溶融速度が向上されたアスファルト改質剤組成物及びこれを使用して製造された改質アスファルト

专利摘要:
本発明は、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体とアスファルトを含有するペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物、及び前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物とアスファルトを溶融混合して製造された改質アスファルトに関する。製造された改質アスファルトは、改質剤の溶融時間を短縮することで生産性を向上させると同時に、物性の低下及び熱劣化を防止できるという長所を有する。
公开号:JP2011510101A
申请号:JP2010527886
申请日:2008-10-02
公开日:2011-03-31
发明作者:セウンハン チェオン；スンウオ チェン；ジュンサン パク；ジョンブン ピュン
申请人:コリア クンホ ペトロケミカル カンパニー リミテッド；
IPC主号:C08L53-02

专利说明:

[0001] 本発明は、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体とアスファルトを含有するペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物に関する。]
[0002] 更に、本発明は、前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物をアスファルトに溶融混合して製造された改質アスファルトに関する。]
背景技術

[0003] アスファルトは粘度の高い、室温で黒くネバネバした半固形物である。アスファルトはその硬度、例えば、針入度、粘度及び相溶性によっていくつかの等級に区分される。]
[0004] アスファルトは通常、ＡＳＴＭＤ９４６によるアスファルトの針入度試験を通して等級される。前記針入度は、アスファルトの硬度を表す指標であり、特定の温度、具体的に２５℃で既定の荷重及び時間の下、アスファルトに標準ブローブを針入させることで測定される。これは、前記プローブが１００ｇの力で５秒間押される時にアスファルトに針入したブローブの深さを０．１ｍｍ単位で測定する。一般に、この値が小さいほど硬いアスファルトを意味する。前記針入度には、４０〜５０、６０〜７０、８５〜１００、１２０〜１５０及び２００〜３００の５種類の標準針入度がある。例えば、針入度４０〜５０のアスファルトは、針入度２００〜３００のアスファルトより硬い。韓国内で生産される２種類の代表的な道路舗装用アスファルトは、針入度８５〜１００のＡＰ−３と、針入度６０〜７０のＡＰ−５である。]
[0005] アスファルトは高温状態に曝されると、粘性が増すため塑性変形をもたらす。一方、低温状態に曝されると、外部衝撃により砕けやすくなる。]
[0006] 一般的に、ＳＢＳブロック共重合体、ポリオレフィン系樹脂、スチレン−ブタジエンゴムなどの添加剤が、アスファルトの感温性を低減させるために使用される。添加剤の添加により向上された物性を有するアスファルトは“改質アスファルト”と呼ばれる。これらの添加剤のうち、ＳＢＳブロック共重合体が最も広く使用されている［J. of materals science 36, 2001, p.451-460］。]
[0007] ＳＢＳブロック共重合体を利用した改質アスファルトの物性については、アスファルト内のＳＢＳブロック共重合体の溶解速度が重要因子として作用する。]
[0008] アスファルトにＳＢＳブロック共重合体が溶解されるメカニズムは次の通り［図１（ａ）参照］。まず、改質剤であるＳＢＳブロック共重合体が１６０〜２００℃のアスファルトに添加される（第１段階）。その後、ＳＢＳブロック共重合体をアスファルトと混合し（第２段階）、アスファルトの芳香族系オイル成分がＳＢＳブロック共重合体に浸透する（第３段階）。次いで、ＳＢＳブロック共重合体が膨潤してアスファルト内で分散され、物理的ネットワークを形成する（第４段階）［J. of materals science 36, 2001, p.451-460］。上記の通り、アスファルト内のＳＢＳブロック共重合体の溶解速度は、ＳＢＳブロック共重合体がアスファルト成分によりどれだけの速さで膨潤されるか次第であることが知られている。] 図１
[0009] ＳＢＳブロック共重合体を使用して改質されたアスファルトは、道路舗装用改質アスファルトと防水シートなどで広く使用されている。]
[0010] 道路舗装用改質アスファルトは、大型溶融設備でアスファルトにペレットやクラムタイプの改質剤を３〜１０重量％（例えば、ＳＢＳブロック共重合体）を添加して溶融した後、アスコン工場で骨材と改質アスファルトを混合（プレミックスタイプ湿式法）するか、或いは、アスコンを製造するために、アスコン工場で骨材とアスファルトを混合する際に５〜１５重量％の改質剤をアスファルトに添加（プラントミックスタイプ乾式法）することで製造される。]
