JPH10279812A - アスファルト改質剤及びアスファルト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アスファルトに対する溶解性に優れ、流動わ
だち及び摩耗を著しく改善するアスファルト改質剤、及
びアスファルト組成物を提供する。 【解決手段】 加水分解性シリル基を有する重合体から
なることを特徴とするアスファルト改質剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アスファルト改質
剤及びアスファルト組成物に関し、詳しくはアスファル
トへの溶解性に優れ、流動わだち及び摩耗を著しく改善
するアスファルト改質剤及びアスファルト組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】舗装用アスファルトにおいて感温性、強
度、接着性等の改良を図る目的に種々の添加剤が配合さ
れている。たとえば天然ゴムやスチレン・ブタジエンゴ
ム、クロロプレンゴム等のゴム系改質剤、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の樹脂系改質剤が挙げられる。こ
のような改質剤をアスファルトに配合することにより得
られる組成物の機械的特性は向上する。

【０００３】しかしアスファルトとの相溶性に劣り均一
な組成物を得るには高温加熱下での長時間攪拌を要す
る。このため改質剤やアスファルトの変性が問題とな
る。また高速道路等のより優れた強度、耐わだち掘れ
性、耐摩耗性が要求される用途には十分であるとはいえ
ない。該改質剤の使用量を増加すれば強度、耐流動わだ
ち性、耐摩耗性は多少改善されるが、アスファルトへの
溶解時間が著しく長くなる。また、高温での粘度も大幅
に高くなり流動特性が悪化することにより、舗装時の施
工作業性等にも問題を生じる。強度、耐わだち掘れ性、
流動特性等を改善する目的でオレフィンやビニル芳香族
化合物と共役ジエン化合物のブロック共重合体にカルボ
キシル基を導入した変性オレフィンを用いる方法（特開
昭６０−１５８２５６号公報、特公昭６２−６１６１５
号公報）、熱可塑エラストマーと低分子量ポリプロピレ
ンを併用して用いる方法（特開平５−２５３９６号公
報）が提案されている。しかしながらこの方法でも、強
度、耐わだち掘れ性、流動特性、特に流動特性が十分で
なく、さらなる改善が望まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、流動特性に優れ、耐わだち掘れ性、耐摩耗性を改善
するアスファルト改質剤、及びそれを配合したアスファ
ルト組成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記改質
剤のもつ本質的問題点を改良すべく鋭意検討した結果、
本発明を完成した。すなわち本発明は、加水分解性シリ
ル基を有する重合体（Ａ）からなることを特徴とするア
スファルト改質剤；及び上記改質剤を配合し得られるア
スファルト組成物である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、これらについて詳細に説明
する。本発明において、重合体（Ａ）は加水分解性シリ
ル基を有する重合体からなり、加水分解性シリル基とし
ては、ハロゲノシリル基、アシロシリル基、アミドシリ
ル基、アミノキシシリル基、アルケニルオキシシシリル
基、アミノシリル基、オキシムシリル基、アルコキシシ
リル基、チオアルコキシシリル基等が挙げられる。好ま
しくはアルコキシシリル基である。

【０００７】該重合体（Ａ）として好ましくは、加水分
解性シリル基を有するビニル系単量体（ａ）とオレフィ
ン、共役ジエン、ビニル芳香族、ビニルエステル、（メ
タ）アクリレートの群から選ばれるビニル系単量体
（ｂ）を必須構成単位とする共重合体である。

【０００８】（ａ）としては、ビニルシラン［ビニルメ
チルジメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビ
ニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシ
エトキシ）シラン等］、（メタ）アクリロキシアルキル
シラン［γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、
γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−ア
クリロキシプロピルトリエトキシシラン等］等の特開平
５−２５３５４号公報に記載のものが挙げられる。ま
た、末端または側鎖に１個以上のビニル基と、１個以上
の加水分解性シリル基を有するオリゴマーも包含され
る。該オリゴマーはビニル基と加水分解性シリル基との
間に、ポリウレタン鎖、ポリアミド鎖、エポキシ鎖、ポ
リエステル鎖等の比較的分子量の低い重合体を有するも
のである。これらのうち好ましいものは、（メタ）アク
リロキシアルキルシランである。

