KR20100049988A - Anion polymerization terminator compositions and preparation method of polymer using thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An anion polymerization terminator composition, and a producing method of a polymer with a low coupling rate using thereof are provided to secure a dispersibility of the composition in a non-polar hydrocarbon polymerization solvent. CONSTITUTION: An anion polymerization terminator composition contains water(H_2O), phosphoric acid and phosphoric ester in a weight ratio of 100:10~40:5~20. The phosphoric ester is a substance marked as chemical formula 1 or chemical formula 2. In the chemical formula 1 and the chemical formula 2, R is either hydrogen or a branched or linear alkyl group with the carbon number of 1~20.

Description

음이온 중합종결제 조성물 및 이를 이용한 폴리머의 제조방법{Anion polymerization terminator compositions and Preparation method of polymer using thereof}Anion polymerization terminator compositions and Preparation method of polymer using

본 발명은 물(H2O), 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하고 있는 음이온 중합종결제 조성물과 이를 이용한 폴리머의 제조방법에 관한 것으로서, 상기 조성물은 저장안정성과 비극성 탄화수소 중합 용매 내에서 분산성이 우수하며, 상기 제조방법은 염기성 잔유물을 중화시키기 위한 별도의 중화반응 공정이 필요 없다. 나아가, 본 발명의 제조방법으로 제조된 폴리머는 불필요한 커플링 반응이 없을 뿐만 아니라, 산화방지제의 활성 불능을 방지하여 내열성 및 내변색성이 우수하다.The present invention relates to an anionic polymerization terminator composition comprising water (H 2 O), phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20 and a method of preparing a polymer using the same. It is excellent in stability and dispersibility in a non-polar hydrocarbon polymerization solvent, and the preparation method does not require a separate neutralization step to neutralize the basic residue. Furthermore, the polymer prepared by the production method of the present invention not only has no unnecessary coupling reaction, but also prevents the inactivation of the antioxidant, and thus is excellent in heat resistance and discoloration resistance.

일반적으로 음이온 중합 개시제인 유기 알칼리 메탈을 이용하여 유기 용매 하에서 부타디엔과 이소프렌 같은 공역디엔 모노머를 중합한 단일중합체, 스티렌과 공역디엔을 공중합하여 얻어지는 스티렌-공역디엔 공중합체, 또는 블록으로 공중합한 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체와 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체는 매우 유용한 폴리머로서 오랫동안 사용되어 왔다. 특히 스티렌과 공역디엔 모노머의 블록 공중합체는 접착제(SIS)나 아스팔트 개질제(SBS)로서 매우 유용하게 사용되고 있다. 이러한 음이온 중합반응은 중합이 끝난 후에 리빙 폴리머의 활성말단은 활성을 제거하여 중합을 종결시켜야 하는데, 이러한 중합 종결반응은 커플링제의 투입에 의한 커플링 반응이나 유기 알콜, 암모니아, 아민, 또는 물과 같은 활성을 제거할 수 있는 적절한 프로톤 제공 물질을 사용함으로써 중합 종결 반응이 일어난다. In general, a homopolymer obtained by copolymerizing conjugated diene monomers such as butadiene and isoprene in an organic solvent using an organic alkali metal which is an anionic polymerization initiator, a styrene-conjugated diene copolymer obtained by copolymerizing styrene and a conjugated diene, or a styrene copolymer copolymerized with a block. Butadiene-styrene (SBS) block copolymers and styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymers have long been used as very useful polymers. In particular, block copolymers of styrene and conjugated diene monomers are very usefully used as adhesives (SIS) or asphalt modifiers (SBS). In the anionic polymerization reaction, after the polymerization is completed, the active end of the living polymer has to be deactivated to terminate the polymerization. This polymerization termination reaction may be performed by coupling agent or by addition of organic alcohol, ammonia, amine or water. The termination of the polymerization takes place by the use of a suitable proton donor material capable of removing the same activity.

일반적으로 음이온 중합반응에 사용되는 유기 알칼리 메탈 중합 개시제는 매우 강한 유기 염기이며, 중합 종결 반응으로 생성된 잔류물 또한 염기성이다. 음이온 중합을 이용한 상업 생산으로 제조되는 폴리머 제품은 용매 제거, 제품화 공정 전후의 산화 및 제품화 공정 전후의 기계적 분해를 막기 위해 폴리머 용액에 산화방지제를 넣어준다. 그러나 이러한 목적에 사용되는 대부분의 산화방지제는 염기 조건하에서는 안정하지 못하다. 즉, 염기 조건하에서는 폴리머의 산화 분해 방지 능력이 없어지는 것이다. 결론적으로, 이러한 폴리머 반응시 산화방지제가 사용되어도 제품화 공정 후의 색상과 노화에 안정하지 못하다. 실 예로 염기성인 폴리머 제품에 열처리를 하면 용융 점도가 변화하였으며, 헤이즈가 증가하여 투명성을 손실하는 결과를 나타낸다고 미국특허 5,225,493에 보고되어 있다. In general, the organic alkali metal polymerization initiator used in the anionic polymerization reaction is a very strong organic base, and the residue produced by the polymerization termination reaction is also basic. Polymer products produced by commercial production using anionic polymerization add antioxidants to the polymer solution to prevent solvent removal, oxidation before and after the productive process and mechanical degradation before and after the productive process. However, most of the antioxidants used for this purpose are not stable under basic conditions. That is, under basic conditions, the polymer is prevented from preventing oxidative decomposition. In conclusion, even if an antioxidant is used in the polymer reaction, it is not stable to color and aging after the production process. For example, heat treatment of basic polymer products results in a change in melt viscosity, resulting in a loss of transparency due to increased haze, which is reported in US Pat. No. 5,225,493.

미국 특허 제 4,857,572호와 미국 특허 제 5,059,661호에 의하면, 리빙 공중 합체의 활성이 남아있거나 산성도가 맞지 않으면 산화방지제 첨가 시 산화방지제와의 반응으로 내열효과의 감소뿐만 아니라 블록 공중합체의 변색을 유발하게 된다는 것이 발표되어있다. 즉 산화방지제가 음이온 중합물의 활성 및 산성도에 민감하게 반응하므로, 산화방지제의 효과를 기대하기 위해서는 반응물의 산성도에 큰 영향을 미치는 중합 종결제 혹은 중화제의 역할이 매우 중요하다고 보고되어 있다.According to U.S. Patent No. 4,857,572 and U.S. Patent No. 5,059,661, if the activity of the living copolymer remains or the acidity is not correct, the reaction with the antioxidant when the antioxidant is added causes not only the reduction of the heat resistance effect but also the discoloration of the block copolymer. Is announced. That is, since the antioxidant reacts sensitively to the activity and acidity of the anionic polymer, it is reported that the role of the polymerization terminator or neutralizer which has a great influence on the acidity of the reactant is very important to expect the effect of the antioxidant.

