KR20020095212A - Modified rubber, process for producing the same, and composition - Google Patents

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닛뽕 엘라스토마 가부시끼가이샤
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/22Incorporating nitrogen atoms into the molecule

Abstract

A modified rubber which has been modified with a compound having two or more epoxy groups per molecule and has a specific structure; and a process for producing a modified rubber which comprises copolymerizing a vinylaromatic hydrocarbon and a conjugated diene using an organolithium as an initiator by the solution polymerization method and modifying the resultant copolymer with a compound having two or more epoxy groups per molecule. Also provided are: a modified-rubber composition comprising a raw rubber comprising the modified rubber and silica compounded therewith; and a vibration-damping rubber and a footwear both obtained from the modified-rubber composition.

Description

변성 고무, 이의 제조 방법 및 그의 조성물 {MODIFIED RUBBER, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND COMPOSITION}Modified rubber, preparation method thereof and composition thereof {MODIFIED RUBBER, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND COMPOSITION}

일본 특허 공개번호 제 287617호/1991는 블록 중합체로서 일반식 (A-B)n-X (식 중, A는 비닐방향족 중합체 블록을 나타내고, B는 디엔 화합물 중합체 블록을나타낸다)로 표시되는 구조의 열가소성 탄성중합체를 제안한다. 그러나, 상기 종류의 열가소성 탄성중합체는 분자내에 두 개 이상의 독립적인 비닐방향족 중합체 블록을 가지며, 비닐방향족 중합체 블록의 응집력에 기인한 과도하게 높은 가공 온도를 필요로한다. 그러므로 그러한 탄성중합체를 실리카, 카본 블랙등과 혼합하고, 황으로써 상기 조성물을 가황하는 것은 어렵다.Japanese Patent Laid-Open No. 287617/1991 is a thermoplastic polymer having a structure represented by general formula (AB) n- X ( wherein A represents a vinylaromatic polymer block and B represents a diene compound polymer block) as a block polymer. A polymer is proposed. However, thermoplastic elastomers of this kind have two or more independent vinylaromatic polymer blocks in the molecule and require excessively high processing temperatures due to the cohesion of the vinylaromatic polymer blocks. It is therefore difficult to mix such elastomers with silica, carbon black and the like and vulcanize the composition with sulfur.

최근에, 실리카를 원고무내에 혼입하여 자원 절약 및 에너지 절약을 달성하도록 고안된 타이어용 고무 조성물을 제조하는 많은 기술이 제안되었다.Recently, many techniques have been proposed for producing a rubber composition for a tire designed to incorporate silica into a rubber to achieve resource saving and energy saving.

즉, 상기 기술에서, 현재까지 사용중인 타이어 트레드(tire tread) 고무를 제조할 때 카본 블랙의 혼입 대신에, 실리카 또는 실리카 및 카본 블랙의 조합물을 고무내로 혼입하여, 고 반발 탄성을 수득하고, 습식 미끄럼저항을 개선시키는 점탄성의 저온 (0℃) tanδ를 높이고, 동시에 타이어 롤링저항을 감소시키는 고온 (50-70℃) tanδ를 낮추어 에너지 손실을 줄인다.That is, in the above technique, instead of the incorporation of carbon black when preparing the tire tread rubber currently in use, silica or a combination of silica and carbon black is incorporated into the rubber to obtain a high resilience elasticity, Reduces energy loss by increasing the viscoelastic low temperature (0 ° C) tanδ, which improves wet slip resistance, and at the same time lowers the high temperature (50-70 ° C) tanδ, which reduces tire rolling resistance.

예를 들면, 미국 특허 제 5,227,425호에서 전형적인 기술이 제안된다. 상기 기술에서, 특정 구조를 갖는 SBR 에 대해 강화 충전제로서 실리카를 사용하고, 특정 조건하에 고무 조성물을 혼련하여 연료 절약능과 습식 미끄럼저항 사이에 개선된 균형을 갖는 트레드 고무 조성물을 수득한다.For example, a typical technique is proposed in US Pat. No. 5,227,425. In the above technique, silica is used as a reinforcing filler for SBR having a specific structure, and the rubber composition is kneaded under specific conditions to obtain a tread rubber composition having an improved balance between fuel economy and wet slip resistance.

그러한 고무 조성물에서 실리카의 분산성을 개선시키기 위해, 비스(트리에톡시프로필)테트라술피드와 같은 실란 커플링제가 사용된다.In order to improve the dispersibility of silica in such rubber compositions, silane coupling agents such as bis (triethoxypropyl) tetrasulfide are used.

더욱이, 다양한 알콕시실릴기를 이용한 고무의 말단 변성 기술 및 상기 기술로 제조된 실리카-함유 고무 조성물을 일본 특허 공개번호 제227908호/1987,제53513호/1996, 제53576호/1996, 제225324호/1997 등에서 제안한다. 상기 기술은 고무 중의 실리카의 분산성을 개선하고, 사용될 실란 커플링제의 양을 감소시킬 의도이다.Furthermore, the terminal modification of rubber using various alkoxysilyl groups and the silica-containing rubber composition prepared by the above technique are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 227908/1987, 53535/1996, 53576/1996, 225324 / 1997 et al. The technique is intended to improve the dispersibility of silica in rubber and to reduce the amount of silane coupling agent to be used.

상기 알콕시실릴 변성 중합체는 음이온성 중합에 의해 수득된 말단-활성 중합체와 특정 알콕시실란 화합물을 반응시킴으로써 수득된다.The alkoxysilyl modified polymer is obtained by reacting a specific alkoxysilane compound with the end-active polymer obtained by anionic polymerization.

상기 기재된 다양한 기술에 따른 고무 조성물은 주로 타이어의 습식 미끄럼저항과 롤링저항 사이의 균형을 개선시킬 의도이다. 즉, 상기 기술은 점탄성을 변성시켜 습식 미끄럼저항을 개선시키는 저온 (0℃) tanδ를 높이고, 롤링저항을 감소시키는 고온 (50-70℃) tanδ를 낮출 의도이다.Rubber compositions according to the various techniques described above are primarily intended to improve the balance between wet slip and rolling resistance of a tire. That is, the technique is intended to increase the low temperature (0 ° C.) tan δ that modifies viscoelasticity to improve wet sliding resistance, and lower the high temperature (50-70 ° C.) tan δ that reduces rolling resistance.

그러나, 그러한 고무 조성물은 예를 들면, 성능이 조건, 예를 들면, 변하는 주위 온도에 따라 상당히 변한다는 문제점을 가진다. 예를 들면, 저온 범위 (예를 들면, 0℃)의 고무는 저온 범위에서의 증가된 tanδ로 인해 증가된 경도를 가지며, 고무 탄성, 예를 들면, 반발 탄성이 감소한다. 그와는 반대로, 고온 범위 (50-70℃)의 고무는 tanδ가 감소되어, 경도가 감소된다.However, such rubber compositions have the problem that, for example, the performance varies considerably with the conditions, for example, the changing ambient temperature. For example, rubbers in the low temperature range (eg 0 ° C.) have increased hardness due to increased tan δ in the low temperature range, and rubber elasticity, for example, rebound elasticity, decreases. In contrast, rubber in the high temperature range (50-70 ° C.) has a reduced tan δ, which leads to a decrease in hardness.

본 발명은 압축 세트 (c-set)에 대한 내성 및 점탄성의 온도 의존성이 우수한 가황 고무 조성물을 제공하는 변성 고무, 변성 고무의 제조 방법 및 상기 변성 고무를 함유하는 변성 고무 조성물에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 하기에 관한 것이다: 에폭시기를 함유하는 특정 화합물로써 변성된 말단을 갖는 특정 구조의 비닐방향족 탄화수소/공액 (conjugated) 디엔 블록 공중합체를 함유하는 변성 고무; 음이온성 중합에 의해 제조되고, 활성 리튬을 함유하는 특정 구조의 비닐방향족 탄화수소/공액 디엔 블록 공중합체가 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물과의 반응에 의해 변성되는 변성 고무의 제조 방법; 및 변성 고무를 주로 실리카와 혼합함으로써 수득되는 변성 고무 조성물. 본 발명은 더욱이 각각이 상기 변성 고무 조성물로부터 수득되고, 압축 세트 (c-set)에 대한 내성 및 점탄성의 온도 의존성이 우수한 진동 방지 고무 및 신발 제품에 관한 것이다.The present invention relates to a modified rubber, a process for producing the modified rubber, and a modified rubber composition containing the modified rubber, which provide a vulcanized rubber composition having excellent resistance to compression set (c-set) and viscoelastic temperature dependency. More specifically, the present invention relates to: modified rubbers containing vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene block copolymers of specific structures having modified ends with specific compounds containing epoxy groups; A process for producing a modified rubber produced by anionic polymerization, wherein the vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene block copolymer of a specific structure containing active lithium is modified by reaction with a compound having two or more epoxy groups per molecule; And a modified rubber composition obtained by mixing the modified rubber mainly with silica. The invention furthermore relates to anti-vibration rubber and footwear articles, each of which is obtained from the modified rubber composition and which is excellent in temperature dependence of resistance to compression set (c-set) and viscoelasticity.

상기 기재된 문제점을 극복하기 위해, 본 발명가들은 비닐방향족 탄화수소/공액 디엔 공중합체 중의 비닐방향족 탄화수소의 분포 및 거기의 변성기에 관한 광대한 조사를 하였다. 그 결과, 변성 고무가 공중합체의 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 말단을 분자내에 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물로써 변성시킴으로써 비닐방향족 탄화수소의 분포에 관하여 특정 구조를 갖는 공중합체로부터수득되는 것인 변성 고무/실리카 조성물은 c-set 및 점탄성의 온도 의존성 및 비틀림 의존성에서 특히 우수하다는 것이 발견되었다. 본 발명은 상기 발견에 기초하여 달성되었다.In order to overcome the problems described above, the inventors have made extensive investigations on the distribution of vinylaromatic hydrocarbons in the vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene copolymers and the modifying groups therein. As a result, the modified rubber is obtained from a copolymer having a specific structure with respect to the distribution of the vinyl aromatic hydrocarbon by modifying the end of the vinyl aromatic hydrocarbon polymer block of the copolymer with a compound having two or more epoxy groups in the molecule. Silica compositions have been found to be particularly good in the temperature and torsional dependence of c-set and viscoelasticity. The present invention has been accomplished based on this finding.

즉, 본 발명은 (R-B) 구조의 공중합체를 변성시킴으로써 수득되는 일반식 (R-B)n-X 로 표시되는 변성 공중합체를 함유한 변성 고무에 관한 것으로서, 여기에서 변성 고무는 비닐방향족 탄화수소 총 결합양이 5 내지 60 중량%, 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록 결합양이 3 내지 40 중량% 및 공액 디엔 부분의 비닐 결합양이 80 몰% 이하이고, GPC에 의해 측정되고, 변성제에 의해 커플링된 분자의 주 피크 분자량이 100,000 내지 1,500,000 이다 (식 중, R은 공액 디엔 중합체 또는 비닐방향족 탄화수소 결합양이 50 중량% 이하인 비닐방향족 탄화수소/공액 디엔 무작위(random) 공중합체를 나타내고; B는 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 갖는 비닐방향족 탄화수소/공액 디엔 공중합체를 나타내거나 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 나타내고, R/B 중량비는 30/70 내지 97/3 의 범위이고; n은 1 이상의 정수이고; X는 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물의 변성 잔기를 나타낸다).That is, the present invention relates to a modified rubber containing a modified copolymer represented by the general formula (RB) n- X obtained by modifying a copolymer having a (RB) structure, wherein the modified rubber is a vinylaromatic hydrocarbon total bond Amount of 5 to 60% by weight, 3 to 40% by weight of vinylaromatic hydrocarbon polymer block bond and 80% by weight or less of vinyl bond in the conjugated diene moiety, measured by GPC and coupled with the denaturing agent. Main peak molecular weight is 100,000 to 1,500,000 (wherein R represents a vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene random copolymer having 50% by weight or less of conjugated diene polymer or vinylaromatic hydrocarbon bonds; B is a vinylaromatic hydrocarbon polymer block) A vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene copolymer having a vinylaromatic hydrocarbon polymer block or a R / B weight ratio of from 30/70 to 97/3 N is an integer of 1 or more; X represents a modified moiety of a compound having two or more epoxy groups per molecule).

본 발명은 추가로 하기 단계를 포함하는 변성 고무의 제조 방법에 관한 것이다: 개시제로서 유기리튬 화합물을 사용하여 용액 중합 방법에 의해 비닐방향족 탄화수소 및 공액 디엔을 포함하는 (R-B) 구조의 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 공중합체의 반응성 말단과 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 반응시킴으로써 공중합체를 변성시키는 단계.The present invention further relates to a process for producing a modified rubber comprising the following steps: A block copolymer having a (RB) structure comprising a vinylaromatic hydrocarbon and a conjugated diene by a solution polymerization method using an organolithium compound as an initiator. Manufacturing step; And modifying the copolymer by reacting the reactive end of the copolymer with a compound having two or more epoxy groups per molecule.

본 발명은 추가로 본 발명의 변성 고무 (또는 본 발명이 99 내지 20 중량%의 변성 고무 및 천연고무, 폴리부타디엔 고무, 스티렌/부타디엔 고무 및 폴리이소프렌 고무로부터 선택된 1 내지 80 중량%의 하나 이상의 고무)를 함유하는 100 중량부의 원고무 및 5 내지 150 중량부의 실리카를 함유하는 변성 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention further provides modified rubber of the invention (or 1 to 80% by weight of at least one rubber selected from 99 to 20% by weight of modified rubber and natural rubber, polybutadiene rubber, styrene / butadiene rubber and polyisoprene rubber). It relates to a modified rubber composition containing 100 parts by weight of the original rubber containing) and 5 to 150 parts by weight of silica.

