(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の成分を含む保存安定的改質アスファルト組成物であって、
ベースアスファルト                    ５０〜９７．７重量部
二重結合を有するポリマー              ２．０〜２０．０重量部
混和剤                                ０．１〜２０．０重量部
架橋剤                                ０．１〜１０．０重量部
有機極性化合物                        ０．１〜１０．０重量部、
前記二重結合を有するポリマーは、比が２０〜４５：８０〜５５のスチレンとブタジエンとのブロックポリマーであり、
前記混和剤は、スチレンタール、トールオイル、酸含有トールオイル、触媒で分解されたオイルスラリー、重質脱歴オイル、溶剤精製によって得られる抽出残油、および白油からなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、
前記架橋剤は、結晶化硫黄、活性硫黄、硫黄供与体および２価の金属酸化物架橋剤からなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、
前記有機極性化合物は、酸無水物、ホウ酸、フェノール樹脂およびアルデヒド化合物から選ばれる１つまたはその混合物であって、
安定性試験によって測定されたその生成物の軟化点差が２．５℃未満である、改質アスファルト組成物。
【請求項２】
前記ベースアスファルトが、石油アスファルト、コールタールアスファルト、タールサンドアスファルトおよび天然アスファルトからなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、前記石油アスファルトは、直留アスファルト、溶剤脱歴により得られたアスファルト、酸化アスファルトおよび混合アスファルトから選ばれる１つまたはその混合物である請求項１に記載の改質アスファルト組成物。
【請求項３】
前記活性硫黄は、硫黄粉、コロイド状硫黄、またはその混合物であり、前記コロイド状硫黄は、硫黄粉または析出した硫黄を分散剤と混合し、次いで粉砕することによって調製された平均直径が１〜５μｍのコロイドである請求項１に記載の改質アスファルト組成物。
【請求項４】
前記硫黄供与体は、硫黄含有モルホリニウム化合物、チウラム化合物およびポリスルフィドからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である請求項１に記載の改質アスファルト組成物。
【請求項５】
前記フェノール樹脂化合物は、ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂化合物から選ばれる１つであり、前記アルキルは、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルまたはｐ−ｔｅｒｔ−オクチルパラフィン基である請求項１に記載の改質アスファルト組成物。
【請求項６】
前記アルキルが、極性ヘテロ原子含有アルキルであり、前記ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂は、硫黄または酸素原子含有アルキルを有するホルムアルデヒドフェノール樹脂を含む請求項５に記載の改質アスファルト組成物。
【請求項７】
前記アルデヒド化合物は、グリシドアルデヒド、ホルムアルデヒド、ジアルデヒドおよびフルフラールからなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、前記ジアルデヒドは、ｐ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体またはｍ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体である請求項１に記載の改質アスファルト組成物。
【請求項８】
請求項１に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法であって、５０〜９７．７重量部のベースアスファルト、２．０〜２０．０重量部の二重結合を有するポリマー、０．１〜２０．０重量部の混和剤、０．１〜１０．０重量部の架橋剤、および０．１〜１０．０重量部の有機極性化合物を混合する工程を含み、
前記二重結合を有するポリマーは、比が２０〜４５：８０〜５５のスチレンとブタジエンとのブロックポリマーであり、
前記混和剤は、スチレンタール、トールオイル、酸含有トールオイル、触媒で分解されたオイルスラリー、重質脱歴オイル、溶剤精製によって得られる抽出残油、および白油からなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、
前記架橋剤は、結晶化硫黄、活性硫黄、硫黄供与体および２価の金属酸化物架橋剤からなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、
前記有機極性化合物は、酸無水物、ホウ酸、フェノール樹脂およびアルデヒド化合物から選ばれる１つまたはその混合物である、保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項９】
前記混和剤は、ベースアスファルト、または二重結合を有するポリマー、あるいは二重結合を有するポリマーとベースアスファルトとの混合物とまず混合することができ、あるいは前記混和剤は、最後に加えることができ、かつ前記混和剤は、１回でまたは２回に分けて加えることができる請求項８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記ベースアスファルトが、１回でまたは２回に分けて加えることができる請求項８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１１】
前記方法は、
（１）ベースアスファルトを混和剤に１００℃〜２５０℃で０．１〜６時間接触させ、処理ベースアスファルトを生成する工程と、
（２）前記処理ベースアスファルトを二重結合を有するポリマーと０．１〜１０時間混合し、アスファルト母液を生成する工程と、
