KR100780478B1 - Copolymerization of SBR and High cis Polybutadiene, and its Preparation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어의 제조 시 가공성 향상과 관련 있는 배합점도를 크게 낮추고 우수한 기계적 물성을 갖는 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene, and to a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a copolymer having a high mechanical properties and excellent mechanical properties. The present invention relates to a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene and a method for preparing the same.

스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체, 배합점도 Copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene

Description

스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법{Copolymerization of SBR and High cis Polybutadiene, and its Preparation} Copolymerization of styrene-butadiene polymer with high 1,4-cis polybutadiene and its preparation method {Copolymerization of SBR and High cis Polybutadiene, and its Preparation}

도 1은 실시예 1에 따른 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체의 NMR 스펙트럼 결과를 나타낸 것이다.FIG. 1 shows NMR spectrum results of a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene according to Example 1. FIG.

도 2는 실시예 2에 따른 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체의 NMR 스펙트럼 결과를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows NMR spectral results of a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene according to Example 2. FIG.

도 3은 실시예 3에 따른 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체의 NMR 스펙트럼 결과를 나타낸 것이다.3 shows NMR spectrum results of a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene according to Example 3. FIG.

본 발명은 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어의 제조 시 가공성 향상과 관련 있는 배합점도를 크게 낮추고 우수한 기계적 물성을 갖는 스티렌-부타디 엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene, and to a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a copolymer having a high mechanical properties and excellent mechanical properties. The present invention relates to a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene and a method for preparing the same.

음이온 촉매, 특히 유기 리튬을 개시제로 사용하여 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조한 예는 일본국 특개소 57-87407, 일본국 특개소 58-162605, 미국특허 제 3,281,383호 및 일본 특개소 54-15994 등에 소개되어 있다. 니오디뮴 촉매를 이용한 1,4-시스 폴리부타디엔의 제조하는 방법의 예로는 유럽특허 제 11,184호, 제 652,240호와 미국특허 제 4,260,707호와 제 5,017,539호에 개시된 방법이 있는 바, 여기에서는 니오디뮴 카르복실기염 화합물, 알킬알루미늄 화합물, 루이스산의 조합을 통해 비극성 용매 하에서 1,4-시스 폴리부타디엔이 제조되어졌다. 미국특허 제 5,428,119호에 개시된 방법은 희토류 카르복실기염과 R1AlCl2, R1 2AlCl 혹은 R1 3Al2Cl3 (R1= 탄소수가 8~12개의 알킬기)과 R2 2AlH (R2= 탄소수가 2~6개의 알킬기)를 이용한 1,4-시스 폴리부타디엔의 제조방법이 개시되어 있다. Examples of preparing a styrene-butadiene copolymer using an anion catalyst, in particular organolithium, as an initiator include Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-87407, Japanese Patent Application Laid-Open 58-162605, US Patent No. 3,281,383, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-15994. It is introduced. Examples of the method for preparing 1,4-cis polybutadiene using a niodimium catalyst include the methods disclosed in European Patent Nos. 11,184, 652,240 and US Pat. Nos. 4,260,707 and 5,017,539. 1,4-cis polybutadiene was prepared under a nonpolar solvent through a combination of a magnesium carboxyl salt compound, an alkylaluminum compound, and a Lewis acid. The process disclosed in U.S. Patent No. 5,428,119 discloses rare earth carboxyl salts with R 1 AlCl 2 , R 1 2 AlCl or R 1 3 Al 2 Cl 3 (R 1 = alkyl groups having 8 to 12 carbon atoms) and R 2 2 AlH (R 2 = A method for producing 1,4-cis polybutadiene using an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is disclosed.

한편, 트레드에 사용되는 스티렌-부타디엔 고무와 부타디엔 고무의 배합은 미국특허 제 6,815,473호 및 제 6,747,085호 등에 잘 나타나 있다. 하지만, 일반적으로 타이어 제조 시 배합기에서 스티렌-부타디엔 고무와 부타디엔 고무의 배합이 이루어진다. 이때 부타디엔 고무로 인하여 장시간 배합시간이 소요되며, 가공 상태가 불량하기 쉽다. On the other hand, the combination of styrene-butadiene rubber and butadiene rubber used in the tread is well shown in US Patent Nos. 6,815,473 and 6,747,085. In general, however, the styrene-butadiene rubber and butadiene rubber are compounded in the blender during tire production. At this time, due to the butadiene rubber takes a long time to blend, the processing state is likely to be poor.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 분자단위에서 스티렌-부타디엔 고무와 부타디엔 고무의 공유결합을 통해 새로운 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체를 제조하여 기존의 스티렌-부타디엔 고무와 부타디엔 고무의 문제점을 개선함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made efforts to solve the above problems, and as a result, the copolymer of a new styrene-butadiene polymer and a high 1,4-cis polybutadiene through a covalent bond of styrene-butadiene rubber and butadiene rubber in the molecular unit The present invention has been completed by improving the problems of the existing styrene-butadiene rubber and butadiene rubber.

따라서, 본 발명은 스티렌-부타디엔 고분자와 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a copolymer of styrene-butadiene polymer and 1,4-cis polybutadiene and a preparation method thereof.

본 발명은 스티렌-부타디엔 고분자 반복단위를 갖는 고분자부와 고 1,4-시스 폴리부타디엔 반복단위를 갖는 고분자부가 결합성 물질에 의해 결합된 공중합체를 그 특징으로 한다;The present invention features a copolymer in which a polymer portion having a styrene-butadiene polymer repeating unit and a polymer portion having a high 1,4-cis polybutadiene repeating unit are bonded by a binding material;

또한, 본 발명은 In addition, the present invention

1) 비극성 용매에서 음이온 촉매로 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하는 단계; 1) preparing a styrene-butadiene copolymer with an anionic catalyst in a nonpolar solvent;

2) 비극성 용매 하에서 희토류 유기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산, 및 유기알루미늄 화합물로 이루어지는 촉매를 이용하여 1,3-부타디엔 또는 부타디엔 유도체를 중합하여 95% 이상의 고 1,4-시스 폴리부타디엔을 제조하는 단계;2) 95% or more of high 1,4-cis polybutadiene is prepared by polymerizing a 1,3-butadiene or butadiene derivative using a catalyst composed of a rare earth organic acid salt, a Lewis acid containing halogen, and an organoaluminum compound in a nonpolar solvent. Doing;

3) 상기 1) 및 2) 단계에서 제조된 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔에 관능기가 2 이상인 결합화합물을 첨가 반응하는 단계; 및3) adding and reacting the styrene-butadiene polymer prepared in steps 1) and 2) with a binding compound having a functional group of 2 or more to high 1,4-cis polybutadiene; And

4) 상기 3) 단계에서 제조된 두 고분자를 결합 반응시키는 단계4) combining and reacting the two polymers prepared in step 3)

를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 것으로, 스티렌-부타디엔 고분자의 반복단위와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 반복단위로 이루어진 공중합체의 제조방법을 또 다른 특징으로 한다.It is represented by the formula (1) comprising a, characterized by another method for producing a copolymer consisting of repeating units of styrene-butadiene polymer and repeating units of high 1,4-cis polybutadiene.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

본 발명은 화학식 1로 표시되는 구조를 가지며 타이어의 제조 시 가공성 향상과 관련 있는 배합점도를 크게 낮추고 우수한 기계적 물성을 갖는 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a copolymer of a styrene-butadiene polymer and a high 1,4-cis polybutadiene having a structure represented by the formula (1) and having a significantly lower compounding viscosity related to improving workability in manufacturing a tire and having excellent mechanical properties. It is about.