[0011] ２種の道路舗装用改質アスファルトの製造工法のうち、プレミックタイプは、大型溶融設備で改質剤が１６０〜２００℃のアスファルトに溶融混合されるため大量生産が可能であるという長所があり、それ故、道路舗装用として広く使用されている。しかし、溶融設備からアスコン工場まで改質アスファルトを長距離運搬しなければならない場合、長期にわたる運搬による老化により物性が劣化する。更に、この工法は、少量の改質アスファルトのみを必要とする小区間の舗装には適していない。また、保管や運搬時に改質剤とアスファルト間の相分離が起き得る。]
[0012] プラントミックスタイプは、保管工程なしにアスコン工場で改質剤をアスファルトと混合するため、相分離問題、及び製造及び運搬中に高温での物性の劣化が最小化され得るという長所がある。この方法は、プレミックスタイプの適用が困難なとき、例えば、小区間の道路舗装、接近性が容易ではない道路舗装、道路の維持、または配水可能な特殊なアスファルトを利用した舗装の際に広く使用される。プラントミックスタイプの場合、アスファルト改質剤を迅速にアスファルト内に溶融することが重要である。溶融が遅延すると、アスファルト混合物の製造が遅延したり、改質アスファルトとしての目的とする物性を発揮できない。]
[0013] この問題を解決するために、大韓民国特許第４１７，２９４号及び第６５５，６３５号には、プラントミックスタイプで使用されるアスファルト改質剤の溶融速度を向上させるために、ＳＢＳブロック共重合体、粘着性付与樹脂及び加工補助剤の混合物を含有する改質剤組成物を開示している。しかし、これらの改質剤も組成物を製造するために高粘度のＳＢＳブロック共重合体が使用される場合、溶融速度に限界がある［大韓民国特許第７０１８２１号］。]
[0014] 更に、粘着性付与樹脂と加工補助剤の費用がアスファルトの費用に比べて非常に高いため、プレミックスタイプの大量生産方式に比べて価格競争力が劣る。そして、主に加工補助剤として使用されるオイルは、アスコンをアスコン工場で製造して舗装現場に運搬する途中に蒸発する傾向があるため、アスコンから煙が出てしまう。]
[0015] 防水シート用改質アスファルトは、道路舗装用改質アスファルトのプレミックスタイプと同様に製造される。１６０〜２００℃の溶融設備で無機物が混合されたアスファルトに８〜２０重量％のＳＢＳブロック共重合体が添加されて溶融される。その後、溶融混合物を布に通過させて防水シートを製造する。このとき、ＳＢＳブロック共重合体がゆっくり溶融されると、最終製品の物性が長時間熱に露出されることによる熱酸化と老化により劣化され得る［Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol.6, No.2, 2004, p.15-24］。]
[0016] プレミックスタイプ技法（または防水シート用改質アスファルト）で早い溶解速度を得るために、大韓民国特許第７０１８２１号及び第５８１８２０号には、アスファルト改質剤に発泡剤を使用して多孔質にして表面積を増加させることにより、溶融速度を向上させる方法を開示している。しかし、発泡剤を使用する方法は、発泡剤が溶融工程で完全に消耗されない限り、保管または使用中に発泡が持続的に発生し、発泡工程で形成された副産物に汚染されてしまい、アスファルト改質剤の物性を劣化させる。]
[0017] J. of materals science 36, 2001, p.451-460
Journal of the Korean Society of Road Engineers, Vol.6, No.2, 2004, p.15-24]
先行技術

[0018] 大韓民国特許第４１７，２９４号
大韓民国特許第６５５，６３５号
大韓民国特許第７０１８２１号
大韓民国特許第５８１８２０号]
発明が解決しようとする課題

[0019] 本発明の目的は、プラントタイプの道路舗装用及び防水シート用改質アスファルトの製造時に利用されるアスファルト改質剤の溶融速度を著しく増加させることで、改質剤の溶融時間を短縮し、改質アスファルトの熱酸化による物性の劣化を最小化すると同時に、大きな重量平均分子量を有するＳＢＳブロック共重合体を改質剤として使用可能なペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を提供することにある。]
課題を解決するための手段

[0020] 一様態では、本発明は、スチレン含有量１０〜５０重量％及び重量平均分子量５０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌを含有するスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体１００重量部、及びアスファルト２１〜１５０重量部とを含有するペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を提供する。]
[0021] 別の様態では、本発明は、アスファルト７０〜９７重量％及び前記ＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物３〜３０重量％とを含有する改質アスファルトを提供する。]
