KR101503339B1 - Process for preparing diene based rubbers having excellent color and thermal resistance - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing diene based rubbers with vivid colors and excellent heat resistance, the method comprising the steps of polymerizing diene based monomers with use of negative ions of an alkyl lithium initiator and accordingly manufacturing living polymers; stopping the polymerization step by adding a polymerization inhibitor; and obtaining stabilized diene based rubbers by adding an anti-oxidant. The present invention relates to a method for manufacturing diene based rubbers with improved functions, which can stabilize rubbers with use of mixing a styrenated phenol compound with a thiomethylphenol as an anti-oxidant, leading to improved heat resistance wherein the diene based rubber manufactured by the method has excellent resistance to heat, thereby being applicable as a material for heat melting adhesive, plastic modifier, tires, etc.

Description

색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법{Process for preparing diene based rubbers having excellent color and thermal resistance} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for preparing a diene rubber having excellent color and thermal resistance,

본 발명은 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 디엔계 단량체와 알킬리튬 개시제를 사용하는 음이온 중합에 의해 리빙폴리머를 제조하는 과정, 중합반응물에 중합방지제를 첨가하여 중합을 정지시키는 과정, 및 중합반응물에 산화방지제를 첨가하여 안정화된 디엔계 고무를 수득하는 과정을 포함하는 통상의 디엔계 고무의 제조방법을 수행함에 있어, 상기 산화방지제로서 스테레네이티드 페놀화합물과 티오메틸페놀 화합물을 혼합 사용하여 고무의 안정화를 도모하여 황변현상 없이 내열성을 향상시키는 효과를 얻고 있는 디엔계 고무의 개선된 제조방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a process for producing a living polymer by anionic polymerization using a diene monomer and an alkyl lithium initiator, a process for adding a polymerization inhibitor to a polymerization reaction product And a step of adding an antioxidant to the polymerization reaction to obtain a stabilized diene rubber. In carrying out the conventional process for producing a diene rubber, the styrene-based phenol compound And a thiomethylphenol compound are mixed with each other to stabilize the rubber to improve the heat resistance without yellowing.

합성고무는 우수한 화학적, 물리적 성질로 인해 산업용뿐만 아니라 일상생활에도 널리 사용되고 있는 범용소재이다. 일반적으로 고무제품들은 그들 자체의 물성에 관계없이 우선적으로 색상이 우수해야만 높은 상품가치를 발휘할 수 있다. 고무 자체의 색상이 최종제품에 직접적으로 영향을 미치는 경우, 예를 들면 접착제 또는 플라스틱 개질제로 사용되는 경우 품성의 고저를 판가름하는 중요한 품질요소가 된다. 색상의 중요성이 상대적으로 적은 타이어나 아스팔트용으로 사용되는 고무 경우라도 제품의 색상이 불량하면 선입견으로 물성 수준도 의심하여 소비자들이 사용을 꺼리게 된다. 따라서, 고무를 제조함에 있어 색상은 중요하게 고려되어야 할 요소이다. Synthetic rubber is a universal material widely used not only for industrial use but also for everyday life due to its excellent chemical and physical properties. In general, rubber products can exert high product value only if their color is superior, regardless of their physical properties. When the color of the rubber itself directly affects the final product, for example when used as an adhesive or a plastic modifier, it becomes an important quality factor to judge character high and low. Even in the case of rubber used for tires or asphalt, where the importance of color is relatively low, if the color of the product is poor, consumers may be hesitant to use the product due to the prejudice of the property level. Therefore, color is an important factor to consider when manufacturing rubber.

또한, 고무 제품을 선택하는데 있어 내열성 역시 색상과 함께 중요한 품질결정요소가 된다. 그 이유는 고무제품을 가공할 때 고온조건에서 장시간동안 공정이 진행되기 때문이다. 보통의 경우 내열성은 내 변색성과 밀접한 관계에 있는데, 고온에서 변색에 강한 고무가 내열성이 우수하다고 할 수 있다. 이렇듯 고무제품을 제조할 때 일반적으로 초기 색상과 내열성을 동시에 향상시키고자 하는 노력이 있어 왔다. Heat resistance is also an important quality determining factor in choosing rubber products. The reason is that when the rubber product is processed, the process proceeds for a long time at a high temperature condition. Generally, heat resistance is closely related to discoloration resistance, and rubber that is resistant to discoloration at high temperature is excellent in heat resistance. As such, efforts have been made to improve the initial color and heat resistance at the same time when manufacturing rubber products.

고무의 색상 및 내열성을 높이기 위한 방법으로는, 고무 제조 시 적당한 산화방지제를 부가하는 방법이 공지되어 있다. 산화방지제는 고무의 노화과정에서 발생되는 라디칼이나 과산화물을 붙잡거나 분해하여 노화의 진행을 방지하는 역할을 하고, 또는 장기보관에 따른 노화현상도 함께 방지하는 역할을 한다.As a method for increasing the color and heat resistance of rubber, a method of adding an appropriate antioxidant to rubber is known. The antioxidant acts to prevent the progress of aging by grabbing or decomposing the radicals or peroxides generated in the aging process of the rubber, or preventing the aging phenomenon due to long-term storage.

이러한 산화방지제의 종류로는 페놀계, 인계, 황계, 아민계가 있다. 페놀계 산화방지제는 열안정성이 초기에는 우수하나 산화 후에 색상을 띠는 경우가 많아서 용도가 제한적이다. 인계 산화방지제는 물에 인해 가수분해 현상이 생겨 고무합성 중 가류 공정에서 분해되는 단점을 지니고 있다. 그리고, 아민계 산화방지제는 내열효과가 우수하나 적변현상이 쉽게 일어나 색상이 열악해지며, 또한 암 유발 가능물질로 분류되기 때문에 사용이 제한되고 있다.Examples of such antioxidants include phenol-based, phosphorus-based, sulfur-based, and amine-based ones. Phenolic antioxidants have excellent thermal stability at the beginning, but their use is limited because they are frequently colored after oxidation. Phosphorus antioxidants have the disadvantage of being hydrolyzed by water and decomposing during vulcanization during rubber synthesis. In addition, the amine antioxidant has excellent heat resistance effect, but it easily becomes reddish due to poor coloration and is classified as a cancer-inducing substance, so its use is limited.