【０００９】（ｂ）としては、オレフィン［炭素数が２
〜２０のα−オレフィン等］、共役ジエン［ブタジエ
ン、イソプレン、１，３−ペンタジエン等］、ビニル芳
香族［スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン
等］、ビニルエステル［酢酸ビニル等］、］（メタ）ア
クリレート［アルキル鎖炭素数が１〜２８のアルキル
（メタ）アクリレート等（メタ）アクリレート］、（メ
タ）アクリル酸からなる群から選ばれるビニル単量体で
あり、単独でも２種以上併用してもかまわない。これら
のうち好ましいものは、オレフィン、（メタ）アクリレ
ート、（メタ）アクリル酸である。

【００１０】重合体（Ａ）中の（ａ）の含有量は通常
（ａ）と（ｂ）の合計重量に基づいて０．１〜５０重量
％、特に０．２〜２０重量％の範囲にあるとき、耐わだ
ち掘れ性、耐摩耗性耐久性の点から好ましい。

【００１１】重合体（Ａ）は（ａ）と（ｂ）とを共重合
する方法；（ａ）の重合体に（ｂ）をグラフト重合する
方法；（ｂ）の重合体に（ａ）をグラフト重合する方法
等により製造できる。アスファルトへの溶解性を考慮す
ると、共重合体中にアスファルトに溶解しないゲル等の
成分を生じない製造方法が好ましい。特に好ましくは、
（ａ）と（ｂ）とを共重合する方法；（ｂ）の重合物に
ラジカル重合連鎖移動剤存在下、有機過酸化物系ラジカ
ル重合開始剤を用いて（ａ）をグラフト重合する方法で
ある。このとき、溶剤（例えば炭素数７〜１２のノーマ
ルパラフィンやイソパラフィン；トルエン、キシレン、
ジエチルベンゼン、クロロベンゼン等の重合物を溶解さ
せるもの）、アスファルト等を使用しても良いが、重合
効率を上げるため溶剤等を使用しないのが好ましい。

【００１２】ラジカル重合連鎖移動剤の例としては、連
鎖移動定数の大きな硫黄含有連鎖移動剤である炭素数４
〜１８のアルキルメルカプタン類が望ましい。ラジカル
重合連鎖移動剤の具体例としては、ブチルメルカプタ
ン、ヘキシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ノ
ニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ウンデシルメ
ルカプタン、ドデシルメルカプタン、テトラデシルメル
カプタン、ペンタデシルメルカプタン、キサデシルメル
カプタン、ヘプタデシルメルカプタン、オクタデシルメ
ルカプタン等及びそれらのカルボン酸とのエステルが挙
げられる。ラジカル重合連鎖移動剤の使用量はグラフト
させる単量体の総重量に対して通常０．０１〜１５重量
％である。

【００１３】有機過酸化物系ラジカル重合開始剤の例と
しては、重合物の攪拌可能な粘度（通常３０万センチポ
イズ以下）になる温度以上で重合触媒として有効な半減
期を示す触媒であれば特に規定されるものではないが、
半減期が１時間で８０℃以上のものが好ましく、特に好
ましくは１００℃以上である。有機過酸化物系ラジカル
重合開始剤の具体例としては、ターシャリーブチルパー
オキシラウレート、ターシャリーブチルパーオキシアセ
テート、ターシャリーブチルオキシベンゾエト、ジクミ
ルパーオキサイド、ターシャリーブチルクミルパーオキ
サイド等の１官能型、１，１−ビス（ターシャリーブチ
ルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘサン、
２，５−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）オクタ
ン，２，２−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）オ
クタン等の２官能型が挙げられるが、１官能型が好まし
い。有機過酸化物系ラジカル重合開始剤の使用量はグラ
フトさせる単量体の総重量に対して通常０．１〜３０重
量％である。グラフト反応時の反応温度は、使用するラ
ジカル重合開始剤によるが１００〜２００℃が好まし
い。より好ましくは、１３０〜１８０℃である。

【００１４】重合体（Ａ）は、ポリスチレンを標準物質
としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー法によ
り測定した数平均分子量が１，０００〜４００，００
０、好ましくは１，５００〜３００，０００、特に好ま
しくは１，５００〜２００，０００である。数平均分子
量が１，０００未満では強度、耐流動わだち性、耐摩耗
性が悪くなる場合があり、４００，００を越えると溶解
性、接着性、流動特性が悪くなる場合がある。

