KR102479146B1 - Both ends-modified diene polymer and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변성 중합 개시제 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기를 포함하는, 충진제와의 친화성이 우수하여 기계적 물성 및 점탄성 특성이 개선된 양 말단 변성 공액디엔계 중합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer at both ends, including a functional group derived from a modified polymerization initiator and a functional group derived from a modifier, having excellent affinity with a filler and having improved mechanical properties and viscoelastic properties, and a method for preparing the same.

Description

양 말단 변성 공액디엔계 중합체 및 이의 제조방법{Both ends-modified diene polymer and preparation method thereof}Both ends-modified conjugated diene polymer and preparation method thereof {Both ends-modified diene polymer and preparation method thereof}

본 발명은 변성 중합 개시제 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기를 포함하는, 충진제와의 친화성이 우수하여 기계적 물성 및 점탄성 특성이 개선된 양 말단 변성 공액디엔계 중합체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer at both ends, including a functional group derived from a modified polymerization initiator and a functional group derived from a modifier, having excellent affinity with a filler and having improved mechanical properties and viscoelastic properties, and a method for preparing the same.

최근 자동차에 대한 저연비화의 요구에 따라, 타이어용 고무 재료로서 주행저항이 적고, 내마모성, 인장 특성이 우수하며, 웨트 스키드 저항으로 대표되는 조정 안정성도 겸비한 공액디엔계 중합체가 요구되고 있다.Recently, in accordance with the demand for low fuel consumption for automobiles, conjugated diene-based polymers having low running resistance, excellent abrasion resistance and tensile properties, and control stability represented by wet skid resistance are required as rubber materials for tires.

타이어의 주행저항을 감소시키기 위해서는 가황 고무의 히스테리시스 손실을 작게하는 방안이 있으며, 이러한 가황 고무의 평가 지표로서는 50℃ 내지 80℃의 반발탄성, tan δ, 굿리치 발열 등이 이용된다. 즉, 상기 온도에서의 반발탄성이 크거나 tan δ 또는 굿리치 발열이 작은 고무 재료가 바람직하다.In order to reduce the running resistance of the tire, there is a method of reducing the hysteresis loss of the vulcanized rubber, and as evaluation indicators of the vulcanized rubber, rebound elasticity at 50°C to 80°C, tan δ, Goodrich heat generation, etc. are used. That is, a rubber material having high rebound resilience at the above temperature or low tan δ or Goodrich heat generation is preferable.

히스테리시스 손실이 작은 고무 재료로서는, 천연 고무, 폴리이소프렌고무 또는 폴리부타디엔 고무 등이 알려져있지만, 이들은 웨트 스키드 저항성이 작은 문제가 있다. 이에 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 함) 또는 부타디엔 고무(이하, BR이라 함)와 같은 공액디엔계 (공)중합체가 유화중합이나 용액중합에 의해 제조되어 타이어용 고무로서 이용되고 있다.Natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber and the like are known as rubber materials with low hysteresis loss, but these have a problem of low wet skid resistance. Recently, conjugated diene-based (co)polymers such as styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as SBR) or butadiene rubber (hereinafter referred to as BR) are produced by emulsion polymerization or solution polymerization and are used as rubber for tires. .

이 중, 유화중합에 비해 용액 중합이 갖는 최대의 장점은 고무 물성을 규정하는 비닐 구조 함량 및 스티렌 함량을 임의로 조절할 수 있고, 커플링(coupling)이나, 변성(modification) 등에 의해 분자량 및 물성 등을 조절할 수 있다는 점이다. 따라서, 최종 제조된 SBR 이나 BR 고무의 구조 변화가 용이하고, 사슬 말단의 결합이나 변성으로 사슬 말단의 움직임을 줄이고 실리카 또는 카본블랙 등의 충진제와의 결합력을 증가시킬 수 있어 용액중합 의한 SBR 고무가 타이어용 고무 재료로 많이 사용된다.Among them, the greatest advantage of solution polymerization over emulsion polymerization is that the vinyl structure content and styrene content that define rubber properties can be arbitrarily controlled, and molecular weight and physical properties can be changed by coupling or modification. that it can be controlled. Therefore, it is easy to change the structure of the finally manufactured SBR or BR rubber, and it is possible to reduce the movement of the chain ends and increase the binding force with fillers such as silica or carbon black by binding or modifying the chain ends. It is widely used as a rubber material for tires.

이러한 용액중합 SBR이 타이어용 고무 재료로 사용되는 경우 상기 SBR 내의 비닐 함량을 증가시킴으로써 고무의 유리전이온도를 상승시켜 주행저항 및 제동력과 같은 타이어 요구 물성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 유리전이온도를 적절히 조절함으로써 연료소모를 줄일 수 있다.When such solution-polymerized SBR is used as a rubber material for tires, the glass transition temperature of the rubber can be raised by increasing the vinyl content in the SBR, thereby controlling required tire properties such as driving resistance and braking power, and properly adjusting the glass transition temperature. Adjustment can reduce fuel consumption.

이에, SBR과 실리카나 카본블랙 등의 충진제의 분산성을 높이기 위한 방법으로서, 유기 리튬을 이용한 음이온 중합으로 얻어지는 공액디엔계 중합체의 중합활성 부위를 충진제와 상호작용 가능한 관능기로 변성하는 방법이 제안되었다. 예컨대, 공액디엔계 중합체의 중합활성 말단을 주석계 화합물로 변성하거나, 아민기를 도입하는 방법 또는 알콕시실란 유도체로 변성하는 방법 등이 제안되었다.Accordingly, as a method for improving the dispersibility of SBR and fillers such as silica or carbon black, a method of modifying the polymerization active site of a conjugated diene-based polymer obtained by anionic polymerization using organolithium with a functional group capable of interacting with the filler has been proposed. . For example, a method of modifying the polymerizable end of the conjugated diene-based polymer with a tin-based compound, introducing an amine group, or modifying the polymerizable end with an alkoxysilane derivative has been proposed.

예를 들어, 미국특허 제4,397,994호에는 일관능성 개시제인 알킬리튬을 이용하여 비극성 용매하에서 스티렌-부타디엔을 중합하여 얻어진 중합체 사슬 말단의 활성 음이온을 주석화합물과 같은 결합제를 사용하여 결합시킨 기술을 제시하였다.For example, U.S. Patent No. 4,397,994 suggests a technique in which active anions at the ends of polymer chains obtained by polymerizing styrene-butadiene in a non-polar solvent using alkyllithium, a monofunctional initiator, are bonded using a binder such as a tin compound. .

한편, 타이어 트레드의 보강성 충진제로서 카본블랙 및 실리카 등이 사용되고 있는데, 보강성 충진제로서 실리카를 이용하는 경우 저히스테리시스 손실성 및 웨트 스키드 저항성이 향상된다는 장점이 있다. 그러나, 소수성 표면의 카본블랙 대비 친수성 표면의 실리카는 고무와의 친화성이 낮아 분산성이 나쁘다는 결점을 가지고 있어, 분산성을 개선시키거나 실리카-고무 간의 결합 부여를 행하기 위해 별도의 실란 커플링제를 사용할 필요가 있다.On the other hand, carbon black and silica are used as reinforcing fillers for tire treads. When silica is used as the reinforcing filler, low hysteresis loss and wet skid resistance are improved. However, compared to carbon black on a hydrophobic surface, silica on a hydrophilic surface has a low affinity with rubber and has a disadvantage of poor dispersibility. Therefore, a separate silane couple is needed to improve dispersibility or to provide a bond between silica and rubber. You need to use a ring agent.

이에, 고무 분자 말단부에 실리카와의 친화성이나 반응성을 갖는 관능기를 도입하는 방안이 이루어지고 있으나, 그 효과가 충분하지 않은 실정이다.Accordingly, a method of introducing a functional group having affinity or reactivity with silica at the end of the rubber molecule has been made, but the effect is not sufficient.

따라서, 실리카를 비롯한 충진제와의 친화성이 높은 고무의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a rubber having high compatibility with fillers including silica.

US 4,397,994 AUS 4,397,994 A

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 변성중합 개시제 유래 작용기 및 변성제 유래 작용기를 포함하는, 충진제와의 친화성이 우수하여 기계적 물성 및 점탄성 특성이 개선된 양 말단 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and both ends of the modified conjugated diene containing a functional group derived from a polymerization initiator and a functional group derived from a modifier have excellent affinity with a filler and thus have improved mechanical properties and viscoelastic properties. It aims at providing a system polymer.

또한, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing the modified conjugated diene-based polymer.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 일 말단에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기를 포함하고, 다른 일 말단에 하기 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides a modified conjugated diene-based polymer including a functional group derived from a compound represented by Formula 1 at one end and a functional group derived from a modifier represented by Formula 2 at the other end. do:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018069213194-pat00001
Figure 112018069213194-pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1은 탄소수 3 내지 20의 알릴기이고,R 1 is an allyl group having 3 to 20 carbon atoms;

R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이고,R 2 and R 3 are independently of each other 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. is a monovalent hydrocarbon group of

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018069213194-pat00002
Figure 112018069213194-pat00002

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R5 및 R6는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기 또는

Figure 112018069213194-pat00003
으로 표시되는 글리콜 유닛이되, R5 및 R6 중 적어도 하나는 글리콜 유닛이고,R 5 and R 6 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms; or
Figure 112018069213194-pat00003
A glycol unit represented by, wherein at least one of R 5 and R 6 is a glycol unit,

R7은 단결합 또는 탄소수 1 내지 30의 2가 탄화수소기이며,R 7 is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms;

R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기이고, R8 to R 11 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms,

R12는 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기이며,R 12 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms;

j 및 k는 서로 독립적으로 0 또는 1이고, n은 1 내지 10의 정수이고,j and k are each independently 0 or 1, n is an integer from 1 to 10,

R5가 글리콜 유닛인 경우 3-i-l 및 i는 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, l은 0 또는 1이고,When R 5 is a glycol unit, 3-il and i are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, l is 0 or 1;

R6가 글리콜 유닛인 경우 i 및 l은 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, 3-i-l은 0 또는 1이고,When R 6 is a glycol unit, i and l are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, and 3-il is 0 or 1;

R5 및 R6 모두 글리콜 유닛인 경우 i는 1 또는 2이고, l 및 3-i-l은 서로 독립적으로 0 또는 1이되 동시에 0은 아니다.When both R 5 and R 6 are glycol units, i is 1 or 2, and 1 and 3-il are independently 0 or 1 but not 0 at the same time.

또한, 본 발명은 탄화수소 용매 중에서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물을 반응시켜 변성 중합 개시제를 제조하는 단계(단계 1); 상기 변성 중합 개시제의 존재 하 공액디엔계 단량체 또는 방향족 비닐계 단량체 및 공액디엔계 단량체를 중합하여 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기가 결합된 활성 중합체를 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 2로 표시되는 변성제를 반응시키는 단계(단계 3)를 포함하는 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention comprises the steps of preparing a modified polymerization initiator by reacting a compound represented by Formula 1 with an organic alkali metal compound in a hydrocarbon solvent (step 1); preparing an active polymer having a functional group derived from the compound represented by Formula 1 bound to one end by polymerizing a conjugated diene-based monomer or an aromatic vinyl-based monomer and a conjugated diene-based monomer in the presence of the modified polymerization initiator (step 2); And it provides a method for producing the modified conjugated diene-based polymer comprising the step (step 3) of reacting the active polymer with a modifier represented by Formula 2:

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018069213194-pat00004
Figure 112018069213194-pat00004

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1은 탄소수 3 내지 20의 알릴기이고,R 1 is an allyl group having 3 to 20 carbon atoms;

R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이고,R 2 and R 3 are independently of each other 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. is a monovalent hydrocarbon group of

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018069213194-pat00005
Figure 112018069213194-pat00005

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R5 및 R6는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기 또는

Figure 112018069213194-pat00006
으로 표시되는 글리콜 유닛이되, R5 및 R6 중 적어도 하나는 글리콜 유닛이고,R 5 and R 6 are independently of each other a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms; or
Figure 112018069213194-pat00006
A glycol unit represented by, wherein at least one of R 5 and R 6 is a glycol unit,

R7은 단결합 또는 탄소수 1 내지 30의 2가 탄화수소기이며,R 7 is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms;

R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기이고, R8 to R 11 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms,

R12는 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기이며,R 12 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms;

j 및 k는 서로 독립적으로 0 또는 1이고, n은 1 내지 10의 정수이고,j and k are each independently 0 or 1, n is an integer from 1 to 10,

R5가 글리콜 유닛인 경우 3-i-l 및 i는 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, l은 0 또는 1이고,When R 5 is a glycol unit, 3-il and i are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, l is 0 or 1;

R6가 글리콜 유닛인 경우 i 및 l은 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, 3-i-l은 0 또는 1이고,When R 6 is a glycol unit, i and l are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, and 3-il is 0 or 1;

R5 및 R6 모두 글리콜 유닛인 경우 i는 1 또는 2이고, l 및 3-i-l은 서로 독립적으로 0 또는 1이되 동시에 0은 아니다.When both R 5 and R 6 are glycol units, i is 1 or 2, and 1 and 3-il are independently 0 or 1 but not 0 at the same time.

본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기를 포함하고, 다른 일 말단에 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 실리카 등의 충진제와 친화성이 우수할 수 있고, 이에 가공성, 기계적 특성 및 점탄성이 우수할 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention includes a functional group derived from a compound represented by Formula 1 at one end and a functional group derived from a modifier represented by Formula 2 at the other end, so that it has excellent affinity with fillers such as silica. It may have excellent processability, mechanical properties and viscoelasticity.

