KR20210031261A - Modified conjugated diene polymer, preparing method thereof and rubber composition comprising the same - Google Patents

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KR20210031261A
KR20210031261A KR1020190113005A KR20190113005A KR20210031261A KR 20210031261 A KR20210031261 A KR 20210031261A KR 1020190113005 A KR1020190113005 A KR 1020190113005A KR 20190113005 A KR20190113005 A KR 20190113005A KR 20210031261 A KR20210031261 A KR 20210031261A
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서경창
이호영
오정환
김미라
김현주
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Abstract

The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer having remarkable processability and excellent tensile strength and viscoelastic properties, and a rubber composition comprising the same. The modified conjugated diene-based polymer comprises: a polymer chain comprising a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; a modified monomer-derived unit represented by chemical formula 1; and a denaturant-derived functional group, wherein the modified monomer-derived unit is bonded to the polymer chain at least at one end thereof, and the denaturant-derived functional group is bonded to the modified monomer-derived unit bonded to the end of the polymer chain.

Description

변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물{MODIFIED CONJUGATED DIENE POLYMER, PREPARING METHOD THEREOF AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE SAME}Modified conjugated diene-based polymer, a method for producing the same, and a rubber composition containing the same TECHNICAL FIELD {MODIFIED CONJUGATED DIENE POLYMER, PREPARING METHOD THEREOF AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE SAME}

본 발명은 가공성이 뛰어나면서도 인장강도 및 점탄성 특성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a modified conjugated diene polymer having excellent processability and excellent tensile strength and viscoelastic properties, a method for preparing the same, and a rubber composition including the same.

최근 자동차에 대한 저연비화의 요구에 따라, 타이어용 고무 재료로서 구름 저항이 적고, 내마모성, 인장 특성이 우수하며, 젖은 노면 저항성으로 대표되는 조정 안정성도 겸비한 공액디엔계 중합체가 요구되고 있다.In recent years, in accordance with the demand for low fuel consumption for automobiles, a conjugated diene-based polymer having low rolling resistance, excellent abrasion resistance, and tensile properties as a rubber material for tires, and also having adjustment stability typified by wet road surface resistance is required.

타이어의 구름 저항을 감소시키기 위해서는 가황 고무의 히스테리시스 손실을 작게 하는 방안이 있으며, 이러한 가황 고무의 평가 지표로서는 50℃ 내지 80℃의 반발탄성, tan δ, 굿리치 발열 등이 이용된다. 즉, 상기 온도에서의 반발탄성이 크거나 tan δ, 굿리치 발열이 작은 고무 재료가 바람직하다.In order to reduce the rolling resistance of the tire, there is a method of reducing the hysteresis loss of the vulcanized rubber. As an evaluation index of the vulcanized rubber, resilience of 50°C to 80°C, tan δ, Goodrich heat generation, and the like are used. That is, a rubber material having high repulsion elasticity at the above temperature or low tan δ and Goodrich heat generation is preferable.

히스테리시스 손실이 작은 고무 재료로서는, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무 또는 폴리부타디엔 고무 등이 알려져 있지만, 이들은 젖은 노면 저항성이 작은 문제가 있다. 이에 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 함) 또는 부타디엔 고무(이하, BR이라 함)와 같은 공액디엔계 중합체 또는 공중합체가 유화중합이나 용액중합에 의해 제조되어 타이어용 고무로서 이용되고 있다. 이 중, 유화중합에 비해 용액중합이 갖는 최대의 장점은 고무 물성을 규정하는 비닐 구조 함량 및 스티렌 함량을 임의로 조절할 수 있고, 커플링(coupling)이나, 변성(modification) 등에 의해 분자량 및 물성 등을 조절할 수 있다는 점이다. 따라서, 최종 제조된 SBR 이나 BR의 구조 변화가 용이하고, 사슬 말단의 결합이나 변성으로 사슬 말단의 움직임을 줄이고 실리카 또는 카본블랙 등의 충전제와의 결합력을 증가시킬 수 있어 용액중합에 의한 SBR이 타이어용 고무 재료로 많이 사용된다.As a rubber material having a low hysteresis loss, natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, and the like are known, but these have a problem of low resistance to wet road surfaces. Accordingly, recently, conjugated diene-based polymers or copolymers such as styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as SBR) or butadiene rubber (hereinafter referred to as BR) are manufactured by emulsion polymerization or solution polymerization, and are used as rubber for tires. . Among them, the greatest advantage of solution polymerization compared to emulsion polymerization is that the vinyl structure content and styrene content that define rubber properties can be arbitrarily adjusted, and molecular weight and physical properties can be adjusted by coupling or modification. Is that it can be adjusted. Therefore, it is easy to change the structure of the final manufactured SBR or BR, reduce the movement of the chain ends by bonding or denaturation of the chain ends, and increase the bonding strength with fillers such as silica or carbon black. It is widely used as a rubber material.

이러한 용액중합 SBR이 타이어용 고무 재료로 사용되는 경우, 상기 SBR 내의 비닐 함량을 증가시킴으로써 고무의 유리전이온도를 상승시켜 주행저항 및 제동력과 같은 타이어 요구 물성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 유리전이온도를 적절히 조절함으로써 연료소모를 줄일 수 있다. 상기 용액중합 SBR은 음이온 중합 개시제를 사용하여 제조하며, 형성된 중합체의 사슬 말단을 여러 가지 변성제를 이용하여 결합시키거나, 변성시켜 말단에 관능기를 도입하는 기술이 이용되고 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,397,994호에는 일관능성 개시제인 알킬리튬을 이용하여 비극성 용매 하에서 스티렌-부타디엔을 중합하여 얻어진 중합체의 사슬 말단의 활성 음이온을 주석화합물과 같은 결합제를 사용하여 결합시킨 기술을 제시하였다.When such a solution-polymerized SBR is used as a rubber material for a tire, the glass transition temperature of the rubber can be increased by increasing the vinyl content in the SBR, so that the required properties of the tire such as running resistance and braking force can be adjusted, as well as the glass transition temperature. Fuel consumption can be reduced by appropriate control. The solution polymerization SBR is prepared using an anionic polymerization initiator, and a technique of introducing a functional group at the terminal by bonding or denaturing the chain ends of the formed polymer using various modifiers is used. For example, U.S. Patent No. 4,397,994 proposes a technique in which the active anion at the chain end of a polymer obtained by polymerizing styrene-butadiene in a non-polar solvent using alkyllithium, a monofunctional initiator, is bound using a binder such as a tin compound. I did.

한편, 중합체의 사슬 말단에 관능기를 도입시키기 위한 변성제로는 충전제의분상성 및 반응성을 극대화하기 위하여 분자 내 알콕시실란기와 아민기를 동시에 포함하는 아미노알콕시실란게 변성제를 적용하는 기술이 널리 알려져 있다. 그러나, 변성제 내 아민기의 수가 많아 지면 중합체 제조에 사용되는 탄화수소 용매에 대한 용해도가 낮아지고 이에 변성반응이 용이하게 이뤄지기 어려운 문제가 있다.On the other hand, as a modifier for introducing a functional group at the end of the polymer chain, a technique of applying an aminoalkoxysilane group modifier including an alkoxysilane group and an amine group in the molecule at the same time in order to maximize the powdery properties and reactivity of the filler is widely known. However, as the number of amine groups in the modifier increases, the solubility in the hydrocarbon solvent used for polymer production decreases, and thus it is difficult to easily perform the modification reaction.

