KR102595111B1 - Modified conjugated diene polymer, preparation method thereof and rubber composition comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고분자량의 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다. 이에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 중합체를 구성하는 중합체 주 사슬이 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기에 의하여 가교되어 있음으로써 고분자량을 가질 수 있고, 이에 인장특성 및 내마모성과 같은 기계적 물성이 우수할 수 있으며, 변성제 유래 작용기가 도입되어 있음으로써 고무 조성물에 적용되어 가공성이 우수하면서도 점탄성 특성과 같은 배합물성이 우수할 수 있다. The present invention relates to a high molecular weight modified conjugated diene polymer, a method for producing the same, and a rubber composition containing the same. The resulting modified conjugated diene polymer can have a high molecular weight because the polymer main chain constituting the polymer is crosslinked by a functional group derived from the denaturant represented by Chemical Formula 1, and thus can have excellent mechanical properties such as tensile properties and wear resistance. In addition, by introducing a functional group derived from a denaturant, it can be applied to a rubber composition and have excellent processability and excellent compounding properties such as viscoelastic properties.

Description

변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물{Modified conjugated diene polymer, preparation method thereof and rubber composition comprising the same}Modified conjugated diene polymer, preparation method thereof and rubber composition comprising the same}

본 발명은 고분자량의 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a high molecular weight modified conjugated diene polymer, a method for producing the same, and a rubber composition containing 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 response to the demand for lower fuel consumption for automobiles, conjugated diene-based polymers are required as rubber materials for tires, which have low running resistance, excellent abrasion resistance and tensile properties, and also have steering stability as represented by wet skid resistance.

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 a tire, there is a way to reduce the hysteresis loss of vulcanized rubber, and the rebound elasticity of 50°C to 80°C, tan δ, and Goodrich heat generation are used as evaluation indicators for vulcanized rubber. That is, a rubber material with high rebound elasticity 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, and polybutadiene rubber are known as rubber materials with low hysteresis loss, but these have the problem of low wet skid resistance. Accordingly, 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 manufactured by emulsion polymerization or solution polymerization and are used as tire rubber. .

상기의 BR 또는 SBR을 타이어용 고무 재료로 이용하는 경우에는, 타이어 요구 물성을 얻기 위하여 통상적으로 실리카나 카본블랙 등의 충진제를 함께 블렌딩하여 사용하고 있다. 그러나, 상기 BR 또는 SBR과 충진제의 친화성이 좋지 못하여 오히려 내마모성, 내크랙성 또는 가공성 등을 비롯한 물성이 저하되는 문제가 있다. When the BR or SBR above is used as a rubber material for tires, it is usually blended with fillers such as silica or carbon black to obtain the required physical properties of the tire. However, since the affinity between the BR or SBR and the filler is not good, there is a problem in that physical properties including wear resistance, crack resistance, or processability are lowered.

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, 아미노기를 도입하는 방법 또는 알콕시실란 유도체로 변성하는 방법 등이 제안되었다.Accordingly, as a method to increase the dispersibility of SBR and fillers such as silica or carbon black, a method of modifying the polymerization active site of the conjugated diene polymer obtained by anionic polymerization using organic lithium into a functional group capable of interacting with the filler was proposed. . For example, methods of modifying the polymerization active terminal of the conjugated diene polymer with a tin-based compound, introducing an amino group, or modifying the polymerization active terminal with an alkoxysilane derivative have been proposed.

또한, BR과 실리카나 카본블랙 등의 충진제의 분산성을 높이기 위한 방법으로서 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 이용한 배위 중합에 의해 얻어지는 리빙 중합체에 있어서, 리빙 활성 말단을 특정의 변성제에 의해 변성하는 방법이 개발되었다. 그러나, 말단이 변성된 중합체의 경우 충진제와의 친화성이 개선되어 배합 물성, 예컨대 인장특성 및 점탄성 특성이 향상되는 장점이 있으나, 그에 반해 배합 가공성이 크게 감소되어 가공성이 좋지 못한 문제가 있다. In addition, as a method to increase the dispersibility of BR and fillers such as silica or carbon black, in the living polymer obtained by coordination polymerization using a catalyst composition containing a neodymium compound, a method of modifying the living active end with a specific denaturant This was developed. However, in the case of polymers with modified ends, the affinity for fillers is improved, which has the advantage of improved blending properties, such as tensile properties and viscoelastic properties, but on the other hand, blending processability is greatly reduced, resulting in poor processability.

또한, 상기 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 이용한 배위 중합에 의해 얻어지는 리빙 중합체을 염화주석(SnCl4)과 같은 커플링제를 사용하여 중합체를 구성하는 중합체 사슬 간 결합을 유도하여 분자량을 증가시켜 기계적 물성을 향상시키는 방법이 연구되었으나, 주석의 유독성으로 인해 제한되고 있는 상황이다.In addition, the living polymer obtained by coordination polymerization using a catalyst composition containing the neodymium compound uses a coupling agent such as tin chloride (SnCl 4 ) to induce bonds between polymer chains constituting the polymer to increase the molecular weight and improve mechanical properties. Methods for improving it have been studied, but are limited due to the toxicity of tin.

JP 5172663 B2JP 5172663 B2

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 고분자량을 가짐으로써 인장특성 및 내마모성과 같은 기계적 물성이 개선되고, 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 점탄성 특성과 같은 배합물성이 개선된 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was developed to solve the problems of the prior art, and is a modified conjugate with improved mechanical properties such as tensile properties and wear resistance by having a high molecular weight, and improved compounding properties such as viscoelastic properties by including functional groups derived from the modifier. The purpose is to provide a diene-based polymer.

또한, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Additionally, the present invention aims to provide a method for producing the above-described modified conjugated diene polymer.

아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention aims to provide a rubber composition containing the modified conjugated diene polymer.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 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 containing a functional group derived from a denaturant represented by the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기; 또는 -COOR4이고, 여기서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이고, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기이다.R 1 and R 3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; or -COOR 4 , where R 4 is an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group with 3 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, and a cycloalkyl group with 6 to 20 carbon atoms. It is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of aryl groups.

또한, 본 발명은 탄화수소 용매 중에서, 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(단계 1); 및 상기 활성 중합체와 화학식 1로 표시되는 변성제를 반응시키는 단계(단계 2)를 포함하는 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention includes the steps of preparing an active polymer by polymerizing a conjugated diene monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound (step 1); and reacting the active polymer with a modifier represented by Formula 1 (step 2). A method for producing the modified conjugated diene-based polymer is provided:

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기; 또는 -COOR4이고, 여기서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이고, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기이다.R 1 and R 3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; or -COOR 4 , where R 4 is an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group with 3 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, and a cycloalkyl group with 6 to 20 carbon atoms. It is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of aryl groups.

아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition containing the modified conjugated diene polymer.

본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 중합체를 구성하는 중합체 주 사슬이 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기에 의하여 가교되어 있음으로써 고분자량을 가질 수 있고, 이에 인장특성 및 내마모성과 같은 기계적 물성이 우수할 수 있다. The modified conjugated diene polymer according to the present invention can have a high molecular weight because the polymer main chain constituting the polymer is crosslinked by a functional group derived from the denaturant represented by Chemical Formula 1, and thus has excellent mechanical properties such as tensile properties and wear resistance. can do.

또한, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 변성제 유래 작용기에 의하여 중합체 사슬이 가교됨과 동시에 중합에 사슬 사이 변성제 유래 작용기가 도입되어 있음으로써 고무 조성물에 적용되어 가공성이 우수하면서도 점탄성 특성과 같은 배합물성이 우수할 수 있다. In addition, the modified conjugated diene polymer according to the present invention has polymer chains crosslinked by functional groups derived from the denaturing agent and at the same time functional groups derived from the denaturing agent are introduced between the chains during polymerization, so that it can be applied to rubber compositions and has excellent processability and compound properties such as viscoelastic properties. This can be excellent.

아울러, 본 발명에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 두개의 아조기를 포함하는 화학식 1로 표시되는 변성제를 이용함으로써 변성제 내 두개의 아조기 각각이 중합체 사슬 내 이중결합과 반응하여 상기 중합체 사슬 간 가교를 유도할 수 있고, 동시에 상기 중합체 사슬 사이에 변성제 유래 작용기가 도입된 구조를 갖는 고분자량의 변성 공액디엔계 중합체를 용이하게 제조할 수 있다. In addition, the method for producing the modified conjugated diene polymer according to the present invention uses a denaturant represented by Formula 1 containing two azo groups, so that each of the two azo groups in the denaturant reacts with a double bond in the polymer chain to form a bond between the polymer chains. Crosslinking can be induced, and at the same time, a high molecular weight modified conjugated diene-based polymer having a structure in which a denaturant-derived functional group is introduced between the polymer chains can be easily manufactured.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to facilitate 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 limited to their usual 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 must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it 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. The term 'substitution' used in the present invention may mean that the hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is replaced with a specific substituent. When the hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is replaced with a specific substituent, it exists in the functional group, atomic group, or compound. Depending on the number of hydrogens, one or two or more substituents may be present. Additionally, when a plurality of substituents are present, each substituent may be the same or different from each other.

본 발명에서 사용하는 용어 '1가 탄화수소기'는 탄화수소기로부터 유도된 1가 치환기를 나타내는 것으로, 예컨대 알킬기, 알케닐기, 알카이닐기, 시클로알킬기, 불포화 결합을 1이상 가지는 시클로알킬기 및 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. The term 'monovalent hydrocarbon group' used in the present invention refers to a monovalent substituent derived from a hydrocarbon group, such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkyl group having one or more unsaturated bonds, and an aryl group. It may represent a monovalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, 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, 예컨대 알킬렌기, 알케닐렌기, 알카이닐렌기, 시클로알킬렌기, 불포화 결합을 1 이상 포함하는 시클로알킬렌기 및 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 alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, cycloalkylene group, cycloalkyl containing one or more unsaturated bonds. It may represent a divalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, such as a lene group or an arylene group, and the divalent atomic group may have a linear or branched structure depending on the structure of the bond.

본 발명에서 사용하는 용어 '알킬기(alkyl group)'은 1가의 지방족 포화 탄화수고를 의미할 수 있으며, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기 및 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리 부틸(tert-butyl) 및 네오??틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기를 모두 포함할 수 있다. The term 'alkyl group' used in the present invention may refer to a monovalent aliphatic saturated hydrocarbon, and may include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl, and isopropyl and sec-butyl. ), branched alkyl groups such as tert-butyl and neo-pentyl may be included.

본 발명에서 사용하는 용어 '시클로알킬기(cycloaklyl group)'는 환형의 포화 탄화수소를 의미하는 것일 수 있다. The term 'cycloalkyl group' used in the present invention 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 refer to a cyclic aromatic hydrocarbon, and may also refer to a monocyclic aromatic hydrocarbon with one ring formed or a polycyclic aromatic hydrocarbon with two or more rings bonded together. It may mean including all aromatic hydrocarbons.

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 a divalent aliphatic saturated hydrocarbon such as methylene, ethylene, propylene, and butylene.

본 발명에서 사용하는 용어 '유래 단위' 및 '유래 작용기'는 어떤 물질로부터 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 refer to a component or structure derived from a certain substance, or the substance itself.

본 발명은 고분자량을 가짐으로써 인장특성 및 내마모성과 같은 기계적 물성이 우수하면서, 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 점탄성 특성와 같은 배합물성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene-based polymer that has excellent mechanical properties such as tensile properties and wear resistance by having a high molecular weight, and has excellent compounding properties such as viscoelastic properties by containing functional groups derived from a modifier.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다. Specifically, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention is characterized by including a functional group derived from a denaturant represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기; 또는 -COOR4이고, 여기서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이고, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기이다.R 1 and R 3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; or -COOR 4 , where R 4 is an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group with 3 to 10 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, and a cycloalkyl group with 6 to 20 carbon atoms. It is a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with one or more substituents selected from the group consisting of aryl groups.

본 발명에 의한 변성제는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 자체일 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 공액디엔계 중합체를 변성시킬 수 있는 다른 화합물을 포함하는 것일 수 있다.The denaturant according to the present invention may be the compound represented by Formula 1, or may contain another compound capable of denaturing the conjugated diene polymer together with the compound represented by Formula 1.

구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1 및 R3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기; 또는 -COOR4일 수 있다. Specifically, in Formula 1, R 1 and R 3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; Or it may be -COOR 4 .

상기 R1 및 R3가 각각 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기인 경우, 상기 R1 및 R3는 각각 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, 구체적으로는 R1 및 R3는 각각 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 및 탄소수 7 내지 12의 아릴알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다. When R 1 and R 3 are each a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 1 and R 3 are each 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 an arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms. Specifically, R 1 and R 3 are each an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 12 carbon atoms, and an aryl group with 6 to 12 carbon atoms. and an arylalkyl group having 7 to 12 carbon atoms.

또한, 상기 R1 및 R3이 각각 -COOR4일 경우, 여기에서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기일 수 있고, 구체적으로는 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 탄소수 3 내지 10의 분지형 알킬기일 수 있다. In addition, when R 1 and R 3 are each -COOR 4 , where R 4 may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, specifically, R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. It may be an alkyl group, and more specifically, it may be a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms.

또한, 상기 화학식 1에서, R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기일 수 있고다.In addition, in Formula 1, R 2 is substituted or unsubstituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group with 6 to 20 carbon atoms. 2 may be a hydrocarbon group.

상기 R2가 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기인 경우, 상기 R2는 메틸렌기, 에틸렌기 또는 프로필렌기 등과 같은 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기; 페닐렌기 등과 같은 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기; 또는 이들의 조합기로서 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬렌기일 수 있다. 구체적으로는, R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있다. When R 2 is an unsubstituted divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms such as a methylene group, ethylene group, or propylene group; Arylene groups having 6 to 20 carbon atoms, such as phenylene groups; Or, a combination thereof may be an arylalkylene group having 7 to 20 carbon atoms. Specifically, R 2 may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

또한, 상기 R2가 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환된 것인 경우, 상기 R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 12의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 12의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있다. In addition, when R 2 is substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group with 6 to 20 carbon atoms, R 2 has 1 to 10 carbon atoms. It may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms substituted with one or more substituents selected from the group consisting of an alkyl group, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 화학식 1에서 R1 및 R3는 동시에 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 -COOR4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, 여기에서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있다. In addition, in Formula 1 according to an embodiment of the present invention, R 1 and R 3 are simultaneously any one selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or -COOR 4 , where In R 4 may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 2 may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

구체적인 예로, 상기 화학식 1로 표시되는 변성제는 하기 화학식 1-1 내지 1-3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.As a specific example, the denaturant represented by Formula 1 may be one or more selected from the group consisting of compounds represented by the following Formulas 1-1 to 1-3.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

[화학식 1-2][Formula 1-2]

[화학식 1-3][Formula 1-3]

. .