[0022] また別の様態では、本発明は、スチレン１０〜５０重量％を含有し、重量平均分子量５０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌを有するＳＢＳブロック共重合体１００重量部と、アスファルト２１〜１５０重量部を１００〜１６０℃で混合した後、加工して、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を製造し、前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物３〜３０重量％をアスファルト７０〜９７重量％に１６０〜２００℃で溶融混合して改質アスファルトを製造することをからなる改質アスファルトの製造方法を提供する。]
図面の簡単な説明

[0023] 本発明の上記及び他の特徴は、実例として添付図面に例示するその特定の典型的な実施形態について詳細に説明するだけのものであり、本発明を限定しない。]
[0024] アスファルト改質剤がアスファルトに溶融混合される工程を説明するものであり、（ａ）は従来の改質剤をアスファルトに溶融する工程を説明するものであり、（ｂ）は本発明による改質剤をアスファルトに溶融する工程を説明するものである。]
[0025] 以下、本発明の様々な実施形態、添付図面に例示し後に説明する例について詳細に説明する。本発明を典型的な実施形態と共に説明するが、本発明をこの説明がこれらの典型的な実施形態に限定しないことが理解されるだろう。また、本発明は典型的な実施形態だけでなく、添付した請求項により定義されるような、本発明の精神及び範囲内で様々な可能性、変更、同等なもの及び別の実施形態を対象にするものである。]
[0026] 本発明は、ＳＢＳブロック共重合体とアスファルトを含有するペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物、及びペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を含有する改質アスファルトを提供する。]
[0027] アスファルト改質剤としてＳＢＳブロック共重合体を使用した従来の改質アスファルトの製造工程は、図１（ａ）を参照にして説明する。まず、改質剤であるＳＢＳブロック共重合体改質剤がアスファルトに添加される（第１段階）。その後、前記改質剤が溶融混合され（第２段階）、アスファルトはＳＢＳブロック共重合体内に浸透される（第３段階）。そして、ＳＢＳブロック共重合体が膨潤してアスファルトと混合される（第４段階）。ここで、全体の溶融速度は、アスファルトがＳＢＳブロック共重合体内に浸透する速度によって大きく影響される。] 図１
[0028] 図１（ｂ）は、本発明による、ＳＢＳブロック共重合体とアスファルトを混合してペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を製造した後、アスファルト内に溶融させる工程を説明している。まず、パレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物がアスファルトに添加される（第１段階）。その後、前記マスターバッチ改質剤組成物がアスファルトに混合、分散される（第２段階）。次に、前記マスターバッチ改質剤組成物に含まれているＳＢＳブロック共重合体が膨潤して、物理的ネットワークがアスファルト内に形成される（第３段階）。] 図１
[0029] 図１（ａ）に説明された従来の改質剤溶融メカニズムと比較すると、ＳＢＳブロック共重合体とアスファルトを含有するペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物は、図１（ａ）の第３段階での浸透が完了した状態と類似しているため、図１（ｂ）の工程では図１（ａ）の第３段階が必要ない。その結果、アスファルトへの溶融速度が、先行技術の溶融速度と比べて著しく向上する。] 図１
[0030] 本発明によるペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物の製造方法を詳細に説明する。]
[0031] 本発明で使用されるＳＢＳブロック共重合体は、当分野で一般的に使用されるものであり、特別に限定しない。具体的に、スチレン含有量１０〜５０重量％、好ましくは２０〜４５重量％、及び重量平均分子量５０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは６０，０００〜３００，０００ｇ／ｍｏｌを有する線状または分岐型の共重合体が使用される。前記スチレン含有量が１０重量％未満の場合、弾性が不十分であるため、アスファルトの改質時に軟化点またはその他の物性が悪化する。一方、前記スチレン含有量が５０重量％を超過すると、可塑性が強いため、アスファルトの改質効果が十分でない。前記重量平均分子量が５０，０００ｇ／ｍｏｌより少ない場合、アスファルトの改質効果が十分でない。一方、前記重量平均分子量が４００，０００ｇ／ｍｏｌを超過すると、粘度と相転移温度が極めて高いため、アスファルトへの溶融が困難である。]
[0032] 前記ＳＢＳブロック共重合体は当分野で一般的に使用される線状、分岐型またはテーパー型であり、結合効率（ＣＥ）が少なくとも５０％、好ましくは６０〜１００％であるものが好ましい。結合効率が５０％未満の場合、スチレン−ブタジエンジブロック含有量が高いため弾性が低下し、それ故、軟化点またはその他の物性が低下してしまう。]
