KR102066167B1 - Benzoxazine Compound and Preparing Method Thereof - Google Patents

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    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Abstract

본 발명은 벤족사진 화합물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어 보강재로 각광받고 있는 실리카와의 상용성을 극대화하여 실리카 배합물로 컴파운드시 가공성을 개선시키고, 가류물성을 극대화하여 고무소재의 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있어 고품질의 타이어 제조에 유용하게 사용할 수 있는 벤족사진 화합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a benzoxazine compound and a method for manufacturing the same, and more particularly, to maximize compatibility with silica, which has been spotlighted as a tire reinforcing material, to improve processability when compounding with a silica compound, and to maximize vulcanization properties of rubber materials. The present invention relates to a benzoxazine compound which can greatly improve mechanical properties, which can be usefully used for manufacturing high quality tires, and a method of manufacturing the same.

Description

벤족사진 화합물 및 그 제조방법{Benzoxazine Compound and Preparing Method Thereof}Benzoxazine Compound and Preparing Method Thereof}

본 발명은 벤족사진 화합물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to benzoxazine compounds and methods for their preparation.

타이어용 고무는 타이어의 요구 성능에 따라 다양한 특성을 필요로 한다. 예를 들어 트레드 고무는 타이어가 지면과 접촉하는 부위이기 때문에 지면과의 마찰에 의해 고무가 마모되고 온도가 높아지므로 여러 가지 특성 중에서 특히 내마모성, 발열특성 및 제동력이 중요하다. 타이어용 고무 조성물은 각각의 고무에 따라 여러 가지 첨가제를 사용하고 있다. 즉, 통상적으로 사용하는 타이어용 고무 조성물 이외에 특정한 물성을 보다 향상시키기 위해 다양한 첨가제를 사용하고 있다.Rubber for tires requires various characteristics depending on the required performance of the tire. For example, since the tread rubber is a part where the tire contacts the ground, the rubber wears out and the temperature increases due to friction with the ground. Among the various characteristics, abrasion resistance, heat generation characteristics, and braking force are particularly important. The rubber composition for tires uses various additives according to each rubber. That is, in addition to the rubber composition for tires that are commonly used, various additives are used to further improve specific physical properties.

일반적으로 타이어용 고무 조성물은 천연고무와 합성고무를 주원료로 하여 여러 가지 첨가제를 넣는다. 예를 들어 중강제나 내유성, 내열성 등의 보강충전제로 사용되는 카본블랙, 산소에 의해서 자동 산화되는 연쇄반응을 정지시키는 작용을 하는 노화방지제, 고무를 유연하게 하고 가소성을 부여시켜 가공을 용이하게 하기 위한 연화제, 선상고분자 화합물의 분자를 서로 화학 결합시켜서 그물구조를 취하기 위한 가교제 등을 첨가한다.Generally, the rubber composition for tires contains various additives based on natural rubber and synthetic rubber. For example, carbon black, which is used as a reinforcing filler such as heavy steel, oil resistance, heat resistance, etc., an anti-aging agent that stops a chain reaction that is automatically oxidized by oxygen, and softens rubber and gives plasticity to facilitate processing. A softening agent and a crosslinking agent for chemically bonding the molecules of the linear polymer compound to each other to take a network structure are added.

타이어 트레드 고무조성물의 경우 종래 고무의 강도, 탄성, 내마모성 및 내오존성 등을 개선하기 위해 통상적으로 사용하는 보강제인 카본블랙 및 실리카 외에 화이트카본, 탄산칼슘 및 클레이 등의 백색 무기 충진제를 더 첨가하여 사용하고 있다.In the case of tire tread rubber composition, white inorganic fillers such as white carbon, calcium carbonate and clay are added in addition to carbon black and silica, which are commonly used to improve strength, elasticity, abrasion resistance, and ozone resistance of rubber. Doing.

최근 타이어에 사용하는 고무에 있어서 보강 충진제로 젖은 노면에서의 제동력, 회전저항 특성이 우수한 실리카를 카본블랙과 혼용하여 사용하거나 실리카를 단독으로 사용하는 고무 조성물이 증가하고 있다. 그러나, 실리카는 강한 친수성기를 가지고 있어 실리카 간의 상호작용으로 인해 응집성이 커서 분산성이 낮아 고무 조성물에 사용시 분산불량에 의한 점도상승 및 장기 방치 시 겔화 반응에 의한 고무물성이 저하될 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해 분산조제, 공정오일 및 커플링제를 사용하여 실리카의 분산성을 향상시키고 있다.Background Art In recent years, rubbers for tires have been increasingly used as a reinforcing filler, in which silica having excellent braking force and rolling resistance on wet roads is mixed with carbon black or silica alone. However, silica has a strong hydrophilic group and due to the interaction between the silica due to the high cohesiveness and low dispersibility may increase the viscosity due to poor dispersion when used in the rubber composition and rubber properties due to the gelation reaction when left for a long time. In order to solve this problem, dispersing aids, process oils and coupling agents are used to improve the dispersibility of silica.

그러나, 이러한 처리에도 불구하고 실리카의 분산성이 낮아져 실리카를 적용하는 고무 조성물로 이루어진 완제품 타이어에서 불규칙한 마모현상이 나타나는 문제가 발생하고 있다. 한편, 보강 충진제로서 카본블랙을 고무 조성물에 사용시 고무의 내마모성이 향상되지만 실리카에 비해 젖은 노면에서의 제동력 및 회전저항 특성이 낮아지는 문제가 있었다.
However, in spite of this treatment, the dispersibility of silica is lowered, resulting in a problem of irregular wear phenomenon in the finished tire made of a rubber composition to which silica is applied. On the other hand, when carbon black is used as a reinforcing filler in a rubber composition, the wear resistance of the rubber is improved, but there is a problem in that braking force and rotational resistance characteristics on wet roads are lower than those of silica.

