KR20180005029A - Composites having core-shell structure and rubber composition comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composite having a core-shell structure and to a rubber composition comprising the same, and more particularly, to a composite having a core-shell structure, which comprises a diene-based latex core; and a shell obtained by graft-polymerizing an alkyl (meth) acrylate monomer and an alkoxysilane monomer on the core, wherein the core and the shell comprise a polyethylene glycol-based comonomer and a phosphoric anionic emulsifier, and to a rubber composition comprising the same. The composite having the core-shell structure of the present invention, makes it possible to produce rubber molded articles such as high-performance tires when used in a rubber composition by improving mechanical properties and viscoelastic characteristics of the rubber.

Description

코어-쉘 구조를 갖는 복합체 및 이를 포함하는 고무 조성물{COMPOSITES HAVING CORE-SHELL STRUCTURE AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to a composite having a core-shell structure and a rubber composition comprising the same. BACKGROUND OF THE INVENTION [0002]

본 발명은 고무의 기계적 특성을 개선시킴과 동시에 내마모성 및 동적 성질에 영향을 주는 점탄성 특성을 향상시킬 수 있는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체, 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composite having a core-shell structure capable of improving the mechanical properties of the rubber and at the same time improving the viscoelastic properties affecting wear resistance and dynamic properties, and a rubber composition comprising the same.

고무는 신장성과 탄성복원 능력이 우수하며 형상을 자유롭게 선택할 수 있고, 배합 조절 또는 첨가제 사용을 통해 각 특성을 자유롭게 가감할 수 있다는 장점으로 인하여 여러 산업분야에 광범위하게 사용되고 있다.The rubber has excellent extensibility and elasticity restoring ability and can be freely selected in its shape, and can be freely added or removed by controlling the compounding or using the additive, which is widely used in various industrial fields.

특히, 타이어 산업에서 고무는 타이어를 제조하는데 사용되는 필수재료로서, 타이어의 수명과 성능은 고무의 특성에 따라 많은 영향을 받고 있다.In particular, in the tire industry, rubber is an essential material used for manufacturing tires, and the life and performance of the tire are greatly affected by the characteristics of the rubber.

최근 자동차에 대한 안정성, 내구성 및 저연비화 요구가 높아짐에 따라 다양한 노면 및 기후에서 최적의 성능을 유지할 수 있는 고성능 타이어의 개발이 요구되고 있다. 이를 위해서는 타이어가 건조 노면 및 습윤 노면에 대해 우수한 응착력을 가져야 하므로 타이어의 회전 저항성 및 wet 그립성(Wet Grip)이 적절히 균형을 이루는 것이 중요하다. 이때 wet 그립성은 제동성능을 위하여 중요하며 내마모성은 타이어 수명에, 회전 저항성은 연비성능에 결정적인 인자이다.Recently, as the demand for stability, durability and low fuel consumption of automobiles has increased, development of high performance tires capable of maintaining optimal performance on various roads and climates is required. In order to accomplish this, it is important for the tire to have good adhesion to the dry road surface and the wet road surface, so that the rotation resistance and the wet grip of the tire are properly balanced. At this time, wet grip is important for braking performance, wear resistance is the life time of tire, and rotational resistance is a decisive factor for fuel efficiency.

일반적으로 타이어의 wet 그립성과 회전 저항은 타이어가 지면과 접하는 부분인 타이어 트레드(tread) 제조에 사용된 고무의 점탄성 특성에 따라 크게 달라진다. 점탄성 특성 중에서 0 ℃에서의 동적 손실계수(tan δ)는 wet 그립성, 60 ℃에서의 동적 손실계수는 회전 저항성과 밀접한 관계를 가지고 있다. Generally, the wet grip and the rotational resistance of a tire largely vary depending on the viscoelastic properties of the rubber used in the production of tire tread, which is the portion of the tire that is in contact with the ground. Among the viscoelastic characteristics, the dynamic loss coefficient (tan δ) at 0 ° C is closely related to the wet grip property and the dynamic loss coefficient at 60 ° C is closely related to the rolling resistance.

구체적으로, 회전 저항성을 낮추기 위해서는 타이어 트레드에 사용되는 고무가 60 내지 100 ℃의 범위에서 높은 반발 탄성을 가져야 하며, wet 그립성을 개선하기 위해서는 타이어에 사용되는 고무가 0 ℃에서 높은 감쇠 인자를 가짐과 동시에 0 내지 23 ℃범위에서 낮은 반발 탄성을 가져야 한다.Specifically, in order to lower the rolling resistance, the rubber used for the tire tread should have a high rebound resilience in the range of 60 to 100 占 폚. To improve the wet grip property, the rubber used for the tire has a high attenuation factor at 0 占 폚 Lt; RTI ID = 0.0 > 0-23 C. < / RTI >

따라서, 0 ℃에서의 동적 손실계수를 wet 그립성의 대응치로, 60 ℃에서의 동적 손실계수를 회전 저항성의 대응치로서 이용할 때, 0 ℃에서의 동적 손실계수가 크고, 60 ℃에서의 동적 손실계수가 작으면 제동성능 및 연비성능을 모두 만족시킬 수 있음을 알 수 있다.Therefore, when the dynamic loss coefficient at 0 占 폚 is used as the corresponding value of the wet grip property and the dynamic loss coefficient at 60 占 폚 is used as the corresponding value of the rotational resistance, the dynamic loss coefficient at 0 占 폚 is large and the dynamic loss coefficient It can be understood that both the braking performance and the fuel efficiency can be satisfied.

이러한 요구에 부합하기 위해 다양한 고무로 구성된 혼합물을 타이어에 사용하였다. 통상적인 방법은 비교적 높은 유리전이온도를 가지는 1종 이상의 고무(예컨대, 스티렌-부타디엔 고무) 및 비교적 낮은 유리전이온도를 가지는 1종 이상의 고무(예컨대, 높은 1,4-시스 함량을 가지는 폴리부타디엔), 또는 각각 낮은 스티렌 함량 및 매우 낮은 비닐 함량을 가지는 스티렌-부타디엔 고무, 또는 낮은 비닐 함량을 가지며 용액 중에서 제조된 폴리부타디엔으로 구성된 혼합물을 사용하는 것이다.In order to meet these demands, various mixtures of rubber were used in tires. Typical methods include one or more rubbers (e.g., styrene-butadiene rubbers) having a relatively high glass transition temperature and one or more rubbers having a relatively low glass transition temperature (e.g., polybutadiene having a high 1,4-sheath content) , Or styrene-butadiene rubber having a low styrene content and a very low vinyl content, respectively, or a mixture composed of a polybutadiene prepared in a solution having a low vinyl content.

그러나 전술한 고무 혼합물은 타이어의 wet 그립성, 회전 저항성 및 내마모성을 모두 만족시키기에는 미흡하였으며, 이에 고무 조성물에 여러 보강재를 배합하여 물성을 보강하는 연구가 진행되고 있다.However, the above-mentioned rubber mixture is insufficient to satisfy both the wet gripability, the rolling resistance and the abrasion resistance of the tire, and studies have been carried out to reinforce the rubber composition with various reinforcing materials.

일례로, 대한민국 공개특허 제2011-0071607호 및 제2011-0073061호는 고무 조성물에 보강성 충진제로서 실리카를 포함함으로써 개선된 가공성, 제동성능, 마모성능, 저연비성능을 나타내는 타이어 트레드용 고무 조성물 제시하고 있다.For example, Korean Patent Laid-Open Nos. 2011-0071607 and 2011-0073061 disclose a rubber composition for tire tread exhibiting improved processability, braking performance, wear performance, and low fuel consumption performance by including silica as a reinforcing filler in a rubber composition have.

그러나 실리카는 자체적으로 표면에 수많은 실라놀기(-SiOH)가 존재하기 때문에 친수성을 나타내고 극성이 강한 특성으로 인해 비극성인 고무와의 혼화성이 좋지 않다. 이에 실란 커플링제를 사용하여 이러한 문제점을 해결하고 있다. However, since silica itself has a large number of silanol groups (-SiOH) on its surface, it shows hydrophilicity and has poor compatibility with non-polar rubber due to its strong polarity. Thus, a silane coupling agent is used to solve this problem.

실란 커플링제는 실리카의 실라놀기와 반응하여 실리카의 표면화학적 특성인 극성을 비극성으로 바꾸어 고무와의 혼합을 용이하게 해주는 역할을 한다. 그러나 종래 사용된 실란 커플링제는 설파이드기(sulfide group)를 포함하고 있기 때문에, 150 ℃ 이상의 온도에서 스코치(scorch)가 많이 발생되어 가공성이 저하되는 문제점이 있어 널리 사용되고 있지 못하는 상황이다.The silane coupling agent reacts with the silanol group of the silica to change the polarity, which is the surface chemical property of the silica, to nonpolar to facilitate mixing with the rubber. However, since the conventional silane coupling agent contains a sulfide group, a scorch is generated at a temperature of 150 ° C or higher, resulting in deterioration of processability. Thus, the silane coupling agent is not widely used.

이에 일본특허 공개 제2014-084369호는 고무 조성물에 실리카와 아미드계 화합물을 첨가하며 대한민국 공개특허 제2015-0021287호도 고무 조성물에 보강성 충진제와 함께 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란(vinyltris(2-methoxyethoxy)silane), 트리에톡시비닐실란(triethoxyvinylsilane) 등의 실란 화합물을 사용하는 방법을 제시하고 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-084369 discloses a rubber composition comprising silica and an amide compound added thereto, and Korean Laid-Open Patent Application No. 2015-0021287 also discloses a rubber composition comprising a vinyltris (2-methoxyethoxy) silane (2-methoxyethoxy) silane, triethoxyvinylsilane, and the like.

이들 특허에서 제시하는 고무 조성물은 타이어의 제동성능 및 연비성능을 어느 정도 개선하였으나, 그 효과가 충분치 않고 기계적 특성과 수명 특성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 고무가 사용되는 여러 산업, 특히 타이어 산업에서 타이어 재료로 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라 인장강도, 인장신율 등의 기계적 특성, 내마모 특성 및 점탄성 특성이 모두 우수한 고무 조성물에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.Although the rubber compositions proposed in these patents improve the braking performance and the fuel consumption performance of the tire to some extent, the effect is insufficient and the mechanical properties and the life characteristics are deteriorated. Therefore, studies on rubber compositions which are not only easily applicable to tire materials in various industries in which rubber is used, especially in the tire industry but also have excellent mechanical properties such as tensile strength, tensile elongation, abrasion resistance and viscoelasticity It is necessary.

