm 초과, 다른 실시태양에서 0.009 mm 초과, 및 다른 실시태양에서 0.01 mm 초과일 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 오황화인의 중간 입도는 약 0.03 내지 약 1.00 mm, 다른 실시태양에서 약 0.05 내지 약 0.95 mm, 또 다른 실시태양에서는 약 0.06 내지 약 0.90 mm, 및 다른 실시태양에서는 약 0.07 내지 약 0.085 mm일 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 오황화인 입자의 30% 이상, 다른 실시태양에서는 50% 이상, 및 다른 실시태양에서는 70% 이상이 약 0.03 내지 약 1.00 mm, 및 다른 실시태양에서는 약 0.05 내지 약 0.95 mm, 또 다른 실시태양에서는 약 0.06 내지 약 0.90 mm, 및 다른 실시태양에서는 약 0.07 내지 약 0.085 mm의 범위 내에 포함된다.

본 발명에 사용된 오황화인은 상대적으로 순수할 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 오황화인은 10 중량% 미만, 다른 실시태양에서 5 중량% 미만, 또 다른 실시태양에서 2 중량% 미만, 및 다른 실시태양에서는 0.5 중량% 미만의 불순물을 포함한다. 또한, 1 이상의 실시태양에서, 아스팔트와 함께 혼합되기 위해 아스팔트에 도입되는 상기 오황화인은 순수한 형태로 있다. 1 이상의 실시태양에서, 순수한 형태의 오황화인은 5 중량% 미만, 다른 실시태양에서 2 중량% 미만, 또 다른 실시태양에서 0.5 중량% 미만, 다른 실시태양에서는 0.1 중량%, 및 다른 실시태양에서 0.05 중량% 미만의 유기 또는 탄화수소 물질 또는 불순물을 함유하는 고체 입자를 지칭한다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인은 개질되지 않고 사용될 수 있다. 다른 실시태양에서, 오황화인은 반응하지 않은 또는 아스팔트 조성물 내 오황화인의 용해도를 변형시키기 위한 임의의 반응 또는 예비 반응을 행하지 않은 물질들을 포함한다. 예를 들면, 오황화인은 오황화인에 대한 결합능이 있는 히드록실기를 가지는 화합물과 이를 반응시키지 않고 사용될 수 있음이 유리하게 확인되었다. 1 이상의 실시태양에서, 오황화인은 폴리알킬렌 옥시드와 오황화인의 예비 반응없이 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 당해 산업 분야에 일반적으로 사용되는 기타 성분 또는 구성 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조성물은 스트리핑 방지 화합물을 포함할 수 있다.

다른 실시태양에서, 경화제가 당해 실시태양의 개질된 아스팔트 바인더 조성물에 임의로 첨가될 수 있다. 경화제는 페놀 수지 및 황 원소를 포함할 수 있다. 한 예가 비스말레이미드 경화제이다. 통상적인 양이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 1 이상의 실시태양에서는, 경화제, 특히 황에 대한 요구가 생략된다. 즉, 본 발명의 아스팔트 바인더 조성물은 경화제 및/또는 오황화인 외의 황-함유 경화제의 첨가없이 제조될 수 있다.

본 발명의 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 약 0.1 내지 약 10 중량부, 다른 실시태양에서는 약 0.2 내지 약 6 중량부, 및 다른 실시태양에서는 약 0.5 내지 약 4 중량부를 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 본 발명의 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 5 중량부 미만, 다른 실시태양에서 4 중량부 미만, 또 다른 실시태양에서는 3 중량부 미만, 다른 실시태양에서는 2.5 중량부 미만, 다른 실시태양에서 2 중량부 미만, 다른 실시태양에서는 1.8 중량부 미만, 다른 실시태양에서 1.5 중량부 미만을 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 0.1 중량부 이상, 다른 실시태양에서는 0.5 중량부 이상, 다른 실시태양에서는 0.7 중량부 이상, 다른 실시태양에서 1.0 중량부 이상, 및 다른 실시태양에서는 1.2 중량부 이상을 포함한다.

본 발명의 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 오황화인 약 0.001 내지 약 10, 다른 실시태양에서 약 0.05 내지 약 5, 및 다른 실시태양에서 약 0.01 내지 약 1 중량부를 포함할 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물 내 불포화 중합체 대 오황화인의 중량비는 0.5:1 이상, 다른 실시태양에서는 0.7:1 이상, 다른 실시태양에서 1:1 이상, 다른 실시태양에서 1.3:1 이상, 다른 실시태양에서 1.5:1 이상, 다른 실시태양에서는 1.8:1 이상, 및 다른 실시태양에서는 2.0:1 이상일 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 불포화 중합체 대 오황화인의 중량비는 8:1 미만, 다른 실시태양에서는 7:1 미만, 다른 실시태양에서 6:1 미만, 다른 실시태양에서 5:1 미만, 다른 실시태양에서 4:1 미만, 및 다른 실시태양에서는 3:1 미만이다. 경화제가 사용된 실시태양에서, 본 발명의 아스팔트 조성물은 아스팔트 100 중량부 당 경화제 약 0.1 내지 약 10, 다른 실시태양에서는 약 0.2 내지 약 6, 및 다른 실시태양에서는 약 0.5 내지 약 4 중량부를 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 본 발명의 아스팔트 바인더 조성물의 형성은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 경화제(예, 유리 황 또는 황 원소) 3 중량부 미만, 다른 실시태양에서 1 중량부 미만, 다른 실시태양에서 0.5 중량부 미만, 다른 실시태양에서는 0.25 중량부 미만, 다른 실시태양에서는 0.1 중량부 미만, 및 다른 실시태양에서는 0.01 중량부 미만을 사용할 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인은 폴리인산 또는 그의 유도체의 사용 없이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 특정 실시태양에서, 아스팔트 100 중량부 당 폴리인산 또는 그의 유도체 1 중량부 미만, 다른 실시태양에서 0.1 중량부 미만, 다른 실시태양에서 0.05 중량부 미만, 및 다른 실시태양에서 0.01 중량부 미만이 본 발명의 실시에 사용될 수 있다. 1 이상의 실시태양에서는, 일체의 폴리인산이 아스팔트 조성물에 사용되거나 첨가되지 않는다. 1 이상의 실시태양에서, 본 발명의 아스팔트 조성물은 폴리인산 또는 아스팔트 조성물의 1 이상의 구성 요소와 그의 반응 생성물이 결여되어 있다.

