(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタン系アスファルト組成物であって、
アスファルト成分と、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分とカルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分との反応生成物であるポリウレタン樹脂系と、を含み、前記カルダノール変性エポキシポリオールは、１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物であり、前記エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含む、前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【請求項２】
前記カルダノール成分は、前記カルダノール成分の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のカルダノール含量を有する、請求項１に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【請求項３】
前記カルダノール成分は、カシューナッツ殻液である、請求項２に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【請求項４】
前記アスファルト成分は、前記ポリウレタン系アスファルト組成物の総重量に基づいて、３５重量％〜６０重量％を占め、前記ポリウレタン樹脂系は、３５重量％〜６５重量％を占める、請求項１〜３のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【請求項５】
前記ポリウレタン樹脂系は、２重量％〜１５重量％のイソシアネート部分含量を有するイソシアネート末端プレポリマーを含み、該イソシアネート末端プレポリマーが、前記少なくとも１つのポリイソシアネートと前記カルダノール変性エポキシポリオールとの反応生成物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【請求項６】
前記ポリウレタン樹脂系は、６０〜３００のイソシアネート指数を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物を含む、複合材料。
【請求項８】
ポリウレタン系アスファルト組成物を調製するためのプロセスであって、
１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物であるカルダノール変性エポキシポリオールを提供することであって、前記エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含み、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と前記カルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分とを混合することによって、ポリウレタン樹脂系を調製することと、
前記ポリウレタン樹脂系とアスファルト成分とを混合することと、を含む、前記プロセス。
【請求項９】
ポリウレタン系コーティングを調製するためのプロセスであって、
（Ａ）ポリウレタン系アスファルト組成物を、
１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物であるカルダノール変性エポキシポリオールを提供することであって、前記エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含み、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と前記カルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分とを混合することによって、ポリウレタン樹脂系を調製すること、及び
前記ポリウレタン樹脂系とアスファルト成分とを混合すること、によって、調製することと、
（Ａ）前記ポリウレタン系アスファルト組成物を硬化させることと、を含む、前記プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、アスファルトと、カルダノール変性エポキシポリオールなどのカルダノール変性ポリオール（少なくとも２つのヒドロキシル基及び少なくとも１つのカルダノール由来部分を含有する）を有するポリウレタン樹脂系とを含むポリウレタン系アスファルト組成物、及びその製造方法に関する。
導入
【０００２】
アスファルト系生成物は、例えば、乳剤またはブレンドなどの多様な形態で適用され、また多様な技術によって加工され得る。アスファルトは、比較的安価であり、耐候性及び遮水性に関して良好な特性を提供する。それ故、アスファルトは、例えば、屋根ふき材、目地材、特殊塗料、（例えば、道路及び車道の）舗装材、ホットメルト接着剤、保水性バリアなどの多くの市販の工業用製品に見出すことができる。例えば、アスファルト系生成物は、金属及びコンクリート基材の保護のための防水及び／または防食性コーティングとして使用することができる。アスファルトはまた、再生されて再利用することもできる。
【０００３】
アスファルト組成物は、典型的には、得られるアスファルト系生成物にゴム状弾性稠度を付加する硬化性材料を含む。硬化性材料とアスファルトとの効率的な混合の要件は、２つの材料間の良好な適合性である。しかしながら、アスファルトは、ビチューメンとしても知られ、粘着性で黒色であり、周囲温度または室温で高度に粘性の液体または半固体の石油であり得、特にポリウレタン系材料に適合する混合は、困難であることが見出されている。したがって、望ましい性能基準を満たすポリウレタン系アスファルト組成物を形成するために、アスファルトとポリウレタン材料との適合性を強化するための解決策を見出すことが、当業界において是非とも必要である。具体的には、ポリウレタン系材料とアスファルトとの効率的な混合と共に、引張強度及び伸長などの所望の機械特性が達成され得る。
【発明の概要】
【０００４】
実施形態は、ポリウレタン系アスファルト組成物であって、アスファルト成分と、少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分とカルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分との反応生成物であるポリウレタン樹脂系とを含む、ポリウレタン系アスファルト組成物を提供することによって実現され得る。カルダノール変性エポキシポリオールは、１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物である。エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１Ａ】例示的なコーティングを例証する。
【図１Ｂ】例示的なコーティングを例証する。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
エポキシとアスファルトとを一緒に組み合わせて、例えば、高い機械強度、高い温度性能、及び／または高い防食性能などの特性の組み合わせの相乗効果を示す、混和性組成物を形成する組成物が、当業界において必要である。さらに、保護コーティング／層、道路舗装、及び土木工学用途などの様々な用途のために要求される特性を示す新規の硬化性エポキシ樹脂組成物を生成し得ることは、非常に望ましいであろう。
【０００７】
実施形態では、エポキシ化合物及びアスファルトは、カルダノールに由来するポリオールの存在下で、互いに直ちに組み合わされ得ると考えられる。カルダノールは、カシューナッツ殻液（ＣＮＳＬ）中の成分であってもよく、その結果、例えば、ＣＮＳＬ中のカルダノールに由来するポリオールの存在下でカルダノール変性ポリオールが形成される。例えば、カルダノールに由来するポリオールは、アスファルトとエポキシ樹脂との適合性を改善し得る。適合性とは、本質的に均質な混合物を形成するのに十分なすべての割合で混合する物質の特性または性能を意味する。アスファルト系組成物は、（ｉ）カルダノール系部分などのＣＮＳＬ部分を含有するエポキシ樹脂化合物、（ｉｉ）イソシアネートと、カルダノール変性エポキシポリオールであり得るカルダノール変性ポリオールなどのＣＮＳＬ由来ポリオールとの反応生成物を含有する硬化剤化合物、及び（ｉｉｉ）それらの混合物を含んでもよい。カルダノール変性ポリオールは、例えば、公開第２０１１／００３４４６号に述べられる通り、カルダノール由来ノボラックポリオールなどの非エポキシ由来ポリオールであってもよい（これは、さらにアルコキシル化されて、ヒドロキシルポリオールを形成してもよい）。カルダノール変性ポリオールの別の例は、マンニッヒ塩基を形成するようなホルムアルデヒドとエタノールアミンとのマンニッヒ反応に基づき、このマンニッヒ塩基もまたポリオールである（これは、さらにアルコキシル化されて、ヒドロキシルポリオールを形成してもよい）。
【０００８】
例示的な実施形態はまた、カルダノール変性エポキシポリオールであるカルダノール変性ポリオールにも関する。例えば、実施形態によると、ポリウレタン及びエポキシの化学を組み込むポリウレタン樹脂系は、アスファルトとの適合性（例えば、ポリウレタン樹脂系とアスファルトとの両方を含むコーティングは、均一であると観察される）と所望の機械特性（例えば、１．０ＭＰａ超の引張強度及び３５０超の伸長％）との両方を提供する。ポリウレタン樹脂系は、アスファルト系組成物、ならびにアスファルト系組成物を含む複合材及び／またはコーティング内で使用され得る。得られる複合材及び／またはコーティングは、厳しい環境条件で使用され得る。ポリウレタン樹脂系は、石油化学系樹脂を、エポキシ樹脂とカルダノールなどのバイオマス由来化合物との反応生成物であるバイオマス系樹脂と置き換え得る。例えば、米国特許第７，８１２，１０１号は、１：０．２〜１：０．８のエポキシ基対エポキシ反応基の比について述べているが、しかしながら、そのような部分的に変性されたバイオマス系樹脂は、ポリウレタン系アスファルト組成物における使用に好適でない場合がある。実施形態は、１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比を有する。
【０００９】
ポリウレタン樹脂系（例えば、熱硬化性かつ／または熱可塑性）は、イソシアネート成分及びイソシアネート反応性成分を有する混合物を含む。ポリウレタン樹脂系は、イソシアネート部分の、例えば、ヒドロキシル部分などの、イソシアネート反応基との反応によって形成されるポリウレタン基に基づく。イソシアネート成分は、少なくとも１つのポリイソシアネートを含み、イソシアネート反応性成分は、ポリオール成分を含む。ポリオール成分は、少なくとも１つのカルダノール変性ポリオールを含んでもよく、例えば、ポリオールの１つのヒドロキシル基が、ポリオールの構造内に埋め込まれたエステル結合を形成するように予備反応されてもよい。例示的な実施形態によると、天然油由来のカシューナッツ殻液を使用することによって、機械性能及び比較的長いゲル化時間を依然として実現しながら、水分耐性が達成される。用途に応じて、十分なゲル化時間は、改善された適用を可能にするためにアスファルト用途（例えば、コーティングなど）における使用のために達成され得る。
【００１０】
