KR102018891B1 - 재생 아스팔트 첨가제 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 재생 아스팔트 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스틸렌-부타디엔 라텍스, 프로세스 오일 및 폴리프로필렌을 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 상기 제1혼합물에 EVA, LDP 및 돈지를 혼합하여 제2혼합물을 제조하고 상기 제2혼합물에 카본블랙과 난연제를 혼합하여 교반하여 제3혼합물을 제조하고 상기 제3혼합물을 식힌 후 성분 분리를 막기 위해 탈수기로 분산시켜 제조하는 재생 아스팔트 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 재생 아스팔트 첨가제 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스틸렌-부타디엔 라텍스, 프로세스 오일 및 폴리프로필렌을 혼합하여 제1혼합물을 제조하고, 상기 제1혼합물에 EVA, LDP 및 돈지를 혼합하여 제2혼합물을 제조하고 상기 제2혼합물에 카본블랙과 난연제를 혼합하여 교반하여 제3혼합물을 제조하고 상기 제3혼합물을 식힌 후 성분 분리를 막기 위해 탈수기로 분산시켜 제조하는 재생 아스팔트 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
도로의 포장은 90% 이상이 아스팔트 콘크리트 포장이나 아스팔트 콘크리트 포장도로는 급속한 교통량의 증가로 인하여 소성변형과 균열 등으로 공용수명이 다하지 못하고 파손으로 인해 유지보수비가 증가되고 있다. 파손되는 폐아스팔트 콘크리트의 적절한 방법을 통한 재활용은 경제적으로는 물론 환경적으로도 해결해야할 문제이다.
폐아스팔트 콘크리트인 아스콘의 재생 방법으로 상온 재생과 가열 재생이 있다. 상온재생은 폐아스콘 순환골재에 신규아스팔트와 골재를 첨가하여 상온포장용 혼합물을 생산하기 위한 공정이다. 상온재생이란 열을 가하지 않고 폐아스콘을 재생하는 것을 일컫는다. 가열 재생아스콘이 폐아스콘 순환골재를 신규골재와는 별도의 장치에서 가열한 후 믹서기에서 이미 가열된 신규골재 및 아스팔트와 함께 혼합하여 생산되는 것에 비해 상온 재생아스콘은 폐아스콘 재생골재와 신규골재 및 유화 아스팔트를 가열하지 않고 상온에서 혼합하여 생산하고 시공하는 도로포장용 아스팔트 제품이다.
폐아스콘의 가열재생 공법은 폐아스콘의 고온 가열로 인한 이산화탄소 등 온실가스의 배출과 악취, 매연, 분진 등에 의한 대기환경오염이 심각하다. 폐아스콘 상온재생 공법은 상온 상태의 폐자재를 원래의 골재 입도 상태로 파쇄 선별한 후 상온의 신규골재와 유화아스팔트를 상온에서 혼합하는 방식이며 가열시 필요한 석유에너지를 절감할 수 있고 친환경적인 아스콘 재생 방식이다.
대한민국공개특허 제10-1136479호는 상온 재생아스팔트 혼합물에 관한 것으로 폐아스콘의 재활용을 통해 폐기물 처리 비용과 골재 및 아스팔트 자원을 절약하는 것과 동시에 환경오염을 방지하기 위한 폐아스팔트 콘크리트 재생 첨가제를 제공하는 것이다. 그러나 폐아스팔트 콘크리트에 재생 첨가제를 사용함에 따른 공해 문제를 방지할 수 있을 뿐 재생된 아스콘의 결합력이 약하여 입자가 탈리되거나 부식성 등의 문제점이 있다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 고분자 개질제, 카본블랙, 양이온 계면활성제, 황산염계 자극제 및 물을 혼합하여 재생아스팔트의 결합력을 강하게 유지하며 마모성, 인장강도 및 탄성율이 향상된 재생 아스팔트용 첨가제를 제공하는 것이다.