본 발명의 주된 목적은 타이어 보강재로 각광받고 있는 실리카와의 상용성을 극대화하여 실리카 배합물로 컴파운드시 가공성을 개선시키고, 고무의 가류물성을 극대화하여 인장물성, 내마모성, 신율 등과 같은 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있는 벤족사진 화합물 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to maximize the compatibility with silica, which has been spotlighted as a tire reinforcement material to improve the processability when compounding with a silica compound, and to maximize the vulcanization properties of rubber to greatly improve mechanical properties such as tensile properties, wear resistance, elongation, etc. It is to provide a benzoxazine compound and a method for producing the same.

본 발명은 또한, 상기 벤족사진 화합물을 포함하는 고무 조성물 및 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어를 제공하는데 있다.
The present invention also provides a rubber composition comprising the benzoxazine compound and a tire manufactured using the rubber composition.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides a benzoxazine compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112013071453413-pat00001
Figure 112013071453413-pat00001

상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n- 또는 -R1-(S)n-R2-이고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소원자수 1 내지 5의 알킬렌기이며, n은 1 내지 4의 정수이고; R3 및 R3'는 각각 독립적으로 탄소원자수 3 내지 10의 알킬렌기이며; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이다. In Formula 1, Z is-(S) n- or -R 1- (S) nR 2- , R 1 and R 2 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, n is 1 to An integer of 4; R 3 And R 3 ′ are each independently an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms; X 1 to X 3 are each independently a substituted or unsubstituted hydroxy, acetyl or epoxy group alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X 1 'to X 3 ' are each independently substituted with a hydroxy group, acetyl group or epoxy group or It is an unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n-이고, 상기 n은 1 내지 3의 정수이며; R3 및 R3'는 -(CH2)3-이고; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, in Chemical Formula 1, Z is-(S) n-, and n is an integer of 1 to 3; R 3 And R 3 ′ is — (CH 2 ) 3 —; X 1 to X 3 may be each independently a methyl group or an ethyl group, and X 1 ′ to X 3 ′ may each independently be a methyl group or an ethyl group.

본 발명의 다른 구현예는 황을 함유하는 비스페놀 화합물, 알데히드 화합물 및 아민 화합물을 반응시켜 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 벤족사진 화합물의 제조방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method for preparing a benzoxazine compound, comprising reacting a bisphenol compound, an aldehyde compound, and an amine compound containing sulfur to produce a benzoxazine compound represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112013071453413-pat00002
Figure 112013071453413-pat00002

상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n- 또는 -R1-(S)n-R2-이고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소원자수 1 내지 5의 알킬렌기이며, n은 1 내지 4의 정수이고; R3 및 R3'는 각각 독립적으로 탄소원자수 3 내지 10의 알킬렌기이며; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이다. In Formula 1, Z is-(S) n- or -R 1- (S) nR 2- , R 1 and R 2 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, n is 1 to An integer of 4; R 3 and R 3 ′ each independently represent an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms; X 1 to X 3 are each independently a substituted or unsubstituted hydroxy, acetyl or epoxy group alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X 1 'to X 3 ' are each independently substituted with a hydroxy group, acetyl group or epoxy group or It is an unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n-이고, 상기 n은 1 내지 3의 정수이며; R3 및 R3'는 -(CH2)3-이고; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, in formula 1, Z is-(S) n-, n is an integer of 1 to 3; R 3 and R 3 ′ are — (CH 2 ) 3 —; X 1 to X 3 may be each independently a methyl group or an ethyl group, and X 1 ′ to X 3 ′ may each independently be a methyl group or an ethyl group.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 반응은 용매 존재하에서 60 ~ 100℃로 4 ~ 8 시간 동안 수행할 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the reaction may be carried out at 60 to 100 ℃ in the presence of a solvent for 4 to 8 hours.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 아민 화합물은 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), 3-아미노프로필메틸디에톡시실란(3-aminopropylMethylDiethoxysilane), 3-아미노프로필메틸디메톡시실란(3-aminopropylmethyldimethoxysilane) 및 3-우레이도프로필트리에톡시실란(3-ureidopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, the amine compound is 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane ( 3-aminopropylMethylDiethoxysilane), 3-aminopropylmethyldimethoxysilane and 3-ureidopropyltriethoxysilane (3-ureidopropyltriethoxysilane) may be one or more selected from the group consisting of.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 황을 함유하는 비스페놀 화합물은 싸이오비스페놀일 수 있다.In another preferred embodiment of the present invention, the sulfur-containing bisphenol compound may be thiobisphenol.

본 발명의 바람직한 다른 구현예에서, 상기 황을 함유하는 비스페놀 화합물놀 1몰에 대하여, 아민 화합물 0.5 ~ 10몰 및 알데히드 화합물 1.0 ~ 20몰일 수 있다. In another preferred embodiment of the present invention, with respect to 1 mol of the sulfur-containing bisphenol compoundol, the amine compound may be 0.5-10 mol and the aldehyde compound 1.0-20 mol.

본 발명의 또 다른 구현예는, 상기 벤족사진 화합물을 포함하는 고무 조성물 및 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.
Yet another embodiment of the present invention provides a rubber composition comprising the benzoxazine compound and a tire manufactured using the rubber composition.

본 발명에 따른 벤족사진 화합물은 타이어 보강재로 각광받고 있는 실리카와의 상용성을 극대화하여 실리카 배합물로 컴파운드시 가공성을 개선시키고, 가류물성을 극대화하여 고무소재의 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있어 고품질의 타이어 제조에 유용하게 사용할 수 있다.
The benzoxazine compound according to the present invention can maximize the compatibility with silica, which has been spotlighted as a tire reinforcing material, improve the processability when compounding with a silica compound, and maximize the vulcanization properties to greatly improve the mechanical properties of the rubber material. It can be usefully used for tire production.