[0033] 前記分岐ブロック共重合体は下記化学式１で表されたものである。
（化１）]
[0034] ［（Ｓ−Ｂ）n］m−Ｘ]
[0035] 前記化学式１において、ｎは１または２の整数であり、ｍは２〜６の整数であり、Ｓはビニル芳香族炭化水素ブロックであり、Ｂは共役ジエンブロックであり、Ｘは多官能性結合剤である。]
[0036] 更に、本発明の共重合されたＳＢＳブロックは、スチレンブロック全体の量に対してテーパーブロックを５〜３５重量％、好ましくは６〜３０重量％含む。テーパーブロックの導入は、改質アスファルトの物性が維持されながら溶融工程で相転移が容易に起きるため、溶融速度が向上されるという長所を提供する。前記テーパーブロックの含有量が５重量％未満の場合、テーパーブロックの添加による効果が期待できない。一方、前記テーパーブロックの含有量が３５重量％を超過すると、相転移温度が非常に低いため、アスファルト改質時、軟化点が低下する。]
[0037] ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物に含有されるアスファルトは、当分野で一般的に使用される建築用または道路舗装用のものであり、特別に制限されない。]
[0038] 通常、アスファルトは道路舗装用アスファルト及びブローンアスファルトに区分され、針入値が０〜３００の範囲で５種類の標準針入度がある。道路舗装用アスファルトとしては、ＡＰ−３（針入度８０〜１００）及びＡＰ−５（針入度６０〜８０）が多く使用される。そして、ブローンアスファルトは、アスファルト分子の重縮合を誘導するために、加熱されたストレートアスファルトまたは減圧下で蒸留した軽質の残渣油に２２０〜２５０℃の高温の圧縮空気を吹き込むことで製造された、重量平均分子量が大きいアスファルトのことを言う。ブローンアスファルトは、０〜５、５〜１０、１０〜２０、２０〜３０、３０〜４０の５種の針入度に分けられる。ＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を使用して製造された改質アスファルトが、軟化点が向上されたものから製造される点において、ブローンアスファルトはＡＰ−３またはＡＰ−５に比べて有利である。]
[0039] 本発明の好ましい実施形態において、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物の製造に使用されるアスファルトは、特別に種類は限定しないが、針入度が６０〜１００である。前記針入度が６０未満の場合、低温時の改質アスファルトの伸長率が減少する。一方、１００を超過すると、軟化点が低下する。それ故、前記範囲が維持されることが好ましい。]
[0040] 前記アスファルトは、ＳＢＳブロック共重導体１００重量部に対して２１〜１５０重量部、好ましくは３５〜１３０重量部の量で含まれる。前記アスファルトの含有量が２１重量部未満の場合、溶融速度の改善効果が表れない。一方、前記含有量が１５０重量部を超過すると、ペレット化が困難で、弾性が十分でないためペレット化後、保管中にブロッキングが起き得る。]
[0041] ＳＢＳブロック共重合体の重量平均分子量が５０，０００〜９０，０００ｇ／ｍｏｌの範囲のとき、前記共重合体は２１〜１２０重量部、好ましくは３５〜１００重量部の量で使用されることが好ましい。前記量が１２０重量部を超過すると、弾性が不十分であるため、ペレット化後、保管中にブロッキングが起き得る。一方、前記ＳＢＳブロック共重合体の重量平均分子量が９０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌの範囲である場合、前記共重合体は３１〜１５０重量部、好ましくは３５〜１３０重量部の量で使用されることが好ましい。前記量が３１重量部未満の場合、溶融速度の改善効果が目覚しくない。一方、１５０重量部を超過すると、ペレット化後、保管中にブロッキングが起き得る。]
[0042] ＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物の製造時、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤、滑剤、炭酸カルシウム、タルク、スチレン−ブタジエンゴムなどのような当分野で一般的に使用される添加剤を当分野で知られた一般的な量で使用することができる。]
[0043] 更に、本発明は、アスファルトが７０〜９７重量％、前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物が３〜３０重量％含有された改質アスファルトを提供する。前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物の含有量が３重量未満の場合、アスファルト改質の効果が十分ではない。一方、前記含有量が３０重量を超過すると、粘度が高いため処理が難しくなる。それ故、前記範囲が維持されることが好ましい。]