ポリウレタン樹脂系は、アスファルト系組成物内に（例えば、プレポリマーの形態で）組み込まれた予備作製された反応生成物であってもよく、ポリウレタン樹脂系を形成する個々の成分は、アスファルト系組成物内に組み込まれてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、イソシアネート成分は、イソシアネート末端プレポリマーの形態となるようにイソシアネート反応性成分と少なくとも部分的に（または完全に）予備反応されてもよく、このプレポリマーは次に、少なくともアスファルトと組み合わされて、アスファルト系組成物を形成する。プレポリマーが使用される場合、分けられた追加の量のポリオールが、アスファルト系組成物に直接添加されてもよい。プレポリマーが使用されない場合、ポリウレタン樹脂系のイソシアネート成分及びイソシアネート反応性成分は、アスファルトと直接混合されて、アスファルト系組成物を形成してもよい。
【００１１】
ポリウレタン樹脂系において、イソシアネート成分は、少なくとも１つのポリイソシアネートを含む。例示的なポリイソシアネートには、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ‐フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ならびにそれらの異性体及び／または誘導体が含まれる。その２，４’異性体、２，２’異性体、及び４，４’異性体のうちの少なくとも１つを使用して、ＭＤＩは、ポリマー、コポリマー、混合物、または変性ポリマーの形態を有することができる。例示的なＭＤＩ生成物は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＩＳＯＮＡＴＥ、ＰＡＰＩ、及びＶＯＲＡＮＡＴＥの商品名で入手可能である。その２，４異性体及び２，６異性体のうちの少なくとも１つを使用して、ＴＤＩは、ポリマー、コポリマー、混合物、または変性ポリマーの形態を有することができる。例示的なＴＤＩ生成物は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＶＯＲＡＮＡＴＥの商品名で入手可能である。例示的な実施形態によると、少なくとも１つのイソシアネートは、２．８〜３．２（例えば、２．２〜２．９など）の平均官能基数、及び２５重量％〜３５重量％（例えば、３０重量％〜３２重量％）の遊離イソシアネート基含量（すなわち、ＮＣＯ含量）を有する。
【００１２】
ポリウレタン樹脂系において、ポリオール成分は、少なくとも１つのカルダノール変性ポリオール（これは、少なくとも２つのヒドロキシル基、ならびにカルダノール及び／またはＣＮＳＬに由来する少なくとも１つの部分を含有する）、例えば、少なくとも１つのカルダノール変性エポキシ（ＣＭＥ）ポリオールなどを含む。ＣＭＥポリオールは、カルダノール含有成分（ＣＮＳＬなど）をエポキシ成分と反応させることによって形成され得る。ポリウレタン樹脂系は、ポリウレタン系アスファルト組成物の総重量に基づいて、５重量％〜６５重量％（例えば、２０重量％〜６０重量％、３０重量％〜５５重量％、３５重量％〜６５重量％、３５重量％〜５０重量％など）を占め得る。例えば、ポリウレタン樹脂系は、その組成物中の主成分がアスファルトであるように、ポリウレタン系アスファルト組成物の総重量の５０重量％未満を占め得る。
【００１３】
ポリオール成分は任意選択的に、ポリエーテルまたはポリエステルポリオールなどの追加のポリオール（または任意選択的にアミン）を含んでもよい。含まれる場合、追加のポリオール及び／またはアミンのうちの少なくとも１つは、ＣＭＥポリオールと同時に添加されてもよく、または異なる時間に添加されてもよい。例えば、プレポリマーが使用される場合、少なくとも１つの追加のポリオールは、（ＣＭＥポリオールに加えて）プレポリマーを形成するためのポリオール成分中に含まれてもよく、またはアスファルト組成物に別々に添加されてもよい。プレポリマーが使用されない場合、少なくとも１つの追加のポリオールは、ＣＭＥポリオールと同時にアスファルト系組成物の成分と混合されてもよく、または追加のポリオールの使用は回避されてもよい。具体的には、プレポリマーが使用されない場合、追加のポリオールを添加しないことによって、硬化前のアスファルトとの相分離を最小にし得る。具体的には、追加のポリオールの使用を伴わないまたは伴わないＣＭＥポリオール系プレポリマーの使用は、ポリウレタンをアスファルトと一緒に使用する際に典型的に観察される適合性の問題に基づく困難を回避し得る。追加のポリオールを伴うまたは伴わないＣＭＥポリオールの使用（例示的な実施形態では追加のポリオールは伴わない）は、ポリウレタンをアスファルトと一緒に使用する際に典型的に観察される適合性の問題に基づく困難を回避し得る。
【００１４】
少なくとも１つの他のポリオールは、石油系構成要素（例えば、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、及び／またはブチレンオキシド）、または天然油由来の構成要素を有し得る。例示的な実施形態によると、プロピレンオキシド−グリセリン系ポリオール、ポリ（テトラメチレンエーテル）グリコール系ポリオール、ポリプロピレングリコール系ポリオール、及び／またはポリブタジエン系ポリオールが、イソシアネート反応性成分中に使用され得る。例えば、プロピレンオキシド系ポリエーテル（Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙからＶＯＲＡＮＯＬ（商標）の商品名で入手可能であるものなど）及び／または天然油由来のポリオール（ヒマシ油など）が、イソシアネート反応性成分中に使用されてもよい。少なくとも１つの他のポリオールは、５００ｇ／モル〜２０００ｇ／モルの分子量を有するジオールまたはトリオールであってもよい。例示的な実施形態によると、イソシアネート反応性成分は、イソシアネート反応性成分中のポリオールの総重量に基づいて、５重量％〜１００重量％のＣＭＥポリオール及び０重量％〜９５重量％の少なくとも１つの他のポリオールを含んでもよい。
【００１５】
イソシアネート成分及び／またはイソシアネート反応性成分は、硬化剤、触媒、界面活性剤、可塑剤、充填剤、溶媒、鎖延長剤、及び／または架橋剤などの添加剤を含む、添加剤成分を含み得る。任意選択的に、イソシアネート反応性成分は、ジアミンまたはトリアミンなどのアミンを含んでもよい。
【００１６】
ポリウレタン樹脂系のポリオール成分中のＣＭＥポリオールは、エポキシ成分とエポキシ反応性成分とを含む混合物の反応生成物である。エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含む（また、任意選択的なフェノールまたはフェノール誘導体成分を含んでもよい）。エポキシ反応性成分は、エポキシ成分中のエポキシ基と反応性である水素原子を有するフェノールを含む。エポキシ反応性成分は、エポキシ反応性成分の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％（例えば、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、及び／または１００重量％）のカルダノール成分を含み得る。エポキシ反応性成分の残部は、フェノールまたはフェノール誘導体成分及び／または添加剤成分であり得る。エポキシ成分及び／またはエポキシ反応性成分は、添加剤成分を含み得る（それは例えば、硬化剤、触媒、界面活性剤、可塑剤、充填剤、溶媒、鎖延長剤、及び／または架橋剤などの添加剤を含み得る）。エポキシ成分中のエポキシ基のエポキシ反応性成分中のエポキシ反応基に対する比は、１：０．９５〜１：５（例えば、１：０．９５〜１：４、１：０．９５〜１：３、１：０．９５〜１：２、１：０．９５〜１：１．５など）であり得る。例示的な実施形態によると、過剰なエポキシ反応性成分が使用され得る（例えば、比は１：１．０１〜１：５、１：１．０５〜１：３、１：１．５〜１：２．５、１：２〜１：３などであり得る）。
【００１７】
ＣＭＥポリオールを形成するためのエポキシ成分は、少なくとも１つのエポキシ樹脂を含む。少なくとも１つのエポキシ樹脂は、エポキシ成分の９０重量％〜１００重量％を占めてもよく、残部は任意選択的に、添加剤成分の一部または全部である。エポキシ樹脂の量は、アスファルト系組成物の総重量に基づいて、０重量％〜約９５重量％の範囲であり得る（例えば、１０重量％〜７５重量％、２０重量％〜５０重量％など）。実施形態によると、アスファルト系組成物は、ＣＮＳＬ部分と反応されるエポキシ樹脂化合物を含む。例えば、そのようなエポキシ樹脂化合物は、エポキシ化ＣＮＳＬ、エポキシ樹脂変性ＣＮＳＬ、エポキシ樹脂とＣＮＳＬとの反応生成物、及びそれらの混合物を含み得る。例えば、エポキシ樹脂化合物は、ＣＮＳＬ変性エポキシ樹脂であり得る。ＣＮＳＬ変性エポキシ樹脂は、（ｉ）エポキシ樹脂と（ｉｉ）ＣＮＳＬ中のカルダノール成分などのＣＮＳＬとの反応生成物を含む。エポキシ樹脂、ＣＮＳＬ変性エポキシ樹脂を調製するために使用される成分（ｉ）は、例えば、カシューナッツ殻液部分を含まない、同一の前述のエポキシ樹脂のうちの１つ以上であり得る。
【００１８】
エポキシ成分は、多様なエポキシ化合物を含み得る。組成物の機械性能及び熱性能を改善する任意のエポキシ化合物が使用され得る。例えば、エポキシ化合物またはポリエポキシドは、脂肪族、環状脂肪族、芳香族、複素環式、及びそれらの混合物であり得る。本明細書に説明される実施形態において有用なエポキシ樹脂には、例えば、単官能性エポキシ樹脂、多官能性またはポリ官能性エポキシ樹脂、及びそれらの組み合わせが含まれ得る。エポキシ成分のための例示的なエポキシ樹脂には、分子１つ当り少なくとも２つのエポキシド部分を有するポリエポキシドが含まれる（例えば、エポキシ樹脂は、２〜１０のエポキシド官能基数、２〜６のエポキシド官能基数、２〜４のエポキシド官能基数などを有してもよい）。エポキシ樹脂骨格は、飽和または不飽和、脂肪族、環状脂肪族、芳香族、あるいは複素環式であり得、置換されて（例えば、ハロゲン、ヒドロキシル、及び／またはエーテル基などの少なくとも１つの置換基を含有して）よい。エポキシ樹脂は、モノマー性またはポリマー性であり得る。エポキシ樹脂は、２０ｇ／当量〜１０００ｇ／当量（例えば、３０ｇ／当量〜８００ｇ／当量、５０ｇ／当量〜６００ｇ／当量、１００ｇ／当量〜５００ｇ／当量など）のエポキシ当量（ＥＥＷ）を有し得、このＥＥＷは、エポキシ基の１化学当量に対する樹脂のグラム数の尺度である。
【００１９】
例示的な実施形態によると、エポキシ樹脂の総重量に基づいて、６０重量％〜９５重量％（例えば、７０重量％〜９０重量％など）のビスフェノールのジグリシジルエーテル、例えば、ビスフェノールＡ及びビスフェノールＦなどである原料液体エポキシ樹脂が使用され得る。原料液体エポキシ樹脂のエポキシ当量（ＥＥＷ）は、１５０〜２５０（例えば、１６０〜２２０、１７０〜２００など）であり得る。本明細書で使用するとき、用語「液体エポキシ樹脂」は、いずれの溶媒の添加も伴わない、液体状態である樹脂を指す。例示的なエポキシ樹脂には、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、及びパラ−アミノフェノールのトリグリシジルエーテルが含まれる。ＣＮＳＬ部分を含有するエポキシ樹脂化合物は、例えば、ＣＮＳＬグリシジルエーテルであり得る。ＣＮＳＬグリシジルエーテル化合物は、Ｋａｎｅｈａｓｈｉ，Ｓ．，ｅｔ  ａｌ．，Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃａｒｄａｎｏｌ−ｂａｓｅｄ  Ｅｐｏｘｙ  Ｒｅｓｉｎ  ｆｏｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ  ａｔ  Ｒｏｏｍ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｕｒｉｎｇ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，２０１３．１３０（４）：ｐ．２４６８−２４７８にて調製及び説明される化合物のうちの１つ以上であり得る。上記の参考文献に説明されるＣＮＳＬグリシジルエーテル化合物のうちのいくつかには、例えば、カルダノールのモノグリシジルエーテル、カルドールのジグリシジルエーテル、またはそれらの混合物が含まれる。
