KR101658893B1 - 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물 - Google Patents

개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101658893B1
KR101658893B1 KR1020150120240A KR20150120240A KR101658893B1 KR 101658893 B1 KR101658893 B1 KR 101658893B1 KR 1020150120240 A KR1020150120240 A KR 1020150120240A KR 20150120240 A KR20150120240 A KR 20150120240A KR 101658893 B1 KR101658893 B1 KR 101658893B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
modified
sulfur
dicyclopentadiene
weight
parts
Prior art date
Application number
KR1020150120240A
Other languages
English (en)
Inventor
이성진
이재능
이태규
강연우
김순묵
구자관
Original Assignee
범준이엔씨 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 범준이엔씨 주식회사 filed Critical 범준이엔씨 주식회사
Priority to KR1020150120240A priority Critical patent/KR101658893B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101658893B1 publication Critical patent/KR101658893B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/36—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing sulfur, sulfides or selenium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/20—Waste materials; Refuse organic from macromolecular compounds
    • C04B18/22—Rubber, e.g. ground waste tires
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2611—Polyalkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/14—Polysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/14—Polysulfides
    • C08G75/16—Polysulfides by polycondensation of organic compounds with inorganic polysulfides
    • 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
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • 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
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물에 관한 것으로, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 포함하는, 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물에 관한 것이다.

Description

개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물{MODIFIED SULFUR BINDER COMPOSITION, METHOD FOR PREPARING MODIFIED SULFUR BINDER, MODIFIED SULFUR BINDER USING THE SAME AND MODIFIED ASPHALT COMPOSITION COMPRISING THE SAME}
본 발명은 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물에 관한 것이다.
유황(sulfur)은 비금속 원소 중의 하나로써 천연 유황도 존재하나, 원유나 천연 가스의 탈황 과정 등에서 많이 발생된다. 원유나 천연 가스의 탈황 과정에서 발생되는 유황을 단순한 산업 폐기물로 처리하기 보다는 이를 다양한 산업분야에 활용하기 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 특히, 최근 유황을 종래의 건설 자재를 대신하여 또는 함께 이용하여 건설 자재의 성능을 향상시키는 기술이 개발되어 이용되고 있다.
그러나 유황의 물성은 119℃ 이상의 온도에서 용해되고 상온에서는 고체인 성질을 가진다. 또한, 인화점이 207℃이고, 자연 발화 온도가 245℃로 착화성을 가지는 등의 문제점이 있어, 건설용 자재 등 실제 다양한 산업 분야에 이용하기에는 어려운 단점이 있었다.
이러한 단점을 개량하기 위한 다양한 기술들이 개발되고 있으나, 유황의 물성상 반응 제어가 곤란하고 상온에서 급격하게 고상화되어 성형할 수 없는 등의 단점이 있었다. 이러한 유황의 단점을 개선하여 다양한 산업 분야에 이용하고자 유황에 다양한 물질을 첨가하여 물성을 개선한 개질 유황 결합재가 있다.
그러나, 종래의 유황을 포함하는 개질 유황 결합재로, 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)을 이용하는 경우, 냄새가 심하여, 작업 환경이 좋지 못하고, 상기 개질 유황 결합재로 개질된 아스팔트에서도 동일한 문제점을 갖고 있다.
한편, 아스팔트(asphalt)는 본래 원유의 성분 중에서 휘발성 유분이 대부분 증발하고 남은 잔류물로써 성분은 수소 및 탄소가 주를 이루어 구성되고 소량의 질소, 황, 산소가 결합된 화합물로 이루어져 흑색 또는 흑갈색을 띄게 된다.
이러한 아스팔트는 온도가 높으면 액체 상태가 되고 저온에서는 매우 딱딱해지는 성질이 있으며, 방수성, 전기절연성, 접착성 등이 우수하며, 화학적으로 안정적인 특성을 가지고 있다. 이러한 아스팔트의 특성으로 인하여 건축이나 토목 등에서 도료나 방수의 재료로 사용되며, 특히 도로 포장시 아스팔트 포장의 주요한 재료로 많이 사용되고 있다.