미국 특허 4,415,695에 따르면, 음이온 중합에 중합 종결제로 보론산을 사용하면, 음이온 중합 제품의 색상 발현이 잘 안 되는 안정성 높은 제품을 구현할 수 있다고 보고하고 있다. 그러나 불행스럽게도 중합 종결제로 보론산을 사용하면 열 노화 후에 용융 점도가 증가된다는 것이 미국특허 5,225,493에 보고되어 있다. 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 미국 특허 제 5,171,791호와 제 5,225,493호에 따르면 중합종결제로 물이나 알콜류를 사용하고, 중화제로 황산이나 인산을 단독 또는 혼합하여 사용한 후 산화방지제를 첨가하는 방법이 제시되어 있다. 그러나, 이 방법에서 중합 종결제 및 중화제로 사용되는 알콜류와 인산 또는 황산이 중합 용매로 사용되는 비극성 탄화수소계 용매와 분산성이 좋지 않기 때문에 정량적인 반응 종결이 어렵다.According to US Pat. No. 4,415,695, the use of boronic acid as a polymerization terminator for anionic polymerization results in a highly stable product with poor color appearance in the anionic polymerization product. Unfortunately, the use of boronic acid as a polymerization terminator has been reported in US Pat. No. 5,225,493 after heat aging. In order to solve the above problems, US Pat. Nos. 5,171,791 and 5,225,493 propose a method of using water or alcohols as polymerization terminators, and adding sulfuric acid or phosphoric acid alone or as a neutralizing agent and then adding antioxidants. . However, in this method, it is difficult to terminate quantitative reaction because alcohols used as polymerization terminators and neutralizing agents and nonpolar hydrocarbon solvents used as phosphoric acid or sulfuric acid are poor in dispersibility.

미국 특허 6,174,991 B1에 따르면, 음이온 중합 반응 후 투입되는 산화방지제의 안정성 문제를 해결하기 위하여 새로운 중합 종결제 및 산화방지제를 제안하고 있다. 이 특허에 따르면, 음이온 중합 후 중합 정지제로 네오데칸산을 사용하며, 중화제로 시트르산을 사용하고 있다. 이 특허에서 사용되는 중합 종결제는 일반식 RCO2H로 표시하고 있으며, R은 C3 ~ C30으로 규정하고 있다. 이러한 유기산은 중합 종결 후에 스팀을 이용한 탈 용매공정 과정에서 유기산으로 복원되며, 보통 폴리머에 잔류하여 냄새가 발생시키거나 물에 잔류하여 폐수 문제가 발생하거나 또는 미국 특허 6,489,403에서 언급하는 것과 같은 중합 용매를 오염시키는 문제를 유발하는 문제가 발생한다. 미국 특허 5,151,475의 경우 다양한 중합 종결제를 제시하고 있는데, 상기 특허에 따르면, 음이온 중합 후 폴리머의 중합 종결은 일반적으로 알콜을 사용함으로써 해결하고 있으나 알콜을 사용하는 방법은 알칼리 메탈옥사이드가 형성되며, 과량의 알콜 불순물이 존재하게 되는 문제점을 언급하고 있다. 이러한 과량의 알콜과 알칼리 메탈 옥사이드가 중합 반응기내에 잔류하여 다음 반응 시 중합물의 리빙 폴리머의 활성을 없애서 분자량 조절을 어렵게 하는 문제점을 가지고 있다. 또한 중합 종결제로 메탄올을 사용할 시에는 대부분의 메탄올은 용매 회수 공정에서 제거하여야 하며, 폐기물을 양산하게 된다. 즉, 알칼리 메탈 옥사이드가 생성되지 않으며 과량의 알콜을 사용하지 않는 리빙 폴리머의 활성을 없애는 새로운 방법이 필요하게 되어 새로운 중합 종결 방법으로 리빙 음이온과 반응 가능한 여러 가지 유기 화합물을 특허화하고 있다. 그러나, 보란 화합물, 암모니아, 및 사이클로펜타디엔을 사용할 경우 커플링된 화합물이 많이 발생한다는 문제점과 중화제가 필요하다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 염소를 사용한 경우에는 커플링된 폴리머 량은 적지만 반응기의 부식 문제가 여전히 남게 된다. According to US Pat. No. 6,174,991 B1, new polymerization terminators and antioxidants have been proposed to solve the problem of stability of antioxidants introduced after anionic polymerization. According to this patent, neodecanoic acid is used as a polymerization terminator after anionic polymerization, and citric acid is used as a neutralizing agent. The polymerization terminator used in this patent is represented by the general formula RCO 2 H, and R is defined as C 3 ~ C 30 . These organic acids are restored to organic acids during the desolvation process using steam after the end of the polymerization, and usually remain in the polymer to cause odors or remain in water to cause wastewater problems, or polymer solvents such as those mentioned in US Pat. No. 6,489,403. Problems arise that cause contamination. U.S. Patent 5,151,475 proposes a variety of polymerization terminators. According to the patent, the termination of the polymerization of the polymer after anionic polymerization is generally solved by using alcohol, but the alcohol is used to form alkali metal oxide, and the excess The problem of the presence of alcohol impurities is mentioned. Such an excess of alcohol and alkali metal oxide remains in the polymerization reactor and has a problem in that it is difficult to control the molecular weight by eliminating the activity of the living polymer of the polymer during the next reaction. In addition, when methanol is used as the polymerization terminator, most of the methanol must be removed in the solvent recovery process, and the waste is produced. In other words, there is a need for a new method of eliminating the activity of living polymers that do not generate alkali metal oxides and do not use excess alcohols, and has patented various organic compounds that can react with living anions as a new polymerization termination method. However, when the borane compound, ammonia, and cyclopentadiene are used, there are problems in that a lot of coupled compounds occur and a necessity of a neutralizing agent is required. In addition, when chlorine is used, the amount of coupled polymer is small, but the corrosion problem of the reactor still remains.

미국 특허 5,194,530에서는 음이온 중합 후 활성 말단을 제거하기 위한 중합 종결제로 음이온과 반응 가능한 활성 프로톤을 갖는 여러 유기화합물을 제시하고 있지만, 미국 특허 5,194,475에서 발생한 커플링된 폴리머 문제가 여전히 해결하지 못하였으며, 이러한 활성 프로톤을 가지고 있는 화합물의 경우에서도 알콜의 경우와 동일하게 중화제가 추가로 필요하며, 용매 회수 공정에서 중화 시에 다시 원래의 유기 화합물로 복원되기 때문에 이 화합물을 제조 공정에서 제거해야 하는 문제점을 여전히 가지고 있다. US Pat. No. 5,194,530 describes several organic compounds having active protons that can react with anions as polymerization terminators to remove active ends after anionic polymerization, but the coupled polymer problem arising from US Pat. No. 5,194,475 is still unresolved. In the case of a compound having an active proton, the neutralizing agent is additionally required as in the case of alcohol, and since the compound is restored to the original organic compound upon neutralization in the solvent recovery process, the compound still needs to be removed from the manufacturing process. Have.

대한민국 등록특허 0340711호에 의하면 인산 에스테르 단독으로 음이온 중합종결제로 사용하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 이 경우 투입되어야 할 인산 에스테르의 양이 과도하게 많기 때문에, 중합 종결 후 스팀을 이용한 탈 용매공정 과정에서 인산 에스테르가 폴리머에 잔류하여 냄새를 발생시키거나 물에 잔류하여 폐수 문제가 발생하거나 또는 중합 용매를 오염시키는 문제를 유발하는 문제가 발생한다. 이와 같이, 폴리머에 잔존하는 인산 에스테르의 양이 많아지면 제품의 투명도를 저하시키며, 내열성을 떨어뜨리는 원인이 된다. 또 과도한 인산 에스테르 투입은 폴리머 탈 용매공정에서 과도한 폴리머의 분산이 발생하여 공정을 어렵게 하는 문제가 발생할 가능성이 높다. Korean Patent 0340711 discloses a method of using an phosphate ester alone as an anionic polymerization terminator. However, in this case, since the amount of phosphate ester to be added is excessively high, the phosphate ester remains in the polymer in the desolvation process using steam after the end of the polymerization, causing odor or remaining in water, resulting in wastewater problems or polymerization. Problems arise that cause the problem of contaminating the solvent. As described above, when the amount of phosphate ester remaining in the polymer increases, the transparency of the product is lowered, which causes a decrease in heat resistance. In addition, excessive phosphate ester injection is likely to cause a problem that makes the process difficult due to excessive dispersion of polymer in the polymer desolvation process.