USUS 43979944397994 AA

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 중합체 사슬 내 및 적어도 일측 말단에 아민기를 포함하는 변성 단량체 유래 단위를 포함하고, 상기 변성 단량체 유래 단위가 결합하고 있는 중합체 사슬 말단에 결합하는 변성제 유래 작용기를 포함하는 충전제와의 친화성이 더욱 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, including a unit derived from a modified monomer containing an amine group in the polymer chain and at least at one end, and bonded to the end of the polymer chain to which the unit derived from the modified monomer is bonded. An object of the present invention is to provide a modified conjugated diene polymer having more excellent affinity with a filler containing a functional group derived from a denaturing agent.

또한, 본 발명은 중합 개시제 및 변성 단량체 존재 하에 중합반응시켜 일 말단에 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 활성 중합체 사슬을 제조하고, 변성제와 반응 전 변성 단량체로 상기 활성 중합체 사슬 다른 일 말단을 변성 단량체와 캡핑하는 단계를 포함하는 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention polymerizes in the presence of a polymerization initiator and a modified monomer to prepare an active polymer chain including a unit derived from a modified monomer at one end, and the other end of the active polymer chain with a modified monomer before the reaction with a modifying agent. An object of the present invention is to provide a method of preparing the modified conjugated diene-based polymer comprising the step of capping.

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

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬; 하기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체 유래 단위; 및 변성제 유래 작용기를 포함하고, 상기 변성 단량체 유래 단위는 상기 중합체 사슬 내 및 적어도 일측 말단에 결합하고, 상기 변성제 유래 작용기는 중합체 사슬 말단에 결합하는 변성 단량체 유래 단위에 결합하고 있는 것인 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다:According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention is a polymer chain comprising a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; A unit derived from a modified monomer represented by the following formula (1); And a functional group derived from a denaturant, wherein the unit derived from the modified monomer is bonded to the polymer chain and at least one end thereof, and the functional group derived from the modifying agent is bonded to a unit derived from the modified monomer bonded to the end of the polymer chain. Based polymers are provided:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 이고,R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,

R2는 단일결합 또는 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, R 2 is a single bond or a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkylene group with a substituent,

R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, R 3 and R 4 are each independently a substituent substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group, a C 3 to C 20 cycloalkyl group or a C 6 to C 30 aryl group,

상기 치환기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이다.The substituent is one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.

또한, 본 발명은 탄소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 제1 변성 단량체 및 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 활성 중합체 사슬을 제조하는 단계(S1); 상기 활성 중합체 사슬에 제2 변성 단량체를 첨가하고 반응시켜 말단을 제2 변성 단량체 유래 단위로 캡핑하여 캡핑된 중합체 사슬을 제조하는 단계 (S2); 및 상기 캡핑된 중합체 사슬에 변성제를 첨가하고 반응시키는 단계(S3)를 포함하고, 상기 단계 (S1); 단계 (S2); 단계 (S3)는 연속적으로 실시되며, 상기 제2 변성 단량체는 (S1) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하고, 상기 변성제는 (S2) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하여 수행하는 것이고, 상기 제1 변성 단량체 및 제2 변성 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것인 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention is a step of polymerizing a first modified monomer and a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a carbon solvent in the presence of a polymerization initiator to prepare an active polymer chain containing a unit derived from a modified monomer ( S1); Adding and reacting a second modified monomer to the active polymer chain to prepare a capped polymer chain by capping the end with a unit derived from the second modified monomer (S2); And adding and reacting a denaturant to the capped polymer chain (S3), wherein the step (S1); Step (S2); Step (S3) is carried out continuously, the second modified monomer is added at the time when the polymerization conversion rate in step (S1) is 90% or more, and the modifying agent is added at the time when the polymerization conversion rate in step (S2) is 90% or more. And the first and second modified monomers are compounds represented by the following formula (1), and a method of preparing the modified conjugated diene-based polymer is provided.

아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체 및 충전제를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer and a filler.

본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 변성제 유래 작용기를 포함하고, 상기 변성제 유래 작용기와는 별개로 중합체 사슬 내 및 적어도 일 말단에 변성 단량체 유래 단위를 포함함으로써 충전제와의 친화성이 우수할 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention includes a functional group derived from a denaturant, and a unit derived from a modified monomer is included in the polymer chain and at least at one end separately from the functional group derived from the denaturant, thereby having excellent affinity with a filler. .

본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 아민기를 포함하는 변성 단량체를 중합반응 시에 사용하여 중합반응을 진행하고, 변성제와 반응 전 중합체 사슬을 변성 단량체로 캡핑하는 단계를 포함함으로써 변성제와 별개로 중합체에 아민기를 도입시킬 수 있고, 이에 변성제 내 아민기에 의한 변성반응의 곤람함을 해결할 수 있으며, 결과적으로 고변성의 변성 공액디엔계 중합체를 제조할 수 있다. The method for preparing a modified conjugated diene-based polymer according to the present invention comprises the step of carrying out a polymerization reaction by using a modified monomer containing an amine group during the polymerization reaction, and capping the polymer chain before the reaction with a modifying agent with a modified monomer. Separately, an amine group can be introduced into the polymer, thereby solving the difficulty of the denaturation reaction due to the amine group in the denaturant, and as a result, a highly modified modified conjugated diene-based polymer can be prepared.

또한, 본 발명에 따른 고무 조성물은 상기의 변성 공액디엔계 중합체를 포함함으로써 인장특성 및 점탄성 특성이 우수한 효과가 있다.In addition, the rubber composition according to the present invention has excellent tensile properties and viscoelastic properties by including the modified conjugated diene-based polymer.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention.

본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Terms and words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명에서 용어 '중합체 사슬(polymer chain)'은 하나 이상의 단량체가 중합반응하여 단량체 유래 단위가 반복적으로 연결되어 있는 것을 의미할 수 있다. In the present invention, the term'polymer chain' may mean that units derived from monomers are repeatedly linked by polymerization of one or more monomers.

본 발명에서 용어 '치환'은 작용기, 원자단, 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있고, 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환되는 경우에는 상기 작용기, 원자단 또는 화합물 내에 존재하는 수소의 개수에 따라 1개 또는 2개 이상의 복수의 치환기가 존재할 수 있으며, 복수의 치환기가 존재하는 경우 각각의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.In the present invention, the term'substitution' may mean that a functional group, an atomic group, or hydrogen of a compound is substituted with a specific substituent. When a functional group, an atomic group, or hydrogen of a compound is substituted with a specific substituent, the functional group, atomic group, or compound Depending on the number of hydrogens present, one or two or more of a plurality of substituents may be present, and when a plurality of substituents are present, each of the substituents may be the same or different from each other.

본 발명에서 용어 '알킬기(alkyl group)'는 1가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있고, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기; 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리부틸(tert-butyl) 및 네오펜틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기; 및 환형의 포화 탄화수소, 또는 불포화 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하는 환형의 불포화 탄화수소를 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present invention, the term'alkyl group' may mean a monovalent saturated aliphatic hydrocarbon, and may include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl; Branched alkyl groups such as isopropyl, sec-butyl, tert-butyl, and neo-pentyl; And a cyclic saturated hydrocarbon, or a cyclic unsaturated hydrocarbon containing one or two or more unsaturated bonds.

본 발명에서 용어 '알킬렌기(alkylene group)'는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등과 같은 2가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있다.In the present invention, the term'alkylene group' may mean a divalent saturated aliphatic hydrocarbon such as methylene, ethylene, propylene, and butylene.

