(57)【要約】  アスファルト、フラックス油または液体可塑剤に溶解されたエチレンコポリマーの溶液、および任意選択で、硫黄源または酸を含む、またはそれらから生成されるアスファルト組成物であって、エチレンコポリマーはエチレンとエポキシ含有コモノマーとに由来する繰り返し単位を含む、アスファルト組成物が本明細書で提供される。フラックス油または液体可塑剤中エチレンコポリマーの溶液を作製するための方法およびこの溶液を含む、またはそれから生成されるアスファルト組成物がさらに提供される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンおよびエポキシ含有コモノマーに由来する繰り返し単位を含む２０〜９５重量％のエチレンコポリマーまたはターポリマー、８０〜５重量％のフラックス油または液体可塑剤、および任意選択で１０〜３０重量％の１種以上の非反応性ポリマーを含むポリマー溶液であって、前記重量パーセントは、前記溶液の全重量に基づく、ポリマー溶液。
【請求項２】
前記エチレンコポリマーまたはターポリマーが、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルブチルアクリレート、およびグリシジルビニルエーテルの１種以上に由来する繰り返し単位を含む、請求項１に記載のポリマー溶液。
【請求項３】
前記エチレンターポリマーが、エチレンビニルアセテートグリシジルメタクリレートターポリマー、またはエチレンと、ｎ−ブチルアクリレートと、グリシジルメタクリレートとのコポリマーである、請求項１に記載のポリマー溶液。
【請求項４】
前記１種以上の非反応性ポリマーが、スチレン−ブタジエンコポリマー、およびエチレンとアルキル（メタ）アクリレートとのコポリマーからなる群から選択される、請求項１に記載のポリマー溶液。
【請求項５】
前記フラックス油が、芳香族油、パラフィン油、鉱物油、植物油、およびショートニングの１種以上を含み；かつ前記液体可塑剤が、ジカルボン酸エステル系可塑剤、トリカルボン酸エステル系可塑剤、モノグリセリドの酢酸エステル、トリメリテート、アジペート、ベンゾエート、アジピン酸ポリエステル、ポリエーテルエステル、エポキシエステル、またはマレエートの１種以上を含む、請求項１に記載のポリマー溶液。
【請求項６】
前記液体可塑剤が、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート、ジ−オクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、およびジイソデシルフタレートの１種以上を含む、請求項５に記載のポリマー溶液。
【請求項７】
アスファルトならびに約０．０１〜約１０重量％の請求項１に記載のポリマー溶液；任意選択で約０．００１〜約５重量％の硫黄源；および任意選択で約０．００１〜約１０重量％の酸を含む、またはそれらから生成されるアスファルト組成物であって、前記重量パーセントは、前記アスファルト組成物の全重量に基づく、アスファルト組成物。
【請求項８】
約０．５〜約８重量％の前記ポリマー溶液を含む、またはそれから生成される、請求項７に記載のアスファルト組成物。
【請求項９】
約０．５〜約４重量％の前記ポリマー溶液を含む、またはそれから生成される、請求項７に記載のアスファルト組成物。
【請求項１０】
約０．００５〜約２重量％の前記硫黄源または約０．００５〜約２重量％の前記酸を含む、またはそれらから生成される、請求項９に記載のアスファルト組成物。
【請求項１１】
前記エチレンコポリマーまたはターポリマーが、エチレンの共重合繰り返し単位およびグリシジルメタクリレートの共重合繰り返し単位を含む、請求項７に記載のアスファルト組成物。
【請求項１２】
ポリマー改質アスファルトを調製するための方法であって、
（１）前記エチレンコポリマーまたはターポリマー、前記フラックス油または液体可塑剤、および前記任意選択のさらなるポリマーを押出機中で組み合わせて、請求項１に記載のポリマー溶液を与える工程と、
（２）前記ポリマー溶液をアスファルトと混合する工程と
を含む方法。
【請求項１３】
請求項７に記載のアスファルト組成物を含む、道路舗装または屋根シート。
【請求項１４】
前記アスファルト組成物が、約０．０１〜約６重量％の前記エチレンコポリマーまたはターポリマーを含む、またはそれから生成され；前記エチレンコポリマーまたはターポリマーが、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルブチルアクリレート、およびグリシジルビニルエーテルの１種以上の共重合繰り返し単位を含み；前記フラックス油が、芳香族油、パラフィン油、鉱物油、および植物油の１種以上を含み；ならびに前記液体可塑剤が、ジカルボン酸エステル系可塑剤、トリカルボン酸エステル系可塑剤、モノグリセリドの酢酸エステル、トリメリテート、アジペート、ベンゾエート、アジピン酸ポリエステル、ポリエーテルエステル、エポキシエステル、またはマレエートの１種以上を含む、請求項１３に記載の道路舗装または屋根シート。
【請求項１５】
前記エチレンコポリマーまたはターポリマーが、グリシジルメタクリレートの共重合繰り返し単位を含み；前記フラックス油が、芳香族油、パラフィン油、および鉱物油の１種以上を含み；前記液体可塑剤が、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート、ジ−オクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、およびジイソデシルフタレートの１種以上を含み；かつ前記アスファルト組成物が、酸、または元素硫黄（elemental sulfur）、硫黄供与体、および硫黄副生成物からなる群から選択される約０．００５〜約２重量％の少なくとも１種の硫黄源を含む、またはそれらから生成される、請求項１４に記載の道路舗装または屋根シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１５年２月２６日に出願された、米国仮特許出願第６２／１２１，０７８号に対する３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９下での優先権を主張する。
【０００２】
ビチューメン（アスファルト）およびエチレンコポリマー溶液を含む、またはそれから生成される組成物が本明細書で提供される。エチレンコポリマー溶液は、エチレン−グリシジルメタクリレートコポリマーまたはターポリマー、および油または液体可塑剤を含む。より低い反応または処理時間を得るためにエチレンコポリマー溶液を調製するための方法、およびこの溶液を含む、またはそれから生成されるアスファルト組成物がさらに提供される。
【背景技術】
【０００３】
本発明が属する最新技術をより十分に説明するために、いくつかの特許および刊行物がこの説明で引用される。これらの特許および刊行物のそれぞれの開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
舗装用に販売される一部のアスファルトは、耐わだち性、耐疲労性、または耐亀裂性を改善するためにポリマーで改質される。さらに、ポリマーによる改質は、アスファルトの弾性および剛性の増加に起因する耐剥離性（骨材からの）を改善することができる。アスファルトは、米国連邦政府により開発された１組の規格（戦略的道路研究プログラムまたはＳＨＲＰ）によって性能等級分けされる（ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｇｒａｄｅｄ）（ＰＧ）。例えば、ＰＧ５８−３４アスファルトは、それが５８℃で良好な耐わだち性（ＡＡＳＨＴＯ（米国全州道路運輸行政官協会（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｔａｔｅ  Ｈｉｇｈｗａｙ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｏｆｆｉｃｉａｌｓ））により決定された）および−３４℃で良好な低温耐亀裂性を与えるので、そのように指定される。アスファルトへのポリマーの添加は、最初の数字を増加させ、すなわち、より高い温度の耐わだち性を与え、耐疲労性を改善する。良好な低温特性は、かなりの程度まで具体的なアスファルト組成（例えば、フラックスオイル含有量、針入度指数）に依存するが、ポリマー種類が、低温性能にまさに影響を与える。アスファルト産業は、アスファルト改質のためのポリマーがエラストマーまたはプラストマーのいずれかであると考えている。一般に、エラストマーポリマーは、低温性能を改善し、プラストマーポリマーはそれを低下させる。プラストマーという語は、エラストマー特性の欠如を示す。プラストマーは、それらが剛性および粘性を増加させ得るのでアスファルトを改質するために使用されることがあり、これは、耐わだち性を改善するが、それらの性能は、耐疲労性、耐クリープ性、耐低温亀裂性などの有意な改善の欠如のために、エラストマーのものよりは一般に劣るとみなされている。スチレン／ブタジエン／スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）は、エラストマーとみなされる。両方ともＥ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＵＳＡ（「ＤｕＰｏｎｔ」）からＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴという商標の下で入手可能である、エチレン／ブチルアクリレート／グリジジルメタクリレートターポリマー（ＥｎＢＡＧＭＡ）およびエチレン／ビニルアセテート／グリシジルメタクリレートターポリマー（ＥＥＧＭＡ）もエラストマーとみなされる。ポリエチレン（ＰＥ）およびエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂は、プラストマーとみなされている。ＰＥは、アスファルトと混和性でなく、したがって、ＰＥを含むアスファルトは、分離を防止するためにＰＥ溶融温度超で連続的に攪拌されなければならない。このために、ＰＥで改質されたアスファルトは、ミックスプラントで調製されなれければならず、周囲温度で出荷することができない。ほとんどの場合、これらの条件は満たされない。したがって、ＰＥは、充填剤として作用し、アスファルトの軟化点の意味ある増加をさせない。