일반적으로 고무 제조분야에서는 산화방지제로서 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 (BHT)을 사용하거나, 또는 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 (Irganox 1076)와 트리스-(노닐페놀)포스파이트 (TNPP)의 조합을 사용하고 있다. 그러나, BHT는 산화방지효과가 미미하여 고무에 다량 사용해야 하는 단점이 있고, 또한 노화과정에서 이량체로 쉽게 변하여 황변현상을 일으키며, 승화온도가 낮아 고무의 건조과정 또는 가공과정에서 온도가 높을 경우 쉽게 승화하여 고무에 잔류하는 BHT의 양이 줄어들어 결과적으로 산화방지제로서의 효과를 충분히 발휘할 수 없는 문제점이 있다. 산화방지제로서 Irganox 1076과 TNPP의 조합은 색상 면에서 우수한 효과를 나타내므로 색상이 중요한 인자로 작용하는 플라스틱 개질용 고무로 많이 사용되고 있지만, 내열 효과 면에서 다소 뒤떨어지는 단점이 있다. 또한, TNPP는 고무 제조공정에서 고온 또는 산성조건에서 쉽게 가수분해되어 노닐페놀(nonylphenol)이 생성되는데, 노닐페놀은 인체의 호르몬 체계에 영향을 미치는 내분비계 교란물질로 분류되어 있어 사용에 제약을 받는 단점이 있다. In general, in the field of rubber production, 2,6-di- t -butyl-4-methylphenol (BHT) is used as an antioxidant or octadecyl 3- (3,5- Phenyl) propionate (Irganox 1076) and tris- (nonylphenol) phosphite (TNPP). However, BHT has a disadvantage that it has to be used in a large amount in rubber because of its low antioxidative effect, and it easily changes into a dimer in aging process and causes yellowing. When the temperature is low during the drying or processing of rubber due to low sublimation temperature, The amount of BHT remaining in the rubber is reduced, and as a result, the effect as an antioxidant can not be sufficiently exhibited. The combination of Irganox 1076 and TNPP as an antioxidant exhibits excellent effects in terms of color, so that it is widely used as a rubber for reforming plastics, in which color is an important factor, but has a disadvantage in that it is somewhat inferior in terms of heat resistance. In addition, TNPP is easily hydrolyzed at high temperature or acidic conditions in the rubber manufacturing process to produce nonylphenol. Nonylphenol is classified as an endocrine disrupter that affects the human hormone system, There are disadvantages.

따라서, 이러한 단점을 극복하기 위한 연구가 많이 행하여졌고 그 동안 상당한 효과를 거두어 왔으며, 예를 들면 다음과 같다.Therefore, many studies have been done to overcome these drawbacks and have had considerable effects over the years, for example as follows.

미국특허 제4,857,572호 및 제5,059,661호에는 고무중합체의 산화방지제로서 한 분자 내에 페놀계와 황계 산화방지제 구조를 동시에 가지고 있는 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520)을 단독으로 사용하거나, 이를 다른 산화방지제와 함께 사용할 수 있다는 것이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우에는 알킬리튬 촉매를 이용한 음이온 중합공정에서 발생한 산화리튬이 Irganox 1520 자체에 함유된 이량체 불순물과 반응하여 고무가 황변하는 문제점이 있다. U.S. Patent Nos. 4,857,572 and 5,059,661 disclose 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o -cresol (Irganox 1520) which simultaneously contains a phenolic and a sulfur- Can be used alone, or it can be used with other antioxidants. However, in this case, there is a problem that the lithium oxide generated in the anion polymerization process using the alkyl lithium catalyst reacts with the dimer impurity contained in the Irganox 1520 itself, causing the rubber to yellow.

또한, 한국등록특허 제0340711호에는 고무중합체의 산화방지제로서 Irganox 1520과 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 (Irganox 1076)를 함께 사용하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 경우 역시 Irganox 1520에 의하여 고무가 황변하는 문제점이 있다. Korean Patent No. 0340711 discloses a method of using an Irganox 1520 and an octadecyl 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (Irganox 1076) together as an antioxidant of a rubber polymer Method is disclosed. In this case, however, the rubber is yellowed by Irganox 1520.

또한, 한국등록특허 제0340711호에는 고무중합체의 산화방지제로서 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 (Irganox 1076)와 펜티에리쓰리틸 테트라키스(3-도데실티오프로피오네이트)를 함께 사용하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, Irganox 1076은 분말상으로 중합조로 투입하는 과정에서 가루날림으로 작업의 어려움을 주고 있다.Korean Patent No. 0340711 discloses a rubber composition comprising octadecyl 3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate (Irganox 1076) and pentyl tri- (3-dodecylthiopropionate) are used together. Irganox 1076, however, is difficult to process due to flaking in the process of putting the powder into the polymerization tank.

본 발명은 특정의 산화방지제를 선택 사용하여 황변현상 없이 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a process for producing a diene rubber excellent in heat resistance without yellowing by using a specific antioxidant.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 In order to solve the above problems,

a)디엔계 단량체와 알킬리튬 개시제를 사용하는 음이온 중합에 의해 리빙폴리머를 제조하는 단계; a) preparing a living polymer by anionic polymerization using a diene-based monomer and an alkyl lithium initiator;

b)중합반응물에 알킬카르복시산 수용액을 첨가하여 리빙폴리머의 활성을 중지시키는 단계; 및 b) adding an aqueous solution of an alkyl carboxylic acid to the polymerization reactant to stop the activity of the living polymer; And

c)중합반응물에 산화방지제로 하기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 첨가하여 제조된 디엔계 고무를 안정화시키는 단계;c) stabilizing a diene rubber prepared by adding a styrenated phenol compound represented by the following formula (1) and a thiomethyl phenol compound represented by the following formula (2) as an antioxidant to the polymerization reaction product;

를 포함하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법을 그 특징으로 한다. The present invention also provides a method for producing a diene rubber excellent in color and heat resistance.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013091119403-pat00001
Figure 112013091119403-pat00001

(상기 화학식 1에서, St는 -CH(CH3)(C6H5)를 나타내고, n은 St의 치환 개수로 1, 2, 또는 3의 정수를 나타낸다) (Wherein, in the formula (1), St represents -CH (CH 3 ) (C 6 H 5 ), and n represents the number of substitution of St and is an integer of 1,

[화학식 2](2)

Figure 112013091119403-pat00002
Figure 112013091119403-pat00002

(상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 서로 같거나 다른 것으로서 탄소수 5∼16의 알킬기를 나타낸다) (Wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents an alkyl group having 5 to 16 carbon atoms)

본 발명의 제조방법에 의하면 황변현상이 없이 투명한 색상을 가지고 있으면서 내열성이 우수한 디엔계 고무를 제조할 수 있다.According to the production method of the present invention, it is possible to produce a diene rubber having a transparent color without yellowing and having excellent heat resistance.