본 발명에서 용어 '시클로알킬기(cycloalkyl group)'는 환형의 포화 탄화수소를 의미할 수 있다.In the present invention, the term'cycloalkyl group' may mean a cyclic saturated hydrocarbon.

본 발명에서 용어 '아릴기(aryl group)'는 환형의 방향족 탄화수소를 의미할 수 있고, 또한 1개의 환이 형성된 단환 방향족 탄화수소(monocyclic aromatic hydrocarbon), 또는 2개 이상의 환이 결합된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbon)을 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present invention, the term'aryl group' may mean a cyclic aromatic hydrocarbon, and also a monocyclic aromatic hydrocarbon having one ring formed, or a polycyclic aromatic hydrocarbon having two or more rings bonded thereto. hydrocarbon) may be included.

본 발명에서 용어 '아르알킬기(aralkyl)'은 아랄킬로도 불리는 것으로 알킬기를 구성하는 탄소에 결합된 수소 원자가 아릴기로 치환되어 형성된 알킬기와 아릴기의 조합기를 의미할 수 있다.In the present invention, the term'aralkyl' is also called aralkyl and may mean a combination of an alkyl group and an aryl group formed by replacing a hydrogen atom bonded to a carbon constituting an alkyl group with an aryl group.

본 발명에서 용어 '단일결합'은 별도의 원자 또는 분자단을 포함하지 않는 단일 공유결합 자체를 의미할 수 있다. In the present invention, the term'single bond' may mean a single covalent bond itself that does not include a separate atom or molecular group.

본 발명에서 용어 '유래 단위', '유래 반복단위' 및 '유래 작용기'는 어떤 물질로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 의미할 수 있다. In the present invention, the terms "derived unit", "derived repeating unit" and "derived functional group" may refer to a component, structure, or the substance itself derived from a substance.

본 발명은 충전제와의 친화성이 우수하고, 결과적으로 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 우수한 고무 조성물을 제공할 수 있는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene polymer capable of providing a rubber composition having excellent affinity with a filler and, as a result, excellent processability, tensile properties, and viscoelastic properties.

본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬; 하기 화학식 1로 표시되는 변성 단량체 유래 단위; 및 변성제 유래 작용기를 포함하고, 상기 변성 단량체 유래 단위는 상기 중합체 사슬 내 및 적어도 일측 말단에 결합하고, 상기 변성제 유래 작용기는 중합체 사슬 말단에 결합하는 변성 단량체 유래 단위에 결합하고 있는 것을 특징으로 한다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a polymer chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; A unit derived from a modified monomer represented by the following formula (1); And a functional group derived from a modifier, wherein the unit derived from the modified monomer is bonded to the polymer chain and at least at one end thereof, and the functional group derived from the modifying agent is bonded to a unit derived from the modified monomer bonded to an end of the polymer chain.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기 이고,R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,

R2는 단일결합 또는 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, R 2 is a single bond or a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkylene group with a substituent,

R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고, R 3 and R 4 are each independently a substituent substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group, a C 3 to C 20 cycloalkyl group or a C 6 to C 30 aryl group,

상기 치환기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이다. The substituent is one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 중합반응 시 및 변성제와의 반응을 통한 변성반응 전에 아민기를 포함하는 변성 단량체를 반응시키는 단계를 포함하는 후술하는 제조방법에 의하여 제조된 것일 수 있고, 이를 통하여 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬 내 및 적어도 일 말단에 변성 단량체 유래 단위가 결합하고, 상기 중합체 사슬 말단에 결합하는 변성 단량체 유래 단위에 변성제 유래 작용기가 결합하고 있는 고변성된 공중합체일 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention is prepared by a method described below including reacting a modified monomer containing an amine group during polymerization and before a modification reaction through a reaction with a denaturant. Through this, a modified monomer-derived unit is bonded to the polymer chain including the conjugated diene-based monomer-derived repeating unit and at least at one end, and the modifier-derived functional group is bonded to the modified monomer-derived unit bonded to the polymer chain end. It may be a highly modified copolymer.

상기 변성 단량체는 화학식 1로 표시되는 화합물로, 상기 화학식 1에서 R1은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, R2는 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며, R3 및 R4는 서로 독립적으로 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있으며, 보다 구체적으로는 상기 화학식 1에서 R1은 수소 원자이고, R2는 단일결합이며, R3 및 R4는 서로 독립적으로 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다. The modified monomer is a compound represented by Formula 1, in Formula 1, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 is a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 3 And R 4 may be independently of each other an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and more specifically, in Formula 1, R 1 is a hydrogen atom, R 2 is a single bond, and R 3 and R 4 may each independently be an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위을 포함하는 중합체 사슬 및 상기 중합체 사슬에 결합하는 변성 단량체 유래 단위 및 상기 변성 단량체 유래 단위에 결합하는 변성제 유래 작용기를 포함하는 것일 수 있고, 이때 상기 변성 단량체 유래 단위는 중합체 사슬 내 및 중합체 사슬 적어도 일 말단에 결합하고, 상기 변성제 유래 작용기는 상기 중합체 사슬 말단에 결합하고 있는 변성 단량체 유래 단위에 결합하고 있는 것이며, 여기에서 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복단위는 공액디엔계 단량체가 중합 시 이루는 반복단위를 의미할 수 있고, 상기 변성제 유래 작용기 및 변성 단량체 유래 단위는 각각 변성제로부터 유래된 작용기 및 변성 단량체로부터 유래된 단위를 의미할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer is a polymer chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer, a unit derived from a modified monomer bonded to the polymer chain, and a functional group derived from a modifying agent bonded to the unit derived from the modified monomer. In this case, the modified monomer-derived unit is bonded to at least one end of the polymer chain and the polymer chain, and the functional group derived from the modifying agent is bonded to a unit derived from a modified monomer bonded to the polymer chain end, Here, the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer may mean a repeating unit formed when the conjugated diene-based monomer is polymerized, and the functional group derived from the denaturant and the unit derived from the modified monomer are functional groups derived from the denaturant and units derived from the modified monomer, respectively. Can mean

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위, 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위, 변성 제 유래 작용기 및 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 공중합체일 수 있고, 이 경우 상기 변성 단량체 유래 단위는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위 및 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬 내 및 적어도 일 말단에 결합하고, 상기 변성제 유래 작용기는 상기 중합체 사슬 말단에 결합하는 변성 단량체 유래 단위에 결합하고 있는 것일 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer is a copolymer comprising a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer, a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer, a functional group derived from a modifying agent, and a unit derived from a modified monomer. In this case, the modified monomer-derived unit is bonded to and at least one end of a polymer chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer, and the functional group derived from the modifier is at the end of the polymer chain. It may be bonded to the unit derived from the modified monomer to be bonded.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 중합체 사슬 내 및 적어도 일 단에 변성 단량체 유래 단위를 포함하고, 상기 중합체 사슬 적어도 일말단에는 변성 단량체 유래 단위와 변성제 유래 작용기를 포함하는 것일 수 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 변성제로부터 유래되는 작용기 외에 별도로 변성 단량체로부터 유래된 아민기를 더 포함할 수 있다. That is, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a unit derived from a modified monomer in the polymer chain and at least at one end, and a unit derived from a modified monomer and a functional group derived from a modifying agent are included at at least one end of the polymer chain. It can be. Accordingly, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may further include an amine group derived from a modified monomer in addition to a functional group derived from a modifying agent.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔(할로는 할로겐 원자를 의미한다)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the conjugated diene-based monomer is 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2 -Phenyl-1,3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo means a halogen atom) may be one or more selected from the group consisting of.