1 이상의 실시태양에서, 본 발명의 아스팔트 조성물은 유기인 화합물 1 중량% 미만, 다른 실시태양에서 0.5 중량% 미만, 다른 실시태양에서 0.1 중량% 미만, 및 다른 실시태양에서는 0.05 중량% 미만을 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 본 발명의 아스팔트 조성물은 유기인 화합물이 실질적으로 결여되어 있으며, 실질적으로 결여됨은 조성물에 대해 명백한 효과를 가지지 않는 유기인 화합물의 양 또는 그 이하의 양을 가리킨다. 유기인 화합물은 미국 특허 제5,990,206호 및 제6,024,788호에 개시되어 있는 것을 포함하며, 이들 문헌은 본 명세서에 참고문헌으로 도입된다.

1 이상의 실시태양에서, 본 발명의 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 소정 온도에서 아스팔트 바인더를 중합체(예, 불포화 중합체) 및 오황화인의 소정량과 함께 도입함으로써 제조될 수 있다. 한 실시태양에서, 중합체 및 오황화인은 약 120℃ 초과의, 또는 다른 실시태양에서는 약 140℃ 내지 약 210℃의 온도에서 용융 아스팔트 바인더에 첨가될 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 오황화인, 중합체 및 아스팔트는 이들의 도입 중 또는 이후에 혼합 또는 블렌딩될 수 있다. 이후 혼합은 약 145℃ 내지 약 205℃ (또는 다른 실시태양에서는 약 160℃ 내지 약 193℃)의 온도에서 약 25 내지 약 400 분간 계속될 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 아스팔트 바인더, 중합체 및 오황화인의 혼합물은 중합체를 아스팔트 내 신속히 분산시키기 위해 전단작용을 받을 수 있다. 전단작용은 예를 들어, 지퍼(Siefer) 제품과 같은 고전단 밀(high shear mill) 내에서 이루어질 수 있다. 다른 실시태양에서, 시간이 덜 중요한 경우 저전단(low shear) 혼합이 사용될 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 조성물 중 얻어진 개질된 아스팔트 바인더는 균질한 혼합물이며, 이는 ASTM D-7173에 의해 측정된 바와 같이 2℃에서 아스팔트로부터 분리된 중합체 1 중량% 미만의 혼합물이다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인은 아스팔트 바인더 조성물에 중합체와 함께(즉, 이와 동시에) 유리하게 첨가될 수 있다. 즉, 오황화인은 중합체의 첨가에 앞서 아스팔트 바인더 내에 예비혼합될 필요가 없다. 마찬가지로, 중합체는 오황화인의 첨가에 앞서 아스팔트 바인더 조성물 내에 예비혼합될 필요가 없다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인 및 중합체는 오황화인 및 불포화 중합체를 함께 예비 블렌딩하지 않고 아스팔트 바인더(예, 용융 아스팔트 바인더)에 직접 첨가될 수 있다. 오황화인 및 중합체는 아스팔트 바인더에 동시에 또는 순차적으로 첨가될 수 있다. 오황화인 및 중합체가 해당 바인더 조성물에 첨가되는 1 이상의 실시태양에서, 먼저 오황화인이, 이어서 중합체가 첨가될 수 있다. 다른 실시태양에서는, 중합체가 아스팔트 바인더에 먼저, 이어서 오황화인이 첨가될 수 있다.

또 다른 실시태양에서, 오황화인 및 불포화 중합체는 별도로 도입되어 별도의 아스팔트 바인더 조성물과 혼합될 수 있으며, 이어서 개별 바인더 조성물이 후속적으로 도입되고 블렌딩될 수 있다. 예를 들면, 오황화인은 제1 아스팔트 바인더 조성물에 첨가되어 제1 마스터배치 바인더 조성물을 형성할 수 있다. 마찬가지로, 중합체는 제2 아스팔트 바인더 조성물에 첨가되어 제2 마스터배치 바인더 조성물을 형성할 수 있다. 이어서, 제1 및 제2 마스터배치 조성물은 각각 함께 도입 및 블렌딩되어 본 발명에 따른 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 형성할 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 본 발명은 오황화인 및 아스팔트 바인더의 농축물이 중합체 및 아스팔트 바인더의 농축물에 도입 및 블렌딩되는 방법을 제공한다. 이 방법은 유리하게 오황화인 조성물 및/또는 중합체 아스팔트 바인더 조성물의 유효한 운송 및/또는 저장을 가능하게 한다. 즉, 중합체, 오황화인 및 아스팔트 바인더의 도입 및 조합에 의하지 않고, 오황화인 및 불포화 중합체가 개별 바인더 농축물 내에 도입 및 혼합되는 한, 아스팔트 바인더 조성물 내 오황화인 및/또는 중합체의 더 높은 농도가 달성될 수 있다는 것이 유리하게 발견되었다. 유리하게, 농축물은 상호 도입 및 블렌딩될 수 있는 더욱 국소적인 위치로 수송될 수 있고/있거나 국소적 위치에서 그들은 추가의 아스팔트 바인더와 유리하게 희석될 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인-바인더 농축물은 아스팔트 100 중량부 당 오황화인 0.5 중량부 초과, 다른 실시태양에서 2.0 중량부 초과, 다른 실시태양에서 5.0 중량부 초과, 및 다른 실시태양에서 8.0 중량부 초과를 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 오황화인-바인더 농축물은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 오황화인 최대 10 중량부, 다른 실시태양에서 최대 12 중량부를 포함할 수 있다. 당업자는 아스팔트를 가공 및 처리할 수 있는 능력(예, AASHTO T316에 따른 펌핑 능력(pumpability))이 아스팔트 바인더에 첨가될 수 있는 오황화인의 상한치를 지칭할 수 있음을 이해할 것이다.