또한, 본 발명의 제조방법에 의하면 저온에서 쉽게 결정화되는 경향이 있는 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 취급이 용이하도록 하는 효과가 있다. 즉, 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물은 약 14℃의 온도에서 쉽게 결정화되는 경향이 있어, 동절기에는 결정을 녹이기 위한 별도의 용해과정을 수행하여야하는 번거러움이 있다. 그러나, 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 혼합한 상태로 보관하게 되면, 영하 15℃의 낮은 온도에서도 액상 형태로 유지되므로 투입이 간편하고 분산성이 좋아지는 장점이 있다.Further, according to the production process of the present invention, the thiomethylphenol compound represented by the general formula (2), which tends to be easily crystallized at a low temperature, can be easily handled. That is, the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 tends to be easily crystallized at a temperature of about 14 ° C., so that it is cumbersome to perform a separate dissolution process to dissolve crystals in the winter season. However, when it is stored in a state mixed with the styrylated phenol compound represented by the above formula (1), it is kept in a liquid state even at a low temperature of minus 15 ° C, so that it is advantageous in that the addition is simple and the dispersibility is improved.

본 발명은 디엔계 단량체를 음이온 중합하여 고무를 제조하는 방법에서, 산화방지제로 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 디엔계 고무의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a rubber by anionic polymerization of a diene monomer, characterized in that a styrenated phenol compound represented by the formula (1) and a thiomethylphenol compound represented by the formula (2) are used together as an antioxidant To a process for producing a diene rubber.

본 발명이 사용하는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물은 각각 산화방지제로 공지되어 있다. 다만, 본원발명은 이들 두 종류의 화합물을 함께 사용하여 각각을 산화방지제로 사용하였을 때보다 색상 및 내열성이 현격하게 향상된 고품질의 디엔계 고무를 제공하기 위한 발명이다.
The styrenated phenol compound represented by Formula 1 and the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 used in the present invention are each known as an antioxidant. However, the present invention is an invention for providing a high quality diene rubber having a remarkably improved color and heat resistance as compared with the case where each of these two compounds is used as an antioxidant.

본 발명에 따른 디엔계 고무 제조방법에서 사용되는 산화방지제에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.The antioxidant used in the diene rubber manufacturing method according to the present invention will be described in more detail as follows.

본 발명이 산화방지제로 사용하는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물의 화학구조 및 제조방법은 한국특허등록 제1,111,248호 및 제1,205,508호에 상세히 개시되어 있다. 본 발명에서의 스티레네이티드 페놀 화합물은 스티렌 그룹 1개가 페놀의 C2 또는 C4 위치에 치환된 모노스티레네이티드 페놀(MSP)일 수 있다. 또한, 본 발명에서의 스티레네이티드 페놀 화합물은 스티렌 그룹 2개가 페놀의 C2와 C4 위치, 또는 C2와 C6 위치에 치환된 다이스티레네이티드 페놀(DSP)일 수 있다. 또한, 본 발명에서의 스티레네이티드 페놀 화합물은 스티렌 그룹 3개가 페놀의 C2, C4, C6 위치에 치환된 트리스티레네이티드 페놀(TSP)일 수 있다.The chemical structure and manufacturing method of the styrylated phenol compound represented by the above formula (1), wherein the present invention is used as an antioxidant, is disclosed in Korean Patent Registration Nos. 1,111,248 and 1,205,508 in detail. The styrenated phenol compound in the present invention may be monostyranide phenol (MSP) in which one styrene group is substituted at the C2 or C4 position of the phenol. The styrenated phenol compound in the present invention may be a diesteriented phenol (DSP) in which two styrene groups are substituted at C2 and C4 positions of phenol, or at C2 and C6 positions. In addition, the styrenated phenol compound in the present invention may be tris (phenylene) trisilane (TSP) in which three styrene groups are substituted at the C2, C4, and C6 positions of the phenol.

Figure 112013091119403-pat00003
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본 발명에서는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물을 사용함에 있어 단일 화합물을 사용할 수 있지만, 스티레네이티드 페놀 화합물이 2종 이상의 혼합물로 제조됨을 고려하면 2종 이상의 혼합물을 사용하는 것이 경제성이 좋다. 스티레네이티드 페놀 화합물을 혼합물 상태로 사용하는 경우, 좋기로는 모노스티레네이티드 페놀(MSP), 다이스티레네이티드 페놀(DSP) 및 트리스티레네이티드 페놀(TSP)이 7∼15 : 30∼45 : 30∼45 중량%의 함량비를 이루는 혼합물을 사용하는 것이 좋다. 그 이유는 혼합물 중에 포함된 트리스티레네이티드 페놀의 함량이 상대적으로 너무 많으면 산화방지제의 점도가 매우 높아져 사용이 불편하고 성능이 저조해지는 문제가 있을 수 있다. 반면에 혼합물 중에 포함된 모노스티레네이티드 페놀의 함량이 상대적으로 너무 많으면 점도가 매우 낮아져 사용이 용이하고 성능이 좋아지는 장점은 있으나 페놀 잔류량이 많아져 냄새가 나는 문제가 있을 수 있다.In the present invention, a single compound can be used in the use of the styrenated phenol compound represented by the above formula (1). However, considering that the styrenated phenol compound is prepared from a mixture of two or more kinds, good. When the styrylated phenol compound is used in the form of a mixture, monostyrylated phenol (MSP), diestered phenol (DSP) and tristilene phenol (TSP) are preferably used in a mixture of 7: : 30 to 45% by weight. The reason for this is that when the content of the tristilated phenol contained in the mixture is too large, the viscosity of the antioxidant becomes very high, which makes the use of the antioxidant inconvenient and the performance may be poor. On the other hand, when the content of the monostyranide phenol contained in the mixture is relatively large, the viscosity is very low, which is easy to use and has an advantage of improving the performance. However, there may be a problem that the amount of residual phenol is increased and the smell is generated.

