KR102425968B1 - 친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법 - Google Patents

친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102425968B1
KR102425968B1 KR1020210093677A KR20210093677A KR102425968B1 KR 102425968 B1 KR102425968 B1 KR 102425968B1 KR 1020210093677 A KR1020210093677 A KR 1020210093677A KR 20210093677 A KR20210093677 A KR 20210093677A KR 102425968 B1 KR102425968 B1 KR 102425968B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
parts
asphalt
tire powder
waste
Prior art date
Application number
KR1020210093677A
Other languages
English (en)
Inventor
오영훈
Original Assignee
오영훈
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 오영훈 filed Critical 오영훈
Priority to KR1020210093677A priority Critical patent/KR102425968B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102425968B1 publication Critical patent/KR102425968B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C08L17/00—Compositions of reclaimed rubber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00—Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/08—Copolymers of styrene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00—Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/20—Recycled plastic
    • C08L2207/24—Recycled plastic recycling of old tyres and caoutchouc and addition of caoutchouc particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

본 발명은 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부; SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부; 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부; 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부; 폐오일 1 내지 10 중량부;및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100 μm 인 친환경 개질 아스팔트에 관한 것이다.
본 발명은 균질성이 담보된 아스팔트를 제공하여, 아스팔트 성분과 고무 및 고분자수지가 우수한 상호작용을 할 수 있어 아스팔트의 탄성복원력이 향상됨은 물론, 내마모성, 내수성, 저온접착성 등 우수한 물성을 발휘하여 도로의 수명을 연장시킬 수 있고, 폐기물 처리 문제를 해결하여 친환경적이다.

Description

친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법{Eco-friendly modified asphalt and a process for the preparation thereof}
본 발명은 폐기물을 사용하여 아스팔트를 개질한 친환경 개질 아스팔트 및 아스팔트 보수제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 기존의 아스팔트의 개질을 위한 첨가제로 폐타이어, 폐오일, 폐스티로폼 등의 폐기물을 이용하되, 일반 아스팔트에 대비하여 기능이 향상된 친환경적인 개질 아스팔트 및 제조방법에 관한 발명이다.
아스팔트는 점탄성과 결합성질이 좋은 물질로 범용적으로 도로포장체 등에 사용되고 있다. 이러한 아스팔트 포장도로는 초기 시공 후 시간이 경과함에 따라, 태양열, 자외선, 습기, 풍화, 열화, 침수, 외부 충격 등에 의해 바퀴 패임 현상(Rutting)이나 균열(Crack) 등과 같은 노후 파손이 진행된다. 노후 파손을 방치할 경우, 아스팔트 내부에 물이 직접적으로 들어가게 되어 도로의 파괴가 진행되고, 이러한 상태의 포장 도로에서의 차량 통행은 곧 균열 주변의 포장구조를 더욱 악화시키게 된다. 나아가 포트홀(도로가 움푹 접시 모양으로 패여서 결국 포장이 떨어져 나가는 현상)로 발전되어 도로의 안전운행의 위험요소가 되는 바, 포장 도로의 파손부위에 대해서는 적정한 보수가 진행되어야 한다.
현재 도로의 균열보수방법에 있어서, 여러 종류의 개질 아스팔트 공법을 실용화하고 있으며, 그 중 하나가 약 20%의 폐타이어 고무분말을 첨가한 고온 혼합 고무 아스팔트 공법이다. 폐타이어를 이용한 고온 혼합 고무 아스팔트 공법은 전 세계적으로 늘어나는 폐타이어 폐기물을 재활용할 수 있는 친환경적인 공법으로, 기존 아스팔트 대비하여 안정성, 내산성 및 내균열성이 우수하고 골재를 피복하는 막의 두께와 내산화성이 증가하여 포장 도로의 수명이 증가할 수 있어, 기존의 공법들 대비 기존 도로의 문제를 대폭 개선하였고 이미 수십년 전부터 일반적인 도로보수공법으로 사용되고 있다.