대한민국 공개특허 제2011-0071607호(2011.06.29), 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어Korean Patent Publication No. 2011-0071607 (Jun. 29, 2011), a rubber composition for a tire tread, and a tire manufactured using the same 대한민국 공개특허 제2011-0073061호(2011.06.29), 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어Korean Patent Laid-Open No. 2011-0073061 (Jun. 29, 2011), a rubber composition for a tire tread, and a tire 일본특허 공개 제2014-084369호(2014.05.12), 트레드용 고무 조성물 및 공기입 타이어Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-084369 (Apr. 21, 2014), a rubber composition for tread, 대한민국 공개특허 제2015-0021287호(2015.03.02), 타이어 트레드용 고무 조성물 및 이를 이용하여 제조한 타이어Korean Patent Laid-Open Publication No. 2015-0021287 (2015.03.02), rubber compositions for tire treads and tires made therefrom

이에 본 발명자들은 상기한 문제점을 해결하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 코어 및 쉘에 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 고무 조성물에 이용함으로써 고무의 기계적 물성뿐만 아니라 내마모성, 점탄성 특성 모두를 개선할 수 있음을 확인하였다.The present inventors have conducted various studies to solve the above-mentioned problems. As a result, they have found that by using a composite having a core-shell structure including a polyethylene glycol comonomer and a phosphate anionic emulsifier in a core and a shell, It is possible to improve not only the mechanical properties but also the abrasion resistance and viscoelastic characteristics.

이에 본 발명의 목적은 기계적 특성, 내마모성 및 점탄성 특성을 향상시킬 수 있는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite having a core-shell structure capable of improving mechanical properties, abrasion resistance and viscoelastic properties.

본 발명의 다른 목적은 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 고무 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a rubber composition comprising the composite having the core-shell structure.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a rubber molded article made from the rubber composition.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 In order to achieve the above object,

디엔계 라텍스 코어; 및Dienic latex cores; And

상기 코어에 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 알콕시실란 단량체를 그라프트 중합시킨 쉘을 포함하고,And a shell obtained by graft-polymerizing an alkyl (meth) acrylate monomer and an alkoxysilane monomer on the core,

상기 코어 및 쉘은 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 제공한다.Wherein the core and the shell comprise a polyethylene glycol-based comonomer and a phosphate-based anionic emulsifier.

상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 하기 화학식 1로 표시되며 수평균분자량(Mn)이 300 내지 10,000 범위인 것을 특징으로 한다:The polyethylene glycol comonomer is represented by the following Formula 1 and has a number average molecular weight (M n ) in the range of 300 to 10,000:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에 있어서, R1, R2 및 n은 명세서 내에 설명한 바를 따른다)(Wherein R 1 , R 2 and n are as described in the specification)

이때 상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트(poly(ethylene glycol) acrylate), 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트(poly(ethylene glycol) methacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(poly(ethylene glycol) diacrylate) 및 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(poly(ethylene glycol) dimetacrylate) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.The polyethylene glycol comonomer may be selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylate, poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol) diacrylate, and polyethylene Poly (ethylene glycol) dimethacrylate), and the like.

상기 인산계 음이온성 유화제는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 한다:The phosphoric anionic emulsifier is characterized by being represented by the following formula (2)

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

(상기 화학식 2에 있어서, R3, m 및 n은 명세서 내에 설명한 바를 따른다)(In the above formula (2), R 3 , m and n are as described in the description)

이때 상기 인산계 음이온성 유화제는 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 트리데실 에테르) 포스페이트, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 미리스틸 에테르) 포스페이트, 디소듐 헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르 포스페이트, 디소듐 헥사옥시에틸렌 트리데실 에테르 포스페이트 및 디소듐 헥사옥시에틸렌 미리스틸 에테르 포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 한다.Wherein the phosphate anionic emulsifier is selected from the group consisting of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate, sodium di (hexaoxyethylene tridecyl ether) phosphate, sodium di (hexaoxyethylene myristyl ether) phosphate, disodium hexaoxyethylene At least one member selected from the group consisting of ether phosphate, disodium hexaoxyethylene tridecyl ether phosphate and disodium hexaoxyethylene myristyl ether phosphate.

상기 코어는 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로,Based on 100% by weight of the total monomer constituting the core,

공액디엔계 단량체 20 내지 60 중량%; 에틸렌 불포화성 방향족 단량체 20 내지 60 중량%; 가교제 10 내지 30 중량%; 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 1 내지 10 중량%; 및 인산계 음이온성 유화제 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.20 to 60% by weight of a conjugated diene monomer; From 20 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated aromatic monomer; 10 to 30% by weight of a crosslinking agent; 1 to 10% by weight of a polyethylene glycol comonomer; And 1 to 5% by weight of a phosphoric acid anionic emulsifier.

상기 쉘은 쉘을 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로,Based on 100% by weight of the total monomer constituting the shell,

알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 50 내지 80 중량%; 알콕시실란 단량체 10 내지 40 중량%; 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 1 내지 10 중량%; 및 인산계 음이온성 유화제 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.50 to 80% by weight of an alkyl (meth) acrylate monomer; 10 to 40% by weight of an alkoxysilane monomer; 1 to 10% by weight of a polyethylene glycol comonomer; And 1 to 5% by weight of a phosphoric acid anionic emulsifier.

상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 전체 100 중량%에 대하여The composite having the core-shell structure has a composition of 100 wt%

코어 40 내지 80 중량%; 및 쉘 20 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.40 to 80% by weight of cores; And 20 to 60% by weight of the shell.

또한, 본 발명은 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다. The present invention also provides a rubber composition comprising the composite having the core-shell structure.

아울러, 본 발명은 상기의 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber molded article produced from the above rubber composition.

본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 코어 및 쉘에 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함함으로써 이를 포함하는 고무의 비중, 인장강도, 인장신율 특성을 향상시킴과 동시에 마모 특성과 점탄성 특성을 개선시킨다.The composite having a core-shell structure according to the present invention comprises a polyethylene glycol comonomer and a phosphoric acid anionic emulsifier in the core and shell, thereby improving the specific gravity, tensile strength and tensile elongation characteristics of the rubber containing the same, And viscoelastic properties.

이에 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품, 예컨대 타이어는 기계적 특성과 연비성능, 제동성능 및 수명성능을 동시에 만족시켜 고성능 타이어로서 제품 경쟁력을 높일 수 있다.Thus, a rubber molded article made from a rubber composition containing the composite having the core-shell structure, for example, a tire, can satisfy both mechanical characteristics, fuel consumption performance, braking performance and life performance, thereby enhancing product competitiveness as a high performance tire.

본 발명은 고무의 기계적 특성, 내마모성 및 점탄성 성질을 향상시킬 수 있는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 제공한다.The present invention provides a composite having a core-shell structure capable of improving the mechanical, abrasion and viscoelastic properties of rubber.

고무는 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있으며, 특히 타이어에 쓰이는 재료로 타이어의 수명 및 성능을 결정짓는 중요한 요소이다.Rubber is widely used in various fields, and it is an important material that determines the life and performance of tires, especially the materials used in tires.

일반적으로 타이어는 차체의 무거운 하중을 지지해야 하므로 인장강도가 높고 적절한 연신율을 유지하면서 내구성이 우수해야 한다. 또한, 주행 중 받는 충격에 의해 손상되지 않아야 하며, 심하게 닳지 않으면서도 좌우 비틀림을 견뎌야 하기 때문에 인장강도뿐 아니라 인열강도가 높고, 내마모성이 좋으며 충격을 잘 흡수할 수 있어야 한다. 이에 더해서, 주행 중 에너지 손실이 최소화되어 우수한 연비를 갖고 발열이 억제되도록 회전 저항성이 낮아야 하고, 건조 노면에 비해 습윤 노면에서 자동차의 속도가 증가함에 따라 미끄럼 저항도 크게 작아지기 때문에 제동성과 운전 안정성을 위해 wet 그립성이 높아야 하는 등 동적 성질에 영향을 주는 점탄성 특성도 우수해야 한다. 그러나 연비를 개선시키기 위해 타이어의 노면과의 마찰을 줄이면 제동성이 저하되게 되어 회전 저항성과 wet 그립성은 서로 상반된다.Generally, tires should support the heavy load of the car body, so they should have high tensile strength and good durability while maintaining proper elongation. In addition, it should not be damaged by impact during running, and it must withstand torsion in left and right direction while not being severely worn. Therefore, it should have a high tear strength, wear resistance and absorb shock well. In addition, the rolling resistance must be low so that the energy loss during driving is minimized, the fuel economy is high and the heat generation is suppressed. As the speed of the automobile increases from the wet road surface to the dry road surface, The viscoelastic characteristics that affect the dynamic properties such as high wet grip property should be excellent. However, in order to improve the fuel economy, if the friction with the tire surface is reduced, the braking performance is lowered, and the rotational resistance and the wet grip property are opposite to each other.

전술한 바와 같은 타이어의 기계적 강도, 충격 흡수, 내구성 등의 물성과 더불어 wet 그립성 및 회전 저항성을 동시에 향상시키기 위하여 타이어 제조용 고무 조성물에 보강재를 첨가한다. 카본블랙은 고무에 잘 섞여 분산도가 좋고 인장과 마모 성질이 우수하여 보강재로 꾸준히 사용되었다. 그러나 카본블랙의 경우 타이어의 제동성능과 연비성능을 동시에 향상시킬 수 없다는 제약이 있다. A reinforcing material is added to the rubber composition for tire manufacturing in order to simultaneously improve physical properties such as mechanical strength, impact absorption and durability of the tire as well as wet gripability and rotational resistance. Carbon black is well dispersed in rubber and has good tensile and abrasion properties. However, the carbon black has a limitation that the braking performance and the fuel consumption performance of the tire can not be simultaneously improved.

반면 실리카를 첨가하면 제동성능과 연비성능 모두를 향상시킬 수 있기 때문에 카본블랙의 상당량이 실리카로 대체되고 있다. 고무와 친화적인 카본블랙과 달리 실리카는 친수성이어서 소수성인 고무와 잘 섞이지 않으므로 고무와 실리카를 공유결합으로 연결해줄 수 있는 별도의 첨가제가 필요하다. 또한, 실리카 첨가로 인해 고무의 동적 성질은 향상되나 표면의 친수성 관능기인 하이드록실기에 의해 서로 응집되고 타이어에 적용시 동적 상태에서 붕괴되면서 비가역적 변형이 야기되는 문제가 있다. On the other hand, a considerable amount of carbon black is being replaced by silica because addition of silica improves both braking performance and fuel efficiency. Unlike rubber-friendly carbon black, silica is hydrophilic and does not mix well with hydrophobic rubber, so a separate additive is needed to link the rubber with silica in a covalent bond. In addition, although the dynamic properties of the rubber are improved due to the addition of silica, there is a problem that irreversible deformation occurs due to the cohesion of hydroxyl groups, which are hydrophilic functional groups on the surface, and collapse under dynamic conditions when applied to a tire.