종래의 도로 포장 중 우리가 흔히 아스팔트 포장이라 일컫는 아스팔트 콘크리트 포장은 아스팔트 콘크리트(아스콘)으로 불리는 물질로 표면을 덮은 도로 포장을 가리키는 것으로서, 도로의 교통량, 교통 하중, 노반 지지력 등에 따라 목적에 맞게 자유로이 포장을 할 수 있는 이점이 있다.
또한, 아스팔트 포장은 연성 포장으로 소음 및 저항이 적고 방수성이 크며, 먼지 등이 잘 일어나지 않고, 공사 후 즉시 차량의 통행이 가능한 등의 이점이 있어 현재 도로 포장에 널리 사용되고 있다.
한편, 종래의 개질 유황 결합재로 개질된 아스팔트의 경우, 연신성이 낮고, 골재와의 부착성이나 포장의 신축성이 좋지 못한 문제가 있다.
본 발명은, 개질 유황 결합재를 제조하기 위하여 사용되는 디시클로펜타디엔에 의해 발생되는 냄새를 없애고, 개질 아스팔트의 연신성을 개선시킬 수 있는, 개질 유황 결합재, 이의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조되는 개질 아스팔트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 구현예는, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 포함하는, 개질 유황 결합재 조성물을 제공한다.
상기 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무는, 상기 유황 100중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 개질 유황 결합재 조성물은, 상기 유황 100중량부에 대하여, 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 디시클로펜타디엔계 개질제는, (a) 디시클로펜타디엔; (b) 디시클로펜타디엔에 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 디시클로펜타디엔 유도체 및 시클로펜타디엔 유도체 중 적어도 하나가 혼합된 혼합물; 또는 (c) 상기 (a) 디시클로펜타디엔 또는 상기 (b) 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머, 디시클로펜텐(dicyclopentene) 및 비고리형(acyclic) 디엔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 첨가된 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 고무는, 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 개질 유황 결합재 조성물은, 계면활성제, 커플링제, 촉매, 가교제 및 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예는, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 반응시키는, 개질 유황 결합재의 제조 방법을 제공한다.
상기 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무는, 상기 유황 100중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 반응시키는 것이 바람직하다.
상기 개질 유황 결합재의 제조 방법은, 상기 유황 100중량부에 대하여, 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 반응시키는 것이 바람직하다.
상기 디시클로펜타디엔계 개질제는, (a) 디시클로펜타디엔; (b) 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 디시클로펜타디엔 유도체 및 시클로펜타디엔 유도체 중 적어도 하나가 혼합된 혼합물; 또는 (c) 상기 (a) 디시클로펜타디엔 또는 상기 (b) 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머, 디시클로펜텐(dicyclopentene) 및 비고리형(acyclic) 디엔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 첨가된 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 고무는, 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 개질 유황 결합재의 제조 방법은, 계면활성제, 커플링제, 촉매, 가교제 및 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 반응시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 구현예는, 상기 개질 유황 결합재의 제조 방법에 의해 제조되는, 개질 유황 결합재를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는, 아스팔트; 및 개질 유황 결합재 조성물을 포함하고, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 포함하는, 개질 아스팔트 조성물을 제공한다.
상기 개질 유황 결합재 조성물은, 상기 아스팔트 100중량부에 대하여, 개질 유황 결합재 조성물 1 내지 20중량부를 포함하고, 상기 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무는, 상기 유황 100중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 개질 유황 결합재 조성물은, 유황 100중량부에 대하여 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 개질 아스팔트 조성물은, 폐타이어 분말, 소석회 및 폴리에틸렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 개질 유황 결합재는, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무를 이용하여 유황을 개질함으로써 형성되며, 따라서 디시클로펜타디엔으로 유황을 개질함으로써 발생되는 냄새를 제거하여 작업 환경을 개선할 수 있다.
또한, 개질 유황 결합재는 고무를 포함함으로써, 이로부터 개질되는 아스팔트 형성시, 연신성이 우수한 개질 아스팔트를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예는, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 포함하는, 개질 유황 결합재 조성물을 제공하고, 이때, 상기 상기 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무는, 상기 유황 100중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 구현예는, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 반응시키는, 개질 유황 결합재의 제조 방법을 제공하고, 이때, 상기 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무는, 상기 유황 100중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 반응시키는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명의 다른 구현예는, 상기 개질 유황 결합재의 제조 방법에 의하여 제조되는 개질 유황 결합재를 제공한다.