【００１５】油溶性共重合体（Ａ）の形状は特に限定し
ないが、アスファルトへの溶解性を考慮すると液状、粉
末状、ペレット状、フレーク状が望ましい。また、重合
体製造時にアスファルトを用いた場合、アスファルトを
含む液状、ペレット状、フレーク状のものであってもよ
い。

【００１６】本発明で使用されるアスファルトはビチュ
ーメン類と呼ばれる主に炭化水素からなる混合系であり
具体的にはストレートアスファルト、セミブローンアス
ファルト、カットバックアスファルト等の石油アスファ
ルト；天然アスファルト；アスファルタイト等であり、
単独でも２種以上併用してもかまわない。

【００１７】本発明のアスファルト組成物はアスファル
トの重量に基づいて、改質剤である重合体（Ａ）０．１
〜５０重量％、好ましくは重合体（Ａ）０．５〜２０重
量％配合してなる組成物である。配合する重合体の合計
量が０．１重量％未満では配合による効果が出現せず、
１００重量％を越えると経済性に劣るばかりか耐久性等
にも問題を生じる。

【００１８】本発明のアスファルト組成物を製造する方
法に関しては特に限定しないが、油溶性重合物（Ａ）を
アスファルトに配合する方法、（Ａ）を予め高濃度に配
合し、これにアスファルトを加え希釈する方法等があ
る。また、本発明のアスファルト組成物は主に道路舗装
に用いるため、この場合には通常、砕石、砂利、砂等の
骨剤、タルク、クレー等の無機充填剤；硫黄、繊維等の
補強剤；ゴム、熱可塑樹脂等の高分子改質剤；軟化剤；
接着剤；カルシウム、マグネシウム、マンガン、コバル
ト、ニッケル、鉄、亜鉛、アルミニウム等の金属塩化合
物やこれら金属による過塩基性塩等を更に加えることも
可能である。なお、本アスファルト組成物が道路舗装用
以外に用途（例えば撥水剤、防水剤、接着剤、粘着剤、
シーリング剤等）に用いられる場合には、通常、骨剤や
無機充填剤は、使用されないことが多い。

【００１９】本発明においてアスファルトの性質が著し
く改善される理由は、アスファルトに該重合体を配合す
ることにより、湿気により常温でアスファルト中に架橋
物を形成するためと考えられる。この架橋は湿気がない
状態では生じないため通常用いられるイオン架橋物、パ
ーオキサイド架橋体、及び高分子熱可塑エラストマーに
比べ施工性にも優れる。

【００２０】

【実施例】より本発明を詳細に説明するが、これらの実
施例は本発明に優れた効果を示すために挙げたのであ
り、本発明はこれに限定されるものでない。なお、ゲル
パーミェションクロマトグラフは、ウォーターズ製装置
（１５０ＣＶ）及び昭和電工製カラム（Ｓｈｏｄｅｘ
ＫＦ−８０Ｍ）を用い、オルトジクロロベンゼンを展開
溶媒として試料濃度０．３重量％にて測定した。

【００２１】合成例１ プロピレン重合体（三洋化成工業製ビスコール５５０−
Ｐ）９７０ｇ、γ−メタクリロキシプロピルメトキシシ
ラン（以下ＭＰＳという）３０ｇ、ドデシルメルカプタ
ン１ｇを反応容器に仕込み、窒素ガス通気下、１７０℃
にて加熱溶解した。１時間攪拌した後、ジクミルパーオ
キサイド５ｇ加え、３０分間反応を行い重合体（試料
１）を得た。試料１の数平均分子量結果を表１に示す。

【００２２】合成例２ プロピレン重合体をエチレン重合体（三洋化成工業製サ
ンワックス１６１−Ｐ）に変更以外は合成例１と同じ方
法により重合体（試料２）を作成した。試料２の数平均
分子量結果を表１に示す。

【００２３】合成例３ プロピレン重合体をエチレン／プロピレン重合体（ユニ
ロイヤル製ＣＰ−８０）に変更以外は合成例１と同じ方
法により重合体（試料３）を作成した。試料３の数平均
分子量結果を表１に示す。