유사하게, 중합체-바인더 농축물은 아스팔트 100 중량부 당 중합체 5 중량부 초과, 다른 실시태양에서는 10 중량부 초과, 다른 실시태양에서 15 중량부 초과, 및 다른 실시태양에서는 18 중량부 초과를 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 중합체-바인더 농축물은 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 최대 20 중량부, 다른 실시태양에서 최대 25 중량부, 및 다른 실시태양에서 최대 30 중량부를 포함할 수 있다. 당업자는 아스팔트를 가공 및 처리할 수 있는 능력(예, AASHTO T316에 따른 펌핑 능력)이 아스팔트 바인더에 첨가될 수 있는 중합체의 상한치를 지칭할 수 있음을 이해할 것이다. 중합체 농도의 상한에 영향을 줄 수 있는 기타 인자로는 중합체 분자량, 중합체 거시구조(macrostructure) 및 아스팔트의 특징을 들 수 있다.

1 이상의 실시태양에서, 오황화인-바인더 농축물을 제조하기 위해 사용된 아스팔트는 중합체-바인더 농축물을 제조하기 위해 사용된 아스팔트에 비해 다른 특징들을 가질 수 있다. 예를 들면, 한 실시태양에서, 중합체-바인더 농축물을 제조하기 위해 사용된 아스팔트는 오황화인-바인더 농축물을 제조하기 위해 사용되는 아스팔트에 비해 더욱 부드러울 수 있다. 중합체의 더욱 많은 투입이 더욱 부드러운 아스팔트에 첨가될 수 있고, 이에 의해 소량의 아스팔트로 더욱 많은 중합체의 운송 및/또는 저장을 할 수 있는 능력을 제공하기 때문에 이는 유리할 수 있다. 또한, 오황화인-바인더 농축물 및 중합체-바인더 농축물을 별개의 아스팔트로 제조함으로써, 원하는 특성이 블렌딩을 통해 얻어질 수 있다. 예를 들면, 오황화인-바인더 농축물은 상대적으로 단단한 아스팔트로 제조될 수 있으며, 이는 상대적으로 부드러운 아스팔트로 제조된 중합체-바인더 농축물과 블렌딩되는 경우, 농축물 제조를 위해 사용되는 아스팔트 바인더들 사이의 경도가 획득될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 한 특정 실시태양이 도 1에 나타나 있다. 오황화인의 저장 용기(22), 아스팔트 바인더의 저장 용기(24) 및 불포화 중합체의 저장 용기(26)는 개질된 아스팔트 바인더 설비(12)에 위치할 수 있다. 오황화인-바인더 농축물(28)은 오황화인 및 아스팔트 바인더의 도입 및 블렌딩에 의해 형성될 수 있다. 도입 및 블렌딩 공정은 미립자 오황화인을 약 120℃ 내지 약 205℃의 온도로 유지된 아스팔트 바인더 조성물에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 마찬가지로, 불포화 중합체-바인더 농축물(30)은 불포화 중합체를 아스팔트 바인더에 도입 및 혼합함으로써 제조될 수 있다. 불포화 중합체 및 바인더의 도입 및 혼합은 불포화 중합체의 펠렛을 약 120℃ 내지 약 205℃의 온도로 유지된 용융 아스팔트 바인더 조성물에 첨가함으로써 수행될 수 있다. 이어서 개별 아스팔트 바인더 농축물(즉, 농축물(28) 및 농축물(30))은 터미널(14)로 수송될 수 있다. 농축물의 수송은 가열되거나 단열된 화물 운반체에 의해 일어날 수 있다. 유리하게는, 이 농축물은 단열 화물 운반체를 통해 개질된 아스팔트 바인더 설비(12)로 부터 최대 1,000 마일 및 이를 초과하여 위치하는 터미널(14)로 수송될 수 있다.

터미널 위치(14)에서, 오황화인-바인더 농축물 및 불포화 중합체-바인더 농축물은 도입 및 블렌딩될 수 있다. 이러한 도입 및 블렌딩은 약 145℃ 내지 약 170℃의 온도에서 일어날 수 있다. 또한, 도입 및 블렌딩 이전 또는 이후의 농축물은 터미널(14)에 있는 용기(32) 내에 저장될 수 있는 추가의 아스팔트 바인더로 희석될 수 있다. 본 명세서에 제공된 바와 같이 오황화인 및/또는 불포화 중합체의 소정 농도로 희석되는 개질된 바인더(34)는 이어서 가열 혼합 플랜트(hot-mix plant, 16)로 운반될 수 있다. 상기 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 운반은 가열되거나 단열된 화물 용기 내에서 일어날 수 있으며, 최대 300 마일 및 이를 초과하여 가열 혼합 플랜트(16)로 수송될 수 있다.

가열 혼합 플랜트(16)에서, 개질된 바인더 조성물은 골재(36)과 함께 도입 및 혼합되어 포장 조성물(38)을 형성할 수 있다. 골재 및 개질된 바인더 조성물의 도입 및 혼합 방법은 당업계에 공지되어 있으며 배치 혼합 및 연속 혼합을 포함한다. 1 이상의 실시태양에서, 골재 및 개질된 아스팔트 바인더는 약 120℃ 내지 약 200℃의 온도로 개질된 아스팔트 바인더를 1차로 예비가열함으로써 도입 및 혼합된다. 일단 포장 조성물(38)이 제조되면, 포장 조성물은 도로가 포장될 수 있는 현장(예, 노반(road bed))으로 운송될 수 있다. 포장 조성물의 운송은 가열되거나 단열된 화물 운반체 내에서 일어날 수 있다.