이에 본 발명에서는 고무, 특히 타이어의 보강재로 사용되어 타이어의 비중, 인장강도, 인장신율, 내마모성을 개선시키고, 회전 저항성과 wet 그립성을 동시에 만족시키기 위해 코어와 쉘에 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 제공한다.Accordingly, in the present invention, in order to improve the specific gravity, tensile strength, tensile elongation and abrasion resistance of a tire, and to satisfy both rotational resistance and wet grip property, it is used as a reinforcing material of rubber, And a core-shell structure comprising a cationic anionic emulsifier.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 디엔계 라텍스 코어 및 상기 코어 상에 형성된 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체와 알콕시 실란 단량체를 포함하는 쉘을 포함하며, 상기 코어 및 쉘은 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함한다. 본 발명의 복합체는 고무 조성물과 상용성이 우수하며, 이로부터 제조된 고무 성형품, 예컨대 타이어의 연비성능 및 제동성능에 영향을 주는 고무의 점탄성 특성의 향상과 더불어 기계적 물성 및 마모 특성을 동시에 개선시킬 수 있다.Specifically, a composite having a core-shell structure according to an embodiment of the present invention includes a diene-based latex core and a shell comprising an alkyl (meth) acrylate monomer formed on the core and an alkoxysilane monomer, And the shell include polyethylene glycol-based comonomers and phosphoric anionic emulsifiers. The composite of the present invention is excellent in compatibility with a rubber composition and improves the viscoelastic properties of the rubber, which affects the fuel consumption performance and the braking performance of the rubber molded product, for example, a tire produced therefrom, and simultaneously improves the mechanical properties and wear characteristics .

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 코어는 공액디엔계 단량체, 에틸렌 불포화성 단량체, 가교제, 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함하는 혼합물로부터 유래된 중합체일 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 코어에 있어서 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 코어의 가교 밀도를 향상시키고, 인산계 음이온성 유화제는 코어의 안정성을 높여 효과적으로 쉘이 형성되도록 한다.The core according to one embodiment of the present invention may be a polymer derived from a mixture comprising a conjugated diene monomer, an ethylenically unsaturated monomer, a crosslinker, a polyethylene glycol comonomer, and a phosphate anionic emulsifier. Particularly, in the core according to the present invention, the polyethylene glycol comonomer improves the cross-linking density of the core and the phosphate anionic emulsifier enhances the stability of the core to effectively form a shell.

상기 공액디엔계 단량체는 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 유리전이온도를 낮춰 이를 포함하는 고무의 내한성을 향상시키는 역할을 한다.The conjugated diene monomer serves to lower the glass transition temperature of the composite having the core-shell structure to improve cold resistance of the rubber containing the same.

상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 1,3-헥사디엔, 2,4-헥사디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2,4-디메틸-1,3-펜타디엔, 3-에틸-1,3-펜타디엔 및 클로로프렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 1,3-부타디엔일 수 있다. The conjugated diene-based monomer may be at least one selected from the group consisting of 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 2,4-dimethyl-1,3-pentadiene, 3-ethyl- At least one selected from the group consisting of pentadiene and chloroprene can be used. And preferably 1,3-butadiene.

상기 공액디엔계 단량체는 상기 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로, 20 내지 60 중량%로, 바람직하게는 25 내지 55 중량%로 사용할 수 있다. 만약, 상기 공액디엔계 단량체의 함량이 상기 범위 미만이면 상기 복합체의 유리전이온도가 상승으로 인해 고무의 내한성을 저하시키며, 이와 반대로 상기 범위를 초과할 경우 고무의 내유성이 나빠지고 인장강도가 저하될 수 있다.The conjugated diene monomer may be used in an amount of 20 to 60% by weight, preferably 25 to 55% by weight, based on 100% by weight of the total monomers constituting the core. If the content of the conjugated diene monomer is less than the above range, the cold resistance of the rubber is lowered due to an increase in the glass transition temperature of the composite. On the contrary, when the content exceeds the above range, the oil resistance of the rubber is deteriorated and the tensile strength is lowered .

상기 에틸렌 불포화성 방향족 단량체는 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 유리전이온도가 과도하게 저하되지 않고 적절한 수치를 가질 수 있도록 조절하는 역할을 한다.The ethylenically unsaturated aromatic monomer serves to control the glass transition temperature of the composite having the core-shell structure to have an appropriate value without excessively lowering the glass transition temperature.

상기 에틸렌 불포화성 방향족 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 이소프로필페닐나프탈렌, 비닐나프탈렌, 탄소수 1 내지 3의 알킬기가 치환된 알킬스티렌 및 할로겐이 치환된 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 사용할 수 있다. 바람직하게는 스티렌일 수 있다.The ethylenically unsaturated aromatic monomer may be selected from the group consisting of styrene,? -Methylstyrene, isopropylphenyl naphthalene, vinyl naphthalene, alkylstyrene substituted with alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and halogen substituted styrene. Preferably styrene.

상기 에틸렌 불포화성 방향족 단량체는 상기 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로 20 내지 60 중량%, 바람직하게는 25 내지 55 중량%로 사용할 수 있다. 이때 상기 에틸렌 불포화성 방향족 단량체의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 상기 복합체의 유리전이온도가 저하되거나 상승하여 고무의 기계적·화학적 물성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.The ethylenically unsaturated aromatic monomer may be used in an amount of 20 to 60% by weight, preferably 25 to 55% by weight, based on 100% by weight of the total monomers constituting the core. At this time, if the content of the ethylenically unsaturated aromatic monomer is out of the above range, the glass transition temperature of the composite may be lowered or increased, resulting in deteriorated mechanical and chemical properties of the rubber.

상기 코어는 공액디엔계 단량체와 에틸렌 불포화성 방향족 단량체를 7:3 내지 3:7의 중량비로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 3:5 내지 5:3의 중량비로 포함할 수 있다.The core may contain a conjugated diene monomer and an ethylenically unsaturated aromatic monomer in a weight ratio of 7: 3 to 3: 7, preferably in a weight ratio of 3: 5 to 5: 3.

상기 가교제는 상기 코어의 가교도를 조절하는 역할을 하는 것으로, 예를 들어 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크리레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트 및 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는 디비닐벤젠일 수 있다.The crosslinking agent serves to control the degree of crosslinking of the core. Examples of the crosslinking agent include divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butyl At least one selected from the group consisting of ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, arylene glycol dimethacrylate, aryl methacrylate and 1,3-butylene glycol diacrylate. Preferably, it may be divinylbenzene.

상기 가교제는 상기 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로 10 내지 30 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%로 사용할 수 있다. 이때 상기 가교제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 코어의 가교 반응이 불충분하여 이를 포함하는 복합체 및 고무 조성물의 내구성 및 내마모성이 나빠지며, 상기 범위를 초과하는 경우 지나친 가교 반응으로 인해 가공이 어려워지며 이를 포함하는 복합체 및 최종 얻어지는 고무의 탄성이 저하될 수 있다.The crosslinking agent may be used in an amount of 10 to 30% by weight, preferably 15 to 25% by weight, based on 100% by weight of the total monomers constituting the core. If the content of the crosslinking agent is less than the above range, the crosslinking reaction of the core is insufficient, and the durability and abrasion resistance of the composite and the rubber composition containing the crosslinking agent are deteriorated. If the content exceeds the above range, the crosslinking reaction becomes insufficient due to excessive crosslinking reaction. The elasticity of the composite and the finally obtained rubber may be lowered.

상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 전술한 공액디엔계 단량체 및 에틸렌성 불포화성 방향족 단량체와 함께 중합됨으로써 코어의 가교 밀도를 향상시켜 고무의 기계적 특성 및 수명 특성을 개선하는 역할을 한다.The polyethylene glycol-based comonomer is polymerized together with the conjugated diene-based monomer and the ethylenically unsaturated aromatic monomer to improve the cross-linking density of the core to improve the mechanical properties and life characteristics of the rubber.

상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 하기 화학식 1로 표시되며, 수평균분자량(Mn)이 300 내지 10,000 범위일 수 있다:The polyethylene glycol-based comonomer may be to be represented by the formula (1), the number average molecular weight (M n) of 300 to 10,000 range:

Figure pat00003
Figure pat00003

(상기 화학식 1에 있어서,(In the formula 1,

R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기; 또는 (메타)아크릴레이트기이고,R 1 and R 2 are the same or different and each independently hydrogen; Methyl group; Or a (meth) acrylate group,

n은 3 내지 14의 정수이다)and n is an integer of 3 to 14)

상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트(poly(ethylene glycol) acrylate), 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트(poly(ethylene glycol) methacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(poly(ethylene glycol) diacrylate) 및 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(poly(ethylene glycol) dimetacrylate) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트일 수 있다. The polyethylene glycol comonomer may be at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylate, poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol) diacrylate, and polyethylene glycol Poly (ethylene glycol) dimethacrylate), but the present invention is not limited thereto. And preferably polyethylene glycol methacrylate.

상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 상기 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로 1 내지 10 중량%, 바람직하게는 2 내지 5 중량%로 사용할 수 있다. 만약, 상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 목적한 코어의 가교도를 얻을 수 없어 고무의 물성을 저하시킬 수 있다. The polyethylene glycol comonomer may be used in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 2 to 5% by weight based on 100% by weight of the total monomers constituting the core. If the content of the polyethyleneglycol comonomer is out of the above range, the desired degree of crosslinking of the core can not be obtained and the physical properties of the rubber can be lowered.

상기 인산계 음이온성 유화제는 상기 코어를 안정화시키며 이를 통해 이후 코어 상에 형성되는 그라프트 중합체인 쉘의 그라프트율을 높이는 역할을 한다.The phosphate anionic emulsifier stabilizes the core and thereby enhances the graft rate of the shell, which is a graft polymer formed on the core.

상기 인산계 음이온성 유화제는 하기 화학식 2로 표시되는 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 포스페이트 나트륨염(PAP, polyoxyethylene alkylether phosphate sodium)을 사용한다:The polyoxyethylene alkylether phosphate sodium (PAP) represented by the following formula (2) is used as the phosphate anionic emulsifier:

Figure pat00004
Figure pat00004

(상기 화학식 2에 있어서,(In the formula 2,

R3은 탄소수 10 내지 15의 알킬기이고,R 3 is an alkyl group having 10 to 15 carbon atoms,

m은 1 또는 2이며,m is 1 or 2,

n은 4 내지 8의 정수이다)and n is an integer of 4 to 8)

상기 화학식 2에서 R3은 탄소수 10 내지 15의 알킬기이고 바람직하게는 탄소수 12 내지 14의 알킬기이다. 만약 상기 R3의 탄소수가 상기 범위보다 적은 경우 소수성이 부족하여 유화 기능이 약해지며, 반대로 상기 범위보다 많은 경우 점도가 높아 적용에 문제가 많다. In Formula 2, R 3 is an alkyl group having 10 to 15 carbon atoms and preferably an alkyl group having 12 to 14 carbon atoms. If the carbon number of R 3 is less than the above range, the hydrophobic property is insufficient to weaken the emulsifying function. On the other hand, when the carbon number is more than the above range, the viscosity of the R 3 is high.

구체적으로, 상기 인산계 음이온성 유화제는 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 트리데실 에테르) 포스페이트, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 미리스틸 에테르) 포스페이트, 디소듐 헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르 포스페이트, 디소듐 헥사옥시에틸렌 트리데실 에테르 포스페이트 및 디소듐 헥사옥시에틸렌 미리스틸 에테르 포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트일 수 있다.Specifically, the phosphate anionic emulsifier is selected from the group consisting of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate, sodium di (hexaoxyethylene tridecyl ether) phosphate, sodium di (hexaoxyethylene myristyl ether) phosphate, disodium hexaoxy And at least one selected from the group consisting of ethylene lauryl ether phosphate, disodium hexaoxyethylene tridecyl ether phosphate and disodium hexaoxyethylene myristyl ether phosphate. And preferably sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate.