본 발명은 더욱이 각각이 변성 고무 조성물로부터 수득된 진동 방지 고무 및 신발 제품에 관한 것이다.The present invention further relates to anti-vibration rubber and footwear articles, each obtained from a modified rubber composition.

본 발명을 실시하기 위한 최상의 방식Best Mode for Carrying Out the Invention

본 발명은 하기에 상세히 설명될 것이다.The invention will be explained in detail below.

일반식 (R-B)n-X 로 표시되는 본 발명의 변성 고무는 하나 이상의 비닐방향족 탄화수소 및 하나 이상의 공액 디엔으로부터 형성된다. 비닐방향족 탄화수소의 예에는 스티렌, α-메틸스티렌, p-메틸스티렌 등이 포함된다. 공액 디엔의 예에는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 등이 포함된다.The modified rubber of the present invention represented by general formula (RB) n- X is formed from at least one vinylaromatic hydrocarbon and at least one conjugated diene. Examples of vinylaromatic hydrocarbons include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, and the like. Examples of conjugated dienes include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like.

본 발명의 변성 고무에서, 비닐방향족 탄화수소의 총 결합양은 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%이다. 5 중량% 미만의 비닐방향족 탄화수소의 총 결합양은 조성물이 너무 낮은 기계적 강도를 가진다는 점에서 바람직하지 않다. 60 중량%를 초과하는 비닐방향족 탄화수소의 총 결합양은 손상된 c-set, 너무 높은 값의 점탄성의 저온 tanδ, 그리하여 손상된 고무 탄성이 초래된다는 점에서 바람직하지 않다.In the modified rubber of the present invention, the total bond amount of the vinylaromatic hydrocarbon is 5 to 60% by weight, preferably 10 to 50% by weight. The total combined amount of vinylaromatic hydrocarbons of less than 5% by weight is undesirable in that the composition has too low mechanical strength. The total combined amount of vinylaromatic hydrocarbons in excess of 60% by weight is undesirable in that it results in a damaged c-set, a too high value of viscoelastic low temperature tan δ, and thus a damaged rubber elasticity.

더욱이, 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 결합양은 3 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%이다. 3 중량% 미만의 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록 결합양은 점탄성의 온도 의존성 및 비틀림 의존성이 증진된다는 점에서 바람직하지 않다. 비닐방향족 탄화수소 블록의 양이 40 중량%를 초과하는 경우에, 변성 고무는 증가된 경도 및 너무 높은 값의 tanδ를 가져, 감소된 고무 탄성 및 손상된 c-set를 초래한다.Moreover, the bonding amount of the vinylaromatic hydrocarbon polymer block is 3 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight. A vinyl aromatic hydrocarbon polymer block bond amount of less than 3% by weight is undesirable in that the temperature dependence and torsional dependence of viscoelasticity are enhanced. If the amount of the vinylaromatic hydrocarbon block exceeds 40% by weight, the modified rubber has an increased hardness and too high value of tanδ, resulting in reduced rubber elasticity and damaged c-set.

본 발명의 변성 고무에서, 공액 디엔 부분 중의 비닐 결합양은 80 몰% 이하, 바람직하게는 10 내지 70 몰%, 더욱 바람직하게는 10 내지 65 몰%이다. 80 몰%를 초과하는 비닐 결합양은 가황고무가 저온능, 내마모 등에서 손상된다는 점에서 바람직하지 않다.In the modified rubber of the present invention, the vinyl bond amount in the conjugated diene portion is 80 mol% or less, preferably 10 to 70 mol%, more preferably 10 to 65 mol%. The amount of vinyl bonds exceeding 80 mol% is not preferable in that vulcanized rubber is damaged in low temperature performance, abrasion resistance and the like.

GPC에 의해 측정되고, 표준 폴리스티렌에 대해 계산된, 일반식 (R-B)n-X 로 표시되는 본 발명의 변성 고무의 분자량은 변성제에 의해 커플링된 부분의 주 피크 분자량의 면에서, 100,000 내지 1,500,000, 바람직하게는 150,000 내지 1,200,000, 더욱 바람직하게는 200,000 내지 1,000,000이다. 변성 부분은 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물로써 변성되기 때문에 기본적으로 분지형 구조이다. 상기 변성 고무가 기계적 강도, 동적 특성, c-set 등에서 손상되기 때문에, 100,000 미만의 주 피크 분자량은 변성제에 의해 커플링된 분자에 대해 바람직하지 않다. 1,500,000를 초과하는 이의 주 피크 분자량은 변성 고무가 현저히 감소된 변성율을가지며, 조성물로서 사용될 경우에 손상된 가공성을 보여주기 때문에 바람직하지 않다.The molecular weight of the modified rubber of the invention, represented by the general formula (RB) n- X, determined by GPC and calculated for standard polystyrene, is 100,000 to 1,500,000 in terms of the main peak molecular weight of the portion coupled by the modifier. , Preferably from 150,000 to 1,200,000, more preferably from 200,000 to 1,000,000. The modified part is basically a branched structure because it is modified with a compound having two or more epoxy groups. Since the modified rubber is impaired in mechanical strength, dynamic properties, c-set, etc., a main peak molecular weight of less than 100,000 is undesirable for molecules coupled by denaturing agents. Its main peak molecular weight in excess of 1,500,000 is undesirable because the modified rubber has a markedly reduced modification rate and shows impaired processability when used as a composition.

본 발명의 변성 고무에서, 변성 전의 비닐방향족 중합체 블록의 분자량은 5,000 내지 50,000, 바람직하게는 7,000 내지 40,000, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 30,000 이어야 하는 것이 바람직하다. 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 상기 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 측정 및 표준 폴리스티렌에 대한 계산을 통해 결정된 주 피크 분자량을 의미한다. 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록이 너무 낮은 분자량을 가질 경우에, 변성 고무가 점탄성의 증가된 온도 의존성 및 비틀림 의존성을 가지는 바람직하지 못한 경향이 있다. 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록이 너무 높은 분자량을 가지는 경우에, 변성 고무가 높은 경도 및 감소된 고무 탄성 및 너무 높은 무니 점도 (Mooney viscosity) 등을 가져, 손상된 취급성 등을 초래하는 바람직하지 못한 경향이 있다.In the modified rubber of the present invention, the molecular weight of the vinylaromatic polymer block before modification is preferably 5,000 to 50,000, preferably 7,000 to 40,000, more preferably 10,000 to 30,000. The molecular weight of the vinylaromatic hydrocarbon polymer block refers to the main peak molecular weight determined through gel permeation chromatography (GPC) measurements and calculations on standard polystyrene. If the vinylaromatic hydrocarbon polymer block has a too low molecular weight, the modified rubber tends to be undesirable, having increased temperature and torsional dependence of viscoelasticity. In the case where the vinylaromatic hydrocarbon polymer block has a too high molecular weight, the modified rubber has high hardness and reduced rubber elasticity, too high Mooney viscosity, and the like, which tends to be undesirable, resulting in impaired handling and the like. .

관련 기술에서, 공액 디엔 화합물 및 비닐방향족 탄화수소 화합물로부터 형성된 블록 공중합체의 가황 고무 조성물은 고무 중의 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록에 의해 동적 특성 및 c-set와 같은 성능이 감소되었다. 대조적으로, 본 발명의 변성 고무는 이의 구조적 특성으로 인해, 즉, 고무 중의 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록 단편은 분자내에 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물로써 변성되었기 때문에 실리카에 대한 높은 친화성을 가진다. 그리하여 변성 고무는 우수한 동적 특성을 갖는 조성물을 제공한다.In the related art, vulcanized rubber compositions of block copolymers formed from conjugated diene compounds and vinylaromatic hydrocarbon compounds have reduced performance such as c-sets and dynamic properties by vinylaromatic hydrocarbon polymer blocks in rubber. In contrast, the modified rubber of the present invention has a high affinity for silica because of its structural properties, ie, the vinylaromatic hydrocarbon polymer block fragment in the rubber has been modified with a compound having two or more epoxy groups in the molecule. The modified rubber thus provides a composition with good dynamic properties.

본 발명의 변성 고무의 중합체 부분 구조 R은 공액 디엔 중합체 또는 비닐방향족 탄화수소 및 공액 디엔의 무작위 공중합체이다. 무작위 공중합체의 경우에, 이의 비닐방향족 탄화수소의 결합양은 50 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 40 중량% 이하이다. 50 중량%를 초과하는 비닐방향족 탄화수소의 결합양은 변성 고무가 증가된 경도 및 저온에서 너무 높은 값의 tanδ를 가져, 손상된 고무 탄성 및 손상된 c-set를 초래한다는 점에서 바람직하지 않다.The polymer partial structure R of the modified rubber of the present invention is a conjugated diene polymer or a random copolymer of vinylaromatic hydrocarbons and conjugated dienes. In the case of a random copolymer, the amount of its vinylaromatic hydrocarbon bond is at most 50% by weight, more preferably at most 40% by weight. Coupling amounts of vinylaromatic hydrocarbons in excess of 50% by weight are undesirable in that the modified rubber has too high values of tanδ at increased hardness and low temperature, resulting in damaged rubber elasticity and damaged c-set.

본 발명의 변성 고무의 중합체 부분 구조 B는 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록 또는 말단에 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 갖는 비닐방향족 탄화수소/공액 디엔 블록 공중합체이다.The polymer partial structure B of the modified rubber of the present invention is a vinylaromatic hydrocarbon polymer conjugate or vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene block copolymer having a vinylaromatic hydrocarbon polymer block at its end.

본 발명에서, 변성 고무의 중합체 부분 구조 R 및 중합체 부분 구조 B는 완전 블록 분포 또는 비닐방향족 탄화수소 결합양이 R에서 B로 연속적으로 증가하는 소위 테이프형 블록 (tapered-block) 분포로 배열될 수 있다.In the present invention, the polymer partial structure R and the polymer partial structure B of the modified rubber may be arranged in a so-called tapered-block distribution in which the complete block distribution or vinyl aromatic hydrocarbon bond amount continuously increases from R to B. .

본 발명의 변성 고무가 일반식 (R-B)n-X 로 기본적으로 표시되지만, 부분 구조 B가 변성기 X에 결합된 부분 구조 B의 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 말단에 결합된 저분자량 공액 디엔 중합체 또는 저분자량 공액 디엔/비닐방향족 탄화수소 무작위 공중합체를 갖는 변성 고무는 또한 만족스러운 성능을 가진다. 그러나, 부분 구조 B에 결합된 저분자량 중합체 단편의 분자량은 5,000 미만, 바람직하게는 3,000 미만, 더욱 바람직하게는 2,500 미만이다. 저분자량 중합체 단편이 5,000 이상의 분자량을 가지는 경우에, 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록에 변성제와의 커플링의 변성 효과는 감소되어, 손상된 점탄성을 초래한다. 본 발명의변성 고무에서, 변성 전의 (R-B) 구조의 공중합체는 분자량이 30,000 내지 500,000, 바람직하게는 80,000 내지 350,000, 더욱 바람직하게는 100,000 내지 350,000 이다. 변성 전의 공중합체의 상기 분자량은 GPC 및 표준 폴리스티렌에 대한 계산을 통해 결정된 주 피크 분자량을 의미한다. 변성 전의 공중합체의 분자량이 30,000 미만인 경우에, 변성 고무 조성물은 불량한 기계적 강도를 가진다. 이의 분자량이 500,000 을 초과하는 경우에, 조성물이 가공성 등에 있어서 감소되는 바람직하지 못한 경향이 있다.Although the modified rubber of the present invention is represented by the general formula (RB) n -X, the low molecular weight conjugated diene polymer or the low molecular weight conjugated to the terminal of the vinylaromatic hydrocarbon polymer block of the partial structure B in which the partial structure B is bonded to the modifying group X Modified rubbers having molecular weight conjugated diene / vinylaromatic hydrocarbon random copolymers also have satisfactory performance. However, the molecular weight of the low molecular weight polymer fragments bonded to partial structure B is less than 5,000, preferably less than 3,000, more preferably less than 2,500. If the low molecular weight polymer fragment has a molecular weight of 5,000 or more, the denaturing effect of coupling with the modifier to the vinylaromatic hydrocarbon polymer block is reduced, resulting in impaired viscoelasticity. In the modified rubber of the present invention, the copolymer of the (RB) structure before modification has a molecular weight of 30,000 to 500,000, preferably 80,000 to 350,000, more preferably 100,000 to 350,000. The molecular weight of the copolymer before denaturation refers to the main peak molecular weight determined through calculations for GPC and standard polystyrene. If the molecular weight of the copolymer before modification is less than 30,000, the modified rubber composition has poor mechanical strength. When its molecular weight exceeds 500,000, the composition tends to be undesirably reduced in processability and the like.

본 발명의 고무 조성물은 각각이 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물로써 말단에서 변성된 공중합체 사슬을 포함한다. 변성제내의 에폭시기의 수가 m인 경우에, 변성 고무는 거기에 (R-B) 구조의 1 내지 m 개의 공중합체 분자가 결합된 변성제를 포함하는 구조를 가진다. 실질적으로, 본 발명의 변성 고무는 각각이 (R-B) 구조의 1 내지 m 개의 공중합체 분자가 거기에 결합된 변성제로 구성된 분자의 혼합물이다. 변성제에 결합된 공중합체 분자의 수 n은 평균하여 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 더욱 바람직하게는 2 내지 6인 것이 바람직하다.The rubber composition of the present invention comprises copolymer chains modified at the ends with compounds each having two or more epoxy groups per molecule. When the number of epoxy groups in the modifier is m, the modified rubber has a structure including a modifier in which 1 to m copolymer molecules of the (R-B) structure are bonded thereto. Substantially, the modified rubber of the present invention is a mixture of molecules each consisting of a modifier in which 1 to m copolymer molecules of the (R-B) structure are bonded thereto. The number n of copolymer molecules bonded to the modifier is on average 2 to 10, preferably 2 to 8, more preferably 2 to 6 is preferred.