본 발명에 따라 제조된 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 포장 조성물의 제조에 사용될 수 있다. 이 포장 조성물은 개질된 아스팔트 바인더, 골재 및 당업계에 알려진 바와 같이 포장 조성물 내에 첨가될 수 있는 기타 임의 구성 요소를 포함할 수 있다. 포장 산업에 이용되는 통상적인 골재가 본 발명 실시태양의 실시에 이용될 수 있다. 골재는 암석, 석재, 슬래그, 쇄석, 자갈, 모래, 실리카, 또는 이들 중 1 이상의 혼합물을 포함할 수 있다. 골재의 구체적인 예로는 대리석, 석회석, 현무암, 백운암, 사암, 화강암, 규암, 금속 슬래그, 및 이들 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있다.

골재는 대표적으로 마이크로미터 미만 입자(예, 분진) 내지 직경 63 mm에 달하는 골프공 크기의 덩어리 범위의 넓은 입도 분포를 가진다. 최적 입도 분포는 용도에 따라 다양하다.

골재 및 개질된 아스팔트 바인더 외에, 본 발명의 포장 조성물은 또한 아스팔트 포장 조성물의 제조에 이용될 수 있는 기타 구성 요소 또는 성분을 포함할 수 있다. 상기 추가의 구성 요소 또는 성분으로는 섬유, 이형제 및 충전제를 들 수 있다. 다른 예로는 수산화 칼슘, 폐기 분말(sanders dust), 셀룰로오스 섬유, 프로필렌 기재 섬유, 및 이들 중 2 이상의 혼합물을 들 수 있다.

본 발명의 아스팔트 포장 조성물은 표준 장비 및 공정을 사용함으로써 제조될 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 골재는 개질된 아스팔트 바인더와 혼합되어 본질적으로 균질한 아스팔트 포장을 얻는다. 예를 들어, 골재는 개질된 아스팔트 바인더와 혼합되어 표준 혼합기 내에서 연속적인 기준으로 아스팔트 포장 조성물을 제조할 수 있다. 1 이상의 실시태양에서, 본 발명의 실시는 아스팔트 콘크리트의 형성에 앞서 골재의 처리에 대한 필요를 유리하게 제거한다.

아스팔트 포장 조성물을 제조하는 경우, 일반적으로 약 1 중량% 내지 약 10 중량%의 개질된 아스팔트 및 약 90 중량% 내지 약 99 중량%의 골재 (아스팔트 포장 조성물의 총 중량에 기초함)가 혼합된다. 다른 실시태양에서, 포장 조성물은 약 2 내지 약 8 중량%의 개질된 아스팔트를 포함한다.

본 발명에 따라서 제조되는 아스팔트 포장 조성물뿐만 아니라 아스팔트 바인더 조성물은 몇 가지 유리한 특성을 나타낸다. 1 이상의 실시태양에서, 조성물은 중합체 및 아스팔트 바인더의 분리점에 불리한 영향을 미치지 않고 승온에서 유리하게 저장될 수 있다.

본 발명에 따라서 제조되는 아스팔트 포장 조성물은 포장도로의 제조에 특히 유리하다. 이 포장도로로는 차도, 공항 활주로, 보도, 오솔길, 골프 카트 통로, 저류조 라이너(pond liner), 복토층(landfill covers) 및 교면(bridge decks)를 들 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 포장도로 조성물 외에 기타 조성물의 제조에 유리하다. 예를 들면, 개질된 아스팔트 조성물은 루핑 용도로 유용하다.

본 발명의 실시를 설명하기 위해, 하기 실시예를 제조하여 실험하였다. 그러나, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 간주되어서는 아니된다. 하기 청구항이 본 발명의 정의를 위해 제공될 것이다.

<샘플 1-7>

아스팔트 바인더 조성물을 하기 방법을 사용하여 제조하였다. 1 쿼트의 캔 용기에 163℃로 미리 가열된 아스팔트 바인더 500 g을 첨가하였다. 아스팔트 바인더는 BP (화이팅(Whiting), IN)로부터 입수하였고 AASHTO M320에 따른 64-22의 PG 등급을 가진 것이었다. 1 쿼트 캔 가열기를 이용하여, 아스팔트 바인더를 190℃로 가열하고 실버슨(Silverson) 고전단 혼합기 상에서 회전시키고, 동시에 미립자를 아스팔트 바인더에 직접 첨가함으로써 미립자 오황화인을 및 펠렛을 아스팔트 바인더에 직접 첨가함으로써 불포화 중합체의 펠렛을 첨가하였다. 용기 내 샘플의 전단작용을 30분간 계속하였다. 덮개를 용기 위에 헐겁게 두고, 용기를 163℃에 18시간으로 세팅된 오븐에 넣었다. 오븐에서 용기를 꺼낼 때, 덮개를 제거한 후, 존재하는 임의의 엷은 막 층을 제거하였다. 샘플을 교반하고 20 메쉬 체를 통해 붓고, 선별된 물질을 시험 샘플의 제조에 이용하였다.

각 샘플에 첨가된 개질제(예, 오황화인 및 불포화 중합체)의 양은 표 1에 나타내었다. 각 샘플의 일부분을 취하여 사용되는 각 표준화된 시험에서 요구되는 각종 시험 견본으로 제조하였다. 본 실시예를 통해 사용된 시험 방법을 표 1에 나타내었다.

샘플 세트에서 사용된 불포화 중합체는 약 16.5% 비닐을 특징으로 하는 방사상 중합체로, 90% 테트라-커플링되었으며, 약 30% 불록 스티렌을 포함하고, 약 53 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 228 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 161-B™ (LCY; 중국)으로 구입된다.

