TW201927909A - 黏合劑組成物 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題為提供一種於低溫時亦抑制作業性降低的黏合劑組成物。 　　其解決手段的特徵在於包含溶劑萃取油：73.0重量%以下、潤滑油基油：27.0重量%以上，及瀝青；上述瀝青的含量Y與上述潤滑油基油的含量X之關係滿足1.25×X-32≦Y≦1.25×X-25.375以及Y≦-13.3×X+437.06，並且0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數係10.0 Pa以下。

Description

黏合劑組成物
本發明係關於一種黏合劑組成物，其係用於瀝青鋪裝的再利用，且特別是如冬期或寒冷地區般的低溫時亦具有良好的流動性。
以往，於瀝青鋪裝的再利用(recycle)中，使用瀝青再生用的添加劑。作為其理由，列舉如供使用後的瀝青鋪裝中存在之劣化的瀝青之性狀回復。已知由於瀝青劣化，而瀝青中的芳香族份減少(遠西智次，「關於改質瀝青的物理科學的特性之研究」，財團法人土木研究中心平成6年度部外研究員報告書概要版，平成7年6月，p.167-170、立石大作，「關於改質瀝青的物理科學的特性之研究」，財團法人土木研究中心平成6年度部外研究員報告書概要版，平成8年6月，p.229-232)。因此，為了填補芳香族份，而有添加萃取物等之高芳香族系礦物油等。
然而，含有許多芳香族份之添加劑呈現出高黏度。因此，存在有添加劑的流動性缺乏，作業性降低的問題點。又，降低添加劑的黏度時，閃點或密度有下降的傾向，因此於安全性或與劣化的瀝青之混合性產生問題。
於此，專利文獻1提案有不減少芳香族含量，且使常溫下之流動性提高之瀝青黏合劑(黏合劑組成物)。專利文獻1中揭示一瀝青黏合劑，其係將25℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數設為10.00 Pa以下，藉此於常溫下的流動性優異，且與以往的添加劑相比可使作業性較為良好。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2008-56742號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，專利文獻1揭示的瀝青黏合劑，使用於冬期或寒冷地區般的低溫時(例如0℃)之情況下，伴隨著增黏而流動性缺乏。因此，產生於低溫時作業性降低的問題。
所以，本發明係有鑑於上述的問題點而研究出者，作為其目的係提供於冬期等之低溫時亦抑制作業性降低的黏合劑組成物。 [用以解決課題之手段]
為了解決上述之課題，請求項1之黏合劑組成物的特徵為包含溶劑萃取油：未達73.0重量%、潤滑油基油：27.0重量%以上，及瀝青；上述瀝青的含量Y與上述潤滑油基油的含量X之關係滿足1.25×X-32≦Y≦1.25×X-25.375以及Y≦-13.3×X+437.06，並且0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數係10.0 Pa以下。
如請求項2之黏合劑組成物，於請求項1的發明中，上述瀝青係溶劑脫瀝青之瀝青及直餾瀝青之至少任一者。
如請求項3之黏合劑組成物，於請求項1或2的發明中，上述潤滑油基油的動態黏度係40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110.0 mm2 /秒以下，以及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下。 [發明之效果]
適用由上述構成所成之本發明的黏合劑組成物為0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數係10.0 Pa以下。因此，於如冬期或寒冷地區等之低溫時亦流動性優異。據此，於低溫時仍可抑制作業性降低。
又，適用本發明的黏合劑組成物含有許多溶劑萃取油且含有許多芳香族份。因此，可填補劣化的瀝青之芳香族份。據此，可得到與新瀝青鋪裝具有同等特性的再生瀝青鋪裝。
又，適用由上述構成所成之本發明的黏合劑組成物係閃點為260℃以上，可確保作業時的安全性。
以下，對於適用本發明的黏合劑組成物之實施形態進行詳細地說明。
本發明者對於使用作為瀝青再生用之軟化劑、橡膠增量油(extender oil)及橡膠調配油等之黏合劑組成物，為了於低溫時亦具有良好的流動性，且抑制作業性降低，而努力進行實驗研究。其結果，於此使用狀況下，特別是開始流動時，由極和緩的力(若是從保存容器之流出即重力，若是泵所致之移送即壓力)作用於黏合劑組成物，測定0℃下0.1 rad/秒(0.0159 Hz)之和緩頻率下的複數彈性模數，其值若是10.0 Pa以下，即是發現得到該等之作業中所要求的流動性。進而，發現添加潤滑油基油及瀝青至以往作為瀝青用添加劑所使用之溶劑萃取油中，0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數成為10.0 Pa以下，而完成本發明。