（３）架橋剤、有機極性化合物および必要であれば、ベースアスファルトを前記アスファルト母液に１００℃〜２５０℃で加え、５〜３００分反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程とを含み、
工程（１）でのベースアスファルトに対する工程（３）におけるベースアスファルトの重量比が、０〜５０：１００〜５０である請求項８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１２】
前記方法は、
（１）ベースアスファルトを混和剤に１００℃〜２５０℃で０．１〜６時間接触させ、処理ベースアスファルトを生成する工程と、
（２）前記処理ベースアスファルトを、二重結合を有するポリマーと０．１〜１０時間混合することにより、アスファルト母液を生成する工程と、
（３）架橋剤、有機極性化合物および必要であれば、混和剤を前記アスファルト母液に１００℃〜２５０℃で加え、５〜３００分反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程とを含み、
工程（１）での混和剤に対する工程（３）における混和剤の重量比が、０〜５０：１００〜５０である請求項８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１３】
前記方法は、
（１）１００℃〜２５０℃のベースアスファルトと二重結合を有するポリマーとを０．１〜１０時間混合し、アスファルト母液を生成する工程と、
（２）１００℃〜２５０℃の前記アスファルト母液を１００℃〜２５０℃の混和剤に０．１〜６時間接触させ、処理アスファルト母液を生成する工程と、
（３）架橋剤、有機極性化合物および必要であれば、ベースアスファルトを前記処理アスファルト母液に加え、５〜３００分反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程とを含み、
工程（１）でのベースアスファルトに対する工程（３）におけるベースアスファルトの重量比は、０〜５０：１００〜５０である請求項８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記方法は、
（１）２．０〜２０．０重量部の二重結合を有するポリマーを０．１〜２０．０重量部の混和剤に１０℃〜２５０℃で０．１〜７２時間接触させて、処理された二重結合を有するポリマーを生成する工程と、
（２）５０〜９７．７重量部のベースアスファルトを１００℃〜２５０℃に加熱する工程と、
（３）前記処理された二重結合を有するポリマーと前記加熱されたベースアスファルトとを０．１〜６．０時間混合し、アスファルト母液を生成し、アスファルト母液の温度を１００℃〜２５０℃に保持する工程と、
（４）０．１〜１０．０重量部の架橋剤および０．１〜１０．０重量部の有機極性化合物を前記アスファルト母液に加え、５〜３００分間反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程とを含む請求項８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１５】
前記ベースアスファルトは、石油アスファルト、コールタールアスファルト、タールサンドアスファルトおよび天然アスファルトからなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、前記石油アスファルトは、直留アスファルト、溶剤脱歴により得られたアスファルト、酸化アスファルトおよび混合アスファルトから選ばれる１つまたはその混合物である請求項８〜１４のいずれかに記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１６】
前記活性硫黄は、硫黄粉、コロイド状硫黄、またはその混合物であり、前記コロイド状硫黄は、硫黄粉または析出した硫黄を分散剤と混合し、次いで粉砕することによって調製された平均直径が１〜５μｍのコロイドである請求項８〜１５のいずれかに記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記硫黄供与体は、硫黄含有モルホリニウム化合物、チウラム化合物およびポリスルフィドからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である請求項８〜１５のいずれかに記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記フェノール樹脂化合物は、ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂化合物から選ばれる１つであり、前記アルキルは、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルまたはｐ−ｔｅｒｔ−オクチルパラフィン基である請求項８〜１７のいずれかに記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項１９】
前記アルキルが、極性ヘテロ原子含有アルキルであり、前記ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂は、硫黄または酸素原子含有アルキルを有するホルムアルデヒドフェノール樹脂を含む請求項１８に記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【請求項２０】