대한민국 특허출원번호 2005-0120646 호에 의하면 소량의 물을 반응기에 별도로 직접 투입하여 음이온 중합물의 활성을 제거하는 방법을 제시하고 있다. 그러나 소량의 물은 비극성 탄화수소계 용매와 혼합이 이루어 지지 않아 중합종결력이 현저히 저하되고 또한 과량 투입 시 반응기 내에 잔류할 가능성이 높아 다음 중합 반응을 저해할 가능성이 높은 문제가 있다.According to Korean Patent Application No. 2005-0120646, a small amount of water is added directly to the reactor to provide a method of removing the activity of the anionic polymer. However, since a small amount of water is not mixed with a non-polar hydrocarbon solvent, the polymerization terminating power is remarkably lowered, and there is a high possibility of remaining in the reactor when the excess is added, which may inhibit the next polymerization reaction.

이와 같은 종래 폴리머 제조방법의 문제점을 해결하고자 음이온 중합 후 제조된 폴리머의 활성 제거와 폴리머의 색상과 안정성을 위해 사용되는 산화방지제의 산화 방지 능력에 영향을 미치는 염기의 중화 문제, 활성 제거 및 중화 후에 용매 제거 공정 시에 발생하는 폐수 문제 및 다음 중합 시에 영향을 미치는 회수된 용매에 중합 종결제의 혼입 문제를 해결할 새로운 중합 종결 방법을 제공하기 위하여, 본 발명자들이 노력, 연구한 결과, 구성성분 내에 폴리머 반응 시 발생하는 염기성 잔유물을 중화시킬 수 있는 조절물질을 포함하고 있는 중합종결제 조성물을 산출하게 되었다. 또한, 이를 폴리머 제조에 사용하면 염기 물질이 적게 생성되거나, 거의 생성되지 않아서 추가적인 중화 공정이 불필요하다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. In order to solve the problems of the conventional polymer production method, after neutralization problem, active removal and neutralization problem affecting the activity of the polymer prepared after anionic polymerization and the antioxidant ability of the antioxidant used for the color and stability of the polymer. In order to provide a new method of terminating polymerization which solves the problem of waste water occurring during the solvent removal process and the problem of incorporation of the polymerization terminator into the recovered solvent which affects the next polymerization, the inventors have made efforts and studies, The polymerization terminator composition containing a modifier capable of neutralizing the basic residues generated during the polymer reaction was calculated. In addition, the use of this in the manufacture of polymers has resulted in the completion of the present invention by knowing that little or no base material is generated, thus eliminating the need for additional neutralization processes.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 음이온 중합종결제 조성물은 물(H2O), 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하고 있는 것을 그 특징으로 한다.The anionic polymerization terminator composition of the present invention for solving the above problems is characterized in that it contains water (H 2 O), phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20.

또한, 본 발명은 폴리머 제조방법에 관한 것으로서, 상기 음이온 중합종결제 조성물을 이용함으로써, 별도의 염기 물질의 중화공정 없이 폴리머를 제조할 수 있 는 것에 그 특징이 있다.In addition, the present invention relates to a method for producing a polymer, by using the anionic polymerization terminator composition, it is characterized in that the polymer can be prepared without a separate step of neutralizing the base material.

이와 같은 본 발명의 상기 음이온 중합종결제 조성물은 저장안정성과 비극성 탄화수소 중합 용매 내에서 분산성이 우수하며, 이러한 음이온 중합종결제 조성물을 이용하면 염기 물질을 중화시키기 위한 별도의 중화반응 공정이 필요 없이 폴리머를 제조할 수 있으며, 이렇게 제조된 폴리머는 폴리머간의 커플링율이 낮을 뿐만 아니라, 내열성 및 내변색성이 우수하다.Such anionic polymerization terminator composition of the present invention is excellent in storage stability and dispersibility in a non-polar hydrocarbon polymerization solvent, using such an anionic polymerization terminator composition does not require a separate neutralization process to neutralize the base material A polymer can be prepared, and the polymer thus produced has a low coupling rate between the polymers, as well as excellent heat resistance and discoloration resistance.

앞서 설명한 본 발명을 이하에서 더욱 상세하게 설명을 하겠다.The present invention described above will be described in more detail below.

본 발명의 음이온 중합종결제 조성물은 물, 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하고 있는 것을 특징으로 한다. The anionic polymerization terminator composition of the present invention is characterized in that it contains water, phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20.

본 발명의 조성물질 중 상기 물은 본 발명에 있어서, 반응을 종결하는 역할을 수행하면, 상기 인산은 반응종결 후 생성되는 염기성 잔유물을 중화하는 산도 조절물질 역할을 수행하는데, 상기 물과 인산이 100 : 10 중량비 미만이면 염기성 잔유물을 충분히 중화하지 못하여 내열성 및 내변색성이 열악해지는 문제가 발생할 수 있고, 100 : 40 중량비 초과하는 경우에는 인산의 고 비중 문제로 혼합이 원활하지 않아 반응 종결이 되지 않는 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.In the composition of the present invention, the water serves to terminate the reaction in the present invention, the phosphoric acid acts as an acidity regulator to neutralize the basic residue generated after the reaction, the water and phosphoric acid is 100 : Less than 10 weight ratio may not sufficiently neutralize basic residues, resulting in poor heat resistance and discoloration resistance.If the weight ratio is more than 100: 40 weight ratio, high specific gravity of phosphoric acid may not be mixed to complete the reaction. It is recommended to use within the above range because problems may occur.

본 발명의 또 다른 조성물질인 상기 인산 에스테르는 본 발명에 있어서, 계면활성제 역할을 수행하는데, 상기 물과 인산 에스테르가 100 : 5 중량비 미만이면 물과 인산이 상분리되는 문제가 발생할 수 있으며, 100 : 20 중량비 초과시에는 폴리머 내에 잔존하여 내변색성을 열악하게 하는 문제가 발생할 수 있다. In another aspect of the present invention, the phosphate ester may serve as a surfactant in the present invention. If the water and the phosphate ester are less than 100: 5 weight ratio, water and phosphoric acid may be phase separated. If it exceeds 20 weight ratio, there may arise a problem of remaining in the polymer and inferior discoloration resistance.

이러한, 상기 인산 에스테르는 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 인산 에스테르 중에서 선택된 단종 또는 2 종을 포함하고 있는 것을 그 특징으로 하며, 2 종을 포함하는 경우에는 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 인산 에스테르 60 ~ 70 중량% 및 화학식 2로 표시되는 인산 에스테르 30 ~ 40 중량%를 포함하도록 사용하는 것이 좋다.Such, the phosphate ester is characterized in that it comprises one or two species selected from the phosphate esters represented by the following formula (1) and formula (2), in the case of including two species, preferably phosphoric acid represented by formula (1) It is preferable to use 60 to 70 wt% of the ester and 30 to 40 wt% of the phosphate ester represented by the formula (2).