또한, 본 발명에 따른 제조방법은 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 제조된 변성 중합 개시제 존재 하에 활성 중합체를 제조함으로써 중합체 사슬 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기를 용이하게 도입시킬 수 있고, 상기 활성 중합체와 화학식 2로 표시되는 변성제를 반응시킴으로써 중합체 사슬 다른 일 말단에 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기를 용이하게 도입시킬 수 있으며, 결과적으로 중합체 사슬 양 말단에 작용기가 도입된 고변성의 변성 공액디엔계 중합체를 용이하게 제조할 수 있다.In addition, the production method according to the present invention can easily introduce a functional group derived from the compound represented by Formula 1 to one end of the polymer chain by preparing an active polymer in the presence of a modified polymerization initiator prepared using the compound represented by Formula 1 , By reacting the active polymer with the modifier represented by Formula 2, it is possible to easily introduce a functional group derived from the modifier represented by Formula 2 to the other end of the polymer chain, and as a result, a highly modified functional group introduced at both ends of the polymer chain. Modified conjugated diene-based polymers can be easily produced.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

본 발명에서 사용하는 용어 "치환"은 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있으며, 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환되는 경우 작용기, 원자단 또는 화합물 내에 존재하는 수소의 개수에 따라 1개 또는 2개 이상의 복수의 치환기가 존재할 수 있다. 또한, 복수의 치환기가 존재하는 경우에는 각각의 치환기는 서로 동일하거나, 상이할 수 있다.As used herein, the term "substitution" may mean that hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is substituted with a specific substituent, and when hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is substituted with a specific substituent, it is present in the functional group, atomic group, or compound. One or two or more substituents may be present depending on the number of hydrogens to be present. In addition, when a plurality of substituents are present, each substituent may be the same as or different from each other.

본 발명에서 사용하는 용어 "알킬기(alkyl group)"는 1가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있으며, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기 및 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리 부틸(tert-butyl) 및 네오펜틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기를 모두 포함할 수 있다.The term "alkyl group" used in the present invention may mean a monovalent aliphatic saturated hydrocarbon, and linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl, isopropyl, sec-butyl , branched alkyl groups such as tert-butyl and neo-pentyl.

본 발명에서 사용하는 용어 "알킬렌기(alkylene group)"는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등과 같은 2가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있다.The term "alkylene group" used in the present invention may mean divalent aliphatic saturated hydrocarbons such as methylene, ethylene, propylene and butylene.

본 발명에서 "시클로알킬기(cycloalkyl group)"는 환형의 포화 탄화수소를 의미할 수 있다. In the present invention, "cycloalkyl group" may mean a cyclic saturated hydrocarbon.

본 발명에서 사용하는 용어 "아릴기(aryl group)"는 환형의 방향족 탄화수소를 의미할 수 있고, 또한 1개의 환이 형성된 단환 방향족 탄화수소(monocyclic aromatic hydrocarbon), 또는 2개 이상의 환이 결합된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbon)을 모두 포함하는 의미일 수 있다.The term "aryl group" used in the present invention may mean a cyclic aromatic hydrocarbon, and also a monocyclic aromatic hydrocarbon in which one ring is formed, or a polycyclic aromatic hydrocarbon in which two or more rings are bonded ( polycyclic aromatic hydrocarbon).

본 발명에서 사용하는 용어 "유래 단위" 및 "유래 작용기"는 어떤 물질로부 터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 나타내는 것일 수 있다.The terms "derived unit" and "derived functional group" used in the present invention may indicate a component or structure derived from a certain material or the material itself.

본 발명에서 사용하는 용어 "1가 탄화수소기"는 탄화수소기로부터 유도된 1가 치환기를 나타내는 것으로, 예컨대 알킬기, 알케닐기, 알카이닐기, 시클로알킬기, 불포화 결합을 포함하는 아릴기 등의 탄소와 수소가 결합된 1가의 원자단을 나타낼 수 있으며, 상기 1가의 원자단은 그 결합의 구조에 따라 선형 또는 분지형 구조를 가지는 것일 수 있다.As used herein, the term "monovalent hydrocarbon group" refers to a monovalent substituent derived from a hydrocarbon group, such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group having an unsaturated bond, etc. It may represent a bonded monovalent atomic group, and the monovalent atomic group may have a linear or branched structure depending on the structure of the bond.

본 발명에서 사용하는 용어 "2가 탄화수소기"는 탄화수소기로부터 유도된 2가 치환기를 나타내는 것으로, 에컨대 알킬렌기, 알케닐렌기, 알카이닐렌기, 시클로알킬렌기, 불포화 결합을 포함하는 아릴렌기 등의 탄소와 수소가 결합된 2가의 원자단을 나타낼 수 있으며, 상기 2가의 원자단은 그 결합의 구조에 따라 선형 또는 분지형 구조를 가지는 것일 수 있다.The term "divalent hydrocarbon group" used in the present invention refers to a divalent substituent derived from a hydrocarbon group, such as an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, an arylene group containing an unsaturated bond, etc. It may represent a divalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, and the divalent atomic group may have a linear or branched structure depending on the structure of the bond.

본 발명은 중합체 사슬 양 말단에 작용기가 도입된, 충진제, 특히 실리카계 충진제와의 친화성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다.The present invention provides a modified conjugated diene-based polymer having functional groups introduced at both ends of the polymer chain and having excellent affinity with fillers, particularly silica-based fillers.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 일 말단에 하기화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기를 포함하고, 다른 일 말단에 하기 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a functional group derived from a compound represented by Formula 1 below at one end and a functional group derived from a modifier represented by Formula 2 below at the other end. do.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018069213194-pat00007
Figure 112018069213194-pat00007

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1은 탄소수 3 내지 20의 알릴기이고,R 1 is an allyl group having 3 to 20 carbon atoms;

R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이고,R 2 and R 3 are independently of each other 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. is a monovalent hydrocarbon group of

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018069213194-pat00008
Figure 112018069213194-pat00008

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R5 및 R6는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기 또는

Figure 112018069213194-pat00009
으로 표시되는 글리콜 유닛이되, R5 및 R6 중 적어도 하나는 글리콜 유닛이고,R 5 and R 6 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms; or
Figure 112018069213194-pat00009
A glycol unit represented by, wherein at least one of R 5 and R 6 is a glycol unit,

R7은 단결합 또는 탄소수 1 내지 30의 2가 탄화수소기이며,R 7 is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms;

R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기이고, R8 to R 11 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms,

R12는 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기이며,R 12 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms;

j 및 k는 서로 독립적으로 0 또는 1이고, n은 1 내지 10의 정수이고,j and k are each independently 0 or 1, n is an integer from 1 to 10,

R5가 글리콜 유닛인 경우 3-i-l 및 i는 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, l은 0 또는 1이고,When R 5 is a glycol unit, 3-il and i are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, l is 0 or 1;

R6가 글리콜 유닛인 경우 i 및 l은 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, 3-i-l은 0 또는 1이고,When R 6 is a glycol unit, i and l are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, and 3-il is 0 or 1;

R5 및 R6 모두 글리콜 유닛인 경우 i는 1 또는 2이고, l 및 3-i-l은 서로 독립적으로 0 또는 1이되 동시에 0은 아니다.When both R 5 and R 6 are glycol units, i is 1 or 2, and 1 and 3-il are independently 0 or 1 but not 0 at the same time.

구체적으로, 상기 화학식 1에 있어서 R1은 탄소수 3 내지 20의 알릴기일 수 있고, 더욱 구체적으로는 상기 R1은 탄소수 3 내지 10의 알릴기일 수 있다.Specifically, in Formula 1, R 1 may be an allyl group having 3 to 20 carbon atoms, and more specifically, R 1 may be an allyl group having 3 to 10 carbon atoms.

또한, 상기 화학식 1에 있어서 R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기일 수 있고, 구체적으로는 상기 R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 12의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.In Formula 1, R 2 and R 3 are each independently substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, or It may be an unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and specifically, R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. It may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of:

더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 화학식 1에서 R1은 탄소수 3 내지 10의 알릴기일 수 있고, R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 12의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.More specifically, in one embodiment of the present invention, in Formula 1, R 1 may be an allyl group having 3 to 10 carbon atoms, and R 2 and R 3 are independently of each other an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms. It may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of a cycloalkyl group and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

또한, 상기 화학식 2에 있어서 R5 및 R6는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기 또는

Figure 112018069213194-pat00010
으로 표시되는 글리콜 유닛이되, R5 및 R6 중 적어도 하나는 글리콜 유닛일 수 있다. 이때, R5가 글리콜 유닛인 경우 3-i-l 및 i는 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, l은 0 또는 1이고, R6가 글리콜 유닛인 경우 i 및 l은 서로 독립적으로 1 또는 2이되 동시에 2는 아니며, 3-i-l은 0 또는 1이고, R5 및 R6 모두 글리콜 유닛인 경우 i는 1 또는 2이고, l 및 3-i-l은 서로 독립적으로 0 또는 1이되 동시에 0은 아닐 수 있다. 여기에서, R11은 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기일 수 있고, n은 1 내지 10의 정수일 수 있다. 구체적으로, 상기 R5 및 R6는 서로 독립적으로
Figure 112018069213194-pat00011
으로 표시되는 글리콜 유닛일 수 있고, 여기에서, R11은 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있고, n은 2 내지 8의 정수일 수 있다.In addition, in Formula 2, R 5 and R 6 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms or
Figure 112018069213194-pat00010
A glycol unit represented by , at least one of R 5 and R 6 may be a glycol unit. In this case, when R 5 is a glycol unit, 3-il and i are each independently 1 or 2, but not 2 at the same time, l is 0 or 1, and when R 6 is a glycol unit, i and l are independently 1 or 1 2 but not simultaneously 2, 3-il is 0 or 1, i is 1 or 2 when R 5 and R 6 are both glycol units, and 1 and 3-il are independently 0 or 1 but not 0 at the same time can Here, R 11 may be a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and n may be an integer of 1 to 10. Specifically, the R 5 and R 6 are independently of each other
Figure 112018069213194-pat00011
It may be a glycol unit represented by , wherein R 11 may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and n may be an integer of 2 to 8.

또한, 상기 화학식 2에 있어서 R7은 단결합 또는 탄소수 1 내지 30의 2가 탄화수소기일 수 있고, 상기 R7가 2가 탄화수소기인 경우 R7은 메틸렌기, 에틸렌기 또는 프로필렌기 등과 같은 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 페닐렌기 등과 같은 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 이들의 조합기로서 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬렌기일 수 있다. 구체적으로는 R7은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있다.Further, in Formula 2 , R 7 may be a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. 20 alkylene groups; arylene groups having 6 to 20 carbon atoms such as phenylene groups; Or, as a combination thereof, it may be an arylalkylene group having 7 to 20 carbon atoms. Specifically, R 7 may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

또한, 상기 화학식 2에 있어서 R8 내지 R10은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 30의 1가 탄화수소기일 수 있고, 구체적으로는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 및 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.In addition, in Formula 2, R 8 to R 10 may be each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, specifically, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and a carbon atom having 7 to 20 carbon atoms. It may be selected from the group consisting of an arylalkyl group of, and more specifically, may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms independently of each other.

또한, 상기 화학식 2에 있어서 R12는 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기일수 있고, 구체적으로는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기일 수 있다.Also, in Formula 2, R 12 may be a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and specifically, may be an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.

더욱 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서 상기 화학식 2에 있어서, R5 및 R6

Figure 112018069213194-pat00012
으로 표시되는 글리콜 유닛이고, R7은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R12는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기이며, i는 1 또는 2의 정수이고, 3-i-l 및 l은 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수이되 동시에 0은 아니고, n은 2 내지 8의 정수인 것일 수 있다.More specifically, in Formula 2 in one embodiment of the present invention, R 5 and R 6 are
Figure 112018069213194-pat00012
A glycol unit represented by, R 7 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 12 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, i is an integer of 1 or 2, and 3-il and l are independently an integer of 0 or 1. but not 0 at the same time, and n may be an integer from 2 to 8.

보다 더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서 상기 화학식 2에 있어서, R5 및 R6

Figure 112018069213194-pat00013
으로 표시되는 글리콜 유닛이고, R7은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R12는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기이며, i는 1 또는 2의 정수이고, 3-i-l 및 l은 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수이되 동시에 0은 아니고, n은 4 내지 8의 정수인 것일 수 있다. 이 경우, 이의 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체의 인장특성 및 점탄성 특성이 더 크게 우수할 수 있다.More specifically, in Formula 2 in one embodiment of the present invention, R 5 and R 6 are
Figure 112018069213194-pat00013
A glycol unit represented by, R 7 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 8 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 12 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, i is an integer of 1 or 2, and 3-il and l are independently an integer of 0 or 1. but not 0 at the same time, n may be an integer from 4 to 8. In this case, the tensile properties and viscoelastic properties of the modified conjugated diene-based polymer including functional groups derived therefrom may be significantly superior.