상기 방향족 비닐계 단량체는 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, 3-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene), 4-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(4-(2-pyrrolidino ethyl)styrene) 및 3-(2-피롤리디노-1-메틸 에틸)-α-메틸스티렌(3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)styrene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The aromatic vinyl monomer is, for example, styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene, 1-vinyl-5-hexylnaphthalene, 3-(2-pyrrolidino ethyl) styrene (3-(2-pyrrolidino ethyl) styrene), 4-(2-pyrrolidino ethyl) styrene (4-(2-pyrrolidino) ethyl)styrene) and 3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)-α-methylstyrene (3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)styrene).

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는, 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복단위와 함께 탄소수 1 내지 10의 디엔계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 디엔계 단량체 유래 반복단위는 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체로부터 유래된 반복단위일 수 있고, 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체는 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다. 상기 변성 공액디엔계 중합체가 디엔계 단량체를 더 포함하는 공중합체인 경우, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 디엔계 단량체 유래 반복단위를 0 초과 중량% 내지 1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0 초과 중량% 내지 0.001 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 겔 생성을 방지하는 효과가 있다.As another example, the modified conjugated diene-based polymer may be a copolymer further comprising a repeating unit derived from a diene-based monomer having 1 to 10 carbon atoms together with a repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer. The diene-based monomer-derived repeating unit may be a repeating unit derived from a diene-based monomer different from the conjugated diene-based monomer, and the diene-based monomer different from the conjugated diene-based monomer may be, for example, 1,2-butadiene. . When the modified conjugated diene-based polymer is a copolymer further comprising a diene-based monomer, the modified conjugated diene-based polymer contains a diene-based monomer-derived repeating unit in excess of 0% to 1% by weight, more than 0% to 0.1% by weight, It may be included in an amount exceeding 0% by weight to 0.01% by weight, or exceeding 0% by weight to 0.001% by weight, and there is an effect of preventing gel formation within this range.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합체 사슬은 랜덤 공중합체 사슬일 수 있고, 이 경우 각 물성 간의 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 랜덤 공중합체는 공중합체를 이루는 반복단위가 무질서하게 배열된 것을 의미할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polymer chain may be a random copolymer chain, and in this case, there is an effect of having an excellent balance between physical properties. The random copolymer may mean that the repeating units constituting the copolymer are randomly arranged.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 800,000 g/mol일 수 있고, 중량평균 분자량(Mw)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있으며, 피크평균 분자량(Mp)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있다. 이 범위 내에서 구름 저항 및 젖은 노면 저항성이 우수한 효과가 있다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 800,000 g /mol, a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, and a peak average molecular weight (Mp) may be 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol. Within this range, there are excellent effects of rolling resistance and wet road surface resistance.

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 분자량 분포(PDI; MWD; Mw/Mn)가 1.0 이상 1.7 미만, 또는 1.1 이상 1.7 미만, 또는 1.2 이상 1.6 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 인장특성 및 점탄성 특성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다. In another example, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (PDI; MWD; Mw/Mn) of 1.0 or more and less than 1.7, or 1.1 or more and less than 1.7, or 1.2 or more and 1.6 or less, and within this range, tensile properties and viscoelasticity It has excellent properties and has an excellent balance between physical properties.

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에서 측정된 무니 완화율이 0.7 이상, 0.7 이상 3.0 이하, 0.7 이상 2.5 이하, 또는 0.7 이상 2.0 이하인 것일 수 있다. As another example, the modified conjugated diene-based polymer may have a Mooney relaxation rate measured at 100°C of 0.7 or more, 0.7 or more and 3.0 or less, 0.7 or more and 2.5 or less, or 0.7 or more and 2.0 or less.

여기에서, 상기 무니 완화율은 동일 양의 변성(strain)에 대한 반응으로 나타나는 스트레스(stress)의 변화를 나타내는 것으로, 무니점도계를 사용하여 측정한 것일 수 있다. 구체적으로 상기 무니 완화율은 Monsanto社 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서, 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(platen)을 작동시켜 토크(torque)를 인가하면서 무니점도를 측정하고, 이후 토크가 풀리면서 나타나는 무니점도 변화의 기울기 값을 측정하여 얻었다. Here, the Mooney relaxation rate indicates a change in stress that appears in response to the same amount of strain, and may be measured using a Mooney viscometer. Specifically, the Mooney relaxation rate is 27±3 g after leaving the polymer at room temperature (23±5°C) for 30 minutes or more under conditions of 100°C and 2±0.02 rpm using a large rotor of Monsanto's MV2000E. It was collected and filled inside the die cavity, and a platen was operated to measure the Mooney viscosity while applying a torque, and then the slope value of the Mooney viscosity change that appeared as the torque was released was measured and obtained.

한편, 무니 완화율은 해당 중합체의 분지구조의 지표로서 사용할 수 있으며, 예컨대 무니점도가 동등한 중합체를 비교하는 경우 분지가 많을수록 무니 완화율이 작아지기 때문에 분지도의 지표로서 사용할 수 있다.On the other hand, the Mooney relaxation rate can be used as an index of the branched structure of the polymer. For example, when a polymer having an equivalent Mooney viscosity is compared, the Mooney relaxation rate decreases as the number of branches increases, so it can be used as an index of branching.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 무니점도(Mooney viscosity)가 100℃에서, 30 이상, 40 내지 150, 또는 40 내지 140일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성 및 생산성이 우수한 효과가 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a Mooney viscosity at 100° C., 30 or more, 40 to 150, or 40 to 140, and has excellent processability and productivity within this range.

여기에서 상기 무니점도는 무니점도계를 사용하여 측정한 것일 수 있다. 구체적으로 Monsanto社 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서, 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(platen)을 작동시켜 토크(torque)를 인가하면서 측정된 것이다.Here, the Mooney viscosity may be measured using a Mooney viscometer. Specifically, using a large rotor of Monsanto's MV2000E, under the conditions of 100°C and a rotor speed of 2±0.02 rpm, leave the polymer at room temperature (23±5°C) for 30 minutes or more, and then collect 27±3 g to the inside of the die cavity. It was measured while filling in and applying torque by operating a platen.

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 총 중량을 기준으로 N 함량이 200 ppm 이상, 200 ppm 내지 10,000 ppm 또는 100 ppm 내지 5,000 ppm일 수 있고, 이 범위 내에서 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물의 인장 특성 및 점탄성 특성 등의 기계적 물성이 뛰어난 효과가 있다. 상기 N 함량은 상기 변성 공액디엔계 중합체 내에 존재하는 N 원자의 함량을 의미할 수 있고, 이때 상기 N 원자는 변성 단량체 및 변성제로부터 유래된 것일 수 있다.As another example, the modified conjugated diene-based polymer may have an N content of 200 ppm or more, 200 ppm to 10,000 ppm, or 100 ppm to 5,000 ppm, based on the total weight, and including a modified conjugated diene-based polymer within this range. The rubber composition has excellent mechanical properties such as tensile properties and viscoelastic properties. The N content may mean the content of N atoms present in the modified conjugated diene-based polymer, wherein the N atom may be derived from a modified monomer and a denaturant.