본 발명은 스틸렌-부타디엔 라텍스 100 중량부, 프로세스 오일 700 내지 750 중량부 및 폴리프로필렌 40 내지 60 중량부를 혼합하여 190 내지 195℃에서 500 내지 1000rpm으로 40분 동안 가열하여 제1혼합물을 제조하는 단계; 상기 제1혼합물에 EVA 40 내지 60 중량부, LDPE 40 내지 60 중량부 및 돈지 10 내지 30 중량부를 혼합하여 150 내지 170℃에서 500 내지 1,000rpm으로 40분 동안 가열하여 제2혼합물을 제조하는 단계; 상기 제2혼합물에 카본블랙 20 중량부와 난연제 10 중량부를 혼합하여 교반하여 제3혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 제3혼합물을 식힌 후 성분 분리를 막기 위해 800 매쉬 탈수기를 사용하여 2,000rpm으로 분산시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 재생 아스팔트 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 재생 아스팔트 첨가제 조성물은 재생 아스팔트 첨가제가 포함되어 재생아스팔트의 결합력을 강하게 유지하고 마찰에 의한 입자의 탈리를 방지하여 장기 안전성을 증가 시키며 인장강도, 탄성율 및 내마모성이 향상되어 차륜에 대한 저항성, 기타 발생할 수 있는 외부 응력에 대한 저항성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 스틸렌-부타디엔 라텍스 100 중량부, 프로세스 오일 700 내지 750 중량부 및 폴리프로필렌 40 내지 60 중량부를 혼합하여 190 내지 195℃에서 500 내지 1000rpm으로 40분 동안 가열하여 제1혼합물을 제조하는 단계; 상기 제1혼합물에 EVA 40 내지 60 중량부, LDPE 40 내지 60 중량부 및 돈지 10 내지 30 중량부를 혼합하여 150 내지 170℃에서 500 내지 1,000rpm으로 40분 동안 가열하여 제2혼합물을 제조하는 단계; 상기 제2혼합물에 카본블랙 20 중량부와 난연제 10 중량부를 혼합하여 교반하여 제3혼합물을 제조하는 단계; 및 상기 제3혼합물을 식힌 후 성분 분리를 막기 위해 800 매쉬 탈수기를 사용하여 2,000rpm으로 분산시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 재생 아스팔트 첨가제 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 재생 아스팔트 첨가제는 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중에서 선택되는 황산염계 자극제 5~15 중량부;와 양이온계 계면활성제 1~10 중량부;를 제2혼합물의 제조 단계에서 추가로 혼합하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 재생 아스팔트 첨가제는 폐아스팔트 콘크리트 순환골재와 혼합하여 사용되며, 상기 폐아스팔트 콘크리트 순환골재 100 중량부에 대하여 재생 아스팔트 첨가제 1~10 중량부 및 유화아스팔트 1~10 중량부를 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 이때, 사용되는 기술 용어에 있어서 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 스틸렌-부타디엔 라텍스 100 중량부, 프로세스 오일 700 내지 750 중량부를 혼합하며, 바람직하게는 720 중량부 혼합하고, 폴리프로필렌 40 내지 60 중량부를 혼합하며, 바람직하게는 50 중량부를 혼합하고, 190 내지 195℃에서 500 내지 1000rpm으로 40분 동안 가열하여 제1혼합물을 제조한다.
상기 제1혼합물에 EVA 40 내지 60 중량부, 바람직하게는 50 중량부를 혼합하고, LDPE 40 내지 60 중량부, 바람직하게는 50 중량부를 혼합하고, 돈지 10 내지 30 중량부, 바람직하게는 20 중량부를 혼합하여 150 내지 170℃에서 500 내지 1,000rpm으로 40분 동안 가열하여 제2혼합물을 제조한다.
상기 제2혼합물에 카본블랙 20 중량부와 난연제 10 중량부를 혼합하여 교반하여 제3혼합물을 제조하고 상기 제3혼합물을 식힌 후 성분 분리를 막기 위해 800 매쉬 탈수기를 사용하여 2,000rpm으로 분산시켜 재생 아스팔트 첨가제 제조방법를 제조한다.
본 발명은 고분자 개질제, 카본블랙, 양이온 계면활성제, 황산염계 자극제 및 물을 포함하는 재생 아스팔트 첨가제에 관한 것이다. 본 발명의 재생 아스팔트 첨가제는 재생 아스팔트 조성물에 투입되어 사용되는 경우 마찰에 의한 입자 탈리를 방지하여 장기적으로 이용 안전성을 높이는 새로운 효과를 얻게 될 수 있다.
본 발명에서 고분자 개질제는 아스팔트 내에 균일하게 분산되어 탄성을 부여하고 라텍스 고형분에 의해 재료분리 저항성을 증진시키고 경화 후 부착성능을 향상시키는 역할을 하며 스티렌부타디엔 라텍스, 천연 라텍스, 부틸고무 라텍스 및 클로로프렌고무 라텍스 중에서 선택하여 사용할 수 있으며 바람직하게는 스티렌부타디엔 라텍스를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 고분자 개질제는 물 100 중량부에 대하여 40 내지 80 중량부의 범위에서 사용되는 것이 바람직하며 이는 범위 내에서 재생 아스팔트 조성물의 탄성력을 부여하고 인장강도 및 부착성능의 물성을 확보할 수 있어 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 카본블랙은 내마모성 및 내구성 증진을 위한 것으로 물 100 중량부에 대하여 5 ~ 50 중량부를 포함할 수 있으며 범위내에서 내마모성 및 내구성 향상에 있어 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 양이온 계면활성제는 카본 블랙 및 고분자 개질제의 분산성을 향상시키기 위해 사용할 수 있다. 계면활성제는 이온의 전하에 따라 양이온, 음이온, 비이온 및 양쪽이온으로 구분된다. 화강암 음이온 계면활성제는 골재가 약 70％를 이루는 유화아스팔트에는 골재와의 접착을 위해 주로 양이온 계면활성제가 사용된다. 양이온 계면활성제는 주로 아민계 화합물로서 알킬트리메틸암모늄염, 알킬피리디늄염, 염화디스테아릴디메틸암모늄디알킬디메틸암모늄염, 4급암모늄염, 알킬디메틸벤질암모늄염, 알킬이소퀴놀리늄염, 디알킬모르포늄염 및 알킬아민염 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 양이온성 계면활성제는 물 100 중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 분산성 향상을 높일 수 있어 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 황산염계 자극제는 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중에서 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 그린바인더가 사용될 수 있는데 물과 접촉하면서 입자 표면에 치밀한 불투성의 산성 피막이 생기며 황산염계 자극제가 알칼리 활성화로 인해 피막을 억제한다. 황산염계 자극제는 고로슬래그 미분말이 해리되어 안정한 수화물을 생성하기 위해서는 필요한 촉진제이다. 황산염계 자극제는 물 100 중량부에 대하여 5 ~ 15 중량부가 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니며 범위내에서 재생 아스팔트첨가제의 성분들과 결합하여 균열이 발생하지 않고 경화반응을 조절하고 초기강도 활성에 더욱 기여하기 때문이다.
