KR101462208B1 - Elastic diene terpolymer and preparation method thereof - Google Patents

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박성호
윤성철
김선근
박상은
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Abstract

The present invention relates to a ternary elastic copolymer and a method for producing the same, wherein the ternary elastic copolymer includes a long chain branch which simultaneously has excellent processability and elasticity (flexibility) and is obtained under the presence of a group 4 transition metal catalyst. The ternary elastic copolymer is a copolymer of ethylene, C3 to 20 alpha olefin, and diene, wherein i) a weight average molecular weight measured through GPC is 100,000 to 500,000, and ii) x which is the content (wt%) of ethylene and y which is the density value (g/cm^3) of the copolymer measured when the content of ethylene is x satisfy 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875<= y <=0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881.

Description

디엔을 포함하는 3원계 탄성 공중합체 및 이의 제조 방법 {ELASTIC DIENE TERPOLYMER AND PREPARATION METHOD THEREOF} TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a ternary elastomeric copolymer including a diene, and a method for producing the same. BACKGROUND ART [0002]

본 발명은 에틸렌, 알파올레핀 및 디엔의 공중합체인 3원계 탄성 공중합체와, 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 우수한 저온 물성 및 탄성(유연성)을 동시에 충족할 수 있는 3원계 탄성 공중합체 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ternary elastomeric copolymer which is a copolymer of ethylene, an alpha olefin and a diene, and a process for producing the same. More specifically, the present invention relates to a ternary elastomeric copolymer capable of simultaneously satisfying excellent low-temperature properties and elasticity (flexibility), and a method for producing the same.

에틸렌, 프로필렌 등의 알파올레핀, 그리고 에틸리덴 노보넨 등의 디엔의 3원계 탄성 공중합체인 EPDM 고무는 주쇄에 불포화 결합을 갖지 않는 분자 구조를 가지며, 내후성, 내화학성 및 내열성 등이 일반적인 공액 디엔 고무보다 우수한 특성을 갖는다. 이러한 특성으로 인해, 상기 EPDM 고무와 같은 3원계 탄성 공중합체는 각종 자동차용 부품 재료, 전선 재료, 건축 및 각종 호스, 가스킷, 벨트, 범퍼 또는 플라스틱과의 블랜드 등의 공업용 재료 등에 널리 사용되고 있다. EPDM rubbers, which are three-component elastomeric copolymers such as alpha olefins such as ethylene and propylene and dienes such as ethylidene norbornene, have a molecular structure that does not have an unsaturated bond in the main chain, and are superior in weather resistance, chemical resistance and heat resistance to general conjugated diene rubbers And has excellent characteristics. Due to such properties, the ternary elastomeric copolymer such as EPDM rubber is widely used for various automobile parts materials, wire materials, construction and industrial materials such as various hoses, gaskets, belts, blends with bumpers or plastics.

이전부터 이러한 EPDM 고무 등의 3원계 탄성 공중합체는 주로 바나듐 화합물을 포함하는 촉매, 예를 들어, 바나듐계 지글러-나타 촉매를 사용하여 3종의 단량체를 공중합함으로서 제조되어 왔다. 그러나, 이러한 바나듐계 촉매는 낮은 촉매 활성으로 과량의 촉매를 사용할 필요가 있고, 이로 인해 공중합체 내 잔류 금속 함량이 높아지는 단점이 있다. 이에 따라, 공중합체 제조 후 촉매 제거 및 탈색 과정 등이 필요하고 수지 내 촉매 잔류분에 의해 내열성 악화, 이물질 발생 또는 가황반응 저해등을 야기할 수 있다. 또한, 상기 바나듐 화합물을 포함하는 촉매를 이용한 3원계 탄성 공중합체의 제조는 낮은 중합활성과 저온 중합조건으로 반응 온도 조절이 용이하지 못하고, 프로필렌과 디엔 등 공단량체 흡입량 조절이 용이치 못해 공중합체의 분자 구조 제어가 어려웠던 것이 사실이다. 따라서, 바나듐계 촉매를 사용하는 경우, 다양한 물성의 3원계 탄성 공중합체의 제조에 한계가 있어 왔다. 이러한 문제점으로 인해, 최근에는 바나듐계 지글러-나타 촉매 대신 메탈로센 계열의 4족 전이금속 촉매를 사용하여 EPDM 고무 등 3원계 탄성 공중합체를 제조하는 방법이 개발되고 있다. Previously, such a ternary elastomer such as EPDM rubber has been produced by copolymerizing three kinds of monomers using a catalyst containing a vanadium compound, for example, a vanadium-based Ziegler-Natta catalyst. However, such a vanadium-based catalyst is disadvantageous in that it requires the use of an excess amount of catalyst with a low catalytic activity, thereby increasing the residual metal content in the copolymer. Accordingly, catalyst removal and decolorization processes are required after the production of the copolymer, and deterioration of heat resistance, generation of foreign matter, or inhibition of the vulcanization reaction may be caused by residual catalyst components in the resin. In addition, the production of a ternary elastomeric copolymer using the vanadium compound-containing catalyst is not easy to control the reaction temperature due to low polymerization activity and low-temperature polymerization conditions, and it is difficult to control the amount of comonomers to be inhaled such as propylene and diene, It is true that it was difficult to control the molecular structure. Therefore, when a vanadium-based catalyst is used, the production of a three-component elastomer having various physical properties has been limited. Due to these problems, recently, a method of producing a ternary elastomeric copolymer such as an EPDM rubber by using a metallocene type transition metal catalyst of the metallocene type instead of a vanadium-based Ziegler-Natta catalyst has been developed.

이러한 4족 전이금속 촉매는 올레핀 중합에 있어 높은 중합 활성을 나타내며, 분자량이 보다 높은 공중합체의 제조를 가능케 할 뿐 아니라, 공중합체의 분자량 분포 및 조성 등의 조절이 용이하다. 또, 다양한 공단량체의 공중합이 가능한 장점이 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,229,478 호, 미국 특허 제 6,545,088 호 및 한국 등록 특허 제 0488833 호 등에는 시클로펜타디에닐, 인데닐 또는 플루오레닐 등의 리간드로부터 얻어진 다양한 메탈로센계 4족 전이금속 촉매를 이용하여, 큰 분자량을 갖는 3원계 탄성 공중합체를 우수한 중합 활성으로 얻을 수 있음이 개시되어 있다. Such a four-group transition metal catalyst exhibits a high polymerization activity in the olefin polymerization and not only makes it possible to produce a copolymer having a higher molecular weight, but also easily controls the molecular weight distribution and composition of the copolymer. In addition, there is an advantage that copolymerization of various comonomers is possible. For example, U.S. Patent No. 5,229,478, U.S. Patent No. 6,545,088, and Korean Patent No. 0488833 disclose various metallocene group 4 transition metal catalysts obtained from ligands such as cyclopentadienyl, indenyl or fluorenyl, , It is disclosed that a ternary elastomer having a large molecular weight can be obtained with excellent polymerization activity.

그러나, 이러한 종래의 4족 전이금속 촉매를 사용해 3종의 단량체를 공중합할 경우, 알파올레핀의 공단량체 등에 대한 높은 반응성으로 인해 공중합체 사슬 내에 각 단량체에서 유래한 반복단위의 분포가 균일하지 못하게 되는 단점이 발생하였다. 그 결과, 우수한 탄성 및 유연성 등을 갖는 EPDM 고무 등 3원계 탄성 공중합체를 얻기 어려웠던 것이 사실이다. However, when three kinds of monomers are copolymerized using such a conventional four-group transition metal catalyst, the distribution of repeating units derived from each monomer in the copolymer chain becomes uneven due to the high reactivity of alpha-olefins to comonomers and the like Disadvantages have occurred. As a result, it has been difficult to obtain a ternary elastomeric copolymer such as an EPDM rubber having excellent elasticity and flexibility.

또한, 미국특허 제5,902,867호 등에는 EPDM의 혼련 가공성 및 압출 가공성을 향상시키기 위해 분자량 분포를 넓혀 폴리머의 점도를 낮추는 방법이 개시되어 있지만, 이 경우 가교 고무 제품 내에 포함된 저분자량 성분에 의해 고분자가 가공 중에 분리되어 표면특성과 저온특성이 저하되는 한계가 존재한다. Further, U.S. Patent No. 5,902,867 discloses a method of lowering the viscosity of a polymer by widening the molecular weight distribution in order to improve the kneadability and extrusion processability of EPDM. In this case, the low molecular weight component contained in the cross- There is a limit that the surface characteristics and low temperature characteristics are deteriorated during processing.

이에 우수한 가공성 및 탄성(유연성)을 동시에 충족할 수 있는 장쇄분지를 갖는 3원계 탄성 공중합체 및 이를 높은 생산성 및 수율로 제조할 수 있는 제조 방법의 개발이 계속적으로 요구되고 있다. Accordingly, there is a continuing need for a ternary elastomeric copolymer having a long chain branch capable of satisfying excellent processability and elasticity (flexibility) at the same time, and a manufacturing method capable of producing the same with high productivity and yield.

미국등록특허 제5,229,478 호U.S. Patent No. 5,229,478 미국등록특허 제6,545,088 호U.S. Patent No. 6,545,088 한국등록특허 제0488833호Korean Patent No. 0488833 미국등록특허 제5,902,867호U.S. Patent No. 5,902,867

이에 본 발명은 우수한 저온물성 및 탄성(유연성)을 동시에 충족할 수 있는 3원계 탄성 공중합체를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention is to provide a ternary elastomeric copolymer which can simultaneously satisfy excellent low-temperature properties and elasticity (flexibility).

본 발명은 또한, 상기 3원계 탄성 공중합체를 생산성 높게 제조할 수 있는 3원계 탄성 공중합체의 제조 방법을 제공하는 것이다. The present invention also provides a process for producing a ternary elastomeric copolymer capable of producing the ternary elastomeric copolymer with high productivity.

본 발명은 4족 전이금속 촉매의 존재 하에 얻어진 에틸렌, 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 디엔의 공중합체로서,The present invention relates to a copolymer of ethylene, an alpha olefin having 3 to 20 carbon atoms and a diene obtained in the presence of a transition metal of a transition metal,

i) GPC로 측정한 중량 평균 분자량이 100,000 내지 500,000이고, i) a weight average molecular weight measured by GPC of 100,000 to 500,000,

ii) 에틸렌의 함량(중량%) x와, 에틸렌의 함량이 x일 때 측정한 공중합체의 밀도값(g/㎤) y가 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881의 관계를 충족하는 3원계 탄성 공중합체를 제공한다. ii) the content (% by weight) of ethylene and the density value (g / cm 3) y of the copolymer measured when the content of ethylene is x is 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.875? y? 0.0000175214x 75.65420571) +0.881. &Lt; / RTI &gt;

본 발명은 또한, 하기 화학식 1로 표시되는 제 1 전이금속 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 제 2 전이금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에서, 40 내지 80 중량%의 에틸렌, 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 4 내지 6 중량%의 디엔을 포함하는 단량체 조성물을 연속적으로 반응기에 공급하면서 공중합하는 단계를 포함하는 상기 3원계 탄성 공중합체의 제조방법을 제공한다:The present invention also provides a catalyst composition comprising 40 to 80% by weight of ethylene, 15 to 55% by weight of ethylene, 1 to 50% by weight of a transition metal compound, Of an alpha-olefin having 3 to 20 carbon atoms and 4 to 6% by weight of a diene are fed continuously to a reactor,

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014060815155-pat00001
Figure 112014060815155-pat00001

[화학식 2](2)

Figure 112014060815155-pat00002
Figure 112014060815155-pat00002

상기 화학식 1 및 2에서,In the above Formulas 1 and 2,

R1 내지 R13은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디칼; 탄소수 2 내지 20의 알케닐 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼; 실릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 라디칼; 또는 하이드로카르빌로 치환된 4족 금속의 메탈로이드 라디칼이고; 상기 R1 내지 R13 중 이웃하는 서로 다른 2 개의 그룹은 탄소수 1 내지 20의 알킬 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼을 포함하는 알킬리딘 라디칼에 의해 서로 연결되어 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며;R 1 to R 13 may be the same or different from each other, and each independently hydrogen; An alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl radical having 2 to 20 carbon atoms; An aryl radical having 6 to 20 carbon atoms; Silyl radical; An alkylaryl radical having 7 to 20 carbon atoms; An arylalkyl radical having 7 to 20 carbon atoms; Or a metalloid radical of a Group 4 metal substituted with hydrocarbyl; Two adjacent two of R 1 to R 13 may be connected to each other by an alkylidene radical containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 20 carbon atoms to form an aliphatic ring or an aromatic ring ;

M은 4족 전이금속이고;M is a Group 4 transition metal;

Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼; 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디칼; 탄소수 2 내지 20의 알케닐 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 라디칼; 탄소수 1 내지 20의 알킬 아미도 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 아미도 라디칼; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬리덴 라디칼이다.
Q 1 and Q 2, which may be the same or different, are each independently a halogen radical; An alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl radical having 2 to 20 carbon atoms; An aryl radical having 6 to 20 carbon atoms; An alkylaryl radical having 7 to 20 carbon atoms; An arylalkyl radical having 7 to 20 carbon atoms; An alkylamido radical having 1 to 20 carbon atoms; An arylamido radical having 6 to 20 carbon atoms; Or an alkylidene radical having 1 to 20 carbon atoms.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 3원계 탄성 공중합체 및 이의 제조 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the ternary elastomeric copolymer according to a specific embodiment of the present invention and a method for producing the same will be described in detail.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 "3원계 탄성 공중합체"의 용어는 특별히 다른 의미가 설명되지 않는 한, 다음과 같이 정의될 수 있다. 상기 "3원계 탄성 공중합체"는 에틸렌과, 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀과, 디엔의 3 종의 단량체가 공중합된 임의의 탄성 공중합체(예를 들어, 가교 가능한 랜덤 공중합체)를 지칭할 수 있다. 이러한 "3원계 탄성 공중합체"의 대표적인 예로는, 에틸렌, 프로필렌 및 디엔의 공중합체인 EPDM 고무를 들 수 있다. 다만, 이러한 "3원계 탄성 공중합체"가 단 세 가지 단량체의 공중합체만을 지칭하지는 않으며, 상기 에틸렌과 함께, 알파올레핀의 범주에 속하는 한 가지 이상의 단량체 및 디엔의 범주에 속하는 한 가지 이상의 단량체가 공중합된 임의의 탄성 공중합체를 포함할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 에틸렌과, 프로필렌 및 1-부텐의 2종의 알파올레핀과, 에틸리덴 노보넨 및 1,4-헥사디엔의 2종의 디엔이 공중합된 탄성 공중합체 역시, 에틸렌과, 알파올레핀과, 디엔의 범주에 각각 속하는 3종의 단량체가 공중합된 것이므로, 상기 "3원계 탄성 공중합체"의 범주에 속할 수 있다. First, the term "ternary elastomeric copolymer" used in the present specification can be defined as follows unless otherwise specified. The "ternary elastomeric copolymer" may refer to any elastic copolymer (for example, a crosslinkable random copolymer) in which three kinds of monomers such as ethylene, an alpha olefin having 3 to 20 carbon atoms, and a diene are copolymerized have. Representative examples of such "ternary elastomeric copolymer" include EPDM rubber which is a copolymer of ethylene, propylene and a diene. However, it should be noted that such a " ternary elastomeric copolymer "does not refer to only a copolymer of three monomers, and one or more monomers belonging to the category of alpha olefins and one or more monomers belonging to the category of dienes, It is to be understood that the present invention can include any elastic copolymer. For example, an elastic copolymer obtained by copolymerizing ethylene with two types of alpha-olefins of propylene and 1-butene, and two dienes such as ethylidene norbornene and 1,4-hexadiene is also an ethylene- , And three kinds of monomers respectively belonging to the category of dienes are copolymerized, and thus can be classified into the above-mentioned "ternary elastomeric copolymer ".

한편, 발명의 일 구현예에 따르면, 4족 전이금속 촉매의 존재 하에 얻어진 에틸렌, 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 디엔의 공중합체로서,On the other hand, according to one embodiment of the present invention, as a copolymer of ethylene, an alpha olefin having 3 to 20 carbon atoms and a diene obtained in the presence of a transition metal of Group 4,

i) GPC로 측정한 중량 평균 분자량이 100,000 내지 500,000이고, i) a weight average molecular weight measured by GPC of 100,000 to 500,000,

ii) 에틸렌의 함량(중량%) x와, 에틸렌의 함량이 x일 때 측정한 공중합체의 밀도값(g/㎤) y가 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881의 관계를 충족하는, 3원계 탄성 공중합체가 제공된다. ii) the content (% by weight) of ethylene and the density value (g / cm 3) y of the copolymer measured when the content of ethylene is x is 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.875? y? 0.0000175214x 75.65420571) +0.881, is provided.

이러한 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 에틸렌, 알파올레핀 및 디엔의 3종의 단량체가 일정한 함량 범위로 공중합된 것으로서, GPC로 측정하였을 때 약 100,000 내지 500,000, 혹은 약 150,000 내지 400,000, 혹은 200,000 내지 300,000의 비교적 큰 중량 평균 분자량을 갖는다. 이러한 큰 중량 평균 분자량은 4족 전이금속 촉매, 예를 들어, 메탈로센 계열에 속하는 후술하는 화학식 1 및 2의 제 1 및 제 2 전이금속 화합물의 우수한 활성에 기인하여 달성되는 것으로서, 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체가 이러한 큰 분자량을 가짐에 따라, 상기 3원계 탄성 공중합체, 예를 들어, EPDM 고무는 우수한 기계적 물성을 나타낼 수 있다. The ternary elastomeric copolymer of this embodiment is obtained by copolymerizing three kinds of monomers such as ethylene, alpha olefin, and diene in a predetermined content range and has a molecular weight of about 100,000 to 500,000, or about 150,000 to 400,000, or about 200,000 to 300,000 Of the weight average molecular weight. This large weight average molecular weight is achieved due to the excellent activity of the first and second transition metal compounds of Formulas 1 and 2 described below belonging to a Group 4 transition metal catalyst, e. G., The metallocene family, As the ternary elastomeric copolymer has such a large molecular weight, the ternary elastomeric copolymer, for example, the EPDM rubber, can exhibit excellent mechanical properties.

또한, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는, 에틸렌의 함량(중량%) x와, 이러한 에틸렌의 함량이 x일 때 측정한 공중합체의 밀도값(g/㎤) y가 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881의 관계를 충족할 수 있다. In the ternary elastomeric copolymer of one embodiment, the content (% by weight) x of ethylene and the density value (g / cm 3) y of the copolymer measured when the content of ethylene is x are 0.0000175214x 75.65420571) + 0.875? Y? 0.0000175214x (x-75.65420571) +0.881.

이러한 관계를 충족하는 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 이에 포함된 에틸렌의 함량 대비 밀도 값이 그리 높지 않고 최적화된 범위에 있을 수 있다. 이와 같이, 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체가 에틸렌의 함량 대비 밀도가 최적화된 범위에 있음에 따라, 상기 3원계 탄성 공중합체는 우수한 저온 물성과 함께, 보다 향상된 탄성 및 유연성 등을 동시에 충족할 수 있다. The ternary elastomeric copolymer of one embodiment that satisfies this relationship may be in an optimized range with a relatively low density value relative to the content of ethylene contained therein. As described above, since the ternary elastomeric copolymer in one embodiment is in the range of the density relative to the content of ethylene, the ternary elastomeric copolymer can satisfy both excellent low-temperature properties and improved elasticity and flexibility at the same time have.

한편, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체에서, 상기 에틸렌의 함량 x와, 결정화 엔탈피 y의 관계는, 다음과 같은 방법으로 측정할 수 있다. 먼저, 상술한 각 단량체의 함량 범위 내에서, 에틸렌의 함량이 서로 다른 2종 이상의 3원계 탄성 공중합체를 중합 및 제조한 후, 각 공중합체에 대해, 예를 들어, METTLER TOLEDOXS104 등의 밀도 측정 장비를 이용하여 밀도 데이터를 도출한다. 이러한 밀도 값은 예를 들어, ASTM D297의 밀도 측정법 중 Hydrostatic Method로 측정될 수 있다. 이러한 밀도 값은 각 공중합체 샘플을 대략 직경 3㎝, 두께 2㎜의 사이즈의 형태로 제작하고, 공기 중에서의 샘플 무게와 증류수 안에서의 샘플 무게, 및 증류수의 온도를 측정하여 밀도 값을 도출해 낼 수 있다. On the other hand, in the ternary elastomeric copolymer of one embodiment, the relationship between the content x of ethylene and the enthalpy of crystallization y can be measured by the following method. First, two or more kinds of ternary elastomeric copolymers having different ethylene contents are polymerized and produced within the content range of each of the above-mentioned monomers, and then each copolymer is subjected to density measurement using, for example, METTLER TOLEDOXS 104 To obtain density data. This density value can be measured, for example, by the Hydrostatic Method in the density measurement method of ASTM D297. These density values can be obtained by measuring each copolymer sample in the form of a size of approximately 3 cm in diameter and 2 mm in thickness, measuring the sample weight in air, the weight of the sample in distilled water, and the temperature of the distilled water have.

그리고, 각 공중합체에 포함된 에틸렌의 함량을 x 축으로 하고, 이들 각 공중합체에 대해 측정된 밀도 값을 y 축으로 하여, 각 공중합체에 대한 데이터를 표시한 후, 이러한 데이터를 선형 회귀하여 상기 에틸렌의 함량 x와, 밀도 y의 관계를 도출할 수 있다. 이러한 x 및 y의 관계의 일 예는 도 1에 도시된 바와 같다. Then, the data for each copolymer was displayed with the content of ethylene contained in each copolymer as the x-axis and the density value measured for each of the copolymers as the y-axis, and then the data was linearly regressed The relationship between the content x of the ethylene and the density y can be derived. One example of the relationship between x and y is as shown in Fig.

이러한 방법으로, 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체의 x 및 y의 관계를 도출한 결과, 이러한 3원계 탄성 공중합체는 이전에 사용되던 4족 전이금속 촉매 제조 EPDM 고무 등에 비하여 에틸렌의 함량 대비 밀도가 낮은 수준에 있어 상기 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881 등의 관계를 충족할 수 있음이 확인되었다. 이를 통해, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 큰 분자량에 기인한 뛰어난 기계적 물성과 함께 우수한 저온 물성, 탄성 및 유연성 등을 동시에 충족할 수 있음이 확인되었다. In this way, the relationship between x and y of the ternary elastomeric copolymer of one embodiment is derived. As a result, the ternary elastomeric copolymer has a density relative to the content of ethylene, such as EPDM rubber, (X-75.65420571) + 0.875? Y? 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.881 at the low level. As a result, it has been confirmed that the ternary elastomeric copolymer of one embodiment can satisfy excellent mechanical properties due to a large molecular weight, excellent low temperature properties, elasticity and flexibility at the same time.

그리고, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 4족 전이금속 촉매의 존재 하에 얻어진 것일 수 있다. 특히, 상기 특성을 갖는 3원계 탄성 공중합체는 예를 들어, 메탈로센 계열에 속하는 4족 전이금속 촉매 특유의 우수한 생산성 및 수율로 제조될 수 있으며, 큰 분자량 및 이에 따른 우수한 기계적 물성을 충족하면서도, 종래에 메탈로센계 4족 전이금속 촉매로 제조된 EPDM 고무가 갖던 문제점을 해결하여 우수한 가공성, 탄성 및 유연성 등을 동시에 충족할 수 있다. The ternary elastomeric copolymer of one embodiment may be obtained in the presence of a transition metal of Group 4 transition metal. Particularly, the ternary elastomeric copolymer having the above properties can be produced with excellent productivity and yield peculiar to a Group 4 transition metal catalyst belonging to the metallocene series, for example, while satisfying a large molecular weight and hence excellent mechanical properties , And EPDM rubber prepared by the metallocene-type transition metal catalyst of the related art can solve the problems of excellent processability, elasticity and flexibility at the same time.

또한, 상기 에틸렌, 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 디엔의 공중합체는 40 내지 80 중량%, 혹은 50 내지 70 중량%의 에틸렌, 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 4 내지 6 중량%의 디엔의 공중합체 일 수 있다. 이러한 공중합체는 촉매 조성물의 존재 하에서, 40 내지 80 중량%의 에틸렌, 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 4 내지 6 중량%의 디엔을 포함하는 단량체 조성물을 연속적으로 반응기에 공급하면서 공중합하여 제조할 수 있으며, 특히, 각각의 단량체를 상기 비율로 포함함에 따라, 보다 우수한 탄성 및 유연성을 나타낼 수 있다. The copolymer of ethylene, the alpha olefins of 3 to 20 carbon atoms and the diene may contain 40 to 80 wt%, or 50 to 70 wt% of ethylene, 15 to 55 wt% of alpha olefins of 3 to 20 carbon atoms, and 4 to 6 By weight of a diene copolymer. Such copolymers may be prepared by continuously feeding a monomer composition comprising 40 to 80% by weight of ethylene, 15 to 55% by weight of alpha olefins of 3 to 20 carbon atoms and 4 to 6% by weight of diene in the presence of the catalyst composition . In particular, as each monomer is contained in the above ratio, it can exhibit more excellent elasticity and flexibility.

또한, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는, LAOS(Large Angles of Oscillation and high Strains) 방법을 이용하여 125℃에서 고무 가공처리 분석기(Rubber Process Analyzer)로 측정한 저장 탄성율의 5차 고조파에 대한 저장 탄성율의 1차 고조파의 비율인 LCB Index가 양의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 약 0 초과 5 이하, 또는 약 0.01 내지 3.5의 값을 가질 수 있다. In addition, the ternary elastomeric copolymer of the present invention can be used for a fifth harmonic of a storage elastic modulus measured by a Rubber Process Analyzer at 125 ° C using a LAOS (Large Angles of Oscillation and High Strains) The LCB Index, which is the ratio of the first harmonic of the storage elastic modulus, can have a positive value, preferably about 0 to 5, or about 0.01 to 3.5.