前記アルデヒド化合物は、グリシドアルデヒド、ホルムアルデヒド、ジアルデヒドおよびフルフラールからなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、前記ジアルデヒドは、ｐ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体またはｍ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体である請求項８〜１７のいずれかに記載の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アスファルト組成物およびその調製方法に関する。特に、保存安定性ポリマー改質アスファルト組成物およびその調製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アスファルト材は、道路および建築部門において舗装および装飾材として急速に発達してきた。しかし、粘弾性、可塑性、接着性などのようなアスファルトおよびその混合物の性能特性は多くの要因に影響されるので、最適な性能特性が発揮できていない。種々の要因の中でも、気候が最も重要な要因である。気温の高い季節、夏では、走行する車による高速道路の溝が、道路表面の破損につながる主要な要因である。冬では、気温の急激な変化による道路表面の割れが横断クラックの主な原因である。南部での雨季においては、雨水侵入のためアスファルトと混合材とがその界面で相互作用し、アスファルトの接着性能を低下させ、アスファルトが簡単に石材からはがれることになる。したがって、アスファルトのレオロジー特性を向上させる必要がある。ポリマーの添加はアスファルトの性能を向上させる有効的な方法である。ポリマーを添加することによって粘度および耐高温性を高め、低温感度を低下させ、同時に低温性能を向上させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
オレフィンポリマーによって改質されたアスファルトは、Ｔ．Ｆ．イエン（Ｙｅｎ）らのアスファルテンおよびアスファルトＩ石油化学の発達(Asphaltenes and Asphalts, I Developments in Petroleum Science)で検討されている。ポリマーの量は６重量％であり、種々のポリマーによって改質されたアスファルトの安定性を表１に示す。
【０００４】
【表１】
0004171194.tif 000002
【０００５】
表１から、ＡＰＰ（アタクチックポリプロピレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＥＰＤＭ(エチレン−プロピレン−ジエン３成分コポリマー)、ＳＢＳ（スチレン−ブタジエン−スチレン３ブロックコポリマー）をそれぞれアスファルトに加えると、ほとんどのポリマーとアスファルトとの間で相分離が起こり、アスファルトポリマー組成物の特性に直接影響を与える。
【０００６】
ＥＰ６３９６３０Ａ１は、ある構成を有する原料アスファルトをまず改質アスファルトの原料として選別し、次いで、ポリマー改質剤として３ブロックポリマーＳＢＳおよび不活性環境においてそれに添加した補助剤としてビニル芳香族（例えば、スチレン）と反応させ、良好な安定性を有するサンプルを製造することを特徴とする安定したアスファルトポリマー組成物の調製方法を開示している。この方法において改質アスファルトの原料の供給源は限られており、補助剤としてのスチレンはアスファルトへのＳＢＳの分散に役立たない。さらに、反応コストは、窒素環境が必要であるために増加する。
【０００７】
米国特許第５、３３６、７０５号、第５、６２７、２２５号および第５、３４８、９９４号は、まず、発煙硫酸または他のスルホン化剤を用いて原料アスファルトをスルホン化し、ポリマー改質剤を用いてそのいずれにも酸性基を組み込み、次いで、中和剤としてのＣａＯ、ＺｎＯなどのアルカリで中和する。この方法では、調製プロセスが長く、製造コストが増加し、スルホン化剤によって装置が腐食することになる。
【０００８】
米国特許第５、３０６、７５０号は、ポリマーをアスファルトと反応させる方法およびポリマー架橋アスファルト生成物を開示している。この方法は、０．０５〜２重量％のエポキシド含有ポリマーとアスファルトとを１００℃より高い温度で、１時間より長く共役反応させる。この方法で得られた改質アスファルトは、１６３℃〜１７７℃で４日間乾燥オーブンで保存した後も相分離が発生しなかった。
【０００９】
米国特許第５、３３１、０２８号は、ポリマー改質アスファルト組成物およびその調製方法を開示している。組成物の構成は、１００重量部のアスファルトと０．５〜１１重量部のグリシジル含有エチレンコポリマーとの反応から生成した反応物が８０〜９９．７重量％を占め、スチレン／共役ジエンブロックコポリマーが０．３〜２０重量％を占める。この方法は、７０〜９９．２重量％のアスファルトと、０．５〜１０重量％のグリシジル含有エチレンコポリマーと０．３〜２０重量％のスチレン／共役ジエンブロックコポリマーとを混合し、１７０℃〜２２０℃で６〜３６時間反応させ、反応生成物を生成する。
【００１０】
米国特許第５、３３１、０２８号および５，３０６、７５０号に用いられたポリマーとアスファルトとの相溶性はかなり良好であるが、ポリマーの高調製コストおよび反応の困難さが主な制御要因である。
【００１１】
本発明の目的は、保存安定性改質アスファルト組成物およびその製造方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の成分を含む保存安定的改質アスファルト組成物であって、
ベースアスファルト            ５０〜９７．７重量部
二重結合を有するポリマー      ２．０〜２０．０重量部
混和剤                        ０．１〜２０．０重量部
架橋剤                        ０．１〜１０．０重量部
有機極性化合物                ０．１〜１０．０重量部、
安定性試験によって測定されたその生成物の軟化点差が２．５℃未満であるという構成である。前記軟化点差は０を越えかつ２．５℃未満であることが好ましい。
【００１３】
本発明は、また、上記保存安定性改質アスファルト組成物の調製方法であって、５０〜９７．７重量部のベースアスファルト、２．０〜２０．０重量部の二重結合を有するポリマー、０．１〜２０．０重量部の混和剤、０．１〜１０．０重量部の架橋剤、および０．１〜１０．０重量部の有機極性化合物をある条件で混合する工程を含む方法を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、以下の成分を含む保存安定性改質アスファルト組成物であって、
ベースアスファルト            ５０〜９７．７重量部
二重結合を有するポリマー      ２．０〜２０．０重量部
混和剤                        ０．１〜２０．０重量部