보다 더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 것일 수 있다.More specifically, in one embodiment of the present invention, the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 1-1 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112018069213194-pat00014
Figure 112018069213194-pat00014

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서 상기 화학식 2로 표시되는 변성제는 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥시헥사데칸-16-아민, N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥시헥사데칸-16-아민, N,N-비스(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)프로판-1-아민, N,N-비스(2-(2-(2-부톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)프로판-1-아민, N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민, N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민, N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)부탄-1-아민, N-(3,6,9,12-테트라옥사헥사데실)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12-테트라옥사헥사데칸-1-아민, N-(3,6,9,12,15-펜타옥사노나데실)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민, 또는 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15,18-헥사옥소도코산-1-아민인 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 화학식 2로 표시되는 변성제는 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥시헥사데칸-16-아민, N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥시헥사데칸-16-아민, N,N-비스(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)프로판-1-아민, N,N-비스(2-(2-(2-부톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)프로판-1-아민, N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민, N-(3,6,9,12-테트라옥사헥사데실)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12-테트라옥사헥사데칸-1-아민, N-(3,6,9,12,15-펜타옥사노나데실)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민, 또는 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15,18-헥사옥소도코산-1-아민일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the modifier represented by Formula 2 is N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxyhexadecane- 16-amine, N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxyhexadecane-16-amine, N,N-bis(2- (2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)propan-1-amine, N,N-bis(2-(2-(2-butoxyethoxy) Ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)propan-1-amine, N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanona Decan-1-amine, N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl) Propan-1-amine, N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)butan-1-amine, N-( 3,6,9,12-tetraoxahexadecyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12-tetraoxahexadecane-1-amine, N-(3, 6,9,12,15-pentaoxanonadecyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine, or N, It may be N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15,18-hexaoxodocosan-1-amine. Preferably, the modifier represented by Formula 2 is N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxyhexadecane-16-amine, N, N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxyhexadecane-16-amine, N,N-bis(2-(2-(2-) Methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)propan-1-amine, N,N-bis(2-(2-(2-butoxyethoxy)ethoxy)ethyl)- 3-(triethoxysilyl)propan-1-amine, N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine, N-(3,6,9,12-tetraoxahexadecyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12-tetraoxahexadecane-1-amine, N- (3,6,9,12,15-pentaoxanonadecyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine; or N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15,18-hexaoxodocosan-1-amine.

본 발명에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 후술하는 제조방법에 의해서 제조된 것일 수 있고, 예컨대 공액디엔계 단량체의 단독 중합체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체의 공중합체의 변성 중합체인 것일 수 있다. 이때, 상기 공중합체는 랜덤 공중합체인 것일 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention may be one prepared by a manufacturing method described below, and may be, for example, a homopolymer of a conjugated diene-based monomer or a modified polymer of a copolymer of a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer. there is. In this case, the copolymer may be a random copolymer.

여기에서, 상기 "랜덤 공중합체(random copolymer)"는 공중합체를 이루는 변성 구성 단위가 무질서하게 배열되어 있는 것을 나타내는 것일 수 있다.Here, the "random copolymer" may indicate that modified constituent units constituting the copolymer are randomly arranged.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기인 3급 아민기를, 다른 일 말단에는 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기인 3급 아민기, 알킬렌글리콜기 및 알콕시실란기를 포함하는 것일 수 있다. 상기 3급 아민기는 충진제 표면에 존재하는 수산화기 간의 수소결합을 방해함으로써 충진제 간의 응집을 방지하여 충진제의 분산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 알킬렌글리콜기는 중합체 사슬과 충진제와의 친화성을 증가시켜 중합체의 가공성을 향상시킬 수 있으며, 상기 알콕시실란기는 충진제 표면의 작용기, 예컨대 상기 충진제가 실리카일 경우 실리카 표면의 실라놀기와 축합반응하여 중합체의 내마모성 및 가공성을 향상시킬 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a tertiary amine group, which is a functional group derived from a compound represented by Formula 1, at one end and a tertiary amine group, which is a functional group derived from a modifier represented by Formula 2, at the other end, It may include an alkylene glycol group and an alkoxysilane group. The tertiary amine group can prevent aggregation between fillers by interfering with hydrogen bonding between hydroxyl groups present on the surface of the filler, thereby improving the dispersibility of the filler. In addition, the alkylene glycol group can improve the processability of the polymer by increasing the affinity between the polymer chain and the filler, and the alkoxysilane group condenses with a functional group on the surface of the filler, for example, a silanol group on the surface of silica when the filler is silica. By reacting, the abrasion resistance and processability of the polymer can be improved.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기와 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 충진제, 특히 실리카와의 친화성이 우수할 수 있고, 이에 충진제와의 배합 물성이 우수할 수 있어 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물의 가공성이 개선될 수 있으며, 결과적으로 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 성형품, 예컨대 타이어의 인장강도, 내마모성 및 점탄성 특성이 개선될 수 있다.Therefore, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a compound-derived functional group represented by Formula 1 and a modifier-derived functional group represented by Formula 2, so that it may have excellent affinity with fillers, particularly silica, , Therefore, the compounding properties with the filler can be excellent, so that the processability of the rubber composition containing the modified conjugated diene-based polymer can be improved, and as a result, the tensile strength and abrasion resistance of a molded article manufactured using the rubber composition, such as a tire, can be improved. and viscoelastic properties can be improved.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 구체적으로는 400,000 g/mol 내지 700,000 g/mol일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a number average molecular weight (Mn) of 100,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, specifically 400,000 g/mol to 700,000 g/mol.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 중량평균 분자량(Mw)이 200,000 g/mol 내지 1,500,000 g/mol, 구체적으로는 500,000 g/mol 내지 1,200,000 g/mol일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 g/mol to 1,500,000 g/mol, specifically, 500,000 g/mol to 1,200,000 g/mol.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.0 내지 3.0인 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 분자량 분포는 1.0 내지 2.0인 것일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.0 to 3.0. Specifically, the molecular weight distribution may be 1.0 to 2.0.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 고무 조성물에 적용시 고무 조성물의 기계적 물성, 탄성률 및 가공성의 발란스 좋은 개선 효과를 고려할 때, 상기와 같은 분자량 분포 범위를 가지면서 중량평균 분자량 및 수평균 분자량을 동시에 전술한 범위의 조건에 충족되는 것일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has the above molecular weight distribution range and weight when considering the good balance improvement effect of mechanical properties, elastic modulus and processability of the rubber composition when applied to the rubber composition. The average molecular weight and the number average molecular weight may simultaneously satisfy the above-mentioned range conditions.

구체적으로는, 상기 변상 공액디엔계 중합체는 분자량 분포가 3.0 이하이고, 중량평균 분자량이 200,000 g/mol 내지 1,500,000 g/mol이고, 수평균 분자량이 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol인 것일 수 있고, 더 구체적으로는 다분산도가 2.0 이하이고, 중량평균 분자량이 500,000 g/mol 내지 1,200,000 g/mol이고, 수평균 분자량이 400,000 g/mol 내지 700,000 g/mol인 것일 수 있다.Specifically, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution of 3.0 or less, a weight average molecular weight of 200,000 g / mol to 1,500,000 g / mol, and a number average molecular weight of 100,000 g / mol to 1,000,000 g / mol , More specifically, it may have a polydispersity of 2.0 or less, a weight average molecular weight of 500,000 g/mol to 1,200,000 g/mol, and a number average molecular weight of 400,000 g/mol to 700,000 g/mol.

여기에서, 상기 중량평균 분자량 및 수평균 분자량은 각각 겔 투과형 크로마토그래피(GPC)로 분석되는 폴리스티렌 환산 분자량이며, 분자량 분포(Mw/Mn)는 다분산성(polydispersity)이라고도 불리며, 중량평균 분자량(Mw)과 수평균 분자량(Mn)과의 비(Mw/Mn)로 계산하였다.Here, the weight average molecular weight and number average molecular weight are polystyrene equivalent molecular weights analyzed by gel permeation chromatography (GPC), and the molecular weight distribution (Mw/Mn) is also called polydispersity, and the weight average molecular weight (Mw) It was calculated as the ratio (Mw/Mn) to the number average molecular weight (Mn).

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비닐 함량이 5 중량% 이상, 구체적으로는 10 중량% 이상, 보다 구체적으로는 10 중량% 내지 50 중량%일 수 있고, 비닐 함량이 상기 범위일 경우 유리전이온도가 적절한 범위로 조절될 수 있어 타이어에 적용 시 주행저항 및 제동력과 같은 타이어에 요구되는 물성이 우수할 뿐 아니라 연료소모를 줄이는 효과가 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a vinyl content of 5% by weight or more, specifically 10% by weight or more, more specifically 10% to 50% by weight, and the glass transition temperature when the vinyl content is in the above range Since can be adjusted within an appropriate range, when applied to tires, physical properties required for tires such as driving resistance and braking power are excellent, and fuel consumption is reduced.

이때, 상기 비닐 함량은 비닐기를 갖는 단량체 또는 공액디엔계 단량체로 이루어진 공액디엔계 중합체 100 중량%에 대하여 1,4-첨가가 아닌 1,2-첨가된 공액디엔계 단량체의 함량을 나타내는 것이다.At this time, the vinyl content represents the content of 1,2-added conjugated diene-based monomers rather than 1,4-added with respect to 100% by weight of the conjugated diene-based polymer composed of a monomer having a vinyl group or a conjugated diene-based monomer.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에서의 -S/R(stress/relaxation)의 값이 0.7 이상인 높은 선형성을 갖는 중합체인 것일 수 있다. 이때, 상기 -S/R은 물질내 발생된 동일 양의 변형(strain)에 대한 반응으로 나타나는 스트레스(stress)의 변화를 나타내는 것으로, 중합체의 선형성을 나타내는 지수이다. 통상 -S/R 값이 낮을수록 중합체의 선형성이 낮음을 의미하며, 선형성이 낮을수록 고무 조성물에 적용시 구름 저항 또는 회전 저항이 증가하게 된다. 또한, 상기 -S/R 값으로부터 중합체의 분지화도 및 분자량 분포를 예측할 수 있으며, -S/R 값이 낮을수록 분지화도가 높고, 분자량 분포가 넓으며, 그 결과로서 중합체의 가공성은 우수한 반면 기계적 특성은 낮다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may be a polymer having high linearity having a -S/R (stress/relaxation) value of 0.7 or more at 100 °C. At this time, -S/R represents a change in stress in response to the same amount of strain generated in the material, and is an index representing the linearity of the polymer. Generally, the lower the -S/R value, the lower the linearity of the polymer, and the lower the linearity, the higher the rolling resistance or rolling resistance when applied to a rubber composition. In addition, the degree of branching and molecular weight distribution of the polymer can be predicted from the -S / R value, and the lower the -S / R value, the higher the degree of branching and the wider the molecular weight distribution. As a result, the processability of the polymer is excellent, while the mechanical characteristics are low.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 전술한 바와 같이 100℃에서 0.7 이상의 높은 -S/R 값을 가짐으로써, 고무 조성물에 적용시 저항 특성 및 연비 특성이 우수할 수 있다. 구체적으로는, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 -S/R 값은 0.7 내지 1.2일 수 있다.As described above, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a high -S/R value of 0.7 or more at 100 ° C., so when applied to a rubber composition, resistance characteristics and fuel consumption characteristics may be excellent. Specifically, the -S / R value of the modified conjugated diene-based polymer may be 0.7 to 1.2.

여기에서, 상기 -S/R 값은 무니점도계, 예를 들어, Monsanto사 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02rpm의 조건에서 측정하였다. 구체적으로는 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정한 이후, 추가로 1분 동안 토크가 풀리면서 나타나는 무니점도 변화의 기울기 값을 측정함으로써 -S/R값을 얻었다.Here, the -S / R value was measured using a Mooney viscometer, for example, a large rotor of Monsanto's MV2000E under conditions of 100 ° C and a rotor speed of 2 ± 0.02 rpm. Specifically, after leaving the polymer at room temperature (23 ± 5 ° C) for more than 30 minutes, 27 ± 3 g was taken and filled into the die cavity, and the Mooney viscosity was measured while applying torque by operating the platen, Additionally, the -S/R value was obtained by measuring the slope value of the Mooney viscosity change that appears as the torque was released for 1 minute.

또한, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for preparing the modified conjugated diene-based polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물을 반응시켜 변성 중합 개시제를 제조하는 단계(단계 1); 상기 변성 중합 개시제의 존재 하 공액디엔계 단량체 또는 방향족 비닐계 단량체 및 공액디엔계 단량체를 중합하여 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기가 결합된 활성 중합체를 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 2로 표시되는 변성제를 반응시키는 단계(단계 3)를 포함하는 것을 특징으로 한다.The preparation method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing a modified polymerization initiator by reacting a compound represented by Formula 1 with an organic alkali metal compound in a hydrocarbon solvent (step 1); preparing an active polymer having a functional group derived from the compound represented by Formula 1 bound to one end by polymerizing a conjugated diene-based monomer or an aromatic vinyl-based monomer and a conjugated diene-based monomer in the presence of the modified polymerization initiator (step 2); and a step (step 3) of reacting the active polymer with a modifier represented by Formula 2 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018069213194-pat00015
Figure 112018069213194-pat00015

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018069213194-pat00016
Figure 112018069213194-pat00016

상기 화학식 1 및 화학식 2에서, R1 내지 R3, R5 내지 R10, 3-i-l, i, l, j 및 k 는 앞서 변성 공액디엔계 중합체에서 정의한 바와 같다.In Formulas 1 and 2, R 1 to R 3 , R 5 to R 10 , 3-il, i, l, j and k are as defined in the modified conjugated diene-based polymer.

상기 단계 1은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 단위를 포함하는 변성중합개시제를 제조하기 위한 단계로, 탄화수소 용매 중에서 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물을 반응시켜 수행할 수 있다.Step 1 is a step for preparing a modified polymerization initiator including a unit derived from the compound represented by Formula 1, and may be performed by reacting the compound represented by Formula 1 with an organic alkali metal compound in a hydrocarbon solvent.