그러나, 여전히 상기와 같은 공법을 사용한다 하더라도, 경화 후에 아스팔트와 보수제 간의 탄성율 및 물성이 상이하여 일정기간 경과 후 탈리되거나 균열 부분의 공극을 충분히 막아주지 못하여 손쉽게 파손되는 빈도가 높으며, 자외선 등의 충격에 여전히 취약한 문제점을 가지고 있으며, 개질제로써 첨가되는 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer)의 아스팔트와의 상분리, 및 폐타이어에 이미 가황되어진 고무가 아스팔트 내에 고르게 분산되지 못하는 문제들 때문에 바인더 성능의 균질성을 확보하기 어렵고 고온 및 저온에서의 개질 효과에 한계가 있었으며 포장체의 내구성을 담보하지 못했다.
KR 10-2021-0080847
본 발명은 종래의 문제점을 해소하고자 발명한 것으로 다음과 같은 목적을 가진다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 개질 아스팔트의 전체 조성물의 균질성을 담보하며, 균열저항성을 개선하여 내구성이 좋아 침투수를 차단하는 향상된 개질 효과를 가진 개질 아스팔트 및 아스팔트 보수제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 개질 아스팔트에 첨가된 고분자와 아스팔트 간의 상분리 현상에 따른 기계적 물성 저하를 방지할 수 있는 개질 아스팔트 및 아스팔트 보수제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 상기와 같은 목적의 달성을 위하여 폐기물의 고분자를 소재로 재활용한 개질제를 사용하여 친환경 개질 아스팔트 및 아스팔트 보수제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 담보된 성능의 친환경 개질 아스팔트를 제조하는 것을 목적으로 한다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm 인 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말은 분쇄되어 각 폐타이어 분말의 입경(particle size)이 0.1 내지 1μm인 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, 상기 폐타이어 분말의 입도 분포는 D50은 25 내지 35μm이고, 상기 폐타이어 분말의 입도 분포는 하기 수학식 1로 표시되는 입도분포폭이 0.01 내지 1.50인 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
([수학식 1]
입도분포폭 = (D90-D10)/D50
식 중에서, D10, D50 및 D90은 각각 폐타이어 분말 입자의 전체 중량을 100%로 하여 입도 분포의 누적량이 10%, 50% 및 90%가 되는 부분의 입자 직경을 의미한다.)
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, 상기 폐타이어 분말의 비표면적은 0.02 내지 0.1m2/cm3인 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, 가황촉진제 0.5 내지 1 중량부를 포함하는 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, 가황촉진제 0.5 내지 1 중량부를 포함하고, 상기 가황촉진제는 티아졸(thiazole)계 가황촉진제, 구아니딘(guanidine)계 가황촉진제, 술펜아미드(sulfenamide)계 가황촉진제 및 티우람(thiuram)계 가황촉진제 중 일이상을 포함하는 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, UV 경화제를 포함하는 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, UV 경화제를 포함하고, 상기 UV 경화제는 불포화폴리에스테르(unsaturated polyester), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(polyether acrylate), 측쇄 아크로일형 아크릴레이트(branched acryloyl type acrylate), 폴리치올 아크릴 유도체(polythiol acrylic derivative), 및 폴리치올 시프로 아세탈(polythiol cipro acetal) 중 일이상을 포함하는 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부, 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부, 폐오일 1 내지 10 중량부 및 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 포함하고, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 10 내지 100μm이고, 산화방지제를 포함하고, 상기 산화방지제는 0.1 내지 0.5 중량부이며, 상기 산화방지제는 아민게, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 중 일이상을 포함하는 친환경 개질 아스팔트를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, 상기 본 발명의 실시예들의 친환경 개질 아스팔트를 포함하는 아스팔트 보수제를 제공한다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예는, a) 폐타이어 분말을 마이크로 분쇄하는 단계, b) 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부를 제1 배치(1st batch)에서 220℃로 2시간동안 가열교반하는 단계, c) SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부 및 폐오일 1 내지 10 중량부를 제2 배치(2nd batch)에서 170℃로 3시간동안 배합하는 단계, d) 상기 c)단계의 유체를 각각 상기 제1 배치(1st batch)로 옮기고, 상기 b)단계의 유체와 상기 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부를 넣어 170℃로 3시간동안 배합하는 단계, e) 상기 d)단계의 유체에 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 넣고 220℃로 3시간동안 가열교반하는 단계, f) 상기 e)단계의 유체의 제1 CTQ(Critical to Quality) 체크를 시행하는 단계, g) 기준치에 부합하는 f)단계의 유체를 170℃로 3시간동안 배합하는 단계, 및 h) 상기 g)단계의 유체의 제2 CTQ(Critical to Quality) 체크를 시행하는 단계를 포함하는 친환경 개질 아스팔트를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 개질 아스팔트에 따르면, 균질성이 담보된 아스팔트를 제공하여, 아스팔트 성분과 고무 및 고분자수지가 우수한 상호작용을 할 수 있어 아스팔트의 탄성복원력이 향상됨은 물론, 내마모성, 내수성, 저온접착성 등 우수한 물성을 발휘하여 도로의 수명을 연장시키도록 하는 특유한 효과가 있다.