【０００５】
アスファルト（ビチューメン）への添加剤としてのポリマーの使用は、当技術分野で周知である。例えば、米国特許第４，６５０，８２０号明細書および同第４，４５１，５９８号明細書を参照されたく、ここでは、エチレン、アルキルアクリレートおよび無水マレイン酸から誘導されるターポリマーがビチューメンと混合される。
【０００６】
また、米国特許第５，３０６，７５０号明細書、同第６，１１７，９２６号明細書；および同第６，７４３，８３８号明細書；ならびに米国特許出願公開第２００７／００２７２６１号明細書も参照されたく、ここでは、反応物質エポキシ官能化、特にグリシジル含有のエチレンターポリマーは、ビチューメン、および好ましくは（米国特許第６，１１７，９２６号明細書に教示されたとおりに）改質系の反応速度を加速し、そのコストを下げるための触媒と混合および反応される。ＤｕＰｏｎｔ  Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴ反応性エラストマーターポリマー（例えば、ＥｎＢＡＧＭＡおよびＥＥＧＭＡ）は、アスファルト用の優れた改質剤であり、低濃度（アスファルト組成物の全重量に基づいて、０．５〜６．０重量％）でアスファルト性能を改善する。
【０００７】
このような低濃度でのＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴ反応性エラストマーターポリマーの添加によるアスファルト特性の改善は、Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴと、「アスファルテン」と呼ばれることもある、アスファルトの官能化極性部分との間の化学反応によっていることがあり得る。超リン酸（ＳＰＡ）は、この反応の速度を増加させるために触媒としてアスファルトに添加されることがある。しかしながら、酸の添加は、一部の場合に否定的であり得る。例えば、一部のＰＭＡ製造者は、酸が特性を低下させるか、または酸がアミン系材料、例えば、剥離防止剤として使用されるものと非相溶性であると考えている。一般的な剥離防止剤には、ポリアミン、例えば、テトラエチレンペンタミン（ＴＥＰＡ）およびビスヘキサメチレントリアミン（ＢＨＭＴ）；脂肪アミン；ならびにココナッツ油およびトール油などの天然油から順に誘導される脂肪酸から誘導されたアミドアミンが含まれる。Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴとアスファルテンとの間の反応は、熱単独でもまさに起こるが、速度は比較的低い（酸なしで約６〜２４時間および酸ありで約３〜６時間）。加えて、より高い位相角およびより低い弾性回復により証明されるとおりに、ＳＰＡの非存在下でＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴによって改質されたアスファルトは、ＳＰＡの存在下でＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴによって改質されたアスファルトより弾性が小さい。一部のＰＭＡ製造者は、酸触媒作用を好み、一部は熱単独で使用することを好む。しかしながら、熱単独での改質反応速度論の推進は、アミン系剥離防止剤の問題をまさになくす。
【０００８】
米国特許第５，３３１，０２８号明細書には、アスファルトと、グリシジル含有エチレンコポリマーおよびスチレン共役ジエンブロックコポリマーの組合せとのブレンドが記載されている。
【０００９】
米国特許第６，０８７，４２０号明細書には、少なくとも１種のスチレン−ブタジエンコポリマーを含むビチューメン／ポリマー組成物を製造するための方法が記載されている。
【００１０】
米国特許出願公開第２０１２／０２８３３６５号明細書には、石油起源の油を含まない母液および架橋ビチューメン／ポリマー組成物を調製するために使用されるポリマーが開示されている。
【００１１】
アスファルトと、ＥｎＢＡＧＭＡおよびＥＥＧＭＡなどのエラストマーとの混合は、それらの添加の利益を達成するために高温でかなりの機械的エネルギーを必要とする。典型的には、ＥｎＢＡＧＭＡおよびＥＥＧＭＡは、ペレット形態で提示され、高温アスファルトに添加される。ペレットは、熱および攪拌によって軟化および溶融する。ＥｎＢＡＧＭＡまたはＥＥＧＭＡを液体アスファルト中に溶融および分散させるために必要な時間を減少させるために、ＰＭＡ組成物を調製する改善された方法が望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
アスファルト；芳香族油、パラフィン油、植物油もしくは鉱物油または液体可塑剤；エポキシ官能化エチレンコポリマーまたはターポリマー；および任意選択で１種以上の非反応性ポリマーを含む、またはそれから生成される組成物が本明細書で提供される。エポキシ官能化エチレンコポリマーおよびターポリマーは、エチレン由来およびエポキシ含有コモノマー由来の繰り返し単位を含む。好ましい非反応性ポリマーには、ポリ−スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）コポリマーおよびエチレンと１種以上のアルキル（メタ）アクリレートとのコポリマーが含まれる。
【００１３】
ポリマー改質アスファルトを調製するための方法であって、
（１）エポキシ官能化エチレンコポリマーまたはターポリマー、および任意選択で第２のポリマーを油または液体可塑剤に溶解させて、ポリマー溶液を得る工程であって、油は、芳香族油、パラフィン油、植物油、鉱物油、またはこれらの種類の２種以上の油の組合せである、工程と；
（２）ポリマー溶液をアスファルトと加熱および混合する工程と
を含む方法がさらに提供される。
【００１４】
任意選択で、ポリマー改質アスファルトは、硫黄源、酸、または酸および硫黄源の両方ともをさらに含んでもよいか、またはそれらから生成されてもよい。したがって、酸または硫黄源は、上の、工程（１）または工程（２）でアスファルト組成物中に導入されてもよい。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書で使用される場合、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」またはそれらの任意の他の変形は、非排他的包含に及ぶことが意図される。例えば、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの要素のみに限定されず、明示的に列挙されない、またはこのようなプロセス、方法、物品、もしくは装置に固有の、他の要素を含んでもよい。さらに、明示的に反対に述べられない限り、「または（ｏｒ）」は、包括的な「または」を意味し、排他的な「または」を意味しない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在せず）かつＢが真である（または存在する）、ならびにＡおよびＢの両方ともが真である（または存在する）。本明細書で使用される場合、用語「ａ」および「ａｎ」は、「少なくとも１つ」および「１つ、または２つ以上」の概念を含む。動詞「である（ｉｓ）」に続く語は、その対象の定義であり得る。
【００１６】
組成物に関連しての用語「から本質的になる」は、組成物中に存在する実質的に（９５重量％超または９９重量％超で）唯一のポリマーが、列挙されたポリマーであることを示すことになる。したがって、この用語は、不純物または添加剤、例えば、慣用の添加剤の存在を排除しない。さらに、このような添加剤は、担体として他のポリマーを含んでもよいマスターバッチを介して恐らくは添加されてもよく、したがって、微量（５または１重量％未満）の、列挙されたもの以外のポリマーが存在してもよい。このような微量のこれらの材料のいずれも、組成物の基本的で、新規な特性を変えない。
【００１７】
用語「約」が値、または範囲の端点の記述に使用される場合、その開示は、言及された具体的な値または端点を含むと理解されるべきである。
【００１８】
特に断りのない限り、パーセント、部数、比などはすべて、重量による。さらに、量、濃度、または他の値もしくはパラメータが、範囲、好ましい範囲、または上側の好ましい値および下側の好ましい値のリストのいずれかとして与えられる場合、これは、範囲が別個に開示されているかどうかにかかわらず、任意の上側の範囲限界または好ましい値と任意の下側の範囲限界または好ましい値との任意の対から形成されるすべての範囲を具体的に開示すると理解されるべきである。数値の範囲が本明細書で列挙される場合、特に断りのない限り、その範囲は、その端点、ならびにその範囲内の整数および分数のすべてを含むことが意図される。本発明の範囲が、範囲を規定する場合に列挙される具体的な値に限定されることは意図されない。ある成分が０から出発する範囲に存在すると示される場合、このような成分は、任意選択の成分である（すなわち、それは、存在しても、しなくてもよい）。存在する場合、下側の量で特定されない限り、任意選択の成分は、組成物またはコポリマーの少なくとも０．１重量％であってもよい。
【００１９】
材料、方法、または機械装置が、用語「当業者に公知の」、「慣用の」、または同義の語もしくは句とともに本明細書に記載される場合、この用語は、本出願の出願時で慣用である材料、方法、および機械装置が、この記載によって包含されることを表す。また、現時点では慣用でないが、同様の目的に適すると当技術分野で理解されるようになった可能性がある材料、方法、および機械装置も包含される。
【００２０】