亦即，適用本發明的黏合劑組成物含有溶劑萃取油：未達73.0重量%、潤滑油基油：27.0重量%以上，及瀝青。又，瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足1.25×X-32≦Y≦1.25×X-25.375以及Y≦-13.3×X+ 437.06。且，0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數係10.0 Pa以下。
以下，對於適用本發明的黏合劑組成物中的數值限定理由進行說明。
＜溶劑萃取油：未達73.0重量%＞ 　　溶劑萃取油含有許多芳香族份，主要是為了填補劣化的瀝青之芳香族份而添加，且係作為軟化劑作用之成分。溶劑萃取油係從原油製造潤滑油時之溶劑萃取過程中所生成之萃取油，係芳香族份及環烷烴份豐富之油狀物質(參照「到石油製品完成為止」，圖6-1“一般之潤滑油製造步驟”，石油聯盟發行，昭和46年11月，p.99以及「新石油辭典」，石油學會編，1982年，p.304)。溶劑萃取油的含量為73.0重量%以下，使用作為適用本發明的黏合劑組成物之基材。因此，適用本發明的黏合劑組成物可含有許多芳香族份。
溶劑萃取油的含量為73.0重量%以上的情況下，黏合劑組成物的複數彈性模數變高。因此，低溫時的黏合劑組成物之流動性缺乏，作業性降低。故，將溶劑萃取油的含量設為未達73.0重量%。再者，期望溶劑萃取油係60℃下的動態黏度為400.0~600.0 mm2 /秒及15℃下的密度為0.960~0.990 g/cm3 之至少任一者，且更期望15℃下的密度為0.970~0.980 g/cm3 。
＜潤滑油基油：27.0重量%以上＞ 　　潤滑油基油主要是為了使溶劑萃取油的動態黏度下降而添加。作為潤滑油基油的生成方法，例如使用下述方法，該方法係使用丙烷脫瀝青法(propane deasphalting)從減壓蒸餾殘油萃取脫瀝青油，使用溶劑萃取法從脫瀝青油萃取純化油，使用溶劑脫蠟法(solvent dewaxing)從純化油萃取脫蠟油，使用氫化純化法從脫蠟油生成潤滑油基油。潤滑油基油的含量係27.0重量%以上。因此，適用本發明的黏合劑組成物可使溶劑萃取油的動態黏度充分地下降，且可保持0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數為10.0 Pa以下。
潤滑油基油的含量為未達27.0重量%的情況下，無法使溶劑萃取油的動態黏度充分地下降，黏合劑組成物的複數彈性模數變高。因此，低溫時的黏合劑組成物之流動性缺乏，作業性降低。故，將潤滑油基油的含量設為27.0重量%以上。再者，潤滑油基油期望為動態黏度係40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110 mm2 /秒以下、及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下，15℃下的密度為0.870~0.890 g/cm3 ，以及閃點為230℃以上之至少任一者。
＜瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≦1.25×X-25.375＞ 　　瀝青主要是為了使溶劑萃取油與潤滑油基油的混合物之流動性提升而添加。作為瀝青，例如使用直餾瀝青(參照JIS K 2207)、吹製瀝青(參照JIS K 2207)、半吹製瀝青(參照「瀝青鋪裝綱要」，社團法人日本道路協會發行，平成9年1月13日，p.51，表-3.3.4)、溶劑脫瀝青之瀝青(參照「新石油辭典」，石油學會編，1982年，p.308)等的瀝青或該些的混合物。藉由瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≦1.25×X-25.375，可保持適用本發明的黏合劑組成物之0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數為10.0 Pa以下。
瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係為Y＞1.25×X-25.375的情況下，由於黏合劑組成物內所佔有之瀝青的含量過多，而阻礙溶劑萃取油與潤滑油基油的混合物中之流動性的提升。因此，顯示黏合劑組成物的混和不均變大的傾向。據此，黏合劑組成物的複數彈性模數變高的可能性升高，流動性缺乏，且作業性降低。故，為了得到安定之黏合劑組成物的特性，將瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係設為滿足Y≦1.25×X-25.375。