【００２０】
例示的な原料液体エポキシ樹脂は、下記の式（Ｉ）
【００２１】
【化１】
0006560211.tif 000002
【００２２】
を有し、式中、ｎは、０または１である（例示的な実施形態では、ｎは０である）。液体エポキシ樹脂（Ｉ）の平均ｎ値は、０〜１（例えば、０〜０．５、０〜０．３など）である。Ｒは、独立して、Ｈまたは−ＣＨ３である。
【００２３】
エポキシ樹脂成分は、例えば、Ｄ．Ｅ．Ｒ．及びＤ．Ｅ．Ｎ．の商品名でＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているエポキシ樹脂を含み得る。エポキシ樹脂の例には、限定されるものではないが、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙの市販の製品であるＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３１、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３５４、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３２、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３０、及びＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＣｏｍｐａｎｙのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３が含まれる。使用され得る例示的な市販のエポキシ樹脂には、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能であるＤＥＲ（商標）３３１、ＤＥＲ（商標）３８３、ＤＥＲ（商標）６７１、ＤＥＲ（商標）７３６、ＤＥＲ（商標）８５２、及びＤＥＮ（商標）４３８が含まれる。得られるＣＭＥポリオールの粘度及び費用は、エポキシ成分中に使用されるエポキシ樹脂の選択によって制御することができる。
【００２４】
ＣＭＥポリオールを形成するためのエポキシ反応性成分中のカルダノール成分には、カシューナッツ加工の副生成物であり得る（例えば、カシューナッツの実と殻との間の層から抽出され得る）カルダノール成分（例えば、ＣＮＳＬ）が含まれる。カルダノールは、メタ位に長い炭化水素鎖を有するモノヒドロキシルフェノールである。実施形態において有用なカルダノールは、ＣＮＳＬの１つの成分、カシューナッツの殻から単離される油である。
【００２５】
ＣＮＳＬ中のカルダノールの濃度は、ＣＮＳＬの総重量に基づいて、約１０重量％、約５０重量％、または約９０重量％、また同時に約９９重量％以下、約９７重量％以下、または約９５重量％以下であり得る。例えば、カルダノール成分は、第２のカルダノール成分の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％（例えば、６０重量％〜１００重量％、８５重量％〜１００重量％など）のカルダノール含量を有する。カルダノールの例示的な構造は、下記の式（ＩＩ）に示される通り、１つのヒドロキシル基と、そのメタ位に脂肪族側鎖Ｒ１とを含有するフェノールであり、
【００２６】
【化２】
0006560211.tif 000003
【００２７】
式中、Ｒ１は、−Ｃ１５Ｈ２５、−Ｃ１５Ｈ２７、または−Ｃ１５Ｈ２９である。
【００２８】
カルダノール成分は、主成分としてカルダノールを含み、また二次成分としてカルドール、メチルカルドール、及び／またはアナカルジン酸を追加的に含み得る。カルダノール成分は、加熱プロセス（例えば、カシューナッツからの抽出の時点で）、脱炭酸プロセス、及び／または蒸留プロセスに供され得る。カルドールは、例えば、以下の一般化学式によって例証され得る：
【００２９】
【化３】
0006560211.tif 000004
【００３０】
ＣＮＳＬ中のカルドールの濃度は、ＣＮＳＬの総重量に基づいて、約０．１重量％以上ｉ、約１重量％以上、または約５重量％以上、また同時に約９０重量％以下、約５０重量％以下、または約１０重量％以下であり得る。さらに、ＣＮＳＬは、少量の濃度の他の材料、例えば、アナカルジン酸、カルダノールのオリゴマー、カルドールのオリゴマー、及びそれらの混合物などを含んでもよい。ＣＮＳＬ中に存在する他の材料の合計濃度は、約１０重量％未満であり得る。  
【００３１】
例示的な実施形態によると、カルダノール成分は、２０重量％〜５０重量％（例えば、２０重量％〜４５重量％、２０重量％〜４０重量％、３０重量％〜４０重量％など）のカルドールを含んでもよく、カルダノール成分の合計１００重量％に基づく残部は、メチルカルドール及び／またはアナカルジン酸である。カルダノール成分のカシューナッツ殻液は、例えば、Ｆ−１２０シリーズまたはＦ−１８０シリーズの商品名でＨＤＳＧ  Ｂｅｉｊｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙから入手可能である。この理論に束縛されるよう意図するものではないが、第１のカルダノール成分は、ポリウレタン樹脂の疎水性を増加させ、粘度を低減させ、ゲル化時間を増加させ、かつ／または引張強度をもたらし得る。
【００３２】
エポキシ反応性成分は、エポキシ反応性成分の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％（例えば、少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、及び／または１００重量％）のカシューナッツ殻液を含み得る。
【００３３】
エポキシ反応性成分の残部は、（例えば、少なくとも１つの触媒及び／または少なくとも１つの溶媒を含む）任意選択的なフェノールまたはフェノール誘導体成分及び／または添加剤成分であり得る。
【００３４】
任意選択的なフェノールまたはフェノール誘導体成分には、少なくとも１つのフェノール及び／または少なくとも１つのフェノール誘導体が含まれる。反応混合物は、任意選択的なフェノールまたはフェノール誘導体成分を、フェノールまたはフェノール誘導体のモル対反応混合物中のカルダノール成分のモルに関して、０．５：１．５〜１．５：０．５（例えば、０．８：１．２〜１．２：０．８、０．９：１．１〜１．１：０．９など）のモル比で含み得る。例えば、使用されるカルダノール成分のモル量は、使用されるフェノールまたはフェノール誘導体のモル量に基づいて低減され得る。例示的なフェノール誘導体には、ナフトール系化合物、フェニルフェノール系化合物、及びヘキサクロロフェン系化合物が含まれる。
【００３５】
例えば、エポキシ反応性成分は、エポキシ反応性成分の総重量に基づいて、０．１重量％〜２０重量％（０．１重量％〜１５重量％）の別のフェノール系化合物、例えば、二価フェノールなどを含み得る。二価フェノールという用語は、２つのヒドロキシル基を含有するフェノール化合物を指す。例示的な実施形態によると、二価フェノールは、（Ａ）式（ＩＩＩ）における、ベンゼン環上に２つのヒドロキシル基を有するフェノールであり、式中、Ｒ２は、ＨもしくはＣ１〜Ｃ１５脂肪族鎖であるものか、または（Ｂ）式（ＩＶ）における、その上に１つのヒドロキシル基を各々有する２つのベンゼン環を含有する組成物であり、式中、Ｒは、Ｈもしくは−ＣＨ３であり、Ｒ３〜Ｒ１０は、ＨもしくはＣ１〜Ｃ６脂肪族鎖であるものかのいずれかを指す。
【００３６】
【化４】
0006560211.tif 000005
【００３７】
２つのヒドロキシル基を含有するフェノールの別の例は、レゾルシノールである。
【００３８】
ＣＭＥポリオールを形成するための添加剤成分のための例示的な触媒には、三級アミン、二級アミンから形成されるマンニッヒ塩基、窒素含有塩基、アルカリ金属水酸化物、金属アルコキシド、アルカリフェノレート、アルカリ金属アルコラート、ヘキサヒドロチアジン、有機金属化合物、四級アンモニウム化合物、ホスホニウム化合物、及びスルホニウム化合物が含まれる。例示のため、触媒成分には、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、エチルトリフェニルホスホニウムアセテート、イミダゾール、及び／またはトリエチルアミンが含まれ得る。触媒成分は、ＣＭＥポリオールを形成するための反応混合物の総重量を基準として、０．０１重量％〜３重量％（例えば、０．０３重量％〜１．５重量％、０．０５重量％〜１．５重量％など）の量で存在し得る。エポキシ成分とエポキシ反応性成分との間の反応は、未希釈で、または不活性有機溶媒の存在下で実施され得る。例示的な溶媒には、ケトン（例えばメチルイソブチルケトン及び／またはメチルアミルケトンなど）、トルエン、キシレン、及びグリコールエーテル（例えばジエチレングリコールのジメチルエーテルなど）が含まれる。無機及び／もしくは有機充填剤などの充填剤、着色剤、水結合剤、界面活性物質、植物保護剤、延長剤、ならびに／または可塑剤が、添加剤成分中に含まれ得る。ＣＭＥポリオールを形成するための反応は、例えば、１時間〜４８時間にわたって、１２０℃〜１８０℃の温度で行われ得る。
【００３９】
ＣＭＥポリオールは、エポキシ由来の骨格、及びイソシアネート成分中のイソシアネート基との反応のための少なくとも２つの二級イソシアネート反応基、すなわち、二級ヒドロキシル基を含む。ＣＭＥポリオールは、例えば、二級イソシアネート反応基のより緩徐な反応性が一級イソシアネート反応基に関連することに基づいて、硬化時間の調節を可能にし得る。エポキシ骨格は、構成要素として作用し、得られるＣＭＥポリオールの官能基数及び化学構造を決定することができる。ＣＭＥポリオールの合成には、第２のカルダノール成分中のカルダノールと、エポキシ成分中のエポキシ樹脂の開環反応から生成された開環エポキシ樹脂との間の反応が含まれる。例えば、ＣＭＥポリオールは、開環エポキシ樹脂とカルダノールとの間のエーテル結合をもたらす、開環エポキシ樹脂とのカルダノール結合を含む。変性反応を完了するために必要とされる時間は、例えば、用いられる温度、用いられる分子１つ当り１個超の反応性水素原子を有する化合物の化学構造、及び用いられるエポキシ樹脂の化学構造などの因子に依存する。
【００４０】
例示的な実施形態によると、ＣＭＥポリオールは、２つのエポキシド部分及び樹脂骨格を有するエポキシ樹脂、ならびに少なくとも一不飽和のカルダノールを中に有する第２のカルダノール成分を使用して合成が実施されるとき、以下の式Ｖを有する化合物を含み得る。
【００４１】
【化５】
0006560211.tif 000006
【００４２】