本明細書で使用される場合、用語「コポリマー」は、２種以上のコモノマーの共重合から得られる共重合単位を含むポリマーを意味し、その構成コモノマーまたはその構成コモノマーの量に関連して、例えば、「エチレンおよび１５重量％のメチルアクリレートを含むコポリマー」などと記載されてもよい。その構成コモノマーまたはその構成コモノマーの量に関連してのコポリマーの記載は、コポリマーが特定されたコモノマーの共重合単位を（特定される場合、特定された量で）含むことを意味する。３種類以上のモノマーを有するポリマー、例えば、ターポリマーも、本明細書で使用される場合の用語「コポリマー」の範囲内に含まれる。ジポリマーは、２種の共重合コモノマーから本質的になり、ターポリマーは、３種の共重合コモノマーから本質的になる。共重合コモノマーに関連しての用語「から本質的になる」は、例えば、コモノマー供給原料中に存在する不純物または重合中のコモノマーの分解に起因する、微量（すなわち、０．５重量％以下）の非列挙共重合単位の存在を許容する。
【００２１】
さらに、動詞「である（ｉｓ）」または「である（ａｒｅ）」に続く記述は、定義であり得る。
【００２２】
「（メタ）アクリレート」には、メタクリレートおよび／またはアクリレートが含まれる。アルキル（メタ）アクリレートは、アルキルアクリレートおよび／またはアルキルメタクリレートを意味する。
【００２３】
本明細書で使用される場合、「溶解する（ｄｉｓｓｏｌｖｅ）」、「溶解する（ｄｉｓｓｏｌｖｉｎｇ）」および関連用語は、ポリマーのペレットなどの固体粒子が液体と混合され、短時間かけて液相中に溶解または分散し、目に見える残留物をまったく残さない過程を意味する。一貫して、用語「溶液」は、本明細書で使用される場合、ヒトの目に見える固体がまったくない自由流動性液体を意味する。用語「溶液」は、本明細書で使用される場合、ポリマー分子の立体配座、それらの可能なもつれ、または油もしくは可塑剤分子とのそれらの相互作用に関するなんらの特徴付けも含まない。やはり一貫して、用語「溶解する（ｄｉｓｓｏｌｖｅ）および「分散する（ｄｉｓｐｅｒｓｅ）」は、目に見える残留物をまったく有しない液相を形成するためのポリマーと液体との首尾よい組合せを意味する場合、本明細書で同義であり、交換可能に使用される。本明細書で使用される場合の用語「ゲル」は、室温で粘性の半固体を意味する。しかしながら、ゲルは、加熱されると、自由流動性になり得る。
【００２４】
この関連で、高分子量ポリマーと他のポリマー、油または液体可塑剤とのブレンドは、それらの相溶性のレベルによって特徴付けることができる。第１のカテゴリには、最も純粋な意味で、すなわち、分子レベルで相溶性であるブレンドが含まれる。用語「混和性ブレンド」、「混和性」などは、高度に相溶性のポリマーについて使用されてきており、Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｍｉｓｃｉｂｉｌｉｔｙ，Ｏ．Ｏｌａｂｉｓｉ，Ｌ．Ｒｏｂｅｓｏｎ  ａｎｄ  Ｍ．Ｓｈａｗ，Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９７９）に定義されている。一般に、２成分系の高度に相溶性または混和性のブレンドは、単相の均質な系を形成する。言い換えれば、１つの成分のポリマーは、第２の成分の他のポリマー、油または可塑剤にいくらかの溶解度を有する。これは、理想的な分子混合を暗示せず、むしろ分子混合のレベルが単相材料について予想される顕微鏡的特性をもたらすのに適当であることを示唆する。ポリマー材料の高分子量のために、真に均一な系、例えば、水とエタノールの混合物は、しばしば達成することができない。しかしながら、このような高度に相溶性の系は、実質的に透明でかつ透き通ったブレンドを与え、これは「溶液」と上で定義される。
【００２５】
さらにこの関連で、相溶性の第２のカテゴリには、分子スケールで完全には相溶性でないが、有用なポリマーブレンド材料を与えるために十分な分子相溶性または分子相互作用を有するブレンドまたは分散体が含まれる。このような２成分系の非混和性ブレンドは、２相系のままであり、この２相の性質は、光学顕微鏡法または電子顕微鏡法を使用してしばしば明らかにすることができる。非混和性ブレンドの２相の性質のために、その特性は、主たる成分によってしばしば決定づけられる。これらのブレンドは通常、かすんで（ｈａｚｙ）、半透明または乳白色である。
【００２６】
最後に、粘度は、せん断または引張り応力のいずれかにより変形されることに対する流体の抵抗の尺度である。単に流体についての日常用語では、粘度は、「濃さ（ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）」または「内部摩擦」と考えられてもよい。例えば、水は、比較的低い粘度を有して、「薄い」が、蜂蜜は、比較的高い粘度を有して、「濃い」。流体は粘性が小さければ小さいほど、その移動のし易さ（流動性）は大きい。本明細書で使用される場合、粘度は、動的または絶対粘度を意味する。比較として、２５℃での水の粘度は０．８９４センチポイズであるが、同じ温度でのチョコレートシロップの粘度は、印加される力の大きさ、およびその組成、例えば、固体含有量と水含有量の比に依存して約１０，０００〜約２５，０００センチポイズの範囲であり得る。
【００２７】
今や意外なことに、エポキシ官能化エチレンコポリマーまたはターポリマーを油または液体可塑剤に溶解させることによって作製されたポリマー溶液がアスファルトに添加される場合、より速い改質は、製造時間の減少をもたらし、および改質を実施するために必要とされる設備はより少ないことが見出された。そして次に、これらの要因は、有意なコスト減少をもたらす。この方法を使用することからのさらなる利点も見出された。
【００２８】
したがって、芳香族油、パラフィン油、植物油または鉱物油または液体可塑剤；エポキシ官能化エチレンコポリマーまたはターポリマー；および任意選択で１種以上の非反応性ポリマーを含む、ポリマー溶液が本明細書で提供される。
【００２９】
エポキシ官能化エチレンコポリマー
適当なエポキシ官能化エチレンコポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−６５Ｔ、条件Ｅにより決定して、約４グラム／１０分以下、好ましくは約０．３〜約４グラム／１０分、より好ましくは約０．３〜約３グラム／１０分または２グラム／１０分のメルトフローインデックスを有する。
【００３０】
好ましくは、エポキシ官能化エチレンコポリマーは、グリシジル含有ポリマーである。本発明で有用なグリシジル含有エチレンコポリマーおよび改質コポリマーは、周知であり、例えば、米国特許第４，０７０，５３２号明細書に従ってモノマーの同時反応によって容易に製造することができる。
【００３１】
グリシジル部分は、以下の式：
【００３２】
【化１】
2018506632.tif 000002
によって表されてもよい。
【００３３】
一般に有用なグリシジル含有エポキシ官能化エチレンコポリマーは、エポキシ官能化エチレンコポリマーの全量に基づいて、グリシジル部分を含有する約０．３（または約０．５）〜約５重量％以上）の１種以上のコモノマーを有する。
【００３４】
グリシジル含有エチレンコポリマーは、エチレンと、例えば、アクリル酸もしくはメタクリル酸のグリシジルエステル、グリシジルビニルエーテル、またはそれらの組合せを含めて、エポキシコモノマーとに由来する繰り返し単位を含む、それらから本質的になる、またはそれらからなることができ、ここで、コモノマーは、グリシジル含有エチレンコポリマー中に、エポキシ官能化エチレンコポリマーの全重量に基づいて、約０．３〜５重量％、約１０重量％、または約１７重量％組み込まれてもよい。コモノマーには、一酸化炭素、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルブチルアクリレート、グリシジルビニルエーテル、またはそれらの２種以上の組合せが含まれ得る。
【００３５】
好ましいエポキシ官能化エチレンコポリマーは、式Ｅ／Ｘ／Ｙによって表されてもよく、ここで、Ｅは、エチレンに由来するコポリマー単位−（ＣＨ2ＣＨ2）−であり；Ｘは、コポリマー単位−（ＣＨ2ＣＲ1Ｒ2）−（ここで、Ｒ1は、水素、メチル、またはエチルであり、Ｒ2は、１〜１０個の炭素原子のカルボアルコキシ、アシルオキシ、またはアルコキシである）であり（Ｘは、例えば、アルキルアクリレート、アルキルメタクリレート、ビニルエステル、およびアルキルビニルエーテルに由来し）；Ｙは、コポリマー単位−（ＣＨ2ＣＲ3Ｒ4）−（ここで、Ｒ3は、水素またはメチルであり、Ｒ4は、カルボグリシドキシまたはグリシドキシである）である（Ｙは、例えば、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートに由来する）。本発明のために、エポキシ含有コモノマー単位Ｙはまた、１〜１０個の炭素原子のビニルエーテルまたは４〜１２個の炭素原子を有するモノエポキシ置換ジオレフィンに由来してもよい。上記式中Ｒ4は、シクロアルキルモノオキシド構造を伴う内部グリシジル部分を含み、例えば、Ｙは、ビニルシクロヘキサンモノオキシドに由来してもよい。
【００３６】
この好ましい実施形態について、Ｅ／Ｘ／Ｙ共重合単位の有用な重量パーセントは好ましくは、エポキシ官能化エチレンコポリマー中のＥ、Ｘ、およびＹ共重合単位の合計１００重量％に基づいて、Ｘが０〜約４０（またはＸが存在する場合、好ましくは約２０〜約４０、または約２５〜約３５）重量％；Ｙが約０．３（または約０．５）〜約３（または約４もしくは約５）重量％；およびＥが残りである。
【００３７】
例えば、１つの適当なエポキシ官能化エチレンコポリマーは、エチレンとグリシジルメタクリレートとの共重合に由来する繰り返し単位を含むＥ／ＧＭＡジポリマーである（すなわち、Ｘは、コポリマーの０重量％である）。
【００３８】
エポキシ官能化エチレンコポリマーは、不飽和カルボン酸のエステル、例えば、（メタ）アクリレートもしくはＣ1〜Ｃ8アルキル（メタ）アクリレート、またはそれらの２種以上の組合せ（上に記載されたとおりのＥ／Ｘ／Ｙターポリマー）に由来する繰り返し単位を任意選択で含んでもよい。好ましい（メタ）アクリレートには、イソ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソ−オクチルアクリレート、メチルアクリレートまたはメチルメタクリレートが含まれる。また好ましくは、Ｙは、グリシジルアクリレートまたはグリシジルメタクリレートから選択される。注目すべきＥ／Ｘ／Ｙターポリマーは、エチレン、ｎ−ブチルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートの共重合単位（ＥｎＢＡＧＭＡコポリマー）、またはエチレン、メチルアクリレートおよびグリシジルメタクリレートの共重合単位（ＥＭＡＧＭＡコポリマー）を含む。