도 1은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 벤족사진 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 벤족사진 화합물의 적외선 분광스펙트럼이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 제조된 벤족사진 화합물의 GPC 분석 결과이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 벤족사진 화합물의 NMR 스펙트럼이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 벤족사진 화합물의 적외선 분광스펙트럼이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에서 제조된 벤족사진 화합물의 GPC 분석 결과이다.
1 is an NMR spectrum of the benzoxazine compound prepared in Example 1 of the present invention.
2 is an infrared spectroscopic spectrum of the benzoxazine compound prepared in Example 1 of the present invention.
3 is a result of GPC analysis of the benzoxazine compound prepared in Example 1 of the present invention.
4 is an NMR spectrum of the benzoxazine compound prepared in Example 2 of the present invention.
5 is an infrared spectroscopic spectrum of the benzoxazine compound prepared in Example 2 of the present invention.
6 is a result of GPC analysis of the benzoxazine compound prepared in Example 2 of the present invention.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding the other components unless otherwise stated.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.As used herein, the terms "about", "substantially", and the like, are used at, or in close proximity to, numerical values when manufacturing and material tolerances inherent in the meanings indicated are intended to aid the understanding of the invention. Accurate or absolute figures are used to assist in the prevention of unfair use by unscrupulous infringers.

본 발명은 일 관점에서, 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a benzoxazine compound represented by the following general formula (1) in one aspect.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112013071453413-pat00003
Figure 112013071453413-pat00003

상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n- 또는 -R1-(S)n-R2-이고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소원자수 1 내지 5의 알킬렌기이며, n은 1 내지 4의 정수이고; R3 및 R3'는 각각 독립적으로 탄소원자수 3 내지 10의 알킬렌기이며; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이다. In Formula 1, Z is-(S) n- or -R 1- (S) nR 2- , R 1 and R 2 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, n is 1 to An integer of 4; R 3 And R 3 ′ are each independently an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms; X 1 to X 3 are each independently a substituted or unsubstituted hydroxy, acetyl or epoxy group alkyl group of 1 to 5 carbon atoms, X 1 'to X 3 ' are each independently substituted with a hydroxy group, acetyl group or epoxy group or It is an unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

특히, 상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n-이고, 상기 n은 1 내지 3의 정수이며; R3 및 R3'는 -(CH2)3-이고; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기인 것이 작업성 및 비용 측면에서 바람직하다.In particular, in Formula 1, Z is-(S) n-, n is an integer of 1 to 3; R 3 and R 3 ′ are — (CH 2 ) 3 —; X 1 to X 3 are each independently a methyl group or an ethyl group, and X 1 'to X 3 ' is each independently a methyl group or an ethyl group is preferable in view of workability and cost.

본 발명에 따른 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물은 실리카와 반응이 가능한 실란(silane)이 함유되어 있고, 고무와 효율적인 가류를 유도할 수 있는 황(sulfur)기가 도입된 화합물로, 실리카가 포함된 고무 조성물에서 고무와 실리카와의 화학적 결합이 가능할 뿐만 아니라, 커플링 제제 자체와도 반응을 하며 경화를 하기 때문에 고무의 가류 물성을 극대화시켜 인장물성, 내마모성, 신율 등과 같은 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있다.The benzoxazine compound represented by the following Chemical Formula 1 according to the present invention contains a silane capable of reacting with silica, and a compound in which a sulfur group is introduced to induce efficient vulcanization with rubber. In addition to chemically bonding rubber and silica in the rubber composition, it also reacts with the coupling agent itself and cures, thereby maximizing the vulcanization properties of the rubber, thereby greatly improving mechanical properties such as tensile properties, abrasion resistance, and elongation. Can be.

본 발명은 다른 관점에서, 황을 함유하는 비스페놀 화합물, 알데히드 화합물 및 아민 화합물을 반응시켜 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물을 제조하는 것을 특징으로 하는 벤족사진 화합물의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for producing a benzoxazine compound, comprising reacting a sulfur-containing bisphenol compound, an aldehyde compound, and an amine compound to produce a benzoxazine compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112013071453413-pat00004
Figure 112013071453413-pat00004

상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n- 또는 -R1-(S)n-R2-이고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소원자수 1 내지 5의 알킬렌기이며, n은 1 내지 4의 정수이고; R3 및 R3'는 각각 독립적으로 탄소원자수 3 내지 10의 알킬렌기이며; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 히드록시기, 아세틸기 또는 에폭시기로 치환 또는 비치환된 탄소원자수 1 내지 5의 알킬기이다. In Formula 1, Z is-(S) n- or -R 1- (S) nR 2- , R 1 and R 2 are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, n is 1 to An integer of 4; R 3 And R 3 ′ are each independently an alkylene group having 3 to 10 carbon atoms; X 1 to X 3 are each independently a substituted or unsubstituted hydroxy, acetyl or epoxy group alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X 1 'to X 3 ' are each independently substituted with a hydroxy group, acetyl group or epoxy group or It is an unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

특히, 상기 화학식 1에서, Z는 -(S)n-이고, 상기 n은 1 내지 3의 정수이며; R3 및 R3'는 -(CH2)3-이고; X1 내지 X3은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고, X1' 내지 X3'은 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기인 것이 작업성 및 비용 측면에서 바람직하다.In particular, in Formula 1, Z is-(S) n-, n is an integer of 1 to 3; R 3 and R 3 ′ are — (CH 2 ) 3 —; X 1 to X 3 are each independently a methyl group or an ethyl group, and X 1 'to X 3 ' is each independently a methyl group or an ethyl group is preferable in view of workability and cost.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물은 하기 반응식 1로 나타낸 바와 같이, 황을 함유하는 비스페놀 화합물(A), 알데히드 화합물(B) 및 아민 화합물(C)을 용매 존재하에 환류 반응시킨 후, 감압 증류로 용제를 제거하여 본 발명에 따른 화학식 1의 벤족사진 화합물을 제조할 수 있다. More specifically, the benzoxazine compound represented by Chemical Formula 1 according to the present invention is a bisphenol compound (A), an aldehyde compound (B) and an amine compound (C) containing sulfur in the presence of a solvent, as shown in Scheme 1 below. After the reflux reaction, the solvent may be removed by distillation under reduced pressure to prepare a benzoxazine compound of Chemical Formula 1 according to the present invention.