또한, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 개질 아스팔트에 따르면, 폐 고분자를 아스팔트용 첨가제로 사용하여 가격이 싸고 폐기물 처리 문제도 해결할 수 있어 친환경적인 특유한 효과가 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 친환경 개질 아스팔트는 아스팔트(asphalt), SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer), 에폭시(Epoxy), 폐타이어 분말, 폐오일 및 폐스트로폼을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 아스팔트(asphalt)는 50 내지 100 중량부일 수 있다. 바람직하게는, 아스팔트(asphalt)는 50 내지 70 중량부일 수 있다. 전체 친환경 개질 아스팔트에서 전체 질량 대비 상기와 같은 적정한 비중을 차지 하도록 하여, 친환경 개질 아스팔트의 적정한 가공 조건 및 점성을 유지할 수 있다.
구체적으로, 상기 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer)는 5 내지 20 중량부일 수 있다. SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer)는 친환경 개질 아스팔트 내부에서 분산되어, 고무탄성을 가지는 친환경 개질 아스팔트를 제공할 수 있도록 한다. 이에 따라, 아스팔트의 소성변형에 대한 저항성이 증가된 친환경 개질 아스팔트를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 폐타이어 분말은 5 내지 20 중량부일 수 있다. 폐타이어 분말의 표면에 존재하는 수분을 제거할 수 있다. 상기 수분의 제거는 80℃로 유지된 진공건조기에서 24시간 건조할 수 있다.
상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 0.1 내지 100μm일 수 있다. 바람직하게는, 상기 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 0.1 내지 1μm일 수 있다. 상기와 같은 폐타이어 분말의 입경(particle size)을 제공함에 있어서, 폐타이어 분말은 마이크로 분쇄 공정을 거칠 수 있다. 상기 마이크로 분쇄 공정은 핀밀, 해머밀, 임팩트밀, ACM밀, 제트밀, 볼밀 분쇄기를 사용할 수 있다. 상기 마이크로 분쇄 공정은 동결 분쇄로 이루어질 수 있다. 폐타이어 분말의 입경(particle size)을 상기와 같은 범위로 제공하는 경우, 아스팔트에 첨가된 미소한 폐타이어 분말은 고르게 분산될 수 있으며, 공정 과정에서 국지적으로 치우칠 수 있는 폐타이어 분말의 농도를 균등하게 할 수 있다. 또한, 상기 미소한 폐타이어 분말은 기존에 첨가되어 있던 황과 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer)와 가교 정도를 증가시킬 수 있어, 상대적으로 긴 공중합체를 제공하여, 물리적 화학적 결합을 유도하여 분리현상을 감소시켜 개질 아스팔트의 소성변형 및 균열 저항성을 개선시킬 수 있다. 또한, 상기 폐타이어 분말의 아스팔트 내의 향상된 분산도는 개질 아스팔트의 저장 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 친환경 개질 아스팔트에 따르면, 상기 폐타이어 분말은 소정의 입도분포를 형성할 수 있다. 구체적으로, 폐타이어 분말의 입도 분포는 D50은 25 내지 35μm일 수 있다.