Figure 112008076531688-PAT00001
Figure 112008076531688-PAT00001

상기 화학식 1에 있어서, R은 수소; 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 직쇄형 또는 분쇄형 알킬기;이다.In Chemical Formula 1, R is hydrogen; Or a straight or pulverized alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

Figure 112008076531688-PAT00002
Figure 112008076531688-PAT00002

상기 화학식 2에 있어서, R은 수소; 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 직쇄형 또는 분쇄형 알킬기;이다.In Chemical Formula 2, R is hydrogen; Or a straight or pulverized alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

상기 화학식 1 및 화학식 2에 있어서, 상기 R이 탄소수 20을 초과하는 직쇄형 또는 분쇄형 알킬기를 사용하면 물에 대한 용해도를 떨어뜨려 반응종결제 조성물의 상분리 문제가 생길 수 있으므로, 탄소수 20을 넘지 않는 알킬기를 사용하는 것이 바람직하다.In Chemical Formula 1 and Chemical Formula 2, when R is a linear or pulverized alkyl group having more than 20 carbon atoms, the solubility in water may be reduced, resulting in a phase separation problem of the reaction terminator composition. Preference is given to using alkyl groups.

본 발명에서 사용하는 상기 인산 에스테르를 포함한 본 발명의 중합 종결제 조성물은 비극성 용매에 대한 용해도가 우수하기 때문에 비극성 용매 내에서 음이온 중합으로 제조된 폴리머의 활성을 효과적으로 제거할 수 있다.Since the polymerization terminator composition of the present invention including the phosphate ester used in the present invention has excellent solubility in a nonpolar solvent, the activity of the polymer prepared by anionic polymerization in the nonpolar solvent can be effectively removed.

이하에서는 상기 폴리머 제조방법에 대하여 설명을 하겠다.Hereinafter, the polymer production method will be described.

[폴리머 제조방법][Polymer Manufacturing Method]

본 발명은 상기 음이온 중합종결제 조성물을 이용한 염기 물질의 중화공정이 필요 없는 폴리머 제조방법에 관한 것이다. 이를 더욱 상세하게 설명을 하겠다.The present invention relates to a method for producing a polymer that does not require a neutralization step of a base material using the anionic polymerization terminator composition. This will be explained in more detail.

공역디엔계 모노머, 비닐 방향족 모노머 및 비닐 헤테로 방향족 모노머 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 모노머와 중합개시제를 비극성 탄화수소계 용매 및 극성용매를 포함하는 혼합용매에 투입하여 중합반응시키는 제 1 단계; A first step of polymerizing a single or two or more monomers selected from a conjugated diene monomer, a vinyl aromatic monomer and a vinyl heteroaromatic monomer and a polymerization initiator into a mixed solvent including a nonpolar hydrocarbon solvent and a polar solvent;

물(H2O), 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하는 음이온 중합종결제 조성물을 투입시켜서 상기 중합반응을 종결시켜서 고분자 용액을 제조하는 제 2 단계; 및 A second step of preparing a polymer solution by terminating the polymerization reaction by adding an anionic polymerization terminator composition including water (H 2 O), phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20; And

상기 고분자 용액으로부터 상기 혼합용매를 증기(steam)로 제거하여 폴리머 를 얻는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.And a third step of obtaining the polymer by removing the mixed solvent from the polymer solution with steam.

또한, 본 발명은 상기 제 3 단계에 있어서, 상기 폴리머의 산화방지를 위하여 상기 고분자 용액에 산화방지제를 첨가한 후, 증기를 이용하여 상기 혼합용매를 제거하여 폴리머를 얻을 수도 있다.In addition, in the third step, in the third step, an antioxidant may be added to the polymer solution to prevent oxidation of the polymer, and then the mixed solvent may be removed using steam to obtain a polymer.

이러한 본 발명의 제조방법을 각 단계별로 더욱 자세하게 설명을 하면,When explaining the manufacturing method of the present invention in more detail in each step,

제 1 단계에 있어서, In the first step,

상기 공역디엔계 모노머는 탄소수 4 ~ 12를 갖는 직쇄형 및 분쇄형 공역디엔계 모노머 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 사용할 수 있으며, 바람직하게는 탄소수 4 ~ 12을 갖는 직쇄형 및 분쇄형 부타디엔계 모노머; 탄소수 5 ~ 12 를 갖는 직쇄형 및 분쇄형 펜타디엔계 모노머; 및 탄소수 6 ~ 12을 갖는 직쇄형 및 분쇄형 헥사디엔계 모노머; 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 그리고 더욱 바람직하게는 부타티엔, 이소프렌, 페닐부타디엔, 1,3-펜타디엔(piperylene), 메틸펜타디엔, 페닐부타디엔, 3,4-디메틸-1,3-헥사디엔 및 4,5-디에틸-1,3-옥타디엔 중에서 선택된 단종 또는 2 종을 사용하는 것이 좋다. The conjugated diene monomer may be a single or two or more selected from linear and pulverized conjugated diene monomer having 4 to 12 carbon atoms, preferably a straight and crushed butadiene monomer having 4 to 12 carbon atoms; Linear and pulverized pentadiene monomers having 5 to 12 carbon atoms; And linear and ground hexadiene monomers having 6 to 12 carbon atoms; Single or 2 or more types selected from among them can be used. And more preferably butadiene, isoprene, phenylbutadiene, 1,3-pentadiene, methylpentadiene, phenylbutadiene, 3,4-dimethyl-1,3-hexadiene and 4,5-diethyl- It is preferable to use one or two selected from 1,3-octadiene.

그리고 상기 비닐 방향족 모노머는 탄소수 8 ~ 14의 탄소수를 갖는 비닐 방향족 모노머를 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 스티렌계 모노머 및 나프탈렌계 모노머 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을, 더욱 바람직하게는 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, p -메틸스티렌, p-tert-부틸스티렌 및 1,3-디메틸스티렌, 알콕시가 치환된 스티렌, 비닐나프탈렌, 및 알킬 치환된 비닐나프탈렌 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용하는 것이 좋다. 여기서, 제 1 단계의 상기 중합개시제는 유기 알칼리 금속 화합물을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 하기 화학식 3으로 표시되는 유기리튬 화합물을, 더욱 바람직하게는 개시제로는 n-부틸리튬, sec-부틸리튬, 메틸리튬, 에틸리튬, 이소프로필리튬, 사이클로헥실리튬, 알릴리튬, 비닐리튬, 페닐리튬 및 벤질리튬 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. The vinyl aromatic monomer may be a vinyl aromatic monomer having 8 to 14 carbon atoms. Preferably, a single or two or more selected from styrene monomer and naphthalene monomer are used, more preferably styrene and α-. Discontinued or selected from methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, p-tert-butylstyrene and 1,3-dimethylstyrene, alkoxy substituted styrene, vinylnaphthalene, and alkyl substituted vinylnaphthalene It is good to use. Here, the polymerization initiator of the first step may use an organoalkali metal compound, preferably an organolithium compound represented by the following formula (3), more preferably n-butyllithium, sec-butyllithium, Single or two or more selected from methyllithium, ethyllithium, isopropyllithium, cyclohexyllithium, allyllithium, vinyllithium, phenyllithium and benzyllithium can be used.

RLiRLi

상기 화학식 3에 있어서, R은 탄소수 1 ~ 20을 갖는 알킬기, 탄소수 1 ~ 20을 갖는 사이클로알킬기 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 아릴기이다In Chemical Formula 3, R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 20 carbon atoms.