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 공중합체를 포함한다.The present invention includes a copolymer represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

An-Q-Bm A n -QB m

상기 화학식 1에서, A는 음이온중합으로 제조되어지는 스티렌-부타디엔 고분자의 가지 반복단위(SBR)이고, B는 희토류 유기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산 및 유기알루미늄 화합물로 이루어지는 촉매를 이용하여 제조되어지는 1,3-부타디엔 또는 부타디엔 유도체를 중합하여 95% 이상의 고 1,4-시스 폴리부타디엔 고분자의 반복단위(PBD)이며, n, m은 1 ~ 5의 정수를 나타내고, Q는 결합성 물질로서, 음이온 말단 고분자 활성종 및 희토류 유기산염계로 제조된 고 1,4-시스 폴리부타디엔 고분 자 활성종에 동시에 결합 가능한 작용기가 존재하는 결합 화합물이다.In Chemical Formula 1, A is a branch repeating unit (SBR) of a styrene-butadiene polymer prepared by anionic polymerization, and B is prepared using a catalyst composed of a rare earth organic acid salt, a Lewis acid containing halogen, and an organoaluminum compound. Is a repeating unit (PBD) of 95% or more of high 1,4-cis polybutadiene polymer by polymerizing 1,3-butadiene or butadiene derivative, n and m represent an integer of 1 to 5, and Q is a binding substance. It is a binding compound in which a functional group capable of simultaneously binding to a high 1,4-cis polybutadiene polymer active species made of anionic terminal polymer active species and rare earth organic acid salts is present.

1) M-X4 의 형태를 취하는 화합물에서 M은 실리콘, 게르마늄, 주석이고, X는 할로겐 원소 중 클로라이드, 브로마이드, 아이오드이다.1) In the compound in the form of MX 4 , M is silicon, germanium and tin, and X is chloride, bromide and iodine among the halogen elements.

2) R-(NCO)n 의 형태를 취하는 화합물에서 R은 탄소수가 1 ~ 20인 알킬 및 알릴그룹이며, n은 3 이상의 정수이다. 그 중에서도, 화합물 내에 3개 이상의 이소시아네이트기를 함유하고 있는 헥실 트리이소시아네이트, 옥틸 트리이소시아네이트, 도데실 테트라이소시아네이트, 메틸렌 트리페닐 트리이소시아네이트, 1,2,5,7-테트라이소시아네이트 나프탈린, 1,3,7-트리이소시아네이트 나프탈린, 트리스-(p-이소시아네이트페닐)-티오포스페이트, 카보디이미드-이소시아네이트 환형유도체 화합물 혹은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 폴리스티릴 이소시아네이트의 고분자 형태 화합물 등이 바람직하다. 2) In the compound in the form of R- (NCO) n , R is an alkyl and allyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 3 or more. Among them, hexyl triisocyanate, octyl triisocyanate, dodecyl tetraisocyanate, methylene triphenyl triisocyanate, 1,2,5,7-tetraisocyanate naphthalin, 1,3,7 containing 3 or more isocyanate groups in the compound. Preferred are -triisocyanate naphthalin, tris- (p-isocyanatephenyl) -thiophosphate, carbodiimide-isocyanate cyclic derivative compounds or methylene diphenyl diisocyanate, high molecular compound of polystyryl isocyanate.

3)

Figure 112005074628174-pat00001
의 형태를 취하는 아실할라이드 화합물로서, n은 3 ~ 6의 정수이다. 3)
Figure 112005074628174-pat00001
As an acyl halide compound which takes the form of, n is an integer of 3-6.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크게 네 단계로 구성된다. The present invention for achieving the above object is largely composed of four steps.

첫 번째 단계는 비극성 용매에서 음이온 촉매로 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하는 단계로서, 1,3-부타디엔과 스티렌을 비극성 용매 하에서 음이온촉매를 가지고 중합 반응시킨다. 이때, 스티렌-부타디엔 공중합체에 사용되는 촉매와 용매는 다음과 같다.The first step is to prepare a styrene-butadiene copolymer with an anion catalyst in a nonpolar solvent, wherein 1,3-butadiene and styrene are polymerized with an anion catalyst under a nonpolar solvent. At this time, the catalyst and the solvent used in the styrene-butadiene copolymer are as follows.

음이온 촉매는 유기나트륨, 유기마그네슘, 유기리튬 촉매 등이 사용될 수 있다. 바람직하기로는 유기리튬 촉매로, 유기리튬 촉매로는 적어도 1 ~ 10개의 리튬원자를 결합한 탄화수소로서, 예를 들면, 에틸 리튬, 프로필 리튬, n-부틸 리튬, sec-부틸 리튬, tert-부틸 리튬, 페닐 리튬, 프로페닐 리튬, 헥실 리튬, 1,4-디리티오-n-부탄, 1,3-디(2-리티오-2-헥실)벤젠 등을 들 수가 있다. 더욱 바람직하기로는, n-부틸 리튬, sec-부틸 리튬이다. 상기 유기리튬 촉매는, 1종 뿐 아니라 2종 이상의 혼합물로서도 사용 가능하다. 상기 유기리튬 촉매의 사용량은 생성 중합체의 목표 분자량에도 따르지만, 단량체 100 g당 0.1 ~ 5 밀리몰, 바람직하기는 0.3 ~ 4 밀리몰이 좋다. 이때, 유기리튬 촉매 량이 0.1 밀리몰 미만일 경우에는 중합반응이 일어나지 않고, 거대분자량을 가지는 고분자가 중합되는 문제가 있고, 5 밀리몰을 초과하면 저분자량의 중합체가 생성되는 문제점이 있다.As the anion catalyst, an organic sodium, organomagnesium, organolithium catalyst, or the like can be used. Preferably it is an organolithium catalyst, and as an organolithium catalyst, it is a hydrocarbon which couple | bonded with at least 1-10 lithium atoms, For example, ethyl lithium, propyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, tert- butyl lithium, Phenyl lithium, propenyl lithium, hexyl lithium, 1,4-dirithio-n-butane, 1,3-di (2-lithio-2-hexyl) benzene, and the like. More preferably, they are n-butyl lithium and sec-butyl lithium. The organolithium catalyst can be used not only as one kind but also as a mixture of two or more kinds. The amount of the organolithium catalyst used depends on the target molecular weight of the resulting polymer, but is preferably 0.1 to 5 mmol, preferably 0.3 to 4 mmol per 100 g of the monomer. At this time, when the amount of the organic lithium catalyst is less than 0.1 mmol, the polymerization reaction does not occur, and there is a problem that a polymer having a macromolecular weight is polymerized. When the amount of the organic lithium catalyst exceeds 5 mmol, there is a problem that a low molecular weight polymer is produced.