본 발명의 폐타이어 분말의 입도분포폭은 특별히 제한되지 않고 소정의 너비를 가질 수 있다. 다만, 폐타이어 분말의 입도 분포는 하기 수학식 1로 표시되는 입도분포폭이 2.00 이하일 수 있다. 바람직하게는, 폐타이어 분말의 인도분포폭은 0.01 내지는 1.50일 수 있다(D10, D50 및 D90은 각각 폐타이어 분말 입자의 전체 중량을 100%로 하여 입도 분포의 누적량이 10%, 50% 및 90%가 되는 부분의 입자 직경을 의미한다.).
[수학식 1]
입도분포폭 = (D90-D10)/D50
상기와 같이, 폐타이어 분말이 소정의 너비를 갖는 입도분포폭을 형성하고 있으면, 아스팔트, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 및 폐타이어 분말 등을 혼합하는 과정에서, 입자크기 차이에 따른 혼합물 내의 분산 차이가 발생하지 않는 균질한 개질 아스팔트를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 친환경 개질 아스팔트에 따르면, 상기 폐타이어 분말의 비표면적은 0.02 내지 0.1 m2/cm3일 수 있다. 폐타이어 분말이 미세할수록 비표면적이 넓어지게 되며, 아스팔트와의 상호 작용력이 클 수 있다.
구체적으로, 상기 폐오일은 1 내지 10 중량부일 수 있다. 상기와 같은 폐오일을 통해, 친환경 개질 아스팔트는 가공성을 개선할 수 있으며, 상온 인장접착성을 향상시킬 수 있고, 폐기물을 업사이클링하는 것으로 환경적 가치를 제고할 수 있다.
구체적으로, 상기 폐스티로폼은 1 내지 10 중량부일 수 있다. 상기와 같은 폐스티로폼을 통해 친환경 개질 아스팔트는 가공성을 개선할 수 있으며, 상온 인장접착성을 향상시킬 수 있고, 폐기물을 업사이클링하는 것으로 환경적 가치를 제고할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 친환경 개질 아스팔트는, 가황촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황촉진제는 티아졸(thiazole)계 가황촉진제, 구아니딘(guanidine)계 가황촉진제, 술펜아미드(sulfenamide)계 가황촉진제 및 티우람(thiuram)계 가황촉진제) 중 일이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 친환경 개질 아스팔트는, UV 경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 UV 경화제는 불포화폴리에스테르(unsaturated polyester), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(polyether acrylate), 측쇄 아크로일형 아크릴레이트(branched acryloyl type acrylate), 폴리치올 아크릴 유도체(polythiol acrylic derivative), 및 폴리치올 시프로 아세탈(polythiol cipro acetal) 중 일이상을 포함할 수 있다. UV 경화제에 의하여 아스팔트가 포장되어 자외선에 노출되더라도, 자외선에 의한 충격을 최소화하여 아스팔트 내부의 물리적 화학적 결합의 손실을 최소화할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 친환경 개질 아스팔트는, 산화방지제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 산화방지제는 0.1 내지 0.5 중량부일 수 있다. 구체적으로, 상기 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 중 일이상을 포함할 수 있다. 상기와 같은 산화방지제에 의하여 포장된 개질 아스팔트가 외부의 충격에 의한 산화가 진행되어 시간 경과에 따른 탄성과 접착력을 상실하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 상기의 실시예들의 친환경 개질 아스팔트를 포함하는 아스팔트 보수제를 제공할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 친환경 개질 아스팔트를 제조하는 방법은 다음의 단계를 포함할 수 있다.