본 발명의 변성 고무에서, (R-B) 구조의 공중합체 분자의 20 중량% 이상이 분자당 두 개 이상의 에폭시기의 화합물로써 변성되었다. 상기 변성율은 바람직하게는 40 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 50 중량% 이상이다.In the modified rubber of the present invention, at least 20% by weight of the copolymer molecules of the (R-B) structure have been modified with compounds of two or more epoxy groups per molecule. The modification rate is preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight or more.

변성율이 20 중량% 미만인 경우에, 본 발명의 실리카-함유 조성물이 손상된 c-set, 점탄성의 tanδ의 증가된 온도 의존성 및 비틀림 의존성 등을 갖는 바람직하지 못한 경향이 있다.When the modification rate is less than 20% by weight, the silica-containing composition of the present invention tends to be undesired with impaired c-set, increased temperature dependence of viscoelastic tanδ and torsional dependence.

본 발명의 변성 고무의 제조 방법이 설명될 것이다.The manufacturing method of the modified rubber of the present invention will be described.

본 발명의 변성 고무는 (R-B) 구조의 공중합체를 제조하기 위해 개시제로서 유기리튬 화합물을 사용하여 불활성 유기 용매하에 비닐방향족 탄화수소 및 공액 디엔을 공중합하고, 이의 활성 리튬 말단과 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 반응시켜 이를 변성시킴으로써 제조할 수 있다.The modified rubber of the present invention copolymerizes vinylaromatic hydrocarbons and conjugated dienes in an inert organic solvent using an organolithium compound as an initiator to prepare a copolymer having a (RB) structure, and its active lithium ends and at least two epoxy groups per molecule It can be prepared by reacting a compound having a denaturation thereof.

중합 용매의 바람직한 예에는 불활성 유기 용매, 예를 들면, 지방족 탄화수소, 예를 들면, 부탄, 펜탄, 헥산, 및 헵탄, 알리시클릭 탄화수소, 예를 들면, 시클로펜탄, 시클로헥산, 및 메틸시클로펜탄, 방향족 탄화수소, 예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 및 크실렌, 이의 혼합물 등이 포함된다.Preferred examples of polymerization solvents include inert organic solvents such as aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, and heptane, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, and methylcyclopentane, Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene, mixtures thereof, and the like.

사용되는 중합 용매의 양은 특별히 제한되지는 않는다. 그러나, 수득되는 중합체의 점도 및 취급성, 경제성 등을 고려하여 이의 양을 결정한다. 사용되는 용매의 양은 바람직하게는 총 단량체 양의 약 1 내지 25 배이다. 용매가 중합의 개시전에 전적으로 사용되거나 중합 동안 부가적으로 첨가된 경우가 있다.The amount of the polymerization solvent used is not particularly limited. However, the amount thereof is determined in consideration of the viscosity, handleability, economical efficiency and the like of the obtained polymer. The amount of solvent used is preferably about 1 to 25 times the total monomer amount. The solvent is sometimes used entirely before the start of the polymerization or additionally added during the polymerization.

극성 화합물은 비닐화제 또느 무작위제로서 소량으로 첨가될 수 있다. 이의 예에는 에테르, 예를 들면, 디에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 테트라히드로푸란, 및 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판, 아민, 예를 들면, 트리에틸아민 및 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 알카리 금속 알콕시드, 예를 들면, 포타슘 아밀 알콜레이트 등이 포함된다.Polar compounds may be added in small amounts as vinylating or randomizing agents. Examples thereof include ethers such as diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, tetrahydrofuran, and 2,2-bis (2-oxolaranyl) propane, amines such as tri Ethylamine and N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, alkali metal alkoxides such as potassium amyl alcoholate and the like.

그러한 비닐화제는 비닐의 결합양의 원하는 값에 따라 적당한 양으로 중합체 내의 디엔 부분에 대한 미세구조 조절제로서 사용될 수 있다.Such vinylating agents can be used as microstructure control agents for the diene moiety in the polymer in an appropriate amount depending on the desired value of the amount of binding of the vinyl.

많은 비닐화제는 추가로 비닐방향족 탄화수소 및 공액 디엔의 공중합에서 효과적인 무작위 효과를 가진다. 이들은 방향족 비닐 화합물의 분포를 조절하는 물질 또는 방향족 비닐 화합물 중합체 블록의 양을 조절하는 물질로서 사용될 수 있다. 무작위에 대해, 일본 특허 공개번호 제140211호/1984 에 기재된, 공액 디엔의 부분이 공중합 동안 간헐적으로 첨가되는 방법이 사용될 수 있다.Many vinylating agents further have an effective random effect in the copolymerization of vinylaromatic hydrocarbons and conjugated dienes. These can be used as substances which control the distribution of aromatic vinyl compounds or substances which control the amount of aromatic vinyl compound polymer blocks. For randomization, a method in which a portion of the conjugated diene described in Japanese Patent Laid-Open No. 140211/1984 is added intermittently during copolymerization can be used.

극성 화합물을 중합의 개시전, 개시시, 개시 후 및 중합 동안 등의 시기에 일괄하여 또는 부분으로 첨가할 수 있다. 중합 동안 첨가에 의해 또는 부분적으로 첨가에 의해, 비닐 블록 구조를 갖는 중합체 내의 비닐 분포는 조절될 수 있다.The polar compounds can be added collectively or in portions at the same time prior to the start of the polymerization, at the start, after the start and during the polymerization and the like. By addition during the polymerization or in part by addition, the vinyl distribution in the polymer with the vinyl block structure can be controlled.

본 발명의 변성 고무의 제조 방법에서 비닐방향족 탄화수소 및 공액 디엔의 중합 동안 개시제로서 사용되는 유기리튬 화합물의 예에는 모노리튬 화합물, 예를 들면, 에틸리튬, 프로필리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, tert-부틸리튬, 및 페닐리튬, 디리튬 화합물, 예를 들면, 1,4-디리티오-n-부탄 및 1,3-(2-디리티오-2-헥실)벤젠, 폴리비닐 화합물, 예를 들면, 디비닐벤젠 또는 디이소프로페닐벤젠 등으로써 모노리튬 화합물을 변성시킴으로써 수득되는 폴리리튬 화합물이 포함된다.Examples of organolithium compounds used as initiators during the polymerization of vinylaromatic hydrocarbons and conjugated dienes in the process for producing modified rubbers of the present invention include monolithium compounds such as ethyllithium, propyllithium, n-butyllithium, sec-butyl Lithium, tert-butyllithium, and phenyllithium, dilithium compounds such as 1,4-dirithio-n-butane and 1,3- (2-dithiothiohexyl) benzene, polyvinyl compounds, For example, polylithium compounds obtained by modifying a monolithium compound with divinylbenzene, diisopropenylbenzene and the like are included.

사용되는 유기리튬 화합물의 양은 수득되는 공중합체의 중합도에 따라 결정된다. 그러나, 단량체 100g 당 리튬 양의 면에서 약 2 내지 50mg 이다.The amount of organolithium compound to be used depends on the degree of polymerization of the copolymer obtained. However, it is about 2 to 50 mg in terms of lithium amount per 100 g of monomer.

유기리튬 화합물은 상이한 분자 사슬 길이를 갖는 중합체를 제조하기 위해 중합 개시제로서 일괄하여 첨가되는 방법에 의해 또는 부분적으로 첨가되는 방법에 의해 사용될 수 있다. 더욱이, 유기리튬 화합물은 중합 전에 중합 용매, 단량체 등에 대한 요구 처리의 소량으로 사용될 수 있다.The organolithium compound may be used by a method which is added in batch as a polymerization initiator or by a method which is added in part to prepare polymers having different molecular chain lengths. Moreover, the organolithium compound may be used in a small amount of the required treatment for the polymerization solvent, the monomer and the like before the polymerization.

본 발명에서 변성제로서 사용되는 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물의 예에는 하기 일반식 (1-a)로 표시되는 디에폭시 화합물을 포함된다.Examples of the compound having two or more epoxy groups per molecule used as the modifier in the present invention include diepoxy compounds represented by the following general formula (1-a).

[식 중, R은 하기 일반식 (1-b), (1-c), 또는 (1-d)를 나타낸다:[Wherein, R represents the following general formula (1-b), (1-c), or (1-d):

(식 중, R1및 R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 또는 페닐기이고; R3는 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기이고; n은 0 내지 10의 정수를 나타낸다)].(Wherein R 1 and R 2 are hydrogen, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or a phenyl group; R 3 is an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms; n represents an integer of 0 to 10).

이의 특정 예에는 하기 화학식 (2-a) 로 표시되는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 하기 화학식 (2-b) 로 표시되는 비스페놀 F 디글리시딜 에테르 등이 포함된다:Specific examples thereof include bisphenol A diglycidyl ether represented by formula (2-a), bisphenol F diglycidyl ether represented by formula (2-b), and the like:

(식 중, n은 0 내지 10의 정수를 나타낸다).(Wherein n represents an integer of 0 to 10).

이의 예에는 추가로 알킬렌 옥시드-함유 에폭시 화합물, 알리시클릭 에폭시 화합물, 카르보시클릭 화합물-함유 에폭시 화합물 등이 포함된다. 일반식 (1-a)로 표시되는 상기 화합물의 두 개 이상의 혼합물을 또한 사용할 수 있다.Examples thereof further include alkylene oxide-containing epoxy compounds, alicyclic epoxy compounds, carbocyclic compound-containing epoxy compounds and the like. Mixtures of two or more of the above compounds represented by general formula (1-a) can also be used.

더욱이, 디글리시딜아미노기를 갖는, 하기 화학식 (3-a)로 표시되는 다작용기 화합물을 또한 바람직한 변성제로서 사용할 수 있다:Moreover, polyfunctional compounds represented by the following general formula (3-a) having diglycidylamino groups can also be used as preferred modifiers:

[식 중, R1및 R2는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기 또는 에테르 또는 삼차 아민을 갖는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기이고; R3및 R4는 수소, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기, 또는 에테르 또는 삼차 아민을 갖는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고; R5는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기, 또는 에테르, 티오에테르, 삼차 아민, 에폭시, 카르보닐, 할로겐 및 규소로부터 선택되는 하나 이상의 작용기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고; n은 1 내지 6이다].[Wherein, R 1 and R 2 are hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms or hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms having ether or tertiary amine; R 3 and R 4 are hydrogen, a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms having an ether or tertiary amine; R 5 is a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms, or a hydrocarbon group of 1 to 20 carbon atoms having at least one functional group selected from ether, thioether, tertiary amine, epoxy, carbonyl, halogen and silicon; n is 1 to 6;

일반식 (3-a) 로 표시되는 디글리시딜아미노 화합물의 특정 예에는 디글리시딜아닐린, 디글리시딜-o-톨루이딘, 테트라글리시딜-m-크실렌디아민, 테트라글리시딜-p-페닐렌디아민, 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산, 테트라글리시딜디아미노디페닐메탄 등이 포함된다.Specific examples of the diglycidylamino compound represented by the general formula (3-a) include diglycidyl aniline, diglycidyl-o-toluidine, tetraglycidyl-m-xylenediamine, tetraglycidyl- p-phenylenediamine, tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane and the like.

상기 외에 또한 유용한 것은 에폭시화 대두유, 에폭시화 아마인유, 에폭시화 폴리부타디엔 등이다.Also useful above are epoxidized soybean oil, epoxidized linseed oil, epoxidized polybutadiene and the like.

변성제로서 분자내에 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 그러한 화합물의 첨가 방법은 특별히 제한되지 않고, 말단에 활성 리튬을 갖는 (R-B) 구조의 공중합체를 제조하는 중합의 종료 후에, 제시된 양의 변성제를 일괄하여 첨가하여 공중합체를 변성시키는 방법, 변성제의 부분이 중합 동안 별도로 첨가되어 변성을 수행하는 방법 등이 포함된다. 그러나, 변성제가 중합의 종료 후에 첨가되는 시기는 바람직하게는 종료 후 30분 이내이다. 가능한 한 일찍 변성제를 첨가함으로써, 고 변성율이 수득된다.The method of adding such a compound having two or more epoxy groups in the molecule as a modifier is not particularly limited, and after the completion of the polymerization to prepare a copolymer of the (RB) structure having active lithium at the end, the amounts of the modifiers added are collectively added. Thereby modifying the copolymer, a method in which a portion of the modifier is added separately during the polymerization to perform the modification, and the like. However, the timing at which the modifier is added after the end of the polymerization is preferably within 30 minutes after the end. By adding the denaturant as early as possible, a high denaturation rate is obtained.

첨가되는 변성제 화합물의 양은 개시제 리튬의 몰당 0.05 내지 2.0 몰, 바람직하게는 0.10 내지 2.0 몰, 더욱 바람직하게는 0.20 내지 2.0 몰이다. 첨가량이 리튬 당량을 초과할 경우에, 커플링 변성은 약간 감소하나, 커플링되지 않은 변성 중합체의 양은 증가한다. 그 결과, 변성 고무는 실리카에 대한 개선된 친화성을 가지며, 더욱 바람직한 실리카-함유 조성물이 수득된다.The amount of modifier compound added is from 0.05 to 2.0 moles, preferably from 0.10 to 2.0 moles, more preferably from 0.20 to 2.0 moles per mole of initiator lithium. When the addition amount exceeds the lithium equivalent, the coupling denaturation is slightly reduced, but the amount of the uncoupled modified polymer is increased. As a result, the modified rubber has improved affinity for silica, and more preferred silica-containing compositions are obtained.