상기 개질 유황 결합재는, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무를 유황 개질제로 이용하여, 상기 유황 개질제를 유황과 용융 혼합시킨 액상의 개질 유황 결합재와, 상기 액상의 개질 유황 결합재를 120℃ 이하의 온도에서, 예를 들어 상온으로 냉각하여 얻은 고상의 개질 유황 결합재를 모두 포함할 수 있다.
상기 유황은, 특별히 제한되는 것은 아니며, 천연 유황 또는 석유나 천연 가스의 탈황에 의해 생성된 유황일 수 있으며, 유황을 120℃ 이상, 바람직하게는 125 내지 140℃에서 가열 용융한 용융 유황도 포함될 수 있다.
본 발명에서 유황의 개질을 위해서 사용되는 개질제는, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무이며, 이때 상기 디시클로펜타디엔계 개질제는, 1) 디시클로펜타디엔 단독; 2) 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 디시클로펜타디엔 유도체 및 시클로펜타디엔 유도체 중 적어도 하나가 혼합된 혼합물; 또는 3) 상기 1) 디시클로펜타디엔 또는 상기 2) 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머, 디시클로펜텐(dicyclopentene) 및 비고리형(acyclic) 디엔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 첨가된 혼합물인 것이 바람직하다.
상기 비고리형 디엔계 화합물은 부타디엔, 펜타디엔, 헥사디엔 및 헵타디엔으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 유황과 상기 유황 개질제를 120 내지 160℃로 용융 혼합하여 유황을 중합시키는 방법에 의하여 액상의 개질 유황 결합재를 제조할 수 있다. 이때, 상기 유황 개질제로 사용되는 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무의 함량은, 유황 100중량부에 대하여, 0.1 내지 100중량부, 바람직하게는 1 내지 70중량부로 포함될 수 있다.
이때, 상기 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무의 함량이 0.1중량부 미만인 경우, 과다한 유황으로 인해 융점 이상에서의 급격한 점도 저하 및 냉각 이후의 결정화 문제가 발생될 수 있고, 상기 함량이 100중량부를 초과하는 경우, 유황으로 인해 나타나는 물성이 효과적으로 발현되지 않는 문제가 있다.
한편, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무의 황에 대한 개질에 의하여 형성된 액상의 개질 유황 결합재는, 점도가 다소 높을 수 있으며, 이를 상온에서 냉각하여 고상의 개질 유황 결합재를 제조할 수 있다.
또한, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 가황 촉진제(vulcanization-accelerator)를 더 포함할 수 있다. 상기 가황 촉진제는, 고무 분자간의 가교 구조를 형성하여 고무의 탄성을 조절함으로써 개질 아스팔트의 연신성을 조절할 수 있는 역할을 하며, 특별히 제한되는 것은 아니지만 원하는 물성의 개질 아스팔트를 얻기 위하여 상기 유황 100중량부에 대하여, 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부, 바람직하게는, 0.2 내지 0.4중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 가황 촉진제의 함량이 0.1중량부 미만인 경우, 가황 반응이 원활히 일어나지 않고, 상기 함량이 0.5중량부를 초과하는 경우 가교로 인하여 융점 이상에서 용융이 일어나지 않아 균일한 샘플 제조가 어려운 문제점이 있다.
상기 가황 촉진제는, 구아니딘류, 싸이오산염류, 아이소싸이오요소염류 및 아민류로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 사용되는 유황 개질제인, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무를 형성시키기 위해서, 먼저 디시클로펜타디엔계 개질제와 고무를 반응시킬 수 있으며, 이때, 상기 고무는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(Styrene Butadiene Rubber, SBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(Ethylene-Propylene-diene monomer, EPDM)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것이 바람직하다.
상기 고무는, 상술한 바와 같이, 개질 유황 결합재에 포함되어, 상기 개질 유황 결합재로부터 형성되는 개질 아스팔트의 연신성에 영향을 미치며, 따라서 연신성이 개선된 개질 아스팔트를 제조할 수 있다.