[반응식 1]Scheme 1

Figure 112013071453413-pat00005
Figure 112013071453413-pat00005

상기 반응식 1에서, Z, R3, R3', X1 , X2, X3 , X1', X2' 및 X3'은 전술된 바와 같다.In Scheme 1, Z, R 3 , R 3 ', X 1 , X 2 , X 3 , X 1 ', X 2 ′ and X 3 ′ are as described above.

상기 황을 함유하는 비스페놀 화합물, 알데히드 화합물 및 아민 화합물의 반응에서 사용되는 용매는 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소계 용매; 클로로포름, 디클로로포름, 디클로로메탄 등의 할로겐계 용매; THF, 디옥산 등의 에테르계 용매 등을 사용할 수 있다. 그리고 상기 가열온도는 60 ~ 100℃로 4 ~ 8시간 동안 반응을 수행할 수 있다. 이때, 용매의 함량은 황을 함유하는 비스페놀 화합물, 알데히드 화합물 및 아민 화합물 100 중량부에 대하여, 300 ~ 500 중량부를 사용하는 것이 바람직하다.The solvent used in the reaction of the sulfur-containing bisphenol compound, the aldehyde compound and the amine compound is an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, trimethylbenzene; Halogen solvents such as chloroform, dichloroform and dichloromethane; Ether solvents such as THF, dioxane and the like can be used. And the heating temperature may be carried out for 4 to 8 hours at 60 ~ 100 ℃. In this case, the content of the solvent is preferably 300 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the bisphenol compound, aldehyde compound and amine compound containing sulfur.

만일, 전술된 반응온도 범위 미만으로 반응을 수행할 경우, 미반응된 화합물이 과량 존재하게 되어 경화시 휘발분에 의한 경화물성이 저하될 수 있고, 원하는 수준의 제품을 얻기까지 수십 시간이 소요될 수 있으며, 전술된 온도 범위를 초과하여 반응을 수행할 경우에는 제조공정의 비용 증가와 함께 경시변화 및 분자량 제어가 불가능하여 제품의 불량을 초래할 수 있다. If the reaction is carried out below the above-mentioned reaction temperature range, the unreacted compound may be present in excess, which may lower the hardenability due to volatiles during curing, and it may take several tens of hours to obtain a desired level of product. In the case where the reaction is performed in excess of the above-described temperature range, it is impossible to control the change over time and the molecular weight with increasing the cost of the manufacturing process, which may lead to product defects.

또한, 전술된 반응에서 생성된 생성물은 소수성을 띄므로, 적절한 용매의 종류와 양이 요구되고, 본 발명에서 가장 바람직한 용매는 디옥산이다.In addition, since the product produced in the reaction described above is hydrophobic, an appropriate kind and amount of solvent are required, and the most preferred solvent in the present invention is dioxane.

상기 벤족사진의 제조에 있어서, 전술된 용매의 함량이 지나치게 적으면 반응물의 점도가 높아져 교반 응력이 커지게 되어 작업성이 떨어지고, 과도하게 많으면 반응 후 용매제거에 드는 비용이 많아지게 되어 비경제적일 수 있다. 또한, 적절한 용매의 선택과 혼합반응이 제대로 이루어지지 않은 경우에는 원료들이 반응에 참여하지 못하므로 수율이 저하될 수 있다.In the preparation of the benzoxazine, when the content of the solvent is too small, the viscosity of the reactant becomes high, the stirring stress increases, and the workability decreases. When the benzoxazine is excessively excessive, the cost of removing the solvent after the reaction becomes uneconomical. Can be. In addition, when the selection of the appropriate solvent and the mixing reaction is not made properly, the raw materials do not participate in the reaction, the yield may be lowered.

상기 반응에 있어서, 아민 화합물은 황을 함유하는 비스페놀 화합물 1몰에 대하여, 0.5 ~ 10몰, 바람직하게는 1.5 ~ 3.5몰을 함유시킬 수 있고, 알데히드 화합물은 아릴페놀 1몰에 대하여, 1 ~ 20몰, 바람직하게는 3 ~ 6몰로 사용할 수 있다. In the above reaction, the amine compound may contain 0.5 to 10 moles, preferably 1.5 to 3.5 moles per mole of bisphenol compound containing sulfur, and the aldehyde compound is 1 to 20 moles per mole of arylphenol. Moles, preferably 3 to 6 moles .

만일, 황을 함유하는 비스페놀 화합물 1몰에 대하여, 아민 화합물이 0.5몰 미만으로 첨가될 경우, 옥사진링이 충분히 형성되지 않아 경화특성이 저하되고, 10몰을 초과할 경우에는 미반응 아민 화합물이 다량 존재하게 되므로, 경화시 휘발이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있으며, 알데히드 화합물이 황을 함유하는 비스페놀 화합물 1몰에 대하여, 1몰 미만으로 첨가될 경우에는 아민과의 충분한 반응을 유도하지 못해 옥사진링이 형성되지 않고, 20몰을 초과할 경우에는 미반응 비스페놀이 다량 존재하게 되어 경화가 충분히 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있다.If less than 0.5 mole of amine compound is added to 1 mole of sulfur-containing bisphenol compound, the oxazine ring is not sufficiently formed and the curing property is lowered. Due to the presence of a large amount, there may be a problem that volatilization does not occur properly during curing, and when an aldehyde compound is added to less than 1 mole with respect to 1 mole of a bisphenol compound containing sulfur, it does not induce a sufficient reaction with an amine. As a result, the oxazine ring is not formed, and if it exceeds 20 mol, a large amount of unreacted bisphenol may be present, which may cause a problem that curing is not sufficiently performed.

상기 황을 함유하는 비스페놀 화합물은 황으로 치환된 비스페놀 화합물이면, 제한 없이 사용 가능하고, 바람직하게는 작업성과 고무 시편의 기계적 물성 측면에서 싸이오비스페놀(thiobisphenol)일 수 있다.The sulfur-containing bisphenol compound can be used without limitation as long as it is a bisphenol compound substituted with sulfur, and may be preferably thiobisphenol (thiobisphenol) in terms of workability and mechanical properties of rubber specimens.