상기 인산계 음이온성 유화제는 상기 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로 1 내지 5 중량%, 바람직하기로 1 내지 3 중량%로 사용할 수 있다. 만약 상기 인산계 음이온성 유화제의 함량이 상기 범위 미만이면 충분한 유화 기능을 수행할 수 없으며, 상기 범위를 초과할 경우 코어의 안정성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.The phosphate anionic emulsifier may be used in an amount of 1 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight based on 100% by weight of the total monomers constituting the core. If the content of the phosphate anionic emulsifier is less than the above range, sufficient emulsification function can not be performed. If the content of the phosphate anionic emulsifier is more than the above range, the stability of the core may be deteriorated.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 쉘은 전술한 코어를 둘러싸며 형성된 것일 수 있고, 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체, 알콕시실란 단량체, 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함할 수 있다.The shell according to an embodiment of the present invention may be formed so as to surround the above-mentioned core and may include an alkyl (meth) acrylate monomer, an alkoxysilane monomer, a polyethylene glycol comonomer, and a phosphoric acid anionic emulsifier .

상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 본 발명에 따른 복합체 내 쉘의 기본 조성이 되는 단량체이며, 일례로, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트 및 스테아릴 메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하기로는 메틸 메타크릴레이트일 수 있다.The alkyl (meth) acrylate monomer is a monomer which is a basic composition of the shell in the composite according to the present invention. Examples of the monomer include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, At least one selected from the group consisting of stearyl acrylate, methyl methacrylate, n-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, lauryl methacrylate and stearyl methacrylate can be used. Preferably methyl methacrylate.

상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 상기 쉘을 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로 50 내지 80 중량%, 바람직하게는 50 내지 75 중량%로 사용할 수 있다. 만약 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량이 상기 범위 미만이면 상용성이 좋지 않아 분산성에 문제점이 있으며, 이와 반대로 상기 범위를 초과할 경우 후술하는 폴리에틸렌글리콜계 공단량체의 함량이 줄어 기계적 물성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.The alkyl (meth) acrylate monomer may be used in an amount of 50 to 80% by weight, preferably 50 to 75% by weight based on 100% by weight of the sum of monomers constituting the shell. If the content of the alkyl (meth) acrylate monomer is less than the above range, there is a problem in dispersibility due to poor compatibility. On the other hand, if the content exceeds the above range, the content of the polyethylene glycol comonomer There may be a problem.

상기 알콕시실란 단량체는 본 발명의 코어-쉘 구조를 갖는 복합체와 고무 조성물 간의 상용성을 높이는 역할을 한다.The alkoxysilane monomer serves to improve the compatibility between the rubber composition and the composite having the core-shell structure of the present invention.

상기 알콕시실란 단량체는 트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트, 트리메톡시실릴프로필 아크릴레이트 및 트리메톡시실릴에틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하기로는 트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트일 수 있다.The alkoxysilane monomer may be at least one selected from the group consisting of trimethoxysilylpropyl methacrylate, trimethoxysilylpropyl acrylate, and trimethoxysilylethylstyrene. And preferably trimethoxysilylpropyl methacrylate.

상기 알콕시실란 단량체는 상기 쉘을 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로 10 내지 40 중량%, 바람직하게는 20 내지 30 중량%로 사용할 수 있다. 이때 상기 알콕시실란 단량체의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 고무 조성물 내에서 분산이 되지 않아 고무의 물성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다. The alkoxysilane monomer may be used in an amount of 10 to 40% by weight, preferably 20 to 30% by weight, based on 100% by weight of the total monomers constituting the shell. At this time, if the content of the alkoxysilane monomer is out of the above range, the rubber composition may not be dispersed in the rubber composition, resulting in deteriorated physical properties of the rubber.

상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 쉘의 그라프트 중합에서 쉘이 코어 내부로 유입되지 않고 코어 외부 상에 형성되도록 도움을 주어 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 분산성과 가공성을 향상시키는 역할을 한다.The polyethylene glycol comonomer serves to help the shell to be formed on the outside of the core without being introduced into the core in the graft polymerization of the shell, thereby improving the dispersibility and processability of the composite having the core-shell structure.

이때 상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체의 종류 및 함량에 대하여는 앞서 설명한 바와 같다.At this time, the type and content of the polyethylene glycol-based comonomer are as described above.

상기 인산계 음이온성 유화제는 쉘의 그라프트율을 높이고 고무 조성물과의 상용성을 한층 더 향상시키는 역할을 한다.The phosphate anionic emulsifier enhances the shell graft ratio and further improves the compatibility with the rubber composition.

이때 상기 인산계 음이온성 유화제의 종류 및 함량에 대하여는 앞서 설명한 바와 같다.The kind and content of the phosphate anionic emulsifier are as described above.

본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 전체 100 중량%에 대하여 상기 코어 40 내지 80 중량% 및 상기 쉘 20 내지 60 중량%로 구성될 수 있다. 만약, 상기 코어가 40 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 이를 포함하는 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품, 예컨대 타이어의 wet 그립성이 저하될 수 있으며, 80 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 상대적으로 쉘의 비율이 줄어들고 코어가 커져 쉘이 코어를 충분히 감싸지 못할 수 있어 고무 조성물과의 상용성과 분산성이 저하되며 가공성이 나빠지는 문제가 발생할 수 있다.The composite having a core-shell structure according to the present invention may comprise 40 to 80% by weight of the core and 20 to 60% by weight of the shell relative to 100% by weight of the total. If the core is contained in an amount of less than 40% by weight, the wet grip property of the rubber molded article made from the rubber composition containing the core may be deteriorated. If the core contains more than 80% by weight, And the core may not be sufficiently wrapped around the core, so that compatibility and dispersibility with the rubber composition may be deteriorated and the workability may be deteriorated.

본 발명의 일 실시예에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 제조는 특별히 한정되지 않고 당업계에서 통상적으로 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다.The preparation of the composite having the core-shell structure according to an embodiment of the present invention is not particularly limited and can be produced by a method commonly known in the art.

예를 들어, 상기 방법은 유화 중합, 현탁 중합, 용액 중합 등의 중합 방법을 사용할 수 있다. 상기 유화 중합은 일정 조성의 단량체를 비용매(일반적으로 물)에 유화제로 유화시킨 후 중합 개시제, 산화환원 촉매를 사용하여 중합 제조하는 것이다. 상기 현탁 중합은 일정 조성의 단량체를 비용매(일반적으로 물)에 분산제를 사용하여 분산시킨 후 중합 개시제, 산화환원 촉매를 사용하여 중합 제조하는 것이며, 용액 중합이란 유화 중합 또는 현탁 중합과는 달리 일정 조성의 단량체를 용매에 녹여서 중합 개시제, 산화환원 촉매를 사용하여 중합 제조하는 것이다. 상기 방법 중 바람직한 방법은 유화 중합일 수 있다. For example, the above method may employ a polymerization method such as emulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization and the like. The emulsion polymerization is a method of emulsifying a monomer of a certain composition into a non-solvent (usually water) with an emulsifier, and then polymerizing the monomer using a polymerization initiator and an oxidation-reduction catalyst. The suspension polymerization is a polymerization in which monomers of a certain composition are dispersed in a non-solvent (usually water) using a dispersing agent and then polymerization is carried out by using a polymerization initiator and an oxidation-reduction catalyst. Solution polymerization, Monomer is dissolved in a solvent and polymerization is carried out using a polymerization initiator and an oxidation-reduction catalyst. A preferred method among the above methods may be emulsion polymerization.

구체적으로, 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 2단계에 걸친 유화 중합을 통해 제조될 수 있다.Specifically, the composite having the core-shell structure can be prepared through two steps of emulsion polymerization.

예컨대, 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 제조방법은 디엔계 라텍스 코어를 제조하는 단계 및 상기 제조된 디엔계 라텍스 코어에 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 알콕시실란 단량체를 포함하는 그라프트 공중합하여 쉘을 제조하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the method for producing a composite having the core-shell structure includes the steps of preparing a diene-based latex core and graft-copolymerizing the diene-based latex core with an alkyl (meth) acrylate monomer and an alkoxysilane monomer Lt; / RTI >

이하 각 단계별로 상세히 설명한다.Each step will be described in detail below.

우선, 공액디엔계 단량체, 에틸렌 불포화성 단량체, 가교제, 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 일괄적으로 반응기에 투입하고 30 내지 90 ℃ 온도 범위에서 중합 반응시켜 코어를 제조한다. 이때 상기 단량체 혼합물은 상기 공단량체, 유화제 등의 추가의 첨가제와 일괄 투입되어 반응되거나 상기 단량체는 초기에 투입하고 첨가제는 반응 도중에 여러 차례에 걸쳐 분할 투입 또는 연속 투입할 수 있다.First, a conjugated diene monomer, an ethylenically unsaturated monomer, a crosslinking agent, a polyethylene glycol comonomer, and a phosphoric acid anionic emulsifier are fed all at once into a reactor and subjected to a polymerization reaction at a temperature range of 30 to 90 ° C to prepare a core. At this time, the monomer mixture may be reacted with additional additives such as a comonomer or an emulsifier in a batch or the monomer may be initially added, and the additives may be added or continuously added during the reaction several times.

상기 중합 반응시, 예를 들면 당업계에서 통상적으로 공지된 중합 개시제, 분자량 조절제, 활성화제, 산화환원 촉매, 이온수 등을 추가로 포함할 수 있다.The polymerization reaction may further include, for example, polymerization initiators, molecular weight regulators, activators, oxidation-reduction catalysts, ionized water and the like commonly known in the art.

상기 중합개시제는 특별히 한정되는 것은 아니나, 수용성 개시제가 가능하며, 예컨대 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과인산칼륨, 과산화수소 등의 무기과산화물; t-부틸 퍼옥사이드, 큐멘 하이드로 퍼옥사이드, p-멘탄하이드로 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸쿠밀 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 이소부틸 퍼옥사이드, 옥타노일퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸헥산올 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 이소부틸레이트 등의 유기과산화물; 아조비스 이소부티로니트릴, 아조비스-2,4- 디메틸발레로니트릴, 아조비스시클로헥산카르보니트릴, 아조비스 이소낙산(부틸산)메틸 등의 질소화합물 등일 수 있다. 상기 중합 개시제는 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.00001 내지 0.2 중량부로 사용된다.The polymerization initiator is not particularly limited, but a water-soluble initiator can be used. Examples thereof include inorganic peroxides such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, potassium persulfate, and hydrogen peroxide; t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, p-menthol hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, acetyl peroxide, isobutyl peroxide, octanoyl peroxide, dibenzoyl peroxide Organic peroxides such as oxides, 3,5,5-trimethylhexanol peroxide, t-butyl peroxyisobutyrate; Nitrogen compounds such as azobisisobutyronitrile, azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, and azobisisobutyric acid (butyl acid) methyl. The polymerization initiator is used in an amount of 0.00001 to 0.2 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer mixture.