【００３９】
加えて、エポキシ官能化エチレンコポリマーは、ビニルアルコールなど（上述のＥ／Ｘ／Ｙターポリマー）の不飽和アルコールのＣ2〜Ｃ8カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位を任意選択で含んでもよく、ここで、ビニルエステルは、Ｘである。特に有用なビニルエステルは、ビニルアセテートである。注目すべきＥ／Ｘ／Ｙターポリマーは、エチレン、ビニルアセテートおよびグリシジルメタクリレートの共重合単位（ＥＶＡＧＭＡコポリマー）を含む。
【００４０】
エポキシ含有モノマーが、モノマーの同時反応（直接重合）によって、かつグラフト重合による反応物質ポリマー上へのグラフトによってではなく、エポキシ官能化エチレンコポリマー中に組み込まれることも好ましい。
【００４１】
別の適当なエポキシ官能化エチレンコポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−６５Ｔ、条件Ｅにより決定して約４グラム／１０分以下、好ましくは約０．３〜４グラム／１０分、より好ましくは約０．３〜約３グラム／１０分または約２グラム／１０分のメルトフローインデックスを有する。
【００４２】
油および可塑剤
ポリマー溶液は、少なくとも１種の液体可塑剤も含む。液体可塑剤は、材料の可塑性または流動性を増加させる添加剤である。主要な用途は、プラスチック用である。例えば、フタル酸エステルは、ポリマー組成物の可撓性および耐久性を改善する。適当な液体可塑剤のさらなる例は、限定されないが、ジカルボン酸またはトリカルボン酸エステル系可塑剤、例えば、ビス（２−エチルヘキシル）フタレート（ＤＥＨＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ）、およびジイソデシルフタレート（ＤＩＤＰ）を含む、カルボン酸エステルである。液体可塑剤には、ヒマシ油から作られたモノグリセリドの酢酸エステル；ならびにトリメリテート、例えば、トリス（２−エチルヘキシル）トリメリテート；アジペート、例えば、ビス（２−エチルヘキシル）アジペート；ベンゾエート、例えば、１，５−ペンタンジオールジベンゾエート；アジピン酸ポリエステル；ポリエーテルエステル；エポキシエステル；およびマレエートを含む、ＰＶＣと一緒の使用に適する他の非フタレート可塑剤も含まれる。
【００４３】
代わりに、可塑剤は、フラックス油であってもよい。フラックス油は、アスファルトを改質するために使用される多くの種類の油を包含し、原油蒸留における最終生成物である。それらは、軟化剤としてアスファルトとブレンドされる不揮発性油である。油は、芳香族油、例えば、ＰａｕｌｓｂｏｒｏのＶａｌＡｒｏ（商標）；パラフィン油、例えば、ＨｏｌｌｙＦｒｏｎｔｉｅｒのＨｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）；または、鉱物油、例えば、ＳｏｎｎｅｒｂｏｒｎのＨｙｄｒｏｂｒｙｉｔｅ（商標）であってもよい。フラックス油は、いずれの再生可能に生成された植物油またはバイオ油、例えば、トウモロコシ油、およびショートニング、すなわち、水素化または部分水素化植物油も包含する。
【００４４】
ポリマー溶液は、ポリマー溶液の全重量に基づいて、約１〜約９９、または約１０〜約８０、または約２０〜約７０、または約２５〜約６０重量％の１種以上のエポキシ含有エチレンコポリマーおよび約９９〜約１、または約９０〜約２０、または約８０〜約３０、または約７５〜約４０重量％の１種以上のフラックス油または液体可塑剤を含む。
【００４５】
非反応性ポリマー
ポリマー溶液は、１種以上のさらなるポリマーを任意選択でさらに含んでもよい。適当なさらなるポリマーには、アスファルトまたはエポキシ官能化エチレンコポリマーと反応しないものが含まれる。好ましい非反応性ポリマーは、ポリマー改質アスファルトに含めることについて当技術分野で公知であり、かつアスファルトと反応しないことが公知である。このために、それらは、「希釈」ポリマーと称されることがある。より具体的には、好ましい非反応性ポリマーには、スチレン／共役ジエンブロックコポリマー、例えば、ポリ−スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）コポリマー、およびエチレンと１種以上のアルキル（メタ）アクリレートとのコポリマーが含まれる。
【００４６】
適当なスチレン／共役ジエンブロックコポリマーは、スチレンおよび共役ジエンに由来するか、またはその共重合単位を含む周知のポリマー、例えば、ブタジエン、イソプレン、エチレンブテン、１，３−ペンタジエンなどである。それにもかかわらず、用語「スチレン−ブタジエン−スチレン」ブロックコポリマー、または「ＳＢＳ」コポリマーは、限定された状況下で特に断りのない限り、スチレンと共役ジエンとの任意のブロックコポリマーを意味するために本明細書で使用される。
【００４７】
スチレン／共役ジエンブロックコポリマーは、ランダム接合の有無にかかわらず、線状または放射状（星型または分岐）構造を有するジ−、トリ−またはポリ−ブロックコポリマーであってもよい。適当なブロックコポリマーには、例えば、ジブロックＡ−Ｂ型コポリマー；線状（トリブロック）Ａ−Ｂ−Ａ型コポリマー；および放射状（Ａ−Ｂ）n型コポリマーが含まれ；ここで、Ａは、スチレンに由来するコポリマー単位を意味し、Ｂは、共役ジエンに由来するコポリマー単位を意味する。好ましいブロックコポリマーは、線状（トリブロック）Ａ−Ｂ−Ａ型構造または放射状（Ａ−Ｂ）n型構造を有する。ＳＩＳおよびＳＥＢＳブロックコポリマーも好ましい。
【００４８】
一般に、スチレン／共役ジエンブロックコポリマーは、スチレンに由来するコポリマー単位を約１０〜約５０重量％および共役ジエン、好ましくはブタジエンまたはイソプレン、より好ましくはブタジエンに由来するコポリマー単位を補完的に約５０〜約９０重量％含む。より好ましくは、コポリマー単位の２０〜４０重量％は、スチレンに由来し、残りは、補完的に共役ジエンに由来する。本明細書で使用される場合、用語「補完的に」は、全体構成の和、例えば、組成物中の成分の重量パーセントの合計を有する１組の値を意味する。
【００４９】
好ましくは、スチレン／共役ジエンブロックコポリマーは、約１０，０００；３０，０００；１００，０００；１５０，０００または２００，０００ダルトンの下限から約５００，０００；６００，０００；７５０，０００または１，０００，０００ダルトンの上限の重量平均分子量を有する。スチレン／共役ジエンブロックコポリマーの重量平均分子量は、慣用のゲル浸透クロマトグラフィーを使用して決定することができる。スチレンとブタジエンとのコポリマーの重量平均分子質量は、１０，０００〜６００，０００ダルトン、好ましくは３０，０００〜４００，０００ダルトンである。
【００５０】
スチレン／共役ジエンブロックコポリマーのメルトフローインデックスは、ＡＳＴＭ試験法Ｄ１２３８、条件Ｇにより決定して、典型的には約０〜約２００ｇ／１０分、好ましくは約０〜１００ｇ／１０分、より好ましくは約０〜１０ｇ／１０分の範囲である。
【００５１】
スチレンと共役ジエンとのコポリマーは、アルカリ金属の有機金属化合物、特に有機リチウム化合物、例えば、アルキルリチウム、特にブチルリチウムから構成される開始剤の存在下でモノマーのアニオン重合によって調製することができ、この調製は、０℃以下の温度で、極性溶媒、例えば、テトラヒドロフランまたはジエチルエーテルから少なくとも部分的に構成される溶媒中溶液において行われる。調製手順には、米国特許第３，２８１，３８３号明細書および同第３，６３９，５２１号明細書に記載されたものが含まれる。
【００５２】
典型的なＳＢＳポリマーには、ＫｒａｔｏｎのＫｒａｔｏｎＤ０２４３（３１〜３５％のポリスチレン、７５％のジブロック含有量、および２０グラム／１０分のＭＩを有する）および／またはＤｙｎａｓｏｌのＣａｌｐｒｅｎｅ５０１もしくはＬＧ５０１のような線状構造（３１％ポリスチレン、１グラム／１０分以下のＭＩ）および／またはＤｙｎａｓｏｌのＳｏｌｐｒｅｎｅ４１１もしくはＬＧ−４１１のような放射状構造（３１％ポリスチレン、１グラム／１０分以下のＭＩ）が含まれる。（Ｋｒａｔｏｎの本部およびＤｙｎａｓｏｌの事務所は、Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓにあり、Ｄｙｎａｓｏｌのウェブサイト：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｙｎａｓｏｌｅｌａｓｔｏｍｅｒｓ．ｃｏｍ／およびＫｒａｔｏｎのウェブサイト：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｒａｔｏｎ．ｃｏｍ／）。
【００５３】
好ましい非反応性ポリマーには、エチレンと１種以上のアルキル（メタ）アクリレートとのコポリマー、例えば、エチレンアクリレートコポリマー、エチレンメタクリレートコポリマーおよびエチレンビニルアセテートコポリマー；エチレンブテンブロックコポリマー；ならびに任意の公知の遷移金属触媒による当技術分野で公知の任意の方法によって生成されるポリオレフィンも含まれる。オレフィンポリマー、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、およびポリイソブテン；エチレン／プロピレンコポリマー；エチレン／プロピレン／ジエンターポリマー；ならびにポリブタジエン、ポリイソプレンまたはポリノルボルネンなどのホモポリマーも好ましい。
【００５４】
ポリマー溶液中に存在する場合、非反応性ポリマーは、ポリマー溶液の全重量に基づいて、約１０〜約３０重量％の量で存在する。好ましくは、非反応性ポリマーは、約１５〜約３０重量％、より好ましくは約２０〜約２５重量％の量で存在する。