또 다른 산화방지제로서 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 화학구조 및 제조방법은 한국특허등록 제813,173호, 제813,174호 및 제926,796호에 상세히 개시되어 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 구체적으로 예시하면, 2,4-비스(n-펜틸티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-헥실티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-헵틸티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-옥틸티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-노닐티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-데카닐티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-도데카닐티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-트리데카닐티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-테트라데카닐티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-펜타데카닐티오메틸)-6-메틸페놀, 2,4-비스(n-헥사데카닐티오메틸)-6-메틸페놀 등이 포함될 수 있다. 본 발명에서는 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 사용함에 있어 단일 화합물을 사용할 수도 있지만, 2종 이상이 포함된 혼합물을 사용할 수 있다.The chemical structure of the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 as a further antioxidant and the preparation method thereof are disclosed in detail in Korean Patent Registration Nos. 813,173, 813,174 and 926,796. Specific examples of the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 include 2,4-bis (n-pentylthiomethyl) -6-methylphenol, 2,4-bis (n-hexylthiomethyl) Phenol, 2,4-bis (n-heptylthiomethyl) -6-methylphenol, 2,4-bis (n-octylthiomethyl) Methylphenol, 2,4-bis (n-decanylthiomethyl) -6-methylphenol, 2,4-bis (n-dodecanylthiomethyl) (n-tridecanylthiomethyl) -6-methylphenol, 2,4-bis (n-pentadecanylthiomethyl) -6 -Methylphenol, 2,4-bis (n-hexadecanylthiomethyl) -6-methylphenol, and the like. In the present invention, a single compound may be used in the use of the thiomethylphenol compound represented by the general formula (2), but a mixture containing two or more compounds may be used.

본 발명에서는 산화방지제로서 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 함께 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기한 산화방지제는 각각 별도로 중합반응물에 투입하여 사용할 수 있지만, 첨가되는 산화방지제를 먼저 혼합 및 교반한 후에 액상의 혼합물 상태로 중합반응물에 투입하여 사용하게 되면 산화방지제가 고루 분산되어 중합반응을 제어하기가 보다 용이할 수 있다. 그 이유는 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 결정화 온도가 대략 14℃ 정도로 높아서 동절기에는 중합반응기에 투입할 때 결정화된 산화방지제를 용해해서 사용해야 하므로 높은 온도에서 장시간 가열해야 하고 이로 인해 산화방지제의 색상이 변색되거나 성능이 저하되는 문제점이 발생하고 사용함에 있어 번거러움이 있다. 하지만, 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물이 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 혼합한 상태에서는 대략적으로 결정화온도가 -15℃ 이하로 낮아지고, 점도가 100∼1,500 cps로 낮아져서 액상 형태로 중합반응기에 저온으로 단시간 내에 가열해도 투입이 가능하므로 취급이 용이할 뿐만 아니라 중합반응물 내에 산화방지제의 고른 분산을 유도하여 고무의 물성 제어가 용이한 효과가 있다.
In the present invention, the styrenated phenol compound represented by the formula (1) and the thiomethylphenol compound represented by the formula (2) are used together as an antioxidant. The antioxidant may be added to the polymerization reaction separately However, if the antioxidant to be added is first mixed and agitated and then added to the polymerization reaction mixture in the form of a liquid phase, the antioxidant may be dispersed evenly, which makes it easier to control the polymerization reaction. The reason for this is that since the crystallization temperature of the thiomethylphenol compound represented by the above formula (2) is as high as about 14 ° C, it is necessary to use a crystallized antioxidant dissolved in the polymerization reactor during the winter, so that it must be heated at a high temperature for a long time, There is a problem in that the color of the display panel is discolored or the performance is deteriorated, which is troublesome to use. However, when the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 is mixed with the styrylated phenol compound represented by Formula 1, the crystallization temperature is lowered to approximately -15 ° C or lower and the viscosity is reduced to 100 to 1,500 cps It is easy to handle because it can be put into a polymerization reactor in a short time at a low temperature in a polymerization reactor and it is easy to control the physical properties of the rubber by inducing uniform dispersion of the antioxidant in the polymerization reaction product.

이상에서 설명한 바와 같은 산화방지제를 사용하는 디엔계 고무의 제조방법을 보다 세분화하면, a)디엔계 단량체와 알킬리튬 개시제를 사용하는 음이온 중합에 의해 리빙폴리머를 제조하는 단계; b)중합반응물에 알킬카르복시산 수용액을 첨가하여 리빙폴리머의 활성을 중지시키는 단계; 및 c)중합반응물에 산화방지제로 하기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 첨가하여 제조된 디엔계 고무를 안정화시키는 단계; 를 포함한다.
[0030] Further refinement of the process for producing a diene rubber using the above-described antioxidant as described above comprises the steps of: a) preparing a living polymer by anionic polymerization using a diene monomer and an alkyl lithium initiator; b) adding an aqueous solution of an alkyl carboxylic acid to the polymerization reactant to stop the activity of the living polymer; And c) stabilizing the diene rubber prepared by adding a styrenated phenol compound represented by the following formula (1) and a thiomethyl phenol compound represented by the following formula (2) as an antioxidant to the polymerization reaction product; .

상기한 본 발명의 제조방법을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.The manufacturing method of the present invention will be described in detail as follows.

a)단계는 디엔계 단량체를 중합하는 단계이다. 즉, 디엔계 단량체를 알킬리튬 개시제를 사용하는 음이온 중합에 의해 리빙폴리머를 제조하는 단계이다. 상기 음이온 중합은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 용액중합법으로 제조되며, 단량체에 대한 용매의 사용량은 2∼10 중량비, 중합온도는 30∼150 ℃ 범위가 유지되는 조건에서 수행되는 것이 바람직하다. 상기 디엔계 단량체는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 1,3-부타디엔(BR), 이소프렌, 아크릴로니트릴 및 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 이러한 단량체를 사용하여 제조되는 디엔계 고무는 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔-스티렌 고무(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 고무(SIS), 부타디엔-스티렌 고무(SBR) 또는 부타디엔-아크릴로니트릴 고무(NBR)가 포함될 수 있다. 상기 알킬리튬 개시제는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 n-부틸리튬 또는 2차-부틸리튬 등이 사용될 수 있다. 이러한 알킬리튬 개시제의 사용량은 고무의 목표 분자량에 따라 달라질 수는 있겠으나, 통상적으로 단량체 중량 대비로 0.02∼0.2 중량%를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 0.015∼0.15 중량% 범위로 사용하는 것이 좋다.Step a) is a step of polymerizing the diene-based monomer. That is, the living polymer is prepared by anionic polymerization using a diene monomer as an alkyl lithium initiator. The anion polymerization is preferably carried out by a solution polymerization method commonly used in the art, and the amount of the solvent to be used is preferably 2 to 10 weight ratio, and the polymerization temperature is maintained in the range of 30 to 150 占 폚. The diene-based monomer is not particularly limited as it is generally used in the art, and specifically includes one or more selected from the group consisting of 1,3-butadiene (BR), isoprene, acrylonitrile and styrene . The diene rubbers produced using such monomers may be selected from butadiene rubber (BR), styrene-butadiene-styrene rubber (SBS), styrene-isoprene-styrene rubber (SIS), butadiene- Rubber (NBR) may be included. The alkyllithium initiator is not particularly limited as it is generally used in the art, but specifically n -butyllithium or secondary-butyllithium may be used. The amount of the alkyl lithium initiator to be used may vary depending on the target molecular weight of the rubber, but it is usually 0.02 to 0.2 wt%, preferably 0.015 to 0.15 wt%, based on the weight of the monomer .