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성제는 지방족 탄화수소기를 중심으로 양쪽에 니트록실기(nitroxyl group); 아조기(azo group); 및 1가의 지방족 탄화수소기, 1가의 방향족 탄화수소기 또는 에스테르기가 순차적으로 결합되어 있는 구조를 가지는 것으로, 상기 아조기는 중합체를 구성하는 중합체 사슬에 존재하는 이중결합과 높은 반응성을 나타냄으로써 변성제 내 두개의 아조기가 각각 중합체 사슬의 이중결합과 반응하여 두개의 중합체 사슬을 가교시킬 수 있고, 이에 변성 공액디엔계 중합체의 분자량을 향상시켜 인장특성 및 내마모성과 같은 기계적 물성을 개선될 수 있다. The denaturant according to an embodiment of the present invention includes a nitroxyl group on both sides of an aliphatic hydrocarbon group; azo group; and has a structure in which a monovalent aliphatic hydrocarbon group, a monovalent aromatic hydrocarbon group, or an ester group are sequentially bonded, and the azo group exhibits high reactivity with the double bond present in the polymer chain constituting the polymer, thereby forming the two azo groups in the denaturant. can react with the double bonds of each polymer chain to crosslink two polymer chains, thereby improving the molecular weight of the modified conjugated diene polymer and improving mechanical properties such as tensile properties and wear resistance.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성제는 아조기에 의하여 중합체 사슬 간 가교를 유도하면서 중합체 사슬 사이에 변성제 유래 작용기, 예컨대 2가의 지방족 탄화수소기; 니트록실기; 및 1가의 지방족 탄화수소기, 1가의 방향족 탄화수소기 또는 에스테르기를 도입시켜 중합체를 변성시킬 수 있으며, 상기 지방족 및 방향족 탄화수소기는 중합용매에 대한 친화도를 높여 변성제의 용해도를 증가시킬 수 있고 이에 변성반응을 용이하게 이뤄지게 할 수 있다. 또한, 상기 에스테르기는 아조기의 전자밀도를 줄여 변성제의 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, the denaturant according to an embodiment of the present invention induces crosslinking between polymer chains by an azo group and contains functional groups derived from the denaturant between polymer chains, such as a divalent aliphatic hydrocarbon group; nitroxyl group; And the polymer can be modified by introducing a monovalent aliphatic hydrocarbon group, a monovalent aromatic hydrocarbon group, or an ester group. The aliphatic and aromatic hydrocarbon groups can increase the affinity for the polymerization solvent and increase the solubility of the modifier, thereby causing a modification reaction. It can be done easily. Additionally, the ester group can improve the stability of the denaturant by reducing the electron density of the azo group.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성제는 두개의 아조기를 포함함으로써 중합체 사슬을 가교시키는 가교제로서 작용하면서 동시에 작용기를 중합체 사슬에 도입시켜 중합체의 물성을 변성시키는 변성제로서 작용하는 것일 수 있다.In other words, the denaturant according to one embodiment of the present invention may function as a crosslinking agent that crosslinks the polymer chain by containing two azo groups and at the same time act as a denaturant that modifies the physical properties of the polymer by introducing a functional group into the polymer chain.

더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체에 있어서, 상기 중합체는 적어도 두개의 공액디엔계 단량체 유래단위를 포함하는 중합체 사슬을 포함하고, 상기 두개의 중합체 사슬은 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기에 의하여 가교되어 있는 것일 수 있다. More specifically, in the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention, the polymer includes a polymer chain containing at least two conjugated diene-based monomer-derived units, and the two polymer chains are represented by Formula 1: It may be cross-linked by the functional group derived from the indicated denaturant.

구체적으로 하기 화학식 2를 통하여 설명한다. Specifically, it is explained through Chemical Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서, R1 내지 R3은 화학식 1에서 정의한 바와 같다. In Formula 2, R 1 to R 3 are as defined in Formula 1.

통상적으로 중합체는 단위체가 연결되어 구성되는 중합체 사슬들의 집합체로, 본 발명에서의 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래단위로 구성되는 중합체 사슬들의 집합체를 나타내는 것일 수 있다. Typically, a polymer is an aggregate of polymer chains composed of linked units, and the conjugated diene-based polymer in the present invention may represent an aggregate of polymer chains composed of units derived from conjugated diene-based monomers.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 변성제는 지방족 탄화수소기를 중심으로 양쪽에 아조기가 결합되어 있는 구조의 물질로서, 변성제 내 상기 아조기는 공액디엔계 단량체 유래단위로 구성되는 중합체 사슬 내 이중결합과 높은 반응성을 나타낼 수 있고, 이에 상기 변성제 내 각 아조기와 두개의 중합체 사슬이 각각 반응함으로써 변성제 유래 작용기를 사이에 두고 두개의 중합체 사슬이 가교되어 있는 상기 화학식 2로 표시되는 중합체 사슬 단위를 형성할 수 있다. Specifically, the denaturant represented by Formula 1 according to an embodiment of the present invention is a material with an azo group bonded to both sides of an aliphatic hydrocarbon group, and the azo group in the denaturant is composed of a unit derived from a conjugated diene monomer. The polymer represented by Formula 2 can exhibit high reactivity with double bonds in the polymer chain, and the two polymer chains are cross-linked with the functional group derived from the denaturant interposed by each azo group in the denaturant reacting with each of the two polymer chains. Chain units can be formed.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 상기 화학식 2로 표시되는 구조를 갖는 중합체 사슬 단위를 포함하는 것이거나, 중합체를 구성하는 모든 중합체 사슬이 상기 화학식 2로 표시되는 구조의 중합체 사슬 단위를 형성하고 있는 것일 수 있다. That is, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a polymer chain unit having a structure represented by Formula 2, or all polymer chains constituting the polymer have a structure represented by Formula 2. It may be forming a polymer chain unit.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 중합체 측쇄에 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 중합체 사슬 단위에서 확인되는 바와 같이, 본 발명에 있어서 변성제 유래 작용기는 중합체 사슬 사이에 존재하여 중합체 사슬을 연결하는 가교역할을 하고 있는 것으로 중합체 사슬의 말단이 아닌 측쇄에 결합되어 있는 것일 수 있다. Additionally, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may include a functional group derived from a denaturant represented by Formula 1 in the polymer side chain. Specifically, as can be seen from the polymer chain unit represented by Formula 2, in the present invention, the functional group derived from the denaturant is present between polymer chains and serves as a bridge connecting the polymer chains, and is a side chain rather than the end of the polymer chain. It may be connected to .

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 폴리부타디엔과 같은 부타디엔 단독 중합체일 수 있고, 또는 부타디엔-이소프렌 공중합체와 같은 디엔계 공중합체일 수 있다. Additionally, the modified conjugated diene-based polymer may be a butadiene homopolymer such as polybutadiene, or a diene-based copolymer such as a butadiene-isoprene copolymer.

구체적인 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 1,3-부타디엔 단량체 유래 단위 80 내지 100 중량%, 및 선택적으로 1,3-부타디엔과 공중합 가능한 그 외의 공액디엔계 단량체 유래 단위 20 중량% 이하를 포함할 수 있고, 상기 범위 내에서 중합체 내 1,4-시스 결합 함량이 저하되지 않는 효과가 있다. 이때, 상기 1,3-부타디엔 단량체로는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 또는 2-에틸-1,3-부타디엔 등의 1,3-부타디엔 또는 그 유도체들을 들 수 있고, 상기 1,3-부타디엔과 공중합 가능한 그 외의 공액디엔계 단량체로는 2-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔 또는 2,4-헥사디엔 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 사용될 수 있다. As a specific example, the modified conjugated diene-based polymer may include 80 to 100% by weight of units derived from 1,3-butadiene monomer, and 20% by weight or less of units derived from other conjugated diene-based monomers that can optionally be copolymerized with 1,3-butadiene. There is an effect that the 1,4-cis bond content in the polymer is not reduced within the above range. At this time, the 1,3-butadiene monomer includes 1,3-butadiene or its derivatives such as 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, or 2-ethyl-1,3-butadiene. Other conjugated diene monomers that can be copolymerized with 1,3-butadiene include 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4 -Methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, or 2,4-hexadiene, etc., and any one or two or more of these compounds may be used.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 란탄 계열 희토류 원소 촉매화 변성 공액디엔계 중합체인 것일 수 있다. 즉, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물로부터 활성화된 유기금속 부위를 포함하는 공액디엔계 중합체인 것일 수 있다.Additionally, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may be a lanthanum-based rare earth element-catalyzed modified conjugated diene-based polymer. That is, the modified conjugated diene-based polymer may be a conjugated diene-based polymer containing an organometallic moiety activated from a catalyst composition containing a neodymium compound.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 중량평균 분자량(Mw)이 200,000 g/mol 내지 1,500,000 g/mol일 수 있고, 수평균 분자량(Mn)이 50,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 고무 조성물에 적용 시 인장특성이 뛰어나고, 가공성이 우수하여 고무 조성물의 작업성 개선으로 인해 혼반죽이 용이해, 고무 조성물의 기계적 물성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 중량평균 분자량은 구체적으로 300,000 g/mol 내지 1,200,000 g/mol, 또는 500,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol일 수 있고, 수평균 분자량은 일례로 100,000 g/mol 내지 800,000 g/mol, 또는 200,000 g/mol 내지 500,000 g/mol일 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may have a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 g/mol to 1,500,000 g/mol and a number average molecular weight (Mn) of 50,000 g/mol to 1,000,000 g/mol. It can be mol, and within this range, when applied to a rubber composition, the tensile properties are excellent and the processability is excellent, which makes mixing kneading easier due to improved workability of the rubber composition, resulting in excellent mechanical properties and physical property balance of the rubber composition. . The weight average molecular weight may specifically be 300,000 g/mol to 1,200,000 g/mol, or 500,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, and the number average molecular weight may be, for example, 100,000 g/mol to 800,000 g/mol, or 200,000 g. /mol to 500,000 g/mol.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 1.2 내지 4.0의 분자량 분포(Mw/Mn)을 가질수 있으며, 더욱 구체적으로는 1.5 내지 3.5, 1.7 내지 3.2 또는 1.8 내지 3.0의 분자량 분포를 가질 수 있다. Additionally, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.2 to 4.0, and more specifically, may have a molecular weight distribution of 1.5 to 3.5, 1.7 to 3.2, or 1.8 to 3.0.

본 발명에 있어서, 변성 공액디엔계 중합체의 분자량 분포는 중량평균 분자량(Mw) 대 수평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)로부터 계산될 수 있다. 이때 상기 수평균 분자량(Mn)은 n개의 중합체 사슬의 분자량을 측정하고 이들 분자량의 총합을 구하여 n으로 나누어 계산한 개별 중합체 분자량의 공통 평균(common average)이며, 상기 중량평균 분자량(Mw)은 고분자 조성물의 분자량 분포를 나타낸다. 모든 분자량 평균은 몰당 그램(g/mol)으로 표현될 수 있다. 또한, 상기 중량평균 분자량 및 수평균 분자량은 각각 겔 투과형 크로마토그래피(GPC)로 분석되는 폴리스티렌 환산 분자량을 의미할 수 있다.In the present invention, the molecular weight distribution of the modified conjugated diene polymer can be calculated from the ratio (Mw/Mn) of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn). At this time, the number average molecular weight (Mn) is the common average of the individual polymer molecular weights calculated by measuring the molecular weight of n polymer chains, calculating the total of these molecular weights, and dividing by n, and the weight average molecular weight (Mw) is the polymer Indicates the molecular weight distribution of the composition. All molecular weight averages can be expressed in grams per mole (g/mol). In addition, the weight average molecular weight and number average molecular weight may each refer to polystyrene conversion molecular weight analyzed by gel permeation chromatography (GPC).

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 상기한 분자량 분포와 함께 중량평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량 조건을 동시에 충족하는 경우, 고무 조성물에 적용 시 고무 조성물에 대한 인장특성, 점탄성 및 가공성이 우수하고, 이들 간의 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.More specifically, when the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention satisfies the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight conditions along with the molecular weight distribution described above, it is applied to a rubber composition. It has excellent tensile properties, viscoelasticity, and processability, and has an excellent balance of physical properties between them.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에서의 무니점도(mooney viscosity, MV)가 20 이상 100 이하인 것일 수 있고, 구체적으로는 30 이상 80 이하 또는 35 이상 75 이하일 수 있다. 본 발명에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 전술한 범위의 무니점도를 가짐으로써 가공성이 우수할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may have a Mooney viscosity (MV) of 20 or more and 100 or less at 100°C, and specifically, 30 or more and 80 or less, or 35 or more and 75 or less. You can. The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention may have excellent processability by having a Mooney viscosity in the above-mentioned range.

본 발명에서 상기 무니점도는 무니 점도계, 예를 들어, Monsanto사 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서 측정하였다. 구체적으로는 중합체에 공정오일인 TDAE(treated distillate aromatic extracted) 오일을 중합체 100 중량부 대비 37.3 중량부를 투입하여 혼합하고 실온(23±5℃)에서 30분 이상 방치환 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정한 것이다. In the present invention, the Mooney viscosity was measured using a Mooney viscometer, for example, a large rotor of Monsanto's MV2000E, at 100°C and a rotor speed of 2±0.02 rpm. Specifically, 37.3 parts by weight of treated distillate aromatic extracted (TDAE) oil, which is a process oil, was added to the polymer and mixed, and left at room temperature (23 ± 5°C) for more than 30 minutes, then 27 ± 3 g was collected and die. Mooney viscosity was measured by filling the cavity and operating the platen to apply torque.

또한, 상기 공액디엔계 중합체는 푸리에 변환 적외 분광법(FT-IR)으로 측정한 공액디엔부의 시스-1,4 결합 함량이 95% 이상, 보다 구체적으로는 98% 이상인 것일 수 있다. 이에, 고무 조성물에 적용시 고무 조성물의 내마모성, 내균열성 및 내오존성이 향상될 수 있다. Additionally, the conjugated diene-based polymer may have a cis-1,4 bond content of the conjugated diene portion measured by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) of 95% or more, more specifically, 98% or more. Accordingly, when applied to a rubber composition, the wear resistance, crack resistance, and ozone resistance of the rubber composition can be improved.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 푸리에 변환 적외 분광법으로 측정한 공액디엔부의 비닐 함량이 5% 이하, 보다 구체적으로는 2% 이하일 수 있다. 중합체내 비닐 함량이 5%를 초과할 경우, 이를 포함하는 고무 조성물의 내마모성, 내균열성, 내오존성이 열화될 우려가 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a vinyl content of the conjugated diene portion measured by Fourier transform infrared spectroscopy of 5% or less, more specifically, 2% or less. If the vinyl content in the polymer exceeds 5%, there is a risk that the wear resistance, crack resistance, and ozone resistance of the rubber composition containing it may deteriorate.

여기에서, 상기 푸리에 변환 적외 분광법(FT-IR)에 의한 중합체 내 시스-1,4 결합 함량 및 비닐 함량은, 동일 셀의 이황화탄소를 블랭크로 하여 5 mg/mL의 농도로 조제한 공액디엔계 중합체의 이황화탄소 용액의 FT-IR 투과율 스펙트럼을 측정한 후, 측정 스펙트럼의 1130 cm-1부근의 최대 피크값(a, 베이스라인), 트랜스-1,4 결합을 나타내는 967 cm-1 부근의 최소 피크값(b), 비닐결합을 나타내는 911 cm-1 부근의 최소 피크값(c), 그리고 시스-1,4 결합을 나타내는 736 cm-1 부근의 최소 피크값(d)을 이용하여 각각의 함량을 구한 것이다.Here, the cis-1,4 bond content and vinyl content in the polymer by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) are obtained from the conjugated diene-based polymer prepared at a concentration of 5 mg/mL using carbon disulfide in the same cell as a blank. After measuring the FT-IR transmittance spectrum of a carbon disulfide solution, the maximum peak value (a, baseline) around 1130 cm -1 of the measured spectrum, and the minimum peak around 967 cm -1 indicating trans-1,4 bond. Each content was calculated using the value (b), the minimum peak value (c) around 911 cm -1 indicating a vinyl bond, and the minimum peak value (d) around 736 cm -1 indicating a cis-1,4 bond. It was saved.

또한, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다. Additionally, the present invention provides a method for producing the above modified conjugated diene polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(단계 1); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 변성제를 반응시키는 단계(단계 2)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The production method according to an embodiment of the present invention includes preparing an active polymer by polymerizing a conjugated diene monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound (step 1); And a step (step 2) of reacting the active polymer with a denaturant represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, R1 내지 R3은 앞에서 정의한 바와 같다. In Formula 1, R 1 to R 3 are as defined above.