이러한 관계를 충족하는 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 상기 LCB Index가 양의 값을 나타낼 수 있을 정도의 장쇄 분지도를 가지므로, 우수한 가공성을 나타내고 압출가공에 적합하며, 보다 향상된 탄성 및 유연성과 함께 우수한 기계적 물성 등을 동시에 충족할 수 있다. The ternary elastomeric copolymer of this embodiment that satisfies this relationship has a long chain branching degree to such a value that the LCB Index can exhibit a positive value, so that it exhibits excellent processability, is suitable for extrusion processing, and has improved elasticity and flexibility And excellent mechanical properties at the same time.

상기 LCB Index는 LAOS(Large Angles of Oscillation and high Strains) 방법을 이용하여 고무 가공처리 분석기(Rubber Process Analyzer)로 다음과 같이 측정할 수 있다. 먼저, 3원계 탄성 공중합체를 중합 및 제조한 후, 각 공중합체에 대해, SCARABAEUS INSTRUMENTS SYSTEMSS의 SIS V-50 고무 가공처리 분석기(Rubber Process Analyzer)로 정해진 온도(125℃)와 Frequency(0.2Hz)에서 스트레인(strain)을 0.2%에서 1250%까지 변화하면서 전단 저장탄성율의 거동을 측정한다. 그리고, 측정된 저장탄성율을 FT 변환하여 1차 고조파(Harmonics) 및 5차 고조파(Harmonics)를 도출한 후, 5차 고조파에 대한 저장 탄성율의 1차 고조파의 비율을 LCB Index로 산출할 수 있다. The LCB Index can be measured by a Rubber Process Analyzer using the LAOS (Large Angles of Oscillation and High Strains) method as follows. First, after the polymerization and production of the ternary elastomeric copolymer, the temperature (125 ° C) and the frequency (0.2 Hz) determined by a SIS V-50 Rubber Process Analyzer of SCARABAEUS Instruments SystemSS were measured for each copolymer, And the behavior of the shear storage modulus is measured by varying the strain from 0.2% to 1250%. The ratio of the first harmonic of the storage elastic modulus to the fifth harmonic can be calculated by the LCB Index after deriving the first harmonic and the fifth harmonic by FT transforming the measured storage elastic modulus.

이 때, 측정된 저장 탄성율의 1차 고조파(1sr harmonics)와 5차 고조파를 각각 G'1, G'5 이라 정의하면, LCB Index는 하기 일반식 1로 표시될 수 있다. At this time, When the first harmonic (1sr harmonics) and the fifth harmonic of the storage elastic modulus are defined as G ' 1 and G' 5 , respectively, the LCB Index can be expressed by the following general formula (1).

[일반식 1][Formula 1]

LCB Index = G'1 / G'5 LCB Index = G ' 1 / G ' 5

이러한 방법으로, 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체의 LCB Index를 산출한 결과, 상기 3원계 탄성 공중합체는 이전에 사용되던 4족 전이금속 촉매 제조 EPDM 고무 등에 비하여 장쇄 분지도가 높게 나타나, LCB Index가 양의 값을 가질 수 있음이 확인되었다. 높은 장쇄 분지도 및 양의 LCB Index를 갖는 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 큰 분자량에 기인한 뛰어난 기계적 물성과 함께 우수한 탄성, 유연성 및 용융 가공성 등을 동시에 충족할 수 있음이 확인되었다. In this way, LCB Index of the ternary elastomeric copolymer of one embodiment was calculated. As a result, the ternary elastomeric copolymer exhibited higher long chain branching index than EPDM rubber, which was used in the previously used Group 4 transition metal catalyst, Was found to have a positive value. It has been confirmed that the ternary elastomeric copolymer having the long long chain branching and the positive LCB Index can satisfy both excellent mechanical properties due to a large molecular weight, excellent elasticity, flexibility and melt processability at the same time.

또, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는, 이러한 공중합체 중의 에틸렌의 분포 상태를 나타내는 반응성 비 상수 Re와, 공중합체 중의 알파올레핀의 분포 상태를 나타내는 반응성 비 상수 Rc의 곱 Re*Rc이 약 1보다 작은 값, 예를 들어, 약 0.50 내지 0.99의 값을 갖는 특성을 충족할 수 있다. In the ternary elastomeric copolymer of one embodiment, the product Re * Rc of the reactive constant, Re, indicating the distribution of ethylene in the copolymer, and the reactive constant Rc, indicating the distribution of alpha olefins in the copolymer, 1, for example, a value of about 0.50 to 0.99.

이러한 특성치에서, 상기 Re = k11/k12이고, Rc = k22/k21이며, k11은 공중합체 사슬에서 에틸렌 다음에 에틸렌이 결합될 때의 성장반응 속도상수이고, k12는 공중합체 사슬에서 에틸렌 다음에 알파올레핀이 결합될 때의 성장반응 속도상수이고, k21은 공중합체 사슬에서 알파올레핀 다음에 에틸렌이 결합될 때의 성장반응 속도상수이고, k22은 공중합체 사슬에서 알파올레핀 다음에 알파올레핀이 결합될 때의 성장반응 속도상수이다. In this characteristic value, Re = k11 / k12, Rc = k22 / k21, k11 is the growth rate constant when ethylene is bonded after ethylene in the copolymer chain, k12 is the rate constant of ethylene in the copolymer chain K21 is the growth rate constant when the ethylene is bonded after the alpha olefin in the copolymer chain, k22 is the rate constant when the alpha olefin is bonded to the alpha olefin in the copolymer chain Is the growth rate constant of the reaction.

또한, 상기 k11, k12, k21 및 k22의 각 성장반응 속도상수는 13C-NMR을 이용해 각 공중합체를 분석함으로서, 측정할 수 있고, 예를 들어, Randall의 방법에 의한 Triad Sequence 분석 [Journal of Polymer Science: Polymer Physics edition, 1973, 11, 275~287] 및 Kakugo의 방법 [Macromolecules 1982, 15, 1150] 등에 의해, 상기 13C-NMR의 분석 결과로부터 상기 Re*Rc의 값을 산출할 수 있다. In addition, the growth rate constants k11, k12, k21 and k22 of the k11, k12, k21 and k22 can be measured by analyzing each copolymer using 13 C-NMR. For example, the triad sequence analysis by Randall The value of Re * Rc can be calculated from the above 13 C-NMR analysis results by the method of Polymer Science: Polymer Physics edition, 1973, 11, 275 to 287 and Kakugo's method [Macromolecules 1982, 15, 1150] .

상기 Re*Rc의 값이 약 1 보다 작다고 함은 상기 공중합체의 사슬에서 에틸렌 다음에는 알파올레핀이 결합될 개연성이 높고, 알파올레핀 다음에는 에틸렌이 결합될 개연성이 높아, 상기 공중합체 사슬이 에틸렌과 알파올레핀 간에 교대 분포를 가짐을 나타낼 수 있다. 이와 달리, 상기 Re*Rc의 값이 약 1로 되면 상기 공중합체 사슬이 에틸렌과 알파올레핀의 각 단량체 간에 무작위 분포(random polymer)를 가짐을 나타낼 수 있고, 이러한 Re*Rc의 값이 약 1 보다 크게 되면, 동종의 단량체끼리 결합하여 상기 공중합체 사슬이 블록 공중합체의 형태를 가짐을 나타낼 수 있다. When the value of Re * Rc is less than about 1, it means that the alpha-olefin is likely to be bonded to ethylene after ethylene in the chain of the copolymer, and the alpha-olefin has high possibility to be bonded with ethylene, Alpha olefins. &Lt; / RTI &gt; On the other hand, when the value of Re * Rc is about 1, it can be shown that the copolymer chain has a random polymer between the respective monomers of ethylene and alpha olefin, and the value of Re * Rc is about 1 , It can be shown that the homopolymers are bonded to each other and the copolymer chain has the form of a block copolymer.

상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체가 상기 Re*Rc의 값이 약 1 미만, 예를 들어, 약 0.50 내지 0.99의 값을 가짐에 따라, 이러한 공중합체는 각 단량체가 균일하게 교대 배열(alternative)된 특성을 나타낼 수 있고, 이로서 상기 공중합체는 EPDM 고무 등에 요구되는 보다 우수한 탄성 및 유연성 등을 나타낼 수 있다. As the ternary elastomeric copolymer of this embodiment has a value of Re * Rc of less than about 1, for example, of about 0.50 to 0.99, such a copolymer is such that each monomer is uniformly alternating, , Whereby the copolymer can exhibit more excellent elasticity and flexibility required for EPDM rubber and the like.

그리고, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 EPDM 고무 등으로서의 적절한 물성 충족이 가능한 밀도 범위, 예를 들어, 약 0.840 내지 0.895 g/cm3, 혹은 약 0.850 내지 0.890 g/cm3 의 밀도를 가질 수 있다. The ternary elastomeric copolymer of one embodiment has a density of about 0.840 to 0.895 g / cm 3 , or about 0.850 to 0.890 g / cm 3 , for example, a density range capable of satisfying appropriate physical properties as EPDM rubber or the like .

또한, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체는 EPDM 고무 등으로서의 적절한 물성 충족이 가능한 무늬 점도(1+4@125℃) 범위, 예를 들어, 약 1 MU 내지 180 MU, 혹은 약 5 MU 내지 150 MU, 혹은 약 20 MU내지 130 MU의 무늬 점도를 가질 수 있다. 상기 무늬점도(1+4@125℃)는 ASTM D1646-04 근거하여 몬산토 알파2000 장비를 사용하여 측정할 수 있으며, 무늬점도가 20 MU 미만인 경우 장쇄분지에 따른 가공성 차이가 나타나지 않고 무늬점도가 130 MU을 초과하는 경우 본 발명에 의해 제조는 가능하지만 고점도에 의한 수지 생산성이 낮아 경제적으로 유리하지 않다.In addition, the ternary elastomeric copolymer of one embodiment may have a Mooney viscosity (1 + 4 @ 125 ° C) range, for example, about 1 MU to 180 MU, or about 5 MU to 150 M MU, or a pattern viscosity of about 20 MU to 130 MU. The pattern viscosity (1 + 4 @ 125 ° C) can be measured using a Monsanto alpha 2000 instrument based on ASTM D1646-04. When the pattern viscosity is less than 20 MU, the pattern viscosity is 130 When it exceeds MU, although it can be produced by the present invention, it is not economically advantageous because the resin productivity is low due to high viscosity.

또, 상기 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체에서, 상기 알파올레핀으로는, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-노나데센, 9-메틸-1-데센, 11-메틸-1도데센, 12-에틸-1-테트라데센 등의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀을 1종 이상 사용할 수 있으며, 이들 중에서도 탄소수 3 내지 10의 알파올레핀, 대표적인 예로서 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐을 적절히 사용할 수 있다. In the ternary elastomeric copolymer of one embodiment, examples of the alpha olefin include propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-pentene, Heptadecene, 1-heptadecene, 1-nonadecene, 1-nonadecene, 1-undecene, 1-tridecene, 1-decene, 1-methyl-1-decene, 1-decene, 1-decene, 1-methylene-1-decene, Propylene, 1-butene, 1-hexene or 1-octene may suitably be used.