架橋剤                        ０．１〜１０．０重量部
有機極性化合物                ０．１〜１０．０重量部を含み、
安定性試験によって測定されたその生成物の軟化点差が２．５℃未満である。
【００１５】
上記ベースアスファルトは、石油アスファルト、コールタールアスファルト、タールサンドアスファルトおよび天然アスファルトからなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、石油アスファルトは、直留アスファルト、溶剤脱歴により得られたアスファルト、酸化アスファルトおよび混合アスファルトから選ばれる１つまたはその混合物である。上記直留アスファルトは、常圧蒸留または真空蒸留により得られた常圧残油または真空残油であり、２５℃でのその溶け込みは２０〜３００ｄｍｍ（１／１０ｍｍ）である。上記溶剤脱歴で得られたアスファルトは、Ｃ3〜Ｃ5炭化水素のうちの１つまたはそれらの混合物で残留物を抽出することによって得られる脱油アスファルトである。脱油アスファルトの２５℃での溶け込みは５〜２００ｄｍｍである。
【００１６】
上記二重結合を有するポリマーは、主にＳＢＳタイプとされる、比が２０〜４５：８０〜５５のスチレン−ブタジエンのブロックポリマーである。ＳＢＳの構造は、星形または直鎖状であり、その分子量は、１０００００〜３５００００の範囲である。ブロックポリマーは、乾燥ゴムまたは２〜６０重量％のオイルが伸展された伸展油ポリマーである。
【００１７】
上記混和剤は、スチレンタール、トールオイル、酸含有トールオイル、触媒で分解されたオイルスラリー、重質脱歴オイル、溶剤精製によって得られる抽出残油、ナフテン酸、ナフテン油、白油、およびコールタール留分からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。
【００１８】
上記架橋剤は、結晶化硫黄、活性硫黄、硫黄供与体および「記号化」硫黄供与架橋剤からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。上記活性硫黄とは、硫黄粉、コロイド状硫黄、またはその混合物である。上記コロイド状硫黄とは、硫黄粉または析出した硫黄を分散剤と混合し、次いで粉砕することによって調製された平均直径が１〜５μｍのコロイドである。硫黄供与体は、硫黄含有モルホリニウム化合物、チウラム化合物およびポリスルフィドからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。チウラム化合物の一般式は以下のとおりである。
【００１９】
【化１】
0004171194.tif 000003
式中、ｘ＝１〜４、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、Ｃ1〜Ｃ4のアルキルである。ポリスルフィド：Ｒ1−（Ｓ）n−Ｒ2、Ｒ1、Ｒ2は、シクロヘプタチオアミン(cycloheptathiaimine)アルキルフェノール、アルキルフェノールモノスルフィドなどの脂肪族または芳香族複素環基である。
【００２０】
上記「記号化」硫黄供与架橋剤とは、主に金属酸化物架橋剤のことであり、ここで金属とは、主にＣａ、Ｍｇ、ＺｎまたはＰｂなどの２価の金属のことである。上記「記号化」硫黄供与架橋剤は、ＣａＯ、ＭｇＯ，ＺｎＯおよびＰｂＯからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。
【００２１】
上記有機極性化合物は、主に極性基を有する化合物のことであり、これは、アミン、酸、フェノール樹脂およびアルデヒド化合物から選ばれる１つまたはその混合物である。
【００２２】
上記アミン化合物は、主に、ポリアクテン(polyactene)ポリアミン化合物若しくはポリエチレンポリアミン化合物から選ばれる１つである脂肪族アミンおよび芳香族アミン化合物であり、ポリアクテン(polyactene)若しくはポリエチレンは、ジ、トリおよびテトラエチレンを含み、ポリアミンは、ヘキサメチレンジアミン、テトラミン、ペンタミンまたはその混合物を含む。
【００２３】
上記酸化合物は、カルボン酸、酸無水物、スルホン酸、ホウ酸、およびリン酸化合物からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。上記カルボン酸は、脂肪族酸および芳香族酸からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。上記酸無水物は、無水フタル酸およびその誘導体または無水マレイン酸およびその誘導体である。上記スルホン化合物の一般式は以下のとおりである。
【００２４】
【化２】
0004171194.tif 000004
式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、ＨまたはＣ1〜Ｃ5のアルキルであり、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
【００２５】
上記リン酸化合物は、ポリリン酸、亜リン酸、変性ポリリン酸、リン酸化合物から選ばれる１つまたはその混合物である。上記フェノール樹脂化合物は、ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂化合物から選ばれる１つまたはその混合物であり、ここで、アルキルは、ｐ−tert−ブチルまたはｐ−tert−オクチルパラフィン基である。極性ヘテロ原子含有アルキルもまた望ましく、上記ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂は、硫黄または酸素原子含有アルキルを有するホルムアルデヒドフェノール樹脂を含む。
【００２６】
上記アルデヒド化合物は、グリシドアルデヒド、ホルムアルデヒド、２成分アルデヒドおよびフルフラールから選ばれる１つまたはその混合物であり、ここで２成分アルデヒドとは、ｐ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体またはｍ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体である。
【００２７】
