KR20000022378A - Rubber composition based on carbon black with silica fixed on its surface and diene polymer functionalized or modified by silanol functional group - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rubber composition is provided to present increased electric conductivity, to give improved hysteretic and physical properties. CONSTITUTION: A vulcanizing rubber composition comprises carbon black having silica fixed on the surface as a major reinforcing filler, and a functionalized diene polymer containing a polysiloxane block, having a silanol end or a functional group on a chain end, and a modified diene polymer according to the chain by the silanol function. The polysiloxane block has the silanol end of a formula £-(SiR1R2O)x-H|. In the formula, R1 and R2 are the same or different, are alkyl groups of carbon water 1 to 8, and x is an integral number of 1 or to 1500 extent.

Description

표면에 실리카가 고착된 카본 블랙, 및 실란올 관능기에 의해 관능화되거나 개질된 디엔 중합체를 기본으로 하는 고무 조성물Rubber composition based on carbon black having silica adhered to the surface and diene polymer functionalized or modified by silanol functional groups

본 발명은, 가황된 상태에서 히스테리시스(hysteresis) 및 물리적 특성이 개선되고, 실란올 관능기에 의해 관능화되거나 개질된 디엔 중합체와 보강 충전제(reinforcing filler)로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는, 특히 타이어 트레드(tread)의 제조에 사용하기 위한 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention provides improved hysteresis and physical properties in a vulcanized state and comprises a diene polymer functionalized or modified by silanol functional groups and carbon black having silica fixed on the surface as a reinforcing filler. In particular, it relates to rubber compositions for use in the production of tire treads.

연료를 절약하고 환경을 보호해야할 필요성이 우선시되고 있기 때문에, 타이어 트레드 조성물로 혼입되는 각종 반제품 생산품[예: 하층(underlayer), 각종 형태의 고무 사이의 결합 검(gum), 또는 금속성 또는 직물 재보강재의 시이딩(sheathing), 측면 고무 또는 타이어 트레드]의 생산에 사용할 수 있는 고무 조성물을 형성하는데 사용하기 위해서, 그리고 개선된 특성, 특히 주행저항(rolling resistance)이 감소된 타이어를 수득하기 위해서는, 역학적 특성이 우수하고 가능한 한 히스테리시스가 적은 중합체를 제조하는 것이 바람직하다.Since the need to save fuel and protect the environment is a priority, various semi-finished products incorporated into tire tread compositions, such as underlayers, gums of various types of rubber, or metallic or textile reinforcements Mechanically, for use in forming rubber compositions that can be used for the production of heavy metals, side rubbers or tire treads, and for obtaining tires with improved properties, in particular rolling resistance. It is desirable to produce polymers with good properties and as low as possible hysteresis.

상기한 목적을 성취하기 위해, 수많은 해법이 제안되었는데, 특히 중합의 최종 단계에서 커플링제(coupling agent), 스타링제(starring agent) 또는 관능화제(functionalized agent)에 의해 디엔 중합체 및 공중합체의 특성을 개질시키는 것으로 이루어진 해법이 제안되었다. 본질적으로는, 개질된 중합체와 카본 블랙 사이의 우수한 상호작용을 수득할 목적으로, 카본 블랙을 보강 충전제로 사용하여 개질시킨 중합체를 사용하는 것에 집중되어 있는 이들 해법의 대다수는, 백색 충전제, 특히 실리카를 사용하기 때문에 상기한 조성물의 몇몇 특성이 낮은 값을 가져서 이들 조성물을 사용한 타이어의 특별한 특성이 낮은 값을 가지기 때문에(예: 낮은 내마모성) 적절하지 못한 것으로 증명되었다. 선행 분야의 실시예에서 기술된 바와 같이, 참조로서 사용될 수 있는 미국 특허 제4,677,165호에는 카본 블랙을 포함하는 조성물의 개선된 특성을 수득하기 위해 벤조페논 유도체로 관능화된 리빙 중합체(living polymer)의 반응이 기술되어 있다. 동일한 목적을 위해, 미국 특허 제4,647,625호에는 리빙 중합체와 N-메틸-피롤리딘의 반응에 의한 중합체의 관능화가 기술되어 있다. 유럽 특허원 제0,590,491호 및 유럽 특허원 제0,593,049호에는 중합체와 카본 블랙사이의 보다 나은 상호작용을 허용하는, 아민 관능기를 포함하는 탄성중합체가 기술되어 있다.In order to achieve the above object, a number of solutions have been proposed, in particular the properties of diene polymers and copolymers by coupling agents, starring agents or functionalized agents in the final stages of polymerization. A solution consisting of reforming has been proposed. In essence, many of these solutions focused on using modified polymers using carbon black as reinforcing fillers for the purpose of obtaining good interactions between the modified polymers and carbon black are white fillers, in particular silica. Some properties of the above-described compositions have low values because of the use of and because the special properties of tires using these compositions have low values (e.g. low wear resistance), they have proved inadequate. As described in the examples in the prior art, US Pat. No. 4,677,165, which may be used as a reference, discloses a living polymer functionalized with a benzophenone derivative to obtain improved properties of a composition comprising carbon black. The reaction is described. For the same purpose, US Pat. No. 4,647,625 describes functionalization of polymers by reaction of living polymers with N-methyl-pyrrolidine. EP 0,590,491 and EP 0,593,049 describe elastomers comprising amine functionalities that allow for better interaction between the polymer and carbon black.

또한, 타이어 트레드 생산을 위해 의도된 조성물에서 보강 충전제로서 실리카를 사용하는 것에 대한 몇몇 해법이 제안되어 있다. 그 예로서, 유럽 특허원 제0,299,074호 및 유럽 특허원 제0,447,006호에는 알콕시실란 관능기를 포함하는 관능화된 중합체가 기술되어 있다. 이러한 관능화된 중합체는 선행 기술분야에서 히스테리시스를 감소시키고 내마모성을 개선시키는데 효과적인 것으로 기술되어 있지만, 이들 중합체의 특성 때문에, 타이어 트레드의 생산에 의도된 조성물중에서 이들을 사용하기에는 적합하지 못하다.In addition, several solutions have been proposed for the use of silica as a reinforcing filler in compositions intended for tire tread production. As an example, EP 0,299,074 and EP 0,447,006 describe functionalized polymers comprising alkoxysilane functional groups. Such functionalized polymers are described in the prior art as effective in reducing hysteresis and improving wear resistance, but because of the nature of these polymers, they are not suitable for use in compositions intended for the production of tire treads.

더욱이, 이들 중합체 제형은 중합 용매를 제거시키는 동안에, 잠재적으로 중요한 특성을 심하게 파괴시키는 거대구조(macrostructure)를 발달시킨다는 문제점을 안고 있다. 또한, 이러한 발달은 용이하게 제어될 수가 없다.Moreover, these polymer formulations suffer from the problem of developing macrostructures that severely destroy potentially important properties while removing the polymerization solvent. In addition, this development cannot be easily controlled.

또한, 상기한 관능화 반응 동안에 커플링 반응이 빈번히 관찰되는데, 이를 최소화하기 위해서는 일반적으로 과량의 알콕시실란을 사용하고/하거나 격렬한 혼합을 사용한다.In addition, coupling reactions are frequently observed during the above-described functionalization reactions, in order to minimize this, generally an excess of alkoxysilane is used and / or vigorous mixing is used.

실리카 함유 조성물에서의 이러한 흥미성은, 유럽 특허원 제0,501,227호에 의해 최근 증명되었는데, 여기에는 디엔 공중합체와 비닐방향족 화합물의 공중합체의 열역학적 공정 및 유럽 특허원 제0,157,703호에 기술되어 있는 공정에 의해 수득된 특별한 침전 실리카를 사용함으로써 수득되는, 황으로 가황된 고무 조성물이 기재되어 있다. 몇몇 모순된 특성 사이에서의 훌륭한 절충안을 나타내는 이러한 조성물은 특별한 실리카로 충전된 트레드를 갖는 타이어 트레드 제조를 가능하게 한다.This interest in silica containing compositions has recently been demonstrated by EP 0,501,227, which includes thermodynamic processes of copolymers of diene copolymers and vinylaromatic compounds and the processes described in EP 0,157,703. Sulfur vulcanized rubber compositions are described which are obtained by using the particular precipitated silica obtained. This composition, which shows a good compromise between some contradictory properties, allows for the manufacture of tire treads with treads filled with special silica.

그러나, 실리카를 기본으로 하는 조성물에서는, 당해 조성물이 우수한 기계적 강도를 보유하도록 하기 위해서 비교적 다량의 결합제(linking agent)를 사용하는 것이 필요하다. 이들 물질은 매우 낮은 전기 전도성을 가지며, 특별한 환경하에서 축적되는 정전기가 항상 효율적으로 접지되지 않으며, 특히 타이어 트레드를 관통하는 전도성 고무 스트립의 사용을 기술하고 있는 미국 특허 제5,518,005호, 유럽 특허원 제0,705,722호 또는 유럽 특허원 제0,718,126호, 또는 타이어 트레드를 구성하는 고무 조성물에 특별한 전도성 중합체를 첨가하는 것에 대해 다루고 있는 유럽 특허원 제0,556,890호에서 시작된 구해법을 사용하여 타이어를 생산하는 보다 복잡한 방법에서 사용하기에 바람직하다.However, in compositions based on silica, it is necessary to use a relatively large amount of linking agent in order for the composition to have good mechanical strength. These materials have very low electrical conductivity and the electrostatic charges accumulated under special circumstances are not always effectively grounded, especially US Pat. No. 5,518,005, European Patent Application No. 0,705,722, which describes the use of conductive rubber strips through a tire tread. Use in more complex methods of producing tires using the method described in EP 0,718,126, or EP 0,556,890, which deals with the addition of special conductive polymers to the rubber composition constituting the tire tread. Preferred below.

보다 최근, 제WO 96/37547호는 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 사용하고, 관능화되거나 관능화되지 않은 디엔 중합체를 기본으로 하고, 실란 피복제(coating agent) 및 커플링제를 사용하는 고무 조성물을 기술하고 있다. 이러한 조성물은 보강 충전제로서 카본 블랙을 포함한 조성물에 비해 히스테리시스가 개선된 것으로 생각된다. 그러나, 실란 피복제 및 커플링제는 항상 비교적 다량으로 사용되어야만 한다.More recently, WO 96/37547 uses carbon black with silica adhered to the surface as a reinforcing filler, based on functionalized or non-functionalized diene polymers, and using silane coating agents and coupling agents. The rubber composition to be used is described. Such compositions are believed to have improved hysteresis over compositions comprising carbon black as a reinforcing filler. However, silane coatings and coupling agents must always be used in relatively large amounts.