再者，適用本發明的黏合劑組成物中，期望使用溶劑脫瀝青之瀝青及直餾瀝青的至少任一者。直餾瀝青係表示將常壓蒸餾殘渣油進行減壓蒸餾而得到之瀝青。溶劑脫瀝青之瀝青係與其他的瀝青比較起來密度較高，因此可使黏合劑組成物的密度提升。又，溶劑脫瀝青之瀝青係與其他的瀝青比較起來芳香族份較多。因此，可填補劣化的瀝青之芳香族份。再者，溶劑脫瀝青之瀝青係期望針入度為3~20(0.1 mm)、軟化點為56.0~70.0℃及15℃下的密度為1.060~1.070 g/cm3 的至少任一者。
＜瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≧1.25×X-32＞ 　　適用本發明的黏合劑組成物係瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≧1.25×X-32。因此，可保持適用本發明的黏合劑組成物之15℃下的密度為0.950 g/cm3 以上。
瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係為Y＜1.25×X-32的情況下，瀝青的含量相對於潤滑油基油的含量之比例變小。因此，瀝青組成物的密度下降。據此，於與劣化的瀝青之混合性產生問題。故，將黏合劑組成物中之瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係設為滿足Y≧1.25×X-32。
＜瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≦-13.3×X+437.06＞ 　　適用本發明的黏合劑組成物係瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≦-13.3×X+437.06。因此，可保持適用本發明的黏合劑組成物之芳香族含有率為50.00%以上。
瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係為Y＞-13.3×X+437.06的情況下，溶劑萃取油的含量相對於潤滑油基油的含量及瀝青的含量之比例變小。因此，瀝青組成物中的芳香族份之含有率下降。據此，於與劣化的瀝青之混合性產生問題。故，將黏合劑組成物中之瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係設為滿足Y≦-13.3×X+437.06。
基於上述，將瀝青的含量Y與上述潤滑油基油的含量X之關係設為滿足1.25×X-32≦Y≦1.25×X-25.375及Y≦-13.3×X+437.06。
＜0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數為10.0 Pa以下＞ 　　如同前述，本發明中抑制作業性降低係將於0℃附近的低溫時之和緩的力進行作用之作業時作為目標。為了實施該作業，若0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數超過10.0 Pa，於低溫中變得幾乎不會流動。因此，例如從保存容器流出及泵移送時的作業性下降。故，適用本發明的黏合劑組成物中，將0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數設為10.0 Pa以下。
再者，複數彈性模數G* 係遵照鋪裝調查．試驗法手冊(社團法人日本道路協會編)所規定之動態剪切流變儀(DSR，Dynamic Shear Rheometer)的試驗方法進行測定。本試驗的測定原理係將黏合劑組成物夾於2片的平行圓盤(直徑為50 mm)間，對一方的圓盤施加規定的頻率之正弦波畸變(distortion)(畸變為10%)，介由黏合劑組成物(厚度為1 mm)而測定傳達至另一方的圓盤之正弦的應力σ，自正弦的應力與正弦波畸變求取複數彈性模數。並且，基於該測定結果，從下述數式(1)求取複數彈性模數G* 。此處，下述數式(1)中之γ係施加於平形圓盤的最大畸變。
＜潤滑油基油的動態黏度係40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110.0 mm2 /秒以下，以及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下＞ 　　潤滑油基油的動態黏度期望為動態黏度係40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110.0 mm2 /秒以下，以及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下。潤滑油基油的動態黏度於40℃下低於80.0 mm2 /秒，以及於100℃下低於9.0 mm2 /秒之至少任一者的情況下，潤滑油基油的閃點變成過低，黏合劑組成物的閃點變成未達250℃，作業時的安全性惡化或保管的難易度變高。又，於40℃下超過110.0 mm2 /秒，以及於100℃下超過13.0 mm2 /秒之至少任一者的情況下，潤滑油基油的動態黏度變成過高，操作上變困難。因此，潤滑油基油的動態黏度係期望40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110.0 mm2 /秒以下，以及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下。