本発明の保存安定性改質アスファルト組成物の製造方法であって、５０〜９７．７重量部のベースアスファルト、２．０〜２０．０重量部の二重結合を有するポリマー、０．１〜２０．０重量部の混和剤、０．１〜１０．０重量部の架橋剤、および０．１〜１０．０重量部の有機極性化合物をある条件で混合する工程を含む。
【００２８】
上記混和剤は、ベースアスファルト、または二重結合を有するポリマー、あるいは二重結合を有するポリマーとベースアスファルトとの混合物とまず混合することができる。あるいは、上記混和剤は、最後に加えてもよい。上記混和剤の添加は、１回でまたは２回に分けて行うことができる。上記ベースアスファルトの添加も１回でまたは２回に分けて行うことができる。
【００２９】
種々の成分の混合は、静的、動的、粉砕または強く攪拌によって行うことができる。
本発明の製造方法について、以下、４つの例を挙げて説明するが、本発明の製造方法はこれらの例に限定されない。
【００３０】
（実施形態１）
本発明の製造方法の第１の例は、以下の工程を含む。
（１）ベースアスファルトを混和剤に１００℃〜２５０℃で０．１〜６時間接触させ、処理ベースアスファルトを生成する工程と、
（２）処理ベースアスファルトを二重結合を有するポリマーと０．１〜１０時間混合し、アスファルト母液を生成する工程と、
（３）架橋剤、有機極性化合物および必要であれば、ベースアスファルトをアスファルト母液に１００℃〜２５０℃で加え５〜３００分反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程。
【００３１】
この実施形態において、上記ベースアスファルト、二重結合を有するポリマー、混和剤、架橋剤および有機極性化合物がそれぞれ、改質アスファルト組成物に対し５０〜９７．７重量部、２．０〜２０．０重量部、０．１〜２０．０重量部、０．１〜１０．０重量部および０．１〜１０．０重量部を占める。工程（１）でのベースアスファルトに対する工程（３）におけるベースアスファルトの重量比は、０〜５０：１００〜５０である。
【００３２】
（実施形態２）
本発明の製造方法の第２の例は、以下の工程を含む。
（１）ベースアスファルトを混和剤に１００℃〜２５０℃で０．１〜６時間接触させ、処理ベースアスファルトを生成する工程と、
（２）処理ベースアスファルトを二重結合を有するポリマーと０．１〜１０時間混合し、アスファルト母液を生成する工程と、
（３）架橋剤、有機極性化合物および必要であれば、混和剤をアスファルト母液に１００℃〜２５０℃で加え５〜３００分反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程。
【００３３】
この実施形態において、上記ベースアスファルト、二重結合を有するポリマー、混和剤、架橋剤および有機極性化合物がそれぞれ、改質アスファルト組成物に対し５０〜９７．７重量部、２．０〜２０．０重量部、０．１〜２０．０重量部、０．１〜１０．０重量部および０．１〜１０．０重量部を占める。工程（１）での混和剤に対する工程（３）における混和剤の重量比は、０〜５０：１００〜５０である。
【００３４】
（実施形態３）
本発明の製造方法の第３の例は、以下の工程を含む。
（１）１００℃〜２５０℃のベースアスファルトと二重結合を有するポリマーとを０．１〜１０時間混合し、アスファルト母液を生成する工程と、
（２）１００℃〜２５０℃のアスファルト母液を１００℃〜２５０℃の混和剤に０．１〜６時間接触させ、処理アスファルト母液を生成する工程と、
（３）架橋剤、有機極性化合物および必要であれば、ベースアスファルトを処理アスファルト母液に加え５〜３００分反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程。
【００３５】
この実施形態において、上記ベースアスファルト、二重結合を有するポリマー、混和剤、架橋剤および有機極性化合物がそれぞれ、改質アスファルト組成物に対し５０〜９７．７重量部、２．０〜２０．０重量部、０．１〜２０．０重量部、０．１〜１０．０重量部および０．１〜１０．０重量部を占める。工程（１）でのベースアスファルトに対する工程（３）におけるベースアスファルトの重量比は、０〜５０：１００〜５０である。
【００３６】
（実施形態４）
本発明の製造方法の第４の例は、以下の工程を含む。
（１）２．０〜２０．０重量部の二重結合を有するポリマーを０．１〜２０．０重量部の混和剤に１０℃〜２５０℃で０．１〜７２時間接触させて処理された二重結合を有するポリマーを生成する工程と、
（２）５０〜９７．７重量部のベースアスファルトを１００℃〜２５０℃に加熱する工程と、
（３）処理された二重結合を有するポリマーと加熱されたベースアスファルトとを０．１〜６．０時間混合し、アスファルト母液を生成し、アスファルト母液の温度を１００℃〜２５０℃に保持する工程と、
（４）０．１〜１０．０重量部の架橋剤および０．１〜１０．０重量部の有機極性化合物をアスファルト母液に加え、５〜３００分間反応させ、改質アスファルト組成物を生成する工程。
【００３７】
上記工程のベースアスファルトは、石油アスファルト、コールタールアスファルト、タールサンドアスファルトおよび天然アスファルトからなる群から選ばれる１つまたはその混合物であり、石油アスファルトは、直留アスファルト、溶剤脱歴により得られたアスファルト、酸化アスファルトおよび混合アスファルトからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。上記直留アスファルトは、常圧蒸留または真空蒸留により得られた常圧残油または真空残油であり、２５℃でのその溶け込みは２０〜３００ｄｍｍ（１／１０ｍｍ）である。上記溶剤脱歴で得られたアスファルトは、Ｃ3〜Ｃ5炭化水素のうちの１つまたはそれらの混合物で残留物を抽出することによって得られる脱油アスファルトである。脱油アスファルトの２５℃での溶け込みは５〜２００ｄｍｍである。
【００３８】
上記二重結合を有するポリマーは、主にＳＢＳタイプとされる、比が２０〜４５：８０〜５５のスチレン−ブタジエンのブロックポリマーである。ＳＢＳの構造は、星形または直鎖状であり、その分子量は、１０００００〜３５００００の範囲である。ブロックポリマーは、乾燥ゴムまたは２〜６０重量％のオイルが伸展された伸展油ポリマーである。
【００３９】