중합에 사용되는 비극성 용매로는, 부탄, 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸세클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등을 들 수가 있으며, 특히 바람직하기로는 헥산, 헵탄, 시클로헥산 등이다. 이는 단량체 1 중량부당, 1 ~ 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 용매가 1 중량부 미만일 경우에는 중합중 높은 용액점도의 고분자가 중합되는 문제가 있고, 20 중량부를 초과하면 계 내의 고분자의 수득율이 낮아지는 문제가 있다.Non-polar solvents used for the polymerization include butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene, Xylene etc. are mentioned, Especially preferably, hexane, heptane, cyclohexane, etc. are mentioned. It is preferable to use 1 to 20 parts by weight per 1 part by weight of the monomer. At this time, when the solvent is less than 1 part by weight, there is a problem that a high solution viscosity polymer is polymerized during the polymerization, and when it exceeds 20 parts by weight, the yield of the polymer in the system is low.

두 번째 단계는 비극성 용매 하에서 희토류 유기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산 및 유기알루미늄 화합물로 이루어지는 촉매를 이용하여 1,3-부타디엔 또는 부타디엔 유도체를 중합하여 95% 이상의 고 1,4-시스 폴리부타디엔을 제조하는 단계로서, 희토류 유기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산 및 유기알루미늄 화합물을 일정비율 혼합하여 이루어진 지글러-나타 촉매로 1,3-부타디엔 또는 부타디엔 유도체를 중합 반응시켜 95% 이상의 고 1,4-시스 폴리부타디엔을 제조한다. The second step is to polymerize 1,3-butadiene or butadiene derivatives using a catalyst consisting of rare earth organic acid salts, halogen-containing Lewis acids and organoaluminum compounds in a non-polar solvent to produce at least 95% high 1,4-cis polybutadiene. In the preparing step, a 1,3-butadiene or butadiene derivative is polymerized with a Ziegler-Natta catalyst formed by mixing a rare earth organic acid salt, a Lewis acid containing a halogen, and an organoaluminum compound in a predetermined ratio to obtain 95% or more of high 1,4- Cis polybutadiene is prepared.

상기 희토류 유기산염으로는 비극성 용매에 용해도가 높은 카르복실기를 리간드로 가지는 화합물로 카르복실기가 함유하는 탄소수 8 ~ 20개인 화합물이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면 니오디뮴버스테이트, 니오디뮴옥토에이트, 니오디뮴 나프테네이트 등이 있다. As the rare earth organic acid salt, a compound having a carboxyl group having a high solubility in a nonpolar solvent as a ligand and having 8 to 20 carbon atoms in the carboxyl group is preferable. Specifically, for example, niodymium vertate, niodymium octoate, niodymium naphthenate and the like.

상기 할로겐을 함유하는 루이스산은 알루미늄할로겐 화합물(AlXnR1 3-n(R1은 탄소원자수 1 ~ 10인 알킬, 아릴, 또는 수소원자, X = F, Cl, Br, I, n = 3), 혹은 유사형태의 보론할로겐, 실리콘할로겐, 주석할로겐, 티타늄할로겐 등과 같은 무기할로겐 화합물 및 t-부틸 클로라이드와 같은 유기할로겐 화합물 등이다.The halogen-containing Lewis acid is an aluminum halogen compound (AlX n R 1 3-n (R 1 is alkyl, aryl, or hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms, X = F, Cl, Br, I, n = 3) Or inorganic halogen compounds such as boronhalogen, silicon halogen, tin halogen, titanium halogen, and the like, and organic halogen compounds such as t-butyl chloride.

또한, 상기 유기알루미늄 화합물로는 대표적으로 알킬알루미늄 화합물로 AlR2 3(R2는 탄소수가 1 ~ 10개인 알킬, 아릴, 또는 수소원자)으로 표시되며, 구체적으로 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리헥실알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드 등이 바람직하고, 알킬리튬이나 알킬마그네슘도 대체 가능하다.In addition, the organoaluminum compound is typically an alkylaluminum compound represented by AlR 2 3 (R 2 is an alkyl, aryl, or hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms), specifically trimethylaluminum, triethylaluminum, and tripropyl. Aluminum, tributylaluminum, triisobutylaluminum, trihexyl aluminum, diisobutylaluminum hydride, etc. are preferable, and alkyl lithium and alkylmagnesium are also replaceable.

이러한 상기 세 가지 촉매 성분을 일정비율 혼합하여 사용하는데, 희토류 유 기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산 및 유기알루미늄 화합물을 1:1~10:5~40의 몰비로 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면 고분자의 중합반응이 일어나지 않거나 95% 이하의 Cis함량을 가지는 1,4-시스 폴리부타디엔이 중합되기도 하는 문제가 있다.Although these three catalyst components are used in a constant ratio mixture, it is preferable to mix rare earth organic acid salts, Lewis acids containing halogens, and organoaluminum compounds in a molar ratio of 1: 1 to 10: 5 to 40. Outside the above range, there is a problem that the polymerization of the polymer does not occur or 1,4-cis polybutadiene having a Cis content of 95% or less is polymerized.

한편, 이 단계에서 사용되는 중합 용매는 산소와 물이 제거된 상태에서 사용되어야 하는 바, 시클로헥산, 헥산, 헵탄 및 톨루엔과 같은 비극성 용매가 좋다. 이때, 사용되는 비극성용매로는 알리파틱 탄화수소, 예를 들면, 부탄, 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄 등이 있고 시클로알리파틱 용매로는 예를 들면, 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등이 있고, 방향족 탄화수소로는, 예를 들면 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 그리고 크실렌 등이 있다. 산소와 물이 제거된 상태에서 사용되어야 1,3-부타디엔 중합에 바로 이용할 수 있다. 이때, 중합용매 량은 단량체 1 중량부에 대하여 1 ~ 20 중량부가 바람직하며, 만일 1 중량부 미만일 경우에는 중합중 높은 용액점도로 인한 문제가 있고, 20 중량부 초과시에는 계 내의 고분자의 수득율이 낮아지는 한 문제가 있다.On the other hand, the polymerization solvent used in this step should be used in the state of removing oxygen and water, non-polar solvents such as cyclohexane, hexane, heptane and toluene is preferred. At this time, the nonpolar solvents used are aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, isooctane, and the like, and cycloaliphatic solvents include cyclopentane, methylcyclopentane, Cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane and the like, and aromatic hydrocarbons include, for example, benzene, toluene, ethylbenzene and xylene. It can be used directly for 1,3-butadiene polymerization only when oxygen and water are removed. At this time, the amount of the polymerization solvent is preferably 1 to 20 parts by weight based on 1 part by weight of the monomer, and if less than 1 part by weight, there is a problem due to the high solution viscosity during the polymerization, when more than 20 parts by weight the yield of the polymer in the system is low There is a problem.