불포화 중합체 및 오황화인의 양을 아스팔트 100 중량부 당 중량부(pha)로 표 1에 나타내었다.

PG 추정 실제 등급은 아스팔트 바인더 성능 온도 구역의 온도 범위의 척도이다. 그 수의 합계는 PG 온도 범위를 나타낸다. 수가 클수록, 아스팔트 바인더가 성능을 나타낼 성능 온도 구역이 넓어지게 된다.

순수한 아스팔트 바인더인 샘플 1의 아스팔트 바인더는 89℃ 구역에 걸쳐 성능을 나타내었다. 포화 중합체를 포함하는 샘플 2는 89℃로부터 91℃로의 2℃ 향상을 나타내었다. 오황화인을 포함하는 샘플 3은 기본 아스팔트보다 4℃ 높은 PG 온도 범위의 소량 향상을 나타내었다. 불포화 중합체 및 황을 포함하는 샘플 4는 96℃로 순수한 바인더보다 7℃ 넘는 향상을 보였다. 불포화 중합체 및 폴리인산을 포함하는 샘플 5는 5℃ 향상을 보였다. 본 발명을 나타내는 샘플 6은 뜻밖에 기본 아스팔트보다 14℃ 온도 향상을 나타내어 103℃의 PG 온도 범위를 야기하였다. 추가로, 샘플 6의 탄성 회복율(신장 회복율로도 알려짐)은 87.5%로 유난히 높은데, 이는 통상 다량의 중합체 첨가에 의해서만 획득되는 고 탄성 중합체 아스팔트 바인더로 추정된다. 77℃의 PG 고온 추정치뿐만 아니라 연화점은 개질된 아스팔트 바인더에 있어 기술적으로 유용한 고온을 시사한다. 마지막으로, 샘플 6의 위상각은 69.7로, 이는 아스팔트 바인더 내 형성된 강한 탄성 구조의 암시이다.

<샘플 8-13>

추가의 개질된 아스팔트 조성물을 선행 샘플에서 설명한 것과 유사한 방법을 사용하여 제조하였으나, 비교 샘플(샘플 11, 12 및 13)의 경우에는 포화 중합체를 사용하여 샘플을 제조하였다. 표 2는 각 샘플에서 수행된 성능 분석의 결과뿐만 아니라 각 샘플에서 사용된 개별 개질제의 양을 제공한다.

샘플 8에서 사용된 불포화 중합체는 약 16.5% 비닐을 특징으로 하는 방사상 중합체로, 90% 테트라-커플링되었으며, 약 30% 불록 스티렌을 포함하고, 약 53 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 228 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 161-B™ (LCY; 중국)으로 시판된다. 이 중합체는 표 내에서 방사상 중합체로 지칭되었다.

샘플 9에서 사용된 불포화 중합체는 약 13% 비닐을 특징으로 하는 선형의, 디커플링 중합체로, 92% 디-커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 60 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 106 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 6302™ (LCY; 중국)으로 시판되고, 이 중합체는 표 내에서 고분자량 중합체로 지칭되었다.

샘플 10에서 사용된 불포화 중합체는 약 13% 비닐을 특징으로 하는 선형의, 디커플링 중합체로, 25% 디-커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 50 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 90 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 6320™ (LCY; 중국)으로 시판되고, 이 중합체는 표 내에서 중간 분자량 중합체로 지칭되었다.

샘플 11에서 사용된 포화 중합체는 상품명 크라톤(KRATON)™ G1652로 시판되는 수소 첨가된-스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(S-E/B-S)였다.

샘플 12에서 사용된 포화 중합체는 상품명 EP35 (JSR; 일본)으로 시판되는 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(EPDM)로, 약 -51℃의 Tg, 0% 결정도, 91.6의 무니(Mooney) 점도(10℃에서 ML 1+4), 약 72 kg/mol의 Mn, 약 214 kg/mol의 Mw, 및 약 2.94의 MWD, 약 52%의 에틸렌 함량 및 약 5.9%의 디엔 함량을 특징으로 하며; 염두에 두어야 할 것은 상기 중합체는 완전히 포화되지 않았다는 것이다.

샘플 13에서 사용된 포화 중합체는 상품명 엘박스(ELVAX)™ 460(듀퐁(DuPont) 제조)으로 시판되는 에틸렌-비닐-아세테이트 중합체(EVA)였다.

표 2의 샘플 7은 표 1의 샘플 1에서 사용된 상기 순수한 아스팔트 바인더이다. 샘플 8-10은 불포화 중합체를 포함하며, 개질된 아스팔트 바인더 테스트로부터 얻어진 데이터는 상기 불포화 중합체가 중합체 하중에 대하여 기대되는 것보다 더욱 큰 탄성(위상각 및 탄성 회복율)의 바인더를 생성시킨다는 것을 보여준다. 이는 예상외로 불포화 중합체 및 오황화인의 조합이 고탄성의 아스팔트 바인더를 제조한다는 것을 나타낸다. 또한, RTFO DSR 실패(Fail) 온도(노화)에서, 불포화 중합체를 포함하는 샘플은 순수한 아스팔트 바인더에 비하여 고온 성능에 대해 10.7℃ 내지 12℃의 향상을 나타내었다. 또한, 샘플 8, 9 및 10은 고 탄성 회복율을 초래하였고; 실제로, 각각은 80%를 넘었다. 반면에, 포화 중합체(또는 낮은 수준의 포화도를 가지는 중합체)의 사용은 순수한 아스팔트에 비해 거의 탄성 향상을 보이지 않았다(고온 강성도에서 8.3℃ 내지 8.8℃의 일부 향상이 있음). 결국, 표 2의 데이터는 오황화인, 불포화 중합체 및 아스팔트 바인더간의 상승적인 효과를 시사하며, 이는 뜻밖에도 향상된 탄성의 아스팔트 바인더를 초래하였다.