b)단계는 음이온 중합반응을 정지시키는 단계이다. 즉, 중합반응물에 알킬카르복시산 수용액을 중합정지제로 첨가하여 리빙폴리머 P-Li+(P는 중합체 사슬임) 말단을 반응정지제의 활성수소로 치환하여 리빙폴리머의 활성을 제거하는 단계이다. 상기 알킬카르복시산으로는 탄소수가 5∼16개인 알킬기가 치환된 유기산으로, 구체적으로는 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 말론산(malonic acid), 말레산(maleic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 상기 알킬카르복시산의 사용량은 리빙폴리머의 알킬리튬 1몰에 대하여 1: 3∼2 몰비로 사용될 수 있다. 알킬카르복시산 첨가에 의하여 리빙폴리머의 활성이 완전히 제거되지 않으면 색상에 악 영향을 미칠 수 있으므로, 리빙폴리머의 활성이 완전히 제거될 수 있도록 고성능 라인 혼합기 또는 교반기에서 충분히 혼합하여 리빙폴리머의 활성을 완전히 제거할 수도 있다. Step b) is a step of stopping the anionic polymerization. That is, the step of removing the activity of the living polymer by replacing the living polymer P - Li + (where P is a polymer chain) terminal with the active hydrogen of the reaction terminator by adding an aqueous alkylcarbonic acid solution as a polymerization terminator to the polymerization reaction product. The alkylcarboxylic acid is an organic acid substituted with an alkyl group having 5 to 16 carbon atoms and specifically includes acetic acid, propionic acid, malonic acid, maleic acid and citric acid. acid) may be used alone or in combination of two or more. The amount of the alkylcarboxylic acid to be used may be 1: 3 to 2 molar ratio with respect to 1 mol of the alkyllithium of the living polymer. If the activity of the living polymer is not completely removed by the addition of the alkylcarboxylic acid, the color may be adversely affected. Therefore, the activity of the living polymer is completely removed by thoroughly mixing in a high-performance line mixer or a stirrer so that the activity of the living polymer can be completely removed It is possible.

c)단계는 중합반응물에 산화방지제를 첨가하여 제조된 디엔계 고무를 안정화시키는 단계이다. 즉, 중합반응물에 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 첨가하여 목적하는 디엔계 고무를 제조하는 단계이다.Step c) is a step of stabilizing the diene rubber prepared by adding an antioxidant to the polymerization reaction product. That is, the styrylated phenol compound represented by Formula 1 and the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 are added to the polymerization reaction product to prepare the desired diene rubber.

상기 b)단계에서 제조된 활성이 중지된 폴리머 100 중량부를 기준으로, 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물 0.05∼2.0 중량부와 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물 0.01∼1.0 중량부를 첨가한다. 또한, 산화방지제로서 첨가되는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 함량비는 10:1∼1:1 중량비를 유지하는 것이 좋다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물의 경우 요구되는 고무제품의 성능을 유지하기 위해서는 비교적 과량으로 사용되어야 하나, 과량의 스티레네이티드 페놀 화합물의 사용은 또다른 물성 저하를 야기할 수 있으므로 상기 함량 범위로 사용하는 것이 좋다. 또한, 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 사용량이 0.01 중량부 미만이면 고온의 고무 건조과정에서 색상이 나빠지는 현상이 발생하며, 1.0 중량부를 초과하면 제조된 고무를 응용할 경우 고무배합물성이 저하되는 문제가 발생한다. 0.05 to 2.0 parts by weight of the styrylated phenol compound represented by the formula (1) and 0.01 to 1.0 part by weight of the thiomethylphenol compound represented by the formula (2), based on 100 parts by weight of the discontinued polymer produced in the step b) . The content ratio of the styrenated phenol compound represented by the formula (1) and the thiomethyl phenol compound represented by the formula (2), which are added as an antioxidant, is preferably maintained in a weight ratio of 10: 1 to 1: 1. At this time, in the case of the styrylated phenol compound represented by the above-mentioned formula (1), in order to maintain the required performance of the rubber product, a relatively large amount of the styrylated phenol compound should be used. However, Therefore, it is recommended to use in the above content range. If the amount of the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 is less than 0.01 part by weight, the color tends to deteriorate during drying of the rubber at a high temperature. If the amount of the thiomethylphenol compound is more than 1.0 part by weight, rubber compounding property The problem of degradation occurs.

상기한 산화방지제는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 혼합하여 용액 상태로 사용하는 것이 공정상 편리성이 있다. 또한, 필요하다면 비극성 탄화수소 용매에 용해시켜 용액상태로 사용할 수 있다. 상기 비극성 탄화수소 용매로는 구체적으로 시클로헥산, 노르말헥산, 헵탄 및 이들의 혼합용매 등이 사용될 수 있다. 산화방지제는 용매에 대하여 5∼50 중량% 정도의 용액으로 제조하여 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함유량이 5 중량% 미만이면 산화방지제 투입용액 총량이 과도하여 단위시간 당 고무생산량을 따라가지 못해 생산성저하를 초래할 수 있으며, 50 중량%를 초과하는 경우에는 완전 용해가 가능하나 점도가 커지므로 정량의 산화방지제 투입량 조절이 어렵기 때문에 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.
The antioxidant is convenient in the process of mixing the styrenated phenol compound represented by Formula 1 and the thiomethylphenol compound represented by Formula 2 in a solution state. If necessary, it may be dissolved in a non-polar hydrocarbon solvent and used in a solution state. Specific examples of the non-polar hydrocarbon solvents include cyclohexane, n-hexane, heptane, and mixed solvents thereof. It is preferable that the antioxidant is prepared and used as a solution of about 5 to 50% by weight based on the solvent. If the content is less than 5% by weight, the total amount of the antioxidant-added solution may excessively fall below the rubber production amount per unit time, resulting in a decrease in productivity. If the content exceeds 50% by weight, complete dissolution is possible, It is preferable to maintain the above range because it is difficult to control the amount of the antioxidant.