상기 N 함량은 일례로 NSX 분석 방법을 통해 측정된 것일 수 있고, 상기 NSX 분석 방법은 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정된 것일 수 있다. The N content may be measured using an NSX analysis method as an example, and the NSX analysis method may be measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H).

예시적으로, 상기 극미량 질소 정량분석기를 이용하는 경우, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시켰다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성하였다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻었다. 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산하였다. For example, when using the trace nitrogen quantitative analyzer, turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), Ar 250 ml/min, O 2 350 ml/min, ozonizer 300 ml/ After setting the carrier gas flow rate in min, and setting the heater to 800°C, wait for about 3 hours to stabilize the analyzer. After the analyzer is stabilized, use the Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml) to prepare calibration curves for the ranges of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm, and obtain the area corresponding to each concentration. After that, a straight line was created using the ratio of the density to the area. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of a sample was placed on the auto sampler of the analyzer and measured to obtain an area. The N content was calculated using the obtained sample area and the calibration curve.

이 때 상기의 NSX 분석 방법에 사용되는 시료는 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 변성 공액 디엔계 중합체 시료로서, 잔류 모노머 및 잔류 변성제를 제거한 시료일 수 있다. 또한, 상기의 시료에 오일이 첨가되어 있다면, 오일이 추출(제거)된 후의 시료일 수 있다.At this time, the sample used in the NSX analysis method is a modified conjugated diene-based polymer sample from which a solvent is removed by placing it in hot water heated by steam and stirring, and may be a sample from which residual monomers and residual denaturants have been removed. In addition, if oil is added to the above sample, it may be a sample after oil is extracted (removed).

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비닐 함량이 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 또는 10 중량% 내지 60 중량%일 수 있다. 여기에서, 상기 비닐 함량은 비닐기를 갖는 단량체와 방향족 비닐계 단량체로 이루어진 공액디엔계 공중합체 100 중량%에 대하여 1,4-첨가가 아닌 1,2-첨가된 공액디엔계 단량체의 함량을 의미할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a vinyl content of 5% by weight or more, 10% by weight or more, or 10% by weight to 60% by weight. Here, the vinyl content refers to the content of 1,2-added conjugated diene-based monomer, not 1,4-added, based on 100% by weight of the conjugated diene-based copolymer composed of a monomer having a vinyl group and an aromatic vinyl-based monomer. I can.

또한, 본 발명에 따른 상기 변성제는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬의 적어도 일 말단을 변성시키기 위한 변성제일 수 있고, 구체적인 예로 실리카 친화성 변성제일 수 있다. 상기 실리카 친화성 변성제는 변성제로 이용되는 화합물 내에 실리카 친화성 작용기를 함유하는 변성제를 의미하는 것일 수 있고, 상기 실리카 친화성 작용기는 충전제, 특히 실리카계 충전제와 친화성이 우수하여, 실리카계 충전제와 변성제 유래 작용기 간의 상호작용이 가능한 작용기를 의미하는 것일 수 있다.In addition, the modifier according to the present invention may be a modifier for modifying at least one end of a polymer chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer, and a specific example may be a silica affinity modifier. The silica-affinity modifier may mean a modifier containing a silica-affinity functional group in a compound used as a modifier, and the silica-affinity functional group has excellent affinity with a filler, particularly a silica-based filler, It may mean a functional group capable of interaction between the functional groups derived from the denaturant.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 변성제는 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. Specifically, according to an embodiment of the present invention, the denaturant may be one or more selected from compounds represented by the following Chemical Formula 2 or Chemical Formula 3.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

Ra1 및 Ra4는 서로 독립적으로 단일결합, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Ra2 및 Ra3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, Ra5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 2가, 3가 또는 4가의 알킬실릴기이고, n1은 1 내지 3의 정수이고, n2는 0 내지 2의 정수이며, R a1 and R a4 are each independently a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R a2 and R a3 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R a5 is a hydrogen atom, a C 1 to C 10 alkyl group. An alkyl group or a divalent, trivalent or tetravalent alkylsilyl group substituted with an alkyl group or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, n 1 is an integer of 1 to 3, n 2 is an integer of 0 to 2,

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 3에서, A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고, Rb1 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고, L1 내지 L4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 2가, 3가 또는 4가의 알킬실릴기이다.In Formula 3, A 1 and A 2 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R b1 to R b4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and L 1 to L 4 are independently of each other It is a divalent, trivalent, or tetravalent alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 20, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성제는 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있고, 상기 화학식 2에서 Ra1 및 Ra4는 서로 독립적으로 단일결합, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, Ra2 및 Ra3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, Ra5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 4가의 알킬실릴기일 수 있고, n1은 2 또는 3의 정수이고, n2는 0 내지 2의 정수일 수 있다. Specifically, the modifier according to an embodiment of the present invention may be a compound represented by Formula 2, and in Formula 2, R a1 and R a4 are each independently a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, R a2 and R a3 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Ra 5 may be a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a tetravalent alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and n 1 is It is an integer of 2 or 3, and n 2 may be an integer of 0 to 2.

더 구체적으로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 N,N-비스(3-(디메톡시(메틸)실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민(N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine), N,N-디에틸-3-(트리에톡시실릴)프로판-1-아민(N,N-diethyl-3-(triethoxysilyl)propan-1-amine), 트리(트리메톡시실릴)아민(tri(trimethoxysilyl)amine), 트리(3-(트리메톡시실릴)프로필)아민(tri-(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine) 및 N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-1,1,1-트리메틸실란아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethlysilanamine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. More specifically, the compound represented by Formula 2 is N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl) silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)) silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl -1-amine), N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine (N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine), N,N-diethyl-3-(tri Ethoxysilyl) propan-1-amine (N,N-diethyl-3-(triethoxysilyl)propan-1-amine), tri(trimethoxysilyl)amine, tri(3-(tri Methoxysilyl)propyl)amine (tri-(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine) and N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilaneamine ( It may be one or more selected from the group consisting of N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethlysilanamine).

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 상기 변성제는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있고, 상기 화학식 3에서 A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb1 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, L1 내지 L4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 4가의 알킬실릴기일 수 있다. In addition, the modifier according to another embodiment of the present invention may be a compound represented by Formula 3, in Formula 3, A 1 and A 2 are independently of each other an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R b1 to R b4 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and L 1 to L 4 are independently of each other a tetravalent alkyl substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms It may be a silyl group.

더 구체적으로, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,Ndimpropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine),3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아 민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), N,N'-((1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라프로톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), 및 N,N'-((1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3- tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.More specifically, the compound represented by Formula 3 is 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3- Tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis( N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3- Tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis( N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,Ndimpropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrae Oxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3- Tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine)(3, 3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxy Cydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N, N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethane-1-amine) (3 ,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrae Oxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3- Tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine),3,3'-(1,1,3,3-tetra Propoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3 -Tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl) bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1- Amin)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3 ,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3- diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl ))Bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine (N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3, 1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl) Bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine (N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraprotooxide Cydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine (N,N'-((1,1, 3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1, 1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl) Bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)) bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -Diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), and N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane -1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3- tetrapropoxydisiloxane It may be one or more selected from the group consisting of -1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine).

본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 중합체 분자 내 충전제와의 친화성이 우수한 아민기를 다수 포함하고 있음으로써 충전제와의 친화성이 보다 우수할 수 있고, 이에 이를 포함하는 고무 조성물의 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 균형있게 우수할 수 있다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may have more excellent affinity with the filler by including a large number of amine groups having excellent affinity with the filler in the polymer molecule. Processability, tensile properties and viscoelastic properties can be excellent in balance.