上記の式Ｉ中、Ｒ基は、独立して、Ｃ１５Ｈ３１-ｎ（ここでｎは０、２、４、または６である）、またはＣ１７Ｈ３３-ｎ（ここでｎは０、２、または４である）に等しい。具体的には、Ｒ基は、独立して、１５個もしくは１７個の炭素原子を含む飽和または不飽和の直鎖アルキル鎖であり、ＣＭＥポリオールは、異なるＲ基を有するカルダノールを様々に含むカルダノール混合物に由来し得る。式Ｖ中のエポキシが、エポキシ樹脂由来の骨格である。
【００４３】
例示的な一実施形態によると、ビスフェノールＡ系ジエポキシド樹脂と、少なくとも一不飽和のカルダノールを中に有する第２のカルダノール成分とを使用するＣＭＥポリオールの合成は、以下の反応段階を含む。
【００４４】
【化６】
0006560211.tif 000007
【００４５】
別の例示的な実施形態によると、脂肪族ジエポキシドエポキシ樹脂と、少なくとも一不飽和のカルダノールを中に有する第２のカルダノール成分とを使用するＣＭＥポリオールの合成は、以下の反応段階を含む。
【００４６】
【化７】
0006560211.tif 000008
【００４７】
様々な芳香族エポキシ樹脂及び第２のカルダノール成分を使用して合成される他の例示的なＣＭＥポリオール構造には、以下が含まれる。
【００４８】
【化８】
0006560211.tif 000009
【００４９】
上記の第１のＣＭＥポリオールは、芳香族ポリエポキシド系樹脂及び一不飽和のカルダノールを使用して合成される。上記の第２のＣＭＥポリオールは、フェニルジエポキシド樹脂及び一不飽和のカルダノールを使用して合成される。上記の第３のＣＭＥポリオールは、脂肪族ポリエポキシド系樹脂及び一不飽和のカルダノールを使用して合成される。上記の第４のＣＭＥポリオールは、ビスフェノールＡ系ジエポキシド樹脂、フェノール、及び一不飽和のカルダノールを使用して合成される。
【００５０】
この理論に束縛されるよう意図するものではないが、ＣＭＥポリオール中のカルダノールは、得られるポリウレタン樹脂に疎水性を導入し得る。増加した疎水性は、例えば、低い吸水度などの高湿度条件での低い水吸収として表され得る。さらに、加水分解及び泡立ち（例えば、反応混合物中の水とイソシアネート成分との間の反応からの二酸化炭素放出によって生じる気泡の作用）が、低減及び／または回避され得る。ＣＭＥポリオールのエポキシ樹脂由来の骨格は、ポリウレタン樹脂に機械性能及び材料適合性などの特性の改善をもたらし得る。ＣＭＥポリオールの機械性能及び／または他の所望の特性は、カルダノール成分中のカルダノール上のアルキル鎖部分を考慮して調節され得る。ＣＭＥポリオールを形成するために反応混合物に添加されるフェノールまたはフェノール誘導体は、エポキシ基の開環反応を開始し得、一方、カルダノール成分は、疎水性特徴及び抗加水分解性能を提供し得る。
【００５１】
ＣＭＥポリオールを形成するための反応混合物において、エポキシ成分中のエポキシ基対エポキシ反応性成分中のエポキシ反応基の比は、１：０．９５〜１：５（例えば、１：０．９８〜１：４、１：０．９９〜１：３、１：１〜１：２．５、１：１〜１：１．１など）である。例えば、カルダノール成分から提供されるエポキシ反応基の過剰分は、ＣＭＥポリオールへのエポキシ樹脂の十分な変換を可能にし、かつ／または反応混合物に低い粘度をもたらし得る（この低い粘度はまた、十分な変換を可能にする）。ＣＭＥポリオールの形成のための反応混合物から得られる反応生成物中に残るエポキシ残基は、得られる反応生成物の総重量に基づいて、０．２重量％未満であり得る。例えば、得られる反応生成物のエポキシド当量は、ＡＳＴＭ  Ｄ１６５２に従って測定されたときに、少なくとも８，０００グラム／当量（例えば、９，０００ｇ／当量〜１００，０００ｇ／当量、２０，０００ｇ／当量〜１００，０００ｇ／当量、３０，０００ｇ／当量〜１００，０００ｇ／当量など）であり得る。得られる反応混合物のヒドロキシル値は、ＡＳＴＭ  Ｄ４２７４に従って測定されたときに、少なくとも４０ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ（例えば、４０ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ〜３００ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ、６０ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ〜２００ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ、８０ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ〜１００ｍｇ  ＫＯＨ／ｇなど）であり得る。このヒドロキシル値は、エポキシ反応性成分中のＣＭＥポリオール及び未反応ヒドロキシル基の主要因となり得る。
【００５２】
例示的な一実施形態によると、ＣＭＥポリオールを形成するための反応混合物中のエポキシ基からヒドロキシル基への完全な変換（すなわち、少なくとも９３％の変換率）が実現され得る。例示的な実施形態によると、ＣＭＥポリオールを形成する反応混合物は、エポキシ基からヒドロキシル基への９５％の変換率及び少なくとも９，０００ｇ／当量のＥＥＷ、またはエポキシ基からヒドロキシル基への９８．５％の変換率及び少なくとも３０，０００ｇ／当量のＥＥＷを有し得る。例えば、完全な変換は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）スペクトル特性化によって実証され得、これは、より低い分子量のエポキシ成分が本質的に反応してなくなり、より高い分子量のＣＭＥポリオールへの完全な変換をもたらしていることを示し得る。完全な変換は、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法によって実証されてもよく、これは、エポキシ成分に対応する赤外パターンが、ＣＭＥポリオールに対応する赤外パターン中に本質的に存在しないか、または無視できる量で存在することを示し得る。完全な変換は、核磁気共鳴分光法によって実証されてもよく、これは、エポキシ成分に対応する磁気特性パターンが、ＣＭＥポリオールに対応する磁気特性パターン中に本質的に存在しないか、または無視できる量で存在することを示し得る。
【００５３】
ポリウレタン樹脂系に関して、プレポリマー形態で使用されない場合、イソシアネート反応性成分及びイソシアネート成分は、６０〜３００（例えば、６０〜１２０、８０〜１５０、９０〜１２０、１００〜１１５など）のイソシアネート指数において添加され得る。イソシアネート指数は、ポリウレタン樹脂を形成するための反応混合物中のイソシアネートの当量を、反応混合物中のイソシアネート反応性水素含有材料の総当量で除し、１００を乗じたものとして計算される。別の考え方をすると、イソシアネート指数は、百分率として示された、反応混合物中に存在するイソシアネート反応性水素原子上のイソシアネート基の比である。プレポリマー形態で使用される場合、得られる反応生成物は、２重量％〜１５重量％（例えば、３重量％〜１０重量％、４重量％〜８重量％、４重量％〜６．５重量％など）のＮＣＯ（すなわち、イソシアネート部分）含量を有し得る。イソシアネート指数は、９０〜３００（例えば、１５０〜２５０、１７５〜２００など）であり得る。
【００５４】
染料及び／または色素（例えば、二酸化チタン及び／またはカーボンブラックなど）が、ポリウレタン樹脂系に色特性を付与するために添加剤成分中に含まれ得る。色素は、固体、または樹脂担体中の分散物の形態であり得る。強化剤（例えば、薄片状または粉砕されたガラス及び／またはヒュームドシリカ）を使用して、ある特定の特性を付与してもよい。他の添加物には、例えば、ＵＶ安定剤、抗酸化剤、空気放出剤、及び接着促進剤が含まれ、これらは、ポリウレタン樹脂の所望の特徴に応じて独立して使用され得る。
【００５５】
アスファルト系組成物は、アスファルト成分と、ポリウレタン樹脂系と、任意選択的な添加剤成分（これは例えば、硬化剤、触媒、鎖延長剤、界面活性剤、可塑剤、充填剤、溶媒、ＵＶ安定剤、抗酸化剤、空気放出剤、接着促進剤、及び／またはアスファルト系組成物における使用のための当業者に既知である別の添加剤を含む）とを含む。アスファルトの後に、ポリウレタン樹脂系、及び任意選択的に添加剤成分が混合され、得られた混合物は、（例えば、熱及び／または放射線の適用によって）硬化され得る。アスファルト系組成物の硬化された生成物は、コーティング、例えば、アスファルト組成物が使用され得ると当業者が予測するであろう防水コーティング及び／または他のコーティングとして使用され得る。
【００５６】
アスファルト成分には、アスファルト配合物、例えば、市販のアスファルト／ビチューメン配合物が含まれる。アスファルトは、天然に、または石油誘導体として発生する。アスファルトは、主にビチューメンを含み、これは概して、飽和及び不飽和炭化水素（例えば、最大１５０個の炭素原子を有する脂肪族及び／または芳香族炭化水素）である。それに加えて、アスファルトは、アスファルテン、高分子量樹脂、硫黄、窒素、及び／もしくは酸素を含有する複素環式化合物、ならびに／または微量の金属、例えば、鉄、ニッケル、及び／もしくはバナジウムなどを含んでもよい。アスファルト成分のアスファルト配合物は、７０重量％〜１００重量％のビチューメンを含んでもよく、例えば、例示的な実施形態によると、アスファルト配合物は、少なくとも９０％純粋なアスファルト／ビチューメンであってもよい。アスファルト配合物は、アスファルト成分の１００重量％を占めてもよい。
【００５７】
アスファルト成分は、ポリウレタン系アスファルト組成物の１５重量％〜７５重量％（例えば、２５重量％〜７０重量％、３０重量％〜６５重量％、３５重量％〜６０重量％など）を占め得る。例えば、ポリウレタン樹脂系がプレポリマーとして含まれる場合、アスファルト成分は、アスファルト系組成物の総重量の３０重量％〜５５重量％（例えば、３５重量％〜５５重量％など）を占め得る。アスファルト成分は、アスファルトの量がポリウレタン樹脂系の量を超えるように、組成物中の主成分であってもよい。ポリウレタン樹脂系の個々の成分がアスファルトと混合される場合、アスファルト成分は、アスファルト系組成物の総重量の４５重量％〜６５重量％（例えば、５０重量％〜６５重量％など）を占めてもよい。
【００５８】
アスファルト成分のためのアスファルトは、ＡＳＴＭ  Ｄ８−１３に定義される通り、好適な原油の蒸留から得られる暗褐色から黒色のセメント様の残油であり得る。欧州では、アスファルトはビチューメンと呼ばれる。好適な有用なアスファルトの例には、ＡＨ−７０またはＡＨ−９０アスファルトなどの重交通用アスファルト、ＳＢＳ変性アスファルトまたはＳＢＲ変性アスファルトなどのポリマー変性アスファルト、またはそれらの混合物が含まれ得る。
【００５９】
アスファルト材料は、乳剤の形態であり得る。アスファルト乳剤は、水中または水溶液中の瀝青材料の微小球の懸濁液である。アスファルト乳剤（または瀝青乳剤）の使用は、実施形態では回避されてもよい。当該技術分野に既知である通り、コールタールは、瀝青炭の分解蒸留によって生成される暗褐色から黒い炉のセメント質の材料であるアスファルト様材料である。コールタールの使用は、実施形態では回避されてもよい。
【００６０】
実施形態において有用なアスファルトは、ＪＴＧ  Ｅ２０−２０１１標準に説明されるＴ０６０４−２０１１法に従って、４０デシミリメートル（ｄｍｍ）〜１００ｄｍｍ、５０ｄｍｍ〜９０ｄｍｍ、及び／または６０ｄｍｍ〜９０ｄｍｍの２５℃での針貫通力を有し得る。別の実施形態では、実施形態において有用な好適な市販のアスファルトには、例えば、Ｚｈｏｎｇｈａｉ  ７０＃アスファルト、Ｚｈｏｎｇｈａｉ  ９０＃アスファルト、Ｄｏｎｇｈａｉ  ７０＃アスファルト、及びＤｏｎｇｈａｉ  ９０＃アスファルト（すべてＳｉｎｏｐｅｃから入手可能）、ＡＨ−７０＃アスファルト及びＡＨ−９０＃アスファルト（どちらもＳｈｅｌｌから入手可能）、またはそれらの混合物が含まれ得る。