이때, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물은 1:0.8 내지 3몰비로 반응시키는 것일 수 있다. 만약, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물을 상기의 비율로 반응시키는 경우 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 단위와 유기 알칼기금속 화합물 유래 단위가 서로 용이하게 결합하여 최적 성능의 변성 중합 개시제를 형성할 수 있다. 이에, 후술하는 단계 2에서 활성 중합체를 용이하게 형성하면서 중합체 사슬 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기를 도입시킬 수 있다. 여기에서 상기 결합은 유기 알칼리금속 화합물 유래 금속성분이 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 단위의 탄소와 이온결합하고 있는 것을 나타내는 것일 수 있다.In this case, the compound represented by Formula 1 and the organic alkali metal compound may be reacted in a molar ratio of 1:0.8 to 3. If the compound represented by Formula 1 and the organic alkali metal compound are reacted in the above ratio, the unit derived from the compound represented by Formula 1 and the unit derived from the organic alkali metal compound are easily bonded to each other to obtain a modified polymerization initiator with optimal performance. can form Accordingly, a functional group derived from the compound represented by Formula 1 may be introduced to one end of the polymer chain while easily forming an active polymer in step 2 described later. Here, the bond may indicate that the metal component derived from the organic alkali metal compound is ionic bonded to the carbon of the unit derived from the compound represented by Formula 1.

상기 유기 알칼리금속 화합물은 예컨대 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 시클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸시클로헥실리튬, 4-시클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬 알콕사이드, 나트륨 알콕사이드, 칼륨 알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 유기 알칼리금속 화합물은 n-부틸리튬일 수 있다.The organic alkali metal compound is, for example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naph Tyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium, naphthyl sodium, naphthyl potassium , It may be at least one selected from the group consisting of lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropylamide. Specifically, the organic alkali metal compound may be n-butyllithium.

상기 탄화수소 용매는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄, 시클로 헥산, 톨루엔, 벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The hydrocarbon solvent is not particularly limited, but may be, for example, at least one selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene, and xylene.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물을 반응시킬 때, 필요에 따라 극성 첨가제를 첨가할 수 있다. 이때, 극성용매를 첨가하는 경우 상기 극성용매는 유기 알칼리금속 화합물 1 당량 대비 0.5 당량 내지 1.1 당량으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 극성용매는 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민 및 테트라메틸에틸렌디아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인것일 수 있으며, 구체적으로는 테트라메틸에틸렌디아민일 수 있다.Meanwhile, when reacting the compound represented by Chemical Formula 1 with an organic alkali metal compound, a polar additive may be added if necessary. At this time, when a polar solvent is added, the polar solvent may be used in an amount of 0.5 to 1.1 equivalents relative to 1 equivalent of the organic alkali metal compound. In addition, the polar solvent is not particularly limited, but may be, for example, at least one selected from the group consisting of trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tetramethylethylenediamine, specifically tetramethylethylenediamine. there is.

또한, 상기 단계 1의 반응은 50℃ 내지 70℃에서 20분 내지 30분 동안 수행하는 것일 수 있다.In addition, the reaction of step 1 may be carried out at 50 ° C to 70 ° C for 20 minutes to 30 minutes.

상기 단계 2는 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기가 도입된 활성 중합체를 제조하기 위한 단계로, 상기 단계 1에서 제조된 변성 중합 개시제 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 방향족 비닐계 단량체 및 공액디엔계 단량체를 중합하여 수행할 수 있다.Step 2 is a step for preparing an active polymer in which a functional group derived from the compound represented by Formula 1 is introduced at one end. It can be carried out by polymerizing the based monomers.

상기 공액디엔계 단량체는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌 및 2-페닐-1,3-부타디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The conjugated diene-based monomer is not particularly limited, but examples include 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene and 2-phenyl. It may be one or more selected from the group consisting of -1,3-butadiene.

상기 단량체로서 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 함께 사용하는 경우, 상기 공액디엔계 단량체는 최종적으로 제조된 변성 공액디엔계 중합체 내 상기 공액디엔계 단량체 유래 단위가 60 중량% 이상, 구체적으로는 60 중량% 이상 100 중량% 미만, 더 구체적으로는 60 중량% 내지 85 중량%로 포함되는 양으로 사용하는 것일 수 있다.When a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer are used together as the monomer, the conjugated diene-based monomer contains 60% by weight or more of the conjugated diene-based monomer-derived unit in the finally prepared modified conjugated diene-based polymer, specifically, It may be used in an amount comprised between 60% by weight and less than 100% by weight, more specifically 60% by weight to 85% by weight.

상기 방향족 비닐계 단량체는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌 및 1-비닐-5-헥실나프탈렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The aromatic vinyl monomer is not particularly limited, but examples include styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p It may be at least one selected from the group consisting of -methylphenyl)styrene and 1-vinyl-5-hexylnaphthalene.

상기 단량체로서 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 함께 사용하는 경우, 상기 방향족 비닐계 단량체는 최종적으로 제조된 변성 공액디엔계 중합체 내 상기 방향족 비닐계 단량체 유래 단위가 40 중량% 이하, 구체적으로는 40 중량% 이상 0 중량% 초과, 더 구체적으로는 15 중량% 내지 40 중량%로 포함되는 양으로 사용하는 것일 수 있다.When a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer are used together as the monomer, the aromatic vinyl-based monomer contains 40% by weight or less of the unit derived from the aromatic vinyl-based monomer in the finally prepared modified conjugated diene-based polymer, specifically, It may be used in an amount comprised from 40% by weight or more to more than 0% by weight, more specifically from 15% to 40% by weight.

상기 변성 중합 개시제는 단량체 총 100 g을 기준으로 0.05 중량부 내지 0.3 중량부로 사용하는 것일 수 있다.The modified polymerization initiator may be used in an amount of 0.05 to 0.3 parts by weight based on 100 g of the total monomers.

상기 단계 2의 중합은 필요에 따라 극성 첨가제를 더 첨가하여 수행하는 것일 수 있으며, 상기 극성첨가제는 단량체 총 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 내지 10 중량부로 첨가하는 것일 수 있다. 구체적으로는, 단량체 총 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 내지 1 중량부, 더욱 구제적으로는 0.005 중량부 내지 0.2 중량부로 첨가하는 것일 수 있다.The polymerization of step 2 may be performed by adding more polar additives if necessary, and the polar additives may be added in an amount of 0.001 part by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomers. Specifically, 0.001 part by weight to 1 part by weight, more specifically, 0.005 part by weight to 0.2 part by weight based on 100 parts by weight of the total monomers may be added.

상기 극성 첨가제는 테트라하이드로퓨란, 디테트라하이드로퓨릴프로판, 디에틸에테르, 시클로아밀에테르, 디프로필에테르, 에틸렌디메틸에테르, 디에틸글리콜, 디메틸에테르, 3차 부톡시에톡시에탄, 비스(3-디메틸아미노에틸)에테르, (디메틸아미노에틸)에틸에테르, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민 및 테트라메틸에틸렌디아민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인것일 수 있다.The polar additive is tetrahydrofuran, ditetrahydrofuryl propane, diethyl ether, cycloamyl ether, dipropyl ether, ethylenedimethyl ether, diethyl glycol, dimethyl ether, tertiary butoxyethoxyethane, bis(3-dimethyl It may be one or more selected from the group consisting of aminoethyl) ether, (dimethylaminoethyl) ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, and tetramethylethylenediamine.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 상기의 극성첨가제를 사용함으로써 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 공중합시키는 경우 이들의 반응속도 차이를 보완해줌으로써 랜덤 공중합체를 용이하게 형성할 수 있도록 유도할 수 있다.The manufacturing method according to an embodiment of the present invention compensates for the difference in reaction rate between the conjugated diene-based monomer and the aromatic vinyl-based monomer when copolymerizing the conjugated diene-based monomer and the aromatic vinyl-based monomer by using the polar additive so as to easily form a random copolymer. can induce

또한, 상기 단계 2의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있다.In addition, the polymerization of step 2 may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization or constant temperature polymerization (adiabatic polymerization).

여기에서, 정온 중합은 중합을 개시한 후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 나타내는 것이고, 상기 승온 중합은 상기 중합 개시 후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 나타내는 것이며, 상기 등온 중합은 상기 중합 개시 후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 중합물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 나타내는 것이다.Here, the constant temperature polymerization refers to a polymerization method comprising the step of polymerizing with the reaction heat itself without optionally applying heat after initiating the polymerization, and the elevated temperature polymerization refers to a polymerization method in which the temperature is increased by arbitrarily applying heat after the initiation of the polymerization. The isothermal polymerization represents a polymerization method in which heat is applied to increase heat or heat is taken away to keep the temperature of the polymerized product constant after the polymerization is initiated.

상기 중합은 -20℃ 내지 200℃의 온도범위에서 수행하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 20℃ 내지 150℃, 더욱 구체적으로는 30℃ 내지 120℃의 온도범위에서 15분 내지 3시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 만약, 상기의 온도범위에서 수행하는 경우 중합 반응의 제어가 용이하고, 중합반응 속도 및 효율이 우수할 수 있다.The polymerization may be carried out at a temperature range of -20 ° C to 200 ° C, specifically at 20 ° C to 150 ° C, more specifically at a temperature range of 30 ° C to 120 ° C for 15 minutes to 3 hours can If, when carried out in the above temperature range, the polymerization reaction can be easily controlled, and the polymerization reaction rate and efficiency can be excellent.

상기 단계 3은 변성 공액디엔계 중합체를 제조하기 위한 단계로 상기 활성 중합체와 상기 화학식 2로 표시되는 변성제를 반응시켜 수행하는 것일 수 있다. 이때, 상기 단계 3은 변성반응 단계일 수 있다.Step 3 is a step for preparing a modified conjugated diene-based polymer, and may be performed by reacting the active polymer with the modifier represented by Formula 2. At this time, step 3 may be a denaturation reaction step.

구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 변성제는 변성 중합 개시제 1몰 대비 0.8몰 내지 1.5몰이 되는 비율로 사용하는 것일 수 있다.Specifically, the modifier represented by Chemical Formula 2 may be used in an amount of 0.8 to 1.5 moles based on 1 mole of the modified polymerization initiator.

만약, 상기 변성제를 상기의 비율범위가 되는 양으로 사용하는 경우 최적 성능의 변성반응을 수행할 수 있어, 고변성율의 공액디엔계 중합체를 얻을 수 있다.If the modifier is used in an amount within the above ratio range, a modification reaction with optimal performance can be performed, and a conjugated diene-based polymer with a high modification rate can be obtained.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 단계 3의 반응은 중합체에 작용기를 도입시키기 위한 변성반응으로, 상기 반응은 10℃ 내지 120℃의 온도범위에서 10분 내지 5시간 동안 수행하는 것일 수 있다.The reaction of step 3 according to an embodiment of the present invention is a modification reaction for introducing a functional group into a polymer, and the reaction may be carried out at a temperature range of 10 ° C to 120 ° C for 10 minutes to 5 hours.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 회분식(배치식) 또는 1종 이상의 반응기를 포함하는 연속식 중합방법에 의하여 수행하는 것일 수 있다.In addition, the method for producing the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may be performed by a batch (batch) method or a continuous polymerization method including one or more reactors.

상기한 변성반응의 종료 후, 에틸렌 또는 이소프로판올 용액 등을 중합 반응계에 첨가하여 중합 반응을 정지시킬 수 있다. 이후 수증기의 공급을 통해 용제의 분압을 낮추는 스팀 스트립핑 등의 탈용매 처리나 진공 건조 처리를 거쳐서 변성 공액디엔계 중합체가 수득될 수 있다. 또한, 상기한 변성 반응의 결과로 수득되는 반응생성물 중에는 상기한 변성 공액디엔 중합체와 함께, 변성되지 않은, 활성 중합체가 포함될 수도 있다.After completion of the above-described modification reaction, the polymerization reaction may be stopped by adding an ethylene or isopropanol solution to the polymerization reaction system. Thereafter, the modified conjugated diene-based polymer may be obtained through desolvation treatment such as steam stripping to lower the partial pressure of the solvent through supply of steam or vacuum drying treatment. In addition, among the reaction products obtained as a result of the above modification reaction, an unmodified active polymer may be included together with the above modified conjugated diene polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 단계 3 이후에 필요에 따라 용매 및 미반응 단량체 회수 및 건조 중 1 이상의 후공정 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 후공정 단계는 예컨대 상기 반응생성물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하고, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여 수행하는 것일 수 있다.The manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include one or more post-process steps of recovering and drying the solvent and unreacted monomers as necessary after step 3, wherein the post-process step is, for example, the reaction product It may be carried out by putting it in hot water heated by steam, stirring to remove the solvent, and roll drying to remove the residual amount of solvent and water.

아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물 및 상기 고무 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition containing the modified conjugated diene-based polymer and a molded article manufactured from the rubber composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 변성 공액디엔계 중합체를 0.1 중량% 이상 100 중량% 이하, 구체적으로는 10 중량% 내지 100 중량%, 더욱 구체적으로는 20 중량% 내지 90 중량%로 포함하는 것일 수 있다. 만약, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 결과적으로 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 성형품, 예컨대 타이어의 내마모성 및 내균열성 등의 개선효과가 미미할 수 있다.In the rubber composition according to an embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer is contained in an amount of 0.1 wt% or more and 100 wt% or less, specifically, 10 wt% to 100 wt%, and more specifically, 20 wt% to 90 wt%. may include If the content of the modified conjugated diene-based polymer is less than 0.1% by weight, as a result, the effect of improving the abrasion resistance and crack resistance of a molded product manufactured using the rubber composition, for example, a tire, may be insignificant.