세 번째 단계는 관능기가 2 이상인 결합성 물질을 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔에 첨가 반응하는 단계로서, 2종 이상의 관능기를 갖는 실리콘족 할로겐 화합물, 이소시아네이트 화합물 또는 아실할라이드 화합물을 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔에 첨가한다.The third step is a step of adding and reacting a binding material having two or more functional groups to the styrene-butadiene polymer and the high 1,4-cis polybutadiene, and is a silicone group halogen compound, an isocyanate compound or an acyl halide compound having two or more functional groups. It is added to styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene.

상기 실리콘족 할로겐 화합물은 다음 화학식 2로 표시된 화합물이다.The silicon group halogen compound is a compound represented by the following formula (2).

M-X4 MX 4

상기 화학식 2에서 M은 실리콘, 게르마늄, 주석이고, X는 할로겐 원소 중 클로라이드, 브로마이드, 아이오드이다.In Formula 2, M is silicon, germanium, and tin, and X is chloride, bromide, or iodine in a halogen element.

상기 이소시아네이트 화합물은 다음 화학식 3으로 표시된 화합물이다.The isocyanate compound is a compound represented by the following formula (3).

R-(NCO)n R- (NCO) n

상기 화학식 3에서, R은 탄소수가 1 ~ 20인 알킬 및 알릴그룹이며, n은 3 이상의 정수이다.In Formula 3, R is an alkyl and allyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 3 or more.

그 중에서도, 화합물 내에 3개 이상의 이소시아네이트기를 함유하고 있는 헥실 트리이소시아네이트, 옥틸 트리이소시아네이트, 도데실 테트라이소시아네이트, 메틸렌 트리페닐 트리이소시아네이트, 1,2,5,7-테트라이소시아네이트 나프탈린, 1,3,7-트리이소시아네이트 나프탈린, 트리스-(p-이소시아네이트페닐)-티오포스페이트, 카보디이미드-이소시아네이트 환형유도체 화합물 혹은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 폴리스티릴 이소시아네이트의 고분자 형태 화합물 등을 들 수 있다. Among them, hexyl triisocyanate, octyl triisocyanate, dodecyl tetraisocyanate, methylene triphenyl triisocyanate, 1,2,5,7-tetraisocyanate naphthalin, 1,3,7 containing 3 or more isocyanate groups in the compound. -Triisocyanate naphthalin, tris- (p-isocyanatephenyl) -thiophosphate, a carbodiimide-isocyanate cyclic derivative compound, a high molecular form compound of methylene diphenyl diisocyanate, polystyryl isocyanate, etc. are mentioned.

상기 아실할라이드 화합물은 다음 화학식 4로 표시되는 화합물로서, 투입양은 폴리부타디엔 고분자 100 g당 0.1 ~ 5.0 g이 효과적이다.The acyl halide compound is a compound represented by the following formula (4), the amount of the injection is effective 0.1 to 5.0 g per 100 g of polybutadiene polymer.

Figure 112005074628174-pat00002
Figure 112005074628174-pat00002

상기 화학식 4에서, n은 3 ~ 6의 정수이다. In Formula 4, n is an integer of 3 to 6.

마지막 단계는 상기 두 고분자를 결합 반응시키는 단계로서, 상기 실리콘족 할로겐 화합물, 이소시아네이트 화합물 또는 아실할라이드 화합물으로 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔을 공유 결합시킨다.The final step is the step of coupling the two polymers, and covalently linking the styrene-butadiene polymer and the high 1,4-cis polybutadiene with the silicon group halogen compound, the isocyanate compound or the acyl halide compound.

반응 후 생성물은 반응정지제(폴리옥시에틸렌글리콜에테르유기인산)와 2,6-디-t-부틸파라크레졸을 첨가한 후 메틸알콜이나 에틸알콜에 침전시켜 얻는다.After the reaction, the product is obtained by adding a reaction terminator (polyoxyethylene glycol ether organic phosphoric acid) and 2,6-di-t-butyl paracresol, followed by precipitation in methyl alcohol or ethyl alcohol.

상기와 같은 방법에 따라 1,4-시스 폴리부타디엔의 분자량 및 분자량 분포도를 조절하는 경우 평균무게분자량은 100,000 ∼ 5,000,000까지 조절될 수 있고, 분자량 분포는 2.5 ∼ 7.5까지 조절될 수가 있으며, 무니점도(ML1+4, 100 ℃)는 10 ∼ 150 정도를 얻을 수 있다.When adjusting the molecular weight and molecular weight distribution of 1,4-cis polybutadiene according to the above method, the average weight molecular weight can be adjusted to 100,000 to 5,000,000, the molecular weight distribution can be adjusted to 2.5 to 7.5, the Mooney viscosity ( ML1 + 4, 100 degreeC) can obtain about 10-150 degree.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.

실시예 1Example 1

(1) 10 리터의 스테인레스 스틸 중합 반응기를 세척 및 건조 후에 건조한 질소로 환류시켰다. 그 후에, 675 g의 1,3-부타디엔, 225 g의 스티렌, 5400 g의 시클로헥산 용매, 테트라 하이드로퓨란(THF) 178 g 및 n-부틸리튬(0.5몰 시클로헥산 용액) 3.8 밀리몰을 반응 용기에 주입하였다. 중합의 시작은 37 ℃에서 행하여, 이후 1시간동안 내용물을 교반시켰다. (1) A 10 liter stainless steel polymerization reactor was refluxed with dry nitrogen after washing and drying. Thereafter, 675 g of 1,3-butadiene, 225 g of styrene, 5400 g of cyclohexane solvent, 178 g of tetrahydrofuran (THF) and 3.8 mmol of n-butyllithium (0.5 mol cyclohexane solution) were added to the reaction vessel. Injected. The polymerization was started at 37 ° C., and the contents were stirred for 1 hour.

(2) 반응에 사용된 지글러-나타 촉매는 니오디뮴버스테이트(1.0% 시클로헥산 용액), 염화디에틸알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드(15% n-헥산용액) 이며, 각 촉매의 몰비는 1:3:30이며, 단량체분자 100 g당 1.0 × 10-4 몰의 니오디뮴 촉매를 사용하였다. 이때 중합용매는 단량체 함량에 대하여 5배이다. 10-L 압력유리반응기에 질소를 충분히 불어 넣어준 후 시클로헥산 중합용매, 단량체인 부타디엔(500 g), 염화디에틸알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드를 정해진 양만큼 가하고 40 ℃에서 30분간 숙성한 다음, 니오디뮴버스테이트를 가한 후 2시간 반응시켰다.(2) The Ziegler-Natta catalysts used in the reaction are niodymium vertate (1.0% cyclohexane solution), diethylaluminum chloride and diisobutylaluminum hydride (15% n-hexane solution), and the molar ratio of each catalyst. Is 1: 3: 30, and 1.0 × 10 -4 mole of niodymium catalyst was used per 100 g of monomer molecules. At this time, the polymerization solvent is 5 times the monomer content. After nitrogen was sufficiently blown into a 10-L pressure glass reactor, cyclohexane polymerization solvent, monomer butadiene (500 g), diethylaluminum chloride and diisobutylaluminum hydride were added in a predetermined amount and aged at 40 ° C for 30 minutes. Next, the reaction was carried out for 2 hours after adding niodymium vertate.