본 발명은 상온 재생 아스팔트 첨가제를 포함하는 재생아스팔트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 재생 아스팔트 첨가제, 폐아스팔트 콘크리트 순환골재, 유화아스팔트 및 그린바인더를 포함하는 재생아스팔트 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명은 폐아스팔트 콘크리트 순환골재 100 중량부에 대하여 재생 아스팔트 첨가제 0.1 ~ 10 중량부, 유화아스팔트 1 ~ 10 중량부 및 그린바인더 1 ~ 10 중량부를 포함하는 재생 아스팔트 첨가제 조성물을 제공할 수 있다. 조성비는 제한되지는 않지만 본 발명의 목적하는 범위에서 인장강도, 탄성율 및 내마모성이 향상되어 장기 안전성을 높일 수 있어 바람직하다.
본 발명에서 폐아스팔트 콘크리트 순환골재는 도로 등의 각종 건설현장에서 폐기된 폐아스팔트 콘크리트를 수집하여 파쇄기를 거쳐 선별 및 분리한 것이며 기준에 적합한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 폐아스팔트 콘크리트 순환골재는 신재골재를 더 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에서 신재골재는 기준에 적합 것을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 유화아스팔트는 물속에서 아스팔트가 상분리 현상을 일으키지 않고 분산상태를 유지하고 있는 유화제를 넣은 아스팔트를 의미하며 아스팔트 미립자를 수중에 분산시켜 혼탁액형으로 제조한 것이 바람직하다. 유화아스팔트는 상온시공이 가능하고 컷백 아스팔트에 비하여 가격이 저렴하며 시공법 및 시공장비가 간단하기 때문에 바람직하다. 본 발명에서 유화아스팔트는 순환골재 100중량부에 대하여 1 ~ 10 중량부 포함하는 것이 바람직하며 이는 폐아스팔트 콘크리트 순환골재의 크랙 및 공극에 깊숙이 침투되어 점착력을 향상시킬 수 있으며 같은 범위로 유화아스팔트를 포함하는 경우 순환골재 표면에 대한 코팅이 충분히 되며 강도가 향상될 수 있다.
본 발명의 재생 아스팔트용 첨가제는 이를 재생아스팔트에 첨가함으로써 아스팔트의 물성을 충분히 향상시키며 내구성과 마모성 등 도로 포장의 수명 연장과 안전성을 향상시켜 물류비용, 도로 유지 보수 등의 예산을 절감하고 교통 안전사고 예방에 큰 효과를 제공할 수 있다.
본 발명의 내용은 본 발명의 기술을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성 에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (3)
- 스틸렌-부타디엔 라텍스 100 중량부, 프로세스 오일 700 내지 750 중량부 및 폴리프로필렌 40 내지 60 중량부를 혼합하여 190 내지 195℃에서 500 내지 1000rpm으로 40분 동안 가열하여 제1혼합물을 제조하는 단계;
상기 제1혼합물에 EVA 40 내지 60 중량부, LDPE 40 내지 60 중량부 및 돈지 10 내지 30 중량부를 혼합하여 150 내지 170℃에서 500 내지 1,000rpm으로 40분 동안 가열하여 제2혼합물을 제조하는 단계;
상기 제2혼합물에 카본블랙 20 중량부와 난연제 10 중량부를 혼합하여 교반하여 제3혼합물을 제조하는 단계; 및
상기 제3혼합물을 식힌 후 성분 분리를 막기 위해 800 매쉬 탈수기를 사용하여 2,000rpm으로 분산시키는 단계;로 재생 아스팔트 첨가제가 제조된 것이며,
상기 재생 아스팔트 첨가제는 황산칼슘, 황산알루미늄, 황산마그네슘 및 황산나트륨 중에서 선택되는 황산염계 자극제 5~15 중량부;와 양이온계 계면활성제 1~10 중량부;를 제2혼합물의 제조 단계에서 추가로 혼합하여 제조된 것이며,
상기 재생 아스팔트 첨가제는 폐아스팔트 콘크리트 순환골재와 혼합하여 사용되며, 상기 폐아스팔트 콘크리트 순환골재 100 중량부에 대하여 재생 아스팔트 첨가제 1~10 중량부 및 유화아스팔트 1~10 중량부를 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 재생 아스팔트 첨가제 제조방법.
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