또한, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로는 상기 변성 공액디엔계 공중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 900 중량부로 포함되는 것일 수 있다.In addition, the rubber composition may further include other rubber components as needed in addition to the modified conjugated diene-based polymer, wherein the rubber component may be included in an amount of 90% by weight or less based on the total weight of the rubber composition. Specifically, it may be included in 1 part by weight to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based copolymer.

상기 고무 성분은 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 예컨대 상기 고무 성분은 시스-1,4-폴리이소프렌을 포함하는 천연고무(NR); 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한, 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등의 변성 천연고무; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 폴리부타디엔(BR), 폴리이소프렌(IR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌-코-이소프렌, 네오프렌, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리(스티렌-코-이소프렌), 폴리(스티렌-코-이소프렌-코-부타디엔), 폴리(이소프렌-코-부타디엔), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔), 폴리설파이드 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, 할로겐화 부틸 고무 등과 같은 합성고무일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The rubber component may be natural rubber or synthetic rubber, for example, natural rubber (NR) including cis-1,4-polyisoprene; Modified natural rubbers such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), and hydrogenated natural rubber obtained by modifying or refining the general natural rubber; Styrene-butadiene copolymer (SBR), polybutadiene (BR), polyisoprene (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer, polyisobutylene-co-isoprene, neoprene, poly(ethylene-co- propylene), poly(styrene-co-butadiene), poly(styrene-co-isoprene), poly(styrene-co-isoprene-co-butadiene), poly(isoprene-co-butadiene), poly(ethylene-co-propylene) -co-diene), polysulfide rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, halogenated butyl rubber, and the like, and any one or a mixture of two or more of these may be used.

또한, 상기 고무 조성물은 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 150 중량부의 충진제를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 충진제는 실리카계, 카본블랙 또는 이들 조합인 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 충진제는 카본블랙인 것일 수 있다.In addition, the rubber composition may include 0.1 part by weight to 150 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer, and the filler may be silica-based, carbon black, or a combination thereof. Specifically, the filler may be carbon black.

상기 카본블랙계 충진제는 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 질소 흡착 비표면적(N2SA, JIS K 6217-2:2001에 준거해서 측정함)이 20 ㎡/g 내지 250 ㎡/g인 것일 수 있다. 또, 상기 카본블랙은 디부틸프탈레이트 흡유량(DBP)이 80 cc/100g 내지 200 cc/100g인 것일 수 있다. 상기 카본블랙의 질소흡착 비표면적이 250 m2/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있고, 20 m2/g 미만이면 카본블랙에 의한 보강 성능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 카본블랙의 DBP 흡유량이 200 cc/100g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있고, 80 cc/100g 미만이면 카본블랙에 의한 보강 성능이 미미할 수 있다.The carbon black-based filler is not particularly limited, but may have, for example, a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA, measured in accordance with JIS K 6217-2: 2001) of 20 m 2 /g to 250 m 2 /g. In addition, the carbon black may have a dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of 80 cc/100g to 200 cc/100g. If the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black exceeds 250 m 2 /g, the processability of the rubber composition may deteriorate, and if it is less than 20 m 2 /g, the reinforcing performance of the carbon black may be insignificant. In addition, if the DBP oil absorption amount of the carbon black exceeds 200 cc/100g, the processability of the rubber composition may deteriorate, and if the DBP oil absorption amount is less than 80 cc/100g, the reinforcing performance by the carbon black may be insignificant.

또한, 상기 실리카는 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 습식 실리카(함수규산), 건식 실리카(무수규산), 규산칼슘, 규산알루미늄 또는 콜로이드 실리카 등일 수 있다. 구체적으로는, 상기 실리카는 파괴 특성의 개량 효과 및 웨트 그립성(wet grip)의 양립 효과가 가장 현저한 습실 실리카일 수 있다. 또한, 상기 실리카는 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 120 ㎡/g 내지 180 ㎡/g이고, CTAB(cetyl trimethyl ammonium bromide) 흡착 비표면적이 100 ㎡/g 내지 200 ㎡/g일 수 있다. 상기 실리카의 질소흡착 비표면적이 120 ㎡/g 미만이면 실리카에 의한 보강 성능이 저하될 우려가 있고, 180 ㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 실리카의 CTAB 흡착 비표면적이 100 ㎡/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강 성능이 저하될 우려가 있고, 200 ㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있다.In addition, the silica is not particularly limited, but may be, for example, wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (silicic anhydride), calcium silicate, aluminum silicate or colloidal silica. Specifically, the silica may be wet room silica, which has the most remarkable effect of improving fracture characteristics and the effect of combining wet grip. In addition, the silica has a nitrogen adsorption specific surface area per gram (N 2 SA) of 120 m 2 / g to 180 m 2 / g, and a cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) adsorption specific surface area of 100 m 2 / g to 200 m 2 It can be /g. If the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is less than 120 m 2 /g, there is a fear that the reinforcing performance by silica may decrease, and if it exceeds 180 m 2 /g, the processability of the rubber composition may decrease. In addition, if the CTAB adsorption specific surface area of the silica is less than 100 m 2 / g, there is a possibility that the reinforcing performance by the silica filler may decrease, and if it exceeds 200 m 2 / g, the processability of the rubber composition may decrease.

한편, 상기 충진제로서 실리카가 사용될 경우 보강성 및 저발열성 개선을 위해 실란 커플링제가 함께 사용될 수 있다.Meanwhile, when silica is used as the filler, a silane coupling agent may be used together to improve reinforcing properties and low heat generation properties.

상기 실란 커플링제로는 구체적으로 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 비스(3-디에톡시메틸실릴프로필)테트라술피드, 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란, 디메톡시메틸실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드 또는 디메톡시메틸실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 보강성 개선 효과를 고려할 때 상기 실란커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다.The silane coupling agent is specifically bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane , 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasul Feed, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilyl Propylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide or dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide and the like, and any one or a mixture of two or more of these may be used. More specifically, considering the effect of improving reinforcement, the silane coupling agent may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물에 있어서는, 고무 성분으로서 활성 부위에 충진제와의 친화성이 높은 관능기가 도입된 변성 공액디엔계 중합체가 사용되고 있기 때문에, 실란 커플링제의 배합량은 통상의 경우보다 저감될 수 있다. 구체적으로, 상기 실란 커플링제는 충진제 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부로 사용될 수 있다. 상기한 범위로 사용될 때, 커플링제로서의 효과가 충분히 발휘되면서도 고무 성분의 겔화를 방지할 수 있다. 보다 구체적으로는 상기 실란 커플링제는 실리카 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 15 중량부로 사용될 수 있다.In addition, in the rubber composition according to an embodiment of the present invention, since a modified conjugated diene-based polymer having a functional group having high affinity with the filler introduced into the active site is used as a rubber component, the amount of the silane coupling agent is It can be reduced more than usual. Specifically, the silane coupling agent may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the filler. When used within the above range, gelation of the rubber component can be prevented while the effect as a coupling agent is sufficiently exhibited. More specifically, the silane coupling agent may be used in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of silica.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 고무 조성물은 황 가교성일 수 있으며, 이에 따라 가황제를 더 포함할 수 있다.In addition, the rubber composition according to an embodiment of the present invention may be sulfur crosslinkable, and thus may further include a vulcanizing agent.

상기 가황제는 구체적으로 황분말일 수 있으며, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함될 때, 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보할 수 있으며, 동시에 저연비성을 얻을 수 있다.The vulcanizing agent may be a sulfur powder, and may be included in an amount of 0.1 part by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. When included in the above content range, it is possible to secure the necessary elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition, and at the same time, it is possible to obtain low fuel consumption.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.In addition, the rubber composition according to an embodiment of the present invention, in addition to the above components, various additives commonly used in the rubber industry, specifically, vulcanization accelerators, process oils, plasticizers, anti-aging agents, anti-scorch agents, zinc white ), stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin may be further included.

상기 가황 촉진제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 구체적으로는 M(2-머캅토벤조티아졸), DM(디벤조티아질디술피드), CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드) 등의 티아졸계 화합물, 혹은 DPG(디페닐구아니딘) 등의 구아니딘계 화합물이 사용될 수 있다. 상기 가황촉진제는 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator is not particularly limited, specifically M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), etc. A thiazole-based compound of or a guanidine-based compound such as DPG (diphenylguanidine) may be used. The vulcanization accelerator may be included in an amount of 0.1 part by weight to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

또한, 상기 공정유는 고무 조성물내 연화제로서 작용하는 것으로, 구체적으로는 파라핀계, 나프텐계, 또는 방향족계 화합물일 수 있으며, 보다 구체적으로는 인장 강도 및 내마모성을 고려할 때 방향족계 공정유가, 히스테리시스 손실 및 저온 특성을 고려할 때 나프텐계 또는 파라핀계 공정유가 사용될 수 있다. 상기 공정유는 고무 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 상기 함량으로 포함될 때, 가황 고무의 인장 강도, 저발열성(저연비성)의 저하를 방지할 수 있다.In addition, the process oil acts as a softener in the rubber composition, specifically, it may be a paraffinic, naphthenic, or aromatic compound, and more specifically, considering tensile strength and abrasion resistance, aromatic process oil is a And considering low-temperature characteristics, naphthenic or paraffinic process oils may be used. The process oil may be included in an amount of 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and when included in the above amount, it is possible to prevent a decrease in tensile strength and low heat generation (low fuel consumption) of vulcanized rubber.

또한, 상기 노화방지제로는 구체적으로 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, 또는 디페닐아민과 아세톤의 고온 축합물 등을 들 수 있다. 상기 노화방지제는 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.In addition, the anti-aging agent is specifically N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6- Toxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, and the like are exemplified. The antioxidant may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은 상기 배합 처방에 의해 밴버리 믹서, 롤, 인터널 믹서 등의 혼련기를 사용하여 혼련함으로써 수득될 수 있으며, 또 성형 가공 후 가황 공정에 의해 저발열성이며 내마모성이 우수한 고무 조성물이 수득될 수 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention can be obtained by kneading using a kneading machine such as a Banbury mixer, a roll, or an internal mixer according to the above compounding prescription, and has low heat generation and wear resistance by a vulcanization process after molding. This excellent rubber composition can be obtained.

이에 따라 상기 고무 조성물은 타이어 트레드, 언더 트레드, 사이드 월, 카카스 코팅 고무, 벨트 코팅 고무, 비드 필러, 췌이퍼, 또는 비드 코팅 고무 등의 타이어의 각 부재나, 방진고무, 벨트 컨베이어, 호스 등의 각종 공업용 고무 제품의 제조에 유용할 수 있다.Accordingly, the rubber composition may be used for each member of a tire such as a tire tread, under tread, side wall, carcass coated rubber, belt coated rubber, bead filler, cheifer, or bead coated rubber, anti-vibration rubber, belt conveyor, hose, etc. It can be useful in the manufacture of various industrial rubber products.

상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 성형품은 타이어 또는 타이어 트레드를 포함하는 것일 수 있다.A molded article manufactured using the rubber composition may include a tire or tire tread.

이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and experimental examples. However, the following examples and experimental examples are for exemplifying the present invention, and the scope of the present invention is not limited only to these.

제조예 1: N-알릴-N-부틸부탄-1-아민(N-allyl-N-butylbutan-1-amine)의 제조Preparation Example 1: Preparation of N-allyl-N-butylbutan-1-amine (N-allyl-N-butylbutan-1-amine)

반응기에 아세트릴을 첨가하고 여기에 수산화칼륨 2.25 g(0.454몰)을 투입한 후, 디부틸아민 70 ml(0.415몰)을 적가하였다. 그후, 0℃에서 알릴브로마이드(allyl bromide) 39 ml(0.451몰)을 천천히 적가하고, 질소 분위기하에서 10시간 이상 상온에서 반응시켰다. 반응 종료 후, 여과한 후 반응용매를 감압제거하였다. 이후, 에틸아세테이트에 녹인 후 증류수로 불순물을 제거하고, 유기층은 무수 황산마그네슘으로 건조시킨 후 필터를 이용하여 고체를 제거하였다. 또한, 유기용매는 감압하여 제거하고, 액상인 N-알릴-N-부틸부탄-1-아민 37.5 g(수율 53.3%)을 얻었다. 얻어진 N-알릴-N-부틸부탄-1-아민은 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼(1H NMR)을 통해서 확인하였다.Acetyl was added to the reactor, 2.25 g (0.454 mole) of potassium hydroxide was added thereto, and then 70 ml (0.415 mole) of dibutylamine was added dropwise. Thereafter, 39 ml (0.451 mol) of allyl bromide was slowly added dropwise at 0° C., and reacted at room temperature for 10 hours or more under a nitrogen atmosphere. After completion of the reaction, the reaction solvent was removed under reduced pressure after filtering. Then, after dissolving in ethyl acetate, impurities were removed with distilled water, and the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and solids were removed using a filter. In addition, the organic solvent was removed under reduced pressure to obtain 37.5 g (yield: 53.3%) of liquid N-allyl-N-butylbutan-1-amine. The obtained N-allyl-N-butylbutan-1-amine was confirmed through nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H NMR).

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 5.88-5.80 (m, 1H), 5.15-5.06 (m, 2H), 3.06-3.05 (d, J=6.5, 2H), 2.4-2.37 (t, J=7.75, 4H), 1.43-1.37 (m, 4H), 1.31-1.23 (m, 4H), 0.90-0.87 (t, 6H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 5.88-5.80 (m, 1H), 5.15-5.06 (m, 2H), 3.06-3.05 (d, J=6.5, 2H), 2.4-2.37 (t, J =7.75, 4H), 1.43–1.37 (m, 4H), 1.31–1.23 (m, 4H), 0.90–0.87 (t, 6H).