또한, 상기 비극성 탄화수소계 용매는 음이온 중합용으로 통상적으로 알려진 용매 중에서 선택하여 사용할 수 있으며, In addition, the non-polar hydrocarbon solvent may be selected from the solvents commonly known for anionic polymerization,

탄소수 5 ~ 10을 갖는 직쇄형, 분쇄형 및 환상 지방족 탄화수소계 용매 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 용매; 및 Single or two or more solvents selected from linear, pulverized and cyclic aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 10 carbon atoms; And

탄소수 6 ~ 12를 갖는 방향족 탄화수소계 용매; 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 Aromatic hydrocarbon solvents having 6 to 12 carbon atoms; Single or 2 or more types selected from among them can be used. Preferably

알킬 치환기가 없거나 또는 치환기를 갖는 탄소수 5 ~ 10인 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산 및 사이클로헵탄 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 지방족 탄화수소계 용매; 및 Single or two or more aliphatic hydrocarbon solvents selected from pentane, hexane, heptane, octane, cyclopentane, cyclohexane and cycloheptane having no or no alkyl substituent and having 5 to 10 carbon atoms; And

알킬 치환기가 없거나 또는 치환기를 갖는 탄소수 6 ~ 12인 벤젠 및 나프탈렌 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 방향족 탄화수소계 용매; 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 혼합 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 Single or two or more aromatic hydrocarbon solvents selected from benzene and naphthalene having 6 to 12 carbon atoms which have no alkyl substituents or have substituents; Among the single or selected from two or more kinds can be used mixed, more preferably

사이클로헥산과 n-헥산의 혼합물, 사이클로헥산과 n-헵탄을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 좋다.It is preferable to use a mixture of cyclohexane and n-hexane, cyclohexane and n-heptane alone or in combination.

그리고, 상기 극성용매는 상기 비극성 탄화수소계 용매에 대하여 1 : 0.00 05 ~ 0.00025 중량비로 소량 첨가하는 것이 좋은데, 이때, 상기 극성용매의 사용량이 1: 0.0005 미만이면 중합개시반응을 빠르게 하지 못하며, 극성용매의 사용량이 1 : 0.00025 초과하면 비닐함량이 높아지는 문제가 생길 수 있으므로 상기 중량비로 극성용매와 비극성 탄화수소계 용매를 사용하는 것이 좋다. 이러한 상기 극성 용매는 공액디엔 단량체 중합 시 비닐 함량을 조절하고 중합 속도를 향상시키는 작용을 하며, 그 예로는 테트라하이드로퓨란(THF), 에틸 에테르, 또는 테트라메틸에틸렌디아민 등이 사용될 수 있고, 그 중에서도 테트라하이드로퓨란(THF)이 바람직하다.In addition, the polar solvent is preferably added in a small amount of 1: 0.00 05 to 0.00025 weight ratio with respect to the non-polar hydrocarbon solvent, in this case, if the amount of the polar solvent is less than 1: 0.0005, the polymerization initiation reaction does not accelerate, polar solvent When the amount of is used exceeds 1: 0.00025, the vinyl content may be increased, so it is preferable to use a polar solvent and a nonpolar hydrocarbon solvent in the weight ratio. The polar solvent serves to control the vinyl content and improve the polymerization rate during the polymerization of the conjugated diene monomer, and examples thereof include tetrahydrofuran (THF), ethyl ether, tetramethylethylenediamine, and the like. Tetrahydrofuran (THF) is preferred.

제 2 단계에 있어서,In the second step,

상기 음이온 중합 종결제는 물, 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하고 있는 것을 사용할 수 있으며, 상기 인산 에스테르는 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 인산 에스테르 중에서 선택된 단종 또는 2 종을 포함하고 있는 것을 그 특징으로 하며, 본 발명에서 사용되는 상기 음이온 중합 종결제의 조성비는 앞서 설명한 바와 동일하다.The anionic polymerization terminator may be used to include water, phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20, wherein the phosphate ester is in the phosphate ester represented by the following formula (1) and (2) It characterized by including the selected single species or two species, the composition ratio of the anionic polymerization terminator used in the present invention is the same as described above.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112008076531688-PAT00003
Figure 112008076531688-PAT00003

상기 화학식 1에 있어서, R은 수소; 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 직쇄형 또는 분쇄형 알킬기;이다.In Chemical Formula 1, R is hydrogen; Or a straight or pulverized alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112008076531688-PAT00004
Figure 112008076531688-PAT00004

상기 화학식 2에 있어서, R은 수소; 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 직쇄형 또는 분쇄형 알킬기;이다.In Chemical Formula 2, R is hydrogen; Or a straight or pulverized alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.

본 발명에서는 상기 중합개시제에 의해 형성되는 중합반응물인 활성 음이온의 몰수에 대하여 상기 음이온 중합 종결제를 0.5 ~ 10 당량비, 바람직하게는 1 ~ 5 당량비를 사용하여 중합반응을 종결시키는 것을 특징으로 하는데, 여기서, 음이온 중합 종결제를 활성 음이온 몰수의 0.5 당량비 미만으로 사용할 경우, 반응을 연속으로 진행 시 폴리머가 젤(gel)화 될 문제가 발생할 수 있고, 10 당량비 초과하여 사용하면 반응기내 과량 잔존하여 다음 중합반응의 활성에 문제가 발생할 수 있으므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다.In the present invention, characterized in that the polymerization reaction is terminated using a 0.5 to 10 equivalent ratio, preferably 1 to 5 equivalent ratio of the anionic polymerization terminator with respect to the number of moles of the active anion that is a polymerization reaction formed by the polymerization initiator, Here, when the anionic polymerization terminator is used in less than 0.5 equivalent ratio of the number of moles of active anions, the polymer may be gelled when the reaction proceeds continuously. It may be used within the above range because problems may occur in the activity of the polymerization reaction.

제 3 단계에서 제조된 폴리머는 The polymer produced in the third step

공역디엔계 중합체, 공역디엔계 공중합체, 비닐 방향족 중합체, 비닐 방향족 공중합체, 비닐 방향족-공역디엔계 공중합체 및 비닐 방향족-공역디엔-비닐 방향족 블록 공중합체 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 폴리머이며, A conjugated diene polymer, a conjugated diene copolymer, a vinyl aromatic polymer, a vinyl aromatic copolymer, a vinyl aromatic-conjugated diene-based copolymer and a vinyl aromatic-conjugated diene-vinyl aromatic block copolymer;

더욱 바람직하게는 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부타디엔-이소프렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상이다.More preferably, single or 2 selected from polybutadiene, polyisoprene, butadiene-isoprene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene copolymer and styrene-isoprene-styrene block copolymer More than species.

그리고 제 3 단계에서 추가로 첨가할 수 있는 상기 산화방지제는 당 업계에서 사용되는 일반적인 산화방지제를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 SONGANOX 1076 및 TNPP 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다.In addition, the antioxidant may be added in the third step may use a common antioxidant used in the art, more preferably may be used single or two or more selected from SONGANOX 1076 and TNPP.

상기 각 단계별 온도는 동일한 온도조건 또는 상이한 온도조건 모두에서 가능하며, 항온조건이나 단열 조건 모두 가능하고, 반응온도의 범위는 -10 ~ 150℃이며, 바람직하기로는 10 ~ 100℃이다.The temperature of each step is possible in the same or different temperature conditions, both constant temperature conditions or adiabatic conditions, the reaction temperature range is -10 ~ 150 ℃, preferably 10 ~ 100 ℃.