상기 분자량 조절제는 특별히 한정되는 것은 아니나, 예컨대 α-메틸스티렌다이머, t-노데실 머캅탄, n-도데실머캅탄, 옥틸 머캅탄 등의 머캅탄류; 사염화탄소, 염화메틸렌, 브롬화 메틸렌 등의 할로겐화 탄화 수소; 테트라에틸 디우람 다이 설파이드, 디펜타메틸렌 디우람 다이 설파이드, 디이소프로필키산토겐 다이 설파이드 등의 황 화합물 등일 수 있으며, 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 3 중량부로 사용될 수 있다.Examples of the molecular weight regulator include, but are not limited to, mercaptans such as? -Methylstyrene dimer, t-nodecyl mercaptan, n-dodecylmercaptan and octylmercaptan; Halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, methylene chloride, and methylene bromide; And sulfur compounds such as tetraethyldiuram disulfide, dipentamethylenediamidosulfide, and diisopropylxanthogen disulfide, and may be used in an amount of 0.1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer mixture.

상기 활성화제는 이에 한정하는 것은 아니나, 히드로아황산나트륨, 소디움포름알데히드 술퍽실레이트, 소디움에틸렌디아민 테트라아세테이트, 황산 제1철, 락토오즈, 덱스트로오스, 리롤렌산나트륨 및 황산나트륨 중에서 선택된 1 이상을 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.15 중량부로 사용될 수 있다.The activator may include, but is not limited to, at least one selected from sodium hydrogensulfate, sodium formaldehyde sulfoxylate, sodium ethylenediamine tetraacetate, ferrous sulfate, lactose, dextrose, sodium lorolene and sodium sulfate. 0.01 to 0.15 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer mixture.

상기 산화환원 촉매는 특별히 한정하는 것은 아니나, 예컨대 소디움 포름알데하이드 술폭실레이트, 황산 제1철, 디소디움 에틸렌디아민테트라아세테이트, 제2황산구리 등일 수 있으며, 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.1 중량부로 사용될 수 있다.The redox catalyst may be, for example, sodium formaldehyde sulfoxylate, ferrous sulfate, disodium ethylenediamine tetraacetate, and cupric sulfate, and may be used in an amount of 0.01 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the monomer mixture Can be used.

이어서, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 알콕시실란 단량체를 포함하는 쉘은 상기 제조된 디엔계 라텍스 코어에 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체, 알콕시실란 단량체, 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 투입하고 그라프트 공중합하여 상기 디엔계 라텍스 코어 상에 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 쉘은 상기 코어의 외표면을 둘러싸며 형성되는 것이 바람직할 수 있다.Subsequently, the shell containing the alkyl (meth) acrylate monomer and the alkoxysilane monomer can be produced by mixing an alkyl (meth) acrylate monomer, an alkoxysilane monomer, a polyethylene glycol comonomer and a phosphate anionic emulsifier And graft copolymerization may be carried out on the diene-based latex cores. At this time, the shell may be formed to surround the outer surface of the core.

상기 그라프트 공중합은 특별히 한정되지 않고 당분야에 통상적으로 공지된 방법에 의하여 수행할 수 있으나, 예컨대 앞서 언급한 유화 중합과 동일한 조성 및 반응 조건에서 수행할 수 있다.The graft copolymerization is not particularly limited, and can be carried out by a conventionally known method in the art. For example, the graft copolymerization can be carried out under the same composition and reaction conditions as the emulsion polymerization mentioned above.

추가로, 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 제조한 후 응집하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the composite having the core-shell structure may further comprise a step of preparing and then coagulating.

상기 응집은 당업계에 통상적으로 사용하는 방법으로, 산, 염 또는 고분자를 사용하여 응집할 수 있다.The aggregation may be carried out by a method commonly used in the art, and may be carried out using an acid, a salt or a polymer.

또한, 상기 응집 후, 당업계에 통상적으로 사용되는 방법으로 탈수 및 건조하여 분체로 제조하는 방법 또는 분무 건조방법을 통해 분체를 제조할 수 있다.After the coagulation, the powder may be prepared by a method of dehydrating and drying the powder by a method commonly used in the art, or by a spray drying method.

상기 제조방법을 통해 얻어진 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 평균 입경이 30 내지 100 ㎚일 수 있다.The composite having the core-shell structure obtained through the above-described production method may have an average particle diameter of 30 to 100 nm.

또한, 본 발명은 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.The present invention also provides a rubber composition comprising the composite having the core-shell structure.

특히, 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 코어 및 쉘에 폴리에틸렌글리콜계 공단체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함함으로써 포함되는 고무 조성물의 동적 성질에 영향을 주는 점탄성 특성을 만족시킬 뿐만 아니라 기계적 특성과 내마모 특성도 향상시킬 수 있다. 상기 점탄성 특성은 회전 저항과 wet 그립성에 관여하며, 회전 저항을 낮춰 연비를 저감하고, wet 그립성을 높여 자동차 주행시 제동성(또는 브레이크성)을 높인다.Particularly, the composite having the core-shell structure satisfies not only the viscoelastic characteristic that affects the dynamic properties of the rubber composition included by including the polyethylene glycol-based co-polymer and the phosphate-based anionic emulsifier in the core and shell, The abrasion resistance can also be improved. The viscoelastic characteristic is related to rotational resistance and wet gripability, and reduces rotational resistance to reduce fuel consumption and wet gripability, thereby enhancing braking (or braking) performance when driving.

구체적으로, 상기 고무 조성물은 고무 100 중량부에 대해, 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 20 내지 80 중량부로 포함할 수 있다.Specifically, the rubber composition may include 20 to 80 parts by weight of the composite having the core-shell structure per 100 parts by weight of the rubber.

상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 함량이 상기 범위 미만이면 이를 포함한 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품, 예컨대 타이어의 기계적 물성 및 내마모성에 대한 개선 효과가 미미할 수 있으며, 이와 반대로 상기 범위를 초과할 경우에도 상기 타이어의 회전 저항성 및 wet 그립성이 저하될 수 있다.If the content of the composite having the core-shell structure is less than the above range, the effect of improving the mechanical properties and abrasion resistance of the rubber molded article made from the rubber composition containing the core-shell structure may be insufficient. On the other hand, The rotational resistance and wet grip property of the tire may be deteriorated.

상기 고무 조성물은 상기 고무에 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체가 분산되어 있는 혼합물인 것일 수 있으며, 상기 혼합물은 상기 고무의 에멀젼에 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체가 혼합하고 응집한 응집체 형태이거나 또는 상기 고무에 상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 단순 혼합한 형태인 것일 수 있다. The rubber composition may be a mixture in which the composite having the core-shell structure is dispersed in the rubber, and the mixture may be in the form of aggregate in which the emulsion of the rubber and the composite having the core-shell structure are mixed and agglomerated, And the composite having the core-shell structure may be simply mixed with the rubber.

상기 고무는 특별히 한정되는 것은 아니나, 일례로 천연고무; 디엔계 고무, 스티렌-부타디엔계 고무, 이소프렌계 고무, 니트릴 고무, 우레탄계 고무, 부틸계 고무 등의 합성고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The rubber is not particularly limited, and examples thereof include natural rubber; Synthetic rubbers such as diene rubbers, styrene-butadiene rubbers, isoprene rubbers, nitrile rubbers, urethane rubbers, butyl rubbers, and the like.

이때 필요한 경우 이 분야에서 통상적으로 사용하는 각종 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 열 안정제, 활제, 충격보강제, 가소제, UV 안정제, 난연제, 착색제, 충진제, 난연제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 상용화제, 염료, 무기물 첨가제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 혼화제, 착색제, 안정제, 활제, 정전기방지제, 안료, 방염제, 가황 촉진제 등의 통상의 첨가제가 부가될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 적용될 수 있다.If necessary, various additives commonly used in this field may be further included. Examples of the additive include heat stabilizers, lubricants, impact modifiers, plasticizers, UV stabilizers, flame retardants, colorants, fillers, flame retardants, antimicrobials, mold release agents, heat stabilizers, antioxidants, light stabilizers, compatibilizers, dyes, A conventional additive such as a filler, a filler, a plasticizer, an impact modifier, an admixture, a colorant, a stabilizer, a lubricant, an antistatic agent, a pigment, a flame retardant and a vulcanization accelerator may be added alone or in admixture of two or more .

아울러, 본 발명은 상기의 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품을 제공한다. In addition, the present invention provides a rubber molded article produced from the above rubber composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 고무 성형품은 타이어일 수 있으며, 바람직하게는 타이어 트레드일 수 있다.The rubber molded article according to one embodiment of the present invention may be a tire, preferably a tire tread.

본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 고무 조성물로부터 제조된 상기 고무 성형품, 특히 타이어는 기계적 물성이 향상됨과 동시에 수명성능, 연비성능, 제동성능이 개선될 수 있다.The rubber molded article, particularly the tire, made from the rubber composition comprising the composite having the core-shell structure according to the present invention can improve the mechanical properties and improve the life performance, the fuel consumption performance and the braking performance.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

실시예 1Example 1

(1) 디엔계 라텍스 코어의 제조(1) Production of Dienic Latex Core

교반기가 장착된 120 ℓ 고압 중합 용기에 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여, 이온 교환수 280 중량부, 완충용액 0.3 중량부, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 1.5 중량부, 에틸렌디아민 테트라나트륨초산염 0.0047 중량부, 황산 제1철 0.003 중량부, 나트륨포름알데히드 술폭시산 0.02 중량부 및 디이소프로필벤젠 하이드로퍼옥사이드 0.1 중량부를 초기 충진시켰다. 여기에 부타디엔(BD, butadiene) 30 중량%, 스티렌(SM, styrene monomer) 47 중량%, 디비닐벤젠(DVB, divinylbenzene) 20 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트(PEGMA, poly(ethylene glycol) methacrylate) 3 중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 투입하여 50 ℃에서 6 시간 중합하여 얻어진 디엔계 라텍스 코어로서, 입자 크기가 260 Å인 디엔계 라텍스 코어를 제조하였다. 제조된 디엔계 라텍스의 중합 전환율은 96 %이었다.Into a 120 L high-pressure polymerization vessel equipped with a stirrer, 280 parts by weight of ion-exchanged water, 0.3 part by weight of buffer solution, 1.5 parts by weight of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate, 0.1 part by weight of ethylenediaminetetra sodium 0.0047 parts by weight of acetic acid salt, 0.003 parts by weight of ferrous sulfate, 0.02 part by weight of sodium formaldehyde sulfoxylic acid and 0.1 part by weight of diisopropylbenzene hydroperoxide were initially charged. 30 wt% of butadiene (BD), 47 wt% of styrene (SM), 20 wt% of divinylbenzene (DVB) and poly (ethylene glycol) methacrylate (PEGMA) 3% by weight, and the mixture was polymerized at 50 DEG C for 6 hours to prepare a dienic latex core having a particle size of 260 ANGSTROM as a diene-based latex core. The polymerization conversion rate of the produced diene latex was 96%.