제조예 2: N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine)의 제조Preparation Example 2: N, N-bis (3- (triethoxysilyl) propyl) -3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine (N, N-bis (3- (triethoxysilyl) Preparation of )propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine)

반응기에 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)아민 144.03 g(338.32 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 300 ml를 투입하고 여기에 트리에틸아민 102.7 g(1014.96 mmol)을 첨가하고 교반하였다. 이후, 3,6,9,12,15-펜타옥사노나데실 4-메틸벤젠설포네이트 198.95 g(405.9 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 200 ml을 첨가하고 80℃로 가열하면서 12시간 동안 교반하였다. 이후, 휘발성 용매를 감압하여 제거하고, 잔류물을 헥산으로 추출한 뒤, 헥산을 감압증류로 제거하여 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민인 밝은 노란색의 오일 183.40 g(248.5 mmol, 수율 73%)를 수득하였다. 수득한 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민은 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼(1H NMR)을 통해 확인하였다.300 ml of acetonitrile in which 144.03 g (338.32 mmol) of bis(3-(triethoxysilyl)propyl)amine was dissolved was added to the reactor, and 102.7 g (1014.96 mmol) of triethylamine was added thereto and stirred. Thereafter, 200 ml of acetonitrile in which 198.95 g (405.9 mmol) of 3,6,9,12,15-pentaoxanonadecyl 4-methylbenzenesulfonate was dissolved was added, and the mixture was stirred for 12 hours while heating to 80°C. Thereafter, the volatile solvent was removed under reduced pressure, the residue was extracted with hexane, and the hexane was removed by distillation under reduced pressure to obtain N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12, 183.40 g (248.5 mmol, 73% yield) of a bright yellow oil of 15-pentaoxanonadecan-1-amine were obtained. The obtained N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine was analyzed by 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy (1 H NMR) confirmed through

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 3.83-3.79 (q, 12H), 3.65-3.63 (m, 16H), 3.58-3.56 (m, 4H), 3.46-3.43 (t, 2H), 3.08-3.04 (m, 4H), 1.79-1.69 (m, 4H), 1.58-1.53 (m, 2H), 1.39-1.33 (m, 2H), 1.23-1.20 (t, 18H), 0.92-0.89 (t, 3H), 0.60-0.58 (t, 4H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 3.83-3.79 (q, 12H), 3.65-3.63 (m, 16H), 3.58-3.56 (m, 4H), 3.46-3.43 (t, 2H), 3.08- 3.04 (m, 4H), 1.79-1.69 (m, 4H), 1.58-1.53 (m, 2H), 1.39-1.33 (m, 2H), 1.23-1.20 (t, 18H), 0.92-0.89 (t, 3H) ), 0.60–0.58 (t, 4H).

제조예 3: N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-1-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-1-amine)의 제조Preparation Example 3: N, N-bis (3- (triethoxysilyl) propyl) -2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-1-amine (N, N-bis (3- (triethoxysilyl) Preparation of )propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-1-amine)

반응기에 2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-16-일 4-메틴벤젠설포네이트 48.8 g(120 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 50 ml를 투입하고 여기에 트리에틸아민 20.2 g(200 mmol)을 첨가하고 교반하였다. 이후, 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)아민 42.5 g(100 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 50 ml를 첨가하고 70℃로 가열하면서 12시간 동안 교반하였다. 이후, 휘발성 용매를 감압하여 제거하고, 잔류물을 헥산으로 추출한 뒤, 헥산을 감압증류로 제거하여 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-1-아민인 밝은 노란색의 오일 46.9 g(71 mmol, 수율 71%)를 수득하였다. 수득한 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-1-아민은 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼(1H NMR)을 통해 확인하였다.50 ml of acetonitrile in which 48.8 g (120 mmol) of 2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-yl 4-methinebenzenesulfonate was dissolved was added to the reactor, and 20.2 g of triethylamine was added thereto. (200 mmol) was added and stirred. Thereafter, 50 ml of acetonitrile in which 42.5 g (100 mmol) of bis(3-(triethoxysilyl)propyl)amine was dissolved was added, and the mixture was stirred for 12 hours while heating to 70°C. Thereafter, the volatile solvent was removed under reduced pressure, the residue was extracted with hexane, and the hexane was removed by distillation under reduced pressure to obtain N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11, This gave 46.9 g (71 mmol, 71% yield) of a bright yellow oil of 14-pentaoxahexadecane-1-amine. The obtained N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-1-amine was analyzed by 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy (1 H NMR) confirmed through

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 3.81 (q, 12H), 3.66-3.52 (m, 18H), 3.38 (s, 3H), 2.66 (dd, 2H), 2.45 (dd, 4H), 1.53 (m, 4H), 1.22 (t, 18H), 0.57 (dd, 4H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 3.81 (q, 12H), 3.66-3.52 (m, 18H), 3.38 (s, 3H), 2.66 (dd, 2H), 2.45 (dd, 4H), 1.53 (m, 4H), 1.22 (t, 18H), 0.57 (dd, 4H).

제조예 4: N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-1-아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-1-amine)의 제조Preparation Example 4: N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-1-amine (N,N-bis(3- Preparation of (diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-1-amine)

반응기에 2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-16-일 4-메틴벤젠설포네이트 97.6 g(240 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 50 ml를 투입하고 여기에 트리에틸아민 40.5 g(400 mmol)을 첨가하고 교반하였다. 이후, 비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)아민 73.1 g(200 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 50 ml를 첨가하고 70℃로 가열하면서 16시간 동안 교반하였다. 이후, 휘발성 용매를 감압하여 제거하고, 잔류물을 헥산으로 추출한 뒤, 헥산을 감압증류로 제거하여 N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-1-아민인 밝은 노란색의 오일 90.0 g(150 mmol, 수율 75%)를 수득하였다. 수득한 N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-1-아민은 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼(1H NMR)을 통해 확인하였다.50 ml of acetonitrile in which 97.6 g (240 mmol) of 2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-yl 4-methinebenzenesulfonate was dissolved was added to the reactor, and 40.5 g of triethylamine was added thereto. (400 mmol) was added and stirred. Thereafter, 50 ml of acetonitrile in which 73.1 g (200 mmol) of bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)amine was dissolved was added, and the mixture was stirred for 16 hours while heating to 70°C. Thereafter, the volatile solvent was removed under reduced pressure, the residue was extracted with hexane, and the hexane was removed by distillation under reduced pressure to obtain N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8, 90.0 g (150 mmol, 75% yield) of a bright yellow oil of 11,14-pentaoxahexadecan-1-amine were obtained. The obtained N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-1-amine showed a 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum (1H NMR) was confirmed.

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 3.76 (q, 8H), 3.65-3.52 (m, 18H), 3.38 (s, 3H), 2.66 (dd, 2H), 2.45 (dd, 4H), 1.49 (m, 4H), 1.22 (t, 12H), 0.55 (dd, 4H), 0.11 (s, 6H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 3.76 (q, 8H), 3.65-3.52 (m, 18H), 3.38 (s, 3H), 2.66 (dd, 2H), 2.45 (dd, 4H), 1.49 (m, 4H), 1.22 (t, 12H), 0.55 (dd, 4H), 0.11 (s, 6H).

제조예 5: N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)의 제조Preparation Example 5: N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propane- Preparation of 1-amine (N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)

반응기에 비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)아민 21.3 g(50 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 25 ml를 투입하고 여기에 트리에틸아민 10.45 g(75 mmol)을 첨가하고 교반하였다. 이후, 2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸 4-메틸벤젠설포네이트 19.1 g(60 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 25 ml를 첨가하고 70℃로 가열하면서 24시간 동안 교반하였다. 이후, 휘발성 용매를 감압하여 제거하고, 잔류물을 헥산으로 추출한 뒤, 헥산을 감압증류로 제거하여 N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민인 밝은 노란색의 오일 20.0 g(41 mmol, 수율 70%)를 수득하였다. 수득한 N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민은 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼(1H NMR)을 통해 확인하였다.25 ml of acetonitrile in which 21.3 g (50 mmol) of bis(3-(triethoxysilyl)propyl)amine was dissolved was put into the reactor, and 10.45 g (75 mmol) of triethylamine was added thereto and stirred. Then, 25 ml of acetonitrile in which 19.1 g (60 mmol) of 2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl 4-methylbenzenesulfonate was dissolved was added and heated to 70°C for 24 hours. Stir. Thereafter, the volatile solvent was removed under reduced pressure, the residue was extracted with hexane, and the hexane was distilled off under reduced pressure to obtain N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-( This gave 20.0 g (41 mmol, 70% yield) of a light yellow oil of triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine. Obtained N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propane-1- The amine was confirmed through 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy (1 H NMR).

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 3.81 (q, 12H), 3.65-3.51 (m, 10H), 3.38 (s, 3H), 2.66 (dd, 2H), 2.45 (dd, 4H), 1.54 (m, 4H), 1.22 (t, 18H), 0.56 (dd, 4H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 3.81 (q, 12H), 3.65-3.51 (m, 10H), 3.38 (s, 3H), 2.66 (dd, 2H), 2.45 (dd, 4H), 1.54 (m, 4H), 1.22 (t, 18H), 0.56 (dd, 4H).

제조예 6: N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄-1-아민(N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)butane-1-amine)의 제조Preparation Example 6: N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)butan-1-amine (N-(2- Preparation of (2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)butane-1-amine)

반응기에 N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄-1-아민 14.1 g(60 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 30 ml를 투입하고 여기에 트리에틸아민 9.1 g(90 mmol)을 첨가하고 교반하였다. 이후, 2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸 4-메틸벤젠설포네이트 22.9 g(72 mmol)이 용해되어 있는 아세토니트릴 30 ml를 첨가하고 70℃로 가열하면서 24시간 동안 교반하였다. 이후, 휘발성 용매를 감압하여 제거하고, 잔류물을 헥산으로 추출한 뒤, 헥산을 감압증류로 제거하여 N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄-1-아민인 밝은 노란색의 오일 16.9 g(44.4 mmol, 수율 74%)를 수득하였다. 수득한 N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)부탄-1-아민은 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼(1H NMR)을 통해 확인하였다.30 ml of acetonitrile in which 14.1 g (60 mmol) of N-(3-(triethoxysilyl)propyl)butan-1-amine was dissolved was put into the reactor, and 9.1 g (90 mmol) of triethylamine was added thereto. and stirred. Thereafter, 30 ml of acetonitrile in which 22.9 g (72 mmol) of 2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl 4-methylbenzenesulfonate was dissolved was added and heated to 70°C for 24 hours. Stir. Thereafter, the volatile solvent was removed under reduced pressure, the residue was extracted with hexane, and the hexane was distilled off under reduced pressure to obtain N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-N-( This gave 16.9 g (44.4 mmol, 74% yield) of a light yellow oil of 3-(triethoxysilyl)propyl)butan-1-amine. The obtained N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)butan-1-amine was analyzed by 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy. It was confirmed through a spectrum (1H NMR).

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 3.57 (s, 9H), 3.61-3.45 (m, 10H), 3.36 (s, 3H), 2.59 (t, 2H), 2.49 (m, 4H), 1.58 (m, 2H), 1.40 (m, 2H), 1.25 (m, 2H), 0.91 (t, 3H), 0.56 (dd, 2H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 3.57 (s, 9H), 3.61-3.45 (m, 10H), 3.36 (s, 3H), 2.59 (t, 2H), 2.49 (m, 4H), 1.58 (m, 2H), 1.40 (m, 2H), 1.25 (m, 2H), 0.91 (t, 3H), 0.56 (dd, 2H).

실시예 1Example 1

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 2 kg, 제조예 1에서 제조된 N-알릴-N-부틸부탄-1-아민 2.11 g 및 n-부틸리튬 160 g(0.5 wt% in n-헥산), 테트레메틸에틸렌디아민(TMEDA) 1.45 g을 투입하고 60℃에서 30분 동안 반응시켜 변성 중합 개시제를 제조하였다. 여기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 270 g, 1,3-부타디엔 710 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.1 g을 투입한 후 초기온도(60℃) 그대로 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 20 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 상기 제조예 2에서 제조된 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]/[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]/[act. Li]=1:1몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In a 20 L autoclave reactor, 2 kg of n-hexane, 2.11 g of N-allyl-N-butylbutan-1-amine prepared in Preparation Example 1 and 160 g of n-butyllithium (0.5 wt% in n-hexane), A modified polymerization initiator was prepared by adding 1.45 g of tremethylethylenediamine (TMEDA) and reacting at 60° C. for 30 minutes. Here, 3 kg of n-hexane, 270 g of styrene, 710 g of 1,3-butadiene, and 1.1 g of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar additive were added, and then the initial temperature (60℃) was insulated. The temperature rise reaction proceeded. After 30 minutes, 20 g of 1,3-butadiene was added to cap the end of the polymer with butadiene, and after 10 minutes, the N,N-bis (3-(triethoxy Silyl) propyl) -3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine was added and reacted for 15 minutes ([DTP] / [act. Li] = 1.5: 1 molar ratio, [denaturant] /[act.Li]=1:1 molar ratio). Then, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30% by weight of Wingstay K, an antioxidant, was dissolved in hexane was added. The polymer obtained as a result was put into hot water heated with steam, stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove residual solvent and water to prepare a modified styrene-butadiene copolymer.

실시예 2Example 2

실시예 1에 있어서, 제조예 2에서 제조된 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민 대신에 제조예 3에서 제조된 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-16-아민을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다. In Example 1, prepared instead of N, N-bis (3- (triethoxysilyl) propyl) -3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine prepared in Preparation Example 2 Example 1, except that the N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-16-amine prepared in Example 3 was added. A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as described above.