(3) 상기 중합물 (1)과 (2)를 1번 반응기에서 60 ℃에서 1시간 교반하였다. 결합화합물로 사염화주석(3.9 mmol)을 사용하여, 중합 반응하였다. (3) The above polymers (1) and (2) were stirred in reactor 1 at 60 ° C for 1 hour. Polymerization was carried out using tin tetrachloride (3.9 mmol) as the binding compound.

반응 후 산화방지제로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 반응종결제로 폴리옥시에틸렌 포스페이트 및 에탄올을 가하여 반응을 종결하여 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체를 제조하였다. 공중합체의 미세구조의 NMR 분석결과는 도 1과 같다.After the reaction, 2,6-di-t-butylparacresol as an antioxidant and polyoxyethylene phosphate and ethanol were added as a reaction terminator to terminate the reaction to prepare a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene. It was. NMR analysis of the microstructure of the copolymer is shown in FIG.

실시예 2Example 2

(1) 10 리터의 스테인레스 스틸 중합 반응기를 세척 및 건조 후에 건조한 질소로 환류시켰다. 그 후에, 675 g의 1,3-부타디엔, 225 g의 스티렌, 5400 g의 시클로헥산 용매, 테트라 하이드로퓨란(THF) 178 g 및 n-부틸리튬 (0.5몰 시클로헥산 용액) 3.8 밀리몰을 반응 용기에 주입하였다. 중합의 시작은 37 ℃에서 행하여, 이후 1시간동안 내용물을 교반시켰다. (1) A 10 liter stainless steel polymerization reactor was refluxed with dry nitrogen after washing and drying. Thereafter, 675 g of 1,3-butadiene, 225 g of styrene, 5400 g of cyclohexane solvent, 178 g of tetrahydrofuran (THF) and 3.8 mmol of n-butyllithium (0.5 mole cyclohexane solution) were added to the reaction vessel. Injected. The polymerization was started at 37 ° C., and the contents were stirred for 1 hour.

(2) 반응에 사용된 지글러-나타 촉매는 니오디뮴버스테이트(1.0% 시클로헥산 용액), 염화디에틸알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드(15% n-헥산용액) 이며, 각 촉매의 몰비는 1:3:30이며, 단량체 분자 100 g당 1.0 × 10-4 몰의 니오디뮴촉매를 사용하였다. 이때 중합용매는 단량체 함량에 대하여 5배이다. 10-L 압력유리반응기에 질소를 충분히 불어 넣어준 후 시클로헥산 중합용매, 단량체인 부타디엔(500 g), 염화디에틸알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드를 정해진 양만큼 가하고 40 ℃에서 30분간 숙성한 다음, 니오디뮴버스테이트를 가한 후 2시간 반응시켰다. (2) The Ziegler-Natta catalysts used in the reaction are niodymium vertate (1.0% cyclohexane solution), diethylaluminum chloride and diisobutylaluminum hydride (15% n-hexane solution), and the molar ratio of each catalyst. Is 1: 3: 30, and 1.0 x 10 -4 mole of niodymium catalyst was used per 100 g of monomer molecules. At this time, the polymerization solvent is 5 times the monomer content. After nitrogen was sufficiently blown into a 10-L pressure glass reactor, cyclohexane polymerization solvent, monomer butadiene (500 g), diethylaluminum chloride and diisobutylaluminum hydride were added in a predetermined amount and aged at 40 ° C for 30 minutes. Next, the reaction was carried out for 2 hours after adding niodymium vertate.

(3) 상기 중합물 (1)과 (2)를 1번 반응기에서 60 ℃에서 1시간 교반하였다. 결합화합물로 메틸렌디이소시아네이트(3.9 mmol)를 사용하여 중합 반응하였다. (3) The above polymers (1) and (2) were stirred in reactor 1 at 60 ° C for 1 hour. Polymerization was carried out using methylene diisocyanate (3.9 mmol) as the binding compound.

반응 후 산화방지제로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 반응종결제로 폴리옥시에틸렌 포스페이트 및 에탄올을 가하여 반응을 종결하여 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체를 제조하였다. 공중합체의 미세구조의 NMR 분석결과는 도 2와 같다.After the reaction, 2,6-di-t-butylparacresol as an antioxidant and polyoxyethylene phosphate and ethanol were added as a reaction terminator to terminate the reaction to prepare a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene. It was. NMR analysis of the microstructure of the copolymer is shown in FIG.

실시예 3Example 3

(1) 10 리터의 스테인레스 스틸 중합 반응기를 세척 및 건조 후에 건조한 질소로 환류시켰다. 그 후에, 675 g의 1,3-부타디엔, 225 g의 스티렌, 5400 g의 시클로헥산 용매, 테트라 하이드로퓨란(THF) 178 g 및 n-부틸리튬 (0.5몰 시클로헥산 용액) 3.8 밀리몰을 반응 용기에 주입하였다. 중합의 시작은 37 ℃에서 행하여, 이후 1시간동안 내용물을 교반시켰다. (1) A 10 liter stainless steel polymerization reactor was refluxed with dry nitrogen after washing and drying. Thereafter, 675 g of 1,3-butadiene, 225 g of styrene, 5400 g of cyclohexane solvent, 178 g of tetrahydrofuran (THF) and 3.8 mmol of n-butyllithium (0.5 mole cyclohexane solution) were added to the reaction vessel. Injected. The polymerization was started at 37 ° C., and the contents were stirred for 1 hour.

(2) 반응에 사용된 지글러-나타 촉매는 니오디뮴버스테이트(1.0% 시클로헥산 용액), 염화디에틸알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드(15% n-헥산용액) 이며, 각 촉매의 몰비는 1:3:30이며, 단량체 분자 100 g당 1.0 × 10-4 몰의 니오디뮴촉매를 사용하였다. 이때 중합용매는 단량체 함량에 대하여 5배이다. 10-L 압력유리반응기에 질소를 충분히 불어 넣어준 후 시클로헥산 중합용매, 단량체인 부타디엔(500 g), 염화디에틸알루미늄 및 디이소부틸알루미늄하이드라이드를 정해진 양만큼 가하고 40 ℃에서 30분간 숙성한 다음, 니오디뮴버스테이트를 가한 후 2시간 반응시켰다. (2) The Ziegler-Natta catalysts used in the reaction are niodymium vertate (1.0% cyclohexane solution), diethylaluminum chloride and diisobutylaluminum hydride (15% n-hexane solution), and the molar ratio of each catalyst. Is 1: 3: 30, and 1.0 x 10 -4 mole of niodymium catalyst was used per 100 g of monomer molecules. At this time, the polymerization solvent is 5 times the monomer content. After nitrogen was sufficiently blown into a 10-L pressure glass reactor, cyclohexane polymerization solvent, monomer butadiene (500 g), diethylaluminum chloride and diisobutylaluminum hydride were added in a predetermined amount and aged at 40 ° C for 30 minutes. Next, the reaction was carried out for 2 hours after adding niodymium vertate.