a) 폐타이어 분말을 마이크로 분쇄하는 단계
b) 아스팔트(asphalt) 50 내지 70 중량부를 제1 배치(1st batch)에서 220℃로 2시간동안 가열교반하는 단계
c) SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 5 내지 20 중량부, 에폭시(epoxy) 1 내지 10 중량부 및 폐오일 1 내지 10 중량부를 제2 배치(2nd batch)에서 170℃로 3시간동안 배합하는 단계
d) 상기 c)단계의 유체를 각각 상기 제1 배치(1st batch)로 옮기고, 상기 b)단계의 유체와 상기 폐타이어 분말 5 내지 20 중량부를 넣어 170℃로 3시간동안 배합하는 단계
e) 상기 d)단계의 유체에 폐스트로폼 1 내지 10 중량부를 넣고 220℃로 3시간동안 가열교반하는 단계
f) 상기 e)단계의 유체의 제1 CTQ(Critical to Quality) 체크를 시행하는 단계
g) 기준치에 부합하는 f)단계의 유체를 170℃로 3시간동안 배합하는 단계
h) 상기 g)단계의 유체의 제2 CTQ(Critical to Quality) 체크를 시행하는 단계
본 발명의 하나의 실시예에 따른 친환경 개질 아스팔트를 제조하는 방법에 따르면, CTQ(Critical to Quality) 체크를 포함할 수 있다. 상기 CTQ(Critical to Quality) 체크는 고객 사용시 품질에 절대적인 영향을 줄 수 있는 요소를 선정할 수 있다. 상기 CTQ(Critical to Quality) 체크는 품질 사고를 예방할 수 있다. 상기 CTQ(Critical to Quality) 체크는 측정 요소마다 기준 값을 설정할 수 있다.
상기 제1 CTQ(Critical to Quality) 체크는 제조된 개질 아스팔트의 분산도 및 점도를 확인할 수 있다. 제조된 개질 아스팔트는 상기 제1 CTQ(Critical to Quality) 체크를 통해 설정된 분산도 기준 값보다 낮거나, 설정된 점도 기준 값보다 낮은 경우, 추가적으로 가열교반한 뒤 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer), 에폭시(epoxy), 폐오일 또는 폐타이어 분말을 추가하는 공정을 추가할 수 있다. 상기 추가되는 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer), 에폭시(epoxy), 폐오일 또는 폐타이어 분말의 양은 상기 제1 CTQ(Critical to Quality) 체크에서 확인된 분산도, 점도 값에 의해 결정될 수 있다.
상기 제2 CTQ(Critical to Quality) 체크는 제조된 개질 아스팔트의 침입도, 분산도 및 가열 흐름성을 확인할 수 있다. 제조된 개질 아스팔트는 상기 제2 CTQ(Critical to Quality) 체크를 통해 설정된 침입도 기준 값보다 낮거나, 설정된 분산도 기준 값보다 낮거나, 설정된 가열 흐름성 기준 값보다 낮은 경우, 추가적으로 가열교반한 뒤 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer), 에폭시(epoxy), 폐오일 또는 폐타이어 분말을 추가하는 공정을 추가할 수 있다. 상기 추가되는 SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer), 에폭시(epoxy), 폐오일 또는 폐타이어 분말의 양은 상기 제2 CTQ(Critical to Quality) 체크에서 확인된 침입도, 분산도, 가열 흐름성 값에 의해 결정될 수 있다.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
아스팔트 100g에, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 30g을 첫번째 배치(1st batch)에서 혼합한 후, 두번째 배치(2nd batch)에서 혼합된 에폭시(epoxy) 10g, 폐타이어 분말 20g, 폐오일 4g을 세번째 배치(3rd batch)에서 첫번째 배치(batch)의 혼합물과 3시간 섞는다. 이후, 폐스티로폼 4g을 세번째 배치(batch)에 투입한다. 이때, 혼합되는 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 0.5μm이다.
[실시예 2]
아스팔트 100g에, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 30g을 첫번째 배치(1st batch)에서 혼합한 후, 두번째 배치(2nd batch)에서 혼합된 에폭시(epoxy) 10g, 폐타이어 분말 20g, 폐오일 4g을 세번째 배치(3rd batch)에서 첫번째 배치(batch)의 혼합물과 3시간 섞는다. 이후, 폐스티로폼 4g을 세번째 배치(batch)에 투입한다. 이때, 혼합되는 폐타이어 분말의 입도 분포 D50은 30μm이고, 폐타이어 분말의 입도분포폭은 1.00이다.
[실시예 3]
아스팔트 100g에, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 30g을 첫번째 배치(1st batch)에서 혼합한 후, 두번째 배치(2nd batch)에서 혼합된 에폭시(epoxy) 10g, 폐타이어 분말 20g, 폐오일 4g을 세번째 배치(3rd batch)에서 첫번째 배치(batch)의 혼합물과 3시간 섞는다. 이후, 폐스티로폼 4g을 세번째 배치(batch)에 투입한다. 이때, 혼합되는 폐타이어 분말의 비표면적은 0.05m2/cm3이다.