상기 단계 1은 공액디엔계 단량체를 중합하여 유기금속 부위를 포함하는 활성 중합체를 제조하는 단계로, 탄화수소 용매 중에서 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 수행할 수 있다. Step 1 is a step of preparing an active polymer containing an organometallic moiety by polymerizing a conjugated diene monomer, and can be performed by polymerizing the conjugated diene monomer in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound in a hydrocarbon solvent.

본 발명에서, 상기 유기금속 부위를 포함하는 활성 중합체에서 유기금속 부위는 공액디엔계 중합체의 말단의 활성화된 유기금속 부위(분자쇄 말단의 활성화된 유기금속 부위)일 수 있으며, 이 중에서도 음이온 중합 또는 배위 음이온 중합에 의해 공액디엔계 중합체의 활성화된 유기금속 부위를 얻는 경우 상기 유기금속 부위는 말단의 활성화된 유기금속 부위를 나타내는 것일 수 있다. In the present invention, the organometallic moiety in the active polymer containing the organometallic moiety may be an activated organometallic moiety at the end of the conjugated diene polymer (activated organometallic moiety at the end of the molecular chain), and among these, anionic polymerization or When the activated organometallic moiety of the conjugated diene polymer is obtained through coordination anionic polymerization, the organometallic moiety may represent a terminal activated organometallic moiety.

상기 공액디엔계 단량체는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 1,3-부타디엔, 이소프렌, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔 및 2,4-헥사디엔 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The conjugated diene monomer is not particularly limited, but for example, 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl -1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4-methyl-1,3-pentadiene, and 2,4-hexadiene, etc. It may be one or more types selected from.

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, one or more selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene, and xylene.

상기 촉매 조성물은 공액디엔계 단량체 총 100 g을 기준으로 네오디뮴 화합물이 0.02 mmol 내지 1.0 mmol이 되게 하는 양으로 사용하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 상기 네오디뮴 화합물이 공액디엔계 단량체 총 100 g을 기준으로 0.1 mmol 내지 0.5 mmol, 더욱 구체적으로는 0.1 mmol 내지 0.25 mmol이 되게 하는 양으로 사용하는 것일 수 있다. The catalyst composition may be used in an amount such that the neodymium compound is 0.02 mmol to 1.0 mmol based on a total of 100 g of conjugated diene monomers. Specifically, the neodymium compound may be used in an amount of 0.02 mmol to 1.0 mmol based on a total of 100 g of conjugated diene monomers. It may be used in an amount of 0.1 mmol to 0.5 mmol, more specifically 0.1 mmol to 0.25 mmol.

상기 네오디뮴 화합물은 이의 카르복실산염(예를 들면, 네오디뮴 초산염, 네오디뮴 아크릴산염, 네오디뮴 메타크릴산염, 네오디뮴 글루콘산염, 네오디뮴 구연산염, 네오디뮴 푸마르산염, 네오디뮴 유산염, 네오디뮴 말레산염, 네오디뮴 옥살산염, 네오디뮴 2-에틸헥사노에이트, 네오디뮴 네오 데카노에이트 등); 유기인산염(예를 들면, 네오디뮴 디부틸 인산염, 네오디뮴 디펜틸 인산염, 네오디뮴 디헥실 인산염, 네오디뮴 디헵틸 인산염, 네오디뮴 디옥틸 인산염, 네오디뮴 비스(1-메틸 헵틸) 인산염, 네오디뮴 비스(2-에틸헥실) 인산염, 또는 네오디뮴 디데실 인산염 등); 유기 포스폰산염(예를 들면, 네오디뮴 부틸 포스폰산염, 네오디뮴 펜틸 포스폰산염, 네오디뮴 헥실 포스폰산염, 네오디뮴 헵틸 포스폰산염, 네오디뮴 옥틸 포스폰산염, 네오디뮴(1-메틸 헵틸) 포스폰산염, 네오디뮴(2-에틸헥실) 포스폰산염, 네오디뮴 디실 포스폰산염, 네오디뮴 도데실 포스폰산염 또는 네오디뮴 옥타데실 포스폰산염 등); 유기 포스핀산염(예를 들면, 네오디뮴 부틸포스핀산염, 네오디뮴 펜틸포스핀산염, 네오디뮴 헥실 포스핀산염, 네오디뮴 헵틸 포스핀산염, 네오디뮴 옥틸 포스핀산염, 네오디뮴(1-메틸 헵틸) 포스핀산염 또는 네오디뮴(2-에틸헥실) 포스핀산염 등); 카르밤산염(예를 들면, 네오디뮴 디메틸 카르밤산염, 네오디뮴 디에틸 카르밤산염, 네오디뮴 디이소프로필 카르밤산염, 네오디뮴 디부틸 카르밤산염 또는 네오디뮴 디벤질 카르밤산염 등); 디티오 카르밤산염(예를 들면, 네오디뮴 디메틸디티오카르바민산염, 네오디뮴 디에틸디티오카르바민산염, 네오디뮴 디이소프로필 디티오 카르밤산염 또는 네오디뮴 디부틸디티오카르바민산염 등); 크산토겐산염(예를 들면, 네오디뮴 메틸 크산토겐산염, 네오디뮴 에틸 크산토겐산염, 네오디뮴 이소프로필 크산토겐산염, 네오디뮴 부틸 크산토겐산염, 또는 네오디뮴 벤질 크산토겐산염 등); β-디케토네이트(예를 들면, 네오디뮴 아세틸아세토네이트, 네오디뮴 트리플루오로아세틸 아세토네이트, 네오디뮴 헥사플루오로아세틸 아세토네이트 또는 네오디뮴 벤조일 아세토네이트 등); 알콕시드 또는 알릴옥시드(예를 들면, 네오디뮴 메톡사이드, 네오디뮴 에톡시드, 네오디뮴 이소프로폭사이드, 네오디뮴 페녹사이드 또는 네오디뮴 노닐 페녹사이드 등); 할로겐화물 또는 의사 할로겐화물(네오디뮴 불화물, 네오디뮴 염화물, 네오디뮴 브롬화물, 네오디뮴 요오드화물, 네오디뮴 시안화물, 네오디뮴 시안산염, 네오디뮴 티오시안산염, 또는 네오디뮴 아지드 등); 옥시할라이드(예를 들면, 네오디뮴 옥시플루오라이드, 네오디뮴 옥시 클로라이드, 또는 네오디뮴 옥시 브로마이드 등); 또는 1 이상의 희토류 원소-탄소 결합을 포함하는 유기 네오디뮴 화합물(예를 들면, Cp3Ln, Cp2LnR, Cp2LnCl, CpLnCl2, CpLn(시클로옥타테트라엔), (C5Me5)2LnR, LnR3, Ln(알릴)3, 또는 Ln(알릴)2Cl 등, 상기 식중 Ln은 희토류 금속 원소이고, R은 하이드로카르빌기이다) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.The neodymium compounds include their carboxylate salts (e.g., neodymium acetate, neodymium acrylate, neodymium methacrylate, neodymium gluconate, neodymium citrate, neodymium fumarate, neodymium lactate, neodymium maleate, neodymium oxalate, neodymium 2 -ethylhexanoate, neodymium neodecanoate, etc.); Organophosphates (e.g. neodymium dibutyl phosphate, neodymium dipentyl phosphate, neodymium dihexyl phosphate, neodymium diheptyl phosphate, neodymium dioctyl phosphate, neodymium bis(1-methylheptyl) phosphate, neodymium bis(2-ethylhexyl) phosphate, or neodymium didecyl phosphate, etc.); Organic phosphonates (e.g. neodymium butyl phosphonate, neodymium pentyl phosphonate, neodymium hexyl phosphonate, neodymium heptyl phosphonate, neodymium octyl phosphonate, neodymium (1-methyl heptyl) phosphonate, neodymium (2-ethylhexyl) phosphonate, neodymium disyl phosphonate, neodymium dodecyl phosphonate or neodymium octadecyl phosphonate, etc.); Organic phosphinates (e.g. neodymium butylphosphinate, neodymium pentylphosphinate, neodymium hexyl phosphinate, neodymium heptyl phosphinate, neodymium octyl phosphinate, neodymium (1-methylheptyl) phosphinate, or neodymium (2-ethylhexyl) phosphinate, etc.); Carbamates (e.g. neodymium dimethyl carbamate, neodymium diethyl carbamate, neodymium diisopropyl carbamate, neodymium dibutyl carbamate or neodymium dibenzyl carbamate, etc.); dithiocarbamate (e.g., neodymium dimethyldithiocarbamate, neodymium diethyldithiocarbamate, neodymium diisopropyl dithiocarbamate, or neodymium dibutyldithiocarbamate, etc.); xanthogenates (e.g., neodymium methyl xanthogenate, neodymium ethyl xanthogenate, neodymium isopropyl xanthogenate, neodymium butyl xanthogenate, or neodymium benzyl xanthogenate, etc.); β-diketonates (e.g. neodymium acetylacetonate, neodymium trifluoroacetyl acetonate, neodymium hexafluoroacetyl acetonate or neodymium benzoyl acetonate, etc.); Alkoxides or allyloxides (e.g. neodymium methoxide, neodymium ethoxide, neodymium isopropoxide, neodymium phenoxide or neodymium nonyl phenoxide, etc.); Halides or pseudohalides (such as neodymium fluoride, neodymium chloride, neodymium bromide, neodymium iodide, neodymium cyanide, neodymium cyanate, neodymium thiocyanate, or neodymium azide); Oxyhalides (e.g., neodymium oxyfluoride, neodymium oxychloride, or neodymium oxybromide, etc.); or an organic neodymium compound containing one or more rare earth element-carbon bonds (e.g., Cp 3 Ln, Cp 2 LnR, Cp 2 LnCl, CpLnCl 2 , CpLn(cyclooctatetraene), (C 5 Me 5 ) 2 LnR , LnR 3 , Ln (allyl) 3 , or Ln (allyl) 2 Cl, wherein Ln is a rare earth metal element and R is a hydrocarbyl group), any one of these, or a mixture of two or more thereof. It can be included.

구체적으로, 상기 네오디뮴 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 네오디뮴 화합물을 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the neodymium compound may include a neodymium compound represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 3에서, Ra 내지 Rc는 서로 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, 단, Ra 내지 Rc가 모두 동시에 수소는 아니다.In Formula 3, R a to R c are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, but R a to R c are not all hydrogen at the same time.

더 구체적으로, 상기 네오디뮴 화합물은 Nd(2-에틸헥사노에이트)3, Nd(2,2-디메틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-이소프로필 데카노에이트)3, Nd(2-부틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-헥실-2-옥틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 노나노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 노나노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 노나노에이트)3 및 Nd(2-에틸-2-헥실 노나노에이트)3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.More specifically, the neodymium compound is Nd (2-ethylhexanoate) 3 , Nd (2,2-dimethyl decanoate) 3 , Nd (2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd (2, 2-dipropyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dihexyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dioctyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2 -Propyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-isopropyl decanoate) 3 , Nd (2-butyl-2 -hexyl decanoate) 3 , Nd (2-hexyl-2-octyl decanoate) 3 , Nd (2,2-diethyl octanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dihexyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl- 2-hexyl octanoate) 3 , Nd (2,2-diethyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dihexyl nonanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl nonanoate) 3 and Nd (2-ethyl-2-hexyl nonanoate) 3 1 selected from the group consisting of It may be more than one species.

또한, 다른 예로, 올리고머화에 대한 우려 없이 용매에 대한 우수한 용해도, 촉매 활성종으로의 전환율 및 이에 따른 촉매 활성 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 상기 네오디뮴 화합물은 보다 구체적으로 상기 화학식 3에서 Ra가 탄소수 4 내지 12의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 서로 독립적으로 수소 또는 탄소수 2 내지 8의 알킬기이되, 단 Rb 및 Rc가 동시에 수소가 아닌 네오디뮴계 화합물일 수 있다.In addition, as another example, considering the excellent solubility in solvents without concerns about oligomerization, the conversion rate to catalytically active species, and the resulting excellent effect of improving catalytic activity, the neodymium compound is more specifically, in Formula 3, R a is It is an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and R b and R c are independently hydrogen or an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, but R b and R c may be neodymium-based compounds that are not hydrogen at the same time.

보다 구체적인 예로, 상기 화학식 3에서 상기 Ra는 탄소수 6 내지 8의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 2 내지 6의 알킬기일 수 있으며, 이때 상기 Rb 및 Rc는 동시에 수소가 아닐 수 있고, 그 구체적인 예로는 Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-이소프로필 데카노에이트)3, Nd(2-부틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-헥실-2-옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-t-부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 노나노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 노나노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 노나노에이트)3 및 Nd(2-에틸-2-헥실 노나노에이트)3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이 중에서도 상기 네오디뮴계 화합물은 Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, 및 Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.As a more specific example, in Formula 3, R a is an alkyl group having 6 to 8 carbon atoms, and R b and R c may each independently be hydrogen or an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, wherein R b and R c are At the same time, it may not be hydrogen, and specific examples include Nd (2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl decanoate) ) 3 , Nd (2,2-dihexyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dioctyl decanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl decanoate) 3 , Nd (2- Ethyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-hexyl Decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-isopropyl decanoate) 3 , Nd (2-butyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd (2-hexyl-2-octyl decanoate) 3 , Nd (2-t-butyl decanoate) 3 , Nd (2,2-diethyl octanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl octanoate) 3 , Nd (2,2-di Butyl octanoate) 3 , Nd (2,2-dihexyl octanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl octanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-hexyl octanoate) 3 , Nd (2,2-diethyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-di It may be one or more selected from the group consisting of hexyl nonanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl nonanoate) 3 , and Nd (2-ethyl-2-hexyl nonanoate) 3 , among which the above Neodymium-based compounds include Nd (2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl decanoate) 3 , Nd (2, It may be one or more selected from the group consisting of 2-dihexyl decanoate) 3 , and Nd (2,2-dioctyl decanoate) 3 .

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 3에서, 상기 Ra는 탄소수 6 내지 8의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 알킬기일 수 있다.More specifically, in Formula 3, R a is an alkyl group having 6 to 8 carbon atoms, and R b and R c may each independently be an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

이와 같이, 상기 화학식 3으로 표시되는 네오디뮴계 화합물은 α(알파) 위치에 탄소수 2 이상의 다양한 길이의 알킬기를 치환기로 포함하는 카르복실레이트 리간드를 포함함으로써, 네오디뮴 중심 금속 주위에 입체적인 변화를 유도하여 화합물 간의 엉김 현상을 차단할 수 있고, 이에 따라, 올리고머화를 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이와 같은 네오디뮴계 화합물은 용매에 대한 용해도가 높고, 촉매 활성종으로의 전환에 어려움이 있는 중심 부분에 위치하는 네오디뮴 비율이 감소되어 촉매 활성종으로의 전환율이 높은 효과가 있다.In this way, the neodymium-based compound represented by Formula 3 includes a carboxylate ligand containing an alkyl group of various lengths of 2 or more carbon atoms at the α (alpha) position as a substituent, thereby inducing a steric change around the neodymium center metal to form a compound. It can block liver aggregation, and thus has the effect of suppressing oligomerization. In addition, such neodymium-based compounds have high solubility in solvents and have the effect of increasing the conversion rate to catalytically active species by reducing the proportion of neodymium located in the central portion where conversion to catalytically active species is difficult.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 네오디뮴 화합물의 용해도는 상온(25℃)에서 비극성 용매 6 g 당 약 4 g 이상일 수 있다. Additionally, the solubility of the neodymium compound according to an embodiment of the present invention may be about 4 g or more per 6 g of non-polar solvent at room temperature (25°C).