[0044] 本発明のペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物と混合されるアスファルトは、その物性を向上させるために、針入度が２０〜３００であるアスファルト、針入度が０〜１００であるブローンアスファルト、またはスチレン−ブタジエンブロック共重合体、クラムラバー、ＥＶＡ、ＳＢラテックス、粘着付与樹脂からなる群から選択された少なくとも１種の添加剤を含むアスファルトである。]
[0045] 本発明のペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物は、防水シート用改質アスファルト、及びプラントミックスタイプまたはプレミックスタイプの道路舗装用改質アスファルトに使用することができる。特に、防水シート用改質アスファルトもしくはプラントミックスタイプの道路舗装用改質アスファルトに使用されるのが好ましい。ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物が防水シート用改質アスファルトに使用される場合、１５〜３０重量％の量で含まれることが好ましい。一方、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物が道路舗装用改質アスファルトに使用される場合、３〜１５重量％の含有量が好ましい。このように、改質アスファルトの用途によって含有量が異なり得る。]
[0046] ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤は、押出機、ニーダー、バンベリーミキサーなどの溶融混練機を利用して１００〜１６０℃でＳＢＳブロック共重合体、アスファルトおよび添加剤を混合して、ダイスを通してストランドにした後、冷却水で冷却し、カッターを利用して切断して製造される。前記温度が１００℃未満の場合、溶融混練は困難である。そして、１６０℃を超過すると、ペレット化工程が困難となる。それ故、前記範囲が維持されることが好ましい。]
[0047] 長期間保管する場合にブロッキングが生じるため、好ましくは、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤１００重量部に対して０．１重量部のステアリン酸カルシウム粉末にて、前記製造されたペレットタイプＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤の表面を均等に処理する。]
[0048] 次に、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を１６０〜２００℃に加熱されたアスファルトに溶融混合して、改質アスファルトを得る。前記温度が１６０℃未満だと、溶融混合は困難である。そして、２００℃を超過すると、改質剤とアスファルトの熱劣化が加速する。それ故、前記範囲が維持されることが好ましい。]
[0049] このように製造された改質アスファルトは、ＡＳＴＭＤ １５７４により測定されたＴＦＯＴ後の質量損失率を０．０１〜０．１％に維持する。]
[0050] 以下、本発明を実施例を参照にして詳細に説明するが、本発明は実施例により限定されない。]
[0051] 実施例１
重量平均分子量が２５０，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレンが３３重量％である分岐ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−１）１００重量部、針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）５０重量部、酸化防止剤（テトラキス（メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロ桂皮酸）０．３重量部をバンベリーミキサーに入れて１４０℃で２０分間混合した。混合後、１５５℃の押出機を通してストランド形状に押し出し、冷却液を使用して冷却してカッターを使用して切断して、直径約１〜２ｍｍのペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。]
[0052] このように製造されたアスファルト改質剤を、１８０℃で加熱溶融された針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）に溶融混合して改質アスファルトを製造した。ここで、改質アスファルト全体のＳＢＳブロック共重合体の含有量が８重量％となるように、パレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤１２重量％をアスファルト８８重量％と混合した。]
[0053] 実施例２
針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）１００重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0054] 実施例３
針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）の代りに、針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が１０であり、軟化点が８０℃であるブローンアスファルト（ＢＡＰ）１００重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0055] 実施例４