[비교예 1]
아스팔트 100g에, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 30g을 첫번째 배치(1st batch)에서 혼합한 후, 두번째 배치(2nd batch)에서 혼합된 에폭시(epoxy) 10g, 폐타이어 분말 20g, 폐오일 4g을 세번째 배치(3rd batch)에서 첫번째 배치(batch)의 혼합물과 3시간 섞는다. 이후, 폐스티로폼 4g을 세번째 배치(batch)에 투입한다. 이때, 혼합되는 폐타이어 분말의 입경(particle size)은 50μm이다.
[비교예 2]
아스팔트 100g에, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 30g을 첫번째 배치(1st batch)에서 혼합한 후, 두번째 배치(2nd batch)에서 혼합된 에폭시(epoxy) 10g, 폐타이어 분말 20g, 폐오일 4g을 세번째 배치(3rd batch)에서 첫번째 배치(batch)의 혼합물과 3시간 섞는다. 이후, 폐스티로폼 4g을 세번째 배치(batch)에 투입한다. 이때, 혼합되는 폐타이어 분말의 입도 분포 D50은 30μm이고, 폐타이어 분말의 입도분포폭은 4.50이다.
[실시예 3]
아스팔트 100g에, SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 30g을 첫번째 배치(1st batch)에서 혼합한 후, 두번째 배치(2nd batch)에서 혼합된 에폭시(epoxy) 10g, 폐타이어 분말 20g, 폐오일 4g을 세번째 배치(3rd batch)에서 첫번째 배치(batch)의 혼합물과 3시간 섞는다. 이후, 폐스티로폼 4g을 세번째 배치(batch)에 투입한다. 이때, 혼합되는 폐타이어 분말의 비표면적은 0.005m2/cm3이다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 친환경 개질 아스팔트 조성물의 물성을 하기 방법으로 측정하였고 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
(1) 연화점
연화점은 ASTM(American Society Testing and Materials) D36에 따라 측정한 개질 아스팔트의 고온 물성 척도로, 1분당 5℃씩 물 또는 글리세린 가열 시 이에 의해 시편이 연화하기 시작하여 시편 위에 위치한 직경 9.525mm, 무게 3.5g의 구슬이 1인치만큼 처졌을 때 온도를 측정하였다.
(2) 상 분리 온도
알루미늄 튜브에 개질 아스팔트 조성물 50g을 개량하고, 180℃의 오븐에서 72시간 방치한 후, 삼등분하여 윗부분과 아랫부분의 연화점을 ASTM D36 방법으로 측정하고 그 온도 차이를 계산하였다.
(3) 점도
점도는 Brookfield DV-Ⅱ+Pro Model을 사용하여 스핀들 27의 조건으로 ASTM D4402에 따라 135℃ 및 160℃에서 측정하였다.