(2) 코어-쉘 구조를 갖는 복합체의 제조(2) Preparation of a composite having a core-shell structure

상기 제조된 디엔계 라텍스 코어 60 중량%(고형분 기준)를 밀폐된 반응기에 투입한 후, 질소를 충진하고 여기에 에틸렌디아민 테트라나트륨 초산염 0.0094 중량부, 황산 제1철 0.006 중량부, 나트륨포름알데히드 설폭실레이트 0.04 중량부를 투입한 후, 메틸 메타크릴레이트 28 중량%와 트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트 10 중량% 및 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트 2 중량%를 포함하는 단량체 혼합물을 투입하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 0.5 중량부, 이온 교환수 30 중량부 및 t-부틸 하이드로퍼옥사이드 0.1 중량부를 50 ℃에서 1시간 동안 연속 투입한 후 1시간 동안 추가로 그라프트 중합하여 상기 디엔계 라텍스 코어 상에 쉘을 형성함으로써 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 제조하였다. 여기에서, 상기 중량부는 상기 디엔계 라텍스 코어, 메틸 메타크릴레이트 및 트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트의 전체량을 100 중량부로 하여 나타낸 것이다.60% by weight (based on solid content) of the prepared diene-based latex core was charged into a closed reactor, and then nitrogen was charged. Then, 0.0094 part by weight of ethylenediaminetetra sodium acetate, 0.006 part by weight of ferrous sulfate, And 0.04 part by weight of a poxylate was added thereto. Then, a monomer mixture containing 28% by weight of methyl methacrylate, 10% by weight of trimethoxysilylpropyl methacrylate and 2% by weight of polyethylene glycol methacrylate was added, Oxyethylene lauryl ether) phosphate (30 parts by weight), ion-exchanged water (30 parts by weight) and t-butyl hydroperoxide (0.1 part by weight) were continuously added at 50 ° C for 1 hour and further graft polymerized for 1 hour to prepare diene- A composite having a core-shell structure was prepared by forming a shell on the core. Herein, the weight part represents the total amount of the dienic latex core, methyl methacrylate and trimethoxysilylpropyl methacrylate as 100 parts by weight.

상기 제조된 코어-쉘 구조의 중합체 입자를 스프레이 드라이어(NIRO사)로 190 ℃, 10,000 rpm 조건에서 분무 건조하여 코어-쉘 구조를 갖는 복합체 분말을 수득하였다.The polymer particles having the core-shell structure prepared above were spray-dried at 190 DEG C and 10,000 rpm in a spray dryer (NIRO) to obtain a composite powder having a core-shell structure.

(3) 고무 조성물의 제조(3) Production of rubber composition

300cc 밴버리 타입 Haak 믹서(Termo-fisher scientific)에 부타디엔 고무(SSBR 3626, ㈜엘지화학, TDAE(treated distillate aromatic extract) 37.5% 포함) 137.5 중량부, 얻어진 코어-쉘 구조를 갖는 복합체 분말 50 중량부, 스테아르산 2.0 중량부, Z50S(EVONIK DEGUSSA, 50% 카본블랙/50% 비스(3-트리메톡시실릴프로필테트라술판) 11.2 중량부, 산화아연 3.0 중량부, 폴리머라이즈드 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로 퀴놀린(Flexsys) 2.0 중량부, 왁스 1.0 중량부, 디페닐구아니딘(Flexsys) 1.75 중량부를 투입하고 70 ℃에서 150 ℃까지 승온시키면서(약 6분 소요) 80 rpm으로 교반하고, 150 ℃의 온도를 유지하면서 4분간 더 교반하여 1차 배합물을 수득하였다. 137.5 parts by weight of a butadiene rubber (SSBR 3626, 37.5% of treated distillate aromatic extract (TDAE)) was added to a 300 cc Banbury-type Haak mixer, 50 parts by weight of the obtained composite powder having a core- 2.0 parts by weight of stearic acid, 2.0 parts by weight of Z50S (EVONIK DEGUSSA, 50% carbon black / 50% bis (3-trimethoxysilylpropyltetrasulfane) 11.2 parts, zinc oxide 3.0 parts by weight, polymerized 2,2,4- 2.0 parts by weight of 1,2-dihydroquinoline (Flexsys), 1.0 part by weight of wax and 1.75 parts by weight of diphenyl guanidine (Flexsys) were charged and stirred at 80 rpm while raising the temperature from 70 캜 to 150 캜 , And further stirred for 4 minutes while maintaining the temperature at 150 캜 to obtain a primary blend.

얻어진 1차 배합물은 상온에서 2시간 이상 충분히 냉각시킨 후, 냉각된 1차 배합물을 상기 밴버리 타입 Haak 믹서에 다시 투입하고 가교제인 황 1.5 중량부와 가교촉진제인 N-t-부틸-2-벤조티아질 술폰아미드(Flexsys) 2.0 중량부를 첨가하고 40 ℃의 온도에서 40 rpm으로 1분 30초 동안 교반하여 2차 배합물을 수득하였다.The resulting primary blend was cooled sufficiently at room temperature for 2 hours or more, then the cooled primary blend was poured into the Banbury-type Haak mixer, and 1.5 parts by weight of sulfur as a crosslinking agent and Nt-butyl-2-benzothiazylsulfone 2.0 parts by weight of amide (Flexsys) were added and stirred at 40 DEG C at 40 rpm for 1 minute and 30 seconds to obtain a second blend.

제조된 2차 배합물을 50 ℃, 6인치 롤을 이용하여 두께 4 mm의 시트로 성형하여 고무 시편을 제조하였다.The prepared secondary blend was molded into a 4 mm thick sheet at 50 캜 using a 6 inch roll to prepare a rubber specimen.

실시예 2Example 2

상기 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트를 코어 제조시에 2.5 중량부, 쉘 제조시에 1 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that 2.5 parts by weight of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate was used in preparing the core and 1 part by weight in the shell preparation.

실시예 3Example 3

코어 제조시 부타디엔을 50 중량%, 스티렌을 26 중량%, 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 4 중량%, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 2 중량부로 사용하고, 쉘 제조시에 메틸 메타크릴레이트를 28.5 중량%, 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 1.5 중량%, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 0.8 중량부로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.In producing the core, 50% by weight of butadiene, 26% by weight of styrene, 4% by weight of polyethylene glycol methacrylate and 2 parts by weight of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate were used, and methyl methacrylate , 28.5% by weight of ethylene glycol dimethacrylate, 1.5% by weight of polyethylene glycol methacrylate and 0.8% by weight of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate.

비교예 1Comparative Example 1

코어 제조시 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 첨가하지 않고 스티렌을 50 중량%로 사용하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 대신 소듐 알킬아릴나프탈렌설포네이트를 3.6 중량부로 첨가하고, 쉘 제조시에도 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 첨가하지 않고 메틸 메타크릴레이트를 30 중량%로 사용하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 대신 소듐 알킬아릴나프탈렌설포네이트를 1 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.Styrene was used in an amount of 50 wt%, polyethylene glycol methacrylate was not added, and sodium alkylaryl naphthalene sulfonate was added in an amount of 3.6 parts by weight instead of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate. Except that polyethylene glycol methacrylate was not added and methyl methacrylate was used in an amount of 30% by weight, and sodium alkylaryl naphthalene sulfonate was added instead of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate as 1 part by weight. A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

고무 조성물 제조시 코어-쉘 구조를 갖는 복합체 분말을 첨가하지 않고 실리카 충진제 70 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that 70 parts by weight of a silica filler was added without adding a composite powder having a core-shell structure.

비교예 3Comparative Example 3

코어 제조시 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 첨가하지 않고 스티렌을 50 중량%로 사용하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트를 2 중량부로 첨가하고, 쉘 제조시에도 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 첨가하지 않고 메틸 메타크릴레이트를 30 중량%로 사용하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트를 0.8 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.In the preparation of the core, polyethylene glycol methacrylate was not added and styrene was used in an amount of 50% by weight, sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate was added in an amount of 2 parts by weight, and polyethylene glycol methacrylate A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that methyl methacrylate was used in an amount of 30% by weight and sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate was added in an amount of 0.8 part by weight.

비교예 4Comparative Example 4

코어 제조시 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트를 첨가하지 않고 스티렌을 46 중량%, 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 4 중량%로 첨가하고, 쉘 제조시 메틸 메타크릴레이트를 28.5 중량%, 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 1.5 중량%로 사용하고 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 대신 소듐 알킬아릴나프탈렌설포네이트를 1 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.46% by weight of styrene and 4% by weight of polyethylene glycol methacrylate were added without adding sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate in the preparation of the core, and 28.5% by weight of methyl methacrylate, A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1, except that glycol methacrylate was used in an amount of 1.5% by weight and sodium alkyldiallylphthalene sulfonate was added in place of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate in an amount of 1 part by weight. .

비교예 5Comparative Example 5

코어 제조시 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 첨가하지 않고 스티렌을 50 중량%로 사용하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 대신 소듐 알킬아릴나프탈렌설포네이트를 3.6 중량부로 첨가하고, 쉘 제조시에 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트를 0.8 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.In the production of the core, polyethylene glycol methacrylate was not added and styrene was used in an amount of 50% by weight and sodium alkylaryl naphthalene sulfonate was added in an amount of 3.6 parts by weight instead of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) A rubber specimen was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.8 part by weight of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate was added.

비교예 6Comparative Example 6

코어 제조시 스티렌을 46 중량%, 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 4 중량%, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 2 중량부로 사용하고, 쉘 제조시에 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트를 첨가하지 않고 메틸 메타크릴레이트를 30 중량%로 사용하고, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트 대신 소듐 알킬아릴나프탈렌설포네이트를 1 중량부로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통하여 고무 시편을 제조하였다.In the production of the core, 46% by weight of styrene, 4% by weight of polyethylene glycol methacrylate and 2 parts by weight of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate were used, and methylethylene glycol methacrylate Except that 1 part by weight of sodium alkylaryl naphthalene sulfonate was used instead of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate and 30 parts by weight of methacrylate was added to the rubber specimen .