또한, 상기 알데히드 화합물은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 포름알데히드, 아세트알데히드, 프로피온알데히드 및 부틸알데히드로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 상기 포름알데히드로서는 그 중합체인 p-포름알데히드나, 수용액의 형태인 포르말린 등의 형태로 사용할 수 있으며, 반응의 진행이 온화한 점에서, p-포름알데히드를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the aldehyde compound is not particularly limited, but as a specific example, may be one or more selected from the group consisting of formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde and butylaldehyde, the formaldehyde is p-formaldehyde as the polymer B, it can be used in the form of formalin which is a form of aqueous solution, and since the progress of reaction is moderate, it is preferable to use p-formaldehyde.

또한, 아민 화합물로는 아민계 실란을 사용할 수 있고, 바람직하게는 3-아미노프로필트리메톡시실란(3-aminopropyltrimethoxysilane), 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane), 3-아미노프로필메틸디에톡시실란(3-aminopropylMethylDiethoxysilane), 3-아미노프로필메틸디메톡시실란(3-aminopropylmethyldimethoxysilane) 및 3-우레이도프로필트리에톡시실란(3-ureidopropyltriethoxysilane)로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 3-아미노프로필트리에톡시실란(3-aminopropyltriethoxysilane)인 것이 가류 후 고무물성 측면에서 좋다. In addition, an amine silane may be used as the amine compound, preferably 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyl May be one or more selected from the group consisting of 3-aminopropylMethylDiethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and 3-ureidopropyltriethoxysilane, and more. Preferably 3-aminopropyltriethoxysilane (3-aminopropyltriethoxysilane) is good in terms of rubber properties after vulcanization.

본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물을 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다.In still another aspect, the present invention relates to a rubber composition comprising a benzoxazine compound represented by Chemical Formula 1.

본 발명의 고무 조성물은 천연고무, 합성고무 등의 고무 소재 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물을 2 내지 20 중량부 및 실리카 30 내지 80 중량부를 포함하는 것으로, 화학식 1의 벤족사진 화합물이 상기 고무 소재 100 중량부에 대하여, 2 중량부 미만으로 첨가시킬 경우, 벤족사진 화합물의 첨가 대비 그 효과가 미미하고, 20 중량부를 초과하여 첨가시킬 경우에는 조성물에 함유된 실리카의 분산이 원활하게 이루어지지 않고, 비용이 상승하는 문제점이 발생될 수 있다.The rubber composition of the present invention includes 2 to 20 parts by weight of the benzoxazine compound represented by Formula 1 and 30 to 80 parts by weight of silica based on 100 parts by weight of a rubber material such as natural rubber and synthetic rubber. When the benzoxazine compound is added at less than 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber material, the effect is insignificant compared to the addition of the benzoxazine compound, and when added in excess of 20 parts by weight, the silica contained in the composition is dispersed. This is not done smoothly, a problem may arise that the cost rises.

또한, 실리카는 고무 소재 100 중량부에 대하여, 30 중량부 미만으로 함유시킬 경우, 그 첨가 대비 효과가 미미하고, 80 중량부를 초과하여 첨가시킬 경우에는 실리카의 첨가량이 조성물 대비 너무 과량이여서 실리카의 분산이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 발생될 수 있다.In addition, when the silica content is less than 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber material, the effect of the addition is insignificant, and when the content is added in excess of 80 parts by weight, the amount of silica added is too much relative to the composition so that the silica is dispersed. This may not occur smoothly.

이때, 상기 고무 소재는 고무 조성물을 제조하는데 사용되는 천연고무, 합성고무 등의 원료 고무를 의미한다.In this case, the rubber material means a raw rubber such as natural rubber and synthetic rubber used to manufacture the rubber composition.

한편, 통상적으로 첨가되는 유황, 가황 촉진제 등과 기타 첨가제, 다른 고무 소재는 고무 조성물의 용도에 따라 혼용하여 사용할 수 있으며, 이의 종류 및 사용은 당업자에게 있어서 자명할 것이다.On the other hand, sulfur, vulcanization accelerators and other additives that are commonly added, and other rubber materials can be used in combination depending on the use of the rubber composition, its type and use will be apparent to those skilled in the art.

본 발명에 따른 고무 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물을 함유함으로써, 타이어용 고무에 요구되는 제반 물성의 저하를 가져오지 않으면서, 고무의 가류 물성을 극대화시켜 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있다.Since the rubber composition according to the present invention contains the benzoxazine compound represented by Chemical Formula 1, the mechanical properties of the rubber can be greatly improved by maximizing the vulcanization properties of the rubber without bringing down the overall physical properties required for the rubber for tires. have.

본 발명에 따른 고무 조성물은 타이어를 구성하는 다양한 고무 구성 요소에 포함될 수 있다. 상기 고무 구성 요소로는 트레드(트레드 캡 및 트레드 베이스), 사이드월, 사이드월 삽입물, 에이펙스(apex), 채퍼(chafer), 와이어 코트 또는 이너라이너 등을 들 수 있다. 바람직하게 타이어 트레드용 고무 조성물로 사용할 수 있다.The rubber composition according to the present invention can be included in various rubber components constituting the tire. Such rubber components include treads (tread caps and tread bases), sidewalls, sidewall inserts, apex, chafers, wire coats or innerliners, and the like. Preferably it can be used as a rubber composition for tire tread.

본 발명은 또 다른 관점에서, 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어에 관한 것이다. 상기 고무 조성물을 이용하여 타이어를 제조하는 방법은 종래에 이용되는 방법이면 어느 것이든 적용할 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.In another aspect, the present invention relates to a tire manufactured using the rubber composition. The method of manufacturing a tire using the rubber composition may be applied to any method used in the related art, and thus detailed description thereof will be omitted.

상기 타이어는 승용차용 타이어, 경주용 타이어, 비행기 타이어, 농기계용 타이어, 오프로드(off-the-road) 타이어, 트럭 타이어 또는 버스 타이어 등일 수 있다. 또한, 상기 타이어는 레디얼(radial) 타이어 또는 바이어스(bias) 타이어일 수 있다.
The tire may be a passenger car tire, a racing tire, an airplane tire, a farm tire, an off-the-road tire, a truck tire or a bus tire. The tire may also be a radial tire or a bias tire .