(3) 상기 중합물 (1)과 (2)를 1번 반응기에서 60 ℃에서 1시간 교반하였다. 결합화합물로 트리아실클로로벤젠(3.9 mmol)을 사용하여, 중합 반응하였다. (3) The above polymers (1) and (2) were stirred in reactor 1 at 60 ° C for 1 hour. Triacylchlorobenzene (3.9 mmol) was used as the binding compound and the polymerization reaction was carried out.

반응 후 산화방지제로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 반응종결제로 폴리옥시에틸렌 포스페이트 및 에탄올을 가하여 반응을 종결하여 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체를 제조하였다. 공중합체의 미세구조의 NMR 분석결과는 도 3과 같다.After the reaction, 2,6-di-t-butylparacresol as an antioxidant and polyoxyethylene phosphate and ethanol were added as a reaction terminator to terminate the reaction to prepare a copolymer of styrene-butadiene polymer and high 1,4-cis polybutadiene. It was. NMR analysis of the microstructure of the copolymer is shown in FIG.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에서 제조한 스티렌-부타디엔과 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체(165 g), 아연산(6.6 g), 스테아린산(3.3 g), 실리카(82. 7g), Si69(6.6 g), A#2 오일(30.6g), 산화방지제(3.3 g)를 500cc의 lab mixer를 이용하여 120 ℃에서 5분간 섞었다. Copolymer of styrene-butadiene and high 1,4-cis polybutadiene prepared in Example 1 (165 g), zinc acid (6.6 g), stearic acid (3.3 g), silica (82.7 g), Si69 (6.6 g), A # 2 oil (30.6 g), antioxidant (3.3 g) was mixed for 5 minutes at 120 ℃ using a 500cc lab mixer.

실시예Example 5 5

상기 실시예 2에서 제조한 스티렌-부타디엔과 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체(165 g), 아연산(6.6 g), 스테아린산(3.3 g), 실리카(82. 7g), Si69(6.6 g), A#2 오일(30.6g), 산화방지제(3.3 g)를 각각 500cc의 lab mixer를 이용하여 120 ℃에서 5분간 섞었다. Copolymer of styrene-butadiene and high 1,4-cis polybutadiene prepared in Example 2 (165 g), zinc acid (6.6 g), stearic acid (3.3 g), silica (82.7 g), Si69 (6.6 g), A # 2 oil (30.6 g) and antioxidant (3.3 g) were mixed at 120 ° C. for 5 minutes using a 500 cc lab mixer.

비교예 1Comparative Example 1

오일이 함유된 스티렌-부타디엔 고무(83 g)와 부타디엔 고무(114 g), 아연산(6.6 g), 스테아린산(3.3 g), 실리카(82. 7g), Si69(6.6 g), 산화방지제(3.3 g)를 500cc의 lab mixer를 이용하여 120 ℃에서 5분간 섞었다. Styrene-butadiene rubber with oil (83 g) and butadiene rubber (114 g), zinc acid (6.6 g), stearic acid (3.3 g), silica (82.7 g), Si69 (6.6 g), antioxidant (3.3 g) was mixed for 5 minutes at 120 ℃ using a 500cc lab mixer.

비교예 2Comparative Example 2

오일이 함유된 스티렌-부타디엔 고무(83g)와 부타디엔 고무(114 g), 아연산(6.6 g), 스테아린산(3.3 g), 실리카(82. 7g), Si69(6.6 g), 산화방지제(3.3 g)를 500cc의 lab mixer를 이용하여 120 ℃에서 5분간 섞었다. Styrene-butadiene rubber with oil (83 g) and butadiene rubber (114 g), zinc acid (6.6 g), stearic acid (3.3 g), silica (82.7 g), Si69 (6.6 g), antioxidant (3.3 g) ) Was mixed at 120 ° C. for 5 minutes using a 500cc lab mixer.

실시예Example n-BuLi 농도 (mmol)n-BuLi concentration (mmol) 결합화합물Binding compound 결합화합물 농도(mmol)Binding Compound Concentration (mmol) Nd농도 (mol)Nd concentration (mol) 몰비율* (Nd/Cl/Al)Molar ratio * (Nd / Cl / Al) 1One 3.83.8 사염화주석Tin tetrachloride 3.93.9 1.0 ×10-4 1.0 × 10 -4 1:3.0:301: 3.0: 30 22 3.83.8 메틸렌디이소시아네이트Methylene diisocyanate 3.93.9 1.0 ×10-4 1.0 × 10 -4 1:3.0:301: 3.0: 30 33 3.83.8 트리아실클로로벤젠Triacylchlorobenzene 3.93.9 1.0 ×10-4 1.0 × 10 -4 1:3.0:301: 3.0: 30 * 니오디뮴버스테이트/염화디에틸알루미늄/디이소부틸알루미늄하이드라이드 * Niodymium Burstate / Diethyl Aluminum Chloride / Diisobutyl Aluminum Hydride

실시예Example Mw(2) Mw (2) 무니점도(3) (ML@1+4, 100℃)Mooney viscosity (3) (ML @ 1 + 4, 100 ℃) 스티렌 함량(%)(1) Styrene Content (%) (1) 비닐함량 (%)(1) Vinyl content (%) (1) 분자량 분포도(2) Molecular Weight Distribution (2) 수율(%)yield(%) 1 One 302,000302,000 3030 1313 2121 4.54.5 9292 2 2 395,000395,000 4141 1313 2222 5.15.1 9393 3 3 495,000495,000 5555 1212 18 18 4.94.9 9393

비교예Comparative example 커플링율 (%)Coupling Rate (%) 커플링 수Coupling Number Mw(2) Mw (2) 무늬점도 (ML@1+4 100℃)Pattern Viscosity (ML @ 1 + 4 100 ℃) 스티렌 함량(%)Styrene Content (%) 비닐함량 (%)(1) Vinyl content (%) (1) 분자량 분포도(2) Molecular Weight Distribution (2) 1One 5151 3.83.8 630,000630,000 4949 3030 3434 2.182.18 22 5050 3.73.7 620,000620,000 4343 2525 6262 2.202.20

(1) H-NMR(nuclear magnetic resonance)을 이용하여 측정 : 분자 미세구조 측정(스티렌 및 비닐함량).(1) Measurement using nuclear magnetic resonance (H-NMR): Molecular microstructure measurement (styrene and vinyl content).