상기에 언급한, 리튬 당량을 초과하는 양으로 첨가된 변성제 화합물을 이용한 변성은 더 많은 양의 잔류성 에폭시기를 갖는 변성 고무를 제공한다. 예를 들면, 에폭시기를 열고, 이들을 이후의 처리를 통해 -OH 등으로 전환하기 위해 변성 후에 리튬 화합물을 첨가하는 것이 가능하다.As mentioned above, the modification using the modifier compound added in an amount exceeding the lithium equivalent provides a modified rubber having a higher amount of residual epoxy groups. For example, it is possible to add a lithium compound after modification to open the epoxy groups and convert them to -OH or the like through subsequent treatment.

본 발명의 방법은 (R-B) 구조의 공중합체가 예를 들면, 1단계 또는 다단계 배치(batch) 중합 또는 연속 중합에 의해 제조되고, 상기 공중합체가 이의 활성 말단과 변성제로서 분자내의 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 반응하여 변성시킨 방법이다.In the process of the invention, a copolymer of the (RB) structure is prepared, for example, by one-step or multi-stage batch polymerization or continuous polymerization, wherein the copolymer has two or more epoxy groups in the molecule as its active end and as a modifier. It is the method which modified | denatured by reacting the compound which has.

예를 들면, 1단계 중합을 통해 일반식 (R-B)n-X 로 표시되는 본 발명의 변성 고무의 제조 방법은 하기와 같다. 질소 치환을 하고, 교반기로 장착된 중합기내에, 중합 용매 및 공액 디엔 및 비닐방향족 탄화수소의 전체를 충전한다. 소량의 비닐화제를 추가로 필요에 따라 도입한다. 유기리튬 화합물을 첨가하여 중합을 개시한다. 1단계 중합의 경우에, 말단 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 양은 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 총 결합양, 비닐화제의 양, 중합 온도 등에 의해 결정된다. 그리하여, 무작위로 결합된 비닐방향족 탄화수소로 구성된 공중합체 부분 구조 R은 중합의 전반부에서 수득된다. 그 이후에, 중합의 연속적인 후반부에, 말단에 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 갖는 공중합체 B가수득된다. 그리하여, 테이프 블록형의 (R-B) 구조의 공중합체가 수득된다. 그 이후에, 변성제가 첨가된다.For example, the manufacturing method of the modified rubber | gum of this invention represented by general formula (RB) n- X through 1 step polymerization is as follows. Nitrogen substitution is carried out, and a polymerization solvent and a conjugated diene and a vinyl aromatic hydrocarbon are all filled in the polymerization reactor equipped with a stirrer. A small amount of vinylating agent is further introduced as necessary. The organolithium compound is added to initiate the polymerization. In the case of one-step polymerization, the amount of terminal vinylaromatic hydrocarbon polymer block is determined by the total amount of the vinylaromatic hydrocarbon polymer block, the amount of vinylating agent, polymerization temperature and the like. Thus, the copolymer partial structure R consisting of randomly bonded vinylaromatic hydrocarbons is obtained in the first half of the polymerization. Thereafter, in the subsequent second half of the polymerization, copolymer B having a vinylaromatic hydrocarbon polymer block at the end is obtained. Thus, a copolymer of tape block (RB) structure is obtained. After that, a denaturant is added.

2단계 중합의 경우에, 예를 들면, 방법은 하기와 같다. 1단계에서, 공액 디엔 중합체 또는 공액 디엔 및 비닐방향족 탄화수소의 무작위 공중합체가 중합체 부분 구조 R로서 수득된다. 이어지는 2단계에서, 비닐방향족 탄화수소 또는 공액 디엔 및 비닐방향족 탄화수소 단량체가 첨가되어 중합체 부분 구조 B로서, 비닐방향족 탄화수소 중합체 또는 말단에 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 갖는 공중합체가 수득된다. 그리하여, (R-B) 구조의 공중합체가 제조된다. 그 이후에, 변성제가 첨가된다.In the case of two-step polymerization, for example, the method is as follows. In step 1, a conjugated diene polymer or a random copolymer of conjugated diene and vinylaromatic hydrocarbons is obtained as polymer partial structure R. In the next two steps, a vinylaromatic hydrocarbon or conjugated diene and a vinylaromatic hydrocarbon monomer are added to obtain a polymer aromatic structure B, a vinylaromatic hydrocarbon polymer or a copolymer having a vinylaromatic hydrocarbon polymer block at the end. Thus, a copolymer of the structure (R-B) is produced. After that, a denaturant is added.

더욱이, 연속 중합의 경우에, 방법은 하기 단계를 포함한다: 하나 이상의 1단계 단량체 및 유기리튬 개시제를 제 1 중합기에 연속적으로 도입하여 중합체 부분 구조 R을 수득하는 단계; 중합체 용액 및 하나 이상의 2단계 단량체를 제 2 중합기에 연속적으로 도입하여 중합체 부분 구조 B를 수득하여, (R-B) 구조의 공중합체를 수득하는 단계; 및 이어서 변성제를 첨가하는 단계.Furthermore, in the case of continuous polymerization, the method comprises the following steps: continuously introducing one or more one-stage monomers and organolithium initiators into the first polymerizer to obtain a polymer partial structure R; Continuously introducing the polymer solution and one or more two-stage monomers into the second polymerizer to obtain polymer partial structure B to obtain a copolymer of (R-B) structure; And then adding the denaturing agent.

변성 반응은 통상 순간적으로 종료한다. 그러나, 변성제의 확산능 및 중합 산물의 점도에 따라 약 1 내지 120분의 변성 반응 기간이 일반적으로 필요하다.The denaturation reaction usually ends instantaneously. However, a denaturation reaction period of about 1 to 120 minutes is generally required, depending on the diffusivity of the denaturant and the viscosity of the polymerization product.

변성율에 관하여, 변성 전의 더 많은 양의 활성 리튬은 만족스러운 높은 변성율을 초래한다. 활성 리튬의 양이 감소하는 것을 막는 면에서, 너무 높지 않은 중합 온도를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 출발 물질에서 알켄, 아세틸렌계 화합물, 물, 용존 산소 등과 같은 불순물을 줄여 불활성을 최소화하는 것이필요하다.Regarding the rate of denaturation, a higher amount of active lithium before denaturation results in a satisfactory high rate of denaturation. In terms of preventing the amount of active lithium from decreasing, it is preferable to use a polymerization temperature that is not too high. In addition, it is necessary to minimize the inertness by reducing impurities such as alkenes, acetylene compounds, water, dissolved oxygen, etc. in the starting materials.

중합을 약 0 내지 130℃의 온도에서 수행한다. 그러나, 중합 온도는 바람직하게는 20 내지 120℃ 이다. 중합은 승온 중합 또는 등온 중합일 수 있다.The polymerization is carried out at a temperature of about 0 to 130 ° C. However, the polymerization temperature is preferably 20 to 120 ° C. The polymerization may be elevated temperature polymerization or isothermal polymerization.

그렇게 수득된 변성 고무 중합체 용액내의 활성 리튬은 필요에 따라 알콜, 물 등을 이용하여 분해된다. 고무의 알려진 안정제, 예를 들면, 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 (BHT), n-옥타데실 3-(4'-히드록시-3',5'-디-tert-부틸페놀)프로피네이트, 또는 2-메틸-4,6-비스[(옥틸티오)메틸]페놀을 용액에 첨가하고, 이를 공지의 기술, 예를 들면, 핫 프레스 (hot press) 또는 드럼 건조기, 스팀 스티립핑 등을 이용한 것에 의해 용매 제거 및 건조하여 변성 고무를 완성한다.The activated lithium in the modified rubber polymer solution thus obtained is decomposed using alcohol, water and the like as necessary. Known stabilizers of rubber, for example 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (BHT), n-octadecyl 3- (4'-hydroxy-3 ', 5'-di-tert- Butylphenol) propinate, or 2-methyl-4,6-bis [(octylthio) methyl] phenol, is added to the solution, which is known in the art, for example hot press or drum dryer, steam Solvent removal and drying are carried out by using stipping or the like to complete the modified rubber.

그렇게 수득된 변성 고무를 함유한 원고무 및 실리카를 함유한 변성 고무 조성물이 설명될 것이다.The modified rubber composition containing silica and the original rubber containing the modified rubber thus obtained will be described.

원고무는 본 발명의 변성 고무를 20 중량% 이상, 바람직하게는 40 중량% 이상의 양으로 함유한다. 다른 고무(들)로서 하나 이상의 천연 고무, 폴리부타디엔 고무, 스티렌/부타디엔 고무, 폴리이소프렌 고무 등이 혼입될 수 있다.The original rubber contains the modified rubber of the present invention in an amount of at least 20% by weight, preferably at least 40% by weight. As other rubber (s), one or more natural rubbers, polybutadiene rubbers, styrene / butadiene rubbers, polyisoprene rubbers and the like can be incorporated.

20 중량% 미만의 본 발명의 변성 고무의 비율은 조성물이 점탄성의 tanδ의 증가된 온도 의존성 및 비틀림 의존성을 가진다는 점에서 바람직하지 않다.The proportion of modified rubber of the present invention of less than 20% by weight is undesirable in that the composition has increased temperature and torsional dependence of viscoelastic tanδ.

본 발명의 변성 고무 조성물내에 혼입된 실리카의 양은 원고무의 100 중량부당 5 내지 150 중량부, 바람직하게는 10 내지 100 중량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 80 중량부이다.The amount of silica incorporated into the modified rubber composition of the present invention is 5 to 150 parts by weight, preferably 10 to 100 parts by weight, more preferably 20 to 80 parts by weight per 100 parts by weight of the original rubber.

혼입된 실리카의 양이 5 중량부 미만인 경우에, 충분한 강화 효과가 수득되지 않는다. 혼입된 실리카의 양이 150 중량부를 초과하는 경우에, 이의 효과가 본 발명의 장점인, 고무 탄성의 감소뿐만 아니라 점탄성의 온도 의존성 및 비틀림 의존성이 개선이 수득될 수 없다.If the amount of silica incorporated is less than 5 parts by weight, sufficient reinforcing effect is not obtained. If the amount of silica incorporated exceeds 150 parts by weight, an improvement in the temperature dependence and torsional dependence of viscoelasticity as well as a reduction in rubber elasticity, whose effect is an advantage of the present invention, cannot be obtained.

본 발명의 변성 고무 조성물에 사용되는 실리카는 임의의 습식법 실리카, 건식법 실리카 및 합성 실리케이트 유형 실리카일 수 있다. 작은 입경의 실리카는 높은 강화 효과를 가진다. 작은 입경의 높은 응집형 중의 하나를 사용하는 것이 바람직하다.The silica used in the modified rubber composition of the present invention may be any wet silica, dry silica and synthetic silicate type silica. Small particle size silica has a high reinforcing effect. It is preferable to use one of the high aggregation type of small particle diameter.

본 발명의 변성 고무 조성물에서, 실리카의 성능이 손상되지 않는 한, 바람직하게 다른 배합 성분으로서 카본 블랙 및 고무용 신전유(extender oil)가 사용될 수 있다.In the modified rubber composition of the present invention, as long as the performance of silica is not impaired, carbon black and extender oil for rubber may be preferably used as other compounding components.

카본 블랙으로서 다양한 블랙, 예를 들면, FT, SRF, FEF, HAF, ISAF, SAF 등이 사용될 수 있다. 그러나, 질소-흡착 비표면적이 50 m2/g 이상이고, DBP 흡수가 80 mL/100 g 인 카본 블랙이 바람직하다.Various carbons may be used as the carbon black, for example, FT, SRF, FEF, HAF, ISAF, SAF, and the like. However, carbon blacks having a nitrogen-adsorption specific surface area of at least 50 m 2 / g and a DBP absorption of 80 mL / 100 g are preferred.

혼입되는 카본 블랙의 양은 원고무의 100 중량부당 0 내지 50 중량부이고, 카본 블랙 및 실리카의 합은 150 중량부 이하이다.The amount of carbon black to be incorporated is 0 to 50 parts by weight per 100 parts by weight of the original rubber, and the sum of carbon black and silica is 150 parts by weight or less.

본 발명의 변성 고무 조성물에 원고무 및 실리카의 커플링제로서 실란 커플링제를 첨가할 수 있다. 첨가되는 실란 커플링제의 양은 원고무의 100 중량부당 0 내지 25 중량부, 바람직하게는 0 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 0 내지 10 중량부이다.A silane coupling agent can be added to the modified rubber composition of the present invention as a coupling agent between the original rubber and the silica. The amount of silane coupling agent added is 0 to 25 parts by weight, preferably 0 to 15 parts by weight, more preferably 0 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the original rubber.

원고무의 100 중량부당 25 중량부를 초과하는 실란 커플링제의 첨가량은 손상된 강화 특성 및 증가된 비용이 초래되기 때문에 바람직하지 않다.The amount of the silane coupling agent added in excess of 25 parts by weight per 100 parts by weight of the raw rubber is not preferable because of impaired reinforcement properties and increased cost.

본 발명의 변성 고무 조성물에 사용되는 실란 커플링제의 예에는 비스[3-(트리에톡시실릴)프로필]테트라술피드, 비스[3-(트리에톡시실릴)프로필]디술피드, 비스[2-(트리에톡시실릴)에틸]테트라술피드, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일 테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤조티아졸 테트라술피드 등이 포함된다.Examples of the silane coupling agent used in the modified rubber composition of the present invention include bis [3- (triethoxysilyl) propyl] tetrasulfide, bis [3- (triethoxysilyl) propyl] disulfide, bis [2- (Triethoxysilyl) ethyl] tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl Benzothiazole tetrasulfide and the like.

본 발명의 변성 고무 조성물 중의 변성 고무는 실리카에 대해 과도하게 높은 친화성을 가진다. 그러므로, 비변성 고무의 실리카-함유 조성물에서 이의 통상적인 양의 20 중량% 미만으로 실란 커플링제의 양을 감소시키는 것이 가능하다.The modified rubber in the modified rubber composition of the present invention has an excessively high affinity for silica. Therefore, it is possible to reduce the amount of silane coupling agent to less than 20% by weight of its conventional amount in silica-containing compositions of unmodified rubber.