이하 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail through examples. However, these are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<< 실시예Example 1> 1>

1-1: 화학식 1로 표시되는 1-1: represented by Formula 1 벤족사진Benzo Photo 화합물의 제조 Preparation of the compound

디옥산 400g이 투입된 1,000ml 4구 플라스크에 싸이오비스페놀 27.57g(0.126mol), 파라-포름알데히드 16.49g(0.505mol) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란 55.93g(0.253mol)을 차례로 넣은 다음, 95℃ 환류 반응하에서 6시간 반응을 수행하고, 반응완료 후 감압 증류하고 건조시켜 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물(Z는 -S- 이고, R3는 -(CH2)3-이며, X1 내지 X3는 -CH2CH3임) 92g을 수득하였다. 상기 수득된 벤족사진 화합물의 수율은 원료 고형분 대비 93.2%이다.Into a 1,000 ml four-necked flask with 400 g of dioxane, 27.57 g (0.126 mol) of thiobisphenol, 16.49 g (0.505 mol) of para-formaldehyde, and 55.93 g (0.253 mol) of 3-aminopropyltriethoxysilane were added in this order. , The reaction was carried out for 6 hours under reflux reaction at 95 ℃, after completion of the reaction distillation under reduced pressure and dried to give a benzoxazine compound represented by the formula (1) (Z is -S-, R 3 is-(CH 2 ) 3- , X 1 to X 3 is -CH 2 CH 3 ) to 92 g. The yield of the benzoxazine compound obtained is 93.2% relative to the raw material solids.

상기 수득된 벤족사진을 핵자기공명분석법(NMR)을 이용하여 구조를 확인하였고, 도 1에 나타내었다. NMR 분석시 사용된 NMR기기는 Bruker사의 Avance 500 제품이다. 사용된 적외선 스펙트럼을 도 2에 나타내었다. 적외선 분광분석기기는 퍼킨엘머사의 스펙트럼 100 제품이다. 또한, 겔투과크로마토그래피(GPC)를 이용해 반응 원료에서부터 합성된 화합물의 분자량 분포를 확인하였고 도 3에 나타내었다. 사용한 GPC는 워터스사이며, 장치 구성은 515HPLC Pump, 717 Plus Autosampler, Column Oven, 2414 RI Detector이다.
The obtained benzoxazine was confirmed in structure by nuclear magnetic resonance analysis (NMR), and is shown in FIG. 1. The NMR instrument used in the NMR analysis is the Bruance Avance 500. The infrared spectrum used is shown in FIG. 2. The Infrared Spectrometer is a Spectrum 100 product from Perkin Elmer. In addition, the molecular weight distribution of the compound synthesized from the reaction raw material was confirmed using gel permeation chromatography (GPC) and is shown in FIG. 3. GPC used is Waters, and the device configuration is 515HPLC Pump, 717 Plus Autosampler, Column Oven, 2414 RI Detector.

1-2: 고무 조성물 제조1-2: Rubber Composition Preparation

SBR(Styrene Butadiene Rubber, 동진)과 BR(Butadiene Rubber)를 4:1 비율로 한 고무소재 100 중량부에 대하여, 실리카 65 중량부, 실시예 1-1에서 제조된 벤족사진 화합물 4 중량부, 배합물의 원활한 분산을 의한 산화아연 3 중량부 및 스테아린산 2 중량부를 배합하였다. 그리고, 여기에 황 1 중량부를 믹서기(BR 1600 BANBURY MIXER, FARREL)를 이용하여 온도 30℃에서 회전속도 60RPM로 배합하였다.
65 parts by weight of silica, 4 parts by weight of the benzoxazine compound prepared in Example 1-1, and a blend with respect to 100 parts by weight of a rubber material having SBR (Styrene Butadiene Rubber, Dongjin) and BR (Butadiene Rubber) in a 4: 1 ratio. 3 parts by weight of zinc oxide and 2 parts by weight of stearic acid by the smooth dispersion of. Then, 1 part by weight of sulfur was blended using a mixer (BR 1600 BANBURY MIXER, FARREL) at a temperature of 30 ° C. at a rotational speed of 60 RPM.

1-3: 고무 시편 제조1-3: Rubber Specimen Manufacturing

실시예 1-2에서 수득된 고무 조성물을 밀(오픈 밀 표면온도: 100℃, 롤 간격 0.8mm)에 투입하여 두께가 2.5mm인 시트(sheet)형태로 제조하였다. 이와 같이 제조된 고무 시트를 160℃로 예열된 가황몰드에 충진하고, 50kgf/cm2로 160℃에서 25분 동안 가황을 수행한 다음, 상온에서 24시간 방치하여 고무 시편을 제조하였다.
The rubber composition obtained in Example 1-2 was put into a mill (open mill surface temperature: 100 ° C., roll interval 0.8 mm) to prepare a sheet having a thickness of 2.5 mm. The rubber sheet thus prepared was filled in a vulcanized mold preheated to 160 ° C., vulcanized at 160 ° C. for 25 minutes at 50 kgf / cm 2, and left at room temperature for 24 hours to prepare a rubber specimen.

<실시예 2><Example 2>

1-1: 화학식 1로 표시되는 1-1: represented by Formula 1 벤족사진Benzo Photo 화합물의 제조 Preparation of the compound

디옥산 400g이 투입된 1,000ml 4구 플라스크에 싸이오비스페놀 27.57g(0.126mol), 파라-포름알데히드 16.49g(0.505mol) 및 3-아미노프로필트리메톡시실란 42.25g(0.253mol)을 차례로 넣은 다음, 95℃ 환류 반응하에서 6시간 반응을 수행하고, 반응완료 후 감압 증류하고 건조시켜 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물(Z는 -S- 이고, R3는 -(CH2)3-이며, X1 내지 X3은 -CH3임) 81g을 수득하였다. 상기 수득된 벤족사진 화합물의 수율은 원료 고형분 대비 95.6%이다.Into a 1,000 ml four-neck flask containing 400 g of dioxane, 27.57 g (0.126 mol) of thiobisphenol, 16.49 g (0.505 mol) of para-formaldehyde, and 42.25 g (0.253 mol) of 3-aminopropyltrimethoxysilane were added in this order. , The reaction was carried out for 6 hours under reflux reaction at 95 ℃, after completion of the reaction distillation under reduced pressure and dried to give the benzoxazine compound represented by the formula (Z) is -S-, R 3 is-(CH 2 ) 3- , X 1 to X 3 is -CH 3 ) to yield 81 g. The yield of the benzoxazine compound obtained is 95.6% relative to the raw material solids.