이와 같은 본 발명의 목적 및 효과는 종래 기술에 비하여, 특히 장시간 경과 후에도 탁월한 열안정성을 유지한다는 점이며, 그 이외의 목적 및 효과 역시 이후에 설명되는 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다.The objects and advantages of the present invention as described above are that, compared with the prior art, particularly, they maintain excellent thermal stability even after prolonged elapse of time, and other objects and effects will become more apparent through the embodiments described later.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세하게 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명의 효과를 입증하기 위한 일 예일 뿐이지 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

[실시예]
[Example]

실시예 1. 부타디엔 고무의 제조Example 1. Preparation of butadiene rubber

질소 대기 하에서 10 L 반응기에 테트라하이드로퓨란이 50 ppm 들어있는 시클로헥산 5 kg과 1,3-부타디엔 0.6 kg를 넣어 혼합한 후, 온도를 40 ℃로 조절한 다음, n-부틸리튬 0.018 몰을 투입하여 반응을 개시하였다. 반응이 진행되어 최고온도에 도달한 지 5분 후에 스티렌 0.4 kg을 투입하여 계속 반응을 진행시켰다. 반응온도가 최고온도에 도달한 지 15분 후에, 반응정지제인 구연산 수용액을 0.01 몰(구연산 기준)을 첨가한 후 교반하여 리빙폴리머의 활성을 완전히 제거하였다. 상기 리빙폴리머 100 중량부에 대하여 스티레네이티드 페놀 (MSP:DSP:TSP= 13:43:44 중량비) 0.16 중량부와 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520) 0.08 중량부를 상기 반응기에 첨가하여 혼합하였다. Under a nitrogen atmosphere, 5 kg of cyclohexane containing 50 ppm of tetrahydrofuran and 0.6 kg of 1,3-butadiene were added to a 10 L reactor and the temperature was adjusted to 40 ° C. Then 0.018 mol of n -butyllithium was added To initiate the reaction. Five minutes after the reaction reached the maximum temperature, 0.4 kg of styrene was added to continue the reaction. After 15 minutes after the reaction temperature reached the maximum temperature, 0.01 mol (based on citric acid) of citric acid aqueous solution as a reaction stopper was added and stirred to completely remove the living polymer activity. 0.16 part by weight of styrenated phenol (MSP: DSP: TSP = 13:43:44 by weight) and 0.16 part by weight of 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o -cresol (Irganox 1520) 0.08 parts by weight were added to the reactor and mixed.

그런 다음, 스테인레스 분산용기에 폴리머 용액부피 만큼의 물을 투입하고 폴리머 용액을 분산용기에 투입한 후, 교반하면서 스팀을 가하여 용매를 제거하는 작업을 실시하여 고무 크럼을 얻었다. 상기에서 얻어진 고무 크럼을 110℃ 롤 밀에서 건조하여 2 mm 두께로 쉬트를 뽑은 후, 5 cm × 5 cm × 2 mm 정도의 사각형태로 잘라 시편을 만들었다. 제조된 시편의 색상 및 무니점도를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 제조된 시편의 내열성을 확인하기 위하여 시편을 100℃에서 열노화시킨 후 무니점도계 (Mooney MV 2000; ALPHA Technology)를 이용하여 무니점도 (Mooney viscosity; ML1+4, 100℃)를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
Then, water of a volume of the polymer solution was poured into the stainless dispersion vessel, the polymer solution was put into the dispersion vessel, and steam was added while stirring to remove the solvent, thereby obtaining rubber crums. The rubber crumb obtained above was dried in a 110 占 폚 roll mill, and a sheet was cut out to a thickness of 2 mm and cut into a rectangular shape of 5 cm 占 5 cm 占 2 mm. The color and the Mooney viscosity of the prepared specimen were measured and are shown in Table 1 below. The Mooney viscosity (ML 1 + 4 , 100 ° C) was measured using a Mooney viscometer (Mooney MV 2000; ALPHA Technology) after thermally aging the specimen at 100 ° C to confirm the heat resistance of the prepared specimen The results are shown in Table 1 below.

실시예 2. 부타디엔 고무의 제조Example 2. Preparation of butadiene rubber

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 디엔계 고무를 제조하되, 산화방지제로서 스티레네이티드 페놀 (MSP:DSP:TSP=13:43:44 중량비) 0.14 중량부와 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520) 0.1 중량부를 사용하여 부타디엔 고무 시편을 제조하였다. 상기 시편의 색상과 100℃에서 열노화시킨 후의 무니점도 변화를 비교 분석한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
0.14 part by weight of styrene-phenol (MSP: DSP: TSP = 13: 43: 44 weight ratio) as an antioxidant and 0.14 part by weight of 2,4-bis [(octylthio) Methyl] -o -cresol (Irganox 1520) was used to prepare a butadiene rubber specimen. The results of comparative analysis of the color of the specimen and the change in Mooney viscosity after thermal aging at 100 ° C are shown in Table 1 below.

실시예 3. 스티렌-부타디엔 고무의 제조Example 3: Preparation of styrene-butadiene rubber

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 디엔계 고무를 제조하되, 단량체로서 부타디엔 대신에 1,3-부타디엔 0.4 kg과 스티렌 0.2 kg를 사용하고, 산화방지제로서 스티레네이티드 페놀 (MSP:DSP:TSP=13:43:44 중량비) 0.16 중량부와 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520) 0.8 중량부를 사용하여 스티렌-부타디엔 고무 시편을 제조하였다. 상기 시편의 색상과 100℃에서 열노화시킨 후의 무니점도 변화를 비교 분석한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
Except that 0.4 kg of 1,3-butadiene and 0.2 kg of styrene were used instead of butadiene as a monomer and styrene-phenol (MSP: DSP: TSP = 13) as an antioxidant was prepared in the same manner as in Example 1, : 43: 44 weight ratio) and 0.8 parts by weight of 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o -cresol (Irganox 1520) were used to prepare styrene-butadiene rubber specimens. The results of comparative analysis of the color of the specimen and the change in Mooney viscosity after thermal aging at 100 ° C are shown in Table 1 below.

실시예 4. 스티렌-부타디엔 고무의 제조Example 4: Preparation of styrene-butadiene rubber

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 디엔계 고무를 제조하되, 단량체로서 부타디엔 대신에 1,3-부타디엔 0.4 kg과 스티렌 0.2 kg를 사용하고, 산화방지제로서 스티레네이티드 페놀 (MSP:DSP:TSP=13:43:44 중량비) 0.14 중량부와 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520) 0.1 중량부를 사용하여 스티렌-부타디엔 고무 시편을 제조하였다. 상기 시편의 색상과 100℃에서 열노화시킨 후의 무니점도 변화를 비교 분석한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
0.4 kg of 1,3-butadiene and 0.2 kg of styrene were used in place of butadiene as a monomer, and styrene-phenol (MSP: DSP: TSP = 13 : 43: 44 weight ratio) and 0.1 part by weight of 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o -cresol (Irganox 1520) were used to prepare a styrene-butadiene rubber specimen. The results of comparative analysis of the color of the specimen and the change in Mooney viscosity after thermal aging at 100 ° C are shown in Table 1 below.