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 코어core 단량체
(중량%)
Monomer
(weight%)
BD1) BD 1) 3030 3030 5050 3030 -- 3030 3030 3030 3030
SM2) SM 2) 4747 4747 2626 5050 -- 5050 4646 5050 4646 DVB3 ) DVB 3 ) 2020 2020 2020 2020 -- 2020 2020 2020 2020 PEGMA4 ) PEGMA 4 ) 33 33 44 -- -- -- 44 -- 44 PAP5 ) (중량부)PAP 5 ) (parts by weight) 1.51.5 2.52.5 22 -- -- 22 -- -- -- SANS6 ) (중량부)SANS 6 ) (parts by weight) -- -- -- 3.63.6 -- -- 3.63.6 3.63.6 -- Shell 단량체
(중량%)
Monomer
(weight%)
MMA7 ) MMA 7 ) 7070 7070 71.2571.25 7575 00 7575 71.2571.25 7070 7575
MPS8 ) MPS 8 ) 2525 2525 2525 2525 00 2525 2525 2525 2525 PEGMAPEGMA 55 55 3.753.75 00 00 00 3.753.75 55 00 PAP(중량부)PAP (parts by weight) 0.50.5 1One 0.80.8 -- -- 0.80.8 -- 0.80.8 -- SANS(중량부)SANS (parts by weight) -- -- -- 1One -- -- 1One 00 1One * 상기 중량부는 코어 및 쉘을 이루는 단량체 각각의 총합 100중량%를 100 중량부로 하여 나타낸 것이다.
1) 부타디엔(butadiene)
2) 스티렌(styrene monomer)
3) 디비닐벤젠(divinylbenzene)
4) 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트(PEGMA, poly(ethylene glycol) methacrylate)
5) 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트
6) 소듐 알킬아릴나프탈렌설포네이트
7) 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate)
8) 트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트((trimethoxysilyl)propyl methacrylate)
* The above parts by weight represent 100 parts by weight of the total amount of each of the monomers constituting the core and the shell.
1) Butadiene
2) styrene monomer
3) Dibinylbenzene
4) Polyethylene glycol methacrylate (PEGMA, poly (ethylene glycol) methacrylate)
5) Sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate
6) sodium alkylaryl naphthalene sulfonate
7) methyl methacrylate
8) trimethoxysilyl propyl methacrylate (trimethoxysilyl) propyl methacrylate

실험예: 물성 측정Experimental Example: Measurement of Physical Properties

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 고무 시편의 특성을 비교 분석하기 위하여 하기 방법에 따라 비중, 인장강도, 인장신율, 300% 모듈러스, 내마모성, Payne effect(ΔG) 및 동적 손실계수를 측정하였다. 이때 얻어진 결과는 하기 표 2에 나타내었다.The specific gravity, tensile strength, tensile elongation, 300% modulus, abrasion resistance, Payne effect (ΔG) and dynamic loss coefficient were measured according to the following methods in order to comparatively analyze the characteristics of the rubber specimens prepared in Examples and Comparative Examples. The results obtained are shown in Table 2 below.

(1) 비중(1) Specific gravity

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 시편을 2 cm(가로)×2 cm(세로)×3 mm(두께)의 샘플로 제조하고, METTLER TOLEDO사의 model AG245를 사용하여 비중을 측정하였다.Each of the specimens prepared in Examples and Comparative Examples was prepared as a sample of 2 cm (width) × 2 cm (length) × 3 mm (thickness), and specific gravity was measured using model AG245 manufactured by METTLER TOLEDO.

(2) 인장강도, 인장신율 및 300% 모듈러스(2) Tensile strength, tensile elongation and 300% modulus

인장강도, 인장신율 및 300% 모듈러스는 ASTM D638에 의거하여 분석을 실시하였다. 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 시편을 300 ℃에서 사출성형하여 1/8″의 각 샘플을 제조하고 23 ℃에서 24시간 방치한 후, 샘플의 양끝을 인장 시험기(INSTRON, 4465 model)의 물림쇠에 물린 후, 한쪽 물림쇠는 고정하고 다른 쪽물림쇠를 500 mm/min의 속도로 당겨 각 시편이 300%로 신장될 시의 하중값 및 절단시의 하중값을 얻고, 하기 수학식 1, 수학식 2 및 수학식 3을 통하여 각각 인장강도(kgf/cm2), 인장신율(%) 및 300% 모듈러스(kgf/cm2)를 계산하였다:Tensile strength, tensile elongation and 300% modulus were analyzed according to ASTM D638. Each of the specimens prepared in Examples and Comparative Examples was injection-molded at 300 ° C to prepare 1/8 "samples. The specimens were allowed to stand at 23 ° C for 24 hours, and then the both ends of the samples were placed in a tensile tester (INSTRON, 4465 model) After being stuck to the staple, one staple is fixed and the other staple is pulled at a speed of 500 mm / min to obtain a load value when each specimen is elongated to 300% and a load value at the time of cutting, Tensile strength (kgf / cm 2 ), tensile elongation (%), and 300% modulus (kgf / cm 2 )

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00006
Figure pat00006

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00007
Figure pat00007

(3) 내마모성(3) Abrasion resistance

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 고무 시편을 160 ℃에서 20분간 가교하여 각 샘플을 제조하고, No. 152 Akron Type Abrasion Tester(Yasuda)를 사용하여 10 lb 적재하에 500회 예비마모를 진행한 후, 3000회 본 마모를 진행하여 부피 감소분을 측정하였다.Each of the rubber specimens prepared in the above Examples and Comparative Examples was crosslinked at 160 캜 for 20 minutes to prepare respective samples. 152 Akron Type Abrasion Tester (Yasuda) was used to perform preliminary abrasion 500 times under 10 lb load, followed by 3000 cycles of abrasion, and volume reduction was measured.

(4) Payne effect(ΔG′) 및 동적 손실계수(tan δ)(4) Payne effect (ΔG ') and dynamic loss factor (tan δ)

Payne effect 및 동적 손실계수을 분석하기 위하여 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 각 시편에 대한 동적 점탄성 시험을 실시하였다.In order to analyze the Payne effect and the dynamic loss coefficient, dynamic viscoelasticity tests were carried out on each of the specimens prepared in the above Examples and Comparative Examples.

우선, 상기 각 시편을 160 ℃에서 20분간 가교하여 동적 점탄성 시험용 시편을 제조하였으며, 상기 Payne effect는 각 시편의 동적 점탄성 시험 중 strain sweep 테스트를 통하여 얻었다.The Payne effect was obtained by a strain sweep test during the dynamic viscoelasticity test of each specimen. The dynamic viscoelasticity test was carried out at 160 ° C for 20 minutes.

또한, 회전 저항성 및 wet 그립성을 분석하기 위하여 동적 점탄성 시험을 실시하여 동적 손실계수(tan δ)를 측정하였다. In order to analyze the rotational resistance and the wet grip property, the dynamic viscoelasticity test was performed to measure the dynamic loss coefficient (tan δ).

동적 점탄성 시험은 점탄성기(DMTS 500N, Gabo, 독일)를 사용하여 주파수 10 Hz, Prestrain 5 %, Dynamic strain을 0.5 %로 -40 ℃에서 70 ℃까지 분당 2 ℃로 승온하면서 수행하였다. The dynamic viscoelasticity test was carried out using a viscoelastic machine (DMTS 500N, Gabo, Germany) at a frequency of 10 Hz, a prestrain of 5%, and a dynamic strain of 0.5%, from -40 ° C to 70 ° C.

이때, 0 ℃에서의 동적 손실계수는 타이어에 적용시 wet 그립성(제동성능)의 정도를 나타내는 값이고, Payne effect 및 60 ℃에서의 동적 손실계수는 타이어의 회전 저항성(연비성능)의 정도를 나타내는 값으로 0 ℃에서의 동적 손실계수가 높을수록 wet 그립성이 우수한 것을 의미하고, Payne effect 및 60 ℃에서의 동적 손실계수가 낮을수록 회전 저항성이 우수한 것을 의미한다.In this case, the dynamic loss coefficient at 0 ° C is a value indicating the degree of wet grip performance (braking performance) when applied to a tire, and the Payne effect and the dynamic loss coefficient at 60 ° C are the degrees of rotation resistance The higher the dynamic loss coefficient at 0 캜, the better the wet grip property, and the lower the Payne effect and the dynamic loss coefficient at 60 캜, the better the rolling resistance.

실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 비교예 3Comparative Example 3 비교예 4Comparative Example 4 비교예 5Comparative Example 5 비교예 6Comparative Example 6 비중
(g/cm3)
importance
(g / cm 3)
1.001.00 1.001.00 0.990.99 0.990.99 1.1461.146 0.980.98 0.980.98 0.980.98 0.980.98
인장강도
(kgf/cm2)
The tensile strength
(kgf / cm 2 )
220220 219219 224224 202202 232232 203203 210210 204204 208208
인장신율
(%)
Tensile elongation
(%)
623623 617617 634634 556556 657657 558558 578578 562562 585585
300% 모듈러스
(kgf/cm2)
300% modulus
(kgf / cm 2 )
7373 7373 7272 7878 6969 7777 7878 7979 7777
내마모성
(cc)
Abrasion resistance
(cc)
0.01010.0101 0.00950.0095 0.00970.0097 0.01560.0156 0.02650.0265 0.01540.0154 0.01530.0153 0.01400.0140 0.1510.151
Payne effect
(ΔG′, ㎪)
Payne effect
(? G ',?)
213213 195195 202.74202.74 327327 612612 324324 311311 317317 314314
tan δ(0 ℃)tan δ (0 ° C.) 0.7850.785 0.7780.778 0.7990.799 0.7010.701 0.6220.622 0.7040.704 0.7220.722 0.7080.708 0.7260.726 tan (60 ℃)tan (60 DEG C) 0.0730.073 0.0680.068 0.0710.071 0.1120.112 0.1330.133 0.1110.111 0.1060.106 0.1090.109 0.1080.108

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서 제시한 코어 및 쉘에 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 사용하여 제조한 실시예 1 내지 3의 고무가 비교예 1 내지 6의 고무와 비교하여 우수한 비중, 인장강도, 인장신율, 300% 모듈러스 특성을 나타냄과 동시에 Payne effect가 현저히 낮고 0 ℃에서의 동적 손실계수가 높으며 60 ℃에서의 동적 손실계수가 낮음을 확인할 수 있다.As shown in Table 2, the rubbers of Examples 1 to 3 prepared using a composite having a core-shell structure containing a polyethylene glycol-based comonomer and a phosphate-based anionic emulsifier in the core and shell of the present invention Exhibits excellent specific gravity, tensile strength, tensile elongation, and 300% modulus characteristic as compared with the rubbers of Comparative Examples 1 to 6, has a significantly low Payne effect, a high dynamic loss coefficient at 0 ° C and a dynamic loss coefficient at 60 ° C Low.

구체적으로, 코어 및 쉘에 폴리에틸렌계 공단량체와 인산계 음이온성 유화제를 포함하지 않는 비교예 2의 고무와 비교한 결과, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 고무가 우수한 기계적 특성 및 동적 성질을 나타내었다.Specifically, as compared to the rubber of Comparative Example 2, which does not contain a polyethylene comonomer and a phosphoric acid anionic emulsifier in the core and shell, the rubbers of Examples 1 to 3 according to the present invention have excellent mechanical and dynamic properties Respectively.

또한, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3에서 제조한 고무가 코어-쉘 구조를 갖는 복합체 대신에 실리카를 충진제로 사용한 비교예 2의 고무에 비하여 다소 낮은 인장강도, 인장신율, 300% 모듈러스 특성을 나타내나, 높은 내마모성과 현저히 낮은 Payne effect 및 우수한 동적 손실계수 특성을 나타내었다. 이는, 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체가 비교예 2에서 사용된 실리카와 비교하여 유사한 정도의 기계적 특성(인장강도 등)을 고무에 부여함과 동시에 타이어에 적용시 내마모성(수명특성), 회전 저항성(연비성능) 및 wet 그립성(제동성능)은 향상시킬 수 있음을 나타낸다. In addition, the rubber prepared in Examples 1 to 3 according to the present invention had somewhat lower tensile strength, tensile elongation and 300% modulus characteristics than the rubber of Comparative Example 2 using silica as a filler instead of the composite having a core-shell structure , But exhibited high abrasion resistance, significantly low payne effect and excellent dynamic loss coefficient. This is because the composite having the core-shell structure according to the present invention imparts mechanical properties (tensile strength and the like) to the rubber comparable to those of the silica used in Comparative Example 2, and at the same time, the abrasion resistance (life characteristic) , Rotational resistance (fuel economy performance) and wet grip performance (braking performance) can be improved.