상기 수득된 벤족사진을 핵자기공명분석법(NMR)을 이용하여 구조를 확인하였고, 도 4에 나타내었다. NMR 분석시 사용된 NMR기기는 Bruker사의 Avance 500 제품이다. 사용된 적외선 스펙트럼을 도 5에 나타내었다. 적외선 분광분석기기는 퍼킨엘머사의 스펙트럼 100 제품이다. 또한, 겔투과크로마토그래피(GPC)를 이용해 반응 원료에서부터 합성된 화합물의 분자량 분포를 확인하였고 도 6에 나타내었다. 사용한 GPC는 워터스사이며, 장치 구성은 515HPLC Pump, 717 Plus Autosampler, Column Oven, 2414 RI Detector이다.
The obtained benzoxazine was confirmed by structure using nuclear magnetic resonance analysis (NMR), and is shown in FIG. 4. The NMR instrument used in the NMR analysis is the Bruance Avance 500. The infrared spectrum used is shown in FIG. 5. The Infrared Spectrometer is a Spectrum 100 product from Perkin Elmer. In addition, the molecular weight distribution of the compound synthesized from the reaction raw material was confirmed using gel permeation chromatography (GPC) and is shown in FIG. 6. GPC used is Waters, and the device configuration is 515HPLC Pump, 717 Plus Autosampler, Column Oven, 2414 RI Detector.

2-2: 고무 조성물2-2: rubber composition

이후, 상기 실시예 1-2와 동일한 방법으로 고무 조성물을 제조하였다.
Thereafter, a rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1-2.

2-3: 고무 조성물2-3: rubber composition

이후, 상기 실시예 1-3과 동일한 방법으로 고무 시편을 제조하였다.
Thereafter, rubber specimens were prepared in the same manner as in Example 1-3.

<< 비교예Comparative example 1> 1>

실시예 1과 동일한 방법으로 고무 시편을 제조하되, 실시예 1-1에서 제조한 벤족사진 화합물을 첨가하지 않고 고무 시편을 제조하였다.
A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, but a rubber specimen was prepared without adding the benzoxazine compound prepared in Example 1-1.

<< 비교예Comparative example 2> 2>

실시예 1과 동일한 방법으로 고무 시편을 제조하되, 실시예 1-1에서 제조한 벤족사진 화합물 대신 범용의 커플링제인 TESPT[3-(triethoxysilyl)propyl]tetrasulfide(일신켐텍)을 첨가시켜 고무 시편을 제조하였다.
A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that the rubber specimen was prepared by adding TESPT [3- (triethoxysilyl) propyl] tetrasulfide (ILSIN Chemtech), a universal coupling agent, in place of the benzoxazine compound prepared in Example 1-1. Prepared.

<< 비교예Comparative example 3> 3>

디옥산 400g이 투입된 1,000ml 4구 플라스크에 비스페놀 A 28.76g(0.126mol), 파라-포름알데히드 16.49g(0.505mol) 및 3-아미노프로필트리에톡시실란 55.93g(0.253mol)을 차례로 넣은 다음, 95℃ 환류 반응하에서 6시간 반응을 수행하고, 반응완료 후 감압 증류하고 건조시켜 황기를 포함하고 있지 않는 벤족사진 화합물 (Z는 -C(CH3)2-이고, R3은 -(CH2)3-이며, X1 내지 X2는 -CH2CH3임)89g을 수득하였다. 상기 수득된 벤족사진 화합물의 수율은 원료 고형분 대비 89.1%이다.Into a 1,000 ml four-necked flask containing 400 g of dioxane, 28.76 g (0.126 mol) of bisphenol A, 16.49 g (0.505 mol) of para-formaldehyde, and 55.93 g (0.253 mol) of 3-aminopropyltriethoxysilane were added in this order. The reaction was carried out under a reflux reaction at 95 ° C. for 6 hours, and after completion of the reaction, distillation under reduced pressure and drying resulted in no benzoxazine compound (Z is -C (CH 3 ) 2- ) and R 3 is-(CH 2 ). 3 −, X 1 to X 2 are —CH 2 CH 3 ) to give 89 g. The yield of the benzoxazine compound obtained is 89.1% relative to the raw material solids.

이후, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 고무 시편을 제조하였다.
Thereafter, rubber specimens were prepared in the same manner as in Example 1.

상기 실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 3에서 제조한 고무 시편의 인장강도 및 신율을 아래 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The tensile strength and elongation of the rubber specimens prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were measured by the following method, and the results are shown in Table 1 below.

<인장강도(단위:kgf/cm2) 및 신율(단위:%)> Tensile strength (kgf / cm 2 ) and elongation (%)

Shimadzu社의 U.T.M-Shimadzu-AG-1S 인장시험기를 사용하여 500mm/min.의 Cross head 속도로 인장강도를 측정하였고, 신율은 상기 인장강도와 같은 조건에서 필름이 파단할 때까지의 신율을 구하였다.Tensile strength was measured using a Umad-Shimadzu-AG-1S tensile tester of Shimadzu at a cross head speed of 500 mm / min. The elongation was measured until the film broke under the same conditions as the tensile strength. .