비교예 1. 부타디엔 고무의 제조Comparative Example 1. Preparation of butadiene rubber

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 디엔계 고무를 제조하되, 산화방지제로서 스티레네이티드 페놀 (MSP:DSP:TSP=13:43:44 중량비) 0.24 중량부를 사용하여 부타디엔 고무 시편을 제조하였다. 상기 시편의 색상과 100℃에서 열노화시킨 후의 무니점도 변화를 비교 분석한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
A butadiene rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.24 parts by weight of styrene-phenol (MSP: DSP: TSP = 13: 43: 44 weight ratio) was used as an antioxidant. The results of comparative analysis of the color of the specimen and the change in Mooney viscosity after thermal aging at 100 ° C are shown in Table 1 below.

비교예 2. 부타디엔 고무의 제조Comparative Example 2. Preparation of butadiene rubber

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 디엔계 고무를 제조하되, 산화방지제로서 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520) 0.24 중량부를 사용하여 부타디엔 고무 시편을 제조하였다. 100℃에서 열노화시킨 후 상기 시편의 색상 및 무니점도 변화를 비교 분석한 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
A butadiene rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.24 parts by weight of 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o -cresol (Irganox 1520) was used as an antioxidant. The results of comparative analysis of changes in color and Mooney viscosity of the specimen after thermal aging at 100 ° C are shown in Table 1 below.

구분division 디엔고무Diene rubber 산화방지제(중량부)Antioxidant (parts by weight) 열노화 후 고무시편의 물성Properties of rubber specimens after thermal aging 스티레네이티드 페놀 1) Styrenated phenol 1) 티오메틸페놀 2) Thiomethyl phenol 2) 색상
3)
color
3)
무늬점도 Pattern viscosity
24시간24 hours 0시간0 hours 12시간12 hours 24시간24 hours 실시예 1Example 1 부타디엔 고무Butadiene rubber 0.160.16 0.080.08 44 43.343.3 40.440.4 35.535.5 실시예 2Example 2 부타디엔 고무Butadiene rubber 0.140.14 0.100.10 33 43.243.2 41.241.2 39.239.2 실시예 3Example 3 스티렌-부타디엔 고무Styrene-butadiene rubber 0.160.16 0.080.08 44 43.043.0 39.939.9 36.036.0 실시예 4Example 4 스티렌-부타디엔 고무Styrene-butadiene rubber 0.140.14 0.100.10 33 43.343.3 41.541.5 38.938.9 비교예 1Comparative Example 1 부타디엔 고무Butadiene rubber 0.240.24 -- 1010 43.443.4 51.951.9 94.794.7 비교예 2Comparative Example 2 부타디엔 고무Butadiene rubber -- 0.240.24 1One 43.143.1 42.542.5 41.941.9 1) 스티레네이티드 페놀: MSP:DSP:TSP(13:43:44 중량비)의 혼합물
2) 티오메틸페놀: 2,4-비스[(옥틸티오)메틸]-o-크레졸 (Irganox 1520)
3) 변색 정도: 좋음 1<<10 나쁨
1) mixture of styrylated phenol: MSP: DSP: TSP (13:43:44 by weight)
2) thiomethyl phenol: 2,4-bis [(octylthio) methyl] -o -cresol (Irganox 1520)
3) Degree of discoloration: Good 1 << 10 Poor

상기 표 1에 의하면, 산화방지제로서 스티레네이티드 페놀 화합물과 티오메틸페놀 화합물을 혼합 사용하여 제조된 실시예 1∼4의 고무 시편의 경우 티오메틸페놀의 함량이 클수록 내열색상 및 내열특성이 우수한 것으로 확인되고 있다. 이에 반하여, 산화방지제로서 스티레네이티드 페놀 화합물을 단독으로 사용하여 제조된 비교예 1의 고무 시편의 경우 내열색상 및 내열특성이 매우 저조하였으며, 고무 제품의 기존의 성능을 유지하기 위해서는 과량의 스티레네이티드 페놀을 사용해야 하는데 이 경우 과량의 스티레네이티드 페놀의 사용으로 고무물성이 저하되는 또 다른 문제가 발생할 수 있다. 또한, 산화방지제로서 티오메틸페놀 화합물을 단독으로 사용하여 제조된 비교예 2의 고무 시편의 경우 내열색상 및 내열특성은 매우 탁월하였으나, 티오메틸페놀 화합물의 낮은 결정화 온도로 인한 취급이 불편한 문제와 종래기술 부분에서 지적된 Irganox 1520 단독 사용에 따른 문제점이 있다.
According to the above Table 1, in the rubber specimens of Examples 1 to 4 prepared by mixing the styrenated phenol compound and the thiomethylphenol compound as the antioxidants, the larger the content of thiomethylphenol is, the better the heat-resistant color and heat resistance Has been confirmed. On the other hand, the rubber specimen of Comparative Example 1 prepared by using the styrenated phenol compound alone as the antioxidant exhibited extremely poor heat-resistant color and heat resistance, and in order to maintain the existing performance of the rubber product, But the use of an excess of styrenated phenol may lead to another problem of deteriorating rubber properties. The rubber specimen of Comparative Example 2, which was prepared using a thiomethylphenol compound alone as an antioxidant, exhibited excellent heat resistant color and heat resistance. However, it was inconvenient to handle due to the low crystallization temperature of the thiomethylphenol compound, There is a problem with the use of Irganox 1520 alone as pointed out in the technical section.

[참고예][Reference Example]

본 참고예는 본 발명이 산화방지제로 사용하는 스티레네이티드 페놀 화합물과 티오메틸페놀 화합물 각각의 물리화학적 특성과 이들의 배합으로 인한 특성 변화를 확인하기 위한 것이다.This Reference Example is intended to confirm the physicochemical properties of each of the styrenated phenol compound and the thiomethylphenol compound used as an antioxidant and the property change due to the combination thereof.

하기 표 2에는 각 산화방지제의 융점을 측정하였고 점도는 25℃에서 각각 측정하여 비교한 결과이다.The melting point of each antioxidant was measured in Table 2 below, and the viscosity was measured and compared at 25 ° C.