上記混和剤は、スチレンタール、トールオイル、酸含有トールオイル、触媒で分解されたオイルスラリー、重質脱歴オイル、溶剤精製によって得られる抽出残油、ナフテン酸、ナフテン油、白油、およびコールタール留分からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。
【００４０】
混和剤のシステムへの添加は、ポリマーのアスファルトでの相溶性を高めることができる。混和剤自体が、ポリマーとアスファルトのいずれに対しても良好な相互可溶性を有しているので、両者との相溶性を増加させることができる。
上記架橋剤は、結晶化硫黄、活性硫黄、硫黄供与体および「記号化」硫黄供与架橋剤からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。上記活性硫黄とは、硫黄粉、コロイド状硫黄、またはその混合物である。上記コロイド状硫黄とは、硫黄粉または析出した硫黄を分散剤と混合し、次いで粉砕することによって調製された平均直径が１〜５μｍのコロイドである。硫黄供与体は、硫黄含有モルホリニウム化合物、チウラム化合物およびポリスルフィドからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。
チウラム系化合物の一般式は以下のとおりである。
【００４１】
【化３】
0004171194.tif 000005
式中、ｘ＝１〜４、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、Ｃ1〜Ｃ4のアルキルである。ポリスルフィド：Ｒ1−（Ｓ）n−Ｒ2、Ｒ1、Ｒ2は、シクロヘプタチオアミン(cycloheptathiaimine)アルキルフェノール、アルキルフェノールモノスルフィドなどの脂肪族または芳香族複素環基である。
【００４２】
上記「記号化」硫黄供与架橋剤は、主に金属酸化物架橋剤のことであり、ここで金属とは、主にＣａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｂなどの２価の金属のことである。上記「記号化」硫黄供与架橋剤は、ＣａＯ、ＭｇＯ，ＺｎＯおよびＰｂＯからなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。
【００４３】
アスファルト／ポリマー母液の混合時に架橋剤を添加するによって、良好な分散状態のポリマーが、アスファルト中で有機極性化合物と架橋反応する。これにより、ポリマーは、安定なネットワーク構造で存在することができ、ポリマーのさらなる凝集および安定性が防止される。
【００４４】
上記有機極性化合物は、主に極性基を有する化合物のことであり、これは、アミン、酸、フェノール樹脂およびアルデヒド化合物からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。
【００４５】
上記アミン化合物は、主に脂肪族アミンおよび芳香族アミン化合物であり、これは、ポリアクテン(polyactene)ポリアミン化合物若しくはポリエチレンポリアミン化合物から選ばれる１つであり、上記ポリアクテン(polyactene)若しくはポリエチレンは、ジ、トリおよびテトラエチレンを含み、ポリアミンは、ヘキサメチレンジアミン、テトラミン、ペンタミンまたはその混合物を含む。
【００４６】
上記酸化合物は、カルボン酸、酸無水物、スルホン酸、ホウ酸、およびリン酸化合物からなる群から選ばれる１つまたはその混合物である。上記カルボン酸は、脂肪族酸および芳香族酸から選ばれる１つまたはその混合物である。上記酸無水物は、無水フタル酸およびその誘導体または無水マレイン酸およびその誘導体である。上記スルホン化合物の一般式は以下のとおりである。
【００４７】
【化４】
0004171194.tif 000006
式中、Ｒ1、Ｒ2およびＲ3は、ＨまたはＣ1〜Ｃ5のアルキルであり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００４８】
上記リン酸化合物は、ポリリン酸、亜リン酸、変性ポリリン酸、リン酸化合物から選ばれる１つまたはその混合物である。上記フェノール樹脂化合物は、ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂化合物から選ばれる１つまたはその混合物であり、ここで、アルキルは、ｐ−tert−ブチルまたはｐ−tert−オクチルパラフィン基である。極性ヘテロ原子含有アルキルもまた望ましく、上記ホルムアルデヒドアルキルフェノール樹脂は、硫黄または酸素原子含有アルキルを有するホルムアルデヒドフェノール樹脂を含む。
【００４９】
上記アルデヒド化合物は、グリシドアルデヒド、ホルムアルデヒド、２成分アルデヒドおよびフルフラールから選ばれる１つまたはその混合物であり、ここで２成分アルデヒドとは、ｐ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体またはｍ−フタル酸アルデヒドおよびその誘導体である。
【００５０】
本発明のシステムでの有機極性化合物の添加の働きは、架橋剤の反応を促進することである。本発明の結果は、有機極性化合物の添加により、アスファルトおよび二重結合を有するポリマーが有機極性化合物の作用によって連続的な相構造を形成することが可能になるということを示している。
【００５１】
本発明が提供する方法によって調製された改質アスファルト組成物は、保存安定性が良く、安定性方法によって測定された軟化点差が２．５℃より低い。本発明が提供する調製方法は、簡易であり特別な装置を必要としない。改質アスファルト組成物は、粘度、接着性が高く、石材を覆う能力が高いので、石材とアスファルトとの接着性を増加させるための耐剥がれ剤を用いることなく雨の多いまたは湿った地域で直接用いることができる。本発明が提供する方法によって調製された改質アスファルト組成物はまた、水および乳化剤をある割合で加えることによって製造することができる乳化されたアスファルトの基本原料としても用いることができる。
【００５２】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００５３】