발명의 요약Summary of the Invention

본 발명에 이르러, 쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 포함하는 폴리실록산 블록을 지니는 디엔 중합체, 또는 관능화되는 동안에 거대구조를 발달시키지 않는 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 디엔 중합체가, 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는 가황된 조성물상에 고무 특성, 특히 카본 블랙에 채택된 관능화되지 않거나 관능화된 디엔 중합체를 기본으로 하는 조성물의 것과 비교시, 개선된 히스테리시스 및 물리적 특성을 부여하고(여기서, 개선된 특성은 결합제, 및 보강 충전제로서 실리카를 함유하는 관능화되거나 관능화되지 않은 디엔을 기본으로 하는 중합체의 것과 동일한 수준이다), 또한 후자의 화합물과 비교시 현저하게 증가된 전기 전도성을 나타내게 하는 놀라운 방법을 발명하였다.According to the present invention, diene polymers having silanol functional groups at the ends of the chain, or polysiloxane blocks comprising silanol ends, or diene polymers modified along the chain by silanol functional groups which do not develop macrostructure during functionalization. (A) improvement as compared to that of rubber based properties on vulcanized compositions comprising carbon black with silica adhering to the surface as reinforcing fillers, especially those based on unfunctionalized or functionalized diene polymers employed in carbon black. Imparted hysteresis and physical properties (where the improved properties are on the same level as those of polymers based on functionalized or unfunctionalized dienes containing silica as binder and reinforcing filler), An incredible method has been invented which results in a markedly increased electrical conductivity in comparison.

본 발명은, 디엔 중합체가 쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 지니는 디엔 중합체, 또는 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 디엔 중합체임을 특징으로 하는, 하나 이상의 관능화되거나 개질된 디엔 중합체, 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙 및 상기 조성물의 기타 통상적인 구성 성분을 포함하는 가황된 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention is characterized in that the diene polymer is a diene polymer having a silanol functional group at the end of the chain, or a polysiloxane block having silanol ends, or a diene polymer modified along the chain by silanol functional groups. And vulcanized rubber compositions comprising modified or modified diene polymers, carbon black having silica adhered to the surface as a reinforcing filler, and other conventional constituents of the composition.

실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록으로 우선적으로 적합한 것은 화학식 [-(SiR1R2O)x-H](여기서, R1및 R2는 동일하거나 상이하고, 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹이고, x는 1 내지 1500, 바람직하게는 1 내지 50의 범위의 정수이다)의 화합물이다.Preferred suitable as polysiloxane blocks having silanol ends are those of the formula [-(SiR 1 R 2 O) x -H], wherein R 1 and R 2 are the same or different and are alkyl groups of 1 to 8 carbon atoms, x Is an integer of 1 to 1500, preferably 1 to 50).

본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 디엔 중합체로서 이해되는 것은, 탄소수 4 내지 12의 공액 디엔 단량체의 중합에 의해 수득되는 임의의 단독 중합체 이거나, 하나 이상의 공액 디엔 서로와의 공중합 또는 하나 이상의 공액 디엔과 탄소수 8 내지 20의 하나 이상의 비닐방향족 화합물과의 공중합에 의해 수득되는 임의의 공중합체이다. 공액 디엔으로서 적합한 것은, 특히 부타디엔-1,3,2-메틸-1,3-부타디엔, 2,3-디(C1-C5-알킬)-1,3-부타디엔(예: 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2,3-디에틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-3-에틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-3-이소프로필-1,3-부타디엔, 페닐-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 2,4-헥사디엔 등)이다.What is understood as a diene polymer suitable for use in the compositions of the present invention is any homopolymer obtained by the polymerization of conjugated diene monomers having 4 to 12 carbon atoms, copolymerized with one or more conjugated dienes or with one or more conjugated dienes. Any copolymer obtained by copolymerization with at least one vinylaromatic compound having 8 to 20 carbon atoms. Suitable as conjugated dienes are in particular butadiene-1,3,2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-di (C 1 -C 5 -alkyl) -1,3-butadiene (eg 2,3- Dimethyl-1,3-butadiene, 2,3-diethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-ethyl-1,3-butadiene, 2-methyl-3-isopropyl-1,3-butadiene, Phenyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,4-hexadiene and the like).

비닐방향족 화합물으로 적합한 것은, 특히 스티렌, 오르토-, 메타- 및 파라메틸스티렌, 시판중인 혼합물 "비닐톨루엔", 파라-3급-부틸스티렌, 메톡시스티렌, 비닐메시틸렌, 디비닐벤젠, 비닐나프탈렌 등이다.Suitable vinylaromatic compounds are, in particular, styrene, ortho-, meta- and paramethylstyrene, commercially available mixtures "vinyltoluene", para-tert-butylstyrene, methoxystyrene, vinylmethylene, divinylbenzene, vinylnaphthalene And so on.

공중합체는 디엔 단위를 99% 내지 20중량% 포함하고, 비닐방향족 단위를 1 내지 80중량% 포함할 수 있다.The copolymer may include 99% to 20% by weight of diene units and 1 to 80% by weight of vinylaromatic units.

관능화된 디엔 중합체는 쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 지니거나, 사용된 중합 조건의 작용인 임의의 미세구조(microstructure)를 가질 수 있는 실란올 관능기에 의해 이의 쇄를 따라 개질된다. 중합체는 블록 중합체, 통계적(statistical) 중합체, 연속(sequenced) 중합체, 미세연속(microsequened) 중합체 등일 수 있고, 분산액 또는 용액에서 제조될 수 있다. 음이온성 중합의 경우, 이들 중합체의 미세구조는 변성제(modifying agent) 및/또는 랜덤화제(randomizing agent)의 존재 또는 부재에 의해 결정되고, 사용되는 변성제 및/또는 랜덤화제의 양에 의해 결정된다.The functionalized diene polymer has its silanol functionality at the end of the chain, or by silanol functionality which may have a polysiloxane block having silanol ends or any microstructure which is a function of the polymerization conditions used. It is modified along the chain. The polymer may be a block polymer, statistical polymer, sequenced polymer, microsequened polymer, and the like, and may be prepared in dispersion or solution. In the case of anionic polymerization, the microstructure of these polymers is determined by the presence or absence of a modifying agent and / or randomizing agent, and by the amount of the modifying and / or randomizing agent used.

바람직하게는 폴리부타디엔, 특히 1,2-단위 함량이 4% 내지 80%인 폴리이소프렌, 부타디엔-스티렌 공중합체가 적합하고, 특히 스티렌 함량이 4 내지 50중량%, 보다 특히 20 내지 40중량%이고, 부타디엔 부분의 1,2-결합 함량이 4% 내지 65%이고, 트랜스-1,4-결합 함량이 30% 내지 80%인 부타디엔-이소프렌 공중합체, 특히 이소프렌 함량이 5 내지 90중량%이고 유리 전이 온도(Tg)가 -40℃ 내지 -80℃인 이소프렌-스티렌 공중합체이고, 특히 스티렌 함량이 5 내지 50중량%이고 Tg가 -25℃ 내지 -50℃인 것이다. 부타디엔-스티렌-이소프렌 공중합체의 경우, 적합한 것은 스티렌 함량이 5 내지 50중량%, 보다 특히 10 내지 40중량%이고, 이소프렌 함량이 15 내지 60중량%, 보다 특히 20 내지 50중량%이고, 부타디엔 함량이 5 내지 50중량%, 보다 특히 20 내지 40중량%이고, 부타디엔 부분의 1,2-단위 함량이 4% 내지 85%이고, 부타디엔 부분의 트랜스-1,4-단위 함량이 6% 내지 80%이고, 이소프렌 부분의 1,2-단위와 3,4-단위를 합한 함량이 5% 내지 70%이고, 이소프렌 부분의 트랜스-1,4-단위 함량이 10% 내지 50%이고, 보다 일반적으로는 Tg가 -20℃ 내지 -70℃인 부타디엔-스티렌-이소프렌 공중합체가 적합하다.Preference is given to polybutadiene, in particular polyisoprene and butadiene-styrene copolymers having a 1,2-unit content of 4% to 80%, in particular 4 to 50% by weight of styrene and more particularly 20 to 40% by weight. Butadiene-isoprene copolymer having a 1,2-bond content of 4% to 65% of the butadiene moiety and a trans-1,4-bond content of 30% to 80%, in particular an isoprene content of 5 to 90% by weight and free transition temperature (T g) of the isoprene -40 ℃ to -80 ℃ - a styrene copolymer, especially a styrene content of 5 to 50% by weight to the T g is -25 ℃ to -50 ℃. For butadiene-styrene-isoprene copolymers, suitable are 5 to 50% by weight, more particularly 10 to 40% by weight, 15 to 60% by weight of isoprene, more particularly 20 to 50% by weight, butadiene content 5 to 50% by weight, more particularly 20 to 40% by weight, the 1,2-unit content of the butadiene portion is 4% to 85% and the trans-1,4-unit content of the butadiene portion is 6% to 80% And the content of 1,2-units and 3,4-units of the isoprene portion is 5% to 70%, and the trans-1,4-unit content of the isoprene portion is 10% to 50%, more generally Butadiene-styrene-isoprene copolymers having a T g of from -20 ° C to -70 ° C are suitable.