【００６１】
実施形態において使用されるアスファルトの量は、組成物の成分を形成する樹脂の総重量に基づいて、２重量％〜９０重量％、６重量％〜７５重量％、及び／または１０重量％〜５０重量％の範囲であり得る。
【００６２】
アスファルト系組成物を形成するために、機械特性要件に従って樹脂指数が選択され得る。樹脂指数とは、イソシアネート（ＮＣＯ）部分と、化学量論的に必要とされる量と比較した際に存在する（例えば、ヒドロキシル基に由来する）活性水素との間の比を意味する。例えば、１の樹脂指数は、等しい量（１：１比）のイソシアネート部分及び活性水素が存在することを意味する。１を超える樹脂指数は、過剰なイソシアネート部分が存在することを意味し、例えば、１．５の樹脂指数は、イソシアネート部分が化学量論的に必要とされる量に基づいて５０％過剰に存在することを意味する。実施形態によると、樹脂指数は、１超、例えば、１．０５、１．２０、または１．５０などであり得る。
【００６３】
ポリウレタン樹脂系の（例えば、液体プレポリマーなどのプレポリマーが使用されない場合は、ポリオール成分の）粘度に基づいて、溶媒（例えば、トルエン）が任意選択的な添加剤成分の一部として添加される。溶媒は、硬化プロセス中に蒸発する、及び／または最終的な硬化済組成物の機械特性に本質的に影響を及ぼさない低沸点溶媒であり得る。例えば、比較的に低い粘度の系に関しては、溶媒は組成物に添加されない。中程度の粘度の系に関しては、添加される溶媒の量は、系またはポリオール成分の５重量％〜４５重量％であり得る。より高い粘度の系に関しては、添加される溶媒の量は、系またはポリオール成分の４５重量％〜７５重量％である。
【００６４】
任意選択的な添加剤成分としては、触媒及び／または硬化剤が含まれ得る。例示的な触媒には、触媒には、三級アミン、二級アミンから形成されるマンニッヒ塩基、窒素含有塩基、アルカリ金属水酸化物、アルカリフェノレート、アルカリ金属アルコラート、ヘキサヒドロチアジン、及び有機金属化合物が含まれる。触媒は、アスファルト系組成物の総重量に基づいて、０．００１重量％〜１０重量％の量で添加され得る。触媒は、イソシアネート部分（イソシアネート成分中またはプレポリマー中に存在し得る）及び活性水素（ポリオール及び／または鎖延長剤であり得る）の硬化時間を加速させて、機械特性を提供し得る。
【００６５】
ポリウレタン樹脂のゲル化時間に関して、最終的なアスファルト系複合物品を形成するための即座の硬化時間の必要性と、複合物品を形成するプロセス中のポリウレタン樹脂の十分な流動性の必要性と、ポリウレタン樹脂の過剰な浪費的流動を防ぐ必要性との間のバランスが実現され得る。ゲル化時間（すなわち、糸ゲル化時間）は、反応液体混合物を形成するように反応性成分がまず混合される時間から、反応液体混合物が糸を引く（ｓｔｒｉｎｇｙ）ようになる（すなわち、材料の分子量が液体から固体に遷移するのに十分に高まっている）までの間の間隔として決定される。具体的には、糸引きの決定は、繰り返し棒で反応混合物に触れ、棒を液体から引き離すことを含み得、棒の端部に単一または複数のフィラメントが残るところまで反応混合物中の材料が重合したときに糸引きが起こる。
【００６６】
ポリウレタン系アスファルト組成物は、硬化剤成分をポリウレタン樹脂系に加えて、またはポリウレタン樹脂系の一部として含む、硬化性エポキシ樹脂組成物であり得る。使用される硬化剤成分の量は、その硬化剤成分がポリウレタン樹脂系に加えて使用されるか、またはその一部として使用されるかに応じて変動し得る。硬化剤成分（硬化剤または架橋剤とも称される）には、ＣＮＳＬ由来部分を有さない硬化剤成分、ＣＮＳＬ由来部分を含有する硬化剤成分、またはそれらの混合物が含まれ得る。硬化剤は、アスファルト及び／またはポリウレタン樹脂系とブレンドされてもよく、またはカルダノール変性ポリオールと予備反応されてもよい。
【００６７】
ＣＮＳＬ由来部分を有さない硬化剤化合物には、例えば、当該技術分野において既知である、硬化性エポキシ樹脂組成物内に含めるために有用な任意の従来的な硬化剤が含まれ得る。硬化性組成物において有用な硬化剤は、例えば、限定されるものではないが、無水物、カルボン酸、アミン化合物、フェノール化合物、またはそれらの混合物から選択され得る。例示的な実施形態では、硬化剤は、例えば、アミノプラスト、ブロックイソシアネートを含むポリイソシアネート、ポリエポキシド、β−ヒドロキシアルキルアミド、ポリ酸、無水物、有機金属酸官能性材料、ポリアミン、ポリアミド、及び前述のいずれかの混合物から選択され得る。使用されるカシューナッツ殻液部分を有さない硬化剤化合物の量は、ポリウレタン系アスファルト組成物成分の総重量に基づいて、０重量％〜５０重量％の範囲であり得る（例えば、１重量％〜４０重量％、５重量％〜３０重量％など）。
【００６８】
硬化剤成分は、ＣＮＳＬ由来部分などのカルダノールと反応され得る。例えば、そのようなＣＮＳＬ由来部分を含有する硬化剤化合物は、フェナルカミン、ＣＮＳＬ変性無水物、及びそれらの混合物を含み得る。ＣＮＳＬ由来部分を含有する硬化剤は、例えば、１つ以上のフェナルカミンであり得る。（ｉ）ポリアミンと、（ｉｉ）ＣＮＳＬと、（ｉｉｉ）ホルムアルデヒドとのマンニッヒ反応（アミノメチル化）を介した縮合生成物として当該技術分野において既知であるフェナルカミンが、使用され得る。ポリアミン、フェナルカミンを生成するために使用される成分（ｉ）は、例えば、脂肪族エチレンアミン、環状脂肪族アミン、芳香族アミン、またはそれらの混合物であり得る。例えば、フェナルカミンは、エチレンジアミン（ＥＤＡ）、ジエチレントリアミン（ＤＥＴＡ）、トリエチエテトラアミン（ｔｒｉｅｔｈｙｅｎｅｔｅｔｒａａｍｉｎｅ）（ＴＥＴＡ）、テトラエチレンペンタアミン（ＴＥＰＡ）、Ｎ−アミノエチレンピペラジン（ＡＥＰ）、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ｍ−キシレンジアミン（ＭＸＤＡ）、またはそれらの混合物であり得る。ＣＮＳＬ、フェナルカミンを調製するために使用される成分（ｉｉ）は、例えば、上記に前述されるＣＮＳＬ部分を含有する任意の１つ以上の化合物であり得る。例えば、一実施形態では、ＣＮＳＬ化合物は、カルダノールを含み得る。ホルムアルデヒド（ＣＨ２ＯまたはＨＣＨＯ）、フェナルカミンを調製するために使用される成分（ｉｉｉ）は、市販されており、また商業用溶液として入手することもできる。
【００６９】
別の実施形態では、ＣＮＳＬ部分を含有する硬化剤化合物は、例えば、ＣＮＳＬ変性無水物であり得る。ＣＮＳＬ変性無水物樹脂は、（ｉ）無水物と（ｉｉ）ＣＮＳＬとの反応生成物である。無水物、ＣＮＳＬ変性無水物を調製するために使用される成分（ｉ）には、例えば、フタル酸無水物及びフタル酸無水物の誘導体、ナジック酸無水物及びナジック酸無水物の誘導体、トリメリト酸無水物及びトリメリト酸無水物の誘導体、ピロメリット酸無水物及びピロメリット酸無水物の誘導体、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物及びベンゾフェノンテトラカルボン酸の誘導体、ドデセニルコハク酸無水物及びドデセニルコハク酸無水物の誘導体、ポリ（エチルオクタデカン二酸）無水物及びポリ（エチルオクタデカン二酸）無水物の誘導体など、またはそれらの混合物が含まれ得る。上記のＣＮＳＬ変性無水物樹脂の各々は、単独でまたはそれらの混合物中で使用され得る。ＣＮＳＬ、ＣＮＳＬ変性無水物を調製するために使用される成分（ｉｉ）には、例えば、上記に前述されるＣＮＳＬ部分を含有する任意の１つ以上の化合物であり得る。例えば、一実施形態では、ＣＮＳＬ化合物は、カルダノールを含み得る。使用されるＣＮＳＬ由来部分を含有する硬化剤の量は、ポリウレタン系アスファルト組成物の総重量に基づいて、０重量％〜５０重量％の範囲であり得る（例えば、１重量％〜４０重量％、５重量％〜３０重量％など）。
【００７０】
組成物が「加工可能である」であると述べられるとき、本明細書において組成物に関して「加工可能である」、または「加工可能性」とは、組成物が、室温を超えて組成物を加熱する必要なく、室温で直ちに及び／または容易に取り扱われることを意味する。組成物が硬化されるとき、組成物は、そのような組成物から作製される得られる硬化済物品において相分離の兆候を本質的に示さないことができ、また組成物が硬化されて、最終的なコーティングなどの製品を形成するとき、形成された硬化済生成物は、欠陥の兆候を本質的に示さないことができる。実施形態のポリウレタン系アスファルト組成物は、（ｉ）肉眼によって可視的に観察可能な相分離を有さない、（ｉｉ）肉眼によって可視的に観察可能なフィルムへの表面への相移動を有さない、かつ（ｉｉｉ）肉眼によって可視的に観察可能なフィルム表面上の皺を有さない、均質なコーティングフィルムとして硬化され得る。
【００７１】
アスファルトとポリウレタン樹脂系との適合性の改善に加えて、アスファルト組成物の例示的な実施形態は、以下の特長のうちの少なくとも１つを示し得る。
（１）実施形態は、アスファルトの粘度が低減され、アスファルトの取り扱いがＶＯＣの懸念を伴わずに仲介的（ｍｅｄｉａｔｅ）温度または周囲温度にて実施され得るように、アスファルトを含有する硬化性組成物を提供し得る。
（２）硬化性組成物のエポキシ樹脂成分は、架橋ネットワークを形成することによって、硬化済生成物に良好な機械性能及び耐熱性を付与し得る。良好な機械性能とは、結果として得られるコーティング／層が、１．０ＭＰａ超の引張強度及び３５０超の伸長％を有することを意味する。良好な耐熱性とは、樹脂系の高温の効果への耐性を意味する。
（３）組成物中に存在するカルダノール及び／またはＣＮＳＬ由来物は、組成物に良好な防食または耐食特性を提供するのに役立ち得る。
【００７２】
例示的な実施形態では、ポリウレタン系アスファルト組成物は、混合アスファルト及びアスファルト防水用途において、比較的冷たい温度または周囲温度（例えば、＜約５０℃）で使用することができる。得られる変性アスファルトは、従来的なアスファルト組成物に匹敵する優れた強度を有し得る。ポリウレタン系アスファルト組成物はまた、例えば、約５０℃超〜約２００℃などの高温で使用する（または硬化させる）こともでき、広範な温度範囲での組成物の取り扱いにおいて柔軟性／調節可能性を提供する。
【００７３】
ポリウレタン系アスファルト成分は、可能性として環境内に排出する場合がある溶媒を本質的に不含であり得る（開始原料と共に導入される意図せぬ汚染物質の量を除く）。これは、「溶媒を不含」、「無溶媒」、または「溶媒を含まない」ことを意味し、その結果、配合物中の溶媒の濃度が本質的にゼロであることを意味する（任意の微量の溶媒は無視される）。しかしながら、任意選択的に、ポリウレタン系アスファルト組成物はまた、溶媒を組成物中の成分の１つとして含むこともでき、したがって様々な最終用途のために組成物の配合において柔軟性／調節可能性を提供する。
【００７４】
ポリウレタン系アスファルト組成物は、コーティング用途に使用されて、従来のアスファルト組成物に匹敵するか、またはそれより低い費用でのコーティング配合物の調製などの利益を提供し得る。組成物は、従来的なアスファルト組成物から調製されるコーティングに匹敵する、及び／またはそれよりも改善された防食性能を有するコーティングを生成するために使用され得る。
【００７５】