실시예 3Example 3

실시예 1에 있어서, 제조예 2에서 제조된 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민 대신에 제조예 4에서 제조된 N,N-비스(3-(디에톡시(메틸) 실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-16-아민을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 1, prepared instead of N, N-bis (3- (triethoxysilyl) propyl) -3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine prepared in Preparation Example 2 Carried out except that N, N-bis (3- (diethoxy (methyl) silyl) propyl) -2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-16-amine prepared in Example 4 was added. A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1.

실시예 4Example 4

실시예 1에 있어서, 제조예 2에서 제조된 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민 대신에 제조예 5에서 제조된 N-(2-(2-(2-메톡시에톡시)에톡시)에틸-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 1, prepared instead of N, N-bis (3- (triethoxysilyl) propyl) -3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine prepared in Preparation Example 2 N-(2-(2-(2-methoxyethoxy)ethoxy)ethyl-3-(triethoxysilyl)-N-(3-triethoxysilyl)propyl)propane-1 prepared in Example 5 - A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that amine was added.

비교예 1Comparative Example 1

20 L 오토클레이브 반응기에 스티렌 270 g, 1,3-부타디엔 710 g 및 n-헥산 5 kg, 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.41 g을 투입한 후 반응기 내부온도를 60℃로 승온하였다. 반응기 내부 온도가 60℃에 도달했을 때, n-부틸리튬 96 g(0.5 wt% in n-헥산)을 반응기에 투입하여 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 20 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하였다. 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.After adding 270 g of styrene, 710 g of 1,3-butadiene, and 5 kg of n-hexane, and 1.41 g of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar additive to a 20 L autoclave reactor, the temperature inside the reactor was measured. The temperature was raised to 60°C. When the internal temperature of the reactor reached 60° C., 96 g (0.5 wt% in n-hexane) of n-butyllithium was introduced into the reactor to perform an adiabatic temperature raising reaction. After 30 minutes, 20 g of 1,3-butadiene was added to cap the ends of the polymer with butadiene. Then, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30% by weight of Wingstay K, an antioxidant, was dissolved in hexane was added. The polymer obtained as a result was put in hot water heated by steam, stirred to remove the solvent, and then roll dried to remove the remaining solvent and water to prepare a styrene-butadiene copolymer.

비교예 2Comparative Example 2

20 L 오토클레이브 반응기에 스티렌 270 g, 1,3-부타디엔 710 g 및 n-헥산 5 kg, 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.79 g을 투입한 후 반응기 내부온도를 60℃로 승온하였다. 반응기 내부 온도가 60℃에 도달했을 때, n-부틸리튬 118 g(0.5 wt% in n-헥산)을 반응기에 투입하여 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 20 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하였다. 이후 변성제로 상기 제조예 2에서 제조된 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]/[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]/[act. Li]=1:1 몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.After adding 270 g of styrene, 710 g of 1,3-butadiene and 5 kg of n-hexane, and 1.79 g of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar additive to a 20 L autoclave reactor, the temperature inside the reactor was measured. The temperature was raised to 60°C. When the internal temperature of the reactor reached 60° C., 118 g (0.5 wt% in n-hexane) of n-butyllithium was introduced into the reactor to perform an adiabatic temperature raising reaction. After 30 minutes, 20 g of 1,3-butadiene was added to cap the ends of the polymer with butadiene. Then, N, N-bis (3- (triethoxysilyl) propyl) -3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine prepared in Preparation Example 2 was added as a denaturant for 15 minutes ([DTP] / [act. Li] = 1.5: 1 molar ratio, [denaturant] / [act. Li] = 1: 1 molar ratio). Then, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30% by weight of Wingstay K, an antioxidant, was dissolved in hexane was added. The polymer obtained as a result was put into hot water heated with steam, stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove residual solvent and water to prepare a modified styrene-butadiene copolymer.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 변성 스티렌-부타디엔 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체에 대해 하기와 같은 방법으로 각각의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The physical properties of the modified styrene-butadiene copolymers and styrene-butadiene copolymers prepared in Examples and Comparative Examples were measured in the following manner, and the results are shown in Table 1 below.

1) 스티렌 유래단위 및 비닐 함량1) Styrene-derived units and vinyl content

각 공중합체 내 스티렌 유래단위(SM) 및 비닐 함량은 NMR을 이용하여 측정하였다.Styrene-derived unit (SM) and vinyl contents in each copolymer were measured using NMR.

2) 중량 평균 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn), 및 분자량 분포2) weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution

각 중합체를 40℃ 조건 하에서 테트라히드로퓨란(THF)에 30분간 녹인 후 겔 투과 크로마토그래피(GPC: gel permeation chromatography)에 적재하여 흘려주었다. 이때, 칼럼은 폴리머 라보레토리즈사(Polymer Laboratories)의 상품명 PLgel Olexis 칼럼 두 자루와 PLgel mixed-C 칼럼 한 자루를 조합 사용하였다. 또 새로 교체한 칼럼은 모두 혼합상(mixed bed) 타입의 칼럼을 사용하였으며, 겔 투과 크로마토그래피 표준 물질(GPC Standard material)로서 폴리스티렌(Polystyrene)을 사용하였다.Each polymer was dissolved in tetrahydrofuran (THF) for 30 minutes under a condition of 40° C., and then loaded and flowed through gel permeation chromatography (GPC). At this time, two columns of PLgel Olexis and one column of PLgel mixed-C from Polymer Laboratories were used in combination. In addition, all of the newly replaced columns used a mixed bed type column, and polystyrene was used as a standard material for gel permeation chromatography (GPC standard material).

3) 무니점도(PMV: polymer MV) 및 -S/R 값3) Mooney viscosity (PMV: polymer MV) and -S/R value

각 중합체에 대해 Monsanto사 MV2000E로 Large Rotor를 사용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서 무니점도(MV)를 측정하였다. 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정하였다.For each polymer, Mooney viscosity (MV) was measured at 100° C. using a large rotor with MV2000E manufactured by Monsanto under the conditions of a rotor speed of 2±0.02 rpm. The sample used at this time was left at room temperature (23 ± 3 ° C) for more than 30 minutes, then 27 ± 3 g was taken and filled into the die cavity, and Mooney viscosity was measured while applying torque by operating a platen.

또, 상기 무니점도의 측정시 토크가 풀어지면서 나타나는 무니점도의 변화를 1분간 관찰하고, 그 기울기값으로부터 -S/R값을 결정하였다.In addition, when measuring the Mooney viscosity, the change in Mooney viscosity that appears as the torque is released was observed for 1 minute, and the -S/R value was determined from the slope value.

구분division 실시예Example 비교예 comparative example 1One 22 33 44 1One 22 변성여부denaturation 양말단 변성Sock hem degeneration 미변성undenatured 양말단 변성Sock hem degeneration NMR
(wt%)
NMR
(wt%)
스티렌
유래단위
Styrene
unit of origin
27.427.4 27.327.3 27.427.4 27.327.3 27.127.1 27.127.1
비닐 함량vinyl content 46.546.5 46.846.8 46.546.5 46.746.7 45.345.3 47.247.2 GPC 결과GPC result Mn(x105 g/mol)Mn (x10 5 g/mol) 5.945.94 5.815.81 5.725.72 6.026.02 5.445.44 6.076.07 Mw(x105 g/mol)Mw(x10 5 g/mol) 10.1710.17 10.0610.06 9.829.82 9.629.62 6.016.01 9.589.58 Mw/MnMw/Mn 1.711.71 1.731.73 1.721.72 1.601.60 1.101.10 1.581.58 PMV(ML1+4, @100℃) (MU)PMV(ML1+4, @100℃) (MU) 86.586.5 87.187.1 84.884.8 86.286.2 82.682.6 84.684.6

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 중합 개시제를 사용하여 제조된 실시예의 변성 스티렌-부타디엔 공중합체가 중합 개시제로 n-부틸리튬을 사용하여 제조된 비교예 1의 미변성 스티렌-부타디엔 공중합체와 비교하여 유사한 미세구조(스티렌 유래단위 및 비닐 함량)를 갖는 것을 확인하였다. 이는, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 중합 개시제가 중합 개시제로서 용이하게 작용하였음을 나타내는 것이다.As shown in Table 1, the modified styrene-butadiene copolymer of Example prepared using the modified polymerization initiator according to one embodiment of the present invention is similar to Comparative Example 1 prepared using n-butyllithium as the polymerization initiator. Compared to the modified styrene-butadiene copolymer, it was confirmed to have a similar microstructure (styrene-derived unit and vinyl content). This indicates that the modified polymerization initiator according to an embodiment of the present invention easily worked as a polymerization initiator.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 변성 스티렌-부타디엔 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체를 이용하여 고무 조성물 및 고무 시편을 제조한 후, 하기와 같은 방법으로 무니점도, 인장특성, 점탄성 특성 및 내마모성을 각각 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.After preparing rubber compositions and rubber specimens using the modified styrene-butadiene copolymers and styrene-butadiene copolymers prepared in Examples and Comparative Examples, Mooney viscosity, tensile properties, viscoelastic properties and wear resistance were measured by the following methods. each was measured. The results are shown in Table 2 below.

구체적으로, 각 고무 시편은 제1단 혼련과 제2단 혼련과정을 거쳐 제조하였다. 이때, 공중합체를 제외한 물질의 사용량은 공중합체 100 중량부를 기준으로 하여 나타낸 것이다. 제1단 혼련에서는 온도제어 장치를 부속한 반바리믹서를 사용하여 상기 각 공중합체 137.5 중량부, 실리카 70 중량부, 실란 커플링제로서 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드 11.2 중량부, 노화방지제(TMDQ) 2 중량부, 산화아연(ZnO) 3 중량부 및 스테아린산(stearic acid) 2 중량부, 산화방지제 2 중량부, 왁스 1 중량부를 배합하여 혼련하였다. 이때, 혼련기의 온도를 제어하고 145℃~155℃의 배출온도에서 1차 배합물을 얻었다. 제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물을 실온까지 냉각한 후 혼련기에 고무 촉진제(CZ) 1.75 중량부, 황분말 1.5 중량부, 및 가황촉진제 2 중량부를 첨가하고 100℃ 이하의 온도에서 믹싱하여 2차 배합물을 얻었다. 이 후 160℃에서 20분 동안 큐어링 공정을 거쳐 각 고무 시편을 제조하였다.Specifically, each rubber specimen was manufactured through a first-stage kneading process and a second-stage kneading process. At this time, the amount of material used excluding the copolymer is shown based on 100 parts by weight of the copolymer. In the first stage kneading, 137.5 parts by weight of each of the above copolymers, 70 parts by weight of silica, and 11.2 parts by weight of bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide as a silane coupling agent were used in a semi-barrier mixer equipped with a temperature control device. 2 parts by weight of anti-aging agent (TMDQ), 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO), 2 parts by weight of stearic acid, 2 parts by weight of antioxidant, and 1 part by weight of wax were blended and kneaded. At this time, the temperature of the kneader was controlled and the primary mixture was obtained at a discharge temperature of 145 ° C to 155 ° C. In the second stage kneading, after cooling the first mixture to room temperature, 1.75 parts by weight of a rubber accelerator (CZ), 1.5 parts by weight of sulfur powder, and 2 parts by weight of a vulcanization accelerator were added to a kneading machine and mixed at a temperature of 100 ° C or less to obtain a second a mixture was obtained. Thereafter, each rubber specimen was prepared through a curing process at 160° C. for 20 minutes.

1) 무니점도(CMV: compound MV)1) Mooney viscosity (CMV: compound MV)

상기 고무 시편 제조 시 얻어진 각 2차 배합물의 무니점도를 측정하여, 가공성 특성을 비교분석하였다. 이때, 무니점도 측정값이 낮은 것일수록 가공성 특성이 우수함을 나타낸다.Processability characteristics were compared and analyzed by measuring the Mooney viscosity of each secondary compound obtained during the preparation of the rubber specimen. At this time, the lower the Mooney viscosity measurement value, the better the workability characteristics.

무니점도는 Monsanto사 MV2000E로 Large Rotor를 사용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서 무니점도(MV)를 측정하였다. 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정하였다.Mooney viscosity was measured using a large rotor with Monsanto's MV2000E under the condition of a rotor speed of 2 ± 0.02 rpm at 100 ° C. The sample used at this time was left at room temperature (23 ± 3 ° C) for more than 30 minutes, then 27 ± 3 g was taken and filled into the die cavity, and Mooney viscosity was measured while applying torque by operating a platen.

2) 인장특성2) Tensile properties

인장특성은 ASTM 412의 인장시험법에 준하여 각 시험편을 제조하고 상기 시험편의 절단시의 인장강도 및 300% 신장시의 인장응력(300% 모듈러스)를 측정하였다. 구체적으로, 인장특성은 Universal Test Machin 4204(Instron 社) 인장 시험기를 이용하여 실온에서 50 cm/min의 속도로 측정하여 인장강도 및 300% 신장시의 인장응력 값을 얻었다.For tensile properties, each test piece was prepared according to the tensile test method of ASTM 412, and the tensile strength at break and the tensile stress (300% modulus) at 300% elongation of the test piece were measured. Specifically, tensile properties were measured at a rate of 50 cm/min at room temperature using a Universal Test Machine 4204 (Instron Co.) tensile tester to obtain tensile strength and tensile stress at 300% elongation.