본 발명에 있어서, 네오디뮴계 화합물의 용해도는 탁한 현상 없이 맑게 용해되는 정도를 의미하는 것으로, 이와 같이 높은 용해도를 나타냄으로써 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.In the present invention, the solubility of a neodymium-based compound refers to the degree to which it dissolves clearly without clouding, and by exhibiting such high solubility, it can exhibit excellent catalytic activity.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 네오디뮴 화합물은 루이스 염기와의 반응물의 형태로 사용될 수도 있다. 이 반응물은 루이스 염기에 의해, 네오디뮴 화합물의 용매에 대한 용해성을 향상시키고, 장기간 안정한 상태로 저장할 수 있는 효과가 있다. 상기 루이스 염기는 일례로 희토류 원소 1 몰 당 30 몰 이하, 또는 1 내지 10 몰의 비율로 사용될 수 있다. 상기 루이스 염기는 일례로 아세틸아세톤, 테트라히드로푸란, 피리딘, N,N-디메틸포름아미드, 티오펜, 디페닐에테르, 트리에틸아민, 유기인 화합물 또는 1가 또는 2가의 알코올 등일 수 있다. Additionally, the neodymium compound according to an embodiment of the present invention may be used in the form of a reactant with a Lewis base. This reactant has the effect of improving the solubility of the neodymium compound in the solvent by using a Lewis base and allowing it to be stored in a stable state for a long period of time. For example, the Lewis base may be used in an amount of 30 moles or less, or 1 to 10 moles per mole of rare earth element. The Lewis base may be, for example, acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N,N-dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, an organophosphorus compound, or a monovalent or divalent alcohol.

한편, 상기 촉매 조성물은 네오디뮴 화합물과 함께 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.Meanwhile, the catalyst composition may further include at least one of an alkylating agent, a halide, and a conjugated diene monomer along with a neodymium compound.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 조성물은 네오디뮴 화합물을 포함하고, 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다. That is, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention may include a neodymium compound and further include at least one of an alkylating agent, a halide, and a conjugated diene monomer.

이하, 상기 (a) 알킬화제, (b) 할로겐화물 및 (c) 공액디엔계 단량체를 나누어 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the (a) alkylating agent, (b) halide, and (c) conjugated diene monomer will be separately described in detail.

(a) 알킬화제 (a) Alkylating agent

상기 알킬화제는 히드로카르빌기를 다른 금속으로 전달할 수 있는 유기금속 화합물로서 조촉매의 역할을 하는 것일 수 있다. 상기 알킬화제는 통상 디엔계 중합체의 제조시 알킬화제로서 사용되는 것이라면 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 예컨대 유기 알루미늄 화합물, 유기 마그네슘 화합물, 또는 유기 리튬 화합물 등과 같이, 중합 용매에 가용성이며, 금속-탄소 결합을 함유하는 유기금속 화합물일 수 있다.The alkylating agent is an organometallic compound capable of transferring a hydrocarbyl group to another metal and may serve as a cocatalyst. The alkylating agent may be used without particular limitation as long as it is commonly used as an alkylating agent in the production of diene polymers, and is soluble in the polymerization solvent, such as an organoaluminum compound, an organomagnesium compound, or an organolithium compound, and forms a metal-carbon bond. It may be an organometallic compound containing.

구체적으로는, 상기 유기 알루미늄 화합물로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리-n-프로필알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-n-부틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리-t-부틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리시클로헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄 등의 알킬알루미늄; 디에틸알루미늄 하이드라이드, 디-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 디이소프로필알루미늄 하이드라이드, 디-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, 디페닐알루미늄 하이드라이드, 디-p-톨릴알루미늄 하이드라이드, 디벤질알루미늄 하이드라이드, 페닐에틸알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 페닐이소프로필알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 페닐이소부틸알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴에틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-프로필알루미늄 하이드라이드, p-톨릴이소프로필알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-부틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴이소부틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, 벤질에틸알루미늄 하이드라이드, 벤질-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 벤질이소프로필알루미늄 하이드라이드, 벤질-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 벤질이소부틸알루미늄 하이드라이드 또는 벤질-n-옥틸알루미늄 하이드라이드 등의 디히드로카르빌알루미늄 하이드라이드; 에틸알루미늄 디하이드라이드, n-프로필알루미늄 디하이드라이드, 이소프로필알루미늄 디하이드라이드, n-부틸알루미늄 디하이드라이드, 이소부틸알루미늄 디하이드라이드 또는 n-옥틸알루미늄 디하이드라이드 등과 같은 히드로카르빌알루미늄 디하이드라이드 등을 들 수 있다. 상기 유기 마그네슘 화합물로는 디에틸마그네슘, 디-n-프로필마그네슘, 디이소프로필마그네슘, 디부틸마그네슘, 디헥실마그네슘, 디페닐마그네슘, 또는 디벤질마그네슘과 같은 알킬마그네슘 화합물 등을 들 수 있고, 또 상기 유기 리튬 화합물로는 n-부틸리튬 등과 같은 알킬 리튬 화합물 등을 들 수 있다. Specifically, the organic aluminum compounds include trimethyl aluminum, triethyl aluminum, tri-n-propyl aluminum, triisopropyl aluminum, tri-n-butyl aluminum, triisobutyl aluminum, tri-t-butyl aluminum, and tripentyl. Alkyl aluminum such as aluminum, trihexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, and trioctyl aluminum; Diethylaluminum hydride, di-n-propyl aluminum hydride, diisopropyl aluminum hydride, di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride (DIBAH), di-n-octyl aluminum hydride, Diphenyl aluminum hydride, di-p-tolyl aluminum hydride, dibenzyl aluminum hydride, phenylethyl aluminum hydride, phenyl-n-propyl aluminum hydride, phenyl isopropyl aluminum hydride, phenyl-n-butylaluminum hydride. hydride, phenyl isobutylaluminum hydride, phenyl-n-octyl aluminum hydride, p-tolylethylaluminum hydride, p-tolyl-n-propylaluminum hydride, p-tolylisopropyl aluminum hydride, p-tolyl- n-butyl aluminum hydride, p-tolyl isobutyl aluminum hydride, p-tolyl-n-octyl aluminum hydride, benzyl ethyl aluminum hydride, benzyl-n-propyl aluminum hydride, benzyl isopropyl aluminum hydride, benzyl Dihydrocarbyl aluminum hydrides such as -n-butyl aluminum hydride, benzylisobutyl aluminum hydride, or benzyl-n-octyl aluminum hydride; Hydrocarbylaluminum dihydride, such as ethyl aluminum dihydride, n-propyl aluminum dihydride, isopropyl aluminum dihydride, n-butyl aluminum dihydride, isobutyl aluminum dihydride, or n-octyl aluminum dihydride. Hydride, etc. can be mentioned. The organic magnesium compounds include alkyl magnesium compounds such as diethyl magnesium, di-n-propyl magnesium, diisopropyl magnesium, dibutyl magnesium, dihexyl magnesium, diphenyl magnesium, or dibenzyl magnesium, and the like. Examples of the organic lithium compound include alkyl lithium compounds such as n-butyllithium.

또한, 상기 유기 알루미늄 화합물은 알루미녹산일 수 있다.Additionally, the organoaluminum compound may be aluminoxane.

상기 알루미녹산은 트리히드로카르빌 알루미늄계 화합물에 물을 반응시킴으로써 제조된 것일 수 있으며, 구체적으로는 하기 화학식 4a의 직쇄 알루미녹산 또는 하기 화학식 4b의 환형 알루미녹산일 수 있다. The aluminoxane may be prepared by reacting water with a trihydrocarbyl aluminum compound. Specifically, it may be a straight-chain aluminoxane of the formula 4a below or a cyclic aluminoxane of the formula 4b below.

[화학식 4a][Formula 4a]

[화학식 4b][Formula 4b]

상기 화학식 4a 및 4b에서, R은 탄소 원자를 통해 알루미늄 원자에 결합하는 1가의 유기기로서, 하이드로카르빌기일 수 일 수 있으며, x 및 y는 서로 독립적으로 1 이상의 정수, 구체적으로는 1 내지 100, 더 구체적으로는 2 내지 50의 정수일 수 있다. In Formulas 4a and 4b, R is a monovalent organic group bonded to an aluminum atom through a carbon atom and may be a hydrocarbyl group, and x and y are independently an integer of 1 or more, specifically 1 to 100. , more specifically, it may be an integer from 2 to 50.

보다 더 구체적으로는, 상기 알루미녹산은 메틸알루미녹산(MAO), 변성 메틸알루미녹산(MMAO), 에틸알루미녹산, n-프로필알루미녹산, 이소프로필알루미녹산, 부틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, n-펜틸알루미녹산, 네오펜틸알루미녹산, n-헥실알루미녹산, n-옥틸알루미녹산, 2-에틸헥실알루미녹산, 시클로헥실알루미녹산, 1-메틸시클로펜틸알루미녹산, 페닐알루미녹산 또는 2,6-디메틸페닐 알루미녹산 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.More specifically, the aluminoxane is methylaluminoxane (MAO), modified methylaluminoxane (MMAO), ethyl aluminoxane, n-propyl aluminoxane, isopropyl aluminoxane, butyl aluminoxane, isobutyl aluminoxane, n -Pentyl aluminoxane, neopentyl aluminoxane, n-hexyl aluminoxane, n-octyl aluminoxane, 2-ethylhexyl aluminoxane, cyclohexyl aluminoxane, 1-methylcyclopentyl aluminoxane, phenyl aluminoxane or 2,6- It may be dimethylphenyl aluminoxane, etc., and any one or a mixture of two or more of these may be used.

또한, 상기 변성 메틸알루미녹산은 메틸알루미녹산의 메틸기를 수식기(R), 구체적으로는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기로 치환한 것으로, 구체적으로는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물일 수 있다.In addition, the modified methylaluminoxane is obtained by replacing the methyl group of methylaluminoxane with a modification group (R), specifically a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and may be a compound represented by the following formula (5).

[화학식 5][Formula 5]

상기 화학식 5에서, R은 앞서 정의한 바와 같으며, m 및 n은 서로 독립적으로 2 이상의 정수일 수 있다. 또한, 상기 화학식 5에서, Me는 메틸기(methyl group)을 나타내는 것이다. In Formula 5, R is as defined above, and m and n may be independently integers of 2 or more. Additionally, in Formula 5, Me represents a methyl group.

구체적으로, 상기 화학식 5에서 상기 R은 탄소수 2 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기, 알릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 알키닐기일 수 있으며, 보다 구체적으로는 에틸기, 이소부틸기, 헥실기 또는 옥틸기 등과 같은 탄소수 2 내지 10의 알킬기이고, 보다 더 구체적으로는 이소부틸기일 수 있다.Specifically, in Formula 5, R is an alkyl group with 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, an alkenyl group with 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkenyl group with 3 to 20 carbon atoms, an aryl group with 6 to 20 carbon atoms, It may be an arylalkyl group with 7 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group with 7 to 20 carbon atoms, an allyl group, or an alkynyl group with 2 to 20 carbon atoms, and more specifically, a 2-carbon atom group such as an ethyl group, isobutyl group, hexyl group, or octyl group. It may be an alkyl group of 10 to 10, and more specifically, it may be an isobutyl group.

더 구체적으로, 상기 변성 메틸알루미녹산은 메틸알루미녹산의 메틸기의 약 50 몰% 내지 90 몰%를 상기한 탄화수소기로 치환한 것일 수 있다. 변성 메틸알루미녹산 내 치환된 탄화수소기의 함량이 상기 범위 내일 때, 알킬화를 촉진시켜 촉매활성을 증가시킬 수 있다.More specifically, the modified methylaluminoxane may be one in which about 50 mol% to 90 mol% of the methyl group of methylaluminoxane is replaced with the hydrocarbon group described above. When the content of substituted hydrocarbon groups in modified methylaluminoxane is within the above range, alkylation can be promoted and catalytic activity can be increased.

이와 같은 변성 메틸알루미녹산은 통상의 방법에 따라 제조될 수 있으며, 구체적으로는 트리메틸알루미늄과 트리메틸알루미늄 이외의 알킬알루미늄을 이용하여 제조될 수 있다. 이때 상기 알킬알루미늄은 트리이소부틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리헥실알루미늄 또는 트리옥틸알루미늄 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.Such modified methylaluminoxane can be manufactured according to conventional methods, and specifically, it can be manufactured using trimethylaluminum and alkyl aluminum other than trimethylaluminum. At this time, the alkyl aluminum may be triisobutyl aluminum, triethyl aluminum, trihexyl aluminum, or trioctyl aluminum, and any one or a mixture of two or more of these may be used.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매 조성물은 상기 알킬화제를 상기 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 1 내지 200 몰비, 구체적으로는 1 내지 100 몰비, 더욱 구체적으로는 3 내지 20 몰비로 포함하는 것일 수 있다. 만약, 상기 알킬화제를 200 몰비를 초과하여 포함하는 경우에는 중합체 제조 시 촉매 반응 제어가 용이하지 않고, 과량의 알킬화제가 부반응을 일으킬 우려가 있다.In addition, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention may include the alkylating agent at a molar ratio of 1 to 200, specifically 1 to 100 molar ratio, and more specifically 3 to 20 molar ratio with respect to 1 mole of the neodymium compound. there is. If the alkylating agent is included in a molar ratio exceeding 200, it is not easy to control the catalytic reaction during polymer production, and there is a risk that an excessive amount of alkylating agent may cause side reactions.

(b) 할로겐화물(b) Halides

상기 할로겐화물은 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 할로겐 단체(單體), 할로겐간 화합물(interhalogen compound), 할로겐화수소, 유기 할라이드, 비금속 할라이드, 금속 할라이드 또는 유기금속 할라이드 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 촉매 활성 향상 및 이에 따른 반응성 개선 효과의 우수함을 고려할 때 상기 할로겐화물로는 유기 할라이드, 금속 할라이드 및 유기금속 할라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The halogenide is not particularly limited, but includes, for example, a single halogen, an interhalogen compound, a hydrogen halide, an organic halide, a non-metal halide, a metal halide, or an organometallic halide, any of these. One or a mixture of two or more may be used. Among these, considering the excellent effect of improving catalyst activity and thereby improving reactivity, any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of organic halides, metal halides and organometallic halides may be used as the halide.

상기 할로겐 단체로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 들 수 있다. The halogen group may include fluorine, chlorine, bromine, or iodine.

또한, 상기 할로겐간 화합물로는 요오드 모노클로라이드, 요오드 모노브로마이드, 요오드 트리클로라이드, 요오드 펜타플루오라이드, 요오드 모노플루오라이드 또는 요오드 트리플루오라이드 등을 들 수 있다. In addition, the interhalogen compound may include iodine monochloride, iodine monobromide, iodine trichloride, iodine pentafluoride, iodine monofluoride, or iodine trifluoride.

또한, 상기 할로겐화수소로는 불화수소, 염화수소, 브롬화수소 또는 요오드화수소를 들 수 있다.In addition, the hydrogen halide may include hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, or hydrogen iodide.