산화방지제Antioxidant 융점 (℃)Melting point (캜) 점도(cps)Viscosity (cps) 스티레네이티드 페놀Styrenated phenol <-15<-15 4,000∼4,6004,000-4,600 티오메틸페놀Thiomethylphenol 1414 6969 스티레네이티드 페놀+티오메틸페놀 (2:1)Styrylated phenol + thiomethyl phenol (2: 1) <-15<-15 300∼500300 to 500 스티레네이티드 페놀: MSP:DSP:TSP(13:43:44 중량비)의 혼합물 Mixture of styrenated phenol: MSP: DSP: TSP (13:43:44 weight ratio)

상기 표 2에 의하면, 스티레네이티드 페놀 화합물은 융점이 -15℃ 이하 이고, 점도가 4,000∼4,600 cps 범위로서 중합공정에 이용하기에 불편한 고점도의 액체 상태의 물성을 가지고 있다. 2,4-비스(n-옥틸티오메틸)-6-메틸페놀은 융점이 14℃이고, 점도가 69 cps로 결정의 생성이 용이하여 동절기에는 취급이 불편한 단점이 있다. 그런데, 스티레네이티드 페놀 화합물와 2,4-비스(n-옥틸티오메틸)-6-메틸페놀을 혼합하게 되면, 융점이 -15℃ 이하로 낮아지고, 점도가 100∼1,500 cps 범위로서 액체 상태를 유지하므로 취급이 간편하다. 따라서, 본 발명의 제조방법을 수행함에 있어 동절기와 같이 낮은 주변온도가 유지되는 조건에서는 스티레네이티드 페놀 화합물과 티오메틸페놀 화합물을 혼합하여 혼합물 상태로 사용하는 것이 공정상의 편리성이 있다.According to the above Table 2, the styrenated phenol compound has a high-viscosity liquid state property which is unfavorable for use in the polymerization process, having a melting point of -15 DEG C or less and a viscosity of 4,000 to 4,600 cps. The 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methylphenol has a melting point of 14 ° C and a viscosity of 69 cps, which facilitates the formation of crystals. However, when the styrylated phenol compound and 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methylphenol are mixed, the melting point is lowered to -15 ° C or lower and the viscosity is in the range of 100 to 1,500 cps, So it is easy to handle. Therefore, it is convenient to mix the styrenated phenol compound and the thiomethyl phenol compound in a mixed state under the condition that a low ambient temperature is maintained as in the winter season in the manufacturing method of the present invention.

따라서 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 디엔계 고무는 색상이 우수함은 물론이고 내열특성이 우수하므로 타이어 소재, 열 용융 접착제 소재 등으로 광범위하게 적용이 가능하다.Therefore, the diene rubber produced by the production method of the present invention is widely applicable to tire material, hot melt adhesive material and the like because it has excellent color and excellent heat resistance characteristics.

Claims (6)

a)디엔계 단량체와 알킬리튬 개시제를 사용하는 음이온 중합에 의해 리빙폴리머를 제조하는 단계;
b)중합반응물에 알킬카르복시산 수용액을 첨가하여 리빙폴리머의 활성을 중지시키는 단계; 및
c)중합반응물에 산화방지제로 하기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 하기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물을 첨가하여 제조된 디엔계 고무를 안정화시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법.
[화학식 1]
Figure 112015002411514-pat00004

(상기 화학식 1에서, St는 -CH(CH3)(C6H5)를 나타내고, n은 St의 치환 개수로 1, 2, 또는 3의 정수를 나타낸다.)
[화학식 2]
Figure 112015002411514-pat00005

(상기 화학식 2에서, R1 및 R2는 서로 같거나 다른 것으로서 탄소수 5∼16의 알킬기를 나타낸다)
a) preparing a living polymer by anionic polymerization using a diene-based monomer and an alkyl lithium initiator;
b) adding an aqueous solution of an alkyl carboxylic acid to the polymerization reactant to stop the activity of the living polymer; And
c) stabilizing a diene rubber prepared by adding a styrenated phenol compound represented by the following formula (1) and a thiomethyl phenol compound represented by the following formula (2) as an antioxidant to the polymerization reaction product;
Wherein the rubber is a thermoplastic resin.
[Chemical Formula 1]
Figure 112015002411514-pat00004

(In the formula (1), St represents -CH (CH 3 ) (C 6 H 5 ), and n represents the number of substitution of St and represents an integer of 1, 2 or 3.)
(2)
Figure 112015002411514-pat00005

(Wherein R 1 and R 2 are the same or different and each represents an alkyl group having 5 to 16 carbon atoms)
제 1 항에 있어서,
상기 디엔계 단량체는 1,3-부타디엔(BR), 이소프렌, 아크릴로니트릴 및 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the diene monomer is at least one member selected from the group consisting of 1,3-butadiene (BR), isoprene, acrylonitrile and styrene.
제 1 항에 있어서,
상기 알킬카르복시산은 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 말론산(malonic acid), 말레산(maleic acid) 및 시트르산(citric acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법.
The method according to claim 1,
The alkylcarboxylic acid may be one or two or more selected from the group consisting of acetic acid, propionic acid, malonic acid, maleic acid and citric acid. Which is excellent in color and heat resistance.
제 1 항에 있어서,
상기 활성이 중지된 폴리머 100 중량부를 기준으로, 산화방지제로서 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물 0.05∼2.0 중량부 및 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물 0.01∼1.0 중량부가 첨가되는 것을 특징으로 하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법.
The method according to claim 1,
0.05 to 2.0 parts by weight of a styrylated phenol compound represented by the formula (1) and 0.01 to 1.0 part by weight of a thiomethylphenol compound represented by the formula (2) are added as antioxidants based on 100 parts by weight of the polymer in which the activity is stopped Which is excellent in color and heat resistance.
제 4 항에 있어서,
상기 산화방지제로 첨가되는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 함량비는 10:1∼1:1 중량비인 것을 특징으로 하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the content of the styrenated phenol compound represented by the formula (1) and the thiomethyl phenol compound represented by the formula (2) to be added as the antioxidant is 10: 1 to 1: 1 by weight. A method for producing a diene rubber.
제 1 항, 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 산화방지제는 상기 화학식 1로 표시되는 스티레네이티드 페놀 화합물과 상기 화학식 2로 표시되는 티오메틸페놀 화합물의 혼합물이고, 상기 혼합물의 융점이 -15℃ 이하이고, 점도가 100∼1,500 cps인 것을 특징으로 하는 색상 및 내열성이 우수한 디엔계 고무의 제조방법.
The method according to claim 1, 4, or 5,
The antioxidant is a mixture of the styrenated phenol compound represented by Formula 1 and the thiomethylphenol compound represented by Formula 2, and has a melting point of -15 ° C or less and a viscosity of 100 to 1,500 cps By weight based on the total weight of the diene-based rubber.
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