연화점(℃) 상분리 온도(℃) 점도(cps)
135℃ 160℃
실시예 1 85.7 3.1 1655 585
실시예 2 93.9 2.7 1725 625
실시예 3 94.0 2.6 1710 605
비교예 1 82.2 9.3 1620 570
비교예 2 91.4 6.4 1670 605
비교예 3 83.5 7.5 1625 580
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폐타이어 분말의 입경(particle size)가 작은 실시예 1은, 폐타이어 분말의 입경(particle size)이 큰 비교예 1과 대비하여 연화점이 높고, 저온 가공성이 향상된 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 폐타이어 분말의 아스팔트 내의 향상된 분산도가 소성변형 및 균열 저항성을 개선하고 아스팔트의 저장 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폐타이어 분말의 입도분포가 고른 실시예 2는, 폐타이어 분말의 입도분포가 넓은 비교예 2와 대비하여 연화점이 높고, 저온 가공성이 향상된 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 폐타이어 분말의 아스팔트 내의 향상된 균질도로 말미암아, 소성변형 및 균열 저항성을 개선하고 아스팔트의 저장 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 폐타이어 분말의 비표면적 큰 실시예 3은, 폐타이어 분말의 비표면적이 작은 비교예 3과 대비하여 연화점이 높고, 저온 가공성이 향상된 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 폐타이어 분말의 아스팔트 접촉 면적을 개선하여, 소성변형 및 균열 저항성을 개선하고 아스팔트의 저장 안정성을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (5)

  1. 아스팔트(asphalt) 50 중량부;
    SBS 삼블록 공중합체(styrene-butadiene-styrene triblock copolymer) 15 중량부;
    에폭시(epoxy) 5 중량부;
    마이크로(Micro) 분쇄된 폐타이어 분말 10 중량부;
    폐오일 2 중량부;
    폐스트로폼 2 중량부; 및
    가황촉진제, UV 경화제, 산화방지제를 포함하고,
    상기 마이크로(Micro) 분쇄된 폐타이어 분말은 입경(particle size) 0.1 내지 0.5㎛ 범위 및 하기 수학식 1로 표시되는 입도분포폭 1.00을 만족하고,
    상기 마이크로(Micro) 분쇄된 폐타이어 분말의 비표면적(폐타이어 분말 단위 부피 1cm3에 대한 폐타이어 분말의 표면적)은 0.05 m2/cm3이며,
    상기 가황촉진제는 티아졸(thiazole)계 가황촉진제, 구아니딘(guanidine)계 가황촉진제, 술펜아미드(sulfenamide)계 가황촉진제 및 티우람(thiuram)계 가황촉진제 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 UV 경화제는 불포화폴리에스테르(unsaturated polyester), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에테르 아크릴레이트(polyether acrylate), 측쇄 아크로일형 아크릴레이트(branched acryloyl type acrylate), 폴리치올 아크릴 유도체(polythiol acrylic derivative), 및 폴리치올 시프로 아세탈(polythiol cipro acetal) 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 산화방지제는 아민계, 비스페놀계, 모노페놀계 및 유황계 중 하나 이상을 포함하며,
    연화점 93.9℃ 이상 및 상분리 온도 2.7℃ 이하이며,
    점도가 135℃에서 1710 내지 1725 cps, 160℃에서 605 내지 625 cps인 친환경 개질 아스팔트.
    [수학식 1]
    입도분포폭 = (D90-D10)/D50
    식 중에서, D10, D50 및 D90은 각각 마이크로(Micro) 분쇄된 폐타이어 분말 입자의 전체 중량을 100wt%로 하여 입도 분포의 누적량이 10wt%, 50wt% 및 90wt%가 되는 부분의 입자 직경을 의미한다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020210093677A 2021-07-16 2021-07-16 친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법 KR102425968B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210093677A KR102425968B1 (ko) 2021-07-16 2021-07-16 친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210093677A KR102425968B1 (ko) 2021-07-16 2021-07-16 친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102425968B1 true KR102425968B1 (ko) 2022-07-28

Family

ID=82607695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210093677A KR102425968B1 (ko) 2021-07-16 2021-07-16 친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102425968B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041714A (zh) * 2023-02-14 2023-05-02 安徽交控工程集团有限公司 一种新型弹性体改性环氧化sbs改性剂的制备方法及其在抗裂超薄中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000017713A (ko) * 1999-08-02 2000-04-06 문영호 아스팔트 조인트 및 실란트 조성물