한편, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 추가적으로 계면활성제, 커플링제, 촉매, 가교제 및 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구현예는, 아스팔트; 및 개질 유황 결합재 조성물을 포함하고, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 유황; 및 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무를 포함하는, 개질 아스팔트 조성물을 제공하며, 이때, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 상기 아스팔트 100중량부에 대하여, 개질 유황 결합재 조성물 1 내지 20중량부를 포함하고, 상기 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무는, 상기 유황 100중량부에 대하여, 디시클로펜타디엔계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 아스팔트는, 상기 개질 유황 결합재와 함께 60 내지 180℃에서 혼합되는 것이 바람직하며, 이로부터 제조되는 개질 아스팔트는 160℃ 이상의 높은 온도에서만 사용 가능한 것이 아닌, 그보다 낮은 60 내지 160℃의 온도에서도 사용될 수 있다.
한편, 상기 개질 아스팔트 조성물에 의하여 제조되는 개질 아스팔트의 공용성 등급은, PG 64-22 또는 PG 58-22인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 유황 100중량부에 대하여 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 개질 아스팔트 조성물은, 필요에 따라 개질 아스팔트의 성능을 향상시키기 위한 첨가제가 더 포함될 수 있으며, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어 폐타이어 분말, 소석회, 폴리에틸렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 더 포함될 수 있으며, 이때 상기 폴리에틸렌계 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 이들 실시예에 의하여 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
< 실시예 및 비교예 >
< 실시예 1>
반응기 내에 공업용 유황 1kg을 투입하여, 약 130 내지 140℃에서 유황을 용융시켰다. 별도의 반응기에서, 디시클로펜타디엔으로 개질된 EPDM 100g과 유황 100g을 반응시켜, EPDM으로 개질된 유황 고무를 제조하였다. 반응 종료 후 이를 상온에서 냉각하여 개질 유황 결합재를 제조하였다.
< 비교예 1>
상기 실시예 1에 있어서, 상기 디시클로펜타디엔으로 개질된 EPDM 100g 대신에 디시클로펜타디엔 100g을 유황과 반응시키는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 개질 유황 결합재를 제조하였다.
< 실험예 1>
A사에서 제조된 아스팔트(PG 64-22) 1kg에 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 개질 유황 결합재 50g을 140℃~180℃ 온도에서 30~60분 동안 반응시켜 실시예 1-A 및 비교예 1-A의 개질 아스팔트를 제조 하였다.
이후, 제조된 개질 아스팔트에 대한 마샬안정도, 간접인장강도, 변형강도 등을 측정하여, 아래 표에 나타내었다.
이때, 비교예 2-A는, A사에서 제조된 아스팔트(PG 64-22) 자체를 평가한 결과이다.
혼합물 밀도
(g/cm3)		 공극률
(%)		 간극률
(%)		 채움률
(%)		 안정도
(kN)		 흐름
(0.01cm)
비교예 1-A 2.458 3.9 16.0 74.8 9.0 35
비교예 2-A 2.453 4.0 15.9 75.7 6.8 33
실시예 1-A 2.460 4.4 15.6 71.6 13.0 40
혼합물 밀도
(g/cm3)		 공극률
(%)		 간극률
(%)		 채움률
(%)		 간접인장강도
(MPa)
비교예 1-A 2.463 4.0 15.3 75.8 0.87
비교예 2-A 2.473 3.8 15.0 77.7 0.65
실시예 1-A 2.458 4.3 15.5 72.3 1.14
혼합물 밀도
(g/cm3)		 공극률
(%)		 간극률
(%)		 채움률
(%)		 변형강도
(MPa)
비교예 1-A 2.462 4.1 15.3 75.3 4.00
비교예 2-A 2.465 3.9 15.2 76.3 3.83
실시예 1-A 2.454 4.5 15.7 71.3 4.75
상기 표 1은 마샬안정도 시험 결과를, 상기 표 2는 간접인장강도 시험 결과를, 상기 표 3은 변형강도 시험 결과를 각각 나타내고 있다. 상기 표 1 내지 3에서 알 수 있듯이, 혼합물 시험 결과 가장 보편적으로 쓰이는 기본 아스팔트인 PG64-22(비교예 2-A)에 비하여, 실시예 1-A의 개질 아스팔트의 마샬안정도가 약 2배 가까이 증가하였고, 간접인장강도 역시 비교예 2-A의 값이 0.65MPa 인 반면, 실시예 1-A의 개질 아스팔트는 1.14MPa라는 훨씬 증가된 값을 나타내었다. 또한, 변형강도 평가 결과 역시, 실시예 1-A의 개질 아스팔트는, 비교예 2-A의 아스팔트의 변형강도 값인 3.83MPa을 훨씬 상회하고 국토부 개질 아스팔트 콘크리트 기준인 4.25MPa를 상회하는 4.75MPa라는 높은 값을 나타내어 아스팔트의 성능 향상이 눈에 띄게 나타남을 알 수 있다.