이러한 본 발명의 폴리머 제조방법을 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 제조하는 방법으로 예를 들어 설명하겠다. 그러나 이 예가 본 발명의 대표적인 하나의 예로 포함되지만, 본 발명이 이 예에 한정된 것은 아니다. 비극성 탄화수소계 용매에서 유기 리튬 개시제 존재 하에서 스티렌 모노머를 첨가하여 리빙 폴리스티렌 중합체를 합성하고, 얻어진 리빙 폴리스티렌 중합체에 부타디엔 모노머를 첨가한 후 중합하여 디 블록 리빙 공중합체를 합성한 후, 후속적으로 커플링제를 첨가하여 커플링 반응을 실시하거나, 스티렌 모노머를 추가로 첨가하여 중 합함으로서 트리 블록 리빙 공중합체를 합성할 수 있다. 이러한 커플링 종료 후의 잔류 활성 음이온의 중합 종결 시에나 또는 스티렌 모노머를 추가로 첨가하여 제조한 트리 블록 공중합체의 중합 종결 시에 앞서 언급한 중합 종결제 조성물의 사용량은 활성 음이온 몰수의 0.5 ~ 10 배 해당하는 당량비를 투입함으로써 중합 종결과 중화 공정이 동시에 이루어지며 적절한 산화방지제 투입 후 용매 회수 공정을 거치면 원하는 폴리머 제조가 완료된다. Such a polymer production method of the present invention will be described by way of example as a method for producing a styrene-butadiene-styrene block copolymer. However, although this example is included as one representative example of the present invention, the present invention is not limited to this example. A living polystyrene polymer is synthesized by adding a styrene monomer in the presence of an organolithium initiator in a nonpolar hydrocarbon solvent, butadiene monomer is added to the obtained living polystyrene polymer, and then polymerized to synthesize a diblock living copolymer, followed by a coupling agent. It is possible to synthesize a triblock living copolymer by adding to conduct a coupling reaction or by further adding and styrene monomer to polymerize. At the end of the polymerization of the residual active anions after the completion of such coupling or at the end of the polymerization of the triblock copolymer prepared by adding styrene monomer, the amount of the above-mentioned polymerization terminator composition is 0.5 to 10 times the number of moles of active anions. By adding an equivalent ratio to the end of the polymerization and the neutralization process is carried out at the same time, the desired polymer production is completed by the solvent recovery process after the addition of the appropriate antioxidant.

중합반응 후의 리빙 폴리머에 사용되는 인산 에스테르를 포함한 신규 중합종결 조성물의 중합종결력을 분석하는 방법으로 2가지 방법이 사용될 수 있는데, 하나의 방법은 정성적인 방법으로, 중합 종결 후 리빙 폴리머 용액에 중합 종결 조성물의 투입 후 스티렌을 추가로 폴리머 중합물에 투입하는 방법이며, 만약 리빙 폴리머 중합물이 활성이 있어서 스티렌을 중합시킨다면, 중합물의 색상이 리빙 폴리스티렌의 특징적인 진한 오렌지 색으로 나타날 것이다. 두 번째 방법은 정량적인 방법으로 중합 종결제의 성능을 확인하는 방법은 겔 투과 크로마토그라피(GPC)를 사용하는 방법이고, 폴리머가 완전히 중합 종결되면, GPC 상의 크로마토그램에서 고분자량에 해당하는 부분이 나타나지 않는다.Two methods can be used to analyze the polymerization terminating power of the new polymerization terminating composition including the phosphate ester used in the living polymer after the polymerization. One method is a qualitative method, and polymerization is performed in the living polymer solution after the termination of the polymerization. After the addition of the termination composition, styrene is further added to the polymer polymer, and if the living polymer polymer is active to polymerize the styrene, the color of the polymer will appear as the characteristic dark orange color of the living polystyrene. The second method is to quantitatively check the performance of the polymerization terminator using gel permeation chromatography (GPC). When the polymer is completely polymerized, the high molecular weight portion of the chromatogram on the GPC Does not appear

이와 같이 본 발명의 음이온 중합 종결제 조성물 및 이를 이용한 폴리머 제조방법으로 제조된 폴리머는 제조 시 폴리머간의 커플링율이 매우 낮기 때문에 고분자량 생성을 억제하여 헤이즈 특성을 우수하게 하고, 중합 종결제 내 산도조절물질이 포함되어 내변색성이 매우 우수하게 하는 바, 열 용융 접착제, 플리스틱 개질제, 아스팔트 개질제, 컴파운드 수지 특히, 내충격 폴리스티렌 수지 및 폴리스티렌 시트(sheet) 등으로 사용하기에 적합하다.As described above, the anion polymerization terminator composition of the present invention and the polymer prepared by the polymer production method using the same have very low coupling rate between the polymers during manufacture, thereby suppressing the formation of high molecular weight, thereby improving haze characteristics and controlling acidity in the polymerization terminator. The material contains very good discoloration resistance and is suitable for use as hot melt adhesives, plastic modifiers, asphalt modifiers, compound resins, in particular impact polystyrene resins and polystyrene sheets.

이하에서는 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

폴리머 제조Polymer manufacturing

실시예 1Example 1

스티렌-부다티엔 블록 공중합체의 제조Preparation of Styrene-Budathiene Block Copolymer

2L 내압 반응기 내부를 아르곤 가스로 충분히 치환시킨 후, 여기에 정제된 비극성 탄화수소계 용매인 싸이클로헥산 900g과 소량의 극성 용매로서 테트라하이드로퓨란 0.18g 및 스티렌 40g을 주입하고, 온도를 50℃로 유지시켰다. 중합개시제인 n-부틸리튬(BuLi) 2 mmol 싸이클로헥산 용액을(1.3M 농도) 반응기에 투입하여 중합반응을 개시하였다. 중합 온도가 최고 온도에 도달한 지 10분 후에 부타디엔 120g을 투입하여 중합을 진행하였으며, 부타디엔 중합 온도가 최고 온도에 도달 한 지 5분 후에 스티렌 40g을 추가 투입하여 중합을 계속 진행시켰다. 스티렌 중합온도가 최고에 도달한 지 5분 후에 중합 종결제 조성물(물:인산:인산 에스테르=100:10:10 중량비)의 물의 사용량을 활성 음이온의 0.8 당량비에 해당하는 양을 반응기에 투입하여 리빙 중합체의 활성을 완전히 제거하여 중합을 종결하였다. 이와 같이 합성된 고분자 용액 100 중량부에 대하여 산화방지제인 Songnox 1076(Octadecyl-3-(3,5-di-tert. Butyl-4-hydryxyphenyl)propionate) 0.2 중량부와 TNPP (tris(nonyl phenyl) phosphite) 0.3 중량부를 투입한 후, 스팀을 이용하여 용매를 제거함으로써 크럼 형태의 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 얻었다. 여기서, 상기 인산 에스테르는 제조사 SFC㈜의 상품명 KPSS2000을 사용하였다.After sufficiently replacing the inside of the 2L pressure reactor with argon gas, 900 g of cyclohexane, a nonpolar hydrocarbon solvent purified therein, and 0.18 g of tetrahydrofuran as a small amount of a polar solvent were added thereto. And 40 g of styrene were injected and the temperature was maintained at 50 ° C. A polymerization initiator n -butyllithium (BuLi) 2 mmol cyclohexane solution was added to a reactor (concentration of 1.3 M) to initiate a polymerization reaction. 10 minutes after the polymerization temperature reached the highest temperature, butadiene was added 120 g, and the polymerization proceeded 5 minutes after the butadiene polymerization temperature was reached, an additional 40 g of styrene was added to continue the polymerization. 5 minutes after the styrene polymerization temperature reached the highest, the amount of water used in the polymerization terminator composition (water: phosphoric acid: phosphate ester = 100: 10: 10 weight ratio) was added to the reactor in an amount corresponding to 0.8 equivalent ratio of the active anion, followed by living. The polymerization was terminated by complete removal of the activity of the polymer. 0.2 parts by weight of antioxidant Songnox 1076 (Octadecyl-3- (3,5-di-tert.Butyl-4-hydryxyphenyl) propionate) and 100 parts by weight of the polymer solution synthesized as described above and TNPP (tris (nonyl phenyl) phosphite ) 0.3 parts by weight of a styrene-butadiene-styrene block copolymer in the form of a crumb was obtained by removing the solvent using steam. Here, the phosphate ester was used under the trade name KPSS2000 of the manufacturer SFC Corporation.