3) 점탄성 특성3) Viscoelastic properties

점탄성 특성은 동적 기계 분석기(TA 社)를 이용하여 비틀림 모드로 주파수10 Hz, 각 측정온도(0℃~70℃)에서 변형을 변화시켜 Tan δ를 측정하였다. 0℃에서의 tanδ는 젖은 노면 저항성(wet grip)을, 60℃에서의 tanδ는 연비성을 나타내는 것이다. 측정값은 비교예 1의 측정값을 100으로하여 지수화하여 나타내었다.For viscoelastic properties, Tan δ was measured by changing strain at a frequency of 10 Hz and each measurement temperature (0 ° C to 70 ° C) in torsion mode using a dynamic mechanical analyzer (TA). Tanδ at 0°C represents wet grip, and tanδ at 60°C represents fuel economy. The measured value was represented by indexing the measured value of Comparative Example 1 to 100.

4) 내마모성4) Wear resistance

내마모성은 DIN 마모 시험기를 이용하여, 마모지가 붙여진 회전 드럼(drum)에 10 N의 하중을 부가하고 각 고무 시편을 드럼의 회전방향의 직각방향으로 이동시킨 후 마모된 손실무게량을 측정하였다. 드럼의 회전속도는 40 rpm이고, 시험 완료 시 시편의 총 이동거리는 40 m였다. 손실무게량이 적을수록 내마모성이 우수한 것을 나타낸다. 측정값은 비교예 1의 측정값을 100으로하여 지수화하여 나타내었다.For abrasion resistance, a load of 10 N was applied to a rotating drum with an abrasion paper attached using a DIN abrasion tester, and each rubber specimen was moved in a direction perpendicular to the rotational direction of the drum, and then the abraded weight loss was measured. The rotational speed of the drum was 40 rpm, and the total moving distance of the specimen upon completion of the test was 40 m. The smaller the weight loss, the better the abrasion resistance. The measured value was represented by indexing the measured value of Comparative Example 1 to 100.

구분division 실시예Example 비교예 comparative example 1One 22 33 44 1One 22 CMV (ML1+4, @100℃) (MU)CMV (ML1+4, @100℃) (MU) 77.077.0 77.377.3 77.277.2 82.182.1 83.083.0 78.378.3 인장특성tensile properties 300% 모듈러스(kgf/cm2)300% modulus (kgf/cm 2 ) 144.3144.3 143.2143.2 141.3141.3 132.5132.5 114.2114.2 131.1131.1 인장강도(kgf/cm2)Tensile strength (kgf/cm 2 ) 186.7186.7 190.8190.8 189.7189.7 188.1188.1 187.3187.3 187.0187.0 점탄성 특성Viscoelastic properties Tan δat 0℃Tan δat 0℃ 111111 109109 108108 105105 100100 106106 Tan δat 60℃Tan δat 60℃ 123123 119119 121121 113113 100100 116116 내마모성wear resistance 109109 107107 105105 106106 100100 105105

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실시예 1 내지 실시예 4의 양말단 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 이용하여 제조된 고무 시편이 비교예 1 내지 비교예 4의 미변성 혹은 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 이용하여 제조된 고무 시편과 비교하여 전반적으로 인장특성 및 배합 가공성이 우수하면서 점탄성 특성과 내마모성이 우수한 것을 확인하였다. As shown in Table 2, the rubber specimens prepared using the styrene-butadiene copolymer modified at both ends of Examples 1 to 4 according to an embodiment of the present invention were unmodified in Comparative Examples 1 to 4 Or, it was confirmed that the viscoelastic property and abrasion resistance were excellent as compared to the rubber specimen prepared using the modified styrene-butadiene copolymer, and overall tensile properties and compounding processability were excellent.

구체적으로, 상기 실시예 1 내지 실시예 3은 미변성 스티렌-부타디엔 공중합체인 비교예 1과 비교하여 인장특성이 우수하면서 점탄성 특성 및 내마모성이 크게 향상되었으며, 뿐만 아니라 가황 배합물의 무니점도(CMV)가 크게 감소된 것으로부터 배합 가공성도 현저하게 우수함을 확인하였다. Specifically, Examples 1 to 3 had superior tensile properties and greatly improved viscoelastic properties and wear resistance compared to Comparative Example 1, which is an unmodified styrene-butadiene copolymer, as well as Mooney viscosity (CMV) of the vulcanized compound. From the greatly reduced, it was confirmed that the blending processability was also remarkably excellent.

또한, 상기 실시예 1 내지 실시예 3은 단말단 스티렌-부타디엔 공중합체인 비교예 2에 비해 동등 이상으로 우수한 인장특성 및 내마모성을 나타내면서, 특히 점탄성 특성이 크게 개선되는 것을 확인하였다. In addition, it was confirmed that Examples 1 to 3 exhibited excellent tensile properties and wear resistance that were equal to or better than Comparative Example 2, which is a terminal styrene-butadiene copolymer, and particularly greatly improved viscoelastic properties.

한편, 상기 실시예 4는 비교예 1에 비해서는 인장특성, 점탄성 특성 및 내마모성이 향상되었으나 다른 실시예 1 내지 실시예 3에 비해서는 그 효과가 상당히 감소되었으며, 이때 실시예 4는 다른 실시예 1 내지 실시예 3 대비 글리콜 유닛 길이가 짧은(화학식 2에서 n=3인 화합물) 변성제를 사용하여 제조된 것으로, 이를 통하여 화학식 2에서 n=4 이상인 경우 점탄성 특성, 특히 연비성을 나타내는 60℃에서의 Tan δ가 크게 개선될 수 있음을 나타내는 결과이다.On the other hand, Example 4 has improved tensile properties, viscoelastic properties and wear resistance compared to Comparative Example 1, but the effect is significantly reduced compared to other Examples 1 to 3. At this time, Example 4 is different from other Example 1 to Example 3, it is prepared using a modifier having a shorter glycol unit length (a compound having n = 3 in Formula 2), and through this, when n = 4 or more in Formula 2, viscoelastic properties, particularly fuel economy at 60 ° C. This result indicates that Tan δ can be greatly improved.

Claims (13)

일 말단에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 단위를 포함하는 변성 중합 개시제 유래 작용기를 포함하고, 다른 일 말단에 하기 화학식 2로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1]
Figure 112022077659710-pat00017

상기 화학식 1에서,
R1은 탄소수 3 내지 20의 알릴기이고,
R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이고,
[화학식 2]
Figure 112022077659710-pat00018

상기 화학식 2에서,
R5 및 R6는 서로 독립적으로
Figure 112022077659710-pat00019
으로 표시되는 글리콜 유닛이고,
R7은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며,
R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
R12는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기이며,
i는 1 또는 2의 정수이고,
j 및 k는 서로 독립적으로 0 또는 1이고,
3-i-l 및 l은 서로 독립적으로 0 또는 1의 정수이되, 동시에 0은 아니고,
n은 4 내지 8의 정수이다.
A modified conjugated diene-based polymer comprising a modified polymerization initiator-derived functional group including a compound-derived unit represented by Formula 1 at one end and a modifier-derived functional group represented by Formula 2 at the other end:
[Formula 1]
Figure 112022077659710-pat00017

In Formula 1,
R 1 is an allyl group having 3 to 20 carbon atoms;
R 2 and R 3 are independently of each other 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. is a monovalent hydrocarbon group of
[Formula 2]
Figure 112022077659710-pat00018

In Formula 2,
R 5 and R 6 are independently of each other
Figure 112022077659710-pat00019
A glycol unit represented by
R 7 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms;
R8 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 12 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms;
i is an integer of 1 or 2;
j and k are independently 0 or 1;
3-il and l are independently of each other an integer of 0 or 1, but not 0 at the same time;
n is an integer from 4 to 8;
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1은 탄소수 3 내지 10의 알릴기이고,
R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method of claim 1,
In Formula 1,
R 1 is an allyl group having 3 to 10 carbon atoms;
R 2 and R 3 are independently of each other 1 to 10 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. A modified conjugated diene-based polymer that is an alkyl group of.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물인 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1-1]
Figure 112018069213194-pat00021

The method of claim 1,
The compound represented by Formula 1 is a modified conjugated diene-based polymer that is a compound represented by Formula 1-1:
[Formula 1-1]
Figure 112018069213194-pat00021

청구항 1에 있어서,
상기 화학식 2로 표시되는 변성제는 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥시헥사데칸-16-아민, N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥시헥사데칸-16-아민, N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민, N-(3,6,9,12-테트라옥사헥사데실)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12-테트라옥사헥사데칸-1-아민, N-(3,6,9,12,15-펜타옥사노난데실)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노난데칸-1-아민, 또는 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15,18-헥사옥소도코산-1-아민인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method of claim 1,
The modifier represented by Formula 2 is N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxyhexadecane-16-amine, N,N-bis( 3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxyhexadecane-16-amine, N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3 ,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine, N-(3,6,9,12-tetraoxahexadecyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-3 ,6,9,12-tetraoxahexadecane-1-amine, N-(3,6,9,12,15-pentaoxanonandecyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)- 3,6,9,12,15-pentaoxanonandecane-1-amine, or N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15,18-hexa A modified conjugated diene-based polymer that is oxodokosan-1-amine.
청구항 1에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체의 단독 중합체; 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체의 공중합체의 변성 중합체인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method of claim 1,
The modified conjugated diene-based polymer may be a homopolymer of a conjugated diene-based monomer; Or a modified conjugated diene-based polymer that is a modified polymer of a copolymer of a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 100,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol의 수평균 분자량을 갖는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method of claim 1,
The polymer is a modified conjugated diene-based polymer having a number average molecular weight of 100,000 g / mol to 1,000,000 g / mol.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 분자량 분포(Mw/Mn)가 1.0 내지 3.0인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method of claim 1,
The polymer is a modified conjugated diene-based polymer having a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.0 to 3.0.
1) 탄화수소 용매 중에서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물을 반응시켜 변성 중합 개시제를 제조하는 단계;
2) 상기 변성 중합 개시제의 존재 하 공액디엔계 단량체 또는 방향족 비닐계 단량체 및 공액디엔계 단량체를 중합하여 일 말단에 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 작용기가 결합된 활성 중합체를 제조하는 단계; 및
3) 상기 활성 중합체와 하기 화학식 2로 표시되는 변성제를 반응시키는 단계를 포함하는 청구항 1에 기재된 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure 112022077659710-pat00022

상기 화학식 1에서,
R1은 탄소수 3 내지 20의 알릴기이고,
R2 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이고,
[화학식 2]
Figure 112022077659710-pat00023

상기 화학식 2에서,
R5 및 R6는 서로 독립적으로
Figure 112022077659710-pat00024
으로 표시되는 글리콜 유닛이고,
R7은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며,
R8 내지 R11은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
R12는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기이며,
i는 1 또는 2의 정수이고,
j 및 k는 서로 독립적으로 0 또는 1이고
3-i-l 및 l은 서로 독립적으로 0 또는 1이되, 동시에 0은 아니고,
n은 4 내지 8의 정수이다.
1) preparing a modified polymerization initiator by reacting a compound represented by Formula 1 with an organic alkali metal compound in a hydrocarbon solvent;
2) polymerizing a conjugated diene-based monomer or an aromatic vinyl-based monomer and a conjugated diene-based monomer in the presence of the modified polymerization initiator to prepare an active polymer having a functional group derived from the compound represented by Formula 1 bound to one end thereof; and
3) A method for producing a modified conjugated diene-based polymer according to claim 1, comprising reacting the active polymer with a modifier represented by Formula 2 below:
[Formula 1]
Figure 112022077659710-pat00022

In Formula 1,
R 1 is an allyl group having 3 to 20 carbon atoms;
R 2 and R 3 are independently of each other 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. is a monovalent hydrocarbon group of
[Formula 2]
Figure 112022077659710-pat00023

In Formula 2,
R 5 and R 6 are independently of each other
Figure 112022077659710-pat00024
A glycol unit represented by
R 7 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms;
R8 to R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 12 is an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms;
i is an integer of 1 or 2;
j and k are independently 0 or 1;
3-il and l are each independently 0 or 1, but not 0 at the same time;
n is an integer from 4 to 8;
청구항 9에 있어서,
상기 유기 알칼리금속 화합물은 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 시클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸시클로헥실리튬, 4-시클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬 알콕사이드, 나트륨 알콕사이드, 칼륨 알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method of claim 9,
The organic alkali metal compound is methyllithium, ethyllithium, propyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naphthyl Lithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium, naphthyl sodium, naphthyl potassium, A modified conjugated diene-based polymer of at least one selected from the group consisting of lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropylamide manufacturing method.
청구항 9에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 유기 알칼리금속 화합물은 1:0.8 내지 3 몰비로 반응시키는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method of claim 9,
A method for producing a modified conjugated diene-based polymer wherein the compound represented by Formula 1 and the organic alkali metal compound are reacted in a molar ratio of 1:0.8 to 3.
청구항 9에 있어서,
상기 화학식 2로 표시되는 변성제는 변성 중합 개시제 1몰 대비 0.8 내지 1.5몰비로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method of claim 9,
The method for producing a modified conjugated diene-based polymer in which the modifier represented by Formula 2 is used in an amount of 0.8 to 1.5 moles relative to 1 mole of the modified polymerization initiator.
청구항 9에 있어서,
상기 단계 2)의 중합은 극성 첨가제를 첨가하여 수행하는 것이고,
상기 극성 첨가제는 단량체 총 100 중량부 대비 0.001 중량부 내지 10 중량부로 첨가하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method of claim 9,
The polymerization of step 2) is performed by adding a polar additive,
The polar additive is a method for producing a modified conjugated diene-based polymer that is added in an amount of 0.001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomer.
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