針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）１３０重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0056] 実施例５
重量平均分子量が８５，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％である線状ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−２）、及び針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト４０重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0057] 実施例６
重量平均分子量が８５，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％である線状ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−２）、及び針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト８０重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0058] 実施例７
改質アスファルト全体のＳＢＳブロック共重合体の含有量が１２重量％となるように、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤１８重量％とアスファルト８２重量％を混合することを除き、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0059] 実施例８
針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）７０重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてアスファルト改質剤を製造した。さらに、改質アスファルト全体のＳＢＳブロック共重合体の含有量が１２重量％となるように、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤２０．４重量％とアスファルト７９．６重量％を混合することを除き、改質アスファルトは実施例１と同様の方法にて製造された。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0060] 実施例９
重量平均分子量が９０，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３５重量％であり、スチレンブロック全体のうち２０重量％がテーパーされたＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−３）を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0061] 比較例１
針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）２０重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0062] 比較例２
針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）１７０重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0063] 比較例３
重量平均分子量が８５，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％であるＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−２）、及び針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト１８重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0064] 比較例４
重量平均分子量が８５，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％であるＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−２）、及び針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト１５５重量部を使用することを除き、実施例１と同様の方法にてペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0065] 比較例５
重量平均分子量が２５０，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％である分岐ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−１）１００重量部、粘着性付与樹脂（Ｃ9系石油樹脂）３５重量部、プロセス油１５重量部及び酸化防止剤（メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロ桂皮酸））０．３重量部を低速攪拌ミキサーに入れて、１０分間混合した後、二軸押出機を利用して１６０℃で溶融混合することを除き、実施例１と同様の方法にてアスファルト改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0066] 比較例６
重量平均分子量が２５０，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％である分岐ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−１）１００重量部、針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）３５重量部、ホワイトオイル１５重量部、発泡剤（２−２−アゾビス（イソブチロニトリル））１．０重量部及び酸化防止剤（メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロ桂皮酸））０．３重量部を低速攪拌ミキサーに入れて１０分間混合した後、二軸押出機を利用して１６０℃で溶融混合すること以外は、実施例１と同様な方法にてアスファルト改質剤を製造した。そして、改質アスファルトを実施例１と同様の方法にて製造した。]
[0067] 比較例７
平均粒子サイズが１ｍｍであり、重量平均分子量が２５０，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％である分岐ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−１）を、針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）と１８０℃で混合した。改質アスファルトをＳＢＳブロック共重合体１２重量％とアスファルト８８重量％とを混合して製造した。]
[0068] 比較例８
平均粒子サイズが５ｍｍであり、重量平均分子量が２５０，０００ｇ／ｍｏｌであり、スチレン含有量が３３重量％である分岐ＳＢＳブロック共重合体（ＳＢＳ−１）を、針入度（２５℃、１００ｇ、５秒、０．１ｍｍ）が７０であり、軟化点が５０℃であるアスファルト（ＡＰ５）と１８０℃でした。改質アスファルトをＳＢＳブロック共重合体１２重量％とアスファルト８８重量％とを混合して製造した。]
[0069] 実験例
実施例１〜７及び比較例１〜８で製造された改質アスファルトの物性を次のように測定した。その結果は下記表１、２及び３に示される。]
[0070] ［物性測定］
（１）溶融時間：改質アスファルトの製造過程で、アスファルトと改質剤の混合中、時間別に試料を少量採取した。前記試料をポリエステルシートに薄く塗布し、肉眼及び１００倍に拡大した顕微鏡にて観察し、ブロック共重合体の固体粒子の有無を確認した。採取及び観察は、最初１０分間経過後に５分間隔で行われた。]
[0071] （２）軟化点：軟化点は、改質アスファルトの熱劣化程度または溶融速度を判断するために測定した。同一の改質剤を同一含有量でアスファルトと混合しても、劣化程度が酷くなるにつれて軟化点が低くなる。軟化点はＡＳＴＭＤ ３６に準拠して測定された。]
[0072] （３）ＴＦＯＴ後の質量損失率：ＡＳＴＭＤ １７５４に準拠して測定した。薄膜加熱後の質量変化が大きいのは揮発性成分の蒸発を表しており、これにより建築現場への運搬途中にアスコンから煙が出ることになる。]
[0073] （４）ペレットの保管安定性：５ｃｍ（幅）×５ｃｍ（長さ）×２ｃｍ（厚さ）の寸法に堆積したパレットの上に３ｋｇの錘を置いた。８５℃で４８時間放置した後、ブロッキングの有無が観察された。]
[0074] ]
[0075] ]
[0076] ]
[0077] 表１及び２に見られるように、本発明のアスファルト改質剤（実施例１〜６及び９）が、比較例１〜６に比べて、溶融時間が２５分以内で良好な溶融性と、優れた保管安定性を示した。具体的に、一般的なアスファルト（ＡＰ５）とブローンアスファルトが使用された実施例２と３を比較すると、ブローンアスファルトの使用は軟化点を上昇させるのに効果的であった。比較例１〜４はアスファルトの含有量による効果を比較している。アスファルトの含有量が高くなるほど溶融時間が早いが、保管安定性が良好ではなかった。一方、アスファルトの含有量が低いほど保管安定性が良いが、溶融時間が５０分以上であった。]
[0078] 特に、実施例１と比較例５及び６を比較すると、粘着性付与樹脂とプロセス油が使用された場合（比較例５）よりもアスファルトが組成物内に混合された場合（実施例１）の方が、溶融速度が２倍以上速かった。また、表面積を向上させるため発泡させた場合（比較例６）よりも溶融速度が良好であった。更に、ＴＦＯＴ後の質量損失率は、プロセス油が使用された場合（比較例５及び６）よりも実施例１のほうが非常に低かった。これは、運搬中での揮発物質の蒸発が少ないことを示している。]