【００５５】
アスファルトおよびビチューメン
ポリマー溶液、１種以上のアスファルトまたはビチューメン、および任意選択で酸または硫黄源を含むアスファルト組成物が本明細書でさらに提供される。アスファルトまたはビチューメンは、石油の蒸留もしくは精製における残留物として得ることができるか、またはサラマンカ（Ｓａｌａｍａｎｃａ）アスファルトの場合のように、天然に存在していることができる。アスファルトおよびビチューメンのすべての種類は、天然または合成にかかわらず、本発明で有用である。アスファルトのための代表的な供給源には、限定することなく、自然岩石、レーキアスファルト、石油アスファルト、エアブローンアスファルト、および分解または残留アスファルトが含まれる。
【００５６】
化学的に、アスファルトは、２つの主要な部分、アスファルテンおよびマルテンに分離することができる炭化水素の複合混合物である。アスファルテンは、多環式芳香族であり、最も多く極性官能基を含む。以下の官能基の一部またはすべてが存在する：カルボン酸、アミン、スルフィド、スルホキシド、スルホン、スルホン酸、例えば、バナジウム、ニッケルまたは鉄カチオンなどのカチオンで金属化されたポルフィリン環または他の芳香族もしくは半芳香族環系。マルテン相は、極性芳香族化合物、芳香族化合物、およびナフテンの一部またはすべてを含有する。一般に、アスファルトは、アスファルテンがマルテン中に分散され、極性芳香族化合物が分散剤として作用するコロイド分散体と考えられている。アスファルテンは、アスファルトの他の成分と比較して分子量が比較的に高い（約１５００Ｄａ）。アスファルテンは、性質が両性であり、自己会合し、アスファルトにいくらかの粘弾性挙動を与えるクラスタを形成すると考えられる。アスファルテンは、官能性が変わり、アスファルテンの含有量は、アスファルトがそれに由来する原油産地に依存して変わる。
【００５７】
アスファルテンを含有するアスファルトおよびビチューメンのすべては、本組成物における使用に適する。アスファルトは、低いかまたは高いアスファルテン含有量のものであり得る。アスファルテン含有量は、アスファルトまたはビチューメンの全重量に基づいて、約０．０１〜約３０、約０．１〜約１５、約１〜約１０、または約１〜約５重量％であり得る。「高アスファルテンアスファルト」は、典型的には７重量％超のアスファルテンまたは１０重量％超のアスファルテンを含有する。一般に、適当なアスファルトおよびビチューメンは、やはりアスファルトまたはビチューメンの全重量に基づいて、５重量％未満の酸素化合物、頻繁には１重量％未満の酸素化合物を含有する。適当なアスファルトおよびビチューメンの例には、限定することなく、ワイオミングサワー（Ｗｙｏｍｉｎｇ  Ｓｏｕｒ）、マヤ（Ｍａｙａｎ）、ベネズエラ（Ｖｅｎｅｚｕｅｌａｎ）、カナダ（Ｃａｎａｄｉａｎ）、アラビア、トリニダードレーキ（Ｔｒｉｎｉｄａｄ  Ｌａｋｅ）、サラマンカ（Ｓａｌａｍａｎｃａ）およびこれらの材料の２種以上の組合せが含まれる。
【００５８】
好ましいアスファルトは、６０℃で１００〜２０，０００ポイズ、好ましくは２００〜１０，０００、より好ましくは３００〜４０００、さらにより好ましくは４００〜１５００ポイズの粘度を有する。
【００５９】
改質アスファルトも適する。例えば、スルホン化アスファルトまたはその塩（例えば、ナトリウム塩）、酸化アスファルト、または２種以上の改質アスファルトの組合せ、もしくは１種以上の改質アスファルトと１種以上の天然アスファルトとの組合せが、本組成物で使用されてもよい。
【００６０】
硫黄源または酸
アスファルト組成物は、硫黄源、例えば、元素硫黄、硫黄供与体、硫黄副生成物、およびそれらの２種以上の組合せをさらに任意選択で含んでもよい。硫黄供与体は、組成物中に含まれる場合、その場で硫黄を生成させる。硫黄供与体の例には、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、２，２−ジチオビス（ベンゾチアゾール）；メルカプトベンゾチアゾール；ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド；およびそれらの２種以上の組合せが含まれる。Ｓａｓｏｂｉｔ（商標）ＴＸＳ（Ｓｈｅｌｔｏｎ，ＣＡ，ＵＳＡ、Ｓａｓｏｌ  Ｗａｘ  Ａｍｅｒｉｃａｓから入手可能）も含まれる。硫黄副生成物は、１種以上のスルホン酸、スルフィド、スルホキシド、スルホン、またはそれらの２種以上の組合せを含み得る。アスファルト組成物中の添加剤としての硫黄源の典型的な含有量は、アスファルト組成物の全重量に基づいて、重量で、１０ｐｐｍ〜５，０００ｐｐｍの範囲である。
【００６１】
この溶液は、酸をさらに任意選択で含んでもよい。適当な酸には、無機酸および有機酸、例えば、鉱酸、スルホン酸、カルボン酸、およびそれらの２種以上の組合せが含まれる。好ましい酸の例には、限定することなく、ポリリン酸（ＰＰＡ）および超リン酸が含まれる。
【００６２】
理論に拘束されることを望まないが、酸および硫黄源は、エポキシ官能化エチレンコポリマーとアスファルトとの間の改質反応を促進する触媒として作用すると考えられる。
【００６３】
アスファルト組成物は、アスファルト組成物の全重量に基づいて、約０．０１〜約１０重量％、または約０．１〜約８重量％、または約０．５〜約５重量％のポリマー溶液、およびやはりアスファルト組成物の全重量に基づいて、約０．００１〜約５重量％、または約０．００５〜約２重量％、または約０．０１〜約０．５重量％の硫黄源を含む、またはそれらから生成される。
【００６４】
酸は、アスファルト組成物に、アスファルト組成物の全重量に基づいて、約０．００１〜約１０、または約０．０１〜約５、または約０．０５〜約３、または約０．１〜約２、または約０．１〜約０．３重量％の量で添加されてもよい。理論に拘束されることを望まないが、一部の酸、例えば、ＰＰＡは、イオン結合および共有結合の両方を形成するように反応することによって消費されることが考えられる。したがって、遊離の酸またはその共役塩基は、改質アスファルト組成物中で検出可能でないことがあり得る。
【００６５】
非反応性ポリマーは、それらがアスファルト組成物の０〜１８重量％、または０〜１５重量％、または０〜１０重量％、または０〜５重量％を構成するように、反応性アスファルトエポキシ官能化エチレンコポリマー中に組み合わせることができる。存在する場合、それらは、組成物の下限０．１または１〜上限５、１０、１５、または１８重量％に含まれてもよい。
【００６６】
補完的に、アスファルト組成物の残りは、アスファルトを含む、またはそれから生成される。代わりに述べると、アスファルト組成物の成分の重量パーセントの合計は、１００重量％である。
【００６７】
方法
ポリマー溶液は、アスファルトまたはビチューメンに添加されて、アスファルト組成物を形成する。硫黄源または酸は、同じ工程で、またはポリマー溶液をアスファルトに添加する工程と別個である工程で添加することができる。例えば、ポリマー溶液は、アスファルトに添加し、短時間混合し、次いで、酸を最終アスファルト組成物の成分のこの下位組合せに、さらに混合しながら添加することができる。
【００６８】
ポリマー改質アスファルト（ＰＭＡ）は、典型的には、当業者に周知であるとおりに、高せん断ミルプロセスにおいて、または低せん断混合プロセスで生成されている。例えば、この方法は、利用可能な設備、ならびに使用されるアスファルトおよびポリマーに依存する。低せん断混合装置で使用することができるポリマーは、高せん断装置で使用することもできる。アスファルトとポリマー改質剤との溶融混合物は、約１６０〜約２５０℃、または約１７０〜２２５℃で、その温度範囲を受け入れ得る圧力、例えば、大気圧下で、約１〜約３５時間、または約２〜３０時間、または約５〜約２５時間加熱することができる。酸または硫黄系触媒が、アスファルトと改質剤の間の反応を促進するために添加されてもよい。溶融混合物は、例えば、機械式撹拌機または任意の他の適当な混合手段によって混合することができる。
【００６９】
Ｌｅｘｉｎｇｔｏｎ，ＫＹのアスファルト協会からの、刊行物ＩＳ−２００は、中でもＰＭＡの商業的生産のための適当な方法について記載する参考文献である。
【００７０】
ＥｎＢＡＧＭＡなどのエラストマーポリマーをアスファルトとブレンドするための慣用方法の一例は、
１）ベースビチューメンまたはアスファルトを、反応容器、例えば、槽に添加前または後に、１８０〜１９０℃に加熱する工程と；
２）槽内の加熱アスファルトにポリマーを、その組合せの温度を１８０〜１９０℃に維持したまま、添加および反応時間を含めて約３〜４時間攪拌しながら添加する工程と；
３）触媒、例えば、ポリリン酸（ＰＰＡ）をその組合せに約１５分で添加し、さらに約１時間混合する工程と
を含む。
【００７１】
酸触媒が使用されない場合、アスファルトとポリマーとの混合は、完全な反応を与えるために、延長した混合時間、例えば、６時間を超える時間を必要とし得る。
【００７２】
本明細書で記載されるとおりのフラックス油または液体可塑剤の使用は、ポリマー改質剤をアスファルトと混合するための改善された方法を与える。この組成物は、例えば、
（１）エポキシ官能化エチレンコポリマー、および任意選択で非反応性ポリマー、硫黄源、またはそれらの２種以上の組合せを、フラックス油または液体可塑剤に溶解させて、溶液を与える工程と；
（２）このエポキシ官能化エチレンコポリマー溶液をアスファルトと混合する工程と
によって生成させることができる。
【００７３】
最初のエポキシ官能化エチレンコポリマーならびに任意選択の非反応性ポリマーおよび／または任意の物理的形態、例えば、ペレットでの硫黄源は、混合器中で乾燥ブレンディングまたは慣用のマスターバッチ技術などによって混合することができる。この組合せは、任意の適当な容器、例えば、混合槽または反応器または金属缶中で約１２０〜約２５０℃、もしくは約１４０〜２２５℃の範囲、または溶融段階に加熱することを含む条件下に置いて、溶融ブレンド組成物を与えることができる。溶液を生成するためにエポキシ含有エチレンコポリマーは、当業者に公知の任意の手段によって、上に記載されたとおりのフラックス油または可塑剤と組み合わせるか、またはそれに添加することができる。ポリマー改質剤および他の任意選択の成分は、フラックス油または液体可塑剤に、その油または可塑剤と混合することによって溶解させることができる。溶液の形成を容易にするために、組合せまたは添加は、攪拌などの機械式手段によって混合することができる。例えば、油または可塑剤中のポリマー溶液の形成は、大気条件下、１２０〜１５０℃および７００〜８００ＲＰＭで１０〜３０分間攪拌して、行うことができる。油または可塑剤中のポリマー改質剤の溶液である、得られたブレンドは、高温で自由流動性油の稠度を有する。