-기기 사양 및 조건-Instrument specifications and conditions

Model 명: U.T.M - Shimadzu AG-1S (Load cell: PFG-5kN)Model Name: U.T.M-Shimadzu AG-1S (Load cell: PFG-5kN)

시편 규격 : 아령 3호Specimen Specification: Dumbbell No. 3

시험 속도 : 500mm/minTest speed: 500mm / min

<경도(shore A)><Shore A>

고무 시편을 24시간 방치 후, 3겹으로 겹쳐 두께를 7mm±0.5mm로 표준화시킨 다음, 하기 기기와 조건을 이용하여 고무 시편의 경도를 측정하였다.After the rubber specimens were left for 24 hours, the thickness was normalized to 7 mm ± 0.5 mm in three layers, and the hardness of the rubber specimens was measured using the following equipment and conditions.

-기기 사양 및 조건-Instrument specifications and conditions

Model 명: Shore Hardness Tester (Shore-A Type) Model Name: Shore Hardness Tester (Shore-A Type)

시편 규격 : 두께 7mm±0.5mmSpecimen Size: Thickness 7mm ± 0.5mm

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 U.T.M
UTM
인장강도
(kgf/cm2)
The tensile strength
(kgf / cm 2 )
186.2186.2 184.4184.4 144.5144.5 158.5158.5 153.2153.2
신율(%)% Elongation 872.6872.6 1020.11020.1 1181.81181.8 560.7560.7 980.2980.2 경도(Shore A)Shore A 7171 7272 6161 7474 6868

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1 및 3은 가황정도가 부족하여 신율이 증가하는 반면, 인장강도가 약하고, 비교예 2에서는 비교적 인장강도 및 경도가 증가하는 반면, 신율이 50% 이하로 감소되는 것으로 나타났다. 즉, 종래 고무 조성물로는 고무 시편의 인장강도와 신율을 모두 개선시키지 못하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 실시예 1 및 2의 고무 시편에서는 인강강도가 크게 향상되면서도 신율 또한 범용의 커플링제가 함유된 비교예 2보다 크게 증가함을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, Comparative Examples 1 and 3 increase the elongation due to the lack of vulcanization, while the tensile strength is weak, and in Comparative Example 2, the tensile strength and hardness increase relatively, while the elongation is 50% or less. It was found to decrease. That is, it was confirmed that the conventional rubber composition did not improve both the tensile strength and the elongation of the rubber specimen. However, in the rubber specimens of Examples 1 and 2, it was confirmed that the elongation also increased significantly compared to Comparative Example 2 containing a universal coupling agent, while the tensile strength was greatly improved.

따라서, 본 발명에 따른 벤족사진 화합물은 타이어 보강재로 각광받고 있는 실리카와의 상용성을 극대화하여 실리카 배합물로 컴파운드시 가공성을 개선시키고, 가류물성을 극대화하여 고무소재의 기계적 물성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
Therefore, the benzoxazine compound according to the present invention can maximize the compatibility with silica, which has been spotlighted as a tire reinforcing material to improve the processability when compounding with a silica compound, and can maximize the vulcanization properties to greatly improve the mechanical properties of the rubber material. Could confirm.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다. All simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.

Claims (10)

삭제delete 삭제delete 싸이오비스페놀, 파라-포름알데히드 및 3-아미노프로필트리메톡시실란 또는 3-아미노프로필트리에톡시실란을 용매 존재하에서 반응시켜 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물의 제조방법으로서,
[화학식 1]
Figure 112019096335673-pat00007

(상기 화학식 1에서, Z는 -S-이고, R3 및 R3'는 프로필렌이며; X1 내지 X3은 메틸기 또는 에틸기이고, X1' 내지 X3'는 메틸기 또는 에틸기임)
상기 용매는 톨루엔, 크실렌, 트리메틸벤젠, 클로로포름, 디클로로포름, 디클로로메탄, THF 및 디옥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 것이며, 상기 싸이오비스페놀, 파라-포름알데히드 및 3-아미노프로필트리메톡시실란 또는 3-아미노프로필트리에톡시실란 100 중량부에 대하여 300~500 중량부를 사용하는 것을 특징으로 하는 벤족사진 화합물의 제조방법.
A method for producing a benzoxazine compound represented by the following Chemical Formula 1 by reacting thiobisphenol, para-formaldehyde and 3-aminopropyltrimethoxysilane or 3-aminopropyltriethoxysilane in the presence of a solvent,
[Formula 1]
Figure 112019096335673-pat00007

(In Formula 1, Z is -S-, R 3 and R 3 'is propylene; X 1 to X 3 is a methyl group or ethyl group, X 1 ' to X 3 'is a methyl group or ethyl group)
The solvent is selected from the group consisting of toluene, xylene, trimethylbenzene, chloroform, dichloroform, dichloromethane, THF and dioxane, the thiobisphenol, para-formaldehyde and 3-aminopropyltrimethoxysilane or 3- A method for producing a benzoxazine compound, characterized in that 300 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of aminopropyltriethoxysilane.
삭제delete 제3항에 있어서, 상기 반응은 용매 존재하에서 60 ~ 100℃로 4 ~ 8 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 벤족사진 화합물의 제조방법.
The method of claim 3, wherein the reaction is carried out at 60 to 100 ℃ for 4 to 8 hours in the presence of a solvent.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 천연고무 또는 합성고무 소재 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 1로 표시되는 벤족사진 화합물 2 내지 20 중량부 및 실리카 30 내지 80 중량부를 포함하는 고무 조성물
[화학식 1]
Figure 112019096335673-pat00014

(상기 화학식 1에서, Z는 -S-이고, R3 및 R3'는 프로필렌이며; X1 내지 X3은 메틸기 또는 에틸기이고, X1' 내지 X3'는 메틸기 또는 에틸기임)
Rubber composition comprising 2 to 20 parts by weight of benzoxazine compound represented by the following formula (1) and 30 to 80 parts by weight of silica based on 100 parts by weight of the natural rubber or synthetic rubber material
[Formula 1]
Figure 112019096335673-pat00014

(In Formula 1, Z is -S-, R 3 and R 3 'is propylene; X 1 to X 3 is a methyl group or ethyl group, X 1 ' to X 3 'is a methyl group or ethyl group)
제9항의 고무조성물을 이용하여 제조된 타이어.A tire manufactured using the rubber composition of claim 9.
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