【００２４】合成例４ キシレン５００ｇを耐圧反応容器に仕込み、反応容器内
の空気を窒素ガスで置換した後、密閉状態にし１３０℃
まで加熱した。攪拌下、ラウリルメタクリレート９００
ｇ、メタクリル酸７０ｇ、ＭＰＳ３０ｇ、ターシャリブ
チルパーオキシベンゾエート１０ｇ、ドデシルメルカカ
プタン５ｇの混合物を４時間かけ適下した後、１３０℃
で１時間反応を行った。さらに常圧下１８５℃まで昇温
しながら、キシレンを留去し重合体（試料４）を得た。
試料４の数平均分子量結果を表１に示す。

【００２５】合成例５ ラウリルメタクリレートをブチルアクリレート変更以外
は合成例４と同じ方法により重合体（試料５）を作成し
た。試料５の数平均分子量結果を表１に示す。

【００２６】合成例６ ラウリルメタクリレートを２−エチルヘキシルアクリレ
ート変更以外は合成例４と同じ方法により重合体（試料
６）を作成した。試料６の数平均分子量結果を表１に示
す。

【００２７】実施例１ アスファルトの重量に基づいて、試料１を５重量％添加
し１５０℃において三段ペラー攪拌羽根付溶解そうにて
攪拌しながら溶解した。試料がアスファルトに完全に溶
解するまでの時間および１２０℃粘度を測定した。さら
に試料を溶解したアスファルト組成物を恒温恒湿器（温
度５０℃、湿度９５％）に５日入れた後、６０℃粘度を
測定した。結果を表２に示す。

【００２８】実施例２〜６ 試料２〜１０をそれぞれ用い実施例１と同じ方法にて分
散性測定、及びアスファルト組成物を作成し評価した
（実施例２〜６）。結果を同じく表２に示す。

【００２９】比較例１〜３ 比較試料１［プロピレン重合体（三洋化成工業製ビスコ
ール５５０−Ｐ）］、比較試料２［エチレン重合体（三
洋化成工業製サンワックス１６１−Ｐ）］、比較試料３
［エチレン／プロピレン重合体（ユニロイヤル製ＣＰ−
８０）］、比較試料４［スチレン／ブタジエン／スチレ
ンブロック重合体（シェル科学製クレイトンＧ１６５
７）］をそれぞれ用い実施例１と同じ方法によりアスフ
ァルト組成物を作成した。評価結果を表２に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】表２の結果から本発明の改質剤が従来品と
比較してアスファルトへの溶解性に優れ、アスファルト
組成物１２０℃粘度が低いことから作業性に優れ、また
湿気硬化後のアスファルト組成物６０℃粘度が高いため
耐流動性、耐摩耗性等が優れていることが明かである。

【００３３】

【発明の効果】本発明の効果は従来の改質剤を用いた場
合に比べ、（１）アスファルトと良好な相溶性を有する
ため、アスファルトへ容易に溶解し均一な組成物とな
り、（２）アスファルト組成物１２０℃粘度が低いこと
から作業性に優れ、（３）湿気硬化後のアスファルト組
成物６０℃粘度が高く、耐久性、耐水性、耐剥離性、強
度、耐流動わだち性、耐摩耗性に優れる、という効果を
奏す。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加水分解性シリル基を有する重合体
   （Ａ）からなることを特徴とするアスファルト改質剤。
2. 【請求項２】 該重合体（Ａ）が加水分解性シリル基を
   有するビニル系単量体（ａ）とオレフィン、共役ジエ
   ン、ビニル芳香族、ビニルエステル、（メタ）アクリレ
   ート、（メタ）アクリル酸の群から選ばれるビニル系単
   量体（ｂ）を必須構成単位とする共重合体である請求項
   １記載のアスファルト改質剤。
3. 【請求項３】 該重合体（Ａ）を構成する（ａ）の量が
   （ａ）と（ｂ）の合計重量に基づいて０．１〜５０重量
   ％である請求項１または２記載のアスファルト改質剤。
4. 【請求項４】 アスファルトに請求項１〜３のいずれか
   記載の改質剤を配合してなるアスファルト組成物。
5. 【請求項５】 アスファルトの重量に基づいて重合体
   （Ａ）を０．１〜５０重量％配合してなる請求項４記載
   のアスファルト組成物。