ポリウレタン系アスファルト組成物は、（ｉ）２０℃〜３０℃の温度で加工可能である、及び（ｉｉ）実質的に相分離を含まないことができる。ポリウレタン系アスファルト組成物が硬化されるとき、得られる硬化済生成物は、欠陥を実質的に含まないことができる。
【００７６】
ポリウレタン系アスファルト組成物を調製するためのプロセスは、以下のうちの１つを（例えば、既知の混合設備にて）混合またはブレンドすることを含み得る。（１）ポリウレタン樹脂系、アスファルト成分、及び任意選択的に任意の他の望ましい添加剤、または（２）エポキシ樹脂成分、カルダノール部分を含有する化合物、硬化剤成分、アスファルト、及び任意選択的に任意の他の望ましい添加剤。上述の任意選択的な添加剤のうちのいずれか、例えば、硬化触媒は、硬化性組成物を形成するために混合中または混合前に硬化性組成物に添加され得る。
【００７７】
硬化性配合物の化合物のすべては、効果的な硬化性エポキシ樹脂組成物の調製を可能にする温度で混合及び分散され得る。例えば、全成分の混合中の温度は、１００℃〜１０℃（例えば、５０℃〜２０℃など）であり得る。より低い混合温度は、組成物中のエポキシドと硬化剤との反応を最小にして、組成物のポットライフを最大にするのに役立ち得る。
【００７８】
硬化性配合物の調製、及び／またはそれらのステップのいずれかは、バッチ式または連続的なプロセスであり得る。プロセスに使用される混合設備は、当業者に周知である任意の容器及び補助設備であり得る。
【００７９】
硬化性組成物は、以下の特性のうちの少なくとも１つを示し得る。
（１）アスファルトとエポキシ成分との適合性を改善するために、反応によるアスファルトの変性が必要ではない。
（２）均質なフィルム／層／コーティングが、相分離、表面への相移動、及び／または表面の皺を伴わずに形成され得る。
（３）組成物中に溶媒が必要ではないか、または低濃度の溶媒が必要である。使用される溶媒の量は、硬化性組成物の総重量に基づいて、０重量％〜３０重量％であり得る（例えば、１重量％〜２０重量％、２重量％〜１５重量％など）。
（４）アスファルト乳剤を使用することなく、冷または温混合アスファルトの形態の組成物を使用して、アスファルトコンクリートが舗装され得る。例えば、アスファルトコンクリートは、冷混合アスファルトとして使用される場合は２０℃〜５０℃、温混合アスファルトとして使用される場合は１５０℃〜２００℃の範囲の温度で舗装され得る。
（５）硬化性組成物を生成する方法において、例えば、アスファルトを使用前に酸化させるステップなどの追加のステップは必要とされなくてもよい。
【００８０】
ポリウレタン系組成物は、アスファルトと骨材との間の強化された接着を有する組成物を調製するための組成物として使用され得る。接着は、「Ｈｉｇｈｗａｙ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｓｐｈａｌｔ  ａｎｄ  ａｓｐｈａｌｔ  ｍｉｘｔｕｒｅ  ｔｅｓｔ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」（ＪＴＪ０５２−２０００）内の「Ｔ０６１６−１９９３  ａｓｐｈａｌｔ  ａｎｄ  ｃｏａｒｓｅ  ａｇｇｒｅｇａｔｅ  ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｔｅｓｔ」の試験法に従うことによって、グレード４〜グレード５に達し得る。
【００８１】
例示的な実施形態によると、組成物を硬化させるためのプロセス（例えば、当該技術分野において既知であるプロセス）が、熱硬化性または硬化済組成物を形成するために使用され得る。例えば、組成物または配合物は、フィルム、コーティング、または固体を形成するための従来的な加工条件下で硬化され得る。硬化性組成物の硬化は、所定の温度を含む硬化反応条件において、組成物を硬化させるのに十分な所定の時間、実施され得る。硬化条件は、配合物中に使用される硬化剤などの硬化性組成物中に使用される様々な成分に依存し得る。硬化反応条件には、例えば、概して−５℃〜６０℃の範囲の温度下（例えば、０℃〜５０℃、５℃〜２５℃など）で反応を実施することが含まれ得る。
【００８２】
硬化性配合物の使用及び組成物の硬化は、当業者に周知である従来的な設備及び方法を用い得る。例えば、舗装用途に使用されるアスファルトコンクリートを調製するために、硬化性エポキシ樹脂組成物は、アスファルト舗装機械、スクリード、及びプッシュローラなどを使用して道路に適用され得る。適用される組成物は、組成物を前述の硬化温度で加熱することによって硬化され得る。アスファルト防水層用途では、硬化性エポキシ樹脂組成物は、例えば、スキージー、噴霧ガン、及びブラシなどを使用して防水層として適用され得る。適用される組成物は、組成物を前述の硬化温度で加熱することによって硬化され得る。
【００８３】
コーティング用途に関しては、硬化性エポキシ樹脂組成物は、例えば、エアレス噴霧器及びエアアシステッド空気式噴霧器などを使用して基材に適用され得る。適用される組成物は、組成物を前述の硬化温度で加熱することによって硬化され得る。
【００８４】
硬化済生成物（すなわち、硬化性組成物から作成された架橋された生成物）は、従来的なエポキシアスファルトコーティング組成物よりも改善された特性を示し得る。例えば、硬化性組成物に使用されるアスファルトは、石油アスファルトまたは天然アスファルトであり得、それらは当業界において直ちに入手可能である。
【００８５】
硬化性組成物から作成される硬化済生成物は、例えば、Ｔｇ、機械性能、熱性能、耐食性、防水性能などを含む、有利な特性の組み合わせ及びバランスを示し得る。
【００８６】
例えば、硬化済生成物または複合材は、高いガラス転移点（Ｔｇ）を有し得る。硬化済生成物は、０℃〜１８０℃の範囲（例えば、５℃〜１４０℃、１０℃〜１００℃など）のＴｇを示し得る。硬化済生成物のＴｇは、例えば、ＡＳＴＭ  Ｅ１３５６に説明される方法によって測定され得る。
【００８７】
硬化済生成物または複合材は、高い引張強度を有し得る。例えば、硬化済生成物は、最大４０ＭＰａ（例えば、１ＭＰａ〜４０ＭＰａ、２ＭＰａ〜３０ＭＰａ、及び５ＭＰａ〜２０ＭＰａなど）の引張強度を示し得る。硬化済生成物の引張強度は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８に説明される方法によって測定され得る。
【００８８】
硬化済生成物または複合材は、高い軟化点を有する。例えば、硬化済生成物は、１０℃〜１２０℃の範囲（例えば、２０℃〜９０℃、３０℃〜７０℃など）の軟化点温度を示し得る。硬化済生成物の軟化点は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ３４６１に説明される方法によって測定され得る。
【００８９】
硬化済生成物または複合材は、優れた防食耐性を有し得る。例えば、硬化済生成物は、およそ１００時間（ｈｒ）以下の塩噴霧環境への曝露、およそ５００ｈｒ以下の塩噴霧環境への曝露、およそ１，０００ｈｒ以下の塩噴霧環境への曝露、及び／またはおよそ１，５００ｈｒ以下の塩噴霧環境への曝露の期間、「気泡形成（ｂｌｉｓｔｅｒ  ｕｐ）」を本質的に示さないことができる。硬化済生成物の耐食性は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｂ１１７に説明される方法によって測定され得る。
【００９０】
硬化済生成物または複合材は、優れた防水性能を有し得る。例えば、硬化済生成物は、およそ１％以下、およそ０．５％以下、及び／またはおよそ０．１％以下の水吸収を示し得る。硬化済生成物の水吸収は、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ５７０に説明される方法によって測定され得る。
【００９１】
硬化性ポリウレタン系アスファルト組成物は、固有の特性をもたらす成分または化合物の組み合わせを含む。前述の通り、例示的な実施形態は、舗装用途、アスファルト防水層、及びコーティングのためのアスファルトコンクリートを調製するために使用され得る。
【００９２】
要約及び再考察として、硬化性プレポリマー系、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）樹脂もしくはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂を含む、ポリウレタン系、エポキシ系、または熱可塑性弾性ポリマーは、適用において、アスファルトと混合し、表面上に流すかまたは広げて、ゴム状弾性稠度に硬化させることができる。アスファルト適合性ポリウレタン樹脂系は、費用効率及び製造効率のため好ましい。さらに、少なくとも１つの天然油由来成分を含むアスファルト適合性ポリウレタン樹脂系も、環境的利点のために好ましい。しかしながら、アスファルトと、ポリマー中に極性ウレタン結合を有するポリウレタンとの十分な適合性は、アスファルト中の高いパラフィン含量のために達成され得ない。したがって、ポリウレタン樹脂系が使用される場合、アスファルトに類似した材料、例えば、コールタール、クマロン樹脂、及び／または実質的に不揮発性の石油系材料などが、通常アスファルトと部分的または完全に置き換えられる。しかしながら、これらの置き換え材料は、発がん性であるか、またはアスファルトよりも高価であるという問題に直面する。
【００９３】
また、エーテル結合の欠落に起因する低い極性のため、ポリブタジエンポリオールを導入することによって、ポリウレタン組成物とアスファルトとの適合性が見出されることも提示されている。しかしながら、ポリブタジエンポリオールの得られる機械特性及び価格は、ポリウレタン系アスファルト組成物におけるポリブタジエンポリオールの使用に制限を付与する。したがって、アスファルトとポリウレタン材料との適合性を強化するための代替的な解決策を見出すことが、当業界において是非とも必要である。
【００９４】
実施形態によると、ポリウレタン及びエポキシの化学を組み込むポリウレタン樹脂系は、アスファルトとの適合性と所望の機械特性（例えば、引張強度、伸長、及び／または係数に関する）との両方を提供する。さらに、ポリウレタン樹脂系は、石油化学系樹脂を、エポキシ樹脂とカルダノールなどのバイオマス由来化合物との反応生成物であるバイオマス系樹脂と置き換え得る。例えば、米国特許第７，８１２，１０１号は、１：０．２〜１：０．８のエポキシ基対エポキシ反応基の比について述べているが、しかしながら、そのような部分的に変性されたバイオマス系樹脂は、ポリウレタン系アスファルト組成物における使用に好適でない場合がある。したがって、例示的な実施形態は、１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比を有する。
【００９５】
例示的な実施形態は、アスファルトとエポキシ変性カシューナッツ殻液由来部分とを含むアスファルト系組成物に関する。本アスファルト組成物においては、組成物の成分のすべては互いに適合可能であり、組成物の取り扱い温度は、１５０℃〜２００℃の範囲の典型的な使用温度から＜約５０℃の使用温度まで低減され得、ならびに／または組成物の機械性能及び熱性能は、損なわれないままであるか、改善される。例示的な実施形態はまた、アスファルト系組成物を調製するためのプロセス、及び該アスファルト系組成物を使用して生成される硬化済生成物にも関する。
【００９６】
別段の記載がない限り、すべての百分率は重量によるものである。別段の記載がない限り、すべての分子量値は数平均分子量に基づく。
【実施例】
【００９７】
以下の材料を使用した。
【００９８】
[表]
0006560211.tif 000010