이에 더해서, 폴리에틸렌글리콜계 단량체와 인산계 음이온성 유화제 중 하나를 코어 및 쉘에 사용하거나 폴리에틸렌글리콜계 단량체와 인산계 음이온성 유화제를 코어나 쉘 중 어느 하나에만 포함하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 비교예 3 내지 6의 고무와 비교한 결과 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 고무가 우수한 인장강도, 인장신율, 300% 모듈러스 특성을 가지는 것은 물론 Payne effect, 내마모성 및 60 ℃에서의 동적 손실계수는 낮은 수치를, 0 ℃에서의 동적 손실계수는 높은 수치를 가지므로 타이어에 적용시 요구되는 기계적 특성 및 성능 특성을 충분히 만족시킬 수 있음을 알 수 있다. In addition, a composite having a core-shell structure in which one of the polyethylene glycol-based monomer and the phosphate-based anionic emulsifier is used for the core and the shell, or the polyethylene glycol-based monomer and the phosphate-based anionic emulsifier is contained in either the core or shell, Compared with the rubbers of Comparative Examples 3 to 6, the rubbers of Examples 1 to 3 according to the present invention have excellent tensile strength, tensile elongation and 300% modulus, as well as payne effect, wear resistance and dynamic The loss factor is low and the dynamic loss coefficient at 0 ° C is high. Therefore, it can be understood that the mechanical characteristics and the performance characteristics required when the tire is applied are sufficiently satisfied.

특히, 실시예에서 제조된 고무는 Payne effect 및 60 ℃에서의 동적 손실계수가 비교예 대비 각각 최대 67% 및 48% 감소하였으며, 0 ℃에서의 동적 손실계수는 비교예 대비 최대 28% 증가한 결과를 얻었다. 이를 통해 본 발명에 따른 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 포함하는 고무 조성물은 타이어에 응용시 wet 그립성과 회전 저항성을 동시에 만족하여 개선된 제동성능과 연비성능을 확보할 수 있음을 알 수 있다.Particularly, the rubber produced in the examples exhibited a maximum loss of 67% and 48%, respectively, compared to the Comparative Example at a payne effect and a dynamic loss coefficient at 60 ° C, and a dynamic loss coefficient at 0 ° C increased by 28% . Accordingly, it can be seen that the rubber composition including the composite having the core-shell structure according to the present invention satisfies the wet grip and the rotational resistance at the same time when applied to the tire, thereby achieving improved braking performance and fuel efficiency.

본 발명의 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 고무 조성물에 사용되어 기계적 특성 및 점탄성 특성이 우수한 고무 성형품의 제작을 가능케 한다. The composite having the core-shell structure of the present invention is used in a rubber composition to make a rubber molded article having excellent mechanical properties and viscoelastic properties.

Claims (17)

디엔계 라텍스 코어; 및
상기 코어에 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 및 알콕시실란 단량체를 그라프트 중합시킨 쉘을 포함하고,
상기 코어 및 쉘은 폴리에틸렌글리콜계 공단량체 및 인산계 음이온성 유화제를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
Dienic latex cores; And
And a shell obtained by graft-polymerizing an alkyl (meth) acrylate monomer and an alkoxysilane monomer on the core,
Wherein the core and shell comprise a polyethylene glycol-based comonomer and a phosphate-based anionic emulsifier.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 하기 화학식 1로 표시되며 수평균분자량(Mn)이 300 내지 10,000 범위인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체:
[화학식 1]
Figure pat00008

(상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 메틸기; 또는 (메타)아크릴레이트기이고,
n은 3 내지 14의 정수이다)
The method according to claim 1,
Wherein the polyethylene glycol-based comonomer is represented by the following Formula 1 and has a number average molecular weight (M n ) in the range of 300 to 10,000:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00008

(In the formula 1,
R 1 and R 2 are the same or different and each independently hydrogen; Methyl group; Or a (meth) acrylate group,
and n is an integer of 3 to 14)
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌글리콜계 공단량체는 폴리에틸렌글리콜 아크릴레이트(poly(ethylene glycol) acrylate), 폴리에틸렌글리콜 메타크릴레이트(poly(ethylene glycol) methacrylate), 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트(poly(ethylene glycol) diacrylate) 및 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 1,
The polyethylene glycol comonomer may be at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol acrylate, poly (ethylene glycol) methacrylate, poly (ethylene glycol) diacrylate, and polyethylene glycol Dimethacrylate, and dimethacrylate. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 인산계 음이온성 유화제는 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체:
[화학식 2]
Figure pat00009

(상기 화학식 2에 있어서,
R3은 탄소수 10 내지 15의 알킬기이고,
m은 1 또는 2이며,
n은 4 내지 8의 정수이다)
The method according to claim 1,
The phosphate-based anionic emulsifier is represented by the following formula (2): < EMI ID =
(2)
Figure pat00009

(In the formula 2,
R 3 is an alkyl group having 10 to 15 carbon atoms,
m is 1 or 2,
and n is an integer of 4 to 8)
제1항에 있어서,
상기 인산계 음이온성 유화제는 소듐 디(헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르) 포스페이트, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 트리데실 에테르) 포스페이트, 소듐 디(헥사옥시에틸렌 미리스틸 에테르) 포스페이트, 디소듐 헥사옥시에틸렌 라우릴 에테르 포스페이트, 디소듐 헥사옥시에틸렌 트리데실 에테르 포스페이트 및 디소듐 헥사옥시에틸렌 미리스틸 에테르 포스페이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 1,
The phosphate anionic emulsifier may be selected from the group consisting of sodium di (hexaoxyethylene lauryl ether) phosphate, sodium di (hexaoxyethylene tridecyl ether) phosphate, sodium di (hexaoxyethylene myristyl ether) phosphate, disodium hexaoxyethylene lauryl Wherein the core-shell structure is at least one selected from the group consisting of ether phosphate, disodium hexaoxyethylene tridecyl ether phosphate and disodium hexaoxyethylene myristyl ether phosphate.
제1항에 있어서,
상기 코어는 코어를 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로,
공액디엔계 단량체 20 내지 60 중량%;
에틸렌 불포화성 방향족 단량체 20 내지 60 중량%;
가교제 10 내지 30 중량%;
폴리에틸렌글리콜계 공단량체 1 내지 10 중량%; 및
인산계 음이온성 유화제 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 1,
Based on 100% by weight of the total monomer constituting the core,
20 to 60% by weight of a conjugated diene monomer;
From 20 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated aromatic monomer;
10 to 30% by weight of a crosslinking agent;
1 to 10% by weight of a polyethylene glycol comonomer; And
And 1 to 5% by weight of a phosphoric acid anionic emulsifier.
제6항에 있어서,
상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-페닐-1,3-부타디엔, 1,3-헥사디엔, 2,4-헥사디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 2,4-디메틸-1,3-펜타디엔, 3-에틸-1,3-펜타디엔 및 클로로프렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 6,
The conjugated diene-based monomer may be at least one selected from the group consisting of 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene, 1,3-hexadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 2,4-dimethyl-1,3-pentadiene, 3-ethyl- Wherein the core-shell structure is at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, pentadiene, and chloroprene.
제6항에 있어서,
상기 에틸렌 불포화성 방향족 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 이소프로필페닐나프탈렌, 비닐나프탈렌, 탄소수 1 내지 3의 알킬기가 치환된 알킬스티렌 및 할로겐이 치환된 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 6,
Wherein the ethylenically unsaturated aromatic monomer is at least one member selected from the group consisting of styrene,? -Methylstyrene, isopropylphenylnaphthalene, vinylnaphthalene, alkylstyrene substituted with an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and halogen-substituted styrene ≪ / RTI > having a core-shell structure.
제6항에 있어서,
상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크리레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 아릴메타크릴레이트 및 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 6,
The crosslinking agent may be at least one selected from the group consisting of divinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, aryl methacrylate, and 1,3 -Butylene glycol diacrylate. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 쉘은 쉘을 이루는 단량체 총합 100 중량%를 기준으로,
알킬 (메타)아크릴레이트 단량체 50 내지 80 중량%;
알콕시실란 단량체 10 내지 40 중량%;
폴리에틸렌글리콜계 공단량체 1 내지 10 중량%; 및
인산계 음이온성 유화제 1 내지 5 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 1,
Based on 100% by weight of the total monomer constituting the shell,
50 to 80% by weight of an alkyl (meth) acrylate monomer;
10 to 40% by weight of an alkoxysilane monomer;
1 to 10% by weight of a polyethylene glycol comonomer; And
And 1 to 5% by weight of a phosphoric acid anionic emulsifier.
제10항에 있어서,
상기 알킬 (메타)아크릴레이트 단량체는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트 및 스테아릴 메타크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
11. The method of claim 10,
The alkyl (meth) acrylate monomer may be selected from the group consisting of methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, methyl methacrylate, Methacrylate, methacrylate, methacrylate, methacrylate, methacrylate, lauryl methacrylate and stearyl methacrylate.
제10항에 있어서,
상기 알콕시실란 단량체는 트리메톡시실릴프로필 메타크릴레이트, 트리메톡시실릴프로필 아크릴레이트 및 트리메톡시실릴에틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
11. The method of claim 10,
Wherein the alkoxysilane monomer is at least one selected from the group consisting of trimethoxysilylpropyl methacrylate, trimethoxysilylpropyl acrylate, and trimethoxysilylethylstyrene.
제1항에 있어서,
상기 코어-쉘 구조를 갖는 복합체는 전체 100 중량%에 대하여
코어 40 내지 80 중량%; 및
쉘 20 내지 60 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조를 갖는 복합체.
The method according to claim 1,
The composite having the core-shell structure has a composition of 100 wt%
40 to 80% by weight of cores; And
And 20 to 60% by weight of the shell.
고무 100 중량부에 대해,
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 코어-쉘 구조를 갖는 복합체를 20 내지 80 중량부로 포함하는 고무 조성물.
With respect to 100 parts by weight of the rubber,
A rubber composition comprising 20 to 80 parts by weight of a composite having a core-shell structure according to any one of claims 1 to 13.
제14항에 있어서,
상기 고무는 천연고무, 디엔계 고무, 스티렌-부타디엔계 고무, 이소프렌계 고무, 니트릴 고무, 우레탄계 고무 및 부틸계 고무로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코어-쉘 구조의 중합체를 포함하는 고무 조성물.
15. The method of claim 14,
Wherein the rubber is at least one selected from the group consisting of natural rubber, diene rubber, styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, urethane rubber and butyl rubber. Rubber composition.
청구항 14에 기재된 고무 조성물로부터 제조된 고무 성형품.A rubber molded article produced from the rubber composition according to claim 14. 제16항에 있어서,
상기 고무 성형품은 타이어인 것을 특징으로 하는 고무 성형품.
17. The method of claim 16,
Wherein the rubber molded article is a tire.
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