본 발명의 변성 고무 조성물을 제조시, 원고무, 실리카 및 다른 배합 성분의 혼련 온도는 130 내지 180℃, 바람직하게는 135 내지 170℃의 범위이다. 실리카가 원고무와 충분한 결합을 형성하도록 혼련을 수행하는 것이 바람직하다.In preparing the modified rubber composition of the present invention, the kneading temperature of the rubber, silica and other compounding components is in the range of 130 to 180 ° C, preferably 135 to 170 ° C. It is preferable to perform the kneading so that the silica forms a sufficient bond with the rubber.

고무용 신전유로서 지금까지 사용된 방향족, 나프텐계, 및 파라핀계 신전유가 사용될 수 있다. 상기외에 또한 유용한 것은 다핵 방향족 성분의 함량이 감소하고, 환경적으로 덜 해로운 고무-신전유, 예를 들면, MES, T-DAE, T-RAE 등이 있다. 사용되는 고무용 신전유의 양은 혼입되는 실리카 또는 혼입되는 실리카 및 카본 블랙의 양에 따라 증가 또는 감소된다. 신전유는 가황 조성물의 탄성율 및 다른 성질을 조절하기 위해 사용된다. 그러한 고무용 신전유를 변성 고무의 제조로부터 초래되는 고무 용액에 첨가하여 오일-신전 변성 고무로서 고무를완성할 수 있다.As the extender oil for rubber, aromatic, naphthenic, and paraffinic extender oils used so far may be used. Also useful above are rubber-extending oils, such as MES, T-DAE, T-RAE, which have a reduced content of multinuclear aromatic components and are less environmentally harmful. The amount of extender oil for rubber used is increased or decreased depending on the amount of silica incorporated or silica and carbon black incorporated. Extending oils are used to control the modulus and other properties of the vulcanized composition. Such rubber extender oil can be added to the rubber solution resulting from the production of the modified rubber to complete the rubber as an oil-extension modified rubber.

혼입되는 고무용 신전유의 양은 원고무 100 중량부당 0 내지 100 중량부, 바람직하게는 5 내지 60 중량부이다. 이의 양이 100 중량부를 초과하는 경우에, 너무 낮은 경도 및 c-set, 내마모성 등의 열화가 초래된다.The amount of the extender oil for rubber to be incorporated is 0 to 100 parts by weight, preferably 5 to 60 parts by weight, per 100 parts by weight of the rubber. When the amount thereof exceeds 100 parts by weight, too low hardness and deterioration of c-set, wear resistance and the like are caused.

상기외에, 가황제 및 가황 촉진제가 충전제로서 원고무의 100 중량부당 1 내지 20 중량부의 양으로 사용된다. 황은 전형적인 가황제로서 사용된다. 다른 유용한 가황제는 황-함유 화합물, 과산화물 등이다.In addition to the above, vulcanizing agents and vulcanizing accelerators are used as fillers in amounts of 1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the original rubber. Sulfur is used as a typical vulcanizing agent. Other useful vulcanizing agents are sulfur-containing compounds, peroxides and the like.

가황 촉진제로서 술펜아미드 화합물, 구아니딘 화합물, 티우람 화합물 등을 필요한 양으로 사용한다.As the vulcanization accelerator, sulfenamide compounds, guanidine compounds, thiuram compounds and the like are used in the required amounts.

상기외에, 고무용 화학물질, 예를 들면, 징크 화이트 (zinc white), 스테아르산, 가황보조제, 항산화제, 가공 보조제 등이 필요에 따라 목적에 적합한 양, 예를 들면, 원고무의 100 중량부당 0.1 내지 20 중량부로 첨가된다.In addition to the above, rubber chemicals such as zinc white, stearic acid, vulcanization aids, antioxidants, processing aids and the like are suitable for the purpose, for example, per 100 parts by weight of rubber. 0.1 to 20 parts by weight is added.

본 발명의 변성 고무 조성물은 원고무를 실리카 및 다른 성분, 예를 들면, 카본 블랙, 실란 커플링제, 고무용 신전유 및 고무용 화학물질과 함께 내부 혼합기를 통해 혼련하고, 추가로 가황제, 예를 들면, 황, 가황 촉진제 등을 내부 혼합기 또는 혼합 롤을 이용하여 혼입함으로써 제조할 수 있다. 상기 조성물을 성형하고, 이어서 140 내지 170℃의 온도에서 가압하에 가황기를 이용하여 가황하여 우수한 성능을 나타내게 한다.The modified rubber composition of the present invention kneads the raw rubber with an silica and other ingredients such as carbon black, silane coupling agent, rubber extender oil and rubber chemicals through an internal mixer, and further vulcanizing agents, e.g. For example, it can manufacture by mixing sulfur, a vulcanization accelerator, etc. using an internal mixer or a mixing roll. The composition is molded and then vulcanized using a vulcanizer under pressure at a temperature of 140-170 ° C. to give good performance.

상기에 기재된, 본 발명의 변성 고무를 실리카 및 실란 커플링제, 추가로 카본 블랙, 고무용 신전유 및 또 다른 충전제와 함께 배합하고, 가황 고무 조성물의형태로 제공한다. 변성 고무 조성물은 다양한 타이어 적용, 진동 방지 고무, 신발 제품, 벨트 및 다른 산업 제품에 사용하기에 적합하다. 이의 결합된 작용기의 성질에 기인하여, 본 발명의 변성 고무는 올레핀 수지, 스티렌 수지, 아크릴레이트 수지, 비닐 클로라이드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리(페닐렌 에테르)수지, 폴리(페닐렌 술피드)수지, 폴리아세탈 수지, 폴리우레탄 수지 등의 변성제로서 이용될 수 있다. 적절하게 선택된 비율로 아스팔트와 함께 조합되어 사용시, 변성 고무는 또한 도로 포장, 방수, 녹 방지, 자동차 하지(prime) 코팅, 루핑(roofing), 파이프 코팅, 연결 적용 등에 이용될 수 있다.The modified rubber of the present invention described above is blended with silica and silane coupling agent, further carbon black, rubber extender oil and another filler, and provided in the form of a vulcanized rubber composition. The modified rubber composition is suitable for use in a variety of tire applications, anti-vibration rubber, shoe products, belts and other industrial products. Due to the nature of the bound functional groups thereof, the modified rubber of the present invention is an olefin resin, styrene resin, acrylate resin, vinyl chloride resin, polyamide resin, polyester resin, polycarbonate resin, poly (phenylene ether) Resin, poly (phenylene sulfide) resin, polyacetal resin, polyurethane resin and the like can be used as a modifier. When used in combination with asphalt in appropriately selected proportions, modified rubbers can also be used for road pavement, waterproofing, rust protection, automotive primer coating, roofing, pipe coating, connection applications and the like.

본 발명은 실시예를 참고로 하기에 구체적으로 설명될 것이나, 본 발명의 범위는 실시예에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the scope of the present invention should not be construed as being limited by the Examples.

본 발명의 변성 고무의 실시예 샘플 및 비교예 샘플의 분석 및 조성물의 물성의 측정은 하기 방법에 의해 수행하였다.The analysis of the example samples and the comparative example samples of the modified rubber of the present invention and the measurement of the physical properties of the composition were carried out by the following method.

(1) 스티렌 결합양(1) styrene bond amount

고무 시료를 클로로포름 중에 용해시키고, 용액을 스티렌의 페닐기로 인한 UV 250 nm 에서의 흡수를 측정하였다. 상기 흡수는 표준 폴리스티렌의 것과 비교하여 스티렌 결합양을 중량%로 측정하였다.The rubber sample was dissolved in chloroform and the solution was measured for absorption at UV 250 nm due to the phenyl group of styrene. The absorption was measured by weight percent styrene bond compared to that of standard polystyrene.

(2) 부타디엔 부분의 미세구조(2) microstructure of butadiene moiety

고무 시료를 카본 디술피드 중에 용해시키고, 상기 용액을 용액 셀을 이용하여 600 내지 1,000 cm-1의 범위에서 FT-IR 에 의해 분석하였다. 부타디엔 부분 중의 비닐 결합양, 시스 결합양, 및 트랜스 결합양을 Hampton의 계산식을 이용하여 제시된 파장에서의 흡수로부터 측정하였다.Rubber samples were dissolved in carbon disulfide and the solution was analyzed by FT-IR in the range of 600 to 1,000 cm −1 using a solution cell. The amount of vinyl bonds, cis bonds, and trans bonds in the butadiene moiety was determined from the absorption at the indicated wavelengths using Hampton's formula.

(3) 스티렌 블록 양(3) styrene block amount

고무 시료를 클로로포름 중에 용해시키고, 오스뮴 옥시드로써 분해시켰다. 침전물은 메탄올과 함께 거기로부터 형성되었고, 중량%의 면에서 스티렌 블록 양을 침전물의 중량으로부터 측정하였다.Rubber samples were dissolved in chloroform and decomposed with osmium oxide. A precipitate formed from there with methanol and the amount of styrene blocks in terms of weight percent was determined from the weight of the precipitate.

(4) 표준 폴리스티렌의 면에서 변성 고무 및 비변성 공중합체 고무의 GPC 피크 분자량(4) GPC peak molecular weight of modified rubber and unmodified copolymer rubber in terms of standard polystyrene

변성 고무 또는 비변성 고무 시료를 테트라히드로푸란 (THF) 중에 용해시켰다. 상기 용액을 스티렌-기재 비극성 칼럼을 사용하고, RI 측정을 한, 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)로 분석하였다. 분자량을 표준 폴리스티렌과의 비교를 통해 측정하였다.Modified or unmodified rubber samples were dissolved in tetrahydrofuran (THF). The solution was analyzed by gel permeation chromatography (GPC) using a styrene-based nonpolar column and RI measurements. Molecular weights were determined by comparison with standard polystyrene.

(5) 스티렌 블록의 GPC 피크 분자량(5) GPC peak molecular weight of styrene block

오스뮴 옥시드를 이용한 분해를 통해 (3)에서 수득된 스티렌 블록 시료를 (4)에 사용된 GPC 조건하에 측정하여 스티렌 블록의 GPC 피크 분자량을 결정하였다.The styrene block sample obtained in (3) through decomposition with osmium oxide was measured under the GPC conditions used in (4) to determine the GPC peak molecular weight of the styrene block.

(6) 변성 고무의 변성율(6) Modification rate of modified rubber

변성 고무 시료를 THF 중에 용해시키고, 내부 표준 물질을 첨가하였다.생성 용액을 (4)에서 사용한 비극성 칼럼 및 실리카-기재 극성 칼럼을 이용하여 GPC로 분석하고, 고무의 변성율을 그 사이의 시료 용출양의 차이로부터 측정하였다.The modified rubber sample was dissolved in THF and an internal standard was added. The resulting solution was analyzed by GPC using the non-polar column and silica-based polar column used in (4), and the rate of modification of the rubber was eluted between the samples. Measured from the difference of the amount.

(7) 단량체의 전환(7) conversion of monomer

중합 동안 오토클레이브로부터 시료채취에 의해 수득된 중합 용액을 진공 건조하여 중합 용액의 고체 함량을 측정하였다. 중합의 종료시에 측정된 고체 함량을 100 중량%로 하였다.The polymerization solution obtained by sampling from the autoclave during the polymerization was vacuum dried to determine the solids content of the polymerization solution. The solids content measured at the end of the polymerization was 100% by weight.

(8) 스티렌의 전환(8) conversion of styrene

중합 동안 오토클레이브로부터 시료채취에 의해 수득된 중합 용액 중의 미반응 스티렌 단량체의 양을 기체 크로마토그래피에 의해 측정하였다.The amount of unreacted styrene monomer in the polymerization solution obtained by sampling from the autoclave during the polymerization was measured by gas chromatography.

[실시예의 변성 고무 및 비교예의 고무의 제조][Production of Modified Rubber of Example and Rubber of Comparative Example]

변성 고무 1Modified rubber 1

온수 재킷 및 교반기로 장착된 10L 용량의 오토클레이브내의 대기를 질소로 충분히 교환하였다. 거기에 각각을 활성 알루미나로써 탈수시킨 4.5kg의 시클로헥산, 0.25kg의 스티렌 및 0.75kg의 1,3-부타디엔을 충전하였다. 내용물을 교반하면서 52℃로 가열하고, 0.76g의 n-부틸리튬 (20 중량%의 시클로헥산 용액; 이후부터 동일하게 적용)을 첨가하여 중합을 개시하였다. 중합 온도는 91℃에 도달하였다. 최대 중합 온도 후 2분에, 4.4g의 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산 (90 중량%의 시클로헥산 용액; 이후부터 동일하게 적용)을 첨가하고, 변성 반응을 10분 동안 수행하였다. 활성-리튬 분해제로서 10 ml의 물/메탄올 (부피로 1/5)을 첨가하고, 그렇게 수득된 변성 고무 중합 용액과 혼합하였다. 그 후에, 안정제로서 2g의 BHT를 거기에 첨가하고, 혼합하였다. 상기 혼합물을 드럼 건조기를 이용하여 용매 제거 및 건조시켜 고체 변성 고무를 수득하였다.The atmosphere in a 10L autoclave fitted with a hot water jacket and a stirrer was sufficiently exchanged with nitrogen. It was charged with 4.5 kg of cyclohexane, 0.25 kg of styrene and 0.75 kg of 1,3-butadiene, each of which was dehydrated with activated alumina. The contents were heated to 52 ° C. with stirring and 0.76 g of n-butyllithium (20 wt% cyclohexane solution; then applied equally) to initiate polymerization. The polymerization temperature reached 91 ° C. Two minutes after the maximum polymerization temperature, 4.4 g of tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane (90 wt% cyclohexane solution; applied equally thereafter) was added and the denaturation reaction was carried out for 10 minutes. Was performed. 10 ml of water / methanol (1/5 by volume) as active-lithium decomposer were added and mixed with the modified rubber polymerization solution thus obtained. Thereafter, 2 g of BHT was added thereto as a stabilizer and mixed. The mixture was solvent removed and dried using a drum dryer to give a solid modified rubber.