또, 상기 디엔으로는 비공액 디엔계 단량체를 사용할 수 있다. 이의 구체적인 예로는, 5-1,4-헥사디엔, 1,5-헵타디엔, 1,6-옥타디엔, 1,7-노나디엔, 1,8-데카디엔, 1,12-테트라데카디엔, 3-메틸-1,4-헥사디엔, 4-메틸-1,4-헥사디엔, 5-메틸-1,4-헥사디엔, 4-에틸-1,4-헥사디엔, 3,3-다이메틸-1,4-헥사디엔, 5-메틸-1,4-헵타디엔, 5-에틸-1,4-헵타디엔, 5-메틸-1,5-헵타디엔, 6-메틸-1,5-헵타디엔, 5-에틸-1,5-헵타디엔, 4-메틸-1,4-옥타디엔, 5-메틸-1,4-옥타디엔,4-에틸-1,4-옥타디엔, 5-에틸-1,4-옥타디엔, 5-메틸-1,5-옥타디엔, 6-메틸-1,5-옥타디엔, 5-에틸-1,5-옥타디엔, 6-에틸-1,5-옥타디엔, 6-메틸-1,6-옥타디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔, 6-에틸-1,6-옥타디엔, 6-프로필-1,6-옥타디엔, 6-부틸-1,6-옥타디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔, 4-메틸-1,4-노나디엔, 에틸리덴-2-노보넨, 5-메틸렌-2-노보넨, 5-(2-프로페닐)-2-노보넨, 5-(3-부테닐) -2-노보넨, 5-(1-메틸-2-프로페닐) -2-노보넨, 5-(4-펜테닐) -2-노보넨, 5-(1-메틸-3-부테닐) -2-노보넨, 5-(5-헥세닐)-2-노보넨, 5-(1-메틸-4-펜테닐) -2-노보넨, 5-(2,3-디메틸-3-부테닐)-2-노보넨, 5-(2-에틸-3-부테닐) -2-노보넨, 5-(6-헵테닐) -2-노보넨, 5-(3-메틸-헥세닐) -2-노보넨, 5-(3,4-디메틸-4-펜테닐) -2-노보넨, 5-(3-에틸-4-펜테닐) -2-노보넨, 5-(7-옥테닐) -2-노보넨, 5-(2-메틸-6-헵테닐) -2-노보넨, 5-(1,2-디메틸-5-헥세닐) -2-노보넨, 5-(5-에틸-5-헥세닐) -2-노보넨, 5-(1,2,3-트리메틸-4-펜테닐) -2-노보넨, 5-프로필리덴-2-노보넨, 5-이소프로필리덴-2-노보넨, 5-부틸리덴-2-노보넨, 5-이소부틸리덴-2-노보넨, 2,3-디이소프로필리덴 -5-노보넨, 2-에틸리덴-3-이소프로필리덴-5-노보넨, 2-프로페닐-2,2-노보나디엔 등을 들 수 있고, 이들 중에 선택된 디엔을 1종 이상 사용할 수 있다. As the diene, a nonconjugated diene-based monomer may be used. Specific examples thereof include 5-1,4-hexadiene, 1,5-heptadiene, 1,6-octadiene, 1,7-nonadiene, 1,8-decadiene, 1,12- Methyl-1,4-hexadiene, 4-methyl-1,4-hexadiene, 3-methyl- Heptadiene, 5-methyl-1,5-heptadiene, 6-methyl-1,5-heptadiene, Methyl-1,4-octadiene, 4-ethyl-1,4-octadiene, 5-ethyl-1,4-pentadiene, 1,5-octadiene, 5-methyl-1,5-octadiene, 6-methyl-1,5-octadiene, Hexadiene, 6-methyl-1,6-octadiene, 6-methyl-1,6-octadiene, Methylidene-2-norbornene, 5-methylene-2-norbornene, 5- (2- Propenyl) -2-norbornene, 5- (3-butenyl) -2-norbornene, 5- 5- (1-methyl-3-butenyl) -2-norbornene, 5- (5-hexenyl) 5- (2-ethyl-3-butenyl) -2-norbornene, 5- (2,3- Pentenyl) -2-norbornene, 5- (3-methyl-hexenyl) 5- (2-methyl-6-heptenyl) -2-norbornene, 5- (5-ethyl-5-hexenyl) -2-norbornene, 5- (1,2,3-trimethyl-4-pentenyl) Norbornene, 5-propylidene-2-norbornene, 5-isopropylidene-2-norbornene, 5-butylidene- , 3-diisopropylidene-5-norbornene, 2-ethylidene-3-isopropylidene-5-norbornene and 2-propenyl-2,2-norbornadiene. One or more dienes may be used.

이들 디엔 중에서도 특히, 5-에틸리덴-2-노보넨, 5-메틸렌-2-노보넨, 또는 4-헥사디엔을 적절히 사용하여, 상기 일 구현예의 중량 평균 분자량과 LCB Index를 만족하는 3원계 탄성 공중합체를 제조할 수 있다. 한편, 종래 3원계 탄성 공중합체의 제조에 상기 디엔으로 사용되던 5-비닐-2-노보렌(VNB) 또는 디시클로펜타디엔(DCPD)은 이중결합을 2개 포함하고, 상기 2개의 이중결합이 중합반응에 참여하여 가교된 형태의 고분자 구조를 나타내므로 중합과정에서 겔 입자가 형성되거나, 공중합체의 분자량 조절이 어렵고 중합반응 또한 조절하기 어려운 한계가 있다.
Of these dienes, particularly, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-methylene-2-norbornene, or 4-hexadiene is suitably used to give a ternary elasticity satisfying the weight average molecular weight and LCB Index of the above- Copolymers can be prepared. On the other hand, 5-vinyl-2-norbornene (VNB) or dicyclopentadiene (DCPD) used as the diene in the preparation of the conventional three-component elastomer includes two double bonds, There is a limitation in that gel particles are formed in the polymerization process, the molecular weight of the copolymer is difficult to control, and the polymerization reaction is also difficult to control since it exhibits a crosslinked polymer structure.

한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체의 제조 방법이 제공된다. 이러한 공중합체의 제조 방법은 하기 화학식 1로 표시되는 제 1 전이금속 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 제 2 전이금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에서, 40 내지 80 중량%의 에틸렌, 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 4 내지 6 중량%의 디엔을 포함하는 단량체 조성물을 연속적으로 반응기에 공급하면서 공중합하는 단계를 포함할 수 있다:According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a three-component elastomeric copolymer of one embodiment described above. The process for producing such a copolymer is characterized by comprising, in the presence of a catalyst composition comprising a first transition metal compound represented by the following formula (1) and a second transition metal compound represented by the following formula (2), 40 to 80% by weight of ethylene, By weight of a monomer composition comprising from 3 to 20% by weight of an alpha olefin and from 4 to 6% by weight of a diene, continuously feeding the reactor.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112014060815155-pat00003
Figure 112014060815155-pat00003

[화학식 2](2)

Figure 112014060815155-pat00004
Figure 112014060815155-pat00004

상기 화학식 1 및 2에서,In the above Formulas 1 and 2,

R1 내지 R13은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디칼; 탄소수 2 내지 20의 알케닐 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼; 실릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 라디칼; 또는 하이드로카르빌로 치환된 4족 금속의 메탈로이드 라디칼이고; 상기 R1 내지 R13 중 이웃하는 서로 다른 2 개의 그룹은 탄소수 1 내지 20의 알킬 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼을 포함하는 알킬리딘 라디칼에 의해 서로 연결되어 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며;R 1 to R 13 may be the same or different from each other, and each independently hydrogen; An alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl radical having 2 to 20 carbon atoms; An aryl radical having 6 to 20 carbon atoms; Silyl radical; An alkylaryl radical having 7 to 20 carbon atoms; An arylalkyl radical having 7 to 20 carbon atoms; Or a metalloid radical of a Group 4 metal substituted with hydrocarbyl; Two adjacent two of R 1 to R 13 may be connected to each other by an alkylidene radical containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 20 carbon atoms to form an aliphatic ring or an aromatic ring ;

M은 4족 전이금속이고;M is a Group 4 transition metal;

Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼; 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디칼; 탄소수 2 내지 20의 알케닐 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 라디칼; 탄소수 1 내지 20의 알킬 아미도 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 아미도 라디칼; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬리덴 라디칼이다.Q 1 and Q 2, which may be the same or different, are each independently a halogen radical; An alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl radical having 2 to 20 carbon atoms; An aryl radical having 6 to 20 carbon atoms; An alkylaryl radical having 7 to 20 carbon atoms; An arylalkyl radical having 7 to 20 carbon atoms; An alkylamido radical having 1 to 20 carbon atoms; An arylamido radical having 6 to 20 carbon atoms; Or an alkylidene radical having 1 to 20 carbon atoms.

이하의 실시예 등을 통해서도 확인되는 바와 같이, 일정 함량의 단량체, 즉, 약 40 내지 80 중량%, 혹은 약 50 내지 70 중량%의 에틸렌, 약 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 약 4 내지 6 중량%의 디엔을 사용하는 한편, 이러한 각 단량체를 상기 화학식 1 혹은 2의 전이금속 촉매의 존재 하에 연속 중합 공정으로 제조함에 따라, 상술한 에틸렌의 함량과 밀도 간의 특정 관계를 충족하는 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체가 높은 수율 및 생산성으로 얻어질 수 있음이 확인되었다. As can be seen from the following examples and the like, a certain amount of monomer, that is, about 40 to 80 wt%, or about 50 to 70 wt% of ethylene, about 15 to 55 wt% of alpha-olefin having 3 to 20 carbon atoms And about 4 to 6% by weight of a diene, and each of these monomers is produced by a continuous polymerization process in the presence of the transition metal catalyst of the above formula (1) or (2) to satisfy the above-mentioned specific relationship between the ethylene content and the density It was confirmed that the ternary elastomeric copolymer of the embodiment of the present invention can be obtained with high yield and productivity.

이는 주로 상기 2종의 특정 촉매가 갖는 우수한 촉매 활성 및 공단량체 반응성에 기인할 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전이금속 화합물의 특정 촉매는 4족 전이금속 촉매로서의 우수한 촉매 활성을 나타내며, 특히 알파올레핀과 디엔 등의 공단량체에 대해 우수한 선택성과 공중합 반응성을 나타낼 수 있다. 더구나, 이들 2종의 특정 촉매를 사용함에 따라, 디엔이 비교적 높은 함량으로 고분자 사슬 내에 균일하게 분포되면서 공중합이 진행되도록 할 수 있다. 이는 상기 화학식 1 및 2의 특정 촉매가 퀴놀린계 아미도 그룹에 의해 금속 자리 주위가 견고한 5각링 및 6각링 구도로 매우 안정적으로 유지되고, 이에 따라 구조적으로 단량체들의 접근이 용이한 구조적 특성을 가지고 있기 때문으로 보인다. 즉, 상기 화학식 1 및 2의 특정 촉매는 상술한 촉매의 구조적 특성을 바탕으로 에틸렌과 알파올레핀이 공중합되는 동안 장쇄분지형태의 이중결합을 가지는 매크로머를 형성시킬 수 있고, 이는 다시 촉매와의 반응으로 공중합되어, 장쇄분지를 갖는 3원계 탄성 공중합체를 형성할 수 있다. This can be mainly due to the excellent catalytic activity and comonomer reactivity of the two specific catalysts. The specific catalysts of the first and second transition metal compounds exhibit excellent catalytic activity as a transition metal of Group 4, and can exhibit excellent selectivity and copolymerization reactivity with respect to comonomers such as alpha olefins and dienes. Furthermore, by using these two specific catalysts, the copolymer can be distributed while uniformly distributing the dienes in the polymer chain with a relatively high content. This is because the specific catalysts of the above formulas (1) and (2) are stably maintained in a quasi-ringing and hexagonal ring structure around the metal sites by the quinoline amido group and structurally easy to access the monomers . That is, the specific catalysts of Formulas 1 and 2 may form a macromer having a double bond in the form of a long chain branch during the copolymerization of ethylene and an alpha olefin based on the structural characteristics of the catalyst, To form a ternary elastomeric copolymer having a long-chain branch.

더구나, 이러한 제 1 및 제 2 전이금속 화합물의 2종의 특정 촉매를 사용하는 한편, 각 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 연속적으로 중합 반응기에 공급하면서 상기 공중합을 연속 공정으로 진행함에 따라, 상기 공단량체, 특히 디엔은 고분자 사슬 내에 더욱 균일하게 분포될 수 있다. Furthermore, by using the two kinds of specific catalysts of the first and second transition metal compounds, and continuing the copolymerization to a continuous process while continuously supplying the monomer composition containing each monomer to the polymerization reactor, the comonomer , In particular dienes, can be more evenly distributed within the polymer chain.

그 결과, 분자량이 높으면서도, 각 단량체가 균일하게 교대 분포되어 있으며, 장쇄분지를 갖는 3원계 탄성 공중합체가 생산성 및 수율 높게 제조될 수 있다. 그리고, 이렇게 얻어진 3원계 탄성 공중합체는 각 단량체가 균일하게 교대 분포된 특성으로 인해, 에틸렌의 함량 대비 밀도가 그리 높지 않게 최적화되어, 상술한 일 구현예의 특성, 예를 들어, 에틸렌의 함량 x와 밀도 y의 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881와 같은 관계나, Re*Rc이 1보다 작게 되는 등의 특성 등을 충족할 수 있다. As a result, it is possible to produce a ternary elastomeric copolymer having a long molecular weight and a homogeneous alternating distribution of monomers and a long chain branch, with high productivity and yield. Since the three-component elastomer copolymer thus obtained is uniformly alternately distributed in the respective monomers, the density of the ethylene relative to the ethylene content is not so high, and the characteristics of the above-described embodiment, for example, the ethylene content x and A relationship such as 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.875? Y? 0.0000175214x (x-75.65420571) +0.881 of the density y, and a characteristic such that Re * Rc becomes smaller than 1 can be satisfied.

따라서, 다른 구현예의 제조 방법에 따르면, 상술한 일 구현예의 3원계 탄성 공중합체가 생산성 및 수율 높게 제조될 수 있고, 이러한 3원계 탄성 공중합체는 우수한 기계적 물성과, 보다 향상된 탄성 등을 동시에 충족하는 4족 전이금속 촉매로 제조된 EPDM 고무 등으로서 매우 바람직하게 사용될 수 있다. Therefore, according to the production method of another embodiment, the ternary elastomeric copolymer of one embodiment described above can be produced with high productivity and yield, and the ternary elastomeric copolymer is excellent in mechanical properties, 4-group transition metal catalyst, and the like.