나아가, 비교예 1의 개질 유황 결합재를 이용하여 제조된 개질 아스팔트인 비교예 1-A에 비하여, 실시예 1-A는 마샬안정도 시험 결과, 간접인장강도 시험 결과 및 변형강도 시험 결과에서 모두 개선된 물성을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
< 실험예 2>
실험예 1과 같은 조건으로 B사에서 제조된 아스팔트(PG 64-22) 1kg에 상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 개질 유황 결합재 50g을 140℃~180℃ 온도에서 30~60분 동안 반응시켜 실시예 1-B 및 비교예 1-B의 개질 아스팔트를 제조 하였다.
상기 실험예 1과 동일하게, 마샬안정도, 간접인장강도, 변형강도를 각각 측정하였고 그 결과는 다음과 같다.
이때, 비교예 2-B는, B사에서 제조된 아스팔트(PG 64-22) 자체를 평가한 결과이다.
혼합물 밀도
(g/cm3)		 공극률
(%)		 간극률
(%)		 채움률
(%)		 안정도
(kN)		 흐름
(0.01cm)
비교예 1-B 2.459 3.9 15.4 76.7 8.5 36
비교예 2-B 2.467 4.1 15.7 75.9 6.5 36
실시예 1-B 2.458 4.2 15.5 74.6 12.3 39
혼합물 밀도
(g/cm3)		 공극률
(%)		 간극률
(%)		 채움률
(%)		 간접인장강도
(MPa)
비교예 1-B 2.460 4.1 15.6 75.9 0.85
비교예 2-B 2.463 4.3 15.2 76.7 0.60
실시예 1-B 2.459 4.1 15.0 73.8 1.09
혼합물 밀도
(g/cm3)		 공극률
(%)		 간극률
(%)		 채움률
(%)		 변형강도
(MPa)
비교예 1-B 2.463 3.8 15.7 76.8 3.95
비교예 2-B 2.461 4.0 15.5 75.7 3.70
실시예 1-B 2.460 4.1 15.3 72.8 4.60
상기 실험예 2는, 상기 실시예 1에서, 기본 아스팔트를 B사의 제품으로 바꾸어 실험한 것으로, 혼합물 시험 결과 기본 아스팔트인 PG64-22(비교예 2-B)에 비하여 같은 조건에서 실험을 실시하였을 때, 실시예 1-B의 마샬안정도가 대략 2배 가까이 증가하는 모습을 나타내 이전의 시험과 같은 경향을 보였고, 간접인장강도 역시 기본 아스팔트인 비교예 2-B로 제조한 혼합물이 0.60MPa을 나타내고 있는 반면, 실시예 1-B는 1.09MPa으로 증가한 값을 나타내었다. 변형강도 역시 비교예 2-B가 나타내는 3.70MPa에 비하여, 실시예 1-B는 4.60MPa로 개질 아스팔트 콘크리트 기준인 4.25MPa를 상회하는 높은 값을 나타내어 아스팔트의 성능이 눈에 띄게 향상됨을 알 수 있다.