如同上述，適用本發明的黏合劑組成物中，將0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數設為10.0 Pa以下。因此，於低溫時的流動性優異，可使從保存容器之流出及泵移送之和緩的力作用之作業中的作業性成為良好。
黏合劑組成物的閃點影響作業時的安全性及保管的難易度。黏合劑組成物的閃點未達250℃的情況下，相當於危險物(第4類第四石油類)，作業時的安全性惡化及保管的難易度變高。故，適用本發明的黏合劑組成物中，期望將閃點設為250℃以上。
再者，適用本發明的黏合劑組成物除了基材之溶劑萃取油、潤滑油基油以及瀝青，可含有例如碳數為12~22的飽和脂肪酸或是不飽和脂肪酸、或該些的混合物、或是二聚體，另外，亦可含有該些的醯胺(amide)、以及聚合物等。 [實施例]
以下，對於適用本發明的黏合劑組成物之特性，列舉實施例及比較例進行具體地說明。
本實施例中，將溶劑萃取油、潤滑油基油，與瀝青以下述表1的比例混合，製作實施例及比較例的黏合劑組成物，測定複數彈性模數、密度、以及芳香族份含量。
作為溶劑萃取油，使用15℃下的密度為0.975 g/cm3 、40℃下的黏度為2902 mm2 /秒、60℃下的黏度為485 mm2 /秒、閃點為332℃、芳香族份為73.2%、苯胺點為70.2℃者。
作為潤滑油基油，使用動態黏度係40℃下為87.92 mm2 /秒、60℃下為36.57 mm2 /秒、及100℃下為10.66 mm2 /秒、15℃下的密度為0.875 g/cm3 、流動點為-12.5℃、閃點為260℃、芳香族份為2.6%者。
作為瀝青(1)，使用針入度12、軟化點65.0℃、15℃下的密度為1.060 g/cm3 、閃點為362℃、芳香族份為67.9%之溶劑脫瀝青之瀝青。又，作為瀝青(2)，使用針入度64、軟化點49.0℃、15℃下的密度為1.034g/cm3 、芳香族份為58.0%之直餾瀝青。
再者，複數彈性模數係遵照上述之DSR試驗方法進行測定。密度係遵照JIS K2249進行測定。
芳香族份係以JPI-5S-70-10「藉由TLC/FID法之瀝青組成分析試驗方法」的條件下，進行測定。
圖1為依據表1的值，將各實施例1~12及比較例1~13中的潤滑油基油的含量與瀝青的含量之關係進行標繪的圖。繪線周邊的數值表示0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數(單位的Pa省略)。圖1的實線表示潤滑油基油的含量之下限的邊界線，虛線表示瀝青的含量與潤滑油基油的含量之上限的邊界線，一點鏈線表示瀝青的含量與潤滑油基油的含量之關係之下限的邊界線。
＜潤滑油基油：27.0重量%以上的實施例＞ 　　如同表1及圖1所示，且如同比較例2及3所示，潤滑油基油的含量為未達27.0重量%的情況下，溶劑萃取油的含量相對於潤滑油基油的含量之比例變大。因此，無法使溶劑萃取油的動態黏度充分地下降，0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數超過10.0 Pa。據此，黏合劑組成物的複數彈性模數變高，低溫時的流動性缺乏，作業性降低。
相對於此，潤滑油基油的含量為27.0重量%以上的實施例1~12中，抑制溶劑萃取油的含量相對於潤滑油基油的含量之比例的增大。因此，可使溶劑萃取油的動態黏度充分地下降，0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數為10.0 Pa以下。據此，實施例1~12的黏合劑組成物，於低溫時的流動性優異，可抑制作業性降低。
＜瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≦1.25×X-25.375之實施例＞ 　　又，比較例4~6、11~13，係標繪於相較瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係的邊界線Y=1.25×X-25.375為上方，0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數超過10.0 Pa。因此，未滿足Y≦1.25×X-25.375之關係的比較例4~6、11~13的黏合劑組成物，於低溫時的流動性缺乏，作業性降低。