중합 개시제에 관해서는, 공지된 음이온성 또는 비이온성의 단일 또는 다관능 개시제를 사용할 수 있다. 그러나, 리튬과 같은 알칼리 금속 또는 바륨과 같은 알칼리 토금속을 포함하는 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 유기 리튬 개시제로서 적합한 것은, 특히 하나 이상의 탄소-리튬 결합을 갖는 것이다. 대표적인 화합물로는 지방족 유기 리튬 화합물[예: 에틸 리튬, n-부틸 리튬(n-BuLi), 이소부틸 리튬), 이리튬 폴리메틸렌(예: 1,4-디리티오부탄) 등]이 있다. 또한, 리튬 아미드가 개시제로서 바람직한데, 왜냐하면 이는 실란올 관능기를 포함하지 않거나, 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 포함하지 않는 중합체의 쇄의 말단에 극성 그룹을 갖도록 할 수 있기 때문이다. 리튬 아미드는, 2차 비사이클릭 또는 사이클릭 아민으로부터 수득되는데, 후자의 경우 피롤리딘 및 헥사메틸렌이민을 사용하는 것이 바람직하며, 당해 아미드는 프랑스 특허 제2,250,774호에 기술된 바와 같이 용매화제(solvating agent, 예; 에테르)의 사용과 결합하여 탄화수소 용매중에서 가용화 될 수 있다. 대표적인 바륨 함유 화합물은, 본원에서 참조로서 인용된 프랑스 특허원 제2,302,311호 및 프랑스 특허원 제2,273,822호와 추가의 프랑스 특허원 제2,338,953호 및 프랑스 특허원 제2,340,958호의 증명서에 기술되어 있는 것이다.As for the polymerization initiator, known anionic or nonionic single or polyfunctional initiators can be used. However, preference is given to using initiators comprising alkali metals such as lithium or alkaline earth metals such as barium. Suitable as organolithium initiators are in particular those having at least one carbon-lithium bond. Representative compounds include aliphatic organolithium compounds such as ethyl lithium, n-butyl lithium (n-BuLi), isobutyl lithium), irithium polymethylene (eg 1,4-dirithiobutane) and the like. Lithium amides are also preferred as initiators because they can have polar groups at the ends of the chains of polymers that do not contain silanol functional groups or do not contain polysiloxane blocks with silanol ends. Lithium amides are obtained from secondary bicyclic or cyclic amines, in the latter case preference is given to using pyrrolidine and hexamethyleneimine, which amides are solvating agents (as described in French Patent No. 2,250,774). It can be solubilized in hydrocarbon solvents in combination with the use of solvating agents such as ethers. Representative barium containing compounds are described in the certificates of French Patent Application Nos. 2,302,311 and French Patent Application Nos. 2,273,822 and further French Patent Application Nos. 2,338,953 and French Patent Application Nos. 2,340,958, which are hereby incorporated by reference.

자체로도 공지된 바와 같이, 중합은 바람직하게는, 예를 들어 지방족 또는 지환족 탄화수소(예: 펜탄, 헥산, 헵탄, 이소옥탄, 사이클로헥산), 또는 방향족 탄화수소(예: 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌)일 수 있는 불활성 용매의 존재하에 수행된다.As is known per se, the polymerization is preferably, for example, aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons (eg pentane, hexane, heptane, isooctane, cyclohexane), or aromatic hydrocarbons (eg benzene, toluene or xylene) May be carried out in the presence of an inert solvent.

중합은 연속적 또는 불연속적 공정으로 수행될 수 있다. 중합은 일반적으로는 20℃ 내지 120℃의 온도, 바람직하게는 30℃ 내지 90℃의 온도에서 수행된다. 몰론, 리빙 쇄 말단의 반응성을 개질시키기 위해 금속교환반응제(transmetallation agent)를 최종 중합에 가하는 것이 또한 가능하다.The polymerization can be carried out in a continuous or discontinuous process. The polymerization is generally carried out at a temperature of 20 ° C to 120 ° C, preferably at a temperature of 30 ° C to 90 ° C. Of course, it is also possible to add a transmetallation agent to the final polymerization in order to modify the reactivity of the living chain ends.

쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 포함하는 폴리실록산 블록을 지니며 본 발명에서 사용되는 관능화된 디엔 중합체는 유추에 의한 다양한 공정에 의해 수득할 수 있다. 문헌[참조 문헌: Journal of Polymer Science, Part A, Vol. 3, pp. 93-103 (1965)]에 기술되어 있는 제1 방법은, 쇄의 말단에 할로게노실란 관능기를 갖는 디엔 중합체를 형성하기 위해, 리빙 디엔 중합체와 유기 실란 관능화제를, 바람직하게는 중합 반응기 밖에서 동일하거나 상이한 온도, 바람직하게는 중합 온도에 가까운 온도에서 반응시키고, 쇄의 말단의 실란올이 관능화된 디엔 중합체를 수득하기 위해 매뉴얼[참조: "Chemistry and Technology of Silicones," Academic Press, New York, N.Y.(1968), p. 95]에 기술되어 있는 바와 같이 양성자 공여체를 작용시키는 것으로 이루어져 있다. 이들 2개의 반응 서열은 이미 그레버(Greber) 및 발시우나스(Balciunas)의 문헌[참조 문헌: Makromol. Chem. 69, pp. 193-205 (1963)]에 기술되어 있다. 리빙 디엔 중합체를 반응시킬 수 있는 유기 실란 관능화제의 예로는, 화학식 R1R2SiX2(여기서, R1및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹이고, X는 할로겐 원자, 바람직하게는 염소 또는 브롬이다)의 선형 디할로게노실란을 언급할 수 있다.The functionalized diene polymers used in the present invention having silanol functional groups at the ends of the chain, or polysiloxane blocks comprising silanol ends, can be obtained by various processes by analogy. [Ref. Journal of Polymer Science, Part A, Vol. 3, pp. 93-103 (1965), the living diene polymer and the organosilane functionalizing agent are preferably the same outside the polymerization reactor to form a diene polymer having a halogenosilane functional group at the end of the chain. Or to react at different temperatures, preferably close to the polymerization temperature, and to obtain diene polymers functionalized with silanol at the ends of the chain, see "Chemistry and Technology of Silicones," Academic Press, New York, NY (1968), p. 95, which acts as a proton donor. These two reaction sequences are already described by Greber and Balciunas, Makromol. Chem. 69, pp. 193-205 (1963). Examples of organosilane functionalizing agents capable of reacting living diene polymers include the formula R 1 R 2 SiX 2 , wherein R 1 and R 2 may be the same or different and are alkyl groups of 1 to 8 carbon atoms, and X is Mention may be made of linear dihalogenosilanes of halogen atoms, preferably chlorine or bromine).

디할로게노실란으로 바람직한 것으로는, 디클로로-디메틸실란, 디클로로디에틸실란, 디클로로디페닐실란, 디클로로페닐메틸실란 및 디클로로비닐메틸실란을 언급할 수 있다.As preferred dihalogenosilanes, mention may be made of dichloro-dimethylsilane, dichlorodiethylsilane, dichlorodiphenylsilane, dichlorophenylmethylsilane and dichlorovinylmethylsilane.

제2 방법은, 리빙 중합체를 사이클릭 폴리실록산 관능화제와 반응시켜 SiO- 말단을 갖는 중합체를 수득하는 것으로 이루어져 있는데, 여기서 반응은 당해 사이클로폴리-실록산의 중합을 허용하지 않은 매질에서 수행된다. 사이클릭 폴리실록산의 예로는 화학식(여기서, R1및 R2는 동일하거나 상이할 수 있고, 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹이고, m은 3 내지 8의 정수이다)의 화합물을 언급할 수 있으며, 바람직한 사이클릭 폴리실록산으로는 헥사메틸사이클로트리실록산, 트리메틸트리에틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 데카메틸사이클로펜타실록산 뿐만 아니라 이들의 혼합물을 언급할 수 있다. 이어서, SiO- 말단을 갖는 중합체를 양성자 공여체 화합물과 반응시켜 쇄의 말단에서 실란올이 관능화된 디엔 중합체를 형성한다.The second method consists of reacting the living polymer with a cyclic polysiloxane functionalizing agent to obtain a polymer having SiO-termination, wherein the reaction is carried out in a medium that does not allow polymerization of the cyclopoly-siloxane. Examples of cyclic polysiloxanes include chemical formulas (Wherein R 1 and R 2 may be the same or different and are alkyl groups of 1 to 8 carbon atoms, m is an integer of 3 to 8); mention may be made of hexamethyl as the preferred cyclic polysiloxane. Mention may be made of cyclotrisiloxane, trimethyltriethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, as well as mixtures thereof. The polymer having the SiO- terminus is then reacted with the proton donor compound to form a silanol functionalized diene polymer at the end of the chain.

제3 방법은, 연속적인 중합에 의해 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 포함하는 블록 공중합체를 제조하는 것으로 이루어진다. 이들 블록 공중합체는 미국 특허 제3,483,270호, 미국 특허 제3,051,684호 및 문헌[참조 문헌: J. Appl. Poly. Sci., Vol. 8, pp. 2707-2716 (1964)]에 기술되어 있는 바와 같이, 음이온성으로 중합된 사이클릭 폴리-실록산과 함께 극성 매질에서 반응하는 리빙 디엔 중합체의 제1 블록을 제조하고, 양성자 공여체와 반응하고 (SiO-)를 갖는 폴리실록산 블록을 포함하는 연속적인 블록 공중합체를 최종적으로 수득하기 위해 제2 블록을 형성하여 쇄의 말단에 실란올 관능기를 갖는 폴리실록산 블록을 포함하는 블록 디엔 공중합체를 형성함으로써 수득할 수 있다.The third method consists in producing a block copolymer comprising polysiloxane blocks having silanol ends by continuous polymerization. These block copolymers are described in US Pat. No. 3,483,270, US Pat. No. 3,051,684 and in J. Appl. Poly. Sci., Vol. 8, pp. 2707-2716 (1964) to prepare a first block of living diene polymer that reacts in a polar medium with anionic polymerized cyclic poly-siloxane, reacts with a proton donor (SiO— Can be obtained by forming a second block to form a block diene copolymer comprising polysiloxane blocks having silanol functional groups at the ends of the chain to finally obtain a continuous block copolymer comprising polysiloxane blocks having .

제4 방법은 2개의 중합체의 그래프트(graft), 예를 들어 이리튬화되거나 이나트륨화된 폴리실록산을 (SiX)(여기서, X는 할로겐 원자이다) 말단을 갖는 디엔 중합체에 그래프팅시킨 다음, 문헌[참조 문헌: Makromal. Chem. 79, pp. 149-160 (1964)]에서 그레버 및 발시우나스에 의해 기술된 바와 같거나 또는 매뉴얼[참조: "Block Copolymers," Applied Science, England (1973), p.339]에서 플럼브(Plumb) 및 아테르톤(Atherton)에 의해 인용된 바와 같이 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 포함하는 블록 공중합체를 수득하기 위해 그래프트된 생성물을 양성자 공여체와 반응시킴으로써 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 포함하는 블록 공중합체를 제조하는 것으로 이루어져 있다.The fourth method involves grafting two polymers, for example irithiated or disolated polysiloxanes, onto a diene polymer having (SiX), where X is a halogen atom, followed by [ Reference: Makromal. Chem. 79, pp. 149-160 (1964), as described by Grabber and Valsiunas, or in Plumb and in the manual ("Block Copolymers," Applied Science, England (1973), p. 339). Block copolymer comprising polysiloxane blocks having silanol ends by reacting the grafted product with a proton donor to obtain a block copolymer comprising polysiloxane blocks having silanol ends as cited by Atherton It consists of preparing a.