(2) GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하여 측정 : 분자량(Mw), 분자량 분포도 측정, 커플링율, 커플링수 측정.(2) Measurement using gel permeation chromatography (GPC): molecular weight (Mw), molecular weight distribution measurement, coupling rate, number of couplings.

(3) 고무의 무니점도는 무니점도계를 이용하여 측정. (3) The Mooney viscosity of the rubber is measured using a Mooney viscometer.

시험예: 물성 확인Test Example: Checking Properties

[물성 측정방법][Measurement of physical properties]

경도는 SHORE-A 경도기를 이용하여 측정하였으며, 또한 고무 가공성 측정장비인 RPA(rubber process analyzer)를 통하여 배합 가공성을 측정하였다. 배합고무의 인장강도, 300% 모듈러스 및 신장률은 ASTM 3189 Method B 방법에 준하여 만능시험기(UTM:universal test machine)를 이용하여 측정한 결과를 다음 표 4에 나타내었다. Hardness was measured using a SHORE-A hardness tester, and the blendability was also measured through a rubber process analyzer (RPA). Tensile strength, 300% modulus and elongation of the compounded rubber were measured using a universal test machine (UTM) according to the ASTM 3189 Method B method.

시험항목Test Items 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 비교예1 Comparative Example 1 비교예2Comparative Example 2 무니점도(100℃)Mooney viscosity (100 ℃) 30.030.0 41.041.0 49.049.0 43.043.0 가류특성 (145 ℃)Vulcanization Characteristics (145 ℃) ML(kgfㆍcm)ML (kgfcm) 1.11.1 1.21.2 3.03.0 2.92.9 MH(kgfㆍcm)MH (kgfcm) 12.912.9 13.013.0 19.119.1 18.518.5 T50(min)T50 (min) 17.117.1 17.217.2 17.417.4 18.718.7 T90(min)T90 (min) 20.720.7 20.920.9 19.919.9 22.122.1 배합무니점도(100 ℃)Compounded Mooney Viscosity (100 ℃) 42.342.3 52.752.7 95.395.3 90.290.2 인장특성Tensile Properties 강도 (Shore A)Strength (Shore A) 6161 6262 6363 6262 300%-모둘러스 (kgf/cm2)300% -modulus (kgf / cm 2 ) 5353 7070 6565 6868 인장강도 (kgf/cm2)Tensile Strength (kgf / cm 2 ) 108108 137137 129129 120120 신율(%)% Elongation 527527 539539 493493 395395

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예의 경우 매우 낮은 배합무니점도를 가지고 있으면서, 비교예와 동등 이상의 인장강도 결과를 나타내었다. As shown in Table 4, in the case of the Example has a very low compounded Mooney viscosity, the tensile strength results equivalent to or greater than the comparative example.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 스티렌-부타디엔 과 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 공중합체는 스티렌-부타디엔과 부타디엔 고무의 블랜드시 발생하는 문제점(부타디엔 고무의 경우 잘 섞이지 않아 배합시 어려움)이 있었으나, 배합점도가 높은 점을 극복하여, 우수한 가공성 및 인장물성을 나타내어 타이어 트레드 배합 시 유용하게 사용하리라 기대된다.As described in detail above, the copolymer of styrene-butadiene and high 1,4-cis polybutadiene prepared according to the present invention is a problem that occurs when blending styrene-butadiene and butadiene rubber (butadiene rubber does not mix well It is difficult to achieve, but it is expected to be useful in the tire tread compounding by overcoming the high viscosity and exhibiting excellent processability and tensile properties.

Claims (19)