오토클레이브 내의 반응 혼합물을 중합 동안 채취하여 단량체 전환 측정용 몇 가지 시료를 수득하였고, 시료를 분석하여 각각의 단량체 전환에서 스티렌 결합양 및 스티렌 블록 양을 측정하였다. 약 80 중량% 이하의 전환에서 수득된 중합체는 스티렌 결합양이 9.5 중량%이고, 스티렌 블록이 0.0 중량%인 무작위 공중합체 R이라는 것을 확인하였다.The reaction mixture in the autoclave was taken during polymerization to obtain several samples for monomer conversion measurements, and the samples were analyzed to determine the amount of styrene bonds and styrene blocks at each monomer conversion. It was found that the polymer obtained at the conversion up to about 80% by weight was a random copolymer R with an styrene bond amount of 9.5% by weight and a styrene block of 0.0% by weight.

이어서, 변성 고무를 분석하였다. 상기 고무는 스티렌 결합양이 24.9 중량%, 스티렌 블록양이 15.4 중량%, 비닐 결합양이 14 몰%이었다.The modified rubber was then analyzed. The rubber was 24.9% by weight of styrene bond, 15.4% by weight of styrene block, and 14 mol% of vinyl bond.

중합체 부분 구조 R 이외의 부분이고, 20 중량%를 차지하는 후반부는 스티렌 결합양이 점차 증가하여 말단 스티렌 블록을 형성하는 테이프형 블록 공중합체 B 라는 것을 확인하였다.It was confirmed that the latter portion, other than the polymer partial structure R, and occupying 20% by weight, was tape type block copolymer B in which the amount of styrene bonds gradually increased to form terminal styrene blocks.

변성되지 않은 공중합체를 GPC로 측정한 결과, 분자량이 191,000 이었다. 비변성 공중합체의 스티렌 블록을 GPC로 분석한 결과, 스티렌 블록의 분자량은 22,100 이었다.The molecular weight was 191,000 when the unmodified copolymer was measured by GPC. The molecular weight of the styrene block was 22,100 when the styrene block of the unmodified copolymer was analyzed by GPC.

변성제를 이용한 변성 고무의 커플링율 및 변성율은 각각 61 중량% 및 74 중량% 이었다.The coupling rate and the modification rate of the modified rubber using the modifier were 61% by weight and 74% by weight, respectively.

더욱이, 상기 변성 고무는 무니 점도 (ML1+4, 100℃)가 72 이었다.Furthermore, the modified rubber had a Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) of 72.

변성 고무 2Modified rubber 2

16g의 테트라히드로푸란을 중합 개시전에 첨가한 것을 제외하고는, 변성 고무 1과 동일한 1단계 중합 조작을 수행하였다. 표 2에 보여준 중합 동안 단량체 전환 측정 및 결합 스티렌 분석 및 스티렌 블록 분석으로부터, 70 중량%를 차지하는 중합체 전반부는 결합 스티렌이 30.9 중량% 이고, 스티렌 블록이 0.0 중량%인 무작위 공중합체 R을 구성한다는 것을 확인하였다.The same one-step polymerization operation as in modified rubber 1 was carried out except that 16 g of tetrahydrofuran was added before the start of polymerization. From the monomer conversion measurements and the binding styrene analysis and the styrene block analysis during the polymerization shown in Table 2, the first half of the polymer, which occupies 70% by weight, constitutes a random copolymer R with 30.9% by weight of bound styrene and 0.0% by weight of styrene block. Confirmed.

중합 반응의 종료 후에 스티렌 결합양 및 스티렌 블록의 분석으로부터, 30 중량%를 차지하는 중합체의 후반부는 테이프형 말단-스티렌-블록 공중합체라는 것을 확인하였다.From the analysis of the amount of styrene bonds and the styrene blocks after the end of the polymerization reaction, it was confirmed that the second half of the polymer, which occupies 30% by weight, was a tape-type end-styrene-block copolymer.

중합의 상세한 부분 및 분석의 결과를 각각 표 1a 및 표 3a에 보여준다.The details of the polymerization and the results of the analysis are shown in Table 1a and Table 3a, respectively.

변성 고무 3Modified rubber 3

온수 재킷 및 교반기로 장착된 10L 용량의 오토클레이브내의 대기를 질소로 충분히 교환하였다. 거기에 각각을 활성 알루미나로써 탈수시킨 4.5kg의 시클로헥산 및 0.90kg의 1,3-부타디엔을 1단계 단량체로서 충전하였다. 내용물을 교반하면서 56℃로 가열하고, 0.95g의 n-부틸리튬 (20% 시클로헥산 용액)을 첨가하여 중합을 개시하였다. 중합 온도는 82℃에 도달하였다. 그리하여, 중합체 R을 수득하는 1,3-부타디엔의 중합을 종료하였다. 이어서, 2단계 단량체로서 0.10kg의 스티렌을 첨가하여 중합체 B를 수득하는 중합을 수행하였다. 최대 중합 온도는 89℃에 도달하였다. 2분 후에, 1.6g의 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산을 첨가하고, 변성 반응을 8분 동안 수행하였다. 변성제를 첨가시에, 스티렌의 전환은 100.0 중량% 이었다. 활성-리튬 분해제로서 10 ml의물/메탄올을 첨가하고, 그렇게 수득된 변성 고무 중합 용액과 혼합하였다. 그 후에, 안정제로서 2g의 BHT를 거기에 첨가하고, 혼합하였다. 상기 혼합물을 드럼 건조기를 이용하여 용매 제거 및 건조시켜 고체 변성 고무를 수득하였다.The atmosphere in a 10L autoclave fitted with a hot water jacket and a stirrer was sufficiently exchanged with nitrogen. Thereto was charged 4.5 kg of cyclohexane and 0.90 kg of 1,3-butadiene, each dehydrated with activated alumina, as a one-stage monomer. The contents were heated to 56 ° C. with stirring and 0.95 g of n-butyllithium (20% cyclohexane solution) was added to initiate the polymerization. The polymerization temperature reached 82 ° C. Thus, the polymerization of 1,3-butadiene to obtain the polymer R was terminated. Subsequently, polymerization was conducted to obtain polymer B by adding 0.10 kg of styrene as a two-stage monomer. The maximum polymerization temperature reached 89 ° C. After 2 minutes, 1.6 g of tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane was added and the denaturation reaction was carried out for 8 minutes. Upon addition of the modifier, the conversion of styrene was 100.0 wt%. 10 ml of water / methanol were added as active-lithium disintegrant and mixed with the modified rubber polymerization solution thus obtained. Thereafter, 2 g of BHT was added thereto as a stabilizer and mixed. The mixture was solvent removed and dried using a drum dryer to give a solid modified rubber.

상기 변성 고무의 분석치는 스티렌 결합양이 10.1 중량%, 스티렌 블록양이 9.5 중량%, 비닐 결합양이 13.5 몰%, 커플링율이 79 중량%, 공중합체 변성율이 86 중량% 이었다.The analytical value of the modified rubber was 10.1 wt% of styrene bond, 9.5 wt% of styrene block, 13.5 mol% of vinyl bond, 79 wt% of coupling rate, and 86 wt% of copolymer modification rate.

변성되지 않은 공중합체는 분자량이 122,000 이고, 스티렌 블록의 분자량은 9,500 이었다.The unmodified copolymer had a molecular weight of 122,000 and a molecular weight of styrene blocks of 9,500.

더욱이, 상기 변성 고무는 무니 점도 (ML1+4, 100℃)가 43 이었다.Furthermore, the modified rubber had a Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) of 43.

비교 고무 1Comparative rubber 1

마지막에 변성제를 첨가하지 않을 것을 제외하고는, 변성 고무 1과 동일한 방식으로 고무를 제조하였다.A rubber was produced in the same manner as the modified rubber 1 except that no modifying agent was added at the end.

비교 고무 2Comparison rubber 2

중합 개시제로서 n-부틸리튬을 2.1g의 양으로 첨가하고, 중합의 종료 후에 6.0g의 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산을 첨가하여 10분 동안 변성 반응을 수행한 것을 제외하고는, 변성 고무 2와 동일한 방식으로 고무를 제조하였다. 이어서, 생성 고무를 동일한 방식으로 완성하였다. 그러나, 점도는 매우 낮아서 특히 종료가 어려웠다. 상기 변성 고무는 무니 점도 (ML1+4, 100℃)가 13 이었다.N-butyllithium was added in an amount of 2.1 g as a polymerization initiator, and the modification reaction was performed for 10 minutes by adding 6.0 g of tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane after the completion of the polymerization. Then, rubber was manufactured in the same manner as in Modified Rubber 2. The resulting rubber was then completed in the same manner. However, the viscosity was so low that it was particularly difficult to finish. The modified rubber had a Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) of 13.

변성 고무 4Modified rubber 4

1.2g의 N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민을 중합 개시전에 첨가한 것을 제외하고는, 변성 고무 3과 동일하게 2단계 단량체 첨가를 이용한 중합 조작을 수행하였다.The polymerization operation was carried out in the same manner as in modified rubber 3 except that 1.2 g of N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine was added before the start of the polymerization.

이어서, 생성 고무를 동일한 방식으로 완성하였다.The resulting rubber was then completed in the same manner.

변성 고무 5Modified rubber 5

온수 재킷 및 교반기로 장착된 10L 용량의 오토클레이브내의 대기를 질소로 충분히 교환하였다. 거기에 각각을 활성 알루미나로써 처리한 4.5kg의 시클로헥산, 0.18kg의 스티렌 및 0.27kg의 1,3-부타디엔을 1단계 단량체로서 충전하였다. 내용물을 교반하면서 57℃로 가열하고, 0.87g의 n-부틸리튬 (20 중량% 시클로헥산 용액)을 첨가하여 중합을 개시하였다. 중합 온도가 67℃에 도달하였을 때, 1,3-부타디엔을 중합 시스템에 5분 동안 분당 0.03kg의 속도로 0.15kg의 총양을 첨가하기 시작하였다. 첨가의 종료 후에, 중합 온도는 81℃에 도달하였다. 그리하여, 중합체 부분 구조 R로서 무작위 공중합체를 수득하는 중합을 종료하였다. 이어서, 2단계 단량체로서 0.22kg의 스티렌 및 0.18kg의 1,3-부타디엔을 첨가하여 중합체 B를 수득하는 중합을 수행하였다. 최대 중합 온도는 86℃에 도달하였다. 3분 후에, 4.0g의 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산을 첨가하고, 변성 반응을 10분 동안 수행하였다. 활성-리튬 분해제로서 10 ml의 물/메탄올을 첨가하고, 그렇게 수득된 변성 고무 중합 용액과 혼합하였다. 그 후에, 안정제로서 2g의 BHT를 거기에 첨가하고, 혼합하였다. 상기 혼합물을 드럼 건조기를 이용하여 용매 제거 및 건조시켜 고체 변성 고무를 수득하였다.The atmosphere in a 10L autoclave fitted with a hot water jacket and a stirrer was sufficiently exchanged with nitrogen. It was filled with 4.5 kg of cyclohexane, 0.18 kg of styrene and 0.27 kg of 1,3-butadiene, each of which was treated with activated alumina as a one-stage monomer. The contents were heated to 57 ° C. with stirring, and 0.87 g of n-butyllithium (20 wt% cyclohexane solution) was added to initiate the polymerization. When the polymerization temperature reached 67 ° C., 1,3-butadiene began to be added to the polymerization system in a total amount of 0.15 kg at a rate of 0.03 kg per minute for 5 minutes. After completion of the addition, the polymerization temperature reached 81 ° C. Thus, the polymerization was terminated to obtain a random copolymer as polymer partial structure R. Subsequently, polymerization was performed to obtain polymer B by adding 0.22 kg of styrene and 0.18 kg of 1,3-butadiene as two-stage monomers. The maximum polymerization temperature reached 86 ° C. After 3 minutes, 4.0 g of tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane was added and the denaturation reaction was carried out for 10 minutes. 10 ml of water / methanol were added as active-lithium decomposer and mixed with the modified rubber polymerization solution thus obtained. Thereafter, 2 g of BHT was added thereto as a stabilizer and mixed. The mixture was solvent removed and dried using a drum dryer to give a solid modified rubber.

상기 변성 고무는 스티렌 결합양이 39.3 중량%이고, 스티렌 블록양이 10.5 중량%이고, 결합 스티렌이 점차 증가하는 테이프형 말단-스티렌-블록 공중합체이었다. 이의 무니 점도 (ML1+4, 100℃)가 62 이었다.The modified rubber was a tape-type end-styrene-block copolymer in which the amount of styrene bonds was 39.3% by weight, the amount of styrene blocks was 10.5% by weight, and the bound styrene gradually increased. Its Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) was 62.

변성 고무 6Modified rubber 6

온수 재킷 및 교반기로 장착된 10L 용량의 오토클레이브내의 대기를 질소로 충분히 교환하였다. 거기에 각각을 활성 알루미나로써 처리한 4.5kg의 시클로헥산 및 0.88kg의 1,3-부타디엔을 1단계 단량체로서 충전하였다. 내용물을 교반하면서 59℃로 가열하고, 0.97g의 n-부틸리튬 (20 중량% 시클로헥산 용액)을 첨가하여 중합을 개시하였다. 중합 온도는 82℃에 도달하였다. 그리하여, 중합체 R을 수득하는 1,3-부타디엔의 중합을 종료하였다.The atmosphere in a 10L autoclave fitted with a hot water jacket and a stirrer was sufficiently exchanged with nitrogen. Thereto was charged 4.5 kg of cyclohexane and 0.88 kg of 1,3-butadiene, each treated with activated alumina, as a one-stage monomer. The contents were heated to 59 ° C. with stirring and 0.97 g of n-butyllithium (20 wt% cyclohexane solution) was added to initiate the polymerization. The polymerization temperature reached 82 ° C. Thus, the polymerization of 1,3-butadiene to obtain the polymer R was terminated.