또한 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 디엔 중합체는, 예를 들어 중합체 쇄의 금속교환반응 단게를 우선 수행하는 제1 또는 제3의 방법을 포함하는 상이한 공정에 의해 수득할 수 있다.The diene polymers modified along the chain by silanol functional groups can also be obtained by different processes, including, for example, first or third methods of first carrying out the metal exchange step of the polymer chains.

물론, 통상적인 기술, 예를 들어 응집시키거나 또는 진공 증발시키고, 이어서 경우에 따라 건조시키고 용매를 수증기 증류(steam distillation)시켜 관능화된 중합체를 회수하기 전에, 하나 이상의 산화방지제를 반응 혼합물에 가할 수 있는데, 이는 알콕시실란에 의해 관능화되는 중합체의 경우에 거대구조의 발달을 기대하는 당해 분야의 숙련가에게는 놀라운 것이다.Of course, conventional techniques, such as agglomeration or vacuum evaporation, and then optionally drying and steam distillation of the solvent, to recover the functionalized polymer, may require addition of one or more antioxidants to the reaction mixture. This is surprising for those skilled in the art who would expect the development of macrostructures in the case of polymers functionalized by alkoxysilanes.

말단에 실란올 관능기, 또는 실란 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 지니는 관능화된 디엔 중합체, 또는 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 관능화된 디엔 중합체는, 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는 고무 조성물을 형성하는데 사용될 특별한 능력을 갖는다.Functionalized diene polymers having silanol functional groups at the ends, or polysiloxane blocks having silane ends, or functionalized diene polymers modified along the chain by silanol functional groups, are carbon blacks having silica fixed to the surface as a reinforcing filler. It has a special ability to be used to form a rubber composition comprising.

표면에 실리카가 고착된 카본 블랙의 비율은 중합체 중량의 30중량부 이상이다.The proportion of carbon black having silica fixed to the surface is at least 30 parts by weight of the polymer weight.

표면에 실리카가 고착된 당해 카본 블랙은 카본 블랙 또는 백색 충전제, 특히 실리카와 같은 기타 보강 충전제와의 블렌드에서 사용될 수 있다. 이들 충전제의 상대적인 백분율은 당해 분야의 숙련가가 희망하는 조성물의 특성 절충안을 기준으로 하여 조절할 수 있다.The carbon black having silica adhered to the surface can be used in blends with carbon black or white fillers, in particular other reinforcing fillers such as silica. The relative percentages of these fillers can be adjusted based on the trade-offs of the properties desired by those skilled in the art.

카본 블랙 표면상에 존재하는 실리카의 양은 0.1 내지 50중량%, 바람직하게는 0.3 내지 30중량%이다.The amount of silica present on the carbon black surface is 0.1 to 50% by weight, preferably 0.3 to 30% by weight.

표면에 실리카가 고착된 상기한 카본 블랙은 상이한 제조방법에 의해 수득할 수 있다. 이의 예로서, 유럽 특허원 제0,711,805호, 일본 특허원 제63-63755호에 기술되어 있는 제조방법, 또는 카보트 코포레이션(CABOT Co.)이 시판중인 에코블랙(ECOBLACK) CRX2000의 제조방법 및 특허원 제WO96/37547호에 기술되어 있는 제조방법을 언급할 수 있다.The carbon black described above in which silica is fixed on the surface can be obtained by different manufacturing methods. As an example thereof, the manufacturing method described in European Patent Application No. 0,711,805, Japanese Patent Application No. 63-63755, or the manufacturing method and patent application of ECOBLACK CRX2000 commercially available from CABOT Co. Mention may be made of the preparation methods described in WO96 / 37547.

본 발명에서 사용하기에 적합한 실리카의 예는 당해 분야의 숙련가에게 공지된 모든 침강 실리카(precipitated silica) 또는 열분해법 실리카(fumed silica)이고, 특히 고분산성 실리카이다. 용어 "고분산성 실리카"는 중합체 금형에서 고도로 해응집되고 분산될 수 있는 실리카로 이해할 수 있는데, 이는 박층상에서 전자 현미경 또는 광학 현미경으로 관찰할 수 있다. 또한, 실리카의 분산성은, 초음파에 의해 해응집에 대한 능력을 시험하고, 이어서 내용이 본원에서 혼입된 유럽 특허원 제0,520,860호 또는 정기 간행지에 발표된 논문[참조 문헌: Rubber World, June 1994, pages 20-24, titled "Dispersibility Measurements fo Pres. Silicsa."]에 기술되어 있는 바와 같이 해응집된 후의 입자의 중직경(D50) 및 해응집 인자(FD)를 측정하기 위해 입도계(granulometer)에서 실리카의 입자 크기를 회절에 의해 측정함으로써 평가한다.Examples of suitable silicas for use in the present invention are all precipitated silicas or fumed silicas known to those skilled in the art, in particular highly dispersible silicas. The term “highly dispersible silica” is understood to be silica that can be highly deagglomerated and dispersed in a polymer mold, which can be observed by electron or optical microscopy on thin layers. In addition, the dispersibility of silica is tested in the ability to deagglomerate by ultrasound, followed by a paper published in European Patent Application No. 0,520,860 or in a periodical, the contents of which are incorporated herein by reference [Rubber World, June 1994, pages] 20-24, titled "Dispersibility Measurements fo Pres. Silicsa." To measure the medium diameter (D 50 ) and the coagulation factor (F D ) of the particles after deagglomeration. The particle size of the silica at is evaluated by measuring by diffraction.

상기한 실리카의 비제한적인 예로서, 아크조 캄파니(AKZO Company)의 퍼카실(Perkasil) KS 430, 르혼-폴렌크(Rhone-Poulenc)의 실리카스 제오실(silicas Zeosil) 1165MP 및 85MP, PPG 코포레이션(PPG CO.)의 실리카스 HI-Sil 2000, 후버 코포레이션(Huber Co.)의 실리카스 제오폴(silicas Zeopol) 8741 또는 8745를 언급할 수 있다.Non-limiting examples of such silicas include Perkasil KS 430 from Akzo Company, Silicas Zeosil 1165MP and 85MP from Rhone-Poulenc, PPG. Mention may be made of silica HI-Sil 2000 from PPG CO., Silica Zeopol 8741 or 8745 from Huber Co.

카본 블랙으로서 사용하기에 적합한 것은, 시판중인 카본 블랙 또는 타이어, 특히 타이어 트레드에 통상적으로 사용되는 모든 카본 블랙이다. 상기한 카본 블랙의 비제한적인 예로는 카본 블랙 N 234, N 339, N 326, N 375 등을 언급할 수 있다.Suitable for use as carbon black are commercially available carbon blacks or tires, especially all carbon blacks commonly used in tire treads. Non-limiting examples of the carbon black described above may include carbon black N 234, N 339, N 326, N 375 and the like.

본 발명에 따른 조성물에서, 실란올 관능화 또는 개질된 디엔 중합체는, 단독으로 사용되거나, 또는 천연 고무 또는 천연 고무 및 합성 탄성중합체를 기본으로 하는 블렌드와 같이 타이어에서 통상적으로 사용되는 기타의 탄성중합체와의 블렌드로서 사용될 수 있거나, 또는 커플링(coupling)되고/되거나 스타링(starring)되거나, 또는 심지어는 실란올 관능기 이외의 다른 관능기로 부분적으로 또는 관능화된 기타의 디엔 중합체와의 블렌드로서 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 조성물에서, 통상적인 탄성중합체의 비율이 높을수록 이의 특성이 보다 적게 개선된다는 것이 증명되어 있다. 이는 통상적인 탄성중합체가, 실란올 관능화 또는 개질된 중합체 중량의 100부당 1 내지 50중량부의 양으로 존재할 수 있기 때문이다.In the compositions according to the invention, silanol functionalized or modified diene polymers are used alone or in other elastomers commonly used in tires, such as blends based on natural rubber or natural rubber and synthetic elastomers. Can be used as a blend with or used as a blend with other diene polymers that are coupled or starred or even partially or functionalized with functional groups other than silanol functional groups. Can be. In the compositions according to the invention it has been demonstrated that the higher the proportion of conventional elastomers, the less the improvement in their properties. This is because conventional elastomers may be present in an amount of from 1 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of silanol functionalized or modified polymer.

하나 이상의 디엔 중합체 및 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙 이외에, 본 발명에 따른 조성물은 모든 또는 몇몇 기타 구성 성분 및, 고무 블렌드에서 사용되는 통상적인 첨가제[예: 가소제, 안료, 산화방지제, 오존균열방지용 왁스(antiozonant wax), 황 및/또는 퍼옥사이드 및/또는 비스말레이미드 기본의 가황 시스템, 가황 촉진제(vulcanization accelator), 확장유(expansion oil) 또는 탄성중합체 및/또는 실리카 피복제를 사용하는 결합제(예: 알콕시실란, 폴리올, 아민 등)]를 포함할 수 있다.In addition to one or more diene polymers and carbon blacks having silica adhered to the surface, the compositions according to the invention are suitable for all or several other constituents and for conventional additives used in rubber blends [e.g. Binders using antiozonant wax, sulfur and / or peroxide and / or bismaleimide based vulcanization systems, vulcanization accelators, expansion oils or elastomers and / or silica coatings ( Such as alkoxysilanes, polyols, amines, etc.).

또한, 본 발명은 타이어 트레드 및 주행저항이 감소된 타이어 트레드에 관한 것이다.The present invention also relates to a tire tread and a tire tread with reduced running resistance.

바람직한 양태의 설명Description of the Preferred Aspects

본 발명은 하기의 실시예에 의해 비제한적인 방식으로 설명될 것이지만, 이는 본 발명의 범주를 한정하지는 않는다.The invention will be illustrated in a non-limiting manner by the following examples, which however do not limit the scope of the invention.