또한, 상기 유기 할라이드로는 t-부틸 클로라이드(t-BuCl), t-부틸 브로마이드, 알릴 클로라이드, 알릴 브로마이드, 벤질 클로라이드, 벤질 브로마이드, 클로로-디-페닐메탄, 브로모-디-페닐메탄, 트리페닐메틸 클로라이드, 트리페닐메틸 브로마이드, 벤질리덴 클로라이드, 벤질리덴 브로마이드, 메틸트리클로로실란, 페닐트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 디페닐디클로로실란, 트리메틸클로로실란(TMSCl), 벤조일 클로라이드, 벤조일 브로마이드, 프로피오닐 클로라이드, 프로피오닐 브로마이드, 메틸 클로로포르메이트, 메틸 브로모포르메이트, 요오도메탄, 디요오도메탄, 트리요오도메탄 ('요오도포름'으로도 불리움), 테트라요오도메탄, 1-요오도프로판, 2-요오도프로판, 1,3-디요오도프로판, t-부틸 요오다이드, 2,2-디메틸-1-요오도프로판 ('네오펜틸 요오다이드'로도 불리움), 알릴 요오다이드, 요오도벤젠, 벤질 요오다이드, 디페닐메틸 요오다이드, 트리페닐메틸 요오다이드, 벤질리덴 요오다이드 ('벤잘 요오다이드'로도 불리움), 트리메틸실릴 요오다이드, 트리에틸실릴 요오다이드, 트리페닐실릴 요오다이드, 디메틸디요오도실란, 디에틸디요오도실란, 디페닐디요오도실란, 메틸트리요오도실란, 에틸트리요오도실란, 페닐트리요오도실란, 벤조일 요오다이드, 프로피오닐 요오다이드 또는 메틸 요오도포르메이트 등을 들 수 있다.In addition, the organic halides include t-butyl chloride (t-BuCl), t-butyl bromide, allyl chloride, allyl bromide, benzyl chloride, benzyl bromide, chloro-di-phenylmethane, bromo-di-phenylmethane, and tri-phenylmethane. Phenylmethyl chloride, triphenylmethyl bromide, benzylidene chloride, benzylidene bromide, methyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, diphenyldichlorosilane, trimethylchlorosilane (TMSCl), benzoyl chloride, benzoyl bromide, propylene Onyl chloride, propionyl bromide, methyl chloroformate, methyl bromoformate, iodomethane, diiodomethane, triiodomethane (also called 'iodoform'), tetraiodomethane, 1-iodomethane Dopropane, 2-iodopropane, 1,3-diiodopropane, t-butyl iodide, 2,2-dimethyl-1-iodopropane (also called 'neopentyl iodide'), allyl iodide Odide, iodobenzene, benzyl iodide, diphenylmethyl iodide, triphenylmethyl iodide, benzylidene iodide (also called 'benzal iodide'), trimethylsilyl iodide, triethyl Silyl iodide, triphenylsilyl iodide, dimethyldiiodosilane, diethyldiiodosilane, diphenyldiiodosilane, methyltriiodosilane, ethyltriiodosilane, phenyltriiodosilane, Benzoyl iodide, propionyl iodide, or methyl iodoformate may be mentioned.

또한, 상기 비금속 할라이드로는 삼염화인, 삼브롬화인, 오염화인, 옥시염화인, 옥시브롬화인, 삼불화붕소, 삼염화붕소, 삼브롬화붕소, 사불화규소, 사염화규소(SiCl4), 사브롬화규소, 삼염화비소, 삼브롬화비소, 사염화셀레늄, 사브롬화셀레늄, 사염화텔루르, 사브롬화텔루르, 사요오드화규소, 삼요오드화비소, 사요오드화텔루르, 삼요오드화붕소, 삼요오드화인, 옥시요오드화인 또는 사요오드화셀레늄 등을 들 수 있다.In addition, the non-metal halide includes phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, phosphorus pentachloride, phosphorus oxychloride, phosphorus oxybromide, boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, silicon tetrafluoride, silicon tetrachloride (SiCl 4 ), and silicon tetrabromide. , arsenic trichloride, arsenic tribromide, selenium tetrachloride, selenium tetrabromide, tellurium tetrachloride, tellurium tetrabromide, silicon tetraiodide, arsenic triiodide, tellurium tetraiodide, boron triiodide, phosphorus triiodide, phosphorus oxyiodide or selenium tetraiodide, etc. can be mentioned.

또한, 상기 금속 할라이드로는 사염화주석, 사브롬화주석, 삼염화알루미늄, 삼브롬화알루미늄, 삼염화안티몬, 오염화안티몬, 삼브롬화안티몬, 삼불화알루미늄, 삼염화갈륨, 삼브롬화갈륨, 삼불화갈륨, 삼염화인듐, 삼브롬화인듐, 삼불화인듐, 사염화티타늄, 사브롬화티타늄, 이염화아연, 이브롬화아연, 이불화아연, 삼요오드화알루미늄, 삼요오드화갈륨, 삼요오드화인듐, 사요오드화티타늄, 이요오드화아연, 사요오드화게르마늄, 사요오드화주석, 이요오드화주석, 삼요오드화안티몬 또는 이요오드화마그네슘을 들 수 있다.In addition, the metal halide includes tin tetrachloride, tin tetrabromide, aluminum trichloride, aluminum tribromide, antimony trichloride, antimony pentachloride, antimony tribromide, aluminum trifluoride, gallium trichloride, gallium tribromide, gallium trifluoride, indium trichloride, Indium tribromide, indium trifluoride, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, zinc dichloride, zinc dibromide, zinc difluoride, aluminum triiodide, gallium triiodide, indium triiodide, titanium tetraiodide, zinc diiodide, tetraiodide Examples include germanium, tin tetraiodide, tin diiodide, antimony triiodide, or magnesium diiodide.

또한, 상기 유기금속 할라이드로는 디메틸알루미늄 클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 디메틸알루미늄 브로마이드, 디에틸알루미늄 브로마이드, 디메틸알루미늄 플루오라이드, 디에틸알루미늄 플루오라이드, 메틸알루미늄 디클로라이드, 에틸알루미늄 디클로라이드, 메틸알루미늄 디브로마이드, 에틸알루미늄 디브로마이드, 메틸알루미늄 디플루오라이드, 에틸알루미늄 디플루오라이드, 메틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드(EASC), 이소부틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 메틸마그네슘 클로라이드, 메틸마그네슘 브로마이드, 에틸마그네슘 클로라이드, 에틸마그네슘 브로마이드, n-부틸마그네슘 클로라이드, n-부틸마그네슘 브로마이드, 페닐마그네슘 클로라이드, 페닐마그네슘 브로마이드, 벤질마그네슘 클로라이드, 트리메틸주석 클로라이드, 트리메틸주석 브로마이드, 트리에틸주석 클로라이드, 트리에틸주석 브로마이드, 디-t-부틸주석 디클로라이드, 디-t-부틸주석 디브로마이드, 디-n-부틸주석 디클로라이드, 디-n-부틸주석 디브로마이드, 트리-n-부틸주석 클로라이드, 트리-n-부틸주석 브로마이드, 메틸마그네슘 요오다이드, 디메틸알루미늄 요오다이드, 디에틸알루미늄 요오다이드, 디-n-부틸알루미늄 요오다이드, 디이소부틸알루미늄 요오다이드, 디-n-옥틸알루미늄 요오다이드, 메틸알루미늄 디요오다이드, 에틸알루미늄 디요오다이드, n-부틸알루미늄 디요오다이드, 이소부틸알루미늄 디요오다이드, 메틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 에틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 이소부틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 에틸마그네슘 요오다이드, n-부틸마그네슘 요오다이드, 이소부틸마그네슘 요오다이드, 페닐마그네슘 요오다이드, 벤질마그네슘 요오다이드, 트리메틸주석 요오다이드, 트리에틸주석 요오다이드, 트리-n-부틸주석 요오다이드, 디-n-부틸주석 디요오다이드 또는 디-t-부틸주석 디요오다이드 등을 들 수 있다.In addition, the organometallic halides include dimethyl aluminum chloride, diethylaluminum chloride, dimethyl aluminum bromide, diethylaluminum bromide, dimethyl aluminum fluoride, diethylaluminum fluoride, methylaluminum dichloride, ethyl aluminum dichloride, and methylaluminum dichloride. Bromide, Ethyl Aluminum Dibromide, Methyl Aluminum Difluoride, Ethyl Aluminum Difluoride, Methyl Aluminum Sesquichloride, Ethyl Aluminum Sesquichloride (EASC), Isobutyl Aluminum Sesquichloride, Methyl Magnesium Chloride, Methyl Magnesium Bromide, Ethyl Magnesium chloride, ethylmagnesium bromide, n-butylmagnesium chloride, n-butylmagnesium bromide, phenylmagnesium chloride, phenylmagnesium bromide, benzylmagnesium chloride, trimethyltin chloride, trimethyltin bromide, triethyltin chloride, triethyltin bromide, di -t-Butyltin dichloride, di-t-butyltin dibromide, di-n-butyltin dichloride, di-n-butyltin dibromide, tri-n-butyltin chloride, tri-n-butyltin bromide. , Methyl magnesium iodide, dimethyl aluminum iodide, diethylaluminum iodide, di-n-butylaluminum iodide, diisobutyl aluminum iodide, di-n-octyl aluminum iodide, methylaluminum Diiodide, ethyl aluminum diiodide, n-butyl aluminum diiodide, isobutyl aluminum diiodide, methyl aluminum sesqui iodide, ethyl aluminum sesqui iodide, isobutyl aluminum sesqui iodide, ethyl magnesium Odide, n-butylmagnesium iodide, isobutylmagnesium iodide, phenylmagnesium iodide, benzylmagnesium iodide, trimethyltin iodide, triethyltin iodide, tri-n-butyltin iodide. odide, di-n-butyltin diiodide, or di-t-butyltin diiodide.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매 조성물은 상기 할로겐화물을 상기 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 1 몰 내지 20 몰, 보다 구체적으로는 1 몰 내지 5 몰, 보다 구체적으로는 2 몰 내지 3 몰로 포함할 수 있다. 만약, 상기 할로겐화물을 20 몰비를 초과하여 포함하는 경우에는, 촉매 반응의 제거가 용이하지 않고, 과량의 할로겐화물이 부반응을 일으킬 우려가 있다. In addition, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention contains the halide in an amount of 1 mole to 20 mole, more specifically 1 mole to 5 mole, more specifically 2 mole to 3 mole, per 1 mole of the neodymium compound. It can be included. If the halide is contained in a molar ratio exceeding 20, it is not easy to remove the catalytic reaction, and there is a risk that the excess halide may cause a side reaction.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 조성물은, 상기 할로겐화물 대신에 또는 상기 할로겐화물과 함께, 비배위성 음이온 함유 화합물 또는 비배위 음이온 전구체 화합물을 포함할 수도 있다. Additionally, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention may include a non-coordinating anion-containing compound or a non-coordinating anion precursor compound instead of or together with the halide.

구체적으로, 상기 비배위성 음이온을 포함하는 화합물에 있어서, 비배위성 음이온은 입체 장애로 인해 촉매계의 활성 중심과 배위결합을 형성하지 않는, 입체적으로 부피가 큰 음이온으로서, 테트라아릴보레이트 음이온 또는 불화 테트라아릴보레이트 음이온 등일 수 있다. 또한, 상기 비배위성 음이온을 포함하는 화합물은 상기한 비배위성 음이온과 함께 트리아릴 카르보늄 양이온과 같은 카르보늄 양이온; N,N-디알킬 아닐리늄 양이온 등과 같은 암모늄 양이온, 또는 포스포늄 양이온 등의 상대 양이온을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 비배위성 음이온을 포함하는 화합물은, 트리페닐 카르보늄 테트라키스(펜타플루오로 페닐) 보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로 페닐) 보레이트, 트리페닐 카르보늄 테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸) 페닐]보레이트, 또는 N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸) 페닐]보레이트 등일 수 있다.Specifically, in the compound containing the non-coordinating anion, the non-coordinating anion is a sterically bulky anion that does not form a coordination bond with the active center of the catalyst system due to steric hindrance, and is a tetraaryl borate anion or tetraaryl fluoride. It may be a borate anion, etc. In addition, the compound containing the non-coordinating anion may include a carbonium cation such as a triaryl carbonium cation along with the non-coordinating anion; It may include an ammonium cation such as an N,N-dialkyl anilinium cation, or a counter cation such as a phosphonium cation. More specifically, the compound containing the non-coordinating anion is triphenyl carbonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenyl carbonium tetra It may be kiss[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate, or N,N-dimethylanilinium tetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate.

또한, 상기 비배위성 음이온 전구체로서는, 반응 조건하에서 비배위성 음이온이 형성 가능한 화합물로서, 트리아릴 붕소 화합물(BE3, 이때 E는 펜타플루오로페닐기 또는 3,5-비스(트리플루오로메틸) 페닐기 등과 같은 강한 전자흡인성의 아릴기임)을 들 수 있다.In addition, the non-coordinating anion precursor is a compound capable of forming a non-coordinating anion under reaction conditions, such as a triaryl boron compound (BE 3 , where E is a pentafluorophenyl group or a 3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl group, etc. (an aryl group with the same strong electron-attracting properties) can be mentioned.

(c) 공액디엔계 단량체(c) Conjugated diene monomer

또한, 상기 촉매 조성물은 공액디엔계 단량체를 더 포함할 수 있으며, 중합반응에 사용되는 공액디엔계 단량체의 일부를 중합용 촉매 조성물과 미리 혼합하여 전(pre) 중합한 예비중합(preforming) 또는 예비혼합(premix) 촉매 조성물의 형태로 사용함으로써, 촉매 조성물 활성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조되는 활성 중합체를 안정화시킬 수 있다. In addition, the catalyst composition may further include a conjugated diene-based monomer, and pre-polymerization or pre-polymerization is performed by mixing a portion of the conjugated diene-based monomer used in the polymerization reaction with the catalyst composition for polymerization in advance. By using it in the form of a premix catalyst composition, not only can the activity of the catalyst composition be improved, but also the produced active polymer can be stabilized.

본 발명에 있어서, 상기 "예비중합(preforming)"이란, 네오디뮴 화합물, 알킬화제 및 할로겐화물을 포함하는 촉매 조성물, 즉 촉매 시스템에서 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH) 등을 포함하는 경우, 이와 함께 다양한 촉매 조성물 활성종 생성가능성을 줄이기 위해 1,3-부타디엔 등의 공액디엔계 단량체를 소량 첨가하게 되며, 1,3-부타디엔 첨가와 함께 촉매 조성물 시스템 내에서 전(pre) 중합이 이루어짐을 의미할 수 있다. 또한 "예비혼합(premix)"이란 촉매 조성물 시스템에서 중합이 이루어지지 않고 각 화합물들이 균일하게 혼합된 상태를 의미할 수 있다.In the present invention, the "preforming" refers to a catalyst composition containing a neodymium compound, an alkylating agent, and a halide, that is, when the catalyst system includes diisobutylaluminum hydride (DIBAH), etc., along with various other processes. To reduce the possibility of generating active species in the catalyst composition, a small amount of conjugated diene monomer such as 1,3-butadiene is added, which may mean that pre-polymerization occurs within the catalyst composition system with the addition of 1,3-butadiene. there is. Additionally, “premix” may mean a state in which each compound is uniformly mixed without polymerization occurring in the catalyst composition system.