실시예 2 ~ 5Examples 2-5

실시예 1과 동일하게 실시하되, 실시예 2는 상기 중합 종결제 조성물(물:인산:인산 에스테르=100:20:10 중량비)을 활성음이온의 몰수에 대하여 0.8 당량비를 사용하였고, 실시예 3은 중합 종결제 조성물(물:인산:인산 에스테르=100:40:10 중량비)을 활성음이온의 몰수에 대하여 0.5 당량비를 사용하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 제조하였다.Example 2 was carried out in the same manner as in Example 1, Example 2 used a 0.8 equivalent ratio of the polymerization terminator composition (water: phosphoric acid: phosphate ester = 100: 20: 10 weight ratio) with respect to the number of moles of active anion, Example 3 A styrene-butadiene-styrene block copolymer was prepared using a polymerization terminator composition (water: phosphoric acid: phosphate ester = 100: 40: 10 weight ratio) using a 0.5 equivalent ratio to the moles of active anions.

또한, 실시예 4는 상기 중합 종결제 조성물(물:인산:인산 에스테르=100:20:20 중량비)를 활성음이온의 몰수에 대하여 0.8 당량비를 그리고 실시예 5는 상기 중합 종결제 조성물(물:인산:인산 에스테르=100:10:10 중량비)를 활성음이온의 몰수에 대하여 1.5 당량비를 사용하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 제조하였다.In addition, Example 4 is a 0.8 equivalent ratio of the polymerization terminator composition (water: phosphoric acid: phosphate ester = 100: 20: 20 weight ratio) relative to the number of moles of active anion and Example 5 is the polymerization terminator composition (water: phosphoric acid A styrene-butadiene-styrene block copolymer was prepared by using a 1.5 equivalent ratio relative to the number of moles of active anion.

비교예 1 ~ 5Comparative Examples 1 to 5

상기 실시예 1과 동일하게 비교예 1 ~ 5를 실시하되, 비교예 1은 상기 중합 종결제 조성물 대신 물(H2O)만을 사용하였고, 활성 음이온의 1.5 당량비에 해당하는 물을 반응기에 투입하여 리빙 중합체의 활성을 완전히 제거하여 중합을 종결하였다. Comparative Examples 1 to 5 were carried out in the same manner as in Example 1, except that Comparative Example 1 used only water (H 2 O) instead of the polymerization terminator composition, and added water corresponding to 1.5 equivalent ratio of active anion into the reactor. The polymerization was terminated by completely removing the activity of the living polymer.

그리고 비교예 2는 상기 중합 종결제 조성물 대신 인산 에스테르인 KPSS2000만을 사용하였고, 활성 음이온의 1.5 당량비에 해당하는 KPSS2000을 반응기에 투입하여 리빙 중합체의 활성을 완전히 제거하여 중합을 종결하였다. In Comparative Example 2, only KPSS2000, which is a phosphate ester, was used instead of the polymerization terminator composition, and KPSS2000 corresponding to a 1.5 equivalent ratio of active anion was added to the reactor to completely remove the activity of the living polymer to terminate polymerization.

비교예 3은 상기 중합 종결제 조성물(물:인산:인산 에스테르=100:10:10 중량비)를 활성 음이온의 0.3 당량비를 그리고, 비교예 4는 활성 음이온의 11 당량비를 투입하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 제조하였다.In Comparative Example 3, 0.3 equivalent ratio of the active anion was added to the polymerization terminator composition (water: phosphoric acid: phosphate ester = 100: 10: 10 weight ratio), and Comparative Example 4 was charged with 11 equivalent ratios of the active anion and styrene-butadiene-styrene. Block copolymers were prepared.

그리고 비교예 5는 물:인산:인산 에스테르=100:20:30 중량비를 갖는 중합 종결제 조성물을 활성 음이온의 1 당량비를 투입하여 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체를 제조하였다.In Comparative Example 5, a styrene-butadiene-styrene block copolymer was prepared by introducing a polymerization terminator composition having a water: phosphate: phosphate ester = 100: 20: 30 weight ratio by adding an equivalent ratio of active anions.

실험예 1Experimental Example 1

내변색성 확인 실험Discoloration confirmation experiment

상기 실시예 1 ~ 5 및 비교예 1~5에서 얻은 공중합체의 고무 크럼을 120 ℃ 롤 밀에서 건조하여 2 mm 두께로 쉬트를 뽑은 후, 5 cm × 5 cm × 2 mm 정도의 사각형태로 잘라 열 노화 시험용 시편을 만들었다. 상기 시편을 160℃ 오븐에서 20분 간격으로 40분 동안 열 노화하여 각 시간에서의 색상 및 열 노화 정도를 비교 분석하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The rubber crumbs of the copolymers obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 were dried in a 120 ° C. roll mill, pulled out of the sheet to a thickness of 2 mm, and cut into squares of about 5 cm × 5 cm × 2 mm. Specimens for the thermal aging test were made. The specimens were thermally aged for 40 minutes at an interval of 20 minutes in an oven at 160 ° C. to compare and analyze the color and thermal aging at each time. The results are shown in Table 1 below.

구 분division Aging후 Yellowness값 [E313], 160 ℃Yellowness after Aging [E313], 160 ° C 0 분0 min 20 분20 minutes 40 분40 mins 실시예 1Example 1 1111 1212 2525 실시예 2Example 2 1111 1111 1818 실시예 3Example 3 1010 1010 2121 실시예 4Example 4 1010 1212 2323 실시예 5Example 5 1111 1212 2323 비교예 1Comparative Example 1 1515 1414 3333 비교예 2Comparative Example 2 1818 2222 4040 비교예 3Comparative Example 3 1616 1515 4242 비교예 4Comparative Example 4 1616 1515 4343 비교예 5Comparative Example 5 1616 1515 4545

실험예 2Experimental Example 2

커플링율 및 헤이즈 측정실험Coupling rate and haze test

중합종결 조성물의 중합종결 능력을 평가하기 위하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리머를 색상으로 확인하는 방법은 정성적인 결과만을 나타내기 때문에 커플링률을 적용하여 정량화 하였다. 상기 실시예 및 비교예의 폴리머 제조시 고분자 용액을 스팀으로 제거하기 전에 공기 중에 노출시켜서, 산소에 의한 활성 말단의 커플링 정도를 GPC로 측정하였다. 커플링률은 커플링된 면적을 전체면적으로 나눈 값을 백분율로 처리하였으며, 또한 제품의 투명도와 관계가 있는 헤이즈의 측정은 상기 실험예 1의 시편 25 g를 톨루엔 100 g에 용해시킨 후, 이를 NIPPON DENSHOKU NDH-300A 기기로 측정하였다.In order to evaluate the polymerization terminating capacity of the polymerization terminating composition, the method of confirming the polymers prepared in Examples and Comparative Examples by color shows only qualitative results and was quantified by applying a coupling rate. In the preparation of the polymers of Examples and Comparative Examples, the polymer solution was exposed to air before being removed by steam, and the degree of coupling of the active ends by oxygen was measured by GPC. Coupling rate was treated as a percentage of the total area divided by the total area, and the measurement of haze related to the transparency of the product was measured after dissolving 25 g of the specimen of Experimental Example 1 in 100 g of toluene, which was then NIPPON Measured with a DENSHOKU NDH-300A instrument.