相對於此，實施例1~12係滿足Y≦1.25×X -25.375，各自0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數為10.0 Pa以下。因此，實施例1~12的黏合劑組成物，於低溫時的流動性優異，可抑制作業性降低。
＜瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≧1.25×X-32之實施例＞ 　　又，比較例1、10，係標繪於相較瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係的邊界線Y=1.25×X-32為下方，15℃下的密度為未達0.950 g/cm3 。因此，未滿足Y≧1.25×X -32之關係的比較例1、10的黏合劑組成物中，瀝青組成物的密度低，於與劣化的瀝青之混合性產生問題。
相對於此，實施例1~12係滿足Y≧1.25×X -32，各自15℃下的密度為0.950 g/cm3 以上。因此，實施例1~12的黏合劑組成物，可抑制與劣化的瀝青之混合性的惡化。
＜瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足Y≦ -13.3×X+437.06之實施例＞ 　　又，比較例7~9，係標繪於相較瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係的邊界線Y=-13.3×X+437.06為上方，芳香族的含有率未達50.00%。因此，未滿足Y≦-13.3×X+437.06之關係的比較例7~9的黏合劑組成物中，瀝青組成物中的芳香族份之含有率低，於與劣化的瀝青之混合性產生問題。
相對於此，實施例1~12係滿足Y≦-13.3×X+437.06，各自芳香族份的含有率為50.00%以上。因此，實施例1~12的黏合劑組成物，可抑制與劣化的瀝青之混合性的惡化。
基於上述，適用本發明的黏合劑組成物係包含溶劑萃取油：未達73.0重量%、潤滑油基油：27.0重量%以上，及瀝青。又，瀝青的含量Y與潤滑油基油的含量X之關係滿足1.25×X-32≦Y≦1.25×X-25.375以及Y≦-13.3×X+437.06。並且，0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數為10.0 Pa以下。因此，於如冬期或寒冷地區般的低溫時亦流動性優異。據此，於低溫時仍可抑制作業性降低。
又，適用本發明的黏合劑組成物含有許多的溶劑萃取油作為基材，含有許多芳香族份。因此，可填補劣化的瀝青之芳香族份。據此，可得到具有與新瀝青鋪裝相同之特性的再生瀝青鋪裝。
又，適用本發明的黏合劑組成物係閃點為250℃以上。據此，瀝青的安全性增加，因此操作或保管變得容易。
又，適用本發明的黏合劑組成物中所含有的潤滑油基油的動態黏度係40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110.0 mm2 /秒以下，及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下。據此，可抑制材料特性的不均，可容易達成抑制低溫時的作業性降低。
再者，適用本發明的黏合劑組成物亦可使用於低溫時以外的環境。
儘管說明有本發明的實施形態，但該等實施形態係作為例而提示者，並非意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他各種形態實施，於不脫離發明主旨之範圍內可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態或其變化均包含於發明之範圍或主旨，且包含於申請專利範圍所記載之發明及與其均等之範圍內。
[圖1] 圖1為標繪潤滑油基油的含量與瀝青的含量之關係的圖。

Claims (3)

  1. 一種黏合劑組成物，其特徵在於包含 　　溶劑萃取油：未達73.0重量%、 　　潤滑油基油：27.0重量%以上，及 　　瀝青； 　　上述瀝青的含量Y與上述潤滑油基油的含量X之關係滿足1.25×X-32≦Y≦1.25×X-25.375以及Y≦-13.3×X +437.06，並且 　　0℃下的0.1 rad/秒之複數彈性模數係10.0 Pa以下。
  2. 如請求項1之黏合劑組成物，其中，上述瀝青係溶劑脫瀝青之瀝青及直餾瀝青之至少任一者。
  3. 如請求項1或2之黏合劑組成物，其中，上述潤滑油基油的動態黏度係40℃下為80.0 mm2 /秒以上且110.0 mm2 /秒以下，以及100℃下為9.0 mm2 /秒以上且13.0 mm2 /秒以下。
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