【００９９】
ＣＭＥポリオールの形成
Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３とＣＮＳＬ  Ａとを混合することによって、ＣＭＥポリオール１を調製する。具体的には、およそ１８２グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３８３とおよそ３３０グラムのＣＮＳＬ  Ａとを、（温度計、機械撹拌器、及び窒素接続部を備える）４口丸底フラスコに添加して、ＣＭＥポリオール１を形成するための反応混合物を形成する。反応混合物において、Ｄ．Ｅ．Ｒ（商標）３８３中のエポキシ基対ＣＮＳＬ  Ａ中のエポキシ反応性ヒドロキシル基の比は、およそ１：１．０５である。次に、フラスコを１０分間にわたって窒素で十分にパージ及び保護する。次に、フラスコ内の反応混合物の撹拌を室温（すなわち、およそ２０℃〜２３．５℃の範囲）で開始し、およそ０．２６グラムの触媒Ａを反応混合物に添加し、この期間中、撹拌を続け、熱を反応混合物に適用する。１６０℃の温度に達したら、その温度を４時間維持する。その後、ＣＭＥポリオール１を形成するための反応混合物が４０℃に冷めるまで窒素保護を続ける。得られるＣＭＥポリオール１は、以下の分子構造１を有する成分を含む。
【０１００】
【化９】
0006560211.tif 000011
【０１０１】
Ｄ．Ｅ．Ｒ．（商標）７３６エポキシ樹脂とＣＮＳＬ  Ａとを混合することによって、ＣＭＥポリオール２を調製する。具体的には、およそ１８５グラムのＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）７３６エポキシ樹脂とおよそ３３０グラムのＣＮＳＬ  Ａとを、４口丸底フラスコ（温度計、機械撹拌器、及び窒素接続部を備える）に添加して、ＣＭＥポリオール２を形成するための反応混合物を形成する。反応混合物において、エポキシ基対エポキシ反応性ヒドロキシル基の比は、およそ１：１．０５である。次に、フラスコを１０分間にわたって窒素で十分にパージ及び保護する。次に、フラスコ内の反応混合物の撹拌を室温で開始し、およそ０．２６グラムの触媒Ａを反応混合物中に添加し、この期間中、撹拌を続け、熱を反応混合物に適用する。１６０℃の温度に達したら、その温度を４時間維持する。その後、ＣＭＥポリオール２を形成するための反応混合物が４０℃に冷めるまで窒素保護を続ける。
【０１０２】
ＸＹ６９４とＣＮＳＬ  Ａとを混合することによって、ＣＭＥポリオール３を調製する。具体的には、およそ１２５グラムのＸＹ６９４とおよそ３３０グラムのＣＮＳＬ  Ａとを、４口丸底フラスコ（温度計、機械撹拌器、及び窒素接続部を備える）に添加して、ＣＭＥポリオール３を形成するための反応混合物を形成する。反応混合物において、エポキシ基対エポキシ反応性ヒドロキシル基の比は、およそ１：２．２である。次に、フラスコを１０分間にわたって窒素で十分にパージ及び保護する。次に、フラスコ内の反応混合物の撹拌を室温で開始し、およそ０．２６グラムの触媒Ａを反応混合物中に添加し、この期間中、撹拌を続け、熱を反応混合物に適用する。１６０℃の温度に達したら、その温度を４時間維持する。その後、ＣＭＥポリオール３を形成するための反応混合物が４０℃に冷めるまで窒素保護を続ける。得られるＣＭＥポリオール３は、以下の分子構造３を有する成分を含む。
【０１０３】
【化１０】
0006560211.tif 000012
【０１０４】
ＸＹ６３６とＣＮＳＬ  Ａとを混合することによって、ＣＭＥポリオール４を調製する。具体的には、およそ１４２グラムのＸＹ６３６とおよそ３３０グラムのＣＮＳＬ  Ａとを、４口丸底フラスコ（温度計、機械撹拌器、及び窒素接続部を備える）に添加して、ＣＭＥポリオール４を形成するための反応混合物を形成する。反応混合物において、エポキシ基対エポキシ反応性ヒドロキシル基の比は、およそ１：２．２である。次に、フラスコを１０分間にわたって窒素で十分にパージ及び保護する。次に、フラスコ内の反応混合物の撹拌を室温で開始し、およそ０．２６グラムの触媒Ａを反応混合物中に添加し、この期間中、撹拌を続け、熱を反応混合物に適用する。１６０℃の温度に達したら、その温度を４時間維持する。その後、ＣＭＥポリオール２を形成するための反応混合物が４０℃に冷めるまで窒素保護を続ける。
【０１０５】
プレポリマーの形成
次に、下記の表１の配合に従って、ＣＭＥポリオール１及びＣＭＥポリオール２を使用してプレポリマー１〜５を調製する。プレポリマー１〜５を形成するために、少なくとも１つのポリオール（すなわち、ＣＭＥポリオール１、ＣＭＥポリオール２、及び／またはＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢ）を、イソシアネート（すなわち、ＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｔ  ８０）と反応させて、４．５％〜６％ＮＣＯ含量（すなわち、プレポリマー成分の総重量に基づくイソシアネート基含量）のＮＣＯ含量を有するポリウレタン系プレポリマーを合成する。
【０１０６】
【表１】
0006560211.tif 000013
【０１０７】
具体的には、適量のイソシアネートＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｔ  ８０を、冷却器、温度計、機械撹拌器、及び滴下漏斗を備えた１０００ｍＬの４口フラスコに添加することによって、プレポリマー１〜５を調製する。フラスコを、窒素で十分にパージ及び保護する。撹拌を、室温（およそ２５℃）で開始する。２つを超えるポリオールを使用する場合、イソシアネートと混合する前にポリオールを混合する（ポリオール混合物は、使用前にＤＥＡＮ  ＳＴＡＲＫ設備下でトルエン還流を用いて乾燥させる）。次に、ポリオール混合物を次にイソシアネート中に滴下し、同時に温度を６０℃にゆっくりと上昇させる。次に、ポリオール混合物を次にイソシアネート中に滴下し、同時に温度を６０℃にゆっくりと増加させる。全体の系温度が安定した後、温度を７０℃に２時間上昇させる。その後、２滴の塩化ベンゾイル（中和剤として）を反応生成物中に添加する。次に、得られるプレポリマーを滴定して、ＮＣＯ含量を調べる。
【０１０８】
プレポリマー１及び２を、それぞれ、４．５％及び６％の設計ＮＣＯ含量を有するＶＯＲＡＮＡＴＥ（商標）Ｔ  ８０  イソシアネート及びＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢポリオールと合成する。プレポリマー３及び４を、１０％重量パーセントのＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０  ＴＢを、それぞれ、４．５％及び６％の異なる設計ＮＣＯ含量を有するＣＭＥポリオール２（Ｃ７３６）に置き換えることによって合成する。プレポリマー５を、５％重量パーセントのＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢをＣＭＥポリオール２（Ｃ７３６）に置き換え、さらに５％重量パーセントのＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢをＣＭＥポリオール１（Ｃ３８３）に置き換えることによって合成する。プレポリマー５の設計ＮＣＯ含量は、６％である。
【０１０９】
プレポリマーを使用したアスファルト組成物の形成
下記の表２の配合に従って、作業実施例１〜６ならびに比較実施例Ａ及びＢのアスファルト系組成物を調製する。
【０１１０】
【表２】
0006560211.tif 000014
【０１１１】
プレポリマーを、アスファルト組成物のＡ部と称する。残部は、アスファルト組成物のＢ部と称する。Ｂ部を形成する前に、アスファルトを１１０℃で２時間加熱して、軟化させる。次に、トルエンを軟化させたアスファルトに添加して、粘度を低下させる。得られる混合物を、機械撹拌器によって５０００ｒｐｍで撹拌して、より均質な分散体を得る。ＭＯＣＡを、まず１２０℃に加熱して溶かした。次に、ＭＯＣＡを混合物中に添加し、スピードミキサを３０００ｒｐｍにて室温で３分間使用して、直ちにブレンドする。次に、Ａ部及びＢ部を１．５の指数に基づいた算出量で一緒に混合し、スピードミキサを３０００ｒｐｍにて室温で２分間使用してブレンドする。次に、得られる組成物をそれぞれ室温で成形型に注入し、室温及び相対湿度５０±５％で２日間硬化させた、次に８０℃で２時間加熱した後、機械特性試験などの特性測定を硬化済試料上で実施する。
【０１１２】
引張強度及び伸長を、ＩＳＯ  ５２７標準に従って測定する。毎分３０００回転（ｒｐｍ）のスピードミキサを室温で２分間（ｍｉｎ）使用してブレンドされている配合物の試料を用いて、適合性試験を実施する。配合物を、４００ミクロンのドローダウンアプリケータを用いてスチールパネル上に成型し、得られたコーティングパネルを、２３℃の温度及び５０％の相対湿度で７日間調整した。適合性試験は、試験表面上にコーティングするときの混合物表面の肉眼観察に基づく。具体的には、試料を容器内に添加して、混合物表面を可視的に観察する。信号「＋」は、得られた表面が均一であると観察されることを意味する。信号「−」は、得られた表面上に小領域、相分離、及び／または亀裂が観察されることを意味する。図１Ａ（相分離が観察される比較実施例Ｂの適合性試験結果）及び図１Ｂ（相分離が観察されない作業実施例２の適合性試験結果）を参照すると、肉眼観察試験が基準とする画像は、比較実施例Ｂと作業実施例２との間に明白な差を示している。
【０１１３】
別々のポリオール及びイソシアネートを使用したアスファルト組成物の形成
下記の表３の配合に従って、作業実施例７〜１０ならびに比較実施例Ｃ及びＤのアスファルト系組成物を調製する。
【０１１４】
【表３】
0006560211.tif 000015
【０１１５】
これらの実施例では、ＰＡＰＩ（商標）２７を、ポリウレタン組成物のための１．２の樹脂指数を有するイソシアネート成分として直接適用する。ポリオール成分は、表３に示される通り、実施例の各々において変動する。適用されるアスファルト含量は、ポリオール成分重量のおよそ２倍である。ＤＭＤＥＥを触媒として使用して、およそ０．１パーセントのポリオール重量の充填含量と共に硬化時間を増加させる。ポリオール成分の粘度に基づき、トルエンを溶媒として添加する。低沸点溶媒は、硬化プロセス中に蒸発し、最終的な硬化済組成物の機械特性に影響を及ぼさないはずである。例えば、比較的低い粘度のＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢ及びＣＭＥポリオール２に関して、溶媒は組成物に添加されない。中程度の粘度のＣＭＥポリオール３及びＣＭＥポリオール４に関しては、添加される溶媒の量は、ポリオール重量のおよそ２５重量％である。より高い粘度のＰｏｌｙＢｄ及びＣＭＥポリオール１に関しては、添加される溶媒の量は、ポリオール重量のおよそ５０〜５２重量％である。
【０１１６】