【００７４】
その調製後、エポキシ官能化エチレンコポリマーは、アスファルトと混合することができる。ベースアスファルトは、ブレンディング容器中で１５０〜１８０℃以上に予熱されて、それを流動性にすることができる。エチレンコポリマー溶液は、１５０〜１９０℃、例えば、約１８５〜１９０℃の温度で攪拌しながら添加することができる。良好な加工速度をなお維持しながら、材料を必要な程度に低い温度に加熱することが望ましい。アスファルト中へのエチレンコポリマー溶液の分散は、１０〜３０分かかり得る。望まれる場合、ＰＰＡなどの触媒は、エチレンコポリマー溶液の分散に続いて添加することができ、この混合物は、さらなる時間、例えば、約１５〜約４５分間ブレンドすることができる。酸触媒の使用なしでは、混合は終了までに最大で約１０〜１２時間かかり得る。
【００７５】
代わりに、ポリマー溶液は、例えば、ポリマー溶液が室温で固体である場合、ブレンディング槽中で１５０〜１９０℃、または１８５〜１９０℃で攪拌されるアスファルトに固体として添加することができる。
【００７６】
ポリマー溶液はまた、押出し法によって調製されてもよい。この方法は、ポリマー溶液が室温で固体である場合に好ましい。好ましい押出し法の一つは、１０〜５０重量％の適当なフラックス油または可塑剤を５０〜９０重量％のエポキシ官能化エチレンコポリマーと、二軸スクリュー押出機などの強力混合器を使用してコンパウンディングする工程を含む。別の好ましい二軸スクリュー押出しプロセスは、以下の工程：
ａ．エポキシ官能化エチレンコポリマーまたはターポリマーを押出機に添加する工程と；
ｂ．ポリマーを押出機の溶融ゾーンで均一に溶融させ、押出機の溶融密閉ゾーンを形成する工程と；
ｃ．油または液体可塑剤を注入ゾーン中の溶融ポリマーに加圧下で添加する工程であって、注入ゾーンは、押出機の溶融密封ゾーンに続いて、および混合ゾーンの前に位置している、工程と；
ｄ．混合ゾーンに第１の分布性、次いで、分散性混合要素を与えて、低粘度液体のより高い粘度ポリマー中への転相を確実にする工程と；
ｅ．真空抽出ゾーンの前方に第２の溶融密封を与える工程と；
ｆ．窒素掃引によって制御された真空下で溶融抽出ゾーンを与える工程と；
ｇ．ダイヘッドの前の加圧、およびペレット化を可能にする溶融ポンピングゾーンを与える工程と；
ｈ．水中溶融切断またはストランド切断によってペレット化する工程と；
ｉ．任意選択で、水中溶融切断システムに先行する溶融ポンプを設ける工程と
を含む。
【００７７】
好ましい押出しプロセスにおいて、液体注入ゾーンの周りの押出機の領域の圧力は、注入された液体がポリマー中にそれが完全にコンパウンディングされるのに十分な量の時間液体のままであることを確保するために十分高い。
【００７８】
注入工程およびその後の混合工程中に、押出機が完全に充満しており、かつ注入された液体の滞留または瞬間蒸発（ｆｌａｓｈｉｎｇ）を可能にする自由体積がないことが特に好ましい。
【００７９】
理想的には、最初の溶融密封ゾーンは、ポリマー流の方向に対して進むことができる蒸気が形成されないように、注入される液体の最大蒸気圧よりも高い圧力で維持される。結果として、第２の溶融密封は、注入された油または可塑剤が蒸発せず、真空抽出ゾーン中に逃げないように十分に高い圧力で維持される。
【００８０】
第２の溶融密封および加圧は、任意選択で、溶融注入ゾーンの後に位置した溶融コンパウンディングゾーンの一部であってもよいが、但し、ポリマー中にコンパウディングされる油または液体可塑剤の瞬間蒸発および通気を回避するために十分な背圧が生じていることを条件とする。
【００８１】
最後に、押出機供給速度、押出機スクリュー速度および温度プロファイルなどの加工条件を、適当に設計されたスクリュー構成のためのプロセスを管理するために使用することができる。さらに、一様な組成を確保し、かつ一貫性のない供給によるサージングを防止するために液体注入およびポリマー添加の両方ともを制御するロスインウェイト法を使用することが好ましい。サージングは、十分な溶融密封または圧力上昇ゾーンの維持に干渉し得る。さらに、液体の注入温度をポリマー溶融温度とより良く一致させるために加熱注入システムを使用することが好ましい。これらの、および他の要因の安全で、効率的な管理は、当技術分野の通常の技術の十分に範囲内である。
【００８２】
アスファルト組成物は、屋根または防水製品として使用することもできる。例えば、アスファルト組成物は、接着剤として使用して、様々な屋根シートを屋根に接着するために使用されてもよいか、またはそれらは、多くの屋根布地のための防水被覆として使用されてもよい。アスファルト組成物は、チップシール、他の屋根製品におけるエマルション、および、例えば、舗装表面を密封または継ぎ合わせるための、修復製品として使用することもできる。
【００８３】
本明細書に記載されるアスファルト組成物は、エラストマー的に改質されたアスファルトを作製するために使用することができる。例えば、アスファルト組成物は、アスファルト組成物および骨材の全重量に基づいて、アスファルト組成物約１〜約１０または約５重量％、および骨材約９０〜約９９または約９５重量％の量で骨材と混合し、舗装用のポリマー改質アスファルト混合物として使用することができる。ポリマー改質アスファルト混合物はまた、意図された最終使用にとって慣用的である種類および量の、他の添加剤を含んでもよい。例えば、２０００年１２月にオンラインで発行された、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．の“Ａｓｐｈａｌｔ”を参照されたい。ポリマー改質アスファルト混合物は、ハイウェイ、市街、駐車場、港、飛行場、歩道、および他の表面の舗装に使用することができる。それらはまた、舗装面用の修理製品、屋根用途、およびエラストマー的に改質されたアスファルトが典型的に使用される任意の他の用途で用いられる。
【００８４】
以下の実施例は、本発明をさらに詳細に説明するために提供される。具体的実施形態、および本発明の実施が現に企図される好ましい様式を示すこれらの実施例は、本発明を例証することが意図され、およびそれを制限することは意図されない。
【実施例】
【００８５】
材料
ＥｎＢＡＧＭＡ−１：エチレンの共重合単位を７０重量％、ｎ−ブチルアクリレートの共重合単位を２１重量％およびグリシジルメタクリレートの共重合単位を９重量％含み、０．９４ｇ／ｃｃの密度、７２℃の融点、およびＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−６５Ｔによる８ｇ／１０分のメルトインデックスを有するターポリマー。
ＥＥＧＭＡ−１：エチレンの共重合単位を７６重量％、ビニルアセテートの共重合単位を１５重量％およびグリシジルメタクリレートの共重合単位を９重量％含み、０．９６ｇ／ｃｃの密度、８２℃の融点およびＡＳＴＭ  Ｄ１２３８−６５Ｔによる８ｇ／１０分のメルトインデックスを有するターポリマー。
ＶａｌＡｒｏ（商標）１００：Ｐａｕｌｓｂｏｒｏ，ＮＪのＰａｕｌｓｂｏｒｏ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙから得たナフテン油。
Ｈｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）９０Ｔ：高い芳香族含有量を有する重質パラフィン蒸留物溶媒抽出物。
Ｈｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）ＬＰＨ：Ｔｕｌｓａ，ＯＫからのＨｏｌｌｙ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  ＬＬＣ製の多環式芳香族炭水化物含有量が低い重質パラフィン蒸留物溶媒抽出物。
Ｈｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）Ｈ５０Ｔ：Ｈｏｌｌｙ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  ＬＬＣ
Ｈｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）Ｈ１２５Ｔ：Ｈｏｌｌｙ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  ＬＬＣ
Ｈｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）Ｈ１８０ＴＮ：Ｈｏｌｌｙ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  ＬＬＣ
Ｈｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）Ｈ６００Ｔ：Ｈｏｌｌｙ  Ｆｒｏｎｔｉｅｒ  Ｒｅｆｉｎｉｎｇ＆Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  ＬＬＣ
Ｅｍｅｒｙ（商標）２９３２：Ｅｍｅｒｙ  Ｏｌｅｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ−Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ  ＯＨ
Ｓｙｌｆａｔ（商標）ＤＰ９／ＦＡ−１：Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ａｔｌａｎｔａ  ＧＡ
Ｃｅｎｔｕｒｙ（商標）Ｄ−１：Ａｒｉｚｏｎａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ａｔｌａｎｔａ  ＧＡ