이어서, 2단계 단량체로서 0.12kg의 스티렌을 첨가하여 중합을 연속적으로 수행하였다. 중합 온도는 89℃에 도달하였다. 그리하여, 폴리스티렌 단편을 중합체 B로서 수득되었다. 중합의 종료 후 1분에, 50 중량%의 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 50 중량%의 비스페놀 F 디글리시딜 에테르로 구성된 3.0g의 혼합물 용액을 첨가하고, 변성 반응을 8분 동안 수행하였다. 활성-리튬 분해제로서 10 ml의 물/메탄올을 첨가하고, 그렇게 수득된 변성 고무 중합 용액과 혼합하였다. 그 후에, 안정제로서 2g의 BHT를 거기에 첨가하고, 혼합하였다. 상기 혼합물을 드럼 건조기를 이용하여 용매 제거 및 건조시켜 고체 변성 고무를 수득하였다.Subsequently, polymerization was carried out continuously by adding 0.12 kg of styrene as a two-stage monomer. The polymerization temperature reached 89 ° C. Thus, polystyrene fragments were obtained as polymer B. One minute after the end of the polymerization, a 3.0 g mixture solution consisting of 50 wt% bisphenol A diglycidyl ether and 50 wt% bisphenol F diglycidyl ether was added and the denaturation reaction was carried out for 8 minutes. . 10 ml of water / methanol were added as active-lithium decomposer and mixed with the modified rubber polymerization solution thus obtained. Thereafter, 2 g of BHT was added thereto as a stabilizer and mixed. The mixture was solvent removed and dried using a drum dryer to give a solid modified rubber.

상기 변성 고무의 분석치는 스티렌 결합양이 12.0 중량%, 스티렌 블록양이11.6 중량%, 비닐 결합양이 13.0 몰% 이었다. GPC에 의한 분석은 비변성 공중합체의 분자량이 122,000 이고, 스티렌 블록의 분자량이 10,100 이라는 것을 나타냈다.The analysis value of the modified rubber was 12.0 wt% of styrene bond, 11.6 wt% of styrene block, and 13.0 mol% of vinyl bond. Analysis by GPC showed that the unmodified copolymer had a molecular weight of 122,000 and the styrene block had a molecular weight of 10,100.

변성 고무는 커플링율이 82 중량%이고, 변성율이 88 중량% 이었다.The modified rubber had a coupling ratio of 82% by weight and a modification rate of 88% by weight.

더욱이, 상기 변성 고무는 무니 점도 (ML1+4, 100℃)가 43 이었다.Furthermore, the modified rubber had a Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) of 43.

변성 고무 7Modified rubber 7

하기를 제외하고는, 변성 고무 2와 동일한 제조 방법을 수행하였다: 4.7g의 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산을 첨가하여 10분 동안 변성 반응을 수행하고, 이어서 0.22g의 n-부틸리튬을 추가로 미반응 변성제 에폭시 처리제로서 첨가하고, 5분 동안 반응하고, 그 후에 반응 혼합물을 오토클레이브로부터 배출하고, 동시에 10mL의 물/메탄올과 혼합하였다. 이어서, 생성 고무를 변성 고무 1과 동일한 방식으로 완료하였다.The same preparation method as for modified rubber 2 was carried out except for the following: A modification reaction was performed for 10 minutes by adding 4.7 g of tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane, followed by 0.22 g of n-butyllithium was further added as an unreacted modifier epoxy treatment and reacted for 5 minutes, after which the reaction mixture was withdrawn from the autoclave and simultaneously mixed with 10 mL of water / methanol. Subsequently, the resultant rubber was completed in the same manner as the modified rubber 1.

표 2에 보여준 중합 동안 단량체 전환, 결합 스티렌 등의 측정으로부터 하기를 확인하였다. 상기 변성 고무에서, 약 70 중량%를 차지하는 중합체 전반부는 변성 고무 2의 경우와 같이, 스티렌 결합양이 30.8 중량%이고, 스티렌 블록이 0.0 중량%인 무작위 중합체 부분 구조 R을 가졌다.From the measurements of monomer conversion, bound styrene and the like during the polymerization shown in Table 2, the following was confirmed. In the modified rubber, the first half of the polymer, which occupies about 70% by weight, had a random polymer partial structure R with a styrene bond of 30.8% by weight and a styrene block of 0.0% by weight, as in the case of modified rubber 2.

비교 고무 3Comparison rubber 3

마지막에 변성제를 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 변성 고무 5와 동일한 제조 방법을 수행하였다.The same manufacturing method as in modified rubber 5 was carried out except that no modifying agent was added at the end.

비교 고무 4Comparison rubber 4

24g의 테트라히드로푸란을 변성 고무 1에 첨가하고, 중합하였다. 중합의 종료 후에, 4.5g의 테트라글리시딜-1,3-비스아미노메틸시클로헥산을 첨가하여 고무를 변성하였다. 이어서, 생성 고무를 변성 고무 1과 동일한 방식으로 완료하였다.24 g of tetrahydrofuran was added to the modified rubber 1 and polymerized. After completion of the polymerization, 4.5 g of tetraglycidyl-1,3-bisaminomethylcyclohexane was added to modify the rubber. Subsequently, the resultant rubber was completed in the same manner as the modified rubber 1.

수득된 변성 고무에서 스티렌 블록양은 1.4 중량% 만큼 소량이었다. 더욱이, 표 2에 보여준 단량체 전환 및 스티렌 결합양으로부터 명백한 바와 같이, 상기 변성 고무는 단량체 단위의 대부분이 무작위로 배열된 공중합체이었다.The amount of styrene blocks in the obtained modified rubber was as small as 1.4 wt%. Moreover, as is apparent from the monomer conversion and styrene bond amounts shown in Table 2, the modified rubber was a copolymer in which most of the monomer units were randomly arranged.

다른 분석치는 표 3b에 보여준다.Other analyzes are shown in Table 3b.

비교 고무 5Comparison rubber 5

온수 재킷 및 교반기로 장착된 10L 용량의 오토클레이브내의 대기를 질소로 충분히 교환하였다. 거기에 각각을 활성 알루미나로써 처리한 4.5kg의 시클로헥산 및 0.20kg의 스티렌을 1단계 단량체로서 충전하였다. 내용물을 교반하면서 57℃로 가열하고, 0.92g의 n-부틸리튬 (20 중량% 시클로헥산 용액)을 첨가하여 중합을 개시하였다. 중합 온도는 68℃에 도달하였다. 그리하여, 1단계 중합을 종료하였다.The atmosphere in a 10L autoclave fitted with a hot water jacket and a stirrer was sufficiently exchanged with nitrogen. It was filled with 4.5 kg of cyclohexane and 0.20 kg of styrene, each of which was treated with activated alumina, as a first stage monomer. The contents were heated to 57 ° C. with stirring and 0.92 g of n-butyllithium (20 wt% cyclohexane solution) was added to initiate the polymerization. The polymerization temperature reached 68 ° C. Thus, the one-step polymerization was completed.

이어서, 2단계 단량체로서 0.80 kg의 1,3-부타디엔을 첨가하여 중합을 연속적으로 수행하였다. 중합 온도는 중합이 종료되기 전에 86℃에 도달하였다. 중합의 종료 후 1분에, 50% 비스페놀 A 디글리시딜 에테르 및 50% 비스페놀 F 디글리시딜 에테르로 구성된 2.6g의 혼합물 용액을 첨가하고, 변성 반응을 8분 동안 수행하였다. 활성-리튬 분해제로서 10 ml의 물/메탄올을 첨가하고, 그렇게 수득된 변성 고무 중합 용액과 혼합하였다. 그 후에, 안정제로서 2g의 BHT를 거기에 첨가하고, 혼합하였다. 상기 혼합물을 드럼 건조기를 이용하여 용매 제거 및 건조시켜 고체 변성 고무를 수득하였다.The polymerization was then carried out continuously by adding 0.80 kg of 1,3-butadiene as a two stage monomer. The polymerization temperature reached 86 ° C. before the polymerization was completed. One minute after the end of the polymerization, a 2.6 g mixture solution consisting of 50% bisphenol A diglycidyl ether and 50% bisphenol F diglycidyl ether was added and the denaturation reaction was carried out for 8 minutes. 10 ml of water / methanol were added as active-lithium decomposer and mixed with the modified rubber polymerization solution thus obtained. Thereafter, 2 g of BHT was added thereto as a stabilizer and mixed. The mixture was solvent removed and dried using a drum dryer to give a solid modified rubber.

상기 변성 고무의 분석치는 스티렌 결합양이 20.0 중량%, 스티렌 블록양이 19.5 중량%, 비닐 결합양이 14.0 몰% 이었다. GPC에 의한 분석은 변성 고무의 분자량이 224,000 이고, 변성 전의 스티렌 블록의 분자량이 17,100 이라는 것을 나타냈다.The analytical value of the modified rubber was 20.0% by weight of styrene bond, 19.5% by weight of styrene block, and 14.0 mol% of vinyl bond. Analysis by GPC showed that the modified rubber had a molecular weight of 224,000 and the molecular weight of the styrene block before modification was 17,100.

상기 변성 고무는 커플링율이 81 중량%이고, 변성율이 88 중량% 이었다.The modified rubber had a coupling ratio of 81 wt% and a modification rate of 88 wt%.

더욱이, 상기 변성 고무의 무니 점도는 측정할 수 없었다.Moreover, the Mooney viscosity of the modified rubber could not be measured.

본 발명의 다양한 변성 고무 및 그렇게 제조된 다양한 비교 고무를 하기 방식으로 실리카, 실란 커플링제 및 다른 배합 성분과 함께 혼련하여, 본 발명의 변성 고무 조성물을 수득하였다.Various modified rubbers of the present invention and various comparative rubbers thus prepared were kneaded together with silica, silane coupling agents and other compounding components in the following manner to obtain modified rubber compositions of the present invention.

(혼련 방법)(Kneading method)

온도 조절기로 장착된 0.3L 용량의 가압 혼련기를 사용하여 원고무와 함께 실리카, 카본 블랙, 실란 커플링제, 나프텐 오일, 징크 화이트, 스테아르산 등을 혼련하였다.A 0.3L pressure kneader equipped with a temperature controller was used to mix silica, carbon black, silane coupling agent, naphthenic oil, zinc white, stearic acid, and the like together with the original rubber.

1단계 혼련 기간이 5분이고, 최대 혼련 온도가 161℃로 조절된 2단계 혼련 방법을 사용하였다.A two stage kneading method was used in which the one stage kneading period was 5 minutes and the maximum kneading temperature was adjusted to 161 ° C.

1단계 혼련에 의해 수득된 화합물을 상온으로 냉각하고, 다시 3분 동안 혼련하고, 그 동안 최대 온도를 158℃로 조절하였다. 2단계 혼련에 의해 수득된 화합물을 상온으로 냉각하고, 이어서 70℃ 오픈 롤 밀(open roll mill)을 통해 항산화제, 황, 및 가황 촉진제와 혼합하였다.The compound obtained by one-step kneading was cooled to room temperature, kneaded again for three minutes, during which the maximum temperature was adjusted to 158 ° C. The compound obtained by two stage kneading was cooled to room temperature and then mixed with antioxidant, sulfur, and vulcanization accelerator through a 70 ° C. open roll mill.

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4Examples 1-7 and Comparative Examples 1-4

본 발명의 변성 고무 1 내지 7 및 비교 고무 1 내지 4를 하기 제형예 1에 따라 혼련하고, 배합하여 각각 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4의 조성물을 수득하였다. 하기 제형예에서, "부"는 "중량부"를 의미한다.The modified rubbers 1 to 7 and comparative rubbers 1 to 4 of the present invention were kneaded and blended according to the following Formulation Example 1 to obtain the compositions of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4, respectively. In the following formulation, "parts" means "parts by weight".

<제형예 1><Formulation Example 1>

고무100.0 부100.0 parts of rubber

실리카 (Ultrasil VN3) 40 부Silica (Ultrasil VN3) 40 parts

실란 커플링제 (Si69) 2 부2 parts of silane coupling agent (Si69)

나프텐 오일 (Shellflex 371J) 5 부Naphthene oil (Shellflex 371J) part 5

징크 화이트 5 부Zinc White Part 5

스테아르산 2 부Stearic acid part 2

항산화제 (SP) 1 부Antioxidant (SP) Part 1

황 1.7 부Sulfur 1.7 parts

가황 촉진제 DM 1.5 부Vulcanization accelerator DM 1.5 parts

가황 촉진제 D 1.5 부Vulcanization accelerator D 1.5 parts

----------------------------------------------------------------------------------------------------

총159.7 부Total 159.7 copies

상기 조성물을 성형하고, 160℃에서 20분 동안 가황기를 이용하여 가황하고,하기 성능에 대해 측정하였다.The composition was molded, vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes using a vulcanizer and measured for the following performance.

비교예 5Comparative Example 5

분자내에 두 개 이상의 스티렌 블록이 있는 열가소성 탄성중합체인 비교 고무 5를 사용하였다. 상기 고무를 실시예 1과 동일한 제형예에 따라 배합하여 비교예 5 의 조성물을 수득하였다. 그러나, 상기 조성물은 현저하게 불량한 가공성을 가지며, 혼련기로써 혼련하기 어렵고, 롤로써 가공할 수 없다. 따라서, 이은 평가를 생략하였다.Comparative Rubber 5 was used, which is a thermoplastic elastomer with two or more styrene blocks in the molecule. The rubber was blended according to the same formulation as in Example 1 to obtain a composition of Comparative Example 5. However, the composition has remarkably poor processability, is difficult to knead with a kneader, and cannot be processed into a roll. Therefore, this evaluation was omitted.