<샘플 14-23>

아스팔트 100 중량부 당 중합체 1.25 중량부로 고정시킨 채 불포화 중합체와 오황화인간의 중량비를 샘플들 사이에서 통하여 변화시킨 것을 제외하고는 상기 샘플에서 사용된 것과 유사한 방법을 사용함으로써 수개의 개질된 아스팔트 조성물을 제조하였다. 사용된 불포화 중합체는 약 16.5% 비닐을 특징으로 하는 방사상 중합체로, 90% 테트라 커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 53 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 228 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 161-B™(LCY; 중국)으로 시판된다. 표 3은 각 샘플에서의 테스트 결과뿐만 아니라 중합체 및 오황화인 간의 중량비를 제공한다.

표 3의 데이터는 중합체 대 오황화인의 비율 변화의 뜻밖의 효과를 보여준다. 그 비율이 낮아짐에 따라, 개질된 바인더의 탄성 회복율은 증가하여 약 1.8:1에서 피크를 나타낸다. 그 후, 비율이 계속해서 감소함에 따라, 탄성 회복율은 감소하기 시작하였다. 또한, 위상각은 1.8:1 비율까지 꾸준히 감소 후, 그 이하의 비율에서는 증가하였다.

<샘플 24-33>

샘플 14-23와 유사한 방식으로, 추가의 개질된 아스팔트 조성물을 제조하고 아스팔트 100 중량부 당 중합체 1.25 중량부로 고정시킨 채 불포화 중합체와 오황화인 간의 중량비를 달리하였다. 이 샘플은 약 13% 비닐을 특징으로 하는 선형의, 디커플링 중합체로, 25% 디-커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 50 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 90 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 6320™ (LCY; 중국)으로 시판되는 사용된 불포화 중합체를 기초로 한 샘플 14-23와 구별된다.

표 4는 각 샘플에서의 테스트 결과뿐만 아니라 중합체 및 오황화인 간의 중량비를 제공한다.

표 3에서의 데이터와 같이, 표 4의 데이터는 그 비율이 낮아짐에 따라, 탄성 회복율은 증가하여 1.8:1에서 피크를 나타냄을 보였다. 유사하게, 탄성 회복율은 그 비율 이하에서는 뜻밖에 감소하기 시작했다. 위상각은 1.6:1까지 비율이 감소함에 따라 감소한 후 증가하는 위상각 패턴을 따랐다.

<샘플 34-45>

오황화인의 효능을 다른 화합물과 비교한 것을 제외하고는 상기 샘플에서 사용된 것과 유사한 방법을 사용하여 추가의 개질된 아스팔트 조성물을 제조하였다. 각종 화합물의 종류를 각 샘플에서의 테스트 결과와 함께 표 6에 나타내었다.

사용된 불포화 중합체는 약 16.5% 비닐을 특징으로 하는 방사상 중합체로, 90% 테트라 커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 53 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 228 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 161-B™(LCY; 중국)으로 시판된다.

표 5의 데이터는 다수의 기타 화합물을 오황화인과 비교하여, 오황화인은 RTFOT DSR 실패 온도에서도 측정되는 바와 같이 일관하여 높은 강성도를 가진다는 예상하지 못한 결과를 보였다. 추가의 오황화인은 현저하게 높은 탄성 회복율을 야기하였다. 최종적으로, 오황화인은 전체에서 가장 높은 연화점을 야기하였다.

<샘플 46-51>

추가의 샘플을 상기 제공된 바와 유사한 방법을 사용하여 제조하였다. 이러한 연속적인 샘플에서, 아스팔트 100 중량부 당 중합체 하중의 양을 변화하였다. 각 샘플에서의 중합체의 양을 수행된 테스트의 결과와 함께 표 6에 나타내었다.

샘플 46 및 49에서, 불포화 중합체는 약 16.5% 비닐을 특징으로 하는 방사상 중합체로, 90% 테트라 커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 53 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 228 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 161-B™(LCY; 중국)으로 시판되며, 방사상 중합체로 지칭되었다.

샘플 47 및 50에서, 불포화 중합체는 약 13% 비닐을 특징으로 하는 선형의, 디커플링 중합체로, 92% 디-커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 60 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 106 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 6302™ (LCY; 중국)으로 시판되고, 이 중합체는 표 내에서 고분자량 중합체로 지칭되었다.

샘플 48 및 51에서, 불포화 중합체는 약 13% 비닐을 특징으로 하는 선형의, 디커플링 중합체로, 25% 디-커플링되었으며, 약 30% 블록 스티렌을 포함하고, 약 50 kg/몰의 기본 피크 분자량(Mp) 및 약 90 kg/몰의 커플링 후의 Mp를 가지며, 이 중합체는 상품명 6320™ (LCY; 중국)으로 시판되고, 이 중합체는 표 내에서 중간 분자량 중합체로 지칭되었다.

표 6에서 촉진제로서의 황과 함께 아스팔트 100 중량부 당 중합체 4 중량부는 오황화인을 사용한 아스팔트 100 중량부 당 중합체 1.5 중량부의 사용과 매우 유사한 결과를 나타냄이 확인되었다. 현저하게, 관련된 샘플 간에 얻어진 결과는 각 성능 기준에서와 실질적으로 유사하였다. 본 발명은 훨씬 낮은 중합체 하중에서 필적가능한 성능을 가능하게 하므로 이는 유리하다.