실시예에서, 조성물의 특성은 다음과 같이 평가한다:In the examples, the properties of the composition are evaluated as follows:

- 무니(Mooney) 점도 ML1+4(100℃), ASTM 표준 D-1646에 따라 측정하고 표에서 "무니"로 언급한다;Mooney viscosity ML 1 + 4 (100 ° C.), measured according to ASTM standard D-1646 and referred to in the table as “Money”;

- 300%(EM 300), 100%(EM 100) 및 10%(EM 10)에서의 인장 모듈러스(Elongation modulus), ISO 37에 따라 측정을 수행한다;The measurement is carried out according to Elongation modulus, ISO 37 at 300% (EM 300), 100% (EM 100) and 10% (EM 10);

- 스코트 인열 지수(Scott tear index), 20℃에서 측정한다[파열력(MPa), Fr; 파열 신장률(%), Er];Scott tear index, measured at 20 ° C. [rupture force (MPa), Fr; Rupture elongation (%), Er];

- 히스테리시스 손실률, 60℃에서 %로 측정한다. 측정된 손실에 대한 변형률은 35%이다;Hysteresis loss rate, measured in% at 60 ° C. The strain on the measured loss is 35%;

- 쇼어 A 경도, DIN 53505에 따라 측정을 수행한다;-Measure according to Shore A hardness, DIN 53505;

- 전단시의 동력학, 10 내지 23℃에서의 변형율의 함수로 측정을 수행한다;The measurement is carried out as a function of the kinetics at shear, strain from 10 to 23 ° C .;

- MPa로서 표현되는 비선형성 ㅿG는 피크 대 피크 변형율의 0.15% 내지 50% 사이에 있는 전단 모듈러스에서의 차이이다;Nonlinearity ㅿ G, expressed as MPa, is the difference in shear modulus that is between 0.15% and 50% of peak to peak strain;

- 히스테리시스는 23℃ 및 약 7%의 변형률에서 ASTM D-2231-71(1997년에 재승인)에 따라 측정되는 피크 G" 및 피크 tan δ로 표현되고, G"max23℃및 tan δmax23℃로 각각 표기한다;Hysteresis is expressed as peak G "and peak tan δ measured according to ASTM D-2231-71 (reapproved in 1997) at 23 ° C. and strain of about 7%, with G ″ max23 ° C. and tan δ max23 ° C. Mark each one;

- 체적 저항률(ρv)는 ASTM D-257에 따라 Ω㎝로 측정되고, 이의 값은 105내지 1010Ω㎝이다. 이는 기본 10에 대한 이의 로그 형태로 표현되고, Log 저항률로서 표기된다.Volume resistivity ρ v is measured in Ωcm according to ASTM D-257, with a value of 10 5 to 10 10 Ωcm. This is expressed in its log form relative to base 10 and denoted as Log resistivity.

실시예 1Example 1

본 실시예의 목적은, 쇄에 실란올 관능기를 갖는 관능화된 중합체를 기본으로 하는 조성물의 특성을, 동일한 중합체를 기본으로 하지만 하나는 관능화되지 않고 다른 하나는 공지된 선행 기술의 관능화제로 관능화된 2개의 다른 조성물의 것과 비교하는 것으로, 이들 3개의 조성물은 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함한다.The purpose of this example is to characterize a composition based on a functionalized polymer having silanol functional groups in the chain, one based on the same polymer but one not functionalized and the other functionalized by known prior art functionalizing agents. In comparison to those of the two other compositions that have been oxidized, these three compositions comprise carbon black with silica adhered to the surface as a reinforcing filler.

모든 실시예의 시험에서, 디엔 중합체는 40%의 1,2-부타디엔 결합, 25%의 스티렌을 갖고 있으며, 유리 전이 온도 Tg가 -38℃이고, 무니 점도가 60인 부타디엔-스티렌 공중합체이다.In the tests of all examples, the diene polymer is a butadiene-styrene copolymer having 40% 1,2-butadiene bonds, 25% styrene, a glass transition temperature T g of -38 ° C and a Mooney viscosity of 60.

3개의 조성물에 사용되는 부타디엔-스티렌 공중합체는 다음과 같다:Butadiene-styrene copolymers used in the three compositions are as follows:

- 말단 실란올을 가지고 있고, 헥사메틸사이클로트리실록산, D3으로 이루어진 사이클릭 실록산 관능화제로 본 목적을 위해 관능화시킨, 시험 A를 위한 공중합체(SBR-A);Copolymer for Test A (SBR-A), having terminal silanol and functionalized for this purpose with a cyclic siloxane functionalizing agent consisting of hexamethylcyclotrisiloxane, D3;

- 우수한 히스테리시스를 갖는 조성물을 카본 블랙을 사용하여 수득하도록 허용하는, 공지된 비스디에틸아미노벤조페논, DEAB에 의해 관능화시킨, 시험 B를 위한 공중합체(SBR-B);A copolymer for test B, functionalized by known bisdiethylaminobenzophenone, DEAB, which allows to obtain a composition with good hysteresis using carbon black (SBR-B);

- 메탄올로 중지시킨, 시험 C를 위한 관능화시키지 않은 공중합체(SBR-C).Unfunctionalized copolymer (SBR-C) for test C, suspended with methanol.

이들 SBR들은 중합 용매로서 톨루엔 중에서 개시제로 부틸 리튬을 사용하여 연속적인 공정으로 합성한다. 그리고, 모든 시험을 위해, 공중합체는 톨루엔, 부타디엔, 스티렌 및 THF를 100:10:4.3:0.3의 질량비로 연속적으로 도입시키고, 단량체 100g당 활성 n-BuLi 500μ㏖의 용액을 연속적으로 도입시킨, 터빈형 교반기를 갖는 32ℓ들이 유효 용량의 반응기에서 제조한다. 상이한 용액의 유속을 계산하여 활발하게 교반하는 중에 45분의 평균 잔류 시간을 갖도록 한다. 온도는 60℃에서 일정하게 유지시킨다. 반응기로부터의 출구에서, 측정된 전환률은 88%이고, SBR은 도입된 스티렌 25% 및 부타디엔 부분에 대한 1,2-결합 함량 40%를 포함한다.These SBRs are synthesized in a continuous process using butyl lithium as an initiator in toluene as the polymerization solvent. And for all the tests, the copolymer was continuously introduced with toluene, butadiene, styrene and THF in a mass ratio of 100: 10: 4.3: 0.3, and continuously with a solution of 500 μmol of active n-BuLi per 100 g of monomer, 32 liters with a turbine type stirrer are produced in an reactor of effective capacity. The flow rates of the different solutions are calculated to have an average residence time of 45 minutes during vigorous stirring. The temperature is kept constant at 60 ° C. At the outlet from the reactor, the conversion measured is 88% and the SBR comprises 25% styrene introduced and 40% 1,2-bond content to the butadiene moiety.

SBR-A를 수득하기 위해, 반응기로부터의 출구에서, 정적 혼합기의 주입구에 0.48비의 D3/활성 n-BuLi 중의 헥사메틸사이클로-트리실록산(D3)을 가한다. SBR-C를 합성할 경우에는, D3은 1.5비의 MeOH/활성 n-BuLi중의 메탄올로 대체된다. SBR-B를 합성할 경우, DEAB는 1.5비의 MeOH/활성 n-BuLi중의 메탄올 대신에 가해진다.To obtain SBR-A, at the outlet from the reactor, hexamethylcyclo-trisiloxane (D3) in 0.48 ratio of D3 / active n-BuLi is added to the inlet of the static mixer. When synthesizing SBR-C, D3 is replaced with methanol in a 1.5 ratio of MeOH / active n-BuLi. When synthesizing SBR-B, DEAB is added instead of methanol in a 1.5 ratio of MeOH / active n-BuLi.

삼투압계(osmometry)에 의해 분자량을 측정한 다음, 관능화률(Fn)을1H-NMR에 의해 계산한다. 3가지 경우에서, 분자량은 175,000g·mol-1이다. 관능화된 중합체 SBR-A의 경우, [-Si(CH3)2OH] 단위에 상응하는, ㎏당 밀리당량의 수가 4.6일 때 관능화률은 80%이고, 관능화된 중합체 SBR-B의 경우, [(C2H5)2N-C6H4]2COH 단위에 상응하는, ㎏당 밀리당량의 수가 4.7일 때 관능화률은 82이다.The molecular weight is measured by osmometry and then the functionalization rate (Fn) is calculated by 1 H-NMR. In three cases, the molecular weight is 175,000 g · mol −1 . For functionalized polymer SBR-A, the functionalization rate is 80% when the number of milliequivalents per kilogram, corresponding to [-Si (CH 3 ) 2 OH] units, is 4.6, for functionalized polymer SBR-B The functionalization rate is 82 when the number of milliequivalents per kilogram, 4.7, corresponding to [(C 2 H 5 ) 2 NC 6 H 4 ] 2 COH units.

상기의 3가지 경우에서, 5분 후에 산화방지제로서 탄성중합체 100부(pce)당 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-3급-부틸 페놀) 0.8부 및 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민 0.2pce를 가한다. 용매를 수증기 증류시키는 통상적인 회수 방법으로 중합체를 회수한 다음, 중합체를 100℃에서 10분 동안 원통형 툴(tool)에서 건조시킨다.In the three cases above, after 5 minutes, 0.8 parts of 2,2'-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butyl phenol) and 100 parts of N- (1, 0.2 pce of 3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine is added. The polymer is recovered by a conventional recovery method in which the solvent is steam distilled and then the polymer is dried in a cylindrical tool at 100 ° C. for 10 minutes.

3개의 공중합체 SBR-A, B 및 C를 사용하여, 자체로 공지된 방법으로 하기의 제형(여기서, 모든 부는 중량에 따라 표현된다)에 따라 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙으로 강화된 3개의 고무 조성물 A1, B1 및 C1을 제조한다:Using three copolymers SBR-A, B and C, three reinforced by carbon black with silica adhered to the surface according to the following formulation (wherein all parts are expressed by weight) in a manner known per se: Rubber compositions A1, B1 and C1 are prepared:

탄성중합체 100Elastomer 100

실리카 처리된 카본 블랙(*) 60Silica-treated carbon black ( * ) 60

방향족 오일 25Aromatic Oils 25

결합제(**) 1.8Binder ( ** ) 1.8

산화아연 2.5Zinc Oxide 2.5

스테아르산 1.5Stearic Acid 1.5

산화방지제(a) 1.9Antioxidant (a) 1.9

파라핀(b) 1.5Paraffin (b) 1.5

황 1.1Sulfur 1.1

설펜아미드(c) 2Sulfenamide (c) 2

디페닐구아니딘 0.42Diphenylguanidine 0.42

(*) 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙은 카보트 코포레이션이 시판중인 상품명 노이어 에코블랙(NOIR ECOBLACK) CRX2000(%Si: HF 처리 전 2.74%, HF 처리 후 0.33%, HF 처리 전 비표면적(specific surface area, N2): 138.9㎡/g, HF 처리 후 비표면적: 179.6㎡/g)이다.( * ) Carbon black with silica adhered to the surface is available from Kabot Corporation under the brand name NOIR ECOBLACK CRX2000 (% Si: 2.74% before HF treatment, 0.33% after HF treatment, specific surface area before HF treatment surface area, N2): 138.9 m 2 / g, specific surface area after HF treatment: 179.6 m 2 / g).