JP2001139643A (ja) * 1999-09-03 2001-05-22 Showa Highpolymer Co Ltd 排水性道路舗装の補強用硬化性樹脂組成物及びその硬化方法
KR20170011980A (ko) * 2015-07-22 2017-02-02 한국건설기술연구원 Sda공정으로부터의 잔유물을 이용한 저비용 및 고성능 아스팔트 포장용 아스팔트 바인더 조성물 및 그 제조방법
KR20200044584A (ko) * 2018-10-19 2020-04-29 문성철 저온 플라즈마 처리 폐고무 분말을 포함하는 고무 발포체의 제조방법
KR20210080847A (ko) 2019-12-23 2021-07-01 주식회사 포이닉스 폐타이어와 sbs를 포함하는 복층 저소음 아스콘 포장 조성물 및 포장공법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000017713A (ko) * 1999-08-02 2000-04-06 문영호 아스팔트 조인트 및 실란트 조성물
JP2001139643A (ja) * 1999-09-03 2001-05-22 Showa Highpolymer Co Ltd 排水性道路舗装の補強用硬化性樹脂組成物及びその硬化方法
KR20170011980A (ko) * 2015-07-22 2017-02-02 한국건설기술연구원 Sda공정으로부터의 잔유물을 이용한 저비용 및 고성능 아스팔트 포장용 아스팔트 바인더 조성물 및 그 제조방법
KR20200044584A (ko) * 2018-10-19 2020-04-29 문성철 저온 플라즈마 처리 폐고무 분말을 포함하는 고무 발포체의 제조방법
KR20210080847A (ko) 2019-12-23 2021-07-01 주식회사 포이닉스 폐타이어와 sbs를 포함하는 복층 저소음 아스콘 포장 조성물 및 포장공법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116041714A (zh) * 2023-02-14 2023-05-02 安徽交控工程集团有限公司 一种新型弹性体改性环氧化sbs改性剂的制备方法及其在抗裂超薄中的应用
CN116041714B (zh) * 2023-02-14 2024-04-02 安徽交控工程集团有限公司 一种弹性体改性环氧化sbs改性剂的制备方法及其在抗裂超薄罩面中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103044935B (zh) 一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法
KR102119728B1 (ko) 라텍스 수지를 포함하는 방수아스팔트(lma) 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
KR102425968B1 (ko) 친환경 개질 아스팔트 및 그 제조방법
CN108610699B (zh) 一种甲基丙烯酸树脂类标线涂料及其制备方法
KR101015134B1 (ko) 가열 재생 아스팔트 조성물
KR100669079B1 (ko) 아스팔트 개질재 및 그의 제조방법과 아스팔트 개질재를이용하여 제조된 아스팔트 콘크리트의 제조방법
CN115139625B (zh) 一种耐侯外露型改性沥青防水卷材及其制备方法
CN107312344A (zh) 一种低粘度改性沥青及其制备方法
CN113150568A (zh) 一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法
KR102005942B1 (ko) 응급보수용 상온형 개질아스팔트 조성물 및 이의 제조방법
KR102005941B1 (ko) 개질 아스팔트계 실란트 조성물 및 이의 제조방법
EP3612599B1 (en) Rubber composite and process for obtaining same
CN110724387A (zh) 一种适用于高温多雨地区的改性沥青路面修复材料及其制备方法
KR101171338B1 (ko) 친환경 중온 아스팔트 포장방법 및, 이를 위한 개질 아스팔트 바인더와 그 제조방법
KR102188825B1 (ko) 수소가 첨가된 석유수지, sis 및 개선된 골재 입도의 미분말 골재를 포함하는 교면포장용 방수아스팔트 콘크리트 조성물 및 이의 시공방법
CN111747687A (zh) 一种修复型高速路面沥青混合料及其制备方法
KR100317436B1 (ko) 폐타이어 분말 및 고분자 개질재를 이용한 고기능 포장용 재생아스콘 혼합물의 제조방법
KR102083824B1 (ko) 탄성조인트를 이용한 교량 신축이음장치 후타부와 아스콘 포장부의 단차보수 시공방법
KR102369928B1 (ko) 가공성이 향상된 친환경 개질 아스팔트 및 아스팔트 보수제
KR101832181B1 (ko) Carbon Fiber Chip을 활용한 고내구성 아스팔트계 실란트 및 이의 제조방법
KR101832182B1 (ko) 자기팽창형 컴파운드를 활용한 탄소섬유 아스팔트 균열보수재 및 이를 이용한 시공방법
AU2021101186A4 (en) Shrinkage-inhibiting elastic-toughness rubber asphalt material for repairing pavement cracks
KR101578041B1 (ko) 친환경 폴리우레탄 칩을 이용한 탄성포장재의 시공방법
Dalhat et al. Characterization and evaluation of micronized tire rubber asphalt surface for improved hydrophobicity
KR20100120955A (ko) 개질 아스팔트 및 그의 제조방법

Legal Events

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