임의의 특정 이론 또는 반응 메커니즘에 의해 결합되는 것을 바라지 않고서, 본 발명의 1 이상의 실시태양에서의 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 아스팔트 성분과 불포화 중합체 성분 사이에 반응성 교차결합을 포함할 수 있다고 여겨진다. 상기 반응성 가교결합은 아스팔트 바인더 내 탄화수소-기재 구성 요소, 예컨대 아스팔텐 및/또는 중합체 사슬간을 가교하는 인 및 황 원자를 포함할 수 있다고 추측된다. 1 이상의 실시태양에서, 반응성 가교결합은 아스팔트 바인더 구성 요소 및/또는 중합체의 탄소 원자에 결합된 인-황 기(group)를 포함할 수 있다. 이 또는 다른 실시태양에서, 가교결합은 아스팔트 바인더 및/또는 중합체의 탄소 원자에 결합된 인-황-인 기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 반응성 가교결합은 탄소 원자가 아스팔트 바인더 및/또는 중합체 내 개별 구성 요소의 일부인, 탄소-인-황-인-탄소로 표시되는 가교를 포함할 수 있다. 인-황 결합은 반응성이며, 이는 친핵체와 같은 기타 반응성 종에 의해 공격받기 쉬움을 의미하는 것으로 이해된다. 친핵체는 아스팔트 바인더 내에 쉽게 존재하기 때문에, 본 발명의 개질된 아스팔트 바인더 내에 동적 상황이 존재할 수 있고, 이에 의해 반응성 가교결합이 공격받아 아스팔트 바인더 또는 가능한 경우 심지어 불포화 중합체 내의 각종 구성 요소에 인 및 황 링크를 형성할 수 있는 것으로 생각된다. 인-황 가교결합은 특정 분자 배열 내 황의 공급원 및 인의 공급원 양자 모두 제공할 수 있는 화합물에 의해 얻어질 수 있는 것으로 생각된다. 상기 공급원을 제공할 수 있으며, 중합체와 함께 독특한 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 뜻밖에 제공하는 것으로 밝혀진 상기 화합물의 일례가 오황화인이다.

본 발명의 1 이상의 실시태양에서, 예상하지 않게 얻어진 이점이 아스팔트 바인더의 중량에 기초하여 상대적으로 낮은 중합체 하중에서, 유용하며 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 기술적으로 달성할 수 있는 능력이다. 예를 들면, 1 이상의 실시태양에서, 오황화인 및 2.5 중량부 미만, 다른 실시태양에서는 2.0 중량부 미만, 다른 실시태양에서 1.8 중량부 미만, 및 다른 실시태양에서 1.5 중량부 미만의 중합체와 함께 제조된 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 AASHTO T315에 따라 측정된 바와 같이 80°미만의, 다른 실시태양에서는 77°미만, 다른 실시태양에서 75°미만, 또 다른 실시태양에서 72°미만, 및 다른 실시태양에서 70°미만의 76℃에서의 위상각을 입증한다. 유사하게, 1 이상의 실시태양에서, 오황화인 및 2.5 중량부 미만, 다른 실시태양에서는 2.0 중량부 미만, 다른 실시태양에서 1.8 중량부 미만, 및 다른 실시태양에서 1.5 중량부 미만의 중합체와 함께 제조된 개질된 아스팔트 바인더 조성물은 AASHTO T301에 따라 측정된 바와 같이 75% 초과의, 다른 실시태양에서는 77% 초과, 다른 실시태양에서는 80% 초과, 또 다른 실시태양에서는 83% 초과, 및 다른 실시태양에서 85% 초과의 25℃에서의 신장 회복율(탄성 회복율로도 알려짐)을 입증한다.

본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 다양한 변형 및 변경은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시태양에 당연히 국한되지 아니한다.

Claims

중합체 대 오황화인의 중량비가 0.5:1 이상이며 8:1 미만이게 아스팔트 바인더, 불포화 중합체 및 오황화인을 혼합하여 개질된 아스팔트 조성물을 형성하는 것을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 중합체 대 오황화인의 중량비가 0.7:1 이상이며 7:1 미만인 방법.
제2항에 있어서, 중합체 대 오황화인의 중량비가 1:1 이상이며 6:1 미만인 방법.
제3항에 있어서, 중합체 대 오황화인의 중량비가 1.3:1 이상이며 5:1 미만인 방법.
제4항에 있어서, 중합체 대 오황화인의 중량비가 1.5:1 이상이며 4:1 미만인 방법.
제1항의 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 골재에 도입 및 혼합함으로써 제조되는 아스팔트 포장 조성물.
제6항의 아스팔트 포장 조성물로부터 제조되는 도로 표면.
제7항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 4 중량부 미만을 포함하는 도로 표면.
제8항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 2.5 중량부 미만을 포함하는 도로 표면.
제8항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하는 도로 표면.
제8항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 1.75 중량부 미만을 포함하는 도로 표면.
제1항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 5개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 방법.
제12항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 7개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 방법.
제13항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 12개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 방법.
제8항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 5개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 도로 표면.
제15항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 7개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 도로 표면.
제16항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 12개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 도로 표면.
제1항에 있어서, 오황화인이 아스팔트에 대한 오황화인의 직접 첨가에 의해 아스팔트 바인더에 도입되는 방법.
제18항에 있어서, 중합체가 아스팔트에 대한 중합체의 직접 첨가에 의해 아스팔트 바인더에 도입되는 방법.
제1항에 있어서, 오황화인이 오황화인 및 5 중량% 미만의 탄화수소 물질을 포함하는 조성물로서 아스팔트에 첨가되는 방법.
제18항에 있어서, 중합체 및 오황화인이 아스팔트 바인더에 동시에 첨가되거나 또는 중합체 및 오황화인이 용융 아스팔트 바인더에 순차적으로 첨가되는 방법.
제1항에 있어서, 중합체가 공액 디엔 단량체의 중합으로부터 유래하는 단위를 포함하는 하나 이상의 블록 및 비닐 방향족 단량체의 중합으로부터 유래하는 단위를 포함하는 하나 이상의 블록을 포함하는 블록 공중합체를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 오황화인이 미립자로서 아스팔트 바인더에 첨가되는 방법.
아스팔트 바인더에 불포화 중합체를 도입하고,