Ｈｙｄｒｏｂｒｉｇｈｔ（商標）３８０ＰＯ：Ｓｏｎｎｅｂｏｒｎ  ＬＬＣ−Ｐａｒｓｉｐａｎｎｙ  ＮＪ
油のための水素化プロセスにより水素化されている異なる供給源の不飽和植物油から主としてなる水素化脂肪またはショートニング、米国のＣｒｉｓｃｏまたはメキシコ国のＩｎｃａから入手可能。
Ｉｎｃａ（商標）−ＡＣＨ  Ｆｏｏｄｓ  Ｍｅｘｉｃｏ，  Ｓ  ｄｅ  ＲＬ  ｄｅ  ＣＶ−Ｍｅｘｉｃｏ  Ｃｉｔｙ，ＭＥＸ
Ｃｒｉｓｃｏ（商標）−Ｔｈｅ  ＪＭ  Ｓｍｕｃｋｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ−Ｏｒｒｖｉｌｌｅ，ＯＨ
ＤＯＰ：ジオクチルフタレート、Ｍｅｘｉｃｈｅｍ  Ｃｏｍｐｕｅｓｔｏｓ，ＳＡ．−Ｍｅｘｉｃｏ  Ｃｉｔｙ，ＭＥＸから市販されている。
ＤＩＤＰ：ジイソデシルフタレート、ＥＩＱＳＡ（Ｅｓｐｅｃｉａｌｉｄａｄｅｓ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｅｓ  ｙ  Ｑｕｉｍｉｃａｓ，ＳＡ  ｄｅ  ＣＶ）−Ｍｅｘｉｃｏ  Ｃｉｔｙ，ＭＥＸから市販されている。
ＤＩＮＰ：ジイソノニルフタレート、Ｍｅｘｉｃｈｅｍ  Ｃｏｍｐｕｅｓｔｏｓ，ＳＡから市販されている。
【００８６】
フラックス油および／または液体可塑剤中へのエポキシ官能化エチレンコポリマーの溶解
エポキシ官能化エチレンコポリマー溶液は、表１に要約するとおりに調製した。
【００８７】
以下の一般手順に従って、エポキシ官能化エチレンコポリマーをフラックス油および／または可塑剤に溶解させた。特注設計および製作された混合装置は、２リットルのステンレス鋼容器；油または可塑剤を加熱するための慣用の熱板；ならびに約７５０〜８００ｒｐｍの回転速度を有するモータを備える撹拌機、ならびにモータと取り外し可能に係り合うためのシャフトを有し、およびブレンドするための各５ｃｍ長さの３枚のブレードを有するプロペラを備えていた。プロペラブレードは、容器の底部に可能な限り近く位置付けて、完全な混合物を与えた。
【００８８】
容器中のフラックス油または可塑剤を１２０℃（２４８°Ｆ）に予熱した。エポキシ官能化エチレンコポリマーのペレットを、予熱された油または可塑剤に添加し、その組合せを７５０〜８００ＲＰＭのプロペラ速度で３０〜４５分間直ちに混合した。得られた透明溶液は、７０〜８０℃で濃い油の稠度および室温（２０〜２５℃）で濃いゲルの稠度を有した。そのように調製した溶液の組成を表１に要約する。
【００８９】
【表１】
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【００９０】
ポリマー改質アスファルト（ＰＭＡ）ブレンドのすべては、１０００−ｍｌ金属缶中で調製した。各ブレンドの全重量は、８００ｇであった。ポリマーを、表に示すとおりにアスファルトに添加した（ブレンドの全重量に基づくパーセント）。アスファルトを１８０℃に加熱し、ポリマー溶液を濃いゲルとして添加するか、または約１２０〜１４０℃に加熱して、液体稠度を与えた。混合は、「乱流」場で行い、レイノルズ数（Ｒｅ）は、１０，０００超であった。ポリマー溶液の加熱アスファルト中への組込みは、約１０〜１５分かった。この時間後、ポリリン酸（ＰＰＡ、エポキシ官能化エチレンコポリマーの重量に基づいて１３重量％）を１アリコートで添加した。ＰＰＡ添加の約１５分以内に定量的に観察した粘度の変化は、可塑剤ブレンドによるアスファルトの改質が生じたことを示した。ＰＰＡの添加前に、可塑剤ブレンドと混合されたアスファルトは、弾性回復の定性的証拠を示した。
【００９１】
比較として、油または液体可塑剤中の先の分散体なしのアスファルトにおけるＥｎＢＡＧＭＡ−１のブレンドは、ＰＰＡのアリコートの添加前に、３００ｒｐｍで３枚のパドル撹拌機による１８５℃で１時間の攪拌、続いて、約４００°Ｆ（約２００℃）および大気圧でのさらに３時間の攪拌を必要とした。ベースとしてＰＥＭＥＸ  ＥＫＢＥ（Ｓａｌａｍａｎｃａ６４−２２）アスファルトを使用して、いくつかの実験を実行した。組成を表２および表３に示し、ここで、パーセントは、アスファルト組成物の全重量に基づく重量パーセントであり、ベースの量は、特定された添加剤の量に対して補完的である。
【００９２】
【表２】
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【００９３】
対照１および対照２は、上の一般手順に従って調製した。対照３および対照４は、最初に溶液を形成することなくアスファルトへポリマーおよび油を添加する標準実務に従って調製した。
【００９４】
特に断らない限り、この方法変更試行は、アスファルトを１８５℃〜１９０℃に加熱し、３００ＲＰＭで攪拌し、１４０℃に加熱したエチレンコポリマー溶液を添加し、５００〜７５０ＲＰＭで１０〜１５分間混合し、次いで、このブレンドにＰＰＡを１アリコートで添加し、さらに１５、３０または６０分間攪拌することによって行った。各時点の後に、試料を採取し、以下に記載するとおりに分析した。油または可塑剤中でのエチレンコポリマーの前形成溶液の混合物は、溶液を前形成することなく成分の混合をすることに比べて、反応ブレンドのはるかにより急速な形成を生じさせた。
【００９５】
【表３】
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【００９６】
動的せん断レオメータの不合格温度および位相角を測定した。結果を表４〜表８に報告する。
【００９７】
さらに、アスファルトバインダ（ＰＭＡ）のレオロジー特性を、ＡＳＳＨＴＯ  Ｔ３１５またはＡＳＴＭ  Ｄ７１７５−０８法に従って、動的せん断レオメータ（ＤＳＲ）を使用して決定した。
【００９８】
動的せん断レオメータ（ＤＳＲ、Ｗｅｓｔｂｏｒｏｕｇｈ，ＭＡ、Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製モデルＫｉｎｅｘｕｓ  Ｐｒｏ＋）を使用して、中温から高温でのアスファルトバインダの粘性および弾性挙動を特徴付けた。この特徴付けは、Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ  ＰＧアスファルトバインダ規格で使用されている。Ｓｕｐｅｒｐａｖｅは、ＦＨＷＡ（ｗｗｗ．ｆｈｗａ．ｄｏｔ．ｇｏｖ）からの戦略的道路研究プログラム（ＳＨＲＰ）の結果であり、ＡＡＳＨＴＯ（米国道路および運輸協会）からの規格である。ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．ｏｒｇ／Ｐａｇｅｓ／Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ．ａｓｐｘも参照されたい。
【００９９】
他のＳｕｐｅｒｐａｖｅバインダ試験と同様に、アスファルトバインダは、アスファルトが使用される地理的領域の気候の典型である温度で試験する。
【０１００】
ＤＳＲ試験法が、平行板幾何形状を使用してアスファルトバインダの動的（振動）せん断モジュラスおよび位相角を決定するために使用され、また規格試験に必要とされるとおりの線形粘弾性特性を決定してもよい。
【０１０１】
再度、合格／不合格温度は、アスファルトバインダが使用されることになる地理的領域の気候に関係する。合格温度は、アスファルト性能等級分け（ＰＧ）を６℃の間隔で一連の温度、例えば、５２、５８、６４、７０、７６、８２または８８℃に割り当てるＳｕｐｅｒｐａｖｅ分類スケールによって決定され、不合格温度は、改質アスファルトが不合格になる実際の値である。
【０１０２】
複合せん断モジュラスは、アスファルトバインダの剛性、または荷重下でのその変形に対するその抵抗の指標である。複合せん断モジュラスおよび位相角は、線形粘弾性領域でのアスファルトバインダのせん断変形に対する抵抗を規定する。動的モジュラスおよび位相角は、せん断歪みの大きさに依存し得る。未改質および改質アスファルトセメントの両方のモジュラスおよび位相角は、せん断歪みの増加とともに減少する。
【０１０３】
その特性が表４に列挙される対照は、最初に溶液を調製すること、およびＰＰＡの添加前に１時間混合することなく、エチレンコポリマーおよび油または可塑剤をアスファルトと混合することによって調製したか、またはそれらは、表２に関して上に記載した手順に従って調製した。
【０１０４】
【表４】
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【０１０５】
その組成を表３に記載する実施例についての実験結果を、表５、表６および表７に示す。実施例１〜実施例７は、１４０℃に加熱されたポリマー溶液中で加熱アスファルトに添加された１重量％のＥＥＧＭＡ−１またはＥｎＢＧＭＡ−１を含む。最初に、結果は、溶液を前形成することによって調製したブレンドについてのＤＳＲ不合格温度および位相角が、混合時間は異なることがあり得るが、パラフィン油を使用して調製したブレンドについて本質的に同じであったことを示す。例えば、対照４と比較して実施例３を参照されたい。
【０１０６】
【表５】
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【０１０７】
表６に報告した、実施例８〜実施例１３は、１重量％超のＥＥＧＭＡ−１またはＥｎＢＧＭＡ−１を含み、これを、１４０℃に加熱したポリマー溶液中で加熱アスファルトに添加した。これらの実施例、例えば、実施例８および実施例４と比較して実施例９は、より高い量のポリマー改質剤を有する一部のＰＭＡが、１重量％のポリマー改質剤を有する対応するＰＭＡよりも高いＤＳＲ不合格温度および低い位相角を示したことを実証する。
【０１０８】
【表６】
2018506632.tif 000008
【０１０９】
表７に報告した、実施例１４、実施例１５および実施例１６において、フラックス油中のポリマーの溶液を、室温で濃いゲルとして加熱アスファルトに添加した。
【０１１０】
【表７】
2018506632.tif 000009
【０１１１】