또한, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for preparing the modified conjugated diene-based polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 탄소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 제1 변성 단량체 및 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 활성 중합체 사슬을 제조하는 단계(S1); 상기 활성 중합체 사슬에 제2 변성 단량체를 첨가하고 반응시켜 말단을 제2 변성 단량체 유래 단위로 캡핑하여 캡핑된 중합체 사슬을 제조하는 단계 (S2); 및 상기 캡핑된 중합체 사슬에 변성제를 첨가하고 반응시키는 단계(S3)를 포함하고, 상기 단계 (S1); 단계 (S2); 단계 (S3)는 연속적으로 실시되며, 상기 제2 변성 단량체는 (S1) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하고, 상기 변성제는 (S2) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하여 수행하는 것이고, 상기 제1 변성 단량체 및 제2 변성 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 한다. The method for preparing the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention is a modified monomer by polymerizing a first modified monomer and a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a carbon solvent in the presence of a polymerization initiator. Preparing an active polymer chain containing the derived unit (S1); Adding and reacting a second modified monomer to the active polymer chain to prepare a capped polymer chain by capping the end with a unit derived from the second modified monomer (S2); And adding and reacting a denaturant to the capped polymer chain (S3), wherein the step (S1); Step (S2); Step (S3) is carried out continuously, the second modified monomer is added at the time when the polymerization conversion rate in step (S1) is 90% or more, and the modifying agent is added at the time when the polymerization conversion rate in step (S2) is 90% or more. The first and second modified monomers are characterized in that they are compounds represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 1에서, R1 내지 R4는 앞서 정의한 바와 같고, 상기 변성제는 앞서 설명한 바와 같다. In Formula 1, R 1 to R 4 are as defined above, and the modifier is as described above.

상기 제1 변성 단량체 및 제2 변성 단량체에서 '제1' 및 '제2'는 제조방법에 있어서 변성 단량체의 투입시점을 구분하기 위한 것이고, 상기 제1 변성 단량체와 제2 변성 단량체는 동일한 변성 단량체를 의미하는 것이다. In the first and second modified monomers,'first' and'second' are used to distinguish the input point of the modified monomer in the manufacturing method, and the first and second modified monomers are the same modified monomer. Is to mean.

상기 제1 변성 단량체 및 제2 변성 단량체는 각각 중합 개시제 1몰 대비 0.1 몰 내지 50 몰로 사용하는 것일 수 있다.The first modified monomer and the second modified monomer may be used in an amount of 0.1 to 50 mol relative to 1 mol of the polymerization initiator, respectively.

상기 탄화수소 용매는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄, 시클로 헥산, 톨루엔, 벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The hydrocarbon solvent is not particularly limited, but may be, for example, one or more selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene, and xylene.

상기 중합 개시제는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 이소프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 사이클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬, 4-사이클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬알콕사이드, 나트륨 알콕사이드, 칼륨 알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The polymerization initiator is not particularly limited, for example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyl Lithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium , Naphthyl sodium, naphthyl potassium, lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropylamide It can be more than that.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 개시제는 단량체 총 100 g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol, 0.05 mmol 내지 5 mmol, 0.1 mmol 내지 2 mmol, 0.1 mmol 내지 1 mmol, 또는 0.15 내지 0.8 mmol로 사용할 수 있다. 여기에서, 상기 단량체 총 100 g은 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체의 합계량을 나타내는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the polymerization initiator is 0.01 mmol to 10 mmol, 0.05 mmol to 5 mmol, 0.1 mmol to 2 mmol, 0.1 mmol to 1 mmol, or 0.15 to 0.8 mmol based on a total of 100 g of monomers. Can be used. Here, the total of 100 g of the monomers may represent the total amount of a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer.

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 음이온 중합일 수 있고, 구체적인 예로 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있고, 상기 정온 중합은 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 의미할 수 있고, 상기 승온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 의미할 수 있으며, 상기 등온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 중합물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 의미할 수 있다.The polymerization in step (S1) may be an anionic polymerization as an example, and a specific example may be a living anionic polymerization having an anionic active site at the polymerization end by a growth polymerization reaction by an anion. In addition, the polymerization in step (S1) may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization, or constant temperature polymerization (insulation polymerization), and the constant temperature polymerization includes polymerization by self-reaction heat without optionally applying heat after the polymerization initiator is added. It may mean a polymerization method, and the elevated-temperature polymerization may mean a polymerization method in which heat is arbitrarily applied after the polymerization initiator is added to increase the temperature, and the isothermal polymerization is heated by applying heat after the polymerization initiator is added. It may mean a polymerization method in which the temperature of the polymerized product is kept constant by increasing or taking away heat.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계의 중합은 상기 공액디엔계 단량체 이외에 탄소수 1 내지 10의 디엔계 화합물 더 포함하여 실시될 수 있고, 이 경우 장시간 운전 시 반응기 벽면에 겔이 형성되는 것을 방지하는 효과가 있다. 상기 디엔계 화합물 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the polymerization in step (S1) may further include a diene-based compound having 1 to 10 carbon atoms in addition to the conjugated diene-based monomer. There is an effect of preventing this formation. As an example of the diene-based compound, it may be 1,2-butadiene.

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 80℃ 이하, -20℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 70℃, 또는 10℃ 내지 70℃의 온도범위에서 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하여, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.The polymerization of step (S1) may be carried out in a temperature range of 80° C. or less, -20° C. to 80° C., 0° C. to 80° C., 0° C. to 70° C., or 10° C. to 70° C., for example, and this range By narrowly controlling the molecular weight distribution of the polymer within, there is an excellent effect of improving physical properties.

상기 (S1) 단계에 의해 제조된 활성 중합체 사슬은 상기 변성 단량체 유래 단위를 포함할 수 있고, 다른 예로 상기 활성 중합체 사슬은 일 말단에 변성 단량체 유래 단위를 포함하고, 다른 일 말단에 중합체 음이온과 유기 금속 양이온이 결합된 중합체일 수 있다. The active polymer chain prepared by the step (S1) may include the unit derived from the modified monomer, and in another example, the active polymer chain includes a unit derived from the modified monomer at one end, and the polymer anion and organic at the other end. It may be a polymer to which a metal cation is bound.

한편, 상기 (S1) 단계의 중합은 극성 첨가제를 포함하여 실시될 수 있고, 상기 극성 첨가제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.001g 내지 50g, 0.001g 내지 10g, 또는 0.005g 내지 0.1g의 비율로 첨가할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 극성첨가제는 중합 개시제 총 1 mmol을 기준으로 0.001g 내지 10g, 0.005g 내지 5g, 0.005g 내지 4g의 비율로 첨가할 수 있다.Meanwhile, the polymerization of step (S1) may be carried out including a polar additive, and the polar additive is added in a ratio of 0.001 g to 50 g, 0.001 g to 10 g, or 0.005 g to 0.1 g based on a total of 100 g of monomers. can do. As another example, the polar additive may be added in a ratio of 0.001g to 10g, 0.005g to 5g, and 0.005g to 4g based on a total of 1 mmol of the polymerization initiator.