本発明に用いるベースアスファルトＡおよびＢは、直留アスファルトおよびプロパン脱歴によるアスファルトである。その特性を表２に示す。ＳＢＳポリマーは、北京燕山石油化学(株)（Beijing Yanshan Petrochemical Co.）製の１４０３を用いた。コロイドミルは、上海フルコ電子機械機器(株)(Shanghai Fluko Electromechanical Equipment Co.)製のＦＤ３／６０−２０を用いた。安定性試験は、ＡＳＴＭＤ５８９２−９６ａによる方法に従い行われ、軟化点は、ＧＥ／Ｔ４５０７による方法に従い測定された。
【００５４】
（実施例１）
本実施例では、混和剤でベースアスファルトを処理することにより改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
まず、１９０℃のベースアスファルトＡ３６０ｇに、酸含有トールオイル（遼宇石油化学繊維プラント(Liaoning Petrochemical Fiber Plant)製、以下同様）１２０ｇを加え、１８０℃で１時間混合した。次いで、この処理ベースアスファルトＡに、９０ｇのＳＢＳ、１８ｇのコロイド状硫黄（マオミング石油化学(株)（Maoming Petrochemical Co.）製、以下同様）、および１２ｇの無水マレイン酸（蘭州化学産業（株）（Lanzhou Chemical Industry Co.）製、以下同様）を順次加え、１２０℃で６時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表３に示す。表３から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか２℃であることがわかる。
【００５５】
（実施例２）
本実施例では、混和剤を二度加えることにより改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
まず、１９０℃のベースアスファルトＡ３６０ｇに、酸含有トールオイル６０ｇを加え、１８０℃で１時間混合した。次いで、この処理ベースアスファルトＡに、９０ｇのＳＢＳ、１８ｇのコロイド状硫黄、１２ｇの無水マレイン酸および６０ｇの酸含有トールオイルを順次加え、２２０℃で６時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表３に示す。表３から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか２．５℃であることがわかる。
【００５６】
（実施例３）
本実施例では、アスファルト母液を混和剤で処理することにより改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
１６０℃の４７０．３ｇのベースアスファルトＡと１４．３ｇのＳＢＳとを２時間混合し、４８４．６ｇのアスファルト母液を生成する。１２０℃のこのアスファルト母液に４．９ｇのスチレンタールを加え、１８０℃で０．５時間混合し、処理アスファルト母液を生成した。この処理アスファルト母液に、０．５ｇのシクロヘプタチオアミン（cyclohptathioimine）（蘭州化学産業（株）（Lanzhou Chemical Industry Co.）製、以下同様）および１０ｇのポリリン酸（吉林化学産業（株）（Jilin Chemical Industry Co.）製、以下同様）を加え、１５０分間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表３に示す。改質アスファルト組成物の微細構造は、顕微鏡写真によって確認することができる。表３から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか１℃であることがわかる。図１は、ＳＢＳポリマーが改質アスファルト組成物に均一に分散し、連続相を形成していることを示し、すなわち、改質アスファルト組成物は非常に安定していることがわかる。
【００５７】
（比較例１）
この例は、実施例３に対する比較例であり、有機極性化合物を添加していない。
２００℃の４７９．７ｇのベースアスファルトＡと１４．３ｇのＳＢＳとを０．５時間混合し、４９４．０ｇのアスファルト母液を生成する。１２０℃のこのアスファルト母液に５．０ｇのスチレンタールを加え、２００℃で０．５時間混合し、処理アスファルト母液を生成した。この処理アスファルト母液に、０．５ｇのシクロヘプタチオイミン（cyclohptathioimine）を加え、１５０分間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。改質アスファルト組成物の微細構造は、顕微鏡写真によって確認することができる。その特性を表３に示す。表３から、安定性試験により測定した軟化点差は非常に高く、４５℃であることがわかる。図２は、ＳＢＳポリマーが改質アスファルト組成物に凝集状態で分散し、アスファルトは連続相を形成し、ポリマーは凝集する傾向があることを示し、すなわち、改質アスファルト組成物は安定していないことがわかる。
【００５８】
（実施例４）
本実施例では、アスファルト母液を混和剤で処理することにより改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
１５０℃の４３６．５ｇのベースアスファルトＡと１３．５ｇのＳＢＳとを３時間混合し、４５０ｇのアスファルト母液を生成する。１５０℃のこのアスファルト母液に９０ｇの白油を加え、１５０℃で０．５時間混合し、処理アスファルト母液を生成した。この処理アスファルト母液に、３０ｇの酸化亜鉛（ヒュンジャン化学プラント、江蘇（Huangyan Chemical Plant, Jiangsu）製）および３０ｇのヘキサメチレンジアミン（蘭州化学産業（株）（Lanzhou Chemical Industry Co.）製）を加え、６０分間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表４に示す。表４から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか０．５℃であることがわかる。
【００５９】
（実施例５）