(**) 데구사 코포레이션이 상품명 SI69로 시판중인 다황화된 유기실란.( ** ) Polysulfated organosilanes sold by Degusa Corporation under the trade name SI69.

(a) 산화방지제: N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민.(a) Antioxidant: N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine.

(b) 파라핀: 거대결정성 왁스와 미세결정성 왁스의 혼합물.(b) paraffins: mixtures of macrocrystalline waxes and microcrystalline waxes.

(c) 설펜아미드: N-사이클로헥실-2-벤조티아질 설펜아미드.(c) sulfenamides: N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide.

상기한 3개의 공중합체는, 본원에서 인용된 유럽 특허원 제0,501,227호에 기술되어 있는 방법에 의해 조성물을 제조하는데 사용되는데, 이 방법은 30℃에서 원통형 툴에 가황 시스템을 도입하면서, 동일한 최대 감소 온도 160℃를 수득할 때까지 45rpm의 평균 패들 속도에서 각각 5분 및 4분 동안 지속되는 2단계를 수행하는 것으로 이루어진 열역학적 공정으로 구체화된다.The three copolymers described above are used to prepare the composition by the method described in European Patent Application No. 0,501,227 cited herein, which method employs the same maximum reduction while introducing the vulcanization system into the cylindrical tool at 30 ° C. It is embodied in a thermodynamic process consisting of carrying out two stages lasting 5 minutes and 4 minutes at an average paddle speed of 45 rpm until a temperature of 160 ° C. is obtained.

가황은 150℃에서 50분 동안 수행한다. 이들 3개의 조성물의 특성을 가황되지 않은 상태 및 가황된 상태 모두에서 비교한다.Vulcanization is carried out at 150 ° C. for 50 minutes. The properties of these three compositions are compared in both vulcanized and vulcanized states.

결과는 하기 표 1에 나타내었다.The results are shown in Table 1 below.

조성물정지제Composition A1D3A1D3 B1DEABB1DEAB C1MeOHC1MeOH 가황되지 않은 상태에서의 특성Properties in the Unvulcanized State ML1+4(100°)ML 1 + 4 (100 °) 8686 87.587.5 75.575.5 가황된 상태에서의 특성Characteristics in vulcanized state Log 저항률쇼어EM10EM100EM300EM300/EM100Log resistivity shore EM10EM100EM300EM300 / EM100 9.3855.93.331.502.431.629.3855.93.331.502.431.62 8.1458.84.151.562.321.498.1458.84.151.562.321.49 7.9859.74.141.562.321.497.9859.74.141.562.321.49 스코트 20℃ Fr20℃ Ar%Scott 20 ℃ Fr20 ℃ Ar% 19.442019.4420 23.758523.7585 21.253021.2530 PH 60℃PH 60 ℃ 19.719.7 24.424.4 26.126.1 변형 함수로서의 동력학적 특성Kinetic Characteristics as Deformation Function ㅿGat23℃G"max23°tan δmax23° AtG at23 ℃ G " max23 ° tan δ max23 ° 0.950.400.230.950.400.23 2.290.700.292.290.700.29 2.600.830.332.600.830.33

가황된 상태에서의 특성면에서 SBR-A(실란올 관능화됨)를 기본으로 하는 조성물 A1은, SRB-C를 갖는 혼합물과 비교시 다른 특성은 열화되지 않으면서, 낮고(G"max23°; tanδmax23°) 높은(PH 60℃) 변형에서 SBR-C(메탄올로 정지됨)를 포함하는 조성물 C1의 것보다 현저하게 뛰어난 히스테리시스를 보이는 것을 알 수 있다.Composition A1, based on SBR-A (silanol functionalized) in terms of properties in the vulcanized state, is low (G " max23 ° ; tanδ) without compromising other properties when compared to mixtures with SRB-C. max23 °) it can be seen that show high (PH 60 ℃) strain is significantly more excellent hysteresis of the composition C1 comprises a SBR-C (suspended in methanol) in.

또한, 조성물 A1의 특성은 조성물 B1(DEAB로 관능화된 SBR-B)로 수득되는 것보다 우수하였다.In addition, the properties of Composition A1 were better than those obtained with Composition B1 (SBR-B functionalized with DEAB).

실시예 2Example 2

본 실시예의 목적은, 한편으로는 실란올 관능화된 중합체 및 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는 본 발명에 따른 고무 조성물을, DEAB로 관능화된 SBR-B 및 카본 블랙으로 이루어진 충전제를 포함하는 조성물 B2와 비교하고, 다른 한편으로는 SBR-C 및, 실리카, 실란올 피복제 및 커플링제로 이루어진 충전제를 포함하는 조성물 C2와 비교하는 것이다. 이들 2개의 최종 조성물, B2 및 C2는 카본 블랙 및 실리카로 우수한 히스테리시스를 갖는다는 것이 공지되어 있다.The object of this example is to provide a rubber composition according to the invention comprising, on the one hand, a silanol functionalized polymer and carbon black having silica fixed on its surface, a filler consisting of SBR-B and carbon black functionalized with DEAB. And to composition C2, which comprises SBR-C and a filler consisting of silica, a silanol coating and a coupling agent. It is known that these two final compositions, B2 and C2, have good hysteresis with carbon black and silica.

사용되는 제조방법은 조성물 C1에 대해 실시예 1에서 기술한 바와 동일하다.The preparation method used is the same as described in Example 1 for Composition C1.

이들 조성물은 다음의 제형을 갖는다:These compositions have the following formulations:

조성물 B2 조성물 C2Composition B2 Composition C2

탄성중합체 100 탄성중합체 100Elastomer 100 Elastomer 100

카본 블랙 N234 60 실리카(*) 60Carbon Black N234 60 Silica ( * ) 60

방향족 오일 25 방향족 오일 25Aromatic Oil 25 Aromatic Oil 25

결합제(**) 4.8Binder ( ** ) 4.8

산화아연 3 산화아연 2.5Zinc Oxide 3 Zinc Oxide 2.5

스테아르산 2 스테아르산 1.5Stearic Acid 2 Stearic Acid 1.5

산화방지제(a) 1.9 산화방지제(a) 1.9Antioxidant (a) 1.9 Antioxidant (a) 1.9

파라핀(b) 1.5 파라핀(b) 1.5Paraffin (b) 1.5 paraffin (b) 1.5

황 1.2 황 1.1Sulfur 1.2 Sulfur 1.1

설펜아미드(c) 1.2 설펜아미드(c) 2Sulfenamide (c) 1.2 sulfenamide (c) 2

디페닐구아니딘 1.5Diphenylguanidine 1.5

(*) 실리카: 르혼-폴렌크가 시판중인 제오실 1165( * ) Silica: Zeiss 1165, commercially available from Rehon-Follen

(**) 데구사 코포레이션이 상품명 SI69로 시판중인 다황화된 유기실란.( ** ) Polysulfated organosilanes sold by Degusa Corporation under the trade name SI69.

결과는 표 2에 나타내었다.The results are shown in Table 2.

조성물정지제충전제Composition Stopper Filler A1D3실리카가 처리된 카본 블랙Carbon black with A1D3 silica B2DEAB블랙B2DEAB black C2MeOH실리카C2MeOH Silica 가황되지 않은 상태에서의 특성Properties in the Unvulcanized State ML1+4(100°)ML 1 + 4 (100 °) 8686 9090 68.568.5 가황된 상태에서의 특성Characteristics in vulcanized state Log 저항률쇼어EM10EM100EM300EM300/EM100Log resistivity shore EM10EM100EM300EM300 / EM100 9.3855.93.331.502.431.629.3855.93.331.502.431.62 5.3604.441.512.021.345.3604.441.512.021.34 >1058.44.161.371.531.12> 1058.44.161.371.531.12 스코트 20℃ Fr20℃ Ar%Scott 20 ℃ Fr20 ℃ Ar% 19.442019.4420 22.765022.7650 23.070523.0705 PH 60℃PH 60 ℃ 19.719.7 3030 26.126.1 변형 함수로서의 동력학적 특성Kinetic Characteristics as Deformation Function ㅿGat23℃G"max23°tan δmax23° AtG at23 ℃ G " max23 ° tan δ max23 ° 0.950.400.230.950.400.23 4.841.250.364.841.250.36 1.880.580.251.880.580.25

카본 블랙으로 에코블랙 CRX2000을 포함한 조성물 A1(실란올 관능화된 SBR-A)은, 카본 블랙을 기본으로 하는 조성물 B2에 대해 수득된 것에 비해, 다른 특성이 열화되지 않고 30% 정도로 매우 크게 감소된 히스테리시스(낮고 높은 변형에서)를 보인다는 것을 알 수 있다.Composition A1 (silanol functionalized SBR-A) comprising ecoblack CRX2000 as carbon black was significantly reduced by 30% without degrading other properties compared to that obtained for composition B2 based on carbon black. It can be seen that there is hysteresis (at low and high strains).

더욱이, 전도성이 크게 감소된 조성물 A1은 실리카 기본의 조성물 C2에 비해, 현저하게 개선된 히스테리시스 특성을 가진다는 것을 알 수 있다.Moreover, it can be seen that Composition A1, which has significantly reduced conductivity, has significantly improved hysteresis properties compared to Composition C2 based on silica.

실시예 3Example 3

본 실시예에서는, 결합제를 포함하지 않고 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는, 각각 SBR-A(D3으로 관능화됨), SBR-C(MeOH로 정지시킴) 및 SBR-B(DEAB로 관능화됨)를 기본으로 하는 3개의 조성물 A3, C3 및 B3을 비교하는 것이다.In this example, SBR-A (functionalized with D3), SBR-C (stopped with MeOH) and SBR-B (with no binder, but carbon black with silica fixed on the surface as reinforcing filler) 3 compositions A3, C3 and B3 based on DEAB functionalized).