나아가, 비교예 1의 개질 유황 결합재를 이용하여 제조된 개질 아스팔트인 비교예 1-B에 비하여, 실시예 1-B는 마샬안정도 시험 결과, 간접인장강도 시험 결과 및 변형강도 시험 결과에서 모두 개선된 물성을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 실험예 1 및 2의 결과로 미루어 보아, 다양한 종류의 아스팔트에 대하여, DCPD계 개질제로 개질된 고무를 사용하여 개질한 개질 유황 결합재가, 아스팔트의 성능 향상에 상당한 역할을 한다는 점을 확인할 수 있다.

Claims (17)

  1. 유황; 및 상기 유황 100중량부에 대하여 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 포함하는, 개질 유황 결합재 조성물.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 상기 유황 100중량부에 대하여, 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 포함하는, 개질 유황 결합재 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 디시클로펜타디엔계 개질제는,
    (a) 디시클로펜타디엔;
    (b) 디시클로펜타디엔에 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 디시클로펜타디엔 유도체 및 시클로펜타디엔 유도체 중 적어도 하나가 혼합된 혼합물; 또는
    (c) 상기 (a) 디시클로펜타디엔 또는 상기 (b) 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머, 디시클로펜텐(dicyclopentene) 및 비고리형(acyclic) 디엔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 첨가된 혼합물인, 개질 유황 결합재 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 고무는, 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 개질 유황 결합재 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 계면활성제, 커플링제, 촉매, 가교제 및 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는, 개질 유황 결합재 조성물.
  7. 유황; 및 상기 유황 100중량부에 대하여 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 반응시키는, 개질 유황 결합재의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 개질 유황 결합재의 제조 방법은, 상기 유황 100중량부에 대하여, 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 반응시키는, 개질 유황 결합재의 제조 방법.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 디시클로펜타디엔계 개질제는,
    (a) 디시클로펜타디엔;
    (b) 디시클로펜타디엔, 시클로펜타디엔(cyclopentadiene), 디시클로펜타디엔 유도체 및 시클로펜타디엔 유도체 중 적어도 하나가 혼합된 혼합물; 또는
    (c) 상기 (a) 디시클로펜타디엔 또는 상기 (b) 혼합물에 디펜텐(dipentene), 비닐톨루엔(vinyl toluene), 스티렌 모노머, 디시클로펜텐(dicyclopentene) 및 비고리형(acyclic) 디엔계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 첨가된 혼합물인, 개질 유황 결합재의 제조 방법.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 고무는, 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인, 개질 유황 결합재의 제조 방법.
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 개질 유황 결합재의 제조 방법은, 계면활성제, 커플링제, 촉매, 가교제 및 분산제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 반응시키는, 개질 유황 결합재의 제조 방법.
  13. 청구항 7 및 청구항 9 내지 12 중 어느 한 항의 제조 방법에 의하여 제조되는, 개질 유황 결합재.
  14. 아스팔트; 및 개질 유황 결합재 조성물을 포함하고,
    상기 개질 유황 결합재 조성물은,
    유황; 및 상기 유황 100중량부에 대하여 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)계 개질제로 개질된 고무 0.1 내지 100중량부를 포함하는, 개질 아스팔트 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 상기 아스팔트 100중량부에 대하여, 개질 유황 결합재 조성물 1 내지 20중량부를 포함하는, 개질 아스팔트 조성물.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 개질 유황 결합재 조성물은, 유황 100중량부에 대하여 가황 촉진제 0.1 내지 0.5중량부를 더 포함하는, 개질 아스팔트 조성물.
  17. 청구항 14에 있어서, 상기 개질 아스팔트 조성물은, 폐타이어 분말, 소석회 및 폴리에틸렌계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는, 개질 아스팔트 조성물.