1) 인장 강도1) tensile strength

JIS-K6251에 따른 인장 시험법에 의해 인장 강도를 측정하였다.Tensile strength was measured by the tensile test method according to JIS-K6251.

2) tanδ의 비틀림 의존성 및 온도 의존성2) torsional and temperature dependence of tanδ

Rheometric Ltd.사가 제조한 ARES 점탄성 시험기를 사용하여 10Hz의 주파수에서 비틀림 방식으로 0℃, 50℃, 및 70℃에서 tanδ를 측정하였다. 하기 식을 이용하여 의존성을 계산하였다.The tan δ was measured at 0 ° C., 50 ° C., and 70 ° C. in a torsion manner at a frequency of 10 Hz using an ARES viscoelastic tester manufactured by Rheometric Ltd. Dependency was calculated using the following formula.

비틀림 의존성은 하기 식을 사용하여 50℃에서 측정치로부터 계산한 값이다.Torsional dependence is the value calculated from the measurement at 50 ° C using the following formula.

(10%tanδ- 0.1%tanδ) ×100(%)/0.1%tanδ(10% tanδ- 0.1% tanδ) × 100 (%) / 0.1% tanδ

온도 의존성은 하기 식을 사용하여 계산된 값이다.The temperature dependence is the value calculated using the following formula.

(3%tanδ(0℃)- 3%tanδ(50℃)) ×100(%)/3%tanδ(50℃)(3% tanδ (0 ℃) -3% tanδ (50 ℃) × 100 (%) / 3% tanδ (50 ℃)

3) 압축 세트 (c-set)3) compression set (c-set)

70℃ 및 22 시간의 조건하에 JIS-K6301에 따른 압축 세트 시험법으로 측정하였다.It measured by the compression set test method in accordance with JIS-K6301 under the conditions of 70 degreeC and 22 hours.

가황 조성물의 특성은 표 4a 및 표 4b에 보여준다.The properties of the vulcanizing composition are shown in Tables 4a and 4b.

실시예 8 내지 10 및 비교예 6 및 7Examples 8-10 and Comparative Examples 6 and 7

더욱이, 하기 제형예 2에 따른 조성물의 가황물성을 표 5에 보여준다.Moreover, the vulcanizability of the composition according to Formulation Example 2 below is shown in Table 5.

주 1) 에멀션 SBR 1502, Nippon Zeon Co., Ltd. 제조Note 1) Emulsion SBR 1502, Nippon Zeon Co., Ltd. Produce

주 2) D-35, Asahi Chemical Industry Co., Ltd. 제조Note 2) D-35, Asahi Chemical Industry Co., Ltd. Produce

주 3) 상표명, ULTRASIL VN3; Degusa AG 제조Note 3) trade name, ULTRASIL VN3; Manufacture of Degusa AG

주 4) 상표명, Seast KH; Tokai Carbon Co., Ltd. 제조Note 4) Trade name, Seast KH; Tokai Carbon Co., Ltd. Produce

주 5) 실란 커플링제 Si69, Degusa AG 제조Note 5) silane coupling agent Si69, Degusa AG

실질명: 비스[3-(트리에톡시실릴)프로필]테트라술피드Real name: Bis [3- (triethoxysilyl) propyl] tetrasulfide

기호*로 표시된 변성제는 일반식 (2-a)로 표시되는 50 중량% 비스페놀 A 글리시딜 에테르 및 일반식 (2-b)로 표시되는 50 중량% 비스페놀 F 글리시딜 에테르의 혼합물이다.The denaturant represented by the symbol * is a mixture of 50% by weight bisphenol A glycidyl ether represented by formula (2-a) and 50% by weight bisphenol F glycidyl ether represented by formula (2-b).

주 6) 50℃에서 (10%tanδ- 0.1%tanδ) ×100(%)/0.1%tanδNote 6) (10% tanδ-0.1% tanδ) x 100 (%) / 0.1% tanδ at 50 ° C

주 7) (3%tanδ(0℃)- 3%tanδ(50℃)) ×100(%)/3%tanδ(50℃)Note 7) (3% tanδ (0 ℃)-3% tanδ (50 ℃) × 100 (%) / 3% tanδ (50 ℃)

주 6) 50℃에서 (10%tanδ- 0.1%tanδ) ×100(%)/0.1%tanδNote 6) (10% tanδ-0.1% tanδ) x 100 (%) / 0.1% tanδ at 50 ° C

주 7) (3%tanδ(0℃)- 3%tanδ(50℃)) ×100(%)/3%tanδ(50℃)Note 7) (3% tanδ (0 ℃)-3% tanδ (50 ℃) × 100 (%) / 3% tanδ (50 ℃)

주 6) 50℃에서 (10%tanδ- 0.1%tanδ) ×100(%)/0.1%tanδNote 6) (10% tanδ-0.1% tanδ) x 100 (%) / 0.1% tanδ at 50 ° C

주 7) (3%tanδ(0℃)- 3%tanδ(50℃)) ×100(%)/3%tanδ(50℃)Note 7) (3% tanδ (0 ℃)-3% tanδ (50 ℃) × 100 (%) / 3% tanδ (50 ℃)

본 발명의 변성 고무는 실리카에 대해 특히 우수한 친화성을 가지며, 다양한 실리카-함유 조성물에 사용하기에 적합하다.The modified rubber of the present invention has particularly good affinity for silica and is suitable for use in various silica-containing compositions.

더욱이, 특정 양으로 본 발명의 변성 고무를 함유한 변성 고무 조성물은 압축 세트 (c-set)에 대한 우수한 내성 및 우수한 점탄성을 가지며, 표 4a, 표 4b 및 표 5에 보여준 바와 같이, tanδ의 비틀림 의존성 및 온도 의존성이 감소된다.Moreover, the modified rubber composition containing the modified rubber of the present invention in a certain amount has good resistance to compression set (c-set) and good viscoelasticity, and as shown in Tables 4a, 4b and 5, the torsion of tanδ The dependence and temperature dependence are reduced.

진동 방지에 사용시, 그러한 우수한 특성을 갖는, 본 발명의 변성 고무 조성물은 tanδ의 비틀림 의존성 및 온도 의존성이 적기 때문에, 변하는 주위 조건에따른 성능의 변화가 거의 없다. 그리하여 조성물은 매우 유용하다.When used for anti-vibration, the modified rubber composition of the present invention, which has such excellent properties, has little torsional and temperature dependence of tan δ, so that there is little change in performance depending on changing ambient conditions. Thus the composition is very useful.

더욱이, 본 발명의 변성 고무 조성물은 적당한 경도, 우수한 c-set 등을 가진다. 그리하여 조성물은 또한 신발 제품에서 우수한 특성을 가진다는 것을 알 수 있다.Moreover, the modified rubber composition of the present invention has moderate hardness, excellent c-set and the like. Thus, it can be seen that the composition also has excellent properties in shoe products.

그러한 우수한 특성을 갖는 본 발명의 변성 고무 조성물은 유리하게는 다른 산업 제품 등에 또한 사용될 수 있다.The modified rubber composition of the present invention having such excellent properties can advantageously also be used in other industrial products and the like.

본 발명이 이의 특정 구현예에 관하여 상세히 기재되지만, 이의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 변화 및 변형이 행해질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments thereof, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope thereof.

상기 적용은 이의 내용이 참고로 본원에 포함되고, 2001.02.15 자 출원된, 일본 특허출원 (일본 특허출원 제2001-038386호)에 기초한다.The application is based on Japanese Patent Application (Japanese Patent Application No. 2001-038386), the contents of which are incorporated herein by reference and filed on February 15, 2001.

Claims (11)

(R-B) 구조의 공중합체를 변성시킴으로써 수득되는 하기 일반식:The following general formula obtained by modifying the copolymer of (R-B) structure: (R-B)n-X(R-B) n-X [식 중, R은 공액 디엔 중합체 또는 비닐방향족 탄화수소 결합양이 50 중량% 이하인 비닐방향족 탄화수소/공액(conjugated) 디엔 무작위(random) 공중합체를 나타내고;[Wherein R represents a conjugated diene polymer or a vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene random copolymer having a vinyl aromatic hydrocarbon bond amount of 50% by weight or less; B는 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 갖는 비닐방향족 탄화수소/공액 디엔 공중합체 또는 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록을 나타내고,B represents a vinylaromatic hydrocarbon / conjugated diene copolymer or vinylaromatic hydrocarbon polymer block having a vinylaromatic hydrocarbon polymer block, R/B 중량비는 30/70 내지 97/3 의 범위이고;R / B weight ratio ranges from 30/70 to 97/3; n은 1 이상의 정수이고;n is an integer of 1 or more; X는 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물의 변성 잔기를 나타낸다]X represents a modified moiety of a compound having two or more epoxy groups per molecule] 으로 표시되는 변성 공중합체를 함유하는 변성 고무로서,As a modified rubber containing a modified copolymer represented by 비닐방향족 탄화수소의 총 결합양 5 내지 60 중량%, 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 결합양 3 내지 40 중량% 및 공액 디엔 부분 중의 비닐의 결합양 80 몰% 이하로 구성되며, GPC에 의해 측정되고, 변성제에 의해 커플링된 분자의 주 피크 분자량이 100,000 내지 1,500,000 인 변성 고무.Consisting of 5 to 60% by weight of the total amount of vinylaromatic hydrocarbons, 3 to 40% by weight of the vinylaromatic hydrocarbon polymer blocks and 80% or less by weight of the vinyl bonds in the conjugated diene moiety, measured by GPC, and modified with a modifier. A modified rubber having a main peak molecular weight of 100,000 to 1,500,000 of the molecules coupled by it. 제 1 항에 있어서, X가 분자당 두 개 이상의 에폭시기 및 하나의 질소 원자를 갖는 화합물의 변성 잔기인 변성 고무.The modified rubber according to claim 1, wherein X is a modified moiety of a compound having at least two epoxy groups and one nitrogen atom per molecule. 제 1 항에 있어서, X가 글리시딜아미노 화합물의 변성 잔기인 변성 고무.The modified rubber according to claim 1, wherein X is a modified residue of a glycidylamino compound. 제 1 항에 있어서, 변성 전의 (R-B) 구조의 공중합체의 분자량이 30,000 내지 500,000, 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 분자량이 5,000 내지 50,000, 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 이용한 변성율이 20 중량% 이상인 변성 고무.The molecular weight of the copolymer of the (RB) structure before modification is 30,000 to 500,000, the molecular weight of the vinylaromatic hydrocarbon polymer block is 5,000 to 50,000, the modification rate using a compound having two or more epoxy groups per molecule is 20 weight Modified rubber that is more than%. 하기 단계를 포함하는 제 1 항의 변성 고무의 제조 방법:A process for producing the modified rubber of claim 1 comprising the following steps: 개시제로서 유기리튬 화합물을 사용하여 용액 중합 방법에 의해 비닐방향족 탄화수소 및 공액 디엔을 포함하는 (R-B) 구조의 블록 공중합체를 제조하는 단계; 및 상기 공중합체의 반응성 말단과 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 반응시킴으로써 공중합체를 변성시키는 단계.Preparing a block copolymer of (R-B) structure comprising a vinylaromatic hydrocarbon and a conjugated diene by a solution polymerization method using an organolithium compound as an initiator; And modifying the copolymer by reacting the reactive end of the copolymer with a compound having two or more epoxy groups per molecule. 제 5 항에 있어서, 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 비변성 공중합체의 말단에 활성 리튬의 몰당 0.05 내지 2 몰의 양으로 첨가하는 방법.The method of claim 5, wherein the compound having at least two epoxy groups per molecule is added at the end of the unmodified copolymer in an amount of 0.05 to 2 moles per mole of active lithium. 제 1 항의 변성 고무를 함유하는 100 중량부의 원고무 및 5 내지 150 중량부의 실리카를 함유하는 변성 고무 조성물.The modified rubber composition containing 100 parts by weight of the original rubber containing the modified rubber of claim 1 and 5 to 150 parts by weight of silica. 제 7 항에 있어서, 변성 전의 (R-B) 구조의 공중합체의 분자량이 30,000 내지 500,000, 비닐방향족 탄화수소 중합체 블록의 분자량이 5,000 내지 50,000, 분자당 두 개 이상의 에폭시기를 갖는 화합물을 이용한 변성율이 20 중량% 이상인 변성 고무 조성물.8. The modification rate according to claim 7, wherein the copolymer of the (RB) structure before modification is 30,000 to 500,000, the vinylaromatic hydrocarbon polymer block has a molecular weight of 5,000 to 50,000, and the modification ratio is 20% by using a compound having two or more epoxy groups per molecule. Modified rubber composition that is at least%. 제 7 항에 있어서, 원고무가 99 내지 20 중량%의 변성 고무 및 천연고무, 폴리부타디엔 고무, 스티렌/부타디엔 고무 및 폴리이소프렌 고무로부터 선택되는 1 내지 80 중량%의 하나 이상의 고무를 함유하는 변성 고무 조성물.8. The modified rubber according to claim 7, wherein the original rubber contains 99 to 20% by weight of modified rubber and 1 to 80% by weight of at least one rubber selected from natural rubber, polybutadiene rubber, styrene / butadiene rubber and polyisoprene rubber. Composition. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 변성 고무 조성물을 함유하는 진동 방지 고무.An anti-vibration rubber containing the modified rubber composition according to any one of claims 7 to 9. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 변성 고무 조성물을 함유하는 신발 제품.A shoe product containing the modified rubber composition according to any one of claims 7 to 9.
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