구 분division 커플링율(%)Coupling Rate (%) 헤이즈Haze 실시예 1Example 1 2.42.4 2.322.32 실시예 2Example 2 2.32.3 2.842.84 실시예 3Example 3 2.22.2 3.053.05 실시예 4Example 4 3.33.3 5.845.84 실시예 5Example 5 3.23.2 3.543.54 비교예 1Comparative Example 1 2.42.4 3.383.38 비교예 2Comparative Example 2 3.43.4 11.5711.57 비교예 3Comparative Example 3 8.28.2 3.693.69 비교예 4Comparative Example 4 3.23.2 6.26.2 비교예 5Comparative Example 5 3.43.4 5.05.0

표 2에서 결과를 살펴보면, 비교예 3의 커플링율이 다른 예에 비해 현격하게 높은 수치를 주는 것은 반응이 효과적으로 정지되지 않았음을 확인할 수 있다. 그리고 실시예 4 및 비교예 2의 경우에서 보는 바와 같이 KPSS2000 사용량이 늘어나면, 헤이즈가 높아짐을 알 수 있다. Looking at the results in Table 2, the coupling rate of Comparative Example 3 gives a significantly higher value than the other examples it can be seen that the reaction did not stop effectively. And as shown in the case of Example 4 and Comparative Example 2, it can be seen that the haze increases as the KPSS2000 usage increases.

이와 같이 본 발명의 음이온 중합 종결제 조성물을 사용하여 산화방지제에 영향을 미치는 염기 물질이 생성되지 않아 추가적인 중화 공정이 없이도 폴리머를 제조할 수 있으며, 또한, 폴리머 간 커플링이 되지 않고 효과적으로 중합이 종결되며, 내변색성이 우수한 폴리머를 제조할 수 있음을 확인할 수 있다. As described above, the anionic polymerization terminator composition of the present invention does not generate a base material that affects the antioxidant, and thus a polymer may be prepared without an additional neutralization process, and the polymerization is effectively terminated without coupling between polymers. It can be seen that a polymer having excellent discoloration resistance can be prepared.

Claims (10)

물(H2O), 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 음이온 중합종결제 조성물.An anionic polymerization terminator composition comprising water (H 2 O), phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20. 제 1 항에 있어서, 상기 인산 에스테르는The method of claim 1, wherein the phosphate ester 하기 화학식 1 및 하기 화학식 2로 표시되는 인산 에스테르 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 음이온 중합종결제 조성물;An anionic polymerization terminator composition, characterized in that it is one or more selected from phosphate esters represented by the following formula (1) and (2); [화학식 1][Formula 1]
Figure 112008076531688-PAT00005
Figure 112008076531688-PAT00005
상기 화학식 1에 있어서, R은 수소; 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 직쇄형 또는 분쇄형 알킬기;이고,In Chemical Formula 1, R is hydrogen; Or a straight or pulverized alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; [화학식 2][Formula 2]
Figure 112008076531688-PAT00006
Figure 112008076531688-PAT00006
상기 화학식 2에 있어서, R은 수소; 또는 탄소수 1 ~ 20을 갖는 직쇄형 또는 분쇄 형 알킬기;이다.In Chemical Formula 2, R is hydrogen; Or a linear or pulverized alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
제 1 항 또는 제 2 항의 음이온 중합종결제 조성물을 이용하고, 염기 물질의 중화공정이 필요 없는 것을 특징으로 하는 폴리머의 제조방법.A method for producing a polymer, characterized in that the neutralization step of the base material is not necessary using the anionic polymerization terminator composition according to claim 1. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 공역디엔계 모노머, 비닐 방향족 모노머 및 비닐 헤테로 방향족 모노머 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 모노머와 중합개시제를 비극성 탄화수소계 용매 및 극성용매를 포함하는 혼합용매에 투입하여 중합반응시키는 제 1 단계; A first step of polymerizing a single or two or more monomers selected from a conjugated diene monomer, a vinyl aromatic monomer and a vinyl heteroaromatic monomer and a polymerization initiator into a mixed solvent including a nonpolar hydrocarbon solvent and a polar solvent; 물(H2O), 인산, 및 인산 에스테르를 100 : 10 ~ 40 : 5 ~ 20 중량비로 포함하는 음이온 중합종결제 조성물을 투입시켜서 상기 중합반응을 종결시켜서 고분자 용액을 제조하는 제 2 단계; 및 A second step of preparing a polymer solution by terminating the polymerization reaction by adding an anionic polymerization terminator composition including water (H 2 O), phosphoric acid, and phosphate ester in a weight ratio of 100: 10 to 40: 5 to 20; And 상기 고분자 용액으로부터 상기 혼합용매를 증기(steam)로 제거하여 폴리머를 얻는 제 3 단계;A third step of removing the mixed solvent with steam from the polymer solution to obtain a polymer; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머의 제조방법.Method for producing a polymer, characterized in that it comprises a. 제 4 항에 있어서, 상기 공역디엔계 모노머(monomer)는 The method of claim 4, wherein the conjugated diene monomer (monomer) 탄소수 4 ~ 12를 갖는 직쇄형 및 분쇄형 공역디엔계 모노머 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리머의 제조방법.A method for producing a polymer, characterized in that the single or at least two selected from linear and pulverized conjugated diene-based monomers having 4 to 12 carbon atoms. 제 4 항에 있어서, 상기 비닐 방향족 모노머는 The method of claim 4, wherein the vinyl aromatic monomer 탄소수 8 ~ 14의 탄소수를 갖는 비닐 방향족 모노머인 것을 특징으로 하는 폴리머의 제조방법.A vinyl aromatic monomer having 8 to 14 carbon atoms. 제 4 항에 있어서, 상기 비닐 헤테로 방향족 모노머는 The method of claim 4, wherein the vinyl heteroaromatic monomer is 피리딘계 모노머인 것을 특징으로 하는 폴리머의 제조방법.A method for producing a polymer, characterized in that the pyridine monomer. 제 4 항에 있어서, 상기 비극성 탄화수소계 용매는The method of claim 4, wherein the nonpolar hydrocarbon solvent 탄소수 5 ~ 10을 갖는 직쇄형, 분쇄형 및 환상 지방족 탄화수소계 용매 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상의 지방족 탄화수소계 용매; 및 Single or two or more aliphatic hydrocarbon solvents selected from linear, pulverized and cyclic aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 10 carbon atoms; And 탄소수 6 ~ 12를 갖는 방향족 탄화수소계 용매; Aromatic hydrocarbon solvents having 6 to 12 carbon atoms; 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 폴리머의 제조방법.Method for producing a polymer, characterized in that it comprises one or more selected from the group. 제 3 항의 제조방법으로 제조된 폴리머. A polymer prepared by the method of claim 3. 제 9 항에 있어서, 상기 폴리머는The method of claim 9, wherein the polymer 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 부타디엔-이소프렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 및 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머.Polybutadiene, polyisoprene, butadiene-isoprene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene copolymer and styrene-isoprene-styrene block copolymer A polymer, characterized in that.
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