삭제delete 스티렌-부타디엔 고분자 반복단위를 갖는 고분자부와 고 1,4-시스 폴리부타디엔 반복단위를 갖는 고분자부가 결합성 물질에 의해 결합된, 다음 화학식 1로 표시되는 것임을 특징으로 하는 공중합체;A polymer part having a styrene-butadiene polymer repeating unit and a polymer part having a high 1,4-cis polybutadiene repeating unit bonded by a binding material, wherein the copolymer is represented by the following Chemical Formula 1; [화학식 1][Formula 1] An-Q-Bm A n -QB m 상기 화학식 1에서, A는 음이온중합으로 제조되어지는 스티렌-부타디엔 고분자의 가지 반복단위(SBR)이고, B는 희토류 유기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산 및 유기알루미늄 화합물로 이루어지는 촉매를 이용하여 제조되어지는 1,3-부타디엔 또는 부타디엔 유도체를 중합하여 95% 이상의 고 1,4-시스 폴리부타디엔 고분자의 반복단위(PBD)이며, n, m은 1 ~ 5의 정수를 나타내고, Q는 결합성 물질이다. In Chemical Formula 1, A is a branch repeating unit (SBR) of a styrene-butadiene polymer prepared by anionic polymerization, and B is prepared using a catalyst composed of a rare earth organic acid salt, a Lewis acid containing halogen, and an organoaluminum compound. Is a repeating unit (PBD) of 95% or more high 1,4-cis polybutadiene polymer by polymerizing 1,3-butadiene or butadiene derivative, n and m represent an integer of 1 to 5, and Q is a binding substance. . 제 2 항에 있어서, 상기 결합성 물질은 2종 이상의 관능기가 결합된 실리콘족 할로겐 화합물, 이소시아네이트 화합물 또는 아실클로라이드 화합물인 것을 특징으로 하는 공중합체.The copolymer according to claim 2, wherein the binding material is a silicon group halogen compound, an isocyanate compound or an acyl chloride compound having two or more functional groups bonded thereto. 제 3 항에 있어서, 상기 실리콘족 화합물은 다음 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 공중합체;The method of claim 3, wherein the silicon compound is a copolymer, characterized in that the compound represented by the formula (2); [화학식 2][Formula 2] M-X4 MX 4 상기 화학식 2에서 M은 실리콘, 게르마늄 또는 주석이고, X는 할로겐 원소 중 클로라이드, 브로마이드 또는 아이오드이다.In Formula 2, M is silicon, germanium or tin, and X is chloride, bromide or iodine in a halogen element. 제 3 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 다음 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 공중합체;The copolymer according to claim 3, wherein the isocyanate compound is a compound represented by the following Formula 3; [화학식 3][Formula 3] R-(NCO)n R- (NCO) n 상기 화학식 3에서, R은 탄소수가 1 ~ 20인 알킬 또는 알릴그룹이며, n은 3 이상의 정수이다.In Formula 3, R is an alkyl or allyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 3 or more. 제 5 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 헥실 트리이소시아네이트, 옥틸 트리이소시아네이트, 도데실 테트라이소시아네이트, 메틸렌 트리페닐 트리이소시아네이트, 1,2,5,7-테트라이소시아네이트 나프탈린, 1,3,7-트리이소시아네이트 나프탈린, 트리스-(p-이소시아네이트페닐)-티오포스페이트, 카보디이미드-이소시아네이트 환형유도체 화합물 혹은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 폴리스티릴 이소시아네이트의 고분자 형태 화합물인 것을 특징으로 하는 공중합체.The method of claim 5, wherein the isocyanate compound is hexyl triisocyanate, octyl triisocyanate, dodecyl tetraisocyanate, methylene triphenyl triisocyanate, 1,2,5,7-tetraisocyanate naphthalin, 1,3,7-triisocyanate A copolymer characterized in that it is a high molecular compound of naphthalin, tris- (p-isocyanatephenyl) -thiophosphate, carbodiimide-isocyanate cyclic derivative compound or methylene diphenyl diisocyanate and polystyryl isocyanate. 제 3 항에 있어서, 상기 아실 클로라이드 화합물은 다음 화학식 4로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 공중합체;The method of claim 3, wherein the acyl chloride compound is a copolymer characterized in that the compound represented by the following formula (4); [화학식 4][Formula 4]
Figure 112007017562327-pat00003
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상기 화학식 4에서, n은 3 ~ 6의 정수이다.In Formula 4, n is an integer of 3 to 6.
1) 비극성 용매에서 음이온 촉매로 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하는 단계; 1) preparing a styrene-butadiene copolymer with an anionic catalyst in a nonpolar solvent; 2) 비극성 용매 하에서 희토류 유기산염, 할로겐을 함유하는 루이스산, 및 유기알루미늄 화합물로 이루어지는 촉매를 이용하여 1,3-부타디엔 또는 부타디엔 유도체를 중합하여 95% 이상의 고 1,4-시스 폴리부타디엔을 제조하는 단계;2) 95% or more of high 1,4-cis polybutadiene is prepared by polymerizing a 1,3-butadiene or butadiene derivative using a catalyst composed of a rare earth organic acid salt, a Lewis acid containing halogen, and an organoaluminum compound in a nonpolar solvent. Doing; 3) 상기 1) 및 2) 단계에서 제조된 스티렌-부타디엔 고분자와 고 1,4-시스 폴리부타디엔에 관능기가 2 이상인 결합성 물질을 첨가 반응하는 단계; 및3) adding and reacting the styrene-butadiene polymer prepared in steps 1) and 2) with a binding material having a functional group of 2 or more to the high 1,4-cis polybutadiene; And 4) 상기 3) 단계에서 제조된 두 고분자를 결합 반응시키는 단계4) combining and reacting the two polymers prepared in step 3) 를 포함하는 상기 화학식 1로 표시되는 것으로, 스티렌-부타디엔 고분자의 반복단위와 고 1,4-시스 폴리부타디엔의 반복단위로 이루어진 공중합체의 제조방법.A method for preparing a copolymer represented by Chemical Formula 1 comprising a repeating unit of styrene-butadiene polymer and a repeating unit of high 1,4-cis polybutadiene. 제 8 항에 있어서, 상기 음이온 촉매로는 유기나트륨, 유기마그네슘 또는 유기리튬인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the anionic catalyst is organosodium, organomagnesium or organolithium. 제 8 항에 있어서, 상기 희토류 유기산염으로는 니오디뮴버스테이트, 니오디뮴옥토에이트 또는 니오디뮴 나프테네이트인 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the rare earth organic acid salt is niodymium vertate, niodymium octoate or niodymium naphthenate. 제 8 항에 있어서, 상기 할로겐을 함유하는 루이스산은 AlXnR1 3-n(R1은 탄소수가 1 ~ 10개인 알킬, 아릴, 또는 수소원자, X = F, Cl, Br, I, n + m = 3)인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the halogen-containing Lewis acid is AlX n R 1 3-n (R 1 is an alkyl, aryl, or hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms, X = F, Cl, Br, I, n + m = 3). 제 8 항에 있어서, 상기 유기알루미늄 화합물은 AlR2 3(R2는 탄소수가 1 ~ 10개인 알킬, 아릴, 또는 수소원자)인 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the organoaluminum compound is AlR 2 3 (R 2 is an alkyl, aryl, or hydrogen atom having 1 to 10 carbon atoms). 제 8 항에 있어서, 상기 비극성 용매로는 부탄, 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 크실렌 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the non-polar solvent is butane, pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene And xylene. 제 8 항에 있어서, 상기 결합성 물질은 2종 이상의 관능기가 결합된 실리콘족 할로겐 화합물, 이소시아네이트 화합물 또는 아실클로라이드 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 8, wherein the binding material is a silicon group halogen compound, an isocyanate compound or an acyl chloride compound having two or more functional groups bonded thereto. 제 14 항에 있어서, 상기 실리콘족 화합물은 다음 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 방법;The method of claim 14, wherein the silicon group compound is a compound represented by the following formula (2); [화학식 2][Formula 2] M-X4 MX 4 상기 화학식 2에서 M은 실리콘, 게르마늄 또는 주석이고, X는 할로겐 원소 중 클로라이드, 브로마이드 또는 아이오드이다.In Formula 2, M is silicon, germanium or tin, and X is chloride, bromide or iodine in a halogen element. 제 14 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 다음 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 방법;15. The method of claim 14, wherein the isocyanate compound is a compound represented by the following formula (3); [화학식 3][Formula 3] R-(NCO)n R- (NCO) n 상기 화학식 3에서, R은 탄소수가 1 ~ 20인 알킬 또는 알릴그룹이며, n은 3 이상의 정수이다.In Formula 3, R is an alkyl or allyl group having 1 to 20 carbon atoms, and n is an integer of 3 or more. 제 16 항에 있어서, 상기 이소시아네이트 화합물은 헥실 트리이소시아네이 트, 옥틸 트리이소시아네이트, 도데실 테트라이소시아네이트, 메틸렌 트리페닐 트리이소시아네이트, 1,2,5,7-테트라이소시아네이트 나프탈린, 1,3,7-트리이소시아네이트 나프탈린, 트리스-(p-이소시아네이트페닐)-티오포스페이트, 카보디이미드-이소시아네이트 환형유도체 화합물 혹은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트, 폴리스티릴 이소시아네이트의 고분자 형태 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 16, wherein the isocyanate compound is hexyl triisocyanate, octyl triisocyanate, dodecyl tetraisocyanate, methylene triphenyl triisocyanate, 1,2,5,7-tetraisocyanate naphthalin, 1,3,7- A triisocyanate naphthalin, a tris- (p-isocyanatephenyl) -thiophosphate, a carbodiimide-isocyanate cyclic derivative compound or a high molecular form compound of methylene diphenyl diisocyanate, polystyryl isocyanate. 제 14 항에 있어서, 상기 아실 클로라이드 화합물은 다음 화학식 4로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 방법;The method of claim 14, wherein the acyl chloride compound is a compound represented by the following formula (4); [화학식 4][Formula 4]
Figure 112005074628174-pat00004
Figure 112005074628174-pat00004
상기 화학식 4에서, n은 3 ~ 6의 정수이다. In Formula 4, n is an integer of 3 to 6.
제 9 항에 있어서, 상기 유기리튬은 탄소수가 1 ~ 10개의 리튬원자를 결합한 알킬 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the organolithium is an alkyl compound having 1 to 10 carbon atoms bonded to each other.
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