이때, 상기 촉매 조성물의 제조에 사용되는 공액디엔계 단량체는 상기 중합반응에 사용되는 공액디엔계 단량체의 총 사용량 범위 내에서 일부의 양이 사용되는 것일 수 있으며, 예컨대 상기 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 1 몰 내지 100 몰, 구체적으로는 10 몰 내지 50 몰, 또는 20 몰 내지 50 몰로 사용되는 것일 수 있다.At this time, the conjugated diene-based monomer used in the production of the catalyst composition may be used in a partial amount within the total amount of conjugated diene-based monomer used in the polymerization reaction, for example, 1 mole of the neodymium compound. It may be used in an amount of from mol to 100 mol, specifically from 10 mol to 50 mol, or from 20 mol to 50 mol.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매 조성물은 유기용매 중에서 전술한 네오디뮴 화합물 및 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나, 구체적으로는 네오디뮴 화합물, 알킬화제 및 할로겐화물, 그리고 선택적으로 공액디엔계 단량체를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 이때, 상기 유기용매는 상기한 촉매 조성물의 구성 성분들과 반응성이 없는 비극성 용매일 수 있다. 구체적으로, 상기 비극성 용매는 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, 이소펜탄, 이소헥산, 이소펜탄, 이소옥탄, 2,2-디메틸부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄 또는 메틸시클로헥산 등과 같은 선형, 분지형 또는 환형의 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소; 석유 에테르(petroleum ether) 또는 석유 주정제(petroleum spirits), 또는 케로센(kerosene) 등과 같은 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소의 혼합용매; 또는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소계 용매 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 비극성 용매는 상기한 선형, 분지형 또는 환형의 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소 또는 지방족 탄화수소의 혼합용매일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 n-헥산, 시클로헥산, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The catalyst composition according to an embodiment of the present invention contains at least one of the above-described neodymium compound and alkylating agent, halide and conjugated diene monomer, specifically neodymium compound, alkylating agent and halide, and optionally conjugated diene monomer in an organic solvent. It can be manufactured by mixing monomers. At this time, the organic solvent may be a non-polar solvent that is not reactive with the components of the catalyst composition. Specifically, the nonpolar solvent is n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, isopentane, isohexane, isopentane, isooctane, 2,2-dimethylbutane, cyclo linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms, such as pentane, cyclohexane, methylcyclopentane or methylcyclohexane; A mixed solvent of aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms, such as petroleum ether, petroleum spirits, or kerosene; Alternatively, it may be an aromatic hydrocarbon-based solvent such as benzene, toluene, ethylbenzene, or xylene, and any one or a mixture of two or more of these may be used. More specifically, the non-polar solvent may be a linear, branched, or cyclic aliphatic hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms or a mixed solvent of aliphatic hydrocarbons, and more specifically, n-hexane, cyclohexane, or a mixture thereof. You can.

또한, 상기 유기용매는 촉매 조성물을 구성하는 구성 성분, 특히 알킬화제의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다.Additionally, the organic solvent may be appropriately selected depending on the type of components constituting the catalyst composition, especially the alkylating agent.

구체적으로, 알킬화제로서 메틸알루미녹산(MAO) 또는 에틸알루미녹산 등의 알킬알루미녹산의 경우 지방족 탄화수소계 용매에 쉽게 용해되지 않기 때문에 방향족 탄화수소계 용매가 적절히 사용될 수 있다. Specifically, in the case of alkylaluminoxane such as methylaluminoxane (MAO) or ethyl aluminoxane as an alkylating agent, since it does not easily dissolve in aliphatic hydrocarbon solvent, an aromatic hydrocarbon solvent can be appropriately used.

또한, 알킬화제로서 변성 메틸알루미녹산이 사용되는 경우, 지방족 탄화수소계 용매가 적절히 사용될 수 있다. 이 경우, 중합 용매로서 주로 사용되는 헥산 등의 지방족 탄화수소계 용매와 함께 단일 용매 시스템의 구현이 가능하므로 중합 반응에 더욱 유리할 수 있다. 또한, 지방족 탄화수소계 용매는 촉매 활성을 촉진시킬 수 있으며, 이러한 촉매 활성에 의해 반응성을 더욱 향상시킬 수 있다.Additionally, when modified methylaluminoxane is used as the alkylating agent, an aliphatic hydrocarbon-based solvent may be appropriately used. In this case, it can be more advantageous for the polymerization reaction because it is possible to implement a single solvent system with an aliphatic hydrocarbon-based solvent such as hexane, which is mainly used as a polymerization solvent. Additionally, aliphatic hydrocarbon-based solvents can promote catalytic activity, and this catalytic activity can further improve reactivity.

한편, 상기 유기용매는 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 20 몰 내지 20,000 몰로, 보다 구체적으로는 100 몰 내지 1,000 몰로 사용되는 것일 수 있다.Meanwhile, the organic solvent may be used in an amount of 20 mole to 20,000 mole, more specifically, 100 mole to 1,000 mole per mole of neodymium compound.

한편, 상기 단계 1의 중합은 적어도 2기의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 연속식 중합으로 수행하거나, 회분식 반응기에서 수행되는 것일 수 있다. Meanwhile, the polymerization in Step 1 may be performed as a continuous polymerization in a polymerization reactor containing at least two reactors, or may be performed in a batch reactor.

또한, 상기 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있다. Additionally, the polymerization may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization, or constant temperature polymerization (adiabatic polymerization).

여기에서, 정온 중합은 촉매 조성물의 투입 후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 나타내는 것이고, 상기 승온 중합은 촉매 조성물의 투입 후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 나타내는 것이며, 상기 등온 중합은 촉매 조성물의 투입 후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 반응물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 나타내는 것이다. Here, constant temperature polymerization refers to a polymerization method that includes the step of polymerizing with its own reaction heat without arbitrarily applying heat after adding the catalyst composition, and the elevated temperature polymerization refers to a polymerization method in which the temperature is increased by arbitrarily applying heat after adding the catalyst composition. This indicates that the isothermal polymerization refers to a polymerization method in which the temperature of the reactant is kept constant by adding heat or taking heat away after adding the catalyst composition.

또한, 상기 중합은 배위 음이온 중합을 이용하여 수행하거나, 라디칼 중합에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로는 벌크중합, 용액중합, 현탁중합 또는 유화중합일 수 있고, 더 구체적으로는 용액중합일 수 있다.In addition, the polymerization may be performed using coordination anion polymerization or radical polymerization, and may specifically be bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, or emulsion polymerization, and more specifically, may be solution polymerization. .

상기 중합은 -20℃ 내지 200℃의 온도범위에서 수행하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 50℃ 내지 150℃, 더욱 구체적으로는 10℃ 내지 120℃ 또는 60℃ 내지 90℃의 온도범위에서 15분 내지 3시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 만약, 상기 중합 시 온도가 200℃를 초과하는 경우에는 중합 반응을 충분히 제어하기 어렵고, 생성된 공액디엔계 중합체의 시스-1,4 결합 함량이 낮아질 우려가 있으며, 온도가 -20℃ 미만이면 중합반응 속도 및 효율이 저하될 우려가 있다.The polymerization may be carried out in a temperature range of -20°C to 200°C, specifically in the temperature range of 50°C to 150°C, more specifically in the temperature range of 10°C to 120°C or 60°C to 90°C for 15 minutes. It may be performed for 3 hours. If the temperature during polymerization exceeds 200°C, it is difficult to sufficiently control the polymerization reaction, and there is a risk that the cis-1,4 bond content of the produced conjugated diene polymer may be lowered, and if the temperature is less than -20°C, polymerization There is a risk that reaction speed and efficiency may decrease.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 상기 활성 중합체를 제조한 후 폴리옥시에틸렌글리콜포스페이트 등과 같은 중합반응을 완료시키기 위한 반응정지제; 또는 2,6-디-t-부틸파라크레졸 등과 같은 산화방지제 등의 첨가제를 더 사용하여 중합을 종결시키는 단계를 포함할 수 있다. 이외에도, 반응정지제와 함께 용액중합을 용이하도록 하는 첨가제, 예컨대 킬레이트제, 분산제, pH 조절제, 탈산소제 또는 산소포착제(oxygen scavenger)와 같은 첨가제를 선택적으로 더 사용할 수 있다.In addition, the method for producing the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a reaction terminator for completing the polymerization reaction, such as polyoxyethylene glycol phosphate, after preparing the active polymer; Alternatively, it may include terminating the polymerization by further using additives such as antioxidants such as 2,6-di-t-butylparacresol. In addition, additives that facilitate solution polymerization, such as chelating agents, dispersants, pH adjusters, deoxidizers, or oxygen scavengers, can optionally be used along with the reaction terminator.

상기 단계 2는 활성 중합체를 변성반응시켜 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제조하는 단계로, 상기 활성 중합체에 화학식 1로 표시되는 변성제를 반응시켜 수행할 수 있다. Step 2 is a step of preparing a modified conjugated diene-based polymer containing a functional group by denaturing the active polymer, and can be performed by reacting the active polymer with a denaturing agent represented by Formula 1.

통상적으로, 활성 중합체와 변성제를 반응시키는 경우 전술한 바와 같이 활성 중합체의 말단에 유기금속 부위를 가지고 있어 중합체 말단과 변성제 간의 반응이 일어나고, 이에 중합체의 말단에 변성제 유래 작용기가 결합되는 구조의 변성 중합체 만이 제조될 수 있다. Typically, when an active polymer and a denaturant are reacted, as described above, the active polymer has an organometallic moiety at the terminal, so a reaction occurs between the polymer terminal and the denaturant, and a modified polymer has a structure in which a functional group derived from the denaturant is bonded to the terminal of the polymer. can only be manufactured.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조방법은 화학식 1로 표시되는 변성제를 이용함으로써 하기 반응식 1과 같이 공액디엔계 단량체 유래단위로 구성되는 중합체 사슬 내 이중결합과 상기 변성제 내 아조기의 반응이 일어나게 되고, 이에 상기 변성제 유래 작용기가 중합체 사슬 사이를 연결하는 연결기로서 존재하면서 중합체 사슬 측쇄에 변성제 유래 작용기가 결합되어 있는 구조의 변성 공액디엔계 중합체를 제조할 수 있다. However, the production method according to an embodiment of the present invention uses a denaturant represented by Chemical Formula 1, so that the reaction between the double bond in the polymer chain composed of units derived from conjugated diene monomers and the azo group in the denaturant occurs as shown in Scheme 1 below. This occurs, and as a result, a modified conjugated diene-based polymer having a structure in which the functional group derived from the denaturant is present as a linking group connecting polymer chains and the functional group derived from the denaturant is bonded to the side chain of the polymer chain can be manufactured.

[반응식 1][Scheme 1]

상기 반응식 1에서, 1은 공액디엔계 단량체 유래단위로 구성되는 중합체 주사슬, 2는 변성제 그리고 3은 변성제 유래 작용기가 결합되어 있는 중합체의 구조를 나타내는 것이다.In Scheme 1, 1 represents the polymer main chain composed of units derived from conjugated diene monomers, 2 represents the denaturant, and 3 represents the structure of the polymer to which the functional group derived from the denaturant is bonded.

상기 변성제는 공액디엔계 단량체 100 중량부 대비 0.1 중량부 내지 10.0 중량부로 사용하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 변성제는 공액디엔계 단량체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 5 중량부로 사용하는 것일 수 있다. The denaturant may be used in an amount of 0.1 to 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the conjugated diene-based monomer. Specifically, the denaturant may be used in an amount of 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the conjugated diene-based monomer.

또한, 상기 변성제는 촉매 조성물 내 네오디뮴 화합물 1 몰 대비 0.5 몰 내지 20 몰로 사용하는 것일 수 있다. 구체적으로는 상기 변성제는 촉매 조성물 내 네오디뮴 화합물 1 몰 대비 1 몰 내지 15 몰로 사용하는 것일 수 있다. Additionally, the modifier may be used in an amount of 0.5 to 20 moles based on 1 mole of neodymium compound in the catalyst composition. Specifically, the modifier may be used in an amount of 1 to 15 moles relative to 1 mole of the neodymium compound in the catalyst composition.

또한, 상기 변성 반응은 0℃ 내지 90℃에서 1분 내지 5시간 동안 반응을 수행하는 것일 수 있다.Additionally, the denaturation reaction may be performed at 0°C to 90°C for 1 minute to 5 hours.

상기한 변성 반응의 종료 후, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸(BHT)의 이소프로판올 용액 등을 중합 반응계에 첨가하여 중합 반응을 정지시킬 수 있다. After completion of the above-described modification reaction, the polymerization reaction can be stopped by adding an isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT), etc. to the polymerization reaction system.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조방법은 단계 2 이후에 수증기의 공급을 통해 용제의 분압을 낮추는 스팀 스트립핑 등의 탈용매 처리나 진공 건조 처리를 거쳐서 변성 공액디엔계 중합체를 수득할 수 있다. 또한, 상기한 반응의 결과로 수득되는 반응생성물 중에는 상기한 변성 공액디엔 중합체와 함께, 변성되지 않은, 활성 중합체가 포함될 수도 있다. In the production method according to an embodiment of the present invention, after step 2, a modified conjugated diene-based polymer can be obtained through desolvation treatment such as steam stripping or vacuum drying treatment to lower the partial pressure of the solvent through the supply of water vapor. . In addition, the reaction product obtained as a result of the above reaction may include an unmodified, active polymer along with the above-described modified conjugated diene polymer.

더 나아가, 본 발명은 상기 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물 및 상기 고무 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다. Furthermore, the present invention provides a rubber composition containing the conjugated diene 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. The rubber composition according to an embodiment of the present invention contains the modified conjugated diene polymer in an amount of 0.1% by weight or more and 100% by weight or less, specifically 10% by weight to 100% by weight, and more specifically 20% by weight to 90% by weight. It may include If the content of the modified conjugated diene polymer is less than 0.1% by weight, the effect of improving the wear resistance and crack resistance of molded products, such as tires, manufactured using the rubber composition may be minimal.

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 polymer. In this case, 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 an amount of 1 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, the rubber component may include natural rubber (NR) containing cis-1,4-polyisoprene; Modified natural rubber such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), and hydrogenated natural rubber, which are obtained by modifying or refining the above 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, etc., 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. Additionally, the rubber composition may include 0.1 to 150 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene 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, for example, have a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA, measured in accordance with JIS K 6217-2:2001) of 20 m2/g to 250 m2/g. Additionally, the carbon black may have a dibutylphthalate 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 decrease, and if it is less than 20 m 2 /g, the reinforcing performance by carbon black may be minimal. In addition, if the DBP oil absorption of the carbon black exceeds 200 cc/100g, the processability of the rubber composition may decrease, and if it is less than 80 cc/100g, the reinforcement performance by the carbon black may be minimal.

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 습식 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 (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, or colloidal silica. Specifically, the silica may be wet silica, which has the most significant effect of improving fracture properties and wet grip. In addition, the silica has a nitrogen adsorption specific surface area per gram (N 2 SA) of 120 m2/g to 180 m2/g, and a CTAB (cetyl trimethyl ammonium bromide) adsorption specific surface area of 100 m2/g to 200 m2. It can be /g. If the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is less than 120 m2/g, there is a risk that the reinforcement performance by silica may be reduced, and if it exceeds 180 m2/g, there is a risk that the processability of the rubber composition may be reduced. In addition, if the CTAB adsorption specific surface area of the silica is less than 100 m2/g, there is a risk that the reinforcement performance by silica as a filler may be reduced, and if it exceeds 200 m2/g, there is a risk that the processability of the rubber composition may be reduced.

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 specifically includes bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, and bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide. (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 Propylbenzothiazolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis. (3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide or dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyl. Tetrasulfide, etc. may be mentioned, and any one or a mixture of two or more of these may be used. More specifically, considering the effect of improving reinforcing properties, the silane coupling agent may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.

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

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 specifically be sulfur powder and may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. When included in the above content range, the necessary elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition can be secured, and at the same time, low fuel efficiency can be obtained.

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 contains, in addition to the above components, various additives commonly used in the rubber industry, specifically, a vulcanization accelerator, process oil, plasticizer, anti-aging agent, anti-scorch agent, and zinc white. ), stearic acid, thermosetting resin, or 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, and specifically includes M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), etc. A thiazole-based compound or a guanidine-based compound such as DPG (diphenylguanidine) may be used. The vulcanization accelerator may be included in an amount of 0.1 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, and may be a paraffin-based, naphthenic, or aromatic compound. More specifically, considering tensile strength and abrasion resistance, the aromatic process oil price and hysteresis loss And considering low temperature characteristics, naphthenic or paraffinic process oil may be used. The process oil may be included in an amount of 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the rubber component, and when included in the above amount, it can prevent a decrease in the tensile strength and low heat generation (low fuel efficiency) 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 specifically includes N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6- Toxi-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, etc. The anti-aging agent 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 kneader such as a Banbury mixer, roll, or internal mixer according to the above mixing recipe, and has low heat generation and wear resistance through a vulcanization process after molding processing. 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 is used for each member of a tire such as tire tread, undertread, side wall, carcass coating rubber, belt coating rubber, bead filler, filler, or bead coating 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.Molded articles manufactured using the rubber composition may include tires or tire treads.