상기 극성 첨가제는 일례로 테트라하이드로퓨란, 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 디에틸에테르, 시클로펜틸에테르, 디프로필에테르, 에틸렌메틸에테르, 에틸렌디메틸에테르, 디에틸글리콜, 디메틸에테르, 3차 부톡시에톡시에탄, 비스(3-디메틸아미노에틸)에테르, (디메틸아미노에틸)에틸에테르, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 및 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 트리에틸아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 또는 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether)일 수 있으며, 상기 극성 첨가제를 포함하는 경우 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 공중합시키는 경우 이들의 반응 속도 차이를 보완해줌으로써 랜덤 공중합체를 용이하게 형성할 수 있도록 유도하는 효과가 있다.The polar additives include, for example, tetrahydrofuran, 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane, diethyl ether, cyclopentyl ether, dipropyl ether, ethylene methyl ether, ethylene dimethyl ether, diethyl glycol, dimethyl ether. , Tertiary butoxyethoxyethane, bis(3-dimethylaminoethyl) ether, (dimethylaminoethyl) ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, N,N,N',N'-tetramethyl It may be one or more selected from the group consisting of ethylenediamine, sodium mentholate, and 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, preferably 2,2-di(2-tetrahydro Furyl) propane, triethylamine, tetramethylethylenediamine, sodium mentholate, or 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, and when the polar additive is included, a conjugated diene-based When a monomer and an aromatic vinyl-based monomer are copolymerized, there is an effect of inducing a random copolymer to be easily formed by compensating for a difference in reaction rate thereof.

또한, 상기 (S2) 단계는 제1 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 활성 중합체 사슬과 제2 변성 단량체를 반응시켜 중합체 사슬의 말단을 제2 변성 단량체 유래 단위로 캡핑하여 캡핑된 활성 중합체 사슬을 제조하기 위한 단계로, 상기 활성 중합체 사슬에 제2 변성 단량체를 첨가하고 반응시켜 상기 활성 중합체 사슬의 다른 말단이 제2 변성 단량체 유래 단위로 캡핑된 활성 중합체 사슬을 제조할 수 있다. In addition, the step (S2) is to prepare a capped active polymer chain by reacting the active polymer chain including the unit derived from the first modified monomer with the second modified monomer to cap the end of the polymer chain with the unit derived from the second modified monomer. As a step for, by adding and reacting a second modified monomer to the active polymer chain, an active polymer chain in which the other end of the active polymer chain is capped with a unit derived from the second modified monomer may be prepared.

상기 (S3) 단계는 상기 캡핑된 활성 중합체 사슬과 변성제를 반응시켜 변성 공액디엔계 중합체를 제조하기 위한 단계로, 여기에서 반응은 변성 또는 커플링 반응일 수 있고, 이때, 상기 변성제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol의 양으로 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 변성제는 상기 (S1) 단계의 중합 개시제 1몰을 기준으로, 1:0.1 내지 10, 1: 0.1 내지 5, 또는 1:0.1 내지 1:3의 몰비로 사용할 수 있다.The step (S3) is a step for preparing a modified conjugated diene-based polymer by reacting the capped active polymer chain with a denaturant, wherein the reaction may be a denaturation or a coupling reaction, wherein the denaturant is a total of 100 g of monomers It can be used in an amount of 0.01 mmol to 10 mmol based on. As another example, the modifier may be used in a molar ratio of 1:0.1 to 10, 1: 0.1 to 5, or 1:0.1 to 1:3, based on 1 mole of the polymerization initiator in step (S1).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체 제조방법은 2기 이상의 중합 반응기 및 변성 반응기를 포함하는 복수의 반응기에서 연속식 중합방법에 의해 실시될 수 있다. 구체적인 예로, 상기 (S1) 단계, (S2) 단계 a및 (S3) 단계는 연속적으로 실시되며, 상기 변성 단량체는 (S1) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하고, 상기 변성제는 (S2) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하여 수행하는 것일 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the method for preparing the modified conjugated diene-based polymer may be carried out by a continuous polymerization method in a plurality of reactors including two or more polymerization reactors and a modification reactor. As a specific example, the (S1) step, (S2) step a and (S3) step are continuously carried out, the modified monomer is added at a time when the polymerization conversion rate of step (S1) is 90% or more, and the modifier is (S2) It may be added and performed at the time when the polymerization conversion rate of the step) is 90% or more.

한편, 상기 중합 반응기의 수는 반응 조건 및 환경에 따라 탄력적으로 결정될 수 있다. 상기 연속식 중합방법은 반응기에 반응물을 연속적으로 공급하고, 생성된 반응 생성물을 연속적으로 배출하는 반응 공정을 의미할 수 있다. 상기 연속식 중합방법에 의하는 경우, 생산성 및 가공성이 우수하고, 제조되는 중합체의 균일성이 뛰어난 효과가 있다.Meanwhile, the number of polymerization reactors may be flexibly determined according to reaction conditions and environments. The continuous polymerization method may refer to a reaction process in which a reactant is continuously supplied to a reactor and the produced reaction product is continuously discharged. In the case of the above-described continuous polymerization method, there is an effect of excellent productivity and processability, and excellent uniformity of the polymer to be produced.

이때, 상기 중합 전환율은 반응온도, 반응기 체류시간 등에 따라 조절될 수 있다.At this time, the polymerization conversion rate may be adjusted according to the reaction temperature, the residence time of the reactor, and the like.

상기 중합 전환율은 일례로 중합체의 중합 시, 중합체를 포함하는 중합체 용액 상의 고체 농도를 측정하여 결정될 수 있고, 구체적인 예로, 상기 중합체 용액을 확보하기 위해 각 중합 반응기의 출구에 실린더형 용기를 장착하여 일정양의 중합체 용액을 실린더형 용기에 채우고, 상기 실린더형 용기를 반응기로부터 분리하여 중합체 용액이 충진되어 있는 실린더의 무게(A)를 측정한 후, 실린더형 용기에 충진되어 있는 중합체 용액을 알루미늄 용기, 일례로 알루미늄 디쉬에 옮기고 중합체 용액이 제거된 실린더형 용기의 무게(B)를 측정하고, 중합체 용액이 담긴 알루미늄 용기를 140℃의 오븐에서 30분 간 건조시키고, 건조된 중합체의 무게(C)를 측정한 뒤, 하기 수학식 1에 따라 계산한 것일 수 있다.The polymerization conversion rate may be determined by measuring the solid concentration in the polymer solution containing the polymer, for example, during polymerization of the polymer.For example, in order to secure the polymer solution, a cylindrical container is mounted at the outlet of each polymerization reactor to A positive polymer solution was filled in a cylindrical container, the cylindrical container was separated from the reactor, and the weight (A) of the cylinder filled with the polymer solution was measured, and then the polymer solution filled in the cylindrical container was added to an aluminum container, For example, transfer to an aluminum dish and measure the weight (B) of a cylindrical container from which the polymer solution has been removed, and dry the aluminum container containing the polymer solution in an oven at 140° C. for 30 minutes, and determine the weight (C) of the dried polymer. After measurement, it may be calculated according to Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

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

상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 10 중량% 이상, 10 중량% 내지 100 중량%, 또는 20 중량% 내지 90 중량%의 양으로 포함하는 것일 수 있고, 이 범위 내에서 인장 강도, 내마모성 등의 기계적 물성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition may contain the modified conjugated diene-based polymer in an amount of 10% by weight or more, 10% by weight to 100% by weight, or 20% by weight to 90% by weight, and within this range, tensile strength, abrasion resistance, etc. It has excellent mechanical properties and excellent balance between properties.