最大力を、ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）力測定計器上で直接測定する。具体的には、２つの木製ストライプ（各々８ｃｍの長さ、２．９ｃｍの幅、及び１．５ｍｍの厚さを有する）を、試験試料に重ねて配置する。具体的には、組成物を木製ストライプの辺の上に１．８ｃｍの長さで糊付けする。次に、２つのストライプを、組成物が糊付けされた領域が互いに向き合うように一緒に重ね合わせる。ストライプをクランプで固定し、５０±５％の相対湿度、室温で２日間硬化させ、次に８０℃で４時間加熱した後、測定する。ＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）は、２つのストライプが分離されるまで試験試料を引っ張り、必要とされた力をＩＮＳＴＲＯＮ（登録商標）によって最大力として記録する。最大力は、試験中に読み取ることができ、剪断強度は、最大力を２つの固定された木製ストライプの接触領域で除することによって算出した。剪断強度は、最大力と関連があり、最大力を木製ストライプの接触領域で除した値から得られる。
【０１１７】
比較実施例Ｃは、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢはアスファルトとの十分な適合性を提供せず、剪断強度は表３のすべての実施例の中で最も低いことを示している。比較実施例Ｄに示される通り、ＶＯＲＡＮＯＬ（商標）２１１０−ＴＢをＰｏｌｙＢｄと置き換えると、剪断強度は２倍になる（ポリオール骨格上にエーテル結合を有さないポリブタジエンポリオールの低い極性が効果を有し得ると考えられる）。作業実施例は、比較実施例と比較して良好な剪断強度を示す。改善された機械特性は、アスファルトとのＣＭＥポリオールの良好な適合性に関連すると考えられる。
他の実施例
【０１１８】
別の実施例では、ポリウレタン系アスファルト組成物に添加するためにＣＮＳＬ（ＣＮＳＬＧＥ）のグリシジルエーテルが形成され得る。具体的には、エポキシ化によってＣＮＳＬのグリシジルエーテルを調製する。５Ｌの４口ガラス丸底反応器に、蒸留したカシューナッツ殻液（７５０．０ｇ、３．７ヒドロキシル当量［ｅｑ．］）、エピクロルヒドリン（１７１０．６０ｇ、１８．４８モル、５：１エピクロルヒドリン：ヒドロキシル当量）、イソプロパノール（９２１．１ｇ、３５重量％のエピクロルヒドリンを使用）、及び脱イオン（ＤＩ）水（１４８．８ｇ、６重量％のエピクロルヒドリンを使用）を、指定の順序で加える。反応器は、冷却器（０℃に維持）、温度計、クライゼンアダプタ、頭上窒素注入口（１ＬＰＭのＮ２を使用）、及び撹拌器アセンブリ（Ｔｅｆｌｏｎ（商標）パドル、ガラスシャフト、及び可変速度モータ）を追加的に備える。（Ｔｅｆｌｏｎフルオロカーボン樹脂は、Ｅ．Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓの商標である。）
【０１１９】
制御装置は、反応器内の温度計に記録される温度を監視し、反応器の下に定置された加熱マントルを介して加熱を、また反応器の外側に位置付けられた一対のファンによって送達される冷却を提供した。初期添加のために、ＤＩ水（５３２．２ｇ）中に溶解させた水酸化ナトリウム（１３３．０５ｇ、３．３３モル）を枝付き添加漏斗に添加し、すりガラス栓で封止し、反応器に取り付ける。撹拌及び加熱を開始して５２℃の溶液をもたらし、次に水性水酸化ナトリウム溶液の滴下を開始する。２．２５時間の水性水酸化ナトリウムの添加時間中、必要に応じてファンからの反応器外部の冷却によって、反応温度を５２℃に維持する。５２℃での２０分の後反応の後、撹拌及び加熱を停止し、反応器の内容物を一対の２Ｌ分離漏斗に添加する。水相及び少量の暗色の不溶性材料を取り除き、廃棄物として処分し、残りの有機層を再び反応器内に添加する。
【０１２０】
次に、４４℃の溶液の撹拌及び加熱を再開する。ＤＩ水（２３６．５ｇ）中に溶解させた水酸化ナトリウム（５９．１３ｇ、１．４７８モル）を枝付き添加漏斗に添加し、すりガラス栓で封止し、反応器に取り付ける。撹拌及び加熱を開始して、５２℃の溶液を再び確立し、次に水性水酸化ナトリウム溶液の滴下を開始する。１時間の水性水酸化ナトリウムの添加時間中、必要に応じてファンからの反応器外部の冷却によって、反応温度を５２℃に維持する。５２℃での２０分の後反応の後、撹拌及び加熱を停止し、反応器の内容物を一対の２Ｌ分離漏斗に添加する。水相及び少量の暗色の不溶性材料を取り除き、廃棄物として処分し、残りの有機層を再び反応器内に添加する。
【０１２１】
４０℃の溶液の撹拌及び加熱を再開する。ＤＩ水（５９．１ｇ）中に溶解させた水酸化ナトリウム（１４．７８ｇ、０．３７モル）を枝付き添加漏斗に添加し、すりガラス栓で封止し、反応器に取り付ける。撹拌及び加熱を開始して、５２℃の溶液を再び確立し、次に水性水酸化ナトリウム溶液の滴下を開始する。１５分の水性水酸化ナトリウムの添加時間中、必要に応じてファンからの反応器外部の冷却によって、反応温度を５２℃に維持する。５２℃での２０分の後反応の後、撹拌及び加熱を停止し、反応器の内容物を一対の２Ｌ分離漏斗に均等に分割した。水相を取り除き、廃棄物として処分した。
【０１２２】
各分離漏斗の内容物に４００ｍＬのＤＩ水を添加し、漏斗を激しく振盪させることによってＤＩ水で内容物を洗浄する。漏斗の各々の中の洗浄した生成物を３０分間未満落ち着かせて消失させ、水相及び有機相を漏斗内に再び形成させ、次に水相を漏斗の各々から除去し、廃棄物として処分した。前述の方法を使用して、第２及び第３の洗浄を実施した。
【０１２３】
１１０℃の最大油槽温度から４．７ｍｍのＨｇの最終真空を使用した有機相の回転蒸発により、有機相中に存在する揮発性物質の大部分を除去した。回転蒸発の完了後、合計９１１．５２ｇの琥珀色の僅かに濁った液体を回収した。エポキシド滴定は、得られた液体が３８７のＥＥＷを有することを示した。標準的な滴定法を使用して、様々なエポキシ樹脂中のパーセントエポキシドを決定する。試料を計量し（約０．１ｇ〜約０．２ｇの範囲）、ジクロロメタン（１０ｍＬ）中に溶解させる。酢酸中のテトラエチルアンモニウムブロミド溶液（３０ｍＬ）を試料に添加する。得られる溶液を、３滴のクリスタルバイオレット溶液（酢酸中０．１％重量／体積）で処理し、酢酸中の０．１Ｎ過塩素酸を用いてＭｅｔｒｏｈｍ  ６６５  Ｄｏｓｉｍａｔ滴定装置（Ｂｒｉｎｋｍａｎｎ）上で滴定する。ジクロロメタン（１０ｍＬ）と酢酸中のテトラエチルアンモニウムブロミド溶液（３０ｍＬ）とを含む空試料の滴定は、溶媒バックグラウンドの補正を提供した。
【０１２４】
また別の実施例では、以下の一般的手順によってＣＮＳＬ変性エポキシ（ＣＭＥ）を調製する。８５重量部のＤ．Ｅ．Ｒ．（商標）３３１、１２．８重量部のカルダノール、及び２．２重量部のカルドールを、窒素雰囲気下で混合する。混合物がおよそ９０℃の温度に達した後、３００ｐｐｍのエチルトリフェニルホスホニウムアセテート（７０重量％メタノール溶液）を触媒として添加する。得られる混合物を１７０℃に加熱し、この温度で３時間維持する。次に、ＣＮＳＬ変性エポキシが得られる。エポキシド滴定は、ＣＮＳＬ変性エポキシが２５０のＥＥＷを有することを示した。この場合、ポリオールを形成するために十分な量のＣＮＳＬが添加されないことがあり、これは、ポリウレタン系アスファルト組成物を形成するために所望されるＥＥＷよりも高いことがあるＥＥＷに基づく。
本願発明には以下の態様が含まれる。
［１］
ポリウレタン系アスファルト組成物であって、
アスファルト成分と、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分とカルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分との反応生成物であるポリウレタン樹脂系と、を含み、前記カルダノール変性エポキシポリオールは、１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物であり、前記エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含む、前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
［２］
前記カルダノール成分は、前記カルダノール成分の総重量に基づいて、少なくとも５０重量％のカルダノール含量を有する、上記［１］に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
［３］
前記カルダノール成分は、カシューナッツ殻液である、上記［２］に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
［４］
前記アスファルト成分は、前記ポリウレタン系アスファルト組成物の総重量に基づいて、３５重量％〜６０重量％を占め、前記ポリウレタン樹脂系は、３５重量％〜６５重量％を占める、上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
［５］
前記ポリウレタン樹脂系は、２重量％〜１５重量％のイソシアネート部分含量を有するイソシアネート末端プレポリマーを含み、該イソシアネート末端プレポリマーが、前記少なくとも１つのポリイソシアネートと前記カルダノール成分との前記反応生成物である、上記［１］〜［４］のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
［６］
前記ポリウレタン樹脂系は、６０〜３００のイソシアネート指数を有する、上記［１］〜［４］のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
［７］
上記［１］〜［６］のいずれか一項に記載の前記ポリウレタン系アスファルト組成物を含む、複合材料。
［８］
ポリウレタン系アスファルト組成物を調製するためのプロセスであって、
１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物であるカルダノール変性エポキシポリオールを提供することであって、前記エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含む、提供することと、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と前記カルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分とを混合することによって、ポリウレタン樹脂系を調製することと、
前記ポリウレタン樹脂系とアスファルト成分とを混合することと、を含む、前記プロセス。
［９］
ポリウレタン系コーティングを調製するためのプロセスであって、
（Ａ）ポリウレタン系アスファルト組成物を、
１：０．９５〜１：５のエポキシ基対エポキシ反応基の比におけるエポキシ成分とエポキシ反応性成分との反応生成物であるカルダノール変性エポキシポリオールを提供することであって、前記エポキシ反応性成分は、カルダノール成分を含む、提供すること、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と前記カルダノール変性エポキシポリオールを含むイソシアネート反応性成分とを混合することによって、ポリウレタン樹脂系を調製すること、及び
前記ポリウレタン樹脂系とアスファルト成分とを混合すること、によって、調製することと、
（Ａ）前記ポリウレタン系アスファルト組成物を硬化させることと、を含む、前記プロセス。
［１０］
ポリウレタン系アスファルト組成物であって、
アスファルト成分と、
少なくとも１つのポリイソシアネートを含むイソシアネート成分とカルダノール変性ポリオールを含むイソシアネート反応性成分との反応生成物であるポリウレタン樹脂系と、を含む、前記ポリウレタン系アスファルト組成物。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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