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 through examples and experimental examples. However, the following examples and experimental examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the present invention.

제조예 1Manufacturing Example 1

빙점조(ice bath)에서, 100 ml 둥근바닥 플라스크에 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate) 5 g을 넣고 아세토니트릴을 넣은 후 ethyl carbazate 6.19 g을 천천히 적가하면서 반응시켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거하여 하얀색 고체를 얻었다. In an ice bath, 5 g of hexamethylene diisocyanate was added to a 100 ml round bottom flask, acetonitrile was added, and 6.19 g of ethyl carbazate was slowly added dropwise for reaction. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator to obtain a white solid.

100 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 하얀색 고체 11 g을 넣고, 디클로로메탄 (CH2Cl2), 피리딘 6.0 ml 를 순차적으로 투입하여 상기 고체가 용해하고, 빙점조에서 N-bromosuccinimide 10.6 g을 천천히 적가하면서 반응시켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거하고 디클로로메탄에 용해시켜 물로 추출하여 노란색 고체인 하기 화학식 1-1로 표시되는 변성제 11 g을 수득하였다(수율 91%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-1의 변성제를 확인하였다.Put 11 g of the white solid in a 100 ml round bottom flask, add dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) and 6.0 ml of pyridine sequentially to dissolve the solid, and react while slowly adding 10.6 g of N-bromosuccinimide dropwise in a freezing point tank. I ordered it. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator, dissolved in dichloromethane, and extracted with water to obtain 11 g of a denaturant represented by the following formula 1-1 as a yellow solid (yield 91%). The denaturant of the following formula 1-1 was confirmed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 9.11 (2H, t), 4.46(4H, q), 3.23(4H, q), 1.52(4H, d), 1.34(10H, t). 1 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ 9.11 (2H, t), 4.46(4H, q), 3.23(4H, q), 1.52(4H, d), 1.34(10H, t).

제조예 2Production example 2

빙점조(ice bath)에서, 100 ml 둥근바닥 플라스크에 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate) 5 g을 넣고 아세토니트릴을 넣은 후 페닐히드라진 6.43 g을 천천히 적가하면서 반응시켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거하여 하얀색 고체를 얻었다. In an ice bath, 5 g of hexamethylene diisocyanate was added to a 100 ml round bottom flask, acetonitrile was added, and 6.43 g of phenylhydrazine was slowly added dropwise for reaction. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator to obtain a white solid.

100 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 하얀색 고체 11.4 g을 넣고, 디클로로메탄 (CH2Cl2), 피리딘 6.0 ml 를 순차적으로 투입하여 상기 고체를 용해하고, 빙점조에서 N-bromosuccinimide 10.6 g을 천천히 적가하면서 반응시켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거하고 디클로로메탄에 용해시켜 물로 추출하여 노란색 고체인 하기 화학식 1-2로 표시되는 변성제 11 g을 수득하였다(수율 97%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-2의 변성제를 확인하였다.Put 11.4 g of the white solid in a 100 ml round bottom flask, dissolve the solid by sequentially adding dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) and 6.0 ml of pyridine, and react while slowly adding 10.6 g of N-bromosuccinimide dropwise in a freezing bath. I ordered it. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator, dissolved in dichloromethane, and extracted with water to obtain 11 g of a denaturant represented by the following formula 1-2 as a yellow solid (yield 97%). The denaturant of the following formula 1-2 was confirmed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

[화학식 1-2][Formula 1-2]

1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 8.56 (2H, t), 7.83(4H, t), 3.25(4H, d), 1.56(4H, t). 1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ 8.56 (2H, t), 7.83(4H, t), 3.25(4H, d), 1.56(4H, t).

제조예 3Production example 3

빙점조(ice bath)에서, 500 ml 둥근바닥 플라스크에 히드라진 모노히드레이트(hydrazine monohydrate) 100 g을 넣고 아세토니트릴 125 ml를 넣은 후 2-에틸헥실 클로로포메이트(2-ethylhexyl chloroformate) 98 ml를 천천히 적가하면서 반응시키켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거한 다음 디메틸에테르를 첨가하여 용해시킨 후 NaHCO3 수용액으로 추출 및 분리하여 분홍색 용액을 얻었다. In an ice bath, add 100 g of hydrazine monohydrate to a 500 ml round bottom flask, add 125 ml of acetonitrile, and then slowly add 98 ml of 2-ethylhexyl chloroformate. The reaction was allowed to occur by adding dropwise. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator, dimethyl ether was added to dissolve it, and then extracted and separated with an aqueous NaHCO 3 solution to obtain a pink solution.

100 ml 둥근바닥 플라스크에 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate) 5 g을 넣고 아세토니트릴을 넣은 후 상기 분홍색 용액 16.8 g을 천천히 적가하면서 반응시켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거하여 하얀색 고체를 얻었다.5 g of hexamethylene diisocyanate was added to a 100 ml round bottom flask, acetonitrile was added, and 16.8 g of the pink solution was slowly added dropwise for reaction. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator to obtain a white solid.

100 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 하얀색 고체 15.8 g을 넣고, 디클로로메탄 (CH2Cl2), 피리딘 5.14 ml를 순차적으로 투입하여 상기 고체를 용해하고, 빙점조에서 N-bromosuccinimide 10.3 g을 천천히 적가하면서 반응시켰다. 이후, 회전증발기구를 이용하여 용매를 제거하고 디클로로메탄에 용해시켜 물로 추출하여 붉은색의 하기 화학식 1-3으로 표시되는 변성제 13 g을 수득하였다(수율 82%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-3의 변성제를 확인하였다.Put 15.8 g of the white solid in a 100 ml round bottom flask, sequentially add dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) and 5.14 ml of pyridine to dissolve the solid, and react while slowly adding 10.3 g of N-bromosuccinimide dropwise in a freezing point tank. I ordered it. Afterwards, the solvent was removed using a rotary evaporator, dissolved in dichloromethane, and extracted with water to obtain 13 g of a red denaturant represented by the following formula 1-3 (yield 82%). The denaturant of the following formula 1-3 was confirmed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

[화학식 1-3][Formula 1-3]

1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 7.59 (2H, s), 3.85-3.91 (4H, m), 2.95-2.99 (4H, m), 1.48 (2H, d), 1.22-1.36 (24H, m), 0.88 (12H, m). 1H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) δ 7.59 (2H, s), 3.85-3.91 (4H, m), 2.95-2.99 (4H, m), 1.48 (2H, d), 1.22-1.36 (24H) , m), 0.88 (12H, m).

실시예 1Example 1

20L 오토클레이브 반응기에 1,3-부타디엔 800 g 및 n-헥산 5.4 kg을 넣은 후 반응기 내부 온도를 70℃로 승온하였다. 여기에 촉매 조성물을 첨가한 후, 30분 동안 중합을 진행하였다. 이때, 상기 촉매 조성물은 n-헥산 용매 중에 네오디뮴 베르사테이트(Neodymium versatate(Nd(2-에틸헥사노에이트)3), Solvay 社)을 첨가하고, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디에틸알루미늄 클로라이드(DEAC)를 상기 네오디뮴 베르사테이트:DIBAH:DEAC=1:16:2.4의 몰비가 되도록 순차 투입한 후 혼합하여 제조하였다. 상기 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1의 변성제 6.5 mmol을 첨가한 후 70℃에서 30분 동안 변성반응을 진행시켰다(변성제:1,3-부타디엔= 3.5:100 중량부). 이후, 중합정지제 1.0 g이 포함된 헥산용액과 산화방지제인 WINGSTAY (Eliokem SAS, France)가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액을 첨가하여 반응을 종결시키고, 그 결과 얻어진 중함물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다. After adding 800 g of 1,3-butadiene and 5.4 kg of n-hexane to a 20L autoclave reactor, the internal temperature of the reactor was raised to 70°C. After adding the catalyst composition, polymerization was performed for 30 minutes. At this time, the catalyst composition is prepared by adding neodymium versatate (Nd(2-ethylhexanoate) 3 ), Solvay, to n-hexane solvent, diisobutylaluminum hydride (DIBAH), and diethyl aluminum. Chloride (DEAC) was sequentially added to the neodymium versatate:DIBAH:DEAC=1:16:2.4 in a molar ratio and then mixed. After adding 6.5 mmol of the denaturant of Chemical Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1, the denaturation reaction was performed at 70°C for 30 minutes (denaturant: 1,3-butadiene = 3.5:100 parts by weight). Afterwards, the reaction was terminated by adding a hexane solution containing 1.0 g of a polymerization terminator and a solution containing 30% by weight of antioxidant WINGSTAY (Eliokem SAS, France) dissolved in hexane, and the resulting heavy product was heated with steam. It was placed in hot water and stirred to remove the solvent, and then roll dried to remove the remaining solvent and water to prepare a modified butadiene polymer.

실시예 2Example 2

실시예 1에서, 화학식 1-1의 변성제 대신에 화학식 1-2의 변성제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다(변성제:1,3-부타디엔=3.5:100 중량부). In Example 1, a modified butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the denaturant of Formula 1-2 was used instead of the denaturant of Formula 1-1 (modifier: 1,3-butadiene = 3.5: 100 parts by weight).

실시예 3Example 3

실시예 1에서, 화학식 1-1의 변성제 대신에 화학식 1-3의 변성제를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다(변성제:1,3-부타디엔=3.5:100 중량부).In Example 1, a modified butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the denaturant of Formula 1-3 was used instead of the denaturant of Formula 1-1 (modifier: 1,3-butadiene = 3.5: 100 parts by weight).

비교예 1Comparative Example 1

미변성 부타디엔 중합체로서 CB29(Lanxess 社)를 비교예로 사용하였다.As an unmodified butadiene polymer, CB29 (Lanxess) was used as a comparative example.

비교예 2Comparative Example 2

20L 오토클레이브 반응기에 1,3-부타디엔 800 g 및 n-헥산 5.4 kg을 넣은 후 반응기 내부 온도를 70℃로 승온하였다. 여기에 촉매 조성물을 첨가한 후, 30분 동안 중합을 진행하였다. 이때, 상기 촉매 조성물은 n-헥산 용매 중에 네오디뮴 베르사테이트(Neodymium versatate(Nd(2-에틸헥사노에이트)3), Solvay 社)을 첨가하고, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디에틸알루미늄 클로라이드(DEAC)를 상기 네오디뮴 베르사테이트:DIBAH:DEAC=1:16:2.4의 몰비가 되도록 순차 투입한 후 혼합하여 제조하였다. 이후, 중합정지제 1.0 g이 포함된 헥산용액과 산화방지제인 WINGSTAY (Eliokem SAS, France)가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액을 첨가하여 반응을 종결시키고, 그 결과 얻어진 중함물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여 미변성 부타디엔 중합체를 제조하였다.After adding 800 g of 1,3-butadiene and 5.4 kg of n-hexane to a 20L autoclave reactor, the internal temperature of the reactor was raised to 70°C. After adding the catalyst composition, polymerization was performed for 30 minutes. At this time, the catalyst composition is prepared by adding neodymium versatate (Nd(2-ethylhexanoate) 3 ), Solvay, to n-hexane solvent, diisobutylaluminum hydride (DIBAH), and diethyl aluminum. Chloride (DEAC) was sequentially added to the neodymium versatate:DIBAH:DEAC=1:16:2.4 in a molar ratio and then mixed. Afterwards, the reaction was terminated by adding a hexane solution containing 1.0 g of a polymerization terminator and a solution containing 30% by weight of antioxidant WINGSTAY (Eliokem SAS, France) dissolved in hexane, and the resulting heavy product was heated with steam. It was placed in hot water and stirred to remove the solvent, and then roll dried to remove the remaining solvent and water to prepare an unmodified butadiene polymer.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1과 2의 중합체에 대해 하기와 같은 방법으로 각각의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The physical properties of the polymers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were measured in the following manner, and the results are shown in Table 1 below.

1) 중량평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), 최대피크 분자량(Mp) 및 분자량 분포(MWD)1) Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), maximum peak molecular weight (Mp) and molecular weight distribution (MWD)

각 중합체를 40℃ 조건 하에서 테트라히드로퓨란(THF)에 30분간 녹인 후 겔 투과 크로마토 그래피(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 at 40°C and then loaded onto gel permeation chromatography (GPC). At this time, a combination of two PLgel Olexis columns and one PLgel mixed-C column from Polymer Laboratories was used. In addition, all newly replaced columns used mixed bed type columns, and polystyrene was used as a gel permeation chromatography standard material (GPC standard material).

2) 무니점도(RP)2) Mooney viscosity (RP)

각 중합체에 대해 Monsanto사 MV2000E로 Large Rotor를 사용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서 무니점도(ML1+4, @100℃)(MU)를 측정하였다. 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치환 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정하였다. For each polymer, Mooney viscosity (ML1+4, @100℃) (MU) was measured at 100℃ using a large rotor using Monsanto's MV2000E and 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 collected, filled inside the die cavity, and the Mooney viscosity was measured while operating the platen and applying torque.

구분division 실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 1One 22 GPC 결과GPC results Mn(g/mol)Mn (g/mol) 320,112320,112 293,765293,765 326,822326,822 331,787331,787 284,190284,190 Mw(g/mol)Mw(g/mol) 821,437821,437 691,690691,690 835,327835,327 884,464884,464 671,615671,615 Mp(g/mol)MP (g/mol) 619,789619,789 520,291520,291 627,234627,234 604,114604,114 490,456490,456 MWD(Mw/Mn)MWD (Mw/Mn) 2.562.56 2.352.35 2.562.56 2.672.67 2.362.36 무니점도(RP, ML1+4, @100℃)(MU)Mooney viscosity (RP, ML1+4, @100℃)(MU) 35.035.0 40.040.0 38.138.1 39.939.9 43.143.1

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 중합체는 비교예 2의 중합체 대비 중량평균 분자량 및 수평균 분자량이 증가하였으며, 이때 비교예 2의 중합체는 변성반응을 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 방법을 통해 제조한 것이다. 이러한 분자량 상승은, 실시예 1 내지 3의 중합체는 변성제 유래 작용기에 의하여 중합체 사슬이 가교됨과 동시에 변성제 유래 작용기가 도입되어 있는 것임을 나타내는 결과이다. As shown in Table 1, the weight average molecular weight and number average molecular weight of the polymers of Examples 1 to 3 increased compared to the polymer of Comparative Example 2, except that the polymer of Comparative Example 2 was not subjected to a denaturation reaction. It was prepared through the same method as Examples 1 to 3. This increase in molecular weight is a result indicating that in the polymers of Examples 1 to 3, the polymer chain is crosslinked by a functional group derived from the denaturant and at the same time, a functional group derived from the denaturant is introduced.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 2의 중합체를 이용하여 고무 조성물 및 고무 시편을 제조한 후, 하기와 같은 방법으로 무니점도, 인장응력, 300% 모듈러스, 내마모성 그리고 점탄성 특성을 각각 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. After preparing rubber compositions and rubber specimens using the polymers of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, Mooney viscosity, tensile stress, 300% modulus, wear resistance, and viscoelastic properties were measured in the following manner. Measured. The results are shown in Table 2 below.

또한, 고무 조성물 및 고무 시편을 제조함에 있어 비교예 2의 중합체에 화학식 1-1의 변성제를 혼합하여 비교예 3으로 나타내었다. In addition, in preparing the rubber composition and rubber specimen, the polymer of Comparative Example 2 was mixed with the modifier of Chemical Formula 1-1, which was shown in Comparative Example 3.