다만, 상술한 2종의 특정 촉매를 사용하지 않거나, 이들 중 1종의 촉매만을 사용하거나, 상술한 각 단량체의 적절한 함량 범위, 특히 디엔의 함량 범위를 벗어나는 경우 등에 있어서는, 최종 제조된 3원계 탄성 공중합체가 일 구현예의 높은 분자량 범위를 만족하지 못하거나, 에틸렌의 함량과 밀도가 특정 관계식을 충족하지 못하게 될 수 있다.However, in the case where the above-mentioned two kinds of specific catalysts are not used, only one of these catalysts is used, or when the content of each of the above-mentioned monomers is out of the appropriate range, particularly the diene content range, The copolymer may not meet the high molecular weight range of one embodiment, or the ethylene content and density may not meet certain relationships.

한편, 상술한 다른 구현예의 3원계 탄성 공중합체의 제조 방법에서, 상기 화학식 1 및 2로 표시되는 제 1 및 제 2 전이금속 화합물에 대한 보다 구체적인 설명은 아래와 같다. On the other hand, in the method for producing a ternary elastomeric copolymer of another embodiment described above, the first and second transition metal compounds represented by the general formulas (1) and (2) will be described in more detail as follows.

먼저, 상기 화학식 1 및 2에서, 하이드로카르빌은 하이드로카르본으로부터 수소 원자를 제거한 형태의 1가 작용기를 지칭할 수 있으며, 예를 들어, 에틸 등의 알킬기나, 페닐 등의 아릴기를 포괄하여 지칭할 수 있다. First, hydrocarbyl in Formulas 1 and 2 may refer to a monovalent functional group in which a hydrogen atom is removed from a hydrocarbons. For example, an alkyl group such as ethyl, an aryl group such as phenyl, can do.

또, 화학식 1 및 2에서, 메탈로이드는 준금속으로 금속과 비금속의 중간적 성질을 보이는 원소로서, 예를 들어, 비소, 붕소, 규소 또는 텔루르 등을 지칭할 수 있다. 그리고, 상기 M은, 예를 들어, 티타늄, 지르코늄 또는 하프늄 등의 4족 전이금속 원소를 지칭할 수 있다. In the formulas (1) and (2), the metalloid is an element which is a metalloid and shows intermediate properties between metal and nonmetal, and may be, for example, arsenic, boron, silicon or tellurium. The M may be, for example, a Group 4 transition metal element such as titanium, zirconium or hafnium.

이들 제 1 및 제 2 전이금속 화합물 중에서, 상기 화학식 1의 제 1 전이금속 화합물로는, 하기 식의 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 적합하게 사용할 수 있다: Among these first and second transition metal compounds, at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas can be suitably used as the first transition metal compound represented by the general formula (1)

Figure 112014060815155-pat00005
Figure 112014060815155-pat00005

Figure 112014060815155-pat00006
Figure 112014060815155-pat00006

상기 식에서, R2 및 R3은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소 또는 메틸 라디칼이고, M은 4족 전이금속이고, Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 메틸 라디칼, 디메틸이미도 라디칼 또는 염소 라디칼이다.R 2 and R 3 may be the same or different from each other and are each independently hydrogen or a methyl radical, M is a Group 4 transition metal, Q 1 and Q 2 may be the same or different from each other and each independently methyl A radical, a dimethylimido radical or a chlorine radical.

또한, 나머지 화학식 2의 제 2 전이금속 화합물로는, 하기 식의 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 적합하게 사용할 수 있다: As the second transition metal compound represented by the above formula (2), at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas can be suitably used:

Figure 112014060815155-pat00007
Figure 112014060815155-pat00007

Figure 112014060815155-pat00008
Figure 112014060815155-pat00008

상기 식에서, R2 및 R3은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소 또는 메틸 라디칼이고, M은 4족 전이금속이고, Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 메틸 라디칼, 디메틸이미도 라디칼 또는 염소 라디칼이다.R 2 and R 3 may be the same or different from each other and are each independently hydrogen or a methyl radical, M is a Group 4 transition metal, Q 1 and Q 2 may be the same or different from each other and each independently methyl A radical, a dimethylimido radical or a chlorine radical.

한편, 상기 다른 구현예의 제조 방법에서 사용되는 촉매 조성물은 상술한 제 1 및 제 2 전이금속 화합물 외에 하기 화학식 3, 화학식 4 및 화학식 5로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 조촉매 화합물을 더 포함할 수 있다:Meanwhile, the catalyst composition used in the production method of another embodiment may further include at least one cocatalyst compound selected from the group consisting of the following chemical formulas (3), (4) and (5) in addition to the first and second transition metal compounds have:

[화학식 3](3)

-[Al(R)-O]n-- [Al (R) -O] n -

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

R은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소; 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소이고; n은 2 이상의 정수이며;R may be the same or different from each other, and each independently halogen; Hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms; Or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms substituted with halogen; n is an integer of 2 or more;

[화학식 4][Chemical Formula 4]

D(R)3 D (R) 3

상기 화학식 4에서, R은 상기 화학식 3에서 정의된 바와 같고; D는 알루미늄 또는 보론이며;In Formula 4, R is as defined in Formula 3; D is aluminum or boron;

[화학식 5][Chemical Formula 5]

[L-H]+[ZA4]- 또는 [L]+[ZA4]- [LH] + [ZA 4 ] - or [L] + [ZA 4 ] -

상기 화학식 5에서, L은 중성 또는 양이온성 루이스 산이고; H는 수소 원자이며; Z는 13족 원소이고; A는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소, 알콕시 또는 페녹시로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.In Formula 5, L is a neutral or cationic Lewis acid; H is a hydrogen atom; Z is a Group 13 element; A may be the same as or different from each other, and independently at least one hydrogen atom is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen, hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy or phenoxy .

이러한 조촉매 화합물에서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물의 예로는 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 또는 부틸알루미녹산 등을 들 수 있다. In such a promoter compound, examples of the compound represented by the general formula (3) include methyl aluminoxane, ethyl aluminoxane, isobutyl aluminoxane, and butyl aluminoxane.

또, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물의 예로는, 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디메틸클로로알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-s-부틸알루미늄, 트리시클로펜틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리이소펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄, 에틸디메틸알루미늄, 메틸디에틸알루미늄, 트리페닐알루미늄, 트리-p-톨릴알루미늄, 디메틸알루미늄메톡시드, 디메틸알루미늄에톡시드, 트리메틸보론, 트리에틸보론, 트리이소부틸보론, 트리프로필보론 또는 트리부틸보론 등을 들 수 있고, 이 중에서도 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄 또는 트리이소부틸알루미늄을 적절히 사용할 수 있다. Examples of the compound represented by the general formula (4) include trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tripropylaluminum, tributylaluminum, dimethylchloroaluminum, triisopropylaluminum, tri- But are not limited to, cyclopentyl aluminum, tripentyl aluminum, triisopentyl aluminum, trihexyl aluminum, trioctyl aluminum, ethyldimethyl aluminum, methyldiethyl aluminum, triphenyl aluminum, tri-p-tolyl aluminum, dimethyl aluminum methoxide, Trimethylboron, triethylboron, triisobutylboron, tripropylboron or tributylboron. Of these, trimethylaluminum, triethylaluminum or triisobutylaluminum can be suitably used.

그리고, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 브론스테드 산인 양이온과 양립 가능한 비배위 결합성 음이온을 포함한다. 적절한 음이온은 크기가 비교적 크며 준금속을 포함하는 단일 배위결합성 착화합물을 함유하는 것이다. 특히, 음이온 부분에 단일 붕소 원자를 함유하는 화합물이 널리 사용되고 있다. 이러한 관점에서, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물로는 단일 붕소 원자를 함유하는 배위결합성 착화합물을 포함하는 음이온을 함유한 염이 적절히 사용될 수 있다. The compound represented by the general formula (5) includes a non-coordinating anion which is compatible with a cation which is a Bronsted acid. Suitable anions are relatively large in size and contain a single coordination complex containing a metalloid. Particularly, compounds containing a single boron atom in the anion moiety are widely used. From this viewpoint, as the compound represented by the general formula (5), an anion-containing salt containing a coordination complex containing a single boron atom can be suitably used.

이러한 화합물의 구체적인 예로서, 트리알킬암모늄염의 경우에는 트리메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리프로필암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리(2-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 n-부틸트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 벤질트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(4-(t-부틸디메틸실릴)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(4-트리이소프로필실릴)-2,3,5,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 펜타플루오로페녹시트리스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸-2,4,6-트리메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리메틸암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리에틸암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리프로필암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 트리(n-부틸)암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 디메틸(t-부틸)암모늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐리늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸-2,4,6-트리메틸아닐리늄 테트라키스(2,3,4,6-테트라플루오로페닐)보레이트, 데실디메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 도데실디메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 테트라데실디메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 헥사데실디메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 옥타데실디메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 에이코실디메틸암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디도데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디테트라데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디헥사데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디옥타데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 메틸디에이코실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리도데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리테트라데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리헥사데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리옥타데실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리에이코실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 데실디(n-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 도데실디(n-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 옥타데실디(n-부틸)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디도데실아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N-메틸-N-도데실아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 메틸디(도데실)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 예로 들 수 있다.As specific examples of such compounds, there may be mentioned trialkylammonium salts such as trimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tripropylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (Pentafluorophenyl) borate, tri (2-butyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) (Pentafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium benzyltris (pentafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (t-butyldimethylsilyl) -2,3,5,6-tetrafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (4-triisopropylsilyl) -2,3,5,6-tetra Fluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium N, N-diethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N, N-dimethyl-2,4,6-trimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, trimethylammonium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, triethylammonium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, dimethyl (t-butyl) ammonium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) Ammonium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, N, Anilinium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) borate, N, N-dimethyl-2,4,6-trimethylanilinium tetrakis (2,3,4,6-tetrafluorophenyl) ) Borey , Pentyldimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, dodecyldimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tetradecyldimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, hexadecyldimethylammonium tetrakis Octadecyldimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, eicosyldimethylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, methyldecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, methyldido (Pentafluorophenyl) borate, methyldiotetradecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, methyldihexadecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, methyl dioctadecylammonium tetrakis Pentafluorophenyl) borate, methyldiacosylammonium tetrakis (pentafluoro (Pentafluorophenyl) borate, tridecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, tridodecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, trityl tetradecylammonium tetrakis (N-butyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, trioctadecylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, trieocosyl ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) (Pentafluorophenyl) borate, dodecyldi (n-butyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, octadecyldi (n-butyl) ammonium tetrakis (Pentafluorophenyl) borate or methyldi (dodecyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N-methyl-N-dodecyl anilinium tetrakis (Pentafluorophenyl) borate, and the like.

또한, 디알킬암모늄염의 경우에는, 디-(i-프로필)암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 디시클로헥실암모늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 예로 들 수 있다.In the case of dialkylammonium salts, di- (i-propyl) ammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate or dicyclohexylammonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and the like can be mentioned.

그리고, 카르보늄염의 경우에는 트로필륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐메틸륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 또는 벤젠(디아조늄) 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 등을 예로 들 수 있다.Examples of the carbonium salt include tropylium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylmethylium tetrakis (pentafluorophenyl) borate or benzene (diazonium) tetrakis (pentafluorophenyl) .

한편, 상술한 3원계 탄성 공중합체의 제조 방법에서, 상술한 제 1 및 제 2 전이금속 화합물과, 선택적으로 조촉매 화합물을 포함하는 촉매 조성물은, 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 전이금속 화합물과, 상기 화학식 3 또는 화학식 4의 조촉매 화합물을 접촉시켜 혼합물을 얻는 단계; 및 상기 혼합물에 상기 화학식 5의 조촉매 화합물을 첨가하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.On the other hand, in the above-mentioned method for producing a ternary elastomeric copolymer, the catalyst composition comprising the above-described first and second transition metal compounds and optionally a co-catalyst compound is obtained, for example, Contacting the compound with the promoter compound of Formula 3 or Formula 4 to obtain a mixture; And adding the promoter compound of Formula 5 to the mixture.