[0079] 表３は、改質アスファルト内のＳＢＳ−１含有量が１２重量％に設定された実施例７及び８と比較例７〜８と比較している。混合開始１１０分後、軟化点は類似していた（１２６．２〜１２６．６℃）。しかし、溶融が完了した時点では、軟化点は溶融時間が短い実施例７及び８が、比較例７及び８よりも高かった。これは、溶融時間の短縮により熱劣化が最小化されたことを示している。]
実施例

[0080] 本発明は好ましい実施形態を参照にして詳細に説明した。しかし、当業者により本発明の原理と精神から逸脱することなく、これら実施形態が変更され、本発明の範囲が添付された図面とその同等なものによって定義されることを理解されたい。]
[0081] 本発明によるＳＢＳブロック共重合体とアスファルトを含有するペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物と、前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物とアスファルトを混合して製造された改質アスファルトでは、改質剤組成物に含有されたアスファルトはＳＢＳブロック共重合体に染み込まれたような状態で存在する。その結果、改質アスファルトの製造時、アスファルト内のＳＢＳブロック共重合体の溶融性は著しく向上し、生産性が良く物性が向上した改質アスファルトを製造することができる。]

权利要求:

請求項1
スチレン１０〜５０重量％を含有し、重量平均分子量５０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌを有するスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体１００重量部と、アスファルト１２〜１５０重量部と、を含有する溶融速度が向上されたペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物。
請求項2
前記アスファルトは３５〜１３０重量部含有される請求項１記載の改質剤組成物。
請求項3
重量平均分子量が５０，０００〜９０，０００ｇ／ｍｏｌであるＳＢＳブロック共重合体１００重量部と、アスファルト３５〜１００重量部と、を含有する請求項１記載の改質剤組成物。
請求項4
重量平均分子量が９０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌであるＳＢＳブロック共重合体１００重量部と、アスファルト３５〜１３０重量部と、を含有する請求項１記載の改質剤組成物。
請求項5
前記ＳＢＳ共重合体は線状、分岐型またはテーパー型である請求項１記載の改質剤組成物。
請求項6
前記線状ＳＢＳブロック共重合体は結合効率（ＣＥ）が５０〜１００％である請求項５記載の改質剤組成物。
請求項7
前記分岐ＳＢＳブロック共重合体は下記化学式１で表される請求項５記載の改質剤組成物。（化１）［（Ｓ−Ｂ）n］m−Ｘ（前記化学式１において、ｎは１または２の整数であり、ｍは２〜６の整数であり、Ｓはビニル芳香族炭化水素ブロックであり、Ｂは共役ジエンブロックであり、Ｘは多官能性結合剤である。）
請求項8
前記ＳＢＳブロック共重合体は、スチレンブロック全体の量に対してテーパーブロックが５〜３５重量％含まれる請求項５記載の改質剤組成物。
請求項9
前記アスファルトは針入度（ＡＳＴＭＤ９４６）が６０〜１００である請求項１記載の改質剤組成物。
請求項10
アスファルト７０〜９７重量％と、請求項１〜４のうちいずれか１項のペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物３０〜３０重量％と、を含有する改質アスファルト。
請求項11
ＴＦＯＴ後の質量損失率が０．０１〜０．１％である請求項１０記載の改質アスファルト。
請求項12
前記アスファルトは、その物性を向上させるために、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、クラムラバー、ＥＶＡ、ＳＢラテックス、粘着付与樹脂からなる群から選択された添加剤を含む請求項１０記載の改質アスファルト。
請求項13
防水シート用またはプラントミックス用として使用される請求項１０記載の改質アスファルト。
請求項14
スチレン１０〜５０重量％を含有し、重量平均分子量５０，０００〜４００，０００ｇ／ｍｏｌを有するＳＢＳブロック共重合体１００重量部及びアスファルト２１〜１５０重量部を１００〜１６０℃で混合した後、加工して、ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物を製造し、前記ペレットタイプのＳＢＳ−アスファルトマスターバッチ改質剤組成物３〜３０重量％とアスファルト７０〜９７重量％とを１６０〜２００℃で溶融混合して改質アスファルトを製造することからなる改質アスファルトの製造方法。
請求項15
前記アスファルトは、その物性を向上させるために、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、クラムラバー、ＥＶＡ、ＳＢラテックス、粘着付与樹脂からなる群から選択された添加剤を含む請求項１４記載の改質アスファルトの製造方法。