(1) 고무 조성물 및 고무 시편의 제조(1) Preparation of rubber compositions and rubber specimens

1) 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 21) Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2

각 중합체 100 중량부에 카본블랙 70 중량부, 공정오일(process oil, TDAE 오일) 22.5 중량부, 노화방지제(TMDQ) 2 중량부, 산화아연(ZnO) 3 중량부 및 스테아린산(stearic acid) 2 중량부를 배합하여 각각의 고무 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 각 고무 조성물에 황 2 중량부, 가류 촉진제(CZ) 2 중량부 및 가류 촉진제(DPG) 0.5 중량부를 첨가하고 50℃에서 1.5분 동안 50 rpm으로 약하게 혼합한 후 50℃의 롤을 이용하여 시트 형태의 가황 배합물을 얻었다. 얻은 가황 배합물을 160℃에서 25분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.For 100 parts by weight of each polymer, 70 parts by weight of carbon black, 22.5 parts by weight of process oil (TDAE oil), 2 parts by weight of anti-aging agent (TMDQ), 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO), and 2 parts by weight of stearic acid. Each rubber composition was prepared by mixing the parts. Afterwards, 2 parts by weight of sulfur, 2 parts by weight of vulcanization accelerator (CZ), and 0.5 parts by weight of vulcanization accelerator (DPG) were added to each rubber composition, mixed gently at 50 rpm for 1.5 minutes at 50°C, and then mixed using a roll at 50°C. Thus, a vulcanized mixture in the form of a sheet was obtained. Rubber specimens were prepared by vulcanizing the obtained vulcanization mixture at 160°C for 25 minutes.

2) 비교예 32) Comparative Example 3

비교예 2의 중합체 100 중량부에 카본블랙 70 중량부, 공정오일(process oil, TDAE 오일) 22.5 중량부, 노화방지제(TMDQ) 2 중량부, 산화아연(ZnO) 3 중량부 및 스테아린산(stearic acid) 2 중량부를 배합하여 각각의 고무 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 각 고무 조성물에 황 2 중량부, 가류 촉진제(CZ) 2 중량부, 가류 촉진제(DPG) 0.5 중량부 및 화학식 1-1의 변성제 3.5 중량부를 첨가하고 50℃에서 1.5분 동안 50 rpm으로 약하게 혼합한 후 50℃의 롤을 이용하여 시트 형태의 가황 배합물을 얻었다. 얻은 가황 배합물을 160℃에서 25분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.For 100 parts by weight of the polymer of Comparative Example 2, 70 parts by weight of carbon black, 22.5 parts by weight of process oil (TDAE oil), 2 parts by weight of anti-aging agent (TMDQ), 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO), and stearic acid. ) 2 parts by weight were mixed to prepare each rubber composition. Thereafter, 2 parts by weight of sulfur, 2 parts by weight of vulcanization accelerator (CZ), 0.5 parts by weight of vulcanization accelerator (DPG), and 3.5 parts by weight of the modifier of Formula 1-1 were added to each rubber composition and stirred at 50 rpm for 1.5 minutes at 50°C. After mild mixing, a vulcanized mixture in the form of a sheet was obtained using a roll at 50°C. Rubber specimens were prepared by vulcanizing the obtained vulcanization mixture at 160°C for 25 minutes.

(2) 무니점도(FMB, Final Master Batch) 및 무니점도 차(△MV)(2) Mooney viscosity (FMB, Final Master Batch) and Mooney viscosity difference (△MV)

무니점도(ML1+4, @100℃)(MU)는 상기 제조된 각 가황 배합물을 이용하여 측정하였다. 구체적으로 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 방치환 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도(FMB)를 측정하였다. Mooney viscosity (ML1+4, @100°C) (MU) was measured using each vulcanization formulation prepared above. Specifically, Mooney viscosity (MV) was measured using a large rotor using Monsanto's MV2000E at 100°C and 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±3g was collected, filled inside the die cavity, and the Mooney viscosity (FMB) was measured while operating the platen and applying torque. did.

또한, 상기 표 1에 나타낸 각 중합체의 무니점도와 배합물의 무니점도 차(△MV, FMB-RP)를 계산하였으며, 이때 무니점도 차가 작을수록 가공성이 우수함을 나타낸다. 한편 비교예 3은 비교예 2의 중합체에 화학식 1-1의 변성제를 혼합한 조성물로, 비교예 3의 중합체 무니점도는 비교예 2와 동일하다.In addition, the difference between the Mooney viscosity of each polymer shown in Table 1 and the Mooney viscosity of the blend (ΔMV, FMB-RP) was calculated. In this case, the smaller the Mooney viscosity difference, the better the processability. Meanwhile, Comparative Example 3 is a composition obtained by mixing the polymer of Comparative Example 2 with a modifier of Chemical Formula 1-1, and the Mooney viscosity of the polymer of Comparative Example 3 is the same as that of Comparative Example 2.

(3) 인장강도, 인장응력(tensile stress) 및 300% 모듈러스(300% modulus) (3) Tensile strength, tensile stress and 300% modulus

상기 각 고무 조성물을 150℃에서 t90분 가류 후 ASTM D412에 준하여 가류물의 인장강도, 인장응력 및 300% 신장시의 모듈러스(M-300%)를 측정하였다. After each rubber composition was vulcanized at 150°C for t90 minutes, the tensile strength, tensile stress, and modulus at 300% elongation (M-300%) of the vulcanized product were measured according to ASTM D412.

(4) 내마모성(DIN 마모시험)(4) Abrasion resistance (DIN abrasion test)

각 고무 시편에 대하여 ASTM D5963에 준하여 DIN 마모시험을 진행하여, DIN wt loss index(손실 부피 지수(loss volume indes): ARIA(Abrasion resistance index, Method A))로 나타내었다. A DIN abrasion test was performed on each rubber specimen in accordance with ASTM D5963, and was expressed as DIN wt loss index (loss volume index: ARIA (Abrasion resistance index, Method A)).

(5) 점탄성 특성(5) Viscoelastic properties

저 연비 특성에 가장 중요한 Tan δ 물성은 독일 Gabo사 DMTS 500N을 사용하여 주파수 10㎐, Prestrain 3%, Dynamic Strain 3%에서 -60℃~60℃에서의 점탄성 계수(Tan δ)를 측정하였다. 이때, 0℃에서의 Tanδ 값은 적는 노면 저항성을 나타내는 것이고, 60℃에서의 Tanδ 값은 회전저항성 특성(연비성)을 나타내는 것이다. The Tan δ property, which is most important for low fuel efficiency characteristics, was measured using DMTS 500N from Gabo, Germany, at a frequency of 10 Hz, Prestrain of 3%, and Dynamic Strain of 3% at -60°C to 60°C. At this time, the Tanδ value at 0°C indicates low road surface resistance, and the Tanδ value at 60°C indicates rolling resistance characteristics (fuel efficiency).

구분division 실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 1One 22 33 무니점도(FMB)Mooney viscosity (FMB) 7777 7575 7979 7878 7676 7777 △MV△MV 39.839.8 38.938.9 40.940.9 38.138.1 43.143.1 39.039.0 인장특성
(Index, %)
Tensile properties
(Index, %)
M-300%M-300% 102102 101101 105105 100100 9595 9898
인장강도tensile strength 103103 103103 105105 100100 9797 9898 내마모성(Index, %)Abrasion resistance (Index, %) 107107 105105 110110 100100 9595 9696 점탄성 특성
(Index, %)
Viscoelastic properties
(Index, %)
Tanδ @ 0℃Tanδ @ 0℃ 103103 102102 107107 100100 9898 9999
Tanδ @ 60℃Tanδ @ 60℃ 102102 100100 101101 100100 9999 100100

상기 표 2에서, 실시예 1 내지 3 및 비교예 2 및 3의 인장특성, 내마모성 및 0℃에서의 Tanδ 값의 결과값은 비교예 1의 측정값을 기준으로 하여 하기 수학식 1으로 계산하여 지수화(index)하였으며, 60℃에서의 Tanδ 값은 하기 수학식 2로 계산하여 지수화하였다.In Table 2, the tensile properties, wear resistance, and Tanδ values at 0°C of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 2 and 3 are calculated and indexed using Equation 1 below based on the measured values of Comparative Example 1. (index), and the Tanδ value at 60°C was calculated and indexed using Equation 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

Index=(측정값/기준값)×100Index=(measured value/reference value)×100

[수학식 2][Equation 2]

Index=(기준값/측정값)×100Index=(reference value/measured value)×100

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3이 비교예 1 내지 3 대비 동등 이상의 우수한 가공성을 가지면서 인장특성, 내마모성 및 점탄성 특성 모두 크게 우수한 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 2, it can be seen that Examples 1 to 3 have excellent processability equivalent to or better than Comparative Examples 1 to 3, and are significantly superior in tensile properties, wear resistance, and viscoelastic properties.

구체적으로, 실시예 1 내지 3은 비교예 2 대비 향상된 가공성을 가지면서 인장특성, 내마모성 및 점탄성 특성(0℃ Tan δ 값)이 모두 5% 이상으로 현저하게 되었으며, 여기에서 비교예 2는 본 발명에서 제시하는 변성제로 변성반응시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 1 내지 3과 동일한 조건에서 제조된 미변성 부타디엔 중합체로, 이를 통하여 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함함으로써 가공성, 인장특성, 내마모성 및 점탄성 특성이 개선되는 효과가 있는 것임을 확인할 수 있다. Specifically, Examples 1 to 3 had improved processability compared to Comparative Example 2, and the tensile properties, wear resistance, and viscoelastic properties (0°C Tan δ value) were all significantly greater than 5%, and Comparative Example 2 was An unmodified butadiene polymer prepared under the same conditions as Examples 1 to 3 except that it was not subjected to a denaturation reaction with the denaturant shown in , through which the modified conjugated diene polymer according to an embodiment of the present invention is represented by Formula 1 It can be confirmed that the processability, tensile properties, wear resistance, and viscoelastic properties are improved by including the functional group derived from the denaturant.

또한, 실시예 1은 비교예 3 대비 동등 수준의 가공성을 나타내면서 인장특성, 내마모성 및 점탄성 특성이 크게 개선되었으며, 비교예 3은 미변성 부타디엔 중합체인 비교예 2와 가공성을 빼고는 거의 동일한 물성을 나타내었다. 이때 비교예 3은 본 발명에서 제시하는 변성제 물질을 고무 조성물 배합시 사용한 것으로, 이러한 결과는 본 발명에서 제시하는 화학식 1로 표시되는 변성제는 중합체 제조 시 변성제로 적용되어 중합체 분자 내 상기 변성제 유래 작용기가 도입되어 있음으로써 가공성, 인장특성, 내마모성 및 점탄성 특성을 개선시키는 효과가 있는 것이고, 고무 조성물 배합 시 커플링제와 같이 첨가제로 사용되는 경우에는 상기의 효과를 발현할 수 없음을 나타내는 것이다.In addition, Example 1 showed equivalent processability compared to Comparative Example 3 while significantly improving tensile properties, wear resistance, and viscoelastic properties, and Comparative Example 3 showed almost the same physical properties as Comparative Example 2, which was an unmodified butadiene polymer, except for processability. . At this time, in Comparative Example 3, the modifier material presented in the present invention was used when mixing a rubber composition. These results show that the modifier represented by Chemical Formula 1 presented in the present invention is applied as a modifier during polymer production, so that the functional group derived from the modifier in the polymer molecule is formed. Its introduction has the effect of improving processability, tensile properties, wear resistance, and viscoelastic properties, and indicates that the above effects cannot be achieved when used as an additive such as a coupling agent when mixing a rubber composition.

Claims (12)

하기 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계중합체:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
R1 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기; 또는 -COOR4이고, 여기서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이고,
R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기이다.
A modified conjugated diene-based polymer containing a functional group derived from a denaturant represented by the following formula (1):
[Formula 1]

In Formula 1,
R 1 and R 3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; or -COOR 4 , where R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms,
R 2 is a divalent hydrocarbon group having 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 20 carbon atoms.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1 및 R3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬 및 -COOR4로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것이고,
상기 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
In Formula 1,
R 1 and R 3 are independently selected from the group consisting of an alkyl group with 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group with 3 to 20 carbon atoms, an aryl group with 6 to 20 carbon atoms, an arylalkyl group with 7 to 20 carbon atoms, and -COOR 4 It is one,
The modified conjugated diene-based polymer wherein R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1 및 R3는 동시에 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 또는 -COOR4 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고,
R2는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
상기 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
In Formula 1,
R 1 and R 3 are at the same time any one selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or -COOR 4 ,
R 2 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
The modified conjugated diene-based polymer wherein R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 변성제는 하기 화학식 1-1 내지 1-3으로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1-1]

[화학식 1-2]

[화학식 1-3]
.
In claim 1,
A modified conjugated diene-based polymer wherein the modifier represented by Formula 1 is one selected from the group consisting of compounds represented by the following Formulas 1-1 to 1-3:
[Formula 1-1]

[Formula 1-2]

[Formula 1-3]
.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 공액디엔계 단량체 유래단위로 구성되는 주사슬 적어도 두개를 포함하고,
상기 두개의 주사슬은 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용에 의하여 가교되어 있는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The polymer includes at least two main chains composed of units derived from conjugated diene monomers,
A modified conjugated diene-based polymer in which the two main chains are cross-linked by the action of a denaturant represented by Chemical Formula 1.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 측쇄에 화학식 1로 표시되는 변성제 유래 작용기를 포함하는것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The polymer is a modified conjugated diene-based polymer containing a denaturant-derived functional group represented by Formula 1 in the side chain.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체는 중량평균분자량이 200,000 g/mol 내지 1,500,000 g/mol인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
In claim 1,
The polymer is a modified conjugated diene-based polymer having a weight average molecular weight of 200,000 g/mol to 1,500,000 g/mol.
1) 탄화수소 용매 중에서, 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계; 및
2) 상기 활성 중합체와 화학식 1로 표시되는 변성제를 반응시키는 단계를 포함하는 청구항 1에 기재된 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
R1 및 R3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기; 또는 -COOR4이고, 여기서 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 또는 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기이고,
R2는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기이다.
1) preparing an active polymer by polymerizing a conjugated diene monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound; and
2) A method for producing a modified conjugated diene polymer according to claim 1, comprising the step of reacting the active polymer with a modifier represented by Formula 1:
[Formula 1]

In Formula 1,
R 1 and R 3 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; or -COOR 4 , where R 4 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms,
R 2 is a divalent hydrocarbon group having 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 20 carbon atoms.
청구항 8에 있어서,
상기 촉매 조성물은 공액디엔계 단량체 100 g을 기준으로 상기 네오디뮴 화합물이 0.02 mmol 내지 0.1 mmol이 되게 하는 양으로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
In claim 8,
The catalyst composition is used in an amount such that the neodymium compound is 0.02 mmol to 0.1 mmol based on 100 g of the conjugated diene monomer.
청구항 8에 있어서,
상기 네오디뮴 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 3]

상기 화학식 3에서,
Ra 내지 Rc는 서로 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고,
단, Ra 내지 Rc가 모두 동시에 수소는 아니다.
In claim 8,
Method for producing a modified conjugated diene polymer, wherein the neodymium compound is a compound represented by the following formula (3):
[Formula 3]

In Formula 3 above,
R a to R c are independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
However, R a to R c are not all hydrogen at the same time.
청구항 8에 있어서,
상기 변성제는 공액디엔계 단량체 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 10.0 중량부로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
In claim 8,
A method for producing a modified conjugated diene-based polymer, wherein the modifier is used in an amount of 0.1 to 10.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the conjugated diene-based monomer.
청구항 1에 기재된 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물.A rubber composition comprising the modified conjugated diene polymer according to claim 1.
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