表７の結果は、より高いパーセントのポリマーを有するアスファルト組成物も、平均でより高いＤＳＲ不合格温度を有する一般的傾向を支持する。（実施例１４および実施例１６）。加えて、ＤＳＲ不合格温度の値は、ＥｎＢＡＧＭＡ−１が依然として許容できる選択肢のままではあるが、ＥｎＢＡＧＭＡ−１よりもＥＥＧＭＡ−１によってわずかにより高かった。（実施例３および実施例１６）。さらに、担体が濃縮物中で重要な役割を果たし得ること、およびＨｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）油がＶａｌＡｒｏ油およびＤＩＮＰに比較してより良好な性能を示し得ることが仮定される。（実施例１、実施例２および実施例６）。最後に、最高ＤＳＲ不合格温度値が、１４０℃で予熱された濃縮物を添加することによって達成され得ることがさらに仮定される。しかしながら、濃いゲルとしての濃縮物を添加することは、およそ１℃、より低いＤＳＲ不合格温度をもたらし得る。したがって、濃いゲルとしての濃縮物を添加することは、依然として許容できる添加方法のままであり得る。代わりに、より高いＤＳＲ不合格温度を達成するために濃縮物を濃いゲルとして添加することが好ましくあり得る。（実施例７および実施例１４；実施例６および実施例１５；実施例４および実施例１６）。
【０１１２】
異なる組の実験において、表８は、１つの特定のポリマー溶液（８０重量％のＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＲＥＴ５１７０アスファルト改質剤および２０重量％のＨｙｄｒｏｌｅｎｅ（商標）ＬＰＨ）が、異なる加工条件下の押出し法によって生成されたことを表す。押し出されたストランドは、ペレットに溶融切断した。
【０１１３】
【表８】
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【０１１４】
加えて、いくつかのペレット化ポリマー／フラックス油組成物の溶解度を評価した。ベースアスファルト試料（ベースとしてＰＥＭＥＸ  ＥＫＢＥ指定Ｓａｌａｍａｎｃａ６４−２２アスファルト）を、それが注入可能になるまでオーブン中１６５℃で加熱した。適当量のアスファルトを表９に示すとおりに１クォートステンレス鋼ペイント缶に注ぎ入れた。この容器を、熱電対／温度制御器組合せを使用して制御された温度である加熱マントル内に置いた。ハイドロフォイルまたは傾斜翼インペラを備えたオーバーヘッド撹拌機を使用して、その温度が１８５℃で安定するまで、３００ｒｐｍで約１５分間アスファルトを混合した。アスファルトをこの温度に維持しながら、指定量のポリマー／フラックス油ペレットを一度に添加した。（実施例Ｂ２１、実施例Ｂ２２および実施例Ｂ２３で使用したポリマー溶液は、それぞれ、実施例２６、実施例２７および実施例２８で生成させた）。ブレンドを１０分間または２０分間のいずれかで攪拌し、次いで、アスファルト組成物を１片のアルミニウムホイル上に注いだ。溶解の品質は、以下の標準を使用して視覚的に等級付けした：１＝ポリマー／油ペレットの観察可能な溶解／変形なし、３＝ポリマー／油ペレットの一部の目視可能な溶解／変形、５＝完全溶解／観察可能なペレットなし。この等級付けも表９に示す。
【０１１５】
【表９】
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【０１１６】
比較例Ａ１に示すとおりに、正味のポリマーを含有するペレットは、記載した実験条件下でアスファルトバインダ中に溶解しなかった。実施例Ｂ１〜実施例Ｂ２４は、ポリマーおよびフラックス油の少なくとも一部の組合せを含有する組成物がすべて、正味のポリマーＡ１と比較して、同じ条件下で改善された溶解挙動を示したことを実証する。
【０１１７】
ＥＥＧＭＡ−１およびＨｙｄｒｏｌｅｎｅ（登録商標）Ｈ６００Ｔを含有するペレット化ポリマー／フラックス油組成物の溶解度を、異なる温度で評価した。アスファルト温度を１４５℃で安定化させ、この温度を、ポリマー／フラックス油を添加した後に表１０に示した時間維持する以外は、直ぐ上に記載したプロトコルに従った。表１１は、１６５℃での比較例Ｅ１、および実施例Ｆ１〜実施例Ｆ３の溶解度を記載する。これらの試料は、比較例Ｃ１、および実施例Ｄ１〜実施例Ｄ３に対して組成で同一である。さらに、アスファルト温度を１６５℃で安定化させ、この温度を、ポリマー／フラックス油を添加した後に表１１に示した時間維持する以外は、直ぐ上に記載したプロトコルに従った。
【０１１８】
比較例Ｃ１、実施例Ｄ１〜実施例Ｄ３、比較例Ｅ１、および実施例Ｆ１〜実施例Ｆ２の溶解の品質を、以下の標準を使用して等級付けした：１＝ペレットは固体であった、２＝ペレットは溶解し始めたが、なお硬く／強固であった、３＝ペレットは軟化をいくらか示した、４＝ペレットは変形し、溶解の過程にあった、５＝完全溶解／観察可能なペレットなし。これらの等級付けも、表１０および表１１に示し、ここで、記号「−−−」は、「測定されず」を意味する。
【０１１９】
表１０中の比較例Ｃ１で見られるとおりに、正味のポリマーを含有するペレットは、記載した実験条件下でアスファルトバインダ中に溶解しなかった。実施例Ｄ１〜実施例Ｄ３は、ポリマーとフラックス油の組合せを含有する組成物がすべて、同じ条件下で改善された溶解挙動を示したことを実証する。
【０１２０】
表１１中の比較例Ｅ１で見られるとおりに、ポリマーのみを含有するペレットは、記載した実験条件下でアスファルトバインダ中に溶解しなかった。実施例Ｆ１〜実施例Ｆ２は、ポリマーとフラックス油の組合せを含有する組成物がすべて、比較例Ｅ１と同じ条件下で改善された溶解挙動を示したことを実証する。
【０１２１】
様々なアスファルト組成物の性能を評価した。ベースアスファルト試料（ベースとしてＰＥＭＥＸ  ＥＫＢＥ指定Ｓａｌａｍａｎｃａ６４−２２アスファルト）を、それが注入可能になるまでオーブン中１６５℃で加熱した。表１２に示すとおりに、適当量のアスファルトを１クォートステンレス鋼ペイント缶中に注ぎ入れた。この容器を加熱マントル内に置き、これを、熱電対／温度制御器組合せを使用して温度制御した。ハイドロフォイルまたは傾斜翼インペラを備えたオーバーヘッド撹拌機を使用して、その温度が選択反応温度で安定化するまで、３００ｒｐｍで約１５分間アスファルトを混合した。アスファルトをこの温度に維持しながら、指定量のポリマー／フラックス油ペレットを一度に添加した。ブレンドを加熱のみで表１２に示された時間反応させ、その後、試料を採取した。これらの試料は、対照例Ｇ１および対照例Ｇ２ならびに実施例Ｈ１〜実施例Ｈ８である。次に、ポリリン酸（ＰＰＡ）を反応物に１回の添加で添加し、さらに４または６時間（すなわち、１０または１２時間の合計「サンプル時間攪拌し、その後、第２の試料を採取した。これらの試料は、対照例Ｇ３および対照例Ｇ４ならびに実施例Ｈ９〜実施例Ｈ１６である。
【０１２２】
表１３に示すとおりに、試料の同一の組は、ブレンドを単に４０分間加熱のみで、および異なる組の温度で反応させ、その後試料を採取したことを除いて、直ぐ上に記載したプロトコルによって調製した。これらの試料は、対照例Ｊ１および対照例Ｊ２ならびに実施例Ｋ１〜実施例Ｋ８である。次に、ポリリン酸（ＰＰＡ）を反応物に１回の添加で添加し、さらに２時間（２．６７時間の合計「サンプル時間」）攪拌し、その後、第２の試料を採取した。これらの試料は、対照例Ｊ３および対照例Ｊ４ならびに実施例Ｋ９〜実施例Ｈ１６である。
【０１２３】
試料の特性は、上に記載したモデルのＤＳＲを使用するＡＡＳＨＴＯ法Ｎｏ．Ｔ３１５（２０１２）を使用して測定した。試料の上側連続等級温度（ＰＧ不合格）、位相角、および複合せん断モジュラス（Ｇ＊）も、表１２および表１３に示す。この関連で、それとしてのＡＡＳＨＴＯ  Ｍ３２０は、ＰＧ等級分け標準である。
【０１２４】
比較例Ｇ１、比較例Ｇ２、比較例Ｊ１および比較例Ｊ２により実証されるとおりに、フラックス油なしで熱反応ポリマーのみであった試料は、適切に働いた。ポリマー／フラックス油組成物を含む熱反応試料の性能も、実施例Ｈ１〜実施例Ｈ８および実施例Ｋ１〜実施例Ｋ８により実証されるとおりに適切であって、これらは、比較例Ｇ１、比較例Ｇ２、比較例Ｊ１および比較例Ｊ２のものと同様の性能を有する。したがって、フラックス油は、これらのアスファルト組成物に対して有害な効果を示さない。比較例Ｇ３、比較例Ｇ４、比較例Ｊ３および比較例Ｊ４により実証されるとおりに、アスファルト、フラックス油なしのポリマーおよびＰＰＡを含む組成物も適切に働いた。酸およびポリマー／フラックス油組成物を含む熱反応試料の性能も、実施例Ｈ９〜実施例Ｈ１６および実施例Ｋ９〜実施例Ｋ１６により実証されるとおりに、適切であって、これらは、比較例Ｇ３、比較例Ｇ４、比較例Ｊ３および比較例Ｊ４のものと同様の性能を有する。したがって、フラックス油はやはり、これらの酸含有アスファルト組成物に対して有害な効果を示さない。
【０１２５】
本発明の好ましい実施形態のいくつかを上で説明し、具体的に例示してきたが、本発明をこのような実施形態に限定することは意図されない。様々な変更が、以下の特許請求の範囲に示されるとおりの、本発明の範囲および精神から逸脱することなくなされてもよい。
【０１２６】
【表１０】
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【０１２７】
【表１１】
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【０１２８】
【表１２】
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【０１２９】
【表１３】
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【０１３０】
【表１４】
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【０１３１】
【表１５】
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【国際調査報告】
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