아스팔트 바인더에 오황화인을 도입하는

것을 포함하며, 상기 아스팔트에 오황화인을 도입하는 단계가 5 중량% 미만의 탄화수소 물질을 포함하는 오황화인 조성물을 첨가하는 것을 포함하는, 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 제조 방법.
제24항에 있어서, 상기 아스팔트 바인더에 오황화인을 도입하는 단계가 2 중량% 미만의 탄화수소 물질을 포함하는 오황화인 조성물을 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 아스팔트 바인더에 오황화인을 도입하는 단계가 1 중량% 미만의 탄화수소 물질을 포함하는 오황화인 조성물을 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 아스팔트 바인더에 오황화인을 도입하는 단계가 0.5 중량% 미만의 탄화수소 물질을 포함하는 오황화인 조성물을 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 오황화인 도입 단계가 고체 미립자 오황화인을 아스팔트 바인더에 첨가하는 것을 포함하는 방법.
제24항의 아스팔트 바인더 조성물로부터 제조되는 도로 표면.
제29항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 4 중량부 미만을 포함하는 도로 표면.
제30항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 2.5 중량부 미만을 포함하는 도로 표면.
오황화인 및 아스팔트 바인더의 도입 및 혼합에 의해 아스팔트 100 중량부 당 오황화인 0.5 중량부 초과를 포함하는 오황화인-바인더 농축물을 제조하고,

불포화 중합체 및 아스팔트 바인더의 도입 및 혼합에 의해 아스팔트 100 중량부 당 중합체 5 중량부 초과를 포함하는 중합체-바인더 농축물을 제조하고,

중합체-바인더 농축물과 오황화인-바인더 농축물을 도입 및 혼합하여 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 형성하는 것

을 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물의 형성 방법.
제32항에 있어서, 추가의 아스팔트 바인더를 오황화인-바인더 농축물과 중합체-바인더 농축물에 도입 및 혼합하여 아스팔트 바인더 100 중량부 당 오황화인 2.0 중량부 초과 및 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 10 중량부 초과를 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 형성하는 방법.
제33항에 있어서, 추가의 아스팔트 바인더를 오황화인-바인더 농축물과 중합체-바인더 농축물에 도입 및 혼합하여 아스팔트 바인더 100 중량부 당 오황화인 5.0 중량부 초과 및 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 15 중량부 초과를 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 형성하는 방법.
제33항에 있어서, 추가의 아스팔트 바인더를 오황화인-바인더 농축물과 중합체-바인더 농축물에 도입 및 혼합하여 아스팔트 바인더 100 중량부 당 오황화인 8.0 중량부 초과 및 아스팔트 바인더 100 중량부 당 중합체 18 중량부 초과를 포함하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물을 형성하는 방법.
제32항에 있어서, 오황화인-바인더 농축물 및 중합체-바인더 농축물이 하나 이상의 설비에서 제조되고, 오황화인 농축물 및 중합체-바인더 농축물의 도입 및 혼합 단계가 오황화인-바인더 및 중합체-바인더 농축물이 제조되는 하나 이상의 설비와 별개의 설비에서 일어나는 방법.
제32항에 있어서, 오황화인-바인더 농축물 및 중합체-바인더 농축물이 상기 도입 단계 이전에 수송되는 방법.
제36항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 골재와 함께 도입되어 포장 조성물을 형성하는 방법.
제32항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 5개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 방법.
제39항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 7개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 방법.
제40항에 있어서, 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 12개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 불포화 중합체인 방법.
제32항에 있어서, 오황화인-바인더 농축물 및 중합체-바인더 농축물이 상기 도입 및 혼합 단계 이전에 추가의 아스팔트로 희석되는 방법.
제32항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 상기 도입 및 혼합 단계 이후에 추가의 아스팔트로 희석되는 방법.
아스팔트, 오황화인 및 불포화 중합체의 조합물 또는 반응 생성물을 포함하고, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 75% 초과의 25℃에서의 탄성 회복율(AASHTO T301)을 특징으로 하는 개질된 아스팔트 바인더 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 80°미만의 76℃에서의 위상각(AASHTO T315)을 특징으로 하는 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 77°미만의 76℃에서의 위상각(AASHTO T315)을 특징으로 하는 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 75°미만의 76℃에서의 위상각(AASHTO T315)을 특징으로 하는 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 72°미만의 76℃에서의 위상각(AASHTO T315)을 특징으로 하는 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 77% 초과의 25℃에서의 탄성 회복율(AASHTO T301)을 특징으로 하는 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 80% 초과의 25℃에서의 탄성 회복율(AASHTO T301)을 특징으로 하는 조성물.
제44항에 있어서, 개질된 아스팔트 바인더 조성물이 아스팔트 100 중량부 당 중합체 2 중량부 미만을 포함하며 83% 초과의 25℃에서의 탄성 회복율(AASHTO T301)을 특징으로 하는 조성물.
인의 공급원 및 황의 공급원이 아스팔트 성분과 불포화 중합체 성분 사이에 반응성 교차결합을 형성하며, 여기서 인의 공급원 및 황의 공급원이 오황화인을 포함하는, 아스팔트, 불포화 중합체, 인의 공급원 및 황의 공급원의 반응 생성물을 포함하는 아스팔트 조성물.
제52항에 있어서, 아스팔트의 성분이 아스팔텐을 포함하는 아스팔트 조성물.
제53항에 있어서, 아스팔트의 추가 성분이 반응성 교차결합에 결합하는 아스팔트 조성물.
제52항에 있어서, 반응성 가교결합이 탄소-인-황 가교를 포함하는 아스팔트 조성물.
제52항에 있어서, 불포화 중합체가 중합체 내 탄소 원자 100개당 5개 이상의 비공액 이중 결합을 포함하는 아스팔트 조성물.
제52항의 아스팔트 조성물을 골재와 조합함으로써 제조되는 아스팔트 포장 조성물.
제57항의 아스팔트 포장 조성물에 의해 제조되는 포장도로.
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