또, 상기 촉매 조성물에서, 상기 제 1 전이금속 화합물 : 제 2 전이금속 화합물의 몰비는 약 10 : 1 내지 1 : 10으로 될 수 있고, 상기 제 1 및 제 2 전이금속 화합물을 합한 전체 전이금속 화합물 : 상기 화학식 3 또는 화학식 4의 조촉매 화합물의 몰비는 약 1 : 5 내지 1 : 500로 될 수 있으며, 상기 전체 전이금속 화합물 : 상기 화학식 5의 조촉매 화합물의 몰비는 약 1 : 1 내지 1 : 10으로 될 수 있다. In the catalyst composition, the molar ratio of the first transition metal compound: the second transition metal compound may be about 10: 1 to 1:10, and the total transition metal compound : The molar ratio of the promoter compound of Formula 3 or Formula 4 may be from about 1: 5 to 1: 500, and the molar ratio of the total transition metal compound to the promoter compound of Formula 5 is about 1: 1 to 1: 10 &lt; / RTI &gt;

그리고, 상기 3원계 탄성 공중합체의 제조 방법에서, 상기 촉매 조성물은 반응 용매를 추가로 포함할 수 있고, 상기 반응 용매로는 펜탄, 헥산 또는 헵탄 등과 같은 탄화수소계 용매; 벤젠 또는 톨루엔 등과 같은 방향족계 용매 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, in the process for producing the ternary elastomeric copolymer, the catalyst composition may further comprise a reaction solvent, and examples of the reaction solvent include hydrocarbon solvents such as pentane, hexane or heptane; Aromatic solvents such as benzene or toluene, but are not limited thereto.

또, 이미 상술한 바와 같이, 상기 단량체 조성물에 포함되는 알파올레핀으로는, 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 1-운데센 또는 1-도데센 등을 사용할 수 있으며, 상기 디엔으로는 비공액 디엔계 단량체를 사용할 수 있다. 이중에서도, EPDM 고무의 제조에 통상적으로 사용되는 단량체, 예를 들어, 상기 알파올레핀으로서 프로필렌과, 상기 디엔으로서 5-에틸리덴-2-노보넨, 1,4-헥사디엔 또는 디시클로펜타디엔 등의 비공액 디엔계 단량체를 적절히 사용할 수 있다. As already mentioned above, the alpha-olefins contained in the monomer composition include propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-pentene, -Heptene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene and the like can be used. As the diene, a non-conjugated diene monomer can be used. Of these, monomers commonly used in the production of EPDM rubber, for example, propylene as the alpha olefin and 5-ethylidene-2-norbornene, 1,4-hexadiene or dicyclopentadiene as the diene Nonconjugated dienic monomer can be suitably used.

그리고, 상술한 다른 구현예의 공중합체의 제조 방법에서, 상기 공중합 단계는 약 100 내지 170℃의 온도, 혹은 약 100 내지 160℃의 온도에서 진행할 수 있다. 상기 공중합 온도가 너무 낮은 경우, 3종의 단량체가 균일하게 교대 분포된 3원계 탄성 공중합체의 합성이 어려울 수 있으며, 중합 반응 온도가 너무 높은 경우 단량체 또는 제조된 공중합체가 열 분해 될 수 있다. 또, 이러한 공중합은 용액 중합, 특히, 연속 용액 중합 방법으로 진행할 수 있다. 이때, 상술한 촉매 조성물은 이러한 용액에 용해된 균일계 촉매의 형태로 사용될 수 있다. And, in the above-described method of producing a copolymer of another embodiment, the copolymerization step may be carried out at a temperature of about 100 to 170 ° C, or a temperature of about 100 to 160 ° C. When the copolymerization temperature is too low, it may be difficult to synthesize a ternary elastomeric copolymer in which three kinds of monomers are homogeneously alternately distributed. If the polymerization reaction temperature is too high, the monomer or the produced copolymer may be thermally decomposed. Such copolymerization can be carried out by solution polymerization, in particular, continuous solution polymerization. At this time, the above-described catalyst composition can be used in the form of a homogeneous catalyst dissolved in such a solution.

이러한 연속 용액 중합의 진행을 위해, 상술한 단량체 조성물과, 제 1 및 제2 전이금속 화합물, 및 선택적으로 조촉매를 포함하는 촉매 조성물을 반응기에 용액 상태로 연속적으로 공급하면서 상기 공중합 단계를 진행할 수 있고, 공중합된 3원계탄성 공중합체를 반응기로부터 연속적으로 배출시키면서 상기 공중합 단계를 연속 진행할 수 있다. For the progress of such continuous solution polymerization, the copolymerization step can be carried out while continuously supplying the catalyst composition containing the above-mentioned monomer composition, the first and second transition metal compounds and optionally the cocatalyst to the reactor in a solution state continuously And the copolymerization step can be continuously carried out while continuously discharging the copolymerized ternary elastomeric copolymer from the reactor.

이러한 연속 용액 중합의 진행에 의해, 장쇄분지를 갖는 3원계 탄성 공중합체를 보다 효과적으로 생산성 및 수율 높게 얻을 수 있게 된다. By the progress of the continuous solution polymerization, the ternary elastomeric copolymer having a long chain branch can be obtained more efficiently in productivity and yield.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 우수한 저온 물성과, 보다 향상된 탄성 및 유연성 등을 나타내어 EPDM 고무 등으로서 매우 바람직하게 사용될 수 있는 3원계 탄성 공중합체가 제조된다. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, a ternary elastomeric copolymer having excellent low-temperature properties, improved elasticity and flexibility, and the like can be used as EPDM rubber and the like highly preferably.

또한, 본 발명에 따르면, 이러한 3원계 탄성 공중합체를 생산성 및 수율 높게 제조할 수 있는 공중합체의 제조 방법이 제공된다. Further, according to the present invention, there is provided a process for producing a copolymer capable of producing such a ternary elastomeric copolymer with high productivity and yield.

본 발명에 따라 얻어진 3원계 탄성 공중합체는 이전에 알려진 메탈로센계 4족 전이금속 촉매로 제조된 EPDM 고무 등의 한계를 극복하고, 우수한 저온 물성, 탄성 및 유연성을 다른 물성과 함께 충족할 수 있으므로, 4족 전이금속 촉매 특유의 장점을 살리면서도 EPDM 고무 등으로서 매우 바람직하게 사용될 수 있다. The ternary elastomeric copolymer obtained according to the present invention can overcome the limitations of the EPDM rubber and the like manufactured by the previously known metallocene-type transition metal catalyst, and can satisfy the low temperature properties, elasticity and flexibility with other physical properties , EPDM rubber or the like, while taking advantage of the advantages inherent to the Group 4 transition metal catalyst.

도 1은 실시예 및 비교예에서 제조한 3원계 탄성 공중합체에 대하여 에틸렌의 함량과 밀도의 관계를 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the relationship between the ethylene content and the density of the ternary elastomeric copolymer prepared in Examples and Comparative Examples.

발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 발명을 예시하는 것일 뿐, 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
The invention will be described in more detail in the following examples. It is to be understood, however, that the invention is not limited to the following examples.

<< 리간드Ligand 및 전이금속 화합물의 합성> And Transition Metal Compounds &gt;

모든 리간드 및 촉매합성은 공기와 수분의 접촉을 차단하는 질소분위기하에서 표준 쉴렝크(Schlenk)와 글로브박스(Blove-box) 기술을 사용하여 수행되었으며, 반응에 사용하는 유기 시약 및 용매는 알드리치사와 머크사에서 구칩하여 표준방법으로 정제하여 사용하였다. 합성된 리간드와 촉매구조는 400MHz 핵자기 공명기(NMR) 및 X-ray 분광기를 이용하여 확인하였다.All ligands and catalyst synthesis were carried out using standard Schlenk and Blove-box techniques under a nitrogen atmosphere to block the contact of air and moisture, and the organic reagents and solvents used in the reaction were obtained from Aldrich and Merck And purified by standard methods. The synthesized ligand and catalyst structure were confirmed using a 400 MHz nuclear magnetic resonance (NMR) and X-ray spectroscopy.

하기 실시예에서 제 1 및 제 2 전이금속 화합물로는, 각각 [(1,2,3,4-테트라하이드로퀴놀린 -8-일)테트라메틸시클로펜타디에닐-에타5,케파-N]티타늄 디메틸 ([(1,2,3,4-Tetrahydroquinolin-8-yl)tetramethylcyclopentadienyl-eta5,kapa-N]titanium dimethyl) 및 [(2-메틸인돌린-7-일)테트라메틸시클로펜타디에닐-에타5,케파-N]티타늄 디메틸 ([(2-Methylindolin-7-yl)tetramethylcyclopentadienyl-eta5,kapa-N]titanium dimethyl)을 사용하였으며, 조촉매 화합물로는 N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 및 트리이소부틸알루미늄을 사용하였다. 상기 제 1 및 제 2 전이금속 화합물은 한국 특허 등록 제 0,976,131 호의 실시예 2 및 14와 동일한 방법으로 제조하여 사용하였고, 상기 조촉매 화합물은 이러한 한국 특허 등록 제 0,820,542 호의 실시예 9에서 사용된 것과 동일한 조촉매 화합물을 제조하여 사용하였다.
Examples of the first and second transition metal compounds in the following examples are [(1,2,3,4-tetrahydroquinolin-8-yl) tetramethylcyclopentadienyl-eta 5, kepa-N] titanium dimethyl ([(1,2,3,4-Tetrahydroquinolin-8-yl) tetramethylcyclopentadienyl-eta 5, kapa-N] titanium dimethyl and [(2-methylindolin-7-yl) tetramethylcyclopentadienyl- (2-methylindolin-7-yl) tetramethylcyclopentadienyl-eta5, kapa-N] titanium dimethyl was used as the cocatalyst compound and N, N-dimethylanilinium tetrakis Phenyl) borate and triisobutyl aluminum were used. The first and second transition metal compounds were prepared and used in the same manner as in Examples 2 and 14 of Korean Patent No. 0,976,131, and the co-catalyst compound was used in the same manner as in Example 9 of Korean Patent No. 0,820,542 A co-catalyst compound was prepared and used.

<< 실시예Example 1 내지 7> 에틸렌, 프로필렌 및 5- 1 to 7> ethylene, propylene and 5- 에틸리덴Ethylidene -2--2- 노보넨의Nobonen 3원계Triplet 탄성 공중합체의 제조 Preparation of elastic copolymer

2L 압력 반응기를 이용하여, 연속적으로 에틸렌, 프로필렌 및 5-에틸리덴-2-노보넨의 3원 공중합 반응을 수행하였다. 상기 반응기 하부로부터 중합 용매로서 헥산을 시간당 7.6kg의 공급 속도로 연속 투입하고, 반응기 상부로부터 연속적으로 중합 용액을 빼내었다. A ternary copolymerization reaction of ethylene, propylene and 5-ethylidene-2-norbornene was continuously carried out using a 2 L pressure reactor. Hexane as a polymerization solvent was continuously fed from the lower part of the reactor at a feeding rate of 7.6 kg per hour, and the polymerization solution was continuously withdrawn from the upper part of the reactor.

제 1 및 제 2 전이금속 화합물로는, 상술한 [(1,2,3,4-테트라하이드로퀴놀린 -8-일)테트라메틸시클로펜타디에닐-에타5,케파-N]티타늄 디메틸 및 [(2-메틸인돌린-7-일)테트라메틸시클로펜타디에닐-에타5,케파-N]티타늄 디메틸을 헥산에 용해된 상태로 사용하였고, 시간당 51 내지 54μmol의 속도로 반응기에 투입하였다. 또, 조촉매 화합물로는 상술한 N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트를 톨루엔에 용해된 상태로 사용하였고, 시간당 255 내지 270μmol의 속도로 반응기에 투입하였다. 또, 추가적인 조촉매 화합물로서 상술한 트리이소부틸알루미늄을 헥산에 용해된 상태로 사용하였고, 시간당 4080 내지 4200μmol의 속도로 반응기에 투입하였다.As the first and second transition metal compounds, there may be mentioned [(1,2,3,4-tetrahydroquinolin-8-yl) tetramethylcyclopentadienyl-eta 5, kepa-N] titanium dimethyl and [ 7-yl) tetramethylcyclopentadienyl-eta 5, kepa-N] titanium dimethyl was used in the state of being dissolved in hexane and charged into the reactor at a rate of 51 to 54 μmol per hour. The above-mentioned N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate was used as a co-catalyst compound in a state dissolved in toluene, and charged into the reactor at a rate of 255 to 270 μmol per hour. The above-mentioned triisobutylaluminum was used as an additional promoter compound in a state dissolved in hexane, and the reactor was charged at a rate of 4080 to 4200 占 퐉 ol per hour.

단량체인 에틸렌은 시간당 950g, 프로필렌은 820 내지 950g, 그리고, 5-에틸리덴-2-노보넨은 시간당 86 내지 129g의 속도로 반응기에 연속 공급하면서, 상기 공중합을 진행하였다. The copolymerization proceeded while continuously supplying 950 g / hour of ethylene, 820 to 950 g / hr of propylene, and 86 to 129 g / hour of monomer, which are monomers, to the reactor.

반응기 내의 공중합 온도는 140℃ 근방에서 5-에틸리덴-2-노보넨의 공급 속도를 1mL/min부터 0.5mL/min씩 증가시키면서 120 내지 140℃ 사이로 조절하였다. The copolymerization temperature in the reactor was adjusted to be between 120 and 140 ° C while increasing the feed rate of 5-ethylidene-2-norbornene from 1 mL / min to 0.5 mL / min at about 140 ° C.