조성물 A3, C3 및 B3은 실시예 1에 기술되어 있는 방법에 의해 제조하고, 다음의 제형을 갖는다:Compositions A3, C3 and B3 are prepared by the method described in Example 1 and have the following formulation:

탄성중합체 100Elastomer 100

실리카 처리된 카본 블랙(*) 60Silica-treated carbon black ( * ) 60

방향족 오일 25Aromatic Oils 25

결합제 0Binder 0

산화아연 2.5Zinc Oxide 2.5

스테아르산 1.5Stearic Acid 1.5

산화방지제(a) 1.9Antioxidant (a) 1.9

파라핀(b) 1.5Paraffin (b) 1.5

황 1.1Sulfur 1.1

설펜아미드(c) 2Sulfenamide (c) 2

디페닐구아니딘 0.42Diphenylguanidine 0.42

(*) 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙은 카보트 코포레이션이 시판중인 상품명 노이어 에코블랙 CRX2000(%Si: HF 처리 전 2.74%, HF 처리 후 0.33%, HF 처리 전 비표면적(N2): 138.9㎡/g, HF 처리 후 비표면적: 179.6㎡/g)이다.( * ) Carbon black with silica adhered to the surface is available from Carbot Corporation under the brand name Neuer Eco Black CRX2000 (% Si: 2.74% before HF treatment, 0.33% after HF treatment, specific surface area (N2) before HF treatment: 138.9㎡ / g, specific surface area after HF treatment: 179.6 m 2 / g).

결과는 표 3에 요약하였다.The results are summarized in Table 3.

조성물정지제Composition A3D3A3D3 B3DEABB3DEAB C3MeOHC3MeOH 가황되지 않은 상태에서의 특성Properties in the Unvulcanized State ML1+4(100°)ML 1 + 4 (100 °) 88.288.2 91.591.5 76.576.5 가황된 상태에서의 특성Characteristics in vulcanized state Log 저항률쇼어EM10EM100EM300EM300/EM100Log resistivity shore EM10EM100EM300EM300 / EM100 8.5253.33.101.231.801.468.5253.33.101.231.801.46 7.0957.34.131.321.651.257.0957.34.131.321.651.25 6.7958.14.351.301.611.246.7958.14.351.301.611.24 스코트 20℃ Fr20℃ Ar%Scott 20 ℃ Fr20 ℃ Ar% 21.557521.5575 21.967021.9670 20.868520.8685 PH 60℃PH 60 ℃ 22.922.9 28.828.8 33.433.4 변형 함수로서의 동력학적 특성Kinetic Characteristics as Deformation Function ㅿGat23℃G"max23°tan δmax23° AtG at23 ℃ G " max23 ° tan δ max23 ° 1.100.450.251.100.450.25 3.030.780.383.030.780.38 3.830.970.383.830.970.38

피복제 및 결합제를 사용하지 않고 (실란올 관능화된) SBR-A를 사용한 조성물 A3은, 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 또한 포함하는 다른 2개의 조성물과 비교시, 다른 특성이 파괴되지 않으면서 낮고(G"max23℃; tanδmax23℃) 높은(PH 60℃) 변형에서 매우 낮은 히스테리시스를 갖는다는 것을 알 수 있다.Composition A3 using SBR-A (silanol functionalized) without the use of coatings and binders has different properties when compared to the other two compositions that also include carbon black having silica fixed on the surface as a reinforcing filler. It can be seen that it has very low hysteresis at low (G " max23 ° C ; tanδ max23 ° C ) and high (PH 60 ° C) strains without breaking.

더욱이, 각각 SBR-B 및 SBR-C를 기본으로 하는 조성물 B3 및 C3의 히스테리시스 특성은, 피복제 및 결합제를 포함한 동일한 중합체를 기본으로 하는 실시예 2의 조성물 B2 및 C2와 비교할 경우에 히스테리시스 특성은 극히 조금 파괴되지만, 이와 반대로 조성물 A3의 히스테리시스 특성은 피복제 및 결합제를 포함하는 조성물 A1의 것만큼 대부분이 양호하다.Moreover, the hysteresis properties of compositions B3 and C3 based on SBR-B and SBR-C respectively, compared to compositions B2 and C2 of Example 2 based on the same polymer including coating and binder, On the contrary, the hysteresis properties of composition A3 are mostly as good as those of composition A1, including the coating and the binder.

또한, 조성물 A1과 비교시 전도성이 감소되지 않으면서 조성물 A3의 역학적 응집(EM300)력, 파괴 신장률과 같은 기타 특성도 감소되지 않는다는 것이 강조되어야 한다.It should also be emphasized that other properties such as mechanical cohesion (EM300) force, elongation at break, and the like of composition A3 are not reduced, while the conductivity is not reduced compared to composition A1.

실시예 4Example 4

본 실시예의 목적은, 각각 메탄올로 정지시킨 SBR 및 실란올 관능화된 SBR을 기본으로 하는 실시예 1의 조성물 A1 및 C1을, 동일한 제형을 사용하지만 SBR이 상이한 조성물 F1과 비교하는 것이다.The purpose of this example is to compare the compositions A1 and C1 of Example 1 based on SBR and silanol functionalized SBR stopped with methanol, respectively, with compositions F1 using the same formulation but with different SBRs.

상기한 SBR-F는 중합 용매로서 사이클로헥산을 사용하고, 개시제로서 헥사메틸렌이민 리튬(HMINLi)을 사용하여 실시예 1에서와 같이 연속적인 공정에 의해 합성한다. 이는 헥사메틸사이클로트리실록산(D3)에 의해 관능화되고, 조성물 F1의 제조방법은 조성물 A1 및 C1에 대해 사용되는 것과 동일하다.The SBR-F described above is synthesized by a continuous process as in Example 1 using cyclohexane as the polymerization solvent and hexamethyleneimine lithium (HMINLi) as the initiator. It is functionalized by hexamethylcyclotrisiloxane (D3), and the method for preparing composition F1 is the same as that used for compositions A1 and C1.

결과는 표 4에 나타내었다.The results are shown in Table 4.

조성물촉매정지제Catalyst stopper A1BuLiD3A1BuLiD3 C1BuLiMeOHC1BuLiMeOH F1HMIMLiD3F1HMIMLiD3 가황되지 않은 상태에서의 특성Properties in the Unvulcanized State ML1+4(100°)ML 1 + 4 (100 °) 8686 75.575.5 120120 가황된 상태에서의 특성Characteristics in vulcanized state Log 저항률쇼어EM10EM100EM300EM300/EM100Log resistivity shore EM10EM100EM300EM300 / EM100 9.3855.93.331.502.431.629.3855.93.331.502.431.62 7.9859.74.141.562.321.497.9859.74.141.562.321.49 1058.13.711.722.701.571058.13.711.722.701.57 스코트 20℃ Fr20℃ Ar%Scott 20 ℃ Fr20 ℃ Ar% 19.442019.4420 21.253021.2530 19.641519.6415 PH 60℃PH 60 ℃ 19.719.7 26.126.1 18.018.0 변형 함수로서의 동력학적 특성Kinetic Characteristics as Deformation Function ㅿGat23℃G"max23°tan δmax23° AtG at23 ℃ G " max23 ° tan δ max23 ° 0.950.400.230.950.400.23 2.600.830.332.600.830.33 0.930.390.210.930.390.21

가황된 상태에서의 특성면에서, 실란올 관능화된 SBR-A를 사용하고 조성물 A1과는 상이한 촉매를 사용하는 조성물 F1은, 조성물 A1을 사용하여 수득한 것보다 나은 특성이 수득되지 않을 경우에는, 메탄올로 정지된 SBR-C를 기본으로 하는 조성물 C1의 것과 비교시 훨씬 개선되고 또한 우수한, 낮고 높은 변형에서의 히스테리시스 특성을 갖는 것을 알 수 있다.In terms of properties in the vulcanized state, composition F1 using silanol functionalized SBR-A and using a catalyst different from composition A1, when better properties than those obtained using composition A1 are not obtained It can be seen that the hysteresis properties at low and high strains are much improved and also superior when compared to that of the composition C1 based on SBR-C stopped with methanol.

따라서, 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙으로 이루어진 보강 충전제의 존재하에 실란올 관능화된 중합체를 사용함으로써 수득되는, 다른 특성은 파괴하지 않으면서 히스테리시스 특성을 개선시키는 것은, 촉매의 선택과는 무관하다는 것이 명백한 것처럼 보인다.Thus, improving hysteresis properties without destroying other properties, obtained by using silanol functionalized polymers in the presence of reinforcing fillers consisting of carbon black with silica fixed on the surface, is independent of the choice of catalyst. It seems obvious.

실시예 5Example 5

본 실시예의 목적은, 본 발명에 따른 조성물 G5를 시판중인 SBR들을 기본으로 하는 다른 두 조성물 H5 및 I5와 비교하는 것이다.The purpose of this example is to compare the composition G5 according to the invention with the other two compositions H5 and I5 based on commercially available SBRs.

조성물 G5, H5 및 I5는 비연속적 공정에 의해 합성되고, 각각 다음의 SBR을 기본으로 한다:Compositions G5, H5 and I5 are synthesized by discontinuous processes, each based on the following SBRs:

- SBR-G는 비연속적 공정에서 사이클로헥산중에서 합성되고, 하기하는 방법에 따라 D3에 의해 관능화된다;SBR-G is synthesized in cyclohexane in a discontinuous process and functionalized by D3 according to the following method;

- 재팬 신세틱 루버 코포레이션(JAPAN SYNTHETIC RUBBER Co.)이 시판중인 T0589는 실리카와 반응시키기 위해 특이적으로 개질시킨 중합체이고, 다음의 특성을 갖는다: Tg=-32℃, %1,2=41%, %sty=33%, ML1+4(100°)=45;T0589, commercially available from JAPAN SYNTHETIC RUBBER Co., is a polymer that has been specifically modified to react with silica and has the following characteristics: T g = -32 ° C,% 1,2 = 41 %,% sty = 33%, ML 1 + 4 (100 °) = 45;

- 니폰 제온 코퍼레이션(NIPPON ZEON Co.)이 시판중인 NS116은 카본 블랙과 반응시키기 위해 특이적으로 개질시킨 중합체이고, 다음의 특성을 갖는다: Tg=-25℃, %1,2=60%, %sty=21%, ML1+4(100°)=50;NS116, commercially available from NIPPON ZEON Co., is a polymer specifically modified to react with carbon black and has the following characteristics: T g = -25 ° C.,% 1,2 = 60%, % sty = 21%, ML 1 + 4 (100 °) = 50;

SBR-G는 다음과 같이 비연속적 공정으로 합성한다.SBR-G is synthesized in a discontinuous process as follows.