KR1020150120240A 2015-08-26 2015-08-26 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물 KR101658893B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120240A KR101658893B1 (ko) 2015-08-26 2015-08-26 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150120240A KR101658893B1 (ko) 2015-08-26 2015-08-26 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101658893B1 true KR101658893B1 (ko) 2016-09-23

Family

ID=57047506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150120240A KR101658893B1 (ko) 2015-08-26 2015-08-26 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101658893B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180119716A (ko) * 2017-04-21 2018-11-05 최문선 아스팔트 개질제 조성물 및 그 제조방법
CN110451921A (zh) * 2019-08-30 2019-11-15 陈金长 一种具有保温隔热效果的聚合物磷酸镁类复合材料
CN113666667A (zh) * 2021-08-16 2021-11-19 中建三局第一建设工程有限责任公司 一种抗水损硫磺改性沥青混合料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940002279B1 (ko) * 1985-02-20 1994-03-21 유니로열 인코퍼레이티드 가황고무 혼합조성물 및 그 제조방법
JPH07173293A (ja) * 1993-11-08 1995-07-11 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 表面改質ゴム
KR20120096385A (ko) * 2011-02-22 2012-08-30 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법과, 이를 함유하는 수경성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 또는 가연성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법
KR20140091806A (ko) * 2013-01-11 2014-07-23 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재 및 이의 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940002279B1 (ko) * 1985-02-20 1994-03-21 유니로열 인코퍼레이티드 가황고무 혼합조성물 및 그 제조방법
JPH07173293A (ja) * 1993-11-08 1995-07-11 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 表面改質ゴム
KR20120096385A (ko) * 2011-02-22 2012-08-30 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재 및 그 제조 방법과, 이를 함유하는 수경성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법 또는 가연성 개질 유황 자재 조성물 및 그 제조 방법
KR20140091806A (ko) * 2013-01-11 2014-07-23 한미이엔씨 주식회사 개질 유황 결합재 및 이의 제조방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180119716A (ko) * 2017-04-21 2018-11-05 최문선 아스팔트 개질제 조성물 및 그 제조방법
KR101952335B1 (ko) * 2017-04-21 2019-02-27 최문선 아스팔트 개질제 조성물 및 그 제조방법
CN110451921A (zh) * 2019-08-30 2019-11-15 陈金长 一种具有保温隔热效果的聚合物磷酸镁类复合材料
CN113666667A (zh) * 2021-08-16 2021-11-19 中建三局第一建设工程有限责任公司 一种抗水损硫磺改性沥青混合料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7011710B2 (ja) 共晶混合物を用いるゴム加硫プロセス
AU2001245632B2 (en) Accelerator-gel additive for use in the production of polymer-modified asphalt
KR101658893B1 (ko) 개질 유황 결합재 조성물, 개질 유황 결합재의 제조 방법, 이로부터 제조된 개질 유황 결합재 및 이를 포함하는 개질 아스팔트 조성물
KR101497155B1 (ko) 개질된 아스팔트 바인더 및 아스팔트 포장 조성물
TW400354B (en) Thermoplastic elastomer composition
KR20110008029A (ko) 황화수소의 방출이 감소된 교차결합된 역청/폴리머 조성물의 제조방법
JP2009522407A5 (ko)
CN103724908B (zh) 低硬度高阻尼橡胶组合物及其制备方法
AU2001245632A1 (en) Accelerator-gel additive for use in the production of polymer-modified asphalt
US3459695A (en) Asphaltic laminating composition
CN103492494A (zh) 沥青组合物
JP6121062B2 (ja) 熱可塑性エラストマー組成物およびその製造方法
JP2012519745A (ja) 瀝青／エラストマーの架橋組成物を製造するためのペレットの形態の架橋用組成物
CN105348579A (zh) 一种高硬度橡胶及其制备方法和应用
CN111925602A (zh) 一种mpv改性跑道颗粒及其制备方法
EP3733762B1 (en) High strength heat-resistant rubber composition and method for producing high strength heat-resistant rubber product
CN106957489A (zh) 一种汽车天线底座密封橡胶垫片
KR101262145B1 (ko) 아스팔트와 에스비에스가 혼합된 아스팔트 개질제 및 개질제 제조방법
JP5498207B2 (ja) 架橋組成物、架橋組成物の製造方法、成形体
CN111819238A (zh) 橡胶组合物和使用其的降低对混炼机表面的粘合性的方法
JP2007169391A (ja) アスファルト組成物
US2883358A (en) Hard rubber compound containing a mixture of portland cement and petroleum coke as a filler
JPS6183242A (ja) ゴム組成物
CN108070164A (zh) 一种绝缘橡胶及其制备方法和应用
JPS60118728A (ja) 加硫可能ハロゲン化ゴム組成物

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190718

Year of fee payment: 4