상술한 조건 하에, 연속 용액 중합으로 공중합을 진행하여, 실시예 1 내지 7의 3원계 탄성 공중합체를 균일한 용액 상태로 연속 제조하였고, 반응기 상부로부터 연속적으로 배출된 중합 용액은 에탄올 하에서 중합 반응이 정지된 후, 60℃의 진공 오븐에서 감압 건조되어 실시예 1 내지 7의 공중합체로 최종 제조되었다.
The copolymerization was carried out by continuous solution polymerization under the above-mentioned conditions to continuously produce the ternary elastomeric copolymers of Examples 1 to 7 in a uniform solution state. The polymerization solution continuously discharged from the upper portion of the reactor was subjected to polymerization reaction under ethanol And then dried under reduced pressure in a vacuum oven at 60 DEG C to finally prepare the copolymer of Examples 1 to 7.

<< 비교예Comparative Example 1 내지 4> 상용화된 에틸렌, 프로필렌 및 5- 1 to 4> Commercial ethylene, propylene and 5- 에틸리덴Ethylidene -2--2- 노보넨의Nobonen 3원계Triplet 탄성 공중합체  Elastic copolymer

메탈로센 촉매로 제조된 것으로 알려진 상용화된 EPDM 고무인 DOW의 4520, 4640, 4760, 4770을 순차대로 비교예 1에서 4까지 3원계 탄성 공중합체로 하였다.
4520, 4640, 4760, 4770 of DOW, a commercialized EPDM rubber known to be made of a metallocene catalyst, were sequentially made into a ternary elastomeric copolymer from Comparative Examples 1 to 4.

이렇게 얻어진 공중합체에서 각 단량체의 함량은 하기 표 1에 정리된 바와 같다. 이때, 각 단량체의 함량은 Bruker 사의 600MHz Avance III HD NMR을 사용하여 측정하였다. 이 때 온도는 373K이었으며, 샘플은 ODCB-d4용액을 사용하여 1H NMR 측정을 진행하였다.
The content of each monomer in the thus-obtained copolymer is as shown in Table 1 below. At this time, the content of each monomer was measured using a 600 MHz Avance III HD NMR from Bruker. At this time, the temperature was 373 K and the sample was subjected to 1 H NMR measurement using ODCB-d4 solution.

에틸렌Ethylene 프로필렌Propylene 5-에틸리덴-2-노보넨5-ethylidene-2-norbornene wt %wt% wt %wt% wt %wt% 실시예 1Example 1 52.152.1 43.243.2 4.74.7 실시예 2Example 2 52.752.7 42.242.2 5.15.1 실시예 3Example 3 53.953.9 41.341.3 4.84.8 실시예 4Example 4 56.956.9 38.438.4 4.74.7 실시예 5Example 5 62.862.8 29.929.9 5.15.1 실시예 6Example 6 65.065.0 29.929.9 5.15.1 실시예 7Example 7 70.070.0 25.125.1 4.94.9 비교예 1Comparative Example 1 47.147.1 47.347.3 5.65.6 비교예 2Comparative Example 2 51.251.2 43.643.6 5.25.2 비교예 3Comparative Example 3 65.065.0 30.130.1 4.94.9 비교예 4Comparative Example 4 69.969.9 25.025.0 5.15.1

<< 시험예Test Example 1> 밀도 측정 및 에틸렌의 함량과, 밀도의 관계식 도출 1> Density measurement and derivation of the relationship between the content of ethylene and the density

상기 실시예 및 비교예의 공중합체에 대해, METTLER TOLEDO XS 104의 밀도 측정 장비를 이용하여 밀도 데이터를 도출하였으며, 밀도 측정 방법은 ASTM D297의 밀도 측정법 중 Hydrostatic Method를 사용하였다. 보다 구체적으로, 물의 온도를 측정하여 물의 밀도를 구한 후, 샘플의 무게를 공기 중에서와 물안에서 각각 측정하였다. 물에 뜨는 샘플의 물안에서의 무게를 측정하기 위하여 지지대가 사용되었으며, 하기 일반식 1을 사용하여 밀도를 도출하였다. For the copolymers of the above examples and comparative examples, density data were obtained using a density measuring instrument of METTLER TOLEDO XS 104, and the density measurement method was the Hydrostatic Method in the density measurement method of ASTM D297. More specifically, the water temperature was measured to determine the density of water, and then the weight of the sample was measured in air and water, respectively. A support was used to measure the weight of the water-rising sample in water, and the density was derived using the following general formula (1).

[일반식 1][Formula 1]

밀도[g/㎤]=D*A/{A-(B-C)}Density [g / cm3] = D * A / {A- (B-C)}

A= 공기 중에서 샘플의 무게 [g]A = weight of sample in air [g]

B= 물 안에서 샘플의 무게와 지지대의 무게 [g]B = weight of sample in water and weight of support [g]

C= 물 안에서 지지대의 무게 [g]C = weight of support in water [g]

D= 물의 밀도
D = density of water

이렇게 도출된 실시예 및 비교예의 밀도 값은 표 2에 나타내었다. 그리고, 실시예의 각 공중합체에 포함된 에틸렌의 함량을 x 축으로 하고, 이들 각 공중합체에 대해 측정된 밀도를 y 축으로 하여, 각 공중합체에 대한 데이터를 표시한 후, 이러한 데이터를 선형 회귀하여 상기 에틸렌의 함량 x와, 밀도 y의 관계를 도출하였다. 이러한 관계는 도 1에 도시된 바와 같고, 실시예와의 비교를 위해, 비교예 1 및 4의 데이터 역시 도 1에 함께 나타내었다.
The density values of the thus derived Examples and Comparative Examples are shown in Table 2. Then, the data for each copolymer was displayed on the x-axis with the content of ethylene contained in each copolymer in the examples and the density measured on each of the copolymers as the y-axis, and then the data was linearly regressed , The relationship between the content x of the ethylene and the density y was derived. This relationship is shown in Fig. 1, and for comparison with the embodiment, the data of Comparative Examples 1 and 4 are also shown in Fig.

<< 시험예Test Example 2>  2> LCBLCB IndexIndex 의 측정Measurement of

실시예 및 비교예에서 얻어진 공중합체를 SCARABAEUS INSTRUMENTS SYSTEMSS의 SIS V-50 고무 가공처리 분석기(Rubber Process Analyzer)로 정해진 온도(125℃)와 Frequency(0.2Hz)에서 스트레인(strain)을 0.2%에서 1250%까지 변화하면서 전단 저장탄성율의 거동을 측정하였다. 그리고, 측정된 저장탄성율을 FT 변환하여 1차 고조파(Harmonics) 및 5차 고조파(Harmonics)를 도출한 후, 5차 고조파에 대한 저장 탄성율의 1차 고조파의 비율을 LCB Index로 산출하여 하기 표 2에 나타내었다. The copolymers obtained in Examples and Comparative Examples were subjected to strain at a temperature (125 ° C) and a frequency (0.2 Hz) determined by a SIS V-50 Rubber Process Analyzer of SCARABAEUS Instruments SystemSS from 0.2% to 1250 %, And the behavior of shear storage modulus was measured. The ratio of the first harmonic of the storage elastic modulus to the fifth harmonic is calculated by the LCB Index after deriving the first harmonic and the fifth harmonic by FT conversion of the measured storage modulus, Respectively.

이 때, 측정된 저장 탄성율의 1차 고조파(1sr harmonics)와 5차 고조파를 각각 G'1, G'5 이라 정의하면, LCB Index는 하기 일반식 2로 표시될 수 있다. At this time, The first harmonic (1sr harmonics) and the fifth harmonic of the storage elastic modulus are G ' 1 , G' 5 , The LCB Index can be represented by the following general formula (2).

[일반식 2][Formula 2]

LCB Index = G'1 / G'5
LCB Index = G ' 1 / G ' 5

<< 시험예Test Example 3>  3> ReRe ** Rc 의Of Rc 측정 Measure

13C-NMR을 이용해 실시예 및 비교예의 각 공중합체를 분석함으로서, k11, k12, k21 및 k22의 각 성장반응 속도상수를 구하였다. 이때, 측정 기기로는 600MHz의 Bruker DRX 600 기기를 사용하였고, 오르소-디클로로벤젠-d4 용매에 각 공중합체랄 용해시켜 100℃에서 분석하였다. The respective growth rate constants of k11, k12, k21 and k22 were determined by analyzing the copolymers of Examples and Comparative Examples using 13 C-NMR. At this time, a Bruker DRX 600 instrument of 600 MHz was used as a measuring instrument, and dissolved in an ortho-dichlorobenzene-d4 solvent to analyze each copolymer at 100 ° C.

Randall의 방법에 의한 Triad Sequence 분석 [Journal of Polymer Science: Polymer Physics edition, 1973, 11, 275~287] 및 Kakugo의 방법 [Macromolecules 1982, 15, 1150] 등에 의해, 상기 13C-NMR의 분석 결과로부터 각 성장반응 속도상수를 구하였고, 이로부터 Re = k11/k12이고, Rc = k22/k21인 식에 기초하여, Re*Rc의 값을 산출하였다. From the analysis results of the above 13 C-NMR by the triad sequence analysis by Randall's method [Journal of Polymer Science: Polymer Physics edition, 1973, 11, 275-287] and Kakugo's method [Macromolecules 1982, 15, The values of Re * Rc were calculated based on the equation of Re = k11 / k12 and Rc = k22 / k21.

각 공중합체에 대해 산출된 Re*Rc의 값은 하기 표 2에 함께 나타내었다.
The values of Re * Rc calculated for each copolymer are shown together in Table 2 below.

에틸렌 함량Ethylene content 밀도density LCB IndexLCB Index Re*RcRe * Rc wt %wt% g/㎤g / cm3 실시예 1Example 1 52.152.1 0.8570.857 1.551.55 0.5730.573 실시예 2Example 2 52.752.7 0.8580.858 1.331.33 0.6420.642 실시예 3Example 3 53.953.9 0.8590.859 0.800.80 0.6310.631 실시예 4Example 4 56.956.9 0.8580.858 0.290.29 0.7130.713 실시예 5Example 5 62.862.8 0.8620.862 0.940.94 0.7700.770 실시예 6Example 6 65.065.0 0.8650.865 0.780.78 0.8430.843 실시예 7Example 7 70.070.0 0.8700.870 0.820.82 0.9420.942 비교예 1Comparative Example 1 47.147.1 0.8590.859 -1.69-1.69 1.6081.608 비교예 2Comparative Example 2 51.251.2 0.8600.860 -1.23-1.23 1.4491.449 비교예 3Comparative Example 3 65.065.0 0.8710.871 -1.13-1.13 1.4581.458 비교예 4Comparative Example 4 69.969.9 0.8760.876 -1.10-1.10 1.5161.516

상기 표 2 및 도 1을 참고하면, 실시예 1 내지 7의 공중합체는 에틸렌의 함량 x와, 밀도 y의 관계가 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881의 관계를 충족하며, LCB Index는 양의 값을 갖고, Re*Rc는 1보다 작게 됨을 확인하였다. Referring to Table 2 and FIG. 1, the copolymers of Examples 1 to 7 had a relationship between the content x of ethylene and the density y of 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.875? Y? 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.881, the LCB Index has a positive value, and Re * Rc is less than 1.

이에 비해, 비교예 1 내지 4의 공중합체는 실시예와 유사한 에틸렌의 함량을 갖는 공중합체가 보다 높은 밀도를 나타내어, 상기 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881의 관계를 충족하지 못하고, LCB Index는 음의 값을 가지며, Re*Rc는 1보다 크게 됨을 확인하였다. In contrast, the copolymers of Comparative Examples 1 to 4 exhibited higher densities of copolymers having a content of ethylene similar to those of the Examples, so that 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.875? Y? 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.881, the LCB index has a negative value, and Re * Rc is greater than 1.

이로부터 실시예 1 내지 7의 3원계 탄성 공중합체는 각 단량체가 고분자 사슬 내에 교대 배열로 균일하게 분포하고 있으므로, 에틸렌의 함량 대비 밀도가 낮고 비교예에 비해 우수한 저온 물성, 탄성 및 유연성 등을 나타낼 것으로 예측된다. From these results, it was found that the three-component elastomeric copolymers of Examples 1 to 7 exhibited low density compared to the ethylene content and excellent low-temperature properties, elasticity and flexibility compared with the comparative examples because each monomer was uniformly distributed in the polymer chain in an alternating arrangement .