実施例５の操作手順、操作条件および種々の成分の含量は、ベースアスファルトＡをベースアスファルトＢに置換したことを除いて実施例４と同じである。調製された改質アスファルト組成物の特性を表４に示す。表４から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか０．５℃であることがわかる。
【００６０】
（実施例６）
本実施例では、ベースアスファルトを二度加えることにより改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
１８０℃の３７９．８ｇのベースアスファルトＡと１４．７ｇのＳＢＳとを２時間混合し、３９４．５ｇのアスファルト母液を生成する。１８０℃のこのアスファルト母液に２．５ｇの触媒により分解されたオイルスラリーを加え、１８０℃で０．５時間混合し、処理アスファルト母液を生成した。この処理アスファルト母液に、５ｇの二硫化ジモルホリン（吉林化学産業（株）(Jilin Chemical Industry Co.)製）、３ｇのポリリン酸とグリシドアルデヒド（吉林化学産業（株）(Jilin Chemical Industry Co.)製）の混合物、および９５．０ｇのベースアスファルトＡを加え、１８０℃で０．５時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表４に示す。表４から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか２℃であることがわかる。
【００６１】
（実施例７）
本実施例では、混和剤を最後に加えることにより改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
まず、１８５℃の４７４．８ｇのベースアスファルトＡと１４．７ｇのＳＢＳとを２時間混合し、４８９．５ｇのアスファルト母液を生成する。１８０℃のこのアスファルト母液に５ｇの二硫化テトラブチルチウラム（青島化学プラント、山東（Qingdao Chemical Plant, Shandong）製）と３ｇのｐ−トルエンスルホン酸（南京ファジングループ（株）(Nanjing Huajing Group Co.)）との混合物および２．５ｇの触媒により分解されたオイルスラリーを順次加え、１８０℃で０．５時間混合し、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表４に示す。表４から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか１℃であることがわかる。
【００６２】
（実施例８〜１１）
実施例８〜１１は、異なる種類の混和剤で二重結合を有するポリマーを処理することによって改質アスファルト組成物を調製した場合を示す。
【００６３】
（実施例８）
３５ｇのＳＢＳを７５ｇの重質脱歴オイルに１８０℃で２時間接触させ、次いで、この処理ＳＢＳに、３８５ｇのベースアスファルトＡ、１．５ｇのコロイド状硫黄および３．５ｇの無水マレイン酸を加え、１８０℃で２時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表５に示す。表５から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか２．５℃であることがわかる。
【００６４】
（実施例９）
１５ｇのＳＢＳを２．５ｇのナフテン油に２５℃で４８時間接触させ、次いで、この処理ＳＢＳに、４７９ｇのベースアスファルトＡ、１ｇの一硫化アルキルフェノール（北京化学プラント（Beijing Chemical Plant）製）および２．５ｇのポリリン酸（北京化学プラント（Beijing Chemical Plant）製）を加え、１５０℃で３時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表５に示す。表５から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか２℃であることがわかる。
【００６５】
（実施例１０）
１５ｇのＳＢＳを３０ｇの触媒により分解されたオイルスラリーに１００℃で７時間接触させ、次いで、この処理ＳＢＳに、４５０ｇのベースアスファルトＢ、２．５ｇの酸化亜鉛（北京化学プラント（Beijing Chemical Plant）製）および２．５ｇのフェニルホルムアルデヒド（ヤンシャン石油化学プラント（Yanshan Petrochemical Plant）製）を加え、２００℃で１時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表５に示す。表５から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか１℃であることがわかる。
【００６６】
（実施例１１）
７５ｇのＳＢＳを１００ｇのスチレンタールに１５０℃で２時間接触させ、次いで、この処理ＳＢＳに、２７５ｇのベースアスファルトＢ、２５ｇの結晶化硫黄（北京化学プラント（Beijing Chemical Plant）製）および２５ｇの無水フタル酸（青島化学プラント、山東（Qingdao Chemical Plant, Shandong）製）を加え、１７０℃で２．５時間反応させ、改質アスファルト組成物を生成した。その特性を表５に示す。表５から、安定性試験により測定した軟化点差はわずか１℃であることがわかる。
【００６７】
【表２】
0004171194.tif 000007
【表３】
0004171194.tif 000008
【表４】
0004171194.tif 000009
【表５】
0004171194.tif 000010
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の改質アスファルトは保存安定性が良く、これは、本発明の製造方法により、簡単に、かつ特別な装置を必要とせず製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の改質アスファルト組成物の電子顕微鏡写真である。
【図２】  本発明の一実施例の改質アスファルト組成物の電子顕微鏡写真である。
【図１】
0004171194.tif 000011
【図２】
0004171194.tif 000012