탈기된 사이클로헥산 4.6ℓ를 포함한 10ℓ들이 용량의 반응기에, 스티렌 211g, 부타디엔 429g 및 THF 2000ppm을 주입한다. 불순물을 n-BuLi로 중화시킨다음, 랜덤화제로 사용되는 나트륨 3급-부틸레이트 0.001mol 및 n-BuLi 0.0033mol을 가하고, 중합을 55℃에서 수행한다.Into a 10 L reactor containing 4.6 L of degassed cyclohexane, 211 g of styrene, 429 g of butadiene and 2000 ppm of THF are injected. After impurity is neutralized with n-BuLi, 0.001 mol of sodium tert-butylate and 0.0033 mol of n-BuLi used as randomizing agents are added, and the polymerization is carried out at 55 ° C.

전환율이 90%에 이르면, 헥사메틸사이클로트리실록산(D3) 0.0011mol을 반응기에 주입한다. 중합 용액을 55℃에서 15분 동안 교반한다. 중합체에 2,2-메틸렌-비스(4-메틸-6-3급-부틸메틸페놀) 0.80pce 및 N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민 0.20pce를 가하여 항산화시킨 다음, 수증기 증류에 의해 회수하고, 100℃에서 원통형 툴에서 건조시킨다.When the conversion reaches 90%, 0.0011 mol of hexamethylcyclotrisiloxane (D3) is injected into the reactor. The polymerization solution is stirred at 55 ° C. for 15 minutes. 0.80 pce of 2,2-methylene-bis (4-methyl-6-tert-butylmethylphenol) and 0.20 pce of N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine were added to the polymer. Antioxidant is added, recovered by steam distillation and dried in a cylindrical tool at 100 ° C.

무니 점도(ML1+4100°)는 46이고,1H-NMR에 의해 측정되는, 혼입된 스티렌의 질량 백분율(%sty)은 33%이고, 부타디엔 부분의 비닐 쇄의 비율(%1,2)은 41%이다.The Mooney viscosity (ML 1 + 4 100 °) is 46, the mass percentage (% sty) of incorporated styrene, measured by 1 H-NMR, is 33%, and the proportion of vinyl chains in the butadiene portion (% 1,2). ) Is 41%.

NMR 분석은, 삼투압계에 의해 지시되는 바와 같이 공중합체의 분자량(175,000g/mol)을 설명하는 [-Si(CH2)2]-OH 관능화률이 4mEq./㎏임을 보여주고, 이는 [SiOH]의 관능화률 약 70%에 상응한다.NMR analysis showed that the [-Si (CH 2 ) 2 ] -OH functionalization rate, 4mEq./kg, accounting for the molecular weight (175,000 g / mol) of the copolymer as indicated by the osmotic system, was [SiOH ] Corresponds to about 70% functionalization rate.

3개의 조성물 G5, H5 및 I5는 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙인 에코블랙 CRX2000을 기본으로 하는, 실시예 1에서 구체화되는 바와 같은 동일한 제형을 가지며, 이들 조성물의 제조방법은 또한 실시예 1의 조성물 A1에 대해 사용된 것과 동일하다.The three compositions G5, H5 and I5 have the same formulation as specified in Example 1, based on EcoBlack CRX2000, which is carbon black with silica fixed on its surface, and the process for preparing these compositions is also described in Example 1. Same as used for Composition A1.

결과는 표 5에 나타내었다.The results are shown in Table 5.

조성물SBRComposition SBR G5SBR-GG5SBR-G H5T0589H5T0589 I5NS116I5NS116 가황되지 않은 상태에서의 특성Properties in the Unvulcanized State ML1+4(100°)ML 1 + 4 (100 °) 109109 5656 4848 가황된 상태에서의 특성Characteristics in vulcanized state Log 저항률쇼어EM10EM100EM300EM300/EM100Log resistivity shore EM10EM100EM300EM300 / EM100 1056.83.581.712.981.741056.83.581.712.981.74 7.8458.64.391.722.601.517.8458.64.391.722.601.51 7.4859.84.471.702.491.467.4859.84.471.702.491.46 스코트 20℃ Fr20℃ Ar%Scott 20 ℃ Fr20 ℃ Ar% 22.644522.6445 23.353523.3535 20.851520.8515 PH 60℃PH 60 ℃ 17.517.5 29.029.0 29.129.1 변형 함수로서의 동력학적 특성Kinetic Characteristics as Deformation Function ㅿGat23℃G"max23°tan δmax23° AtG at23 ℃ G " max23 ° tan δ max23 ° 1.030.5260.2661.030.5260.266 2.470.09510.3412.470.09510.341 2.600.9770.3642.600.9770.364

가황된 상태에서의 특성에 관해서는, 본 발명에 따른 SBR-C를 기본으로 하는 조성물 G5만이 매우 낮은 히스테리시스 및 매우 낮은 보강 특성을 수득할 수 있음을 알 수 있다.With regard to the properties in the vulcanized state, it can be seen that only composition G5 based on SBR-C according to the present invention can obtain very low hysteresis and very low reinforcement properties.

따라서, 카본 블랙에 적용시킨 특정 관능화 중합체가 실리카 처리된 카본 블랙(이러한 경우 ECOBLACK CRX2000)을 기본으로 하는 중합체에 사용되는 경우, 히스테리시스 특성과 물리적 특성을 향상시키는 것이 불가능하고, 보강 충전제로서 실리카 처리된 카본 블랙을 포함하는 조성물에 실리카에 대해 특이적으로 관능화시킨 중합체를 전위시킴으로써 특성을 개선시키는 것이 불가능한 것 같다.Therefore, when a specific functionalized polymer applied to carbon black is used in a polymer based on silica treated carbon black (in this case, ECOBLACK CRX2000), it is impossible to improve hysteresis characteristics and physical properties, and silica treatment as a reinforcing filler It seems impossible to improve the properties by displacing a polymer specifically functionalized for silica in a composition comprising the carbon black.

Claims (11)

디엔 중합체가 쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 지니는 관능화된 디엔 중합체, 또는 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 디엔 중합체임을 특징으로 하는, 하나 이상의 디엔 중합체와 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는 가황된 고무 조성물.At least one diene polymer, characterized in that the diene polymer is a functionalized diene polymer having a silanol function at the end of the chain, or a polysiloxane block having silanol ends, or a diene polymer modified along the chain by the silanol function; A vulcanized rubber composition comprising carbon black having silica fixed on its surface as a reinforcing filler. 제1항에 있어서, 폴리실록산 블록이 화학식 [-(SiR1R2O)x-H](여기서, R1및 R2는 동일하거나 상이하고, 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹이고, x는 1 내지 1500의 범위의 정수이다)의 실란올 말단을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.The polysiloxane block of claim 1 wherein the polysiloxane block is of the formula [-(SiR 1 R 2 O) x -H], wherein R 1 and R 2 are the same or different and are alkyl groups of 1 to 8 carbon atoms, and x is 1 to It is an integer in the range of 1500) having a silanol end. 제2항에서 있어서, R1및 R2가 탄소수 1 내지 5의 알킬 그룹, 바람직하게는 메틸 그룹인 조성물.The composition of claim 2 wherein R 1 and R 2 are alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms, preferably methyl groups. 제1항에 있어서, 디엔 중합체가 부타디엔-스티렌 공중합체 또는 부타디엔-스티렌-이소프렌 공중합체임을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1 wherein the diene polymer is a butadiene-styrene copolymer or a butadiene-styrene-isoprene copolymer. 제4항에 있어서, 폴리부타디엔 및/또는 부타디엔-이소프렌 공중합체 및/또는 천연 고무를 추가로 포함하는 조성물.The composition of claim 4 further comprising polybutadiene and / or butadiene-isoprene copolymer and / or natural rubber. 제1항에 있어서, 카본 블랙의 표면에 존재하는 실리카의 양이 0.1 내지 50중량%임을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1, wherein the amount of silica present on the surface of the carbon black is 0.1 to 50% by weight. 제6항에 있어서, 카본 블랙의 표면에 존재하는 실리카의 양이 0.3 내지 30중량%임을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 6, wherein the amount of silica present on the surface of the carbon black is 0.3 to 30% by weight. 제1항에 있어서, 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙이 다른 보강 충전제와의 블렌드에서 사용됨을 특징으로 하는 조성물.The composition of claim 1 wherein carbon black having silica fixed to the surface is used in a blend with other reinforcing fillers. 디엔 중합체가 쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 지니는 관능화된 디엔 중합체, 또는 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 디엔 중합체임을 특징으로 하는, 하나 이상의 디엔 중합체와 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는 가황된 고무 조성물을 포함하는 타이어.At least one diene polymer, characterized in that the diene polymer is a functionalized diene polymer having a silanol function at the end of the chain, or a polysiloxane block having silanol ends, or a diene polymer modified along the chain by the silanol function; A tire comprising a vulcanized rubber composition comprising carbon black having silica fixed to a surface as a reinforcing filler. 제9항에 있어서, 고무 조성물이 타이어 트레드를 구성하는 것을 특징으로 하는 타이어.10. The tire of claim 9, wherein the rubber composition constitutes a tire tread. 디엔 중합체가 쇄의 말단에 실란올 관능기, 또는 실란올 말단을 갖는 폴리실록산 블록을 지니는 관능화된 디엔 중합체, 또는 실란올 관능기에 의해 쇄를 따라 개질된 디엔 중합체임을 특징으로 하는, 하나 이상의 디엔 중합체와 보강 충전제로서 표면에 실리카가 고착된 카본 블랙을 포함하는 가황된 고무 조성물로 이루어진 타이어 트레드.At least one diene polymer, characterized in that the diene polymer is a functionalized diene polymer having a silanol function at the end of the chain, or a polysiloxane block having silanol ends, or a diene polymer modified along the chain by the silanol function; A tire tread comprising a vulcanized rubber composition comprising carbon black having silica adhered to the surface as a reinforcing filler.
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