Claims (18)

4족 전이금속 촉매의 존재 하에 얻어진, 에틸렌, 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 디엔의 공중합체로서,
i) GPC로 측정한 중량 평균 분자량이 100,000 내지 500,000이고,
ii) 에틸렌의 함량(중량%) x와, 에틸렌의 함량이 x일 때 측정한 공중합체의 밀도값(g/㎤) y가 0.0000175214x(x-75.65420571)+0.875≤ y ≤0.0000175214x(x-75.65420571)+0.881의 관계를 충족하는, 3원계 탄성 공중합체.
A copolymer of ethylene, an alpha olefin having 3 to 20 carbon atoms and a diene, obtained in the presence of a transition metal catalyst,
i) a weight average molecular weight measured by GPC of 100,000 to 500,000,
ii) the content (% by weight) of ethylene and the density value (g / cm 3) y of the copolymer measured when the content of ethylene is x is 0.0000175214x (x-75.65420571) + 0.875? y? 0.0000175214x 75.65420571) +0.881. &Lt; / RTI &gt;
제 1 항에 있어서, LAOS(Large Angles of Oscillation and high Strains) 방법을 이용하여 125℃에서 고무 가공처리 분석기(Rubber Process Analyzer)로 측정한 저장 탄성율의 5차 고조파에 대한 저장 탄성율의 1차 고조파의 비율인 LCB Index가 양의 값을 갖는, 3원계 탄성 공중합체.
The method according to claim 1, wherein the first-order harmonic of the storage elastic modulus for the fifth-order harmonic of the storage elastic modulus measured by a rubber process analyzer at 125 ° C is measured using LAOS (Large Angles of Oscillation and High Strains) Wherein the ratio LCB Index has a positive value.
제 2 항에 있어서, 상기 LCB Index는 0 초과 5 이하의 값을 갖는, 3원계 탄성 공중합체.
The ternary elastomeric copolymer according to claim 2, wherein the LCB Index has a value of more than 0 and 5 or less.
제 1 항에 있어서, 공중합체 중의 에틸렌의 분포 상태를 나타내는 반응성 비 상수 Re와, 공중합체 중의 알파올레핀의 분포 상태를 나타내는 반응성 비 상수 Rc의 곱 Re*Rc이 1보다 작은 3원계 탄성 공중합체:
이때, Re = k11/k12이고, Rc = k22/k21이며, k11은 공중합체 사슬에서 에틸렌 다음에 에틸렌이 결합될 때의 성장반응 속도상수이고, k12는 공중합체 사슬에서 에틸렌 다음에 알파올레핀이 결합될 때의 성장반응 속도상수이고, k21은 공중합체 사슬에서 알파올레핀 다음에 에틸렌이 결합될 때의 성장반응 속도상수이고, k22은 공중합체 사슬에서 알파올레핀 다음에 알파올레핀이 결합될 때의 성장반응 속도상수이다.
The ternary elastomeric copolymer according to claim 1, wherein a product Re * Rc of the reactive constant, Re, indicative of the distribution of ethylene in the copolymer, and the reactive constant Rc, which indicates the distribution of alpha olefins in the copolymer,
In this case, Re = k11 / k12, Rc = k22 / k21, k11 is the growth rate constant when ethylene is bonded to ethylene in the copolymer chain, k12 is the rate constant when ethylene is bonded to ethylene in the copolymer chain, K21 is the growth rate constant when the ethylene is bonded after the alpha olefin in the copolymer chain, k22 is the growth reaction rate constant when the alpha olefin is bonded to the alpha olefin in the copolymer chain, It is a rate constant.
제 4 항에 있어서, 상기 Re*Rc는 0.60 내지 0.99인 3원계 탄성 공중합체.
5. The ternary elastomeric copolymer according to claim 4, wherein the Re * Rc is 0.60 to 0.99.
제 1 항에 있어서, 상기 에틸렌, 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 디엔의 공중합체는 40 내지 80 중량%의 에틸렌, 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 4 내지 6 중량%의 디엔의 공중합체인, 3원계 탄성 공중합체.
The composition according to claim 1, wherein the copolymer of ethylene, an alpha olefin having 3 to 20 carbon atoms and a diene comprises 40 to 80% by weight of ethylene, 15 to 55% by weight of an alpha olefin having 3 to 20 carbon atoms and 4 to 6% A copolymer of dienes, and a ternary elastomeric copolymer.
제 1 항에 있어서, 0.840 내지 0.895 g/cm3 의 밀도를 갖는 3원계 탄성 공중합체.
The ternary elastomeric copolymer according to claim 1, having a density of 0.840 to 0.895 g / cm &lt; 3 &gt;.
제 1 항에 있어서, 5 내지 180의 무늬점도(1+4ⓐ125℃)를 갖는 3원계 탄성 공중합체.
The ternary elastomeric copolymer according to claim 1, having a pattern viscosity of 5 to 180 (1 + 4 a) 125 ° C.
제 1 항에 있어서, 2 내지 4의 분자량 분포를 갖는 3원계 탄성 공중합체.
The ternary elastomeric copolymer according to claim 1, which has a molecular weight distribution of 2 to 4.
제 1 항에 있어서, 알파올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고, 디엔은 5-에틸리덴-2-노보넨, 5-메틸렌-2-노보넨 및 4-헥사디엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 3원계 탄성 공중합체.
The process according to claim 1, wherein the alpha olefin is at least one selected from the group consisting of propylene, 1-butene, 1-hexene and 1-octene and the diene is at least one selected from the group consisting of 5-ethylidene- Norbornene and 4-hexadiene, wherein the ternary elastomeric copolymer is at least one selected from the group consisting of norbornene and 4-hexadiene.
하기 화학식 1로 표시되는 제 1 전이금속 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 제 2 전이금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에서, 40 내지 80 중량%의 에틸렌, 15 내지 55 중량%의 탄소수 3 내지 20의 알파올레핀 및 4 내지 6 중량%의 디엔을 포함하는 단량체 조성물을 연속적으로 반응기에 공급하면서 공중합하는 단계를 포함하는 제 1 항의 3원계 탄성 공중합체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112014060815155-pat00009

[화학식 2]
Figure 112014060815155-pat00010

상기 화학식 1 및 2에서,
R1 내지 R13은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디칼; 탄소수 2 내지 20의 알케닐 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼; 실릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 라디칼; 또는 하이드로카르빌로 치환된 4족 금속의 메탈로이드 라디칼이고; 상기 R1 내지 R13 중 이웃하는 서로 다른 2 개의 그룹은 탄소수 1 내지 20의 알킬 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼을 포함하는 알킬리딘 라디칼에 의해 서로 연결되어 지방족 고리 또는 방향족 고리를 형성할 수 있으며;
M은 4족 전이금속이고;
Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐 라디칼; 탄소수 1 내지 20의 알킬 라디칼; 탄소수 2 내지 20의 알케닐 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴 라디칼; 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 라디칼; 탄소수 1 내지 20의 알킬 아미도 라디칼; 탄소수 6 내지 20의 아릴 아미도 라디칼; 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬리덴 라디칼이다.
In the presence of a catalyst composition comprising a first transition metal compound represented by the following formula (1) and a second transition metal compound represented by the following formula (2): 40 to 80% by weight of ethylene, 15 to 55% Of an alpha-olefin and 4 to 6% by weight of a diene are fed continuously to a reactor.
[Chemical Formula 1]
Figure 112014060815155-pat00009

(2)
Figure 112014060815155-pat00010

In the above Formulas 1 and 2,
R 1 to R 13 may be the same or different from each other, and each independently hydrogen; An alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl radical having 2 to 20 carbon atoms; An aryl radical having 6 to 20 carbon atoms; Silyl radical; An alkylaryl radical having 7 to 20 carbon atoms; An arylalkyl radical having 7 to 20 carbon atoms; Or a metalloid radical of a Group 4 metal substituted with hydrocarbyl; Two adjacent two of R 1 to R 13 may be connected to each other by an alkylidene radical containing an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl radical having 6 to 20 carbon atoms to form an aliphatic ring or an aromatic ring ;
M is a Group 4 transition metal;
Q 1 and Q 2, which may be the same or different, are each independently a halogen radical; An alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl radical having 2 to 20 carbon atoms; An aryl radical having 6 to 20 carbon atoms; An alkylaryl radical having 7 to 20 carbon atoms; An arylalkyl radical having 7 to 20 carbon atoms; An alkylamido radical having 1 to 20 carbon atoms; An arylamido radical having 6 to 20 carbon atoms; Or an alkylidene radical having 1 to 20 carbon atoms.
제 11 항에 있어서, 상기 제 1 전이금속 화합물은 하기 식의 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 3원계 탄성 공중합체의 제조방법:
Figure 112014060815155-pat00011

Figure 112014060815155-pat00012

상기 식에서, R2 및 R3은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소 또는 메틸 라디칼이고, M은 4족 전이금속이고, Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 메틸 라디칼, 디메틸이미도 라디칼 또는 염소 라디칼이다.
12. The method according to claim 11, wherein the first transition metal compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas:
Figure 112014060815155-pat00011

Figure 112014060815155-pat00012

R 2 and R 3 may be the same or different from each other and are each independently hydrogen or a methyl radical, M is a Group 4 transition metal, Q 1 and Q 2 may be the same or different from each other and each independently methyl A radical, a dimethylimido radical or a chlorine radical.
제 11 항에 있어서, 상기 제 2 전이금속 화합물은 하기 식의 화합물들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 3원계 탄성 공중합체의 제조방법:
Figure 112014060815155-pat00013

Figure 112014060815155-pat00014

상기 식에서, R2 및 R3은 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 수소 또는 메틸 라디칼이고, M은 4족 전이금속이고, Q1 및 Q2는 서로 같거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 메틸 라디칼, 디메틸이미도 라디칼 또는 염소 라디칼이다.
12. The method according to claim 11, wherein the second transition metal compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas:
Figure 112014060815155-pat00013

Figure 112014060815155-pat00014

R 2 and R 3 may be the same or different from each other and are each independently hydrogen or a methyl radical, M is a Group 4 transition metal, Q 1 and Q 2 may be the same or different from each other and each independently methyl A radical, a dimethylimido radical or a chlorine radical.
제 11 항에 있어서, 촉매 조성물은 하기 화학식 3, 화학식 4 및 화학식 5로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 조촉매 화합물을 더 포함하는 3원계 탄성 공중합체의 제조방법:
[화학식 3]
-[Al(R)-O]n-
상기 화학식 3에서,
R은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 할로겐; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소; 또는 할로겐으로 치환된 탄소수 1 내지 20의 탄화수소이고; n은 2 이상의 정수이며;
[화학식 4]
D(R)3
상기 화학식 4에서, R은 상기 화학식 3에서 정의된 바와 같고; D는 알루미늄 또는 보론이며;
[화학식 5]
[L-H]+[ZA4]- 또는 [L]+[ZA4]-
상기 화학식 5에서, L은 중성 또는 양이온성 루이스 산이고; H는 수소 원자이며; Z는 13족 원소이고; A는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 각각 독립적으로 1 이상의 수소 원자가 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소, 알콕시 또는 페녹시로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
12. The method of claim 11, wherein the catalyst composition further comprises at least one promoter compound selected from the group consisting of the following chemical formulas (3), (4) and (5)
(3)
- [Al (R) -O] n -
In Formula 3,
R may be the same or different from each other, and each independently halogen; Hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms; Or a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms substituted with halogen; n is an integer of 2 or more;
[Chemical Formula 4]
D (R) 3
In Formula 4, R is as defined in Formula 3; D is aluminum or boron;
[Chemical Formula 5]
[LH] + [ZA 4 ] - or [L] + [ZA 4 ] -
In Formula 5, L is a neutral or cationic Lewis acid; H is a hydrogen atom; Z is a Group 13 element; A may be the same as or different from each other, and independently at least one hydrogen atom is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with halogen, hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy or phenoxy .
제 11 항에 있어서, 알파올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고, 디엔은 5-에틸리덴-2-노보넨, 5-메틸렌-2-노보넨 및 4-헥사디엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 3원계 탄성 공중합체의 제조방법.
12. The process according to claim 11, wherein the alpha olefin is at least one selected from the group consisting of propylene, 1-butene, 1-hexene and 1-octene and the diene is at least one selected from the group consisting of 5-ethylidene- Norbornene, and 4-hexadiene, wherein the ternary elastomeric copolymer is at least one selected from the group consisting of norbornene and 4-hexadiene.
제 11 항에 있어서, 상기 단량체 조성물, 제 1 및 제 2 전이금속 화합물, 및 조촉매를 반응기에 용액 상태로 연속적으로 공급하면서 공중합하는 3원계 탄성 공중합체의 제조방법.
12. The method for producing a ternary elastomeric copolymer according to claim 11, wherein the monomer composition, the first and second transition metal compounds, and the cocatalyst are copolymerized while continuously supplying the solution in a reactor.
제 16 항에 있어서, 공중합된 3원계 탄성 공중합체를 반응기로부터 연속적으로 배출시키면서 상기 공중합 단계를 연속 진행하는 3원계 탄성 공중합체의 제조방법.
The process for producing a ternary elastomeric copolymer according to claim 16, wherein the copolymerization step is continuously carried out while continuously discharging the copolymerized ternary elastomeric copolymer from the reactor.
제 11 항에 있어서, 상기 공중합 단계는 100 내지 170 ℃의 온도에서 수행되는, 3원계 탄성 공중합체의 제조방법. 12. The method for producing a ternary elastomeric copolymer according to claim 11, wherein the copolymerization step is carried out at a temperature of 100 to 170 ° C.
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