또한, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있고, 이 때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적인 예로 상기 다른 고무 성분은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 900 중량부로 포함되는 것일 수 있다.In addition, the rubber composition may further include other rubber components as necessary in addition to the modified conjugated diene-based polymer, and in this case, the rubber component may be included in an amount of 90% by weight or less based on the total weight of the rubber composition. As a specific example, the other rubber component may be included in an amount of 1 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer.

상기 고무 성분은 일례로 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 구체적인 예로 시스-1,4-폴리이소프렌을 포함하는 천연고무(NR); 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한, 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등의 변성 천연고무; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 폴리부타디엔(BR), 폴리이소프렌(IR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌-코-이소프렌, 네오프렌, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리(스티렌-코-이소프렌), 폴리(스티렌-코-이소프렌-코-부타디엔), 폴리(이소프렌-코-부타디엔), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔), 폴리설파이드 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, 할로겐화 부틸 고무 등과 같은 합성고무일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The rubber component may be, for example, natural rubber or synthetic rubber, and specific examples include natural rubber (NR) including cis-1,4-polyisoprene; Modified natural rubber such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber, etc. obtained by modifying or purifying the general natural rubber; Styrene-butadiene copolymer (SBR), polybutadiene (BR), polyisoprene (IR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene copolymer, polyisobutylene-co-isoprene, neoprene, poly(ethylene-co- Propylene), poly(styrene-co-butadiene), poly(styrene-co-isoprene), poly(styrene-co-isoprene-co-butadiene), poly(isoprene-co-butadiene), poly(ethylene-co-propylene -Co-diene), polysulfide rubber, acrylic rubber, urethane rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, halogenated butyl rubber, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used.

상기 고무 조성물은 일례로 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 200 중량부, 또는 10 중량부 내지 120 중량부의 충전제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 충전제는 일례로 실리카계 충전제일 수 있고, 구체적인 예로 습식 실리카(함수규산), 건식 실리카(무수규산), 규산칼슘, 규산알루미늄 또는 콜로이드 실리카 등일 수 있으며, 바람직하게는 파괴 특성의 개량 효과 및 웨트 그립성(wet grip)의 양립 효과가 가장 뛰어난 습식 실리카일 수 있다. 또한, 상기 고무 조성물은 필요에 따라 카본블랙계 충전제를 더 포함할 수 있다.The rubber composition may include, for example, 0.1 parts by weight to 200 parts by weight, or 10 parts by weight to 120 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer of the present invention. The filler may be a silica-based filler as an example, and a specific example may be wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (silicic anhydride), calcium silicate, aluminum silicate, or colloidal silica, and preferably, the effect of improving fracture properties and wet It may be wet-type silica that has the best effect of both wet grip. In addition, the rubber composition may further include a carbon black-based filler if necessary.

또 다른 예로, 상기 충전제로 실리카가 사용되는 경우 보강성 및 저발열성 개선을 위한 실란 커플링제가 함께 사용될 수 있고, 구체적인 예로 상기 실란 커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 비스(3-디에톡시메틸실릴프로필)테트라술피드, 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란, 디메톡시메틸실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드 또는 디메톡시메틸실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는 보강성 개선 효과를 고려할 때 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다.As another example, when silica is used as the filler, a silane coupling agent for improving reinforcing properties and low heat generation properties may be used together, and as a specific example, the silane coupling agent is bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide. , Bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilyl) Propyl) tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide Feed, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis(3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethyl Silane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. Preferably, when considering the effect of improving reinforcing properties, it may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은, 고무 성분으로서 활성 부위에 실리카와의 친화성이 높은 작용기가 도입된 변성 공액디엔계 중합체가 사용되고 있기 때문에, 실란 커플링제의 배합량은 통상의 경우보다 저감될 수 있고, 이에 따라, 상기 실란 커플링제는 실리카 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부, 또는 5 중량부 내지 15 중량부로 사용될 수 있으며, 이 범위 내에서 커플링제로서의 효과가 충분히 발휘되면서도 고무 성분의 겔화를 방지하는 효과가 있다.In addition, in the rubber composition according to an embodiment of the present invention, since a modified conjugated diene-based polymer in which a functional group having high affinity with silica is introduced as a rubber component is used, the amount of the silane coupling agent is usually It may be less than the case, and accordingly, the silane coupling agent may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, or 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of silica, and the effect as a coupling agent within this range is While sufficiently exerted, there is an effect of preventing the gelation of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 황 가교성일 수 있고, 가황제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황제는 구체적으로 황 분말일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보함과 동시에 저연비성이 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention may be sulfur crosslinkable, and may further include a vulcanizing agent. The vulcanizing agent may specifically be a sulfur powder, and may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component, within this range, while securing the required elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition, and at the same time having low fuel economy. It has an excellent effect.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 산화방지제, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.In addition to the above components, the rubber composition according to an embodiment of the present invention includes various additives commonly used in the rubber industry, specifically, a vulcanization accelerator, a process oil, an antioxidant, a plasticizer, an anti-aging agent, an anti-scorch agent, and zinc. white), stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin.

상기 가황 촉진제는 일례로 M(2-머캅토벤조티아졸), DM(디벤조티아질디술피드), CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드) 등의 티아졸계 화합물, 혹은 DPG(디페닐구아니딘) 등의 구아니딘계 화합물이 사용될 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator is, for example, a thiazole compound such as M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), or DPG A guanidine-based compound such as (diphenylguanidine) may be used, and may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

상기 공정유는 고무 조성물 내에서 연화제로서 작용하는 것으로, 일례로 파라핀계, 나프텐계, 또는 방향족계 화합물일 수 있고, 인장 강도 및 내마모성을 고려할 때 방향족계 공정유가, 히스테리시스 손실 및 저온 특성을 고려할 때 나프텐계 또는 파라핀계 공정유가 사용될 수 있다. 상기 공정유는 일례로 고무 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 가황 고무의 인장 강도, 저발열성(저연비성)의 저하를 방지하는 효과가 있다.The process oil acts as a softener in the rubber composition, and may be, for example, a paraffinic, naphthenic, or aromatic compound, and when considering tensile strength and abrasion resistance, when considering aromatic process oil price, hysteresis loss, and low-temperature characteristics Naphthenic or paraffinic process oil may be used. For example, the process oil may be included in an amount of 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the rubber component, and within this range, there is an effect of preventing a decrease in tensile strength and low heat generation (low fuel economy) of the vulcanized rubber.

상기 산화방지제는 일례로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 디부틸히드록시톨루엔일, 2,6-비스((도데실티오)메틸)-4-노닐페놀(2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) 또는 2-메틸-4,6-비스((옥틸티오)메틸)페놀(2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol)일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The antioxidant is, for example, 2,6-di-t-butylparacresol, dibutylhydroxytoluenyl, 2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol (2,6-bis( (dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) or 2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol (2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol), It may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

상기 노화방지제는 일례로 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, 또는 디페닐아민과 아세톤의 고온 축합물 등일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The anti-aging agent is, for example, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6-ethoxy-2 ,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensation product of diphenylamine and acetone, and the like, and may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기 배합 처방에 의해 밴버리 믹서, 롤, 인터널 믹서 등의 혼련기를 사용하여 혼련함으로써 수득될 수 있고, 성형 가공 후 가황 공정에 의해 저발열성이며 내마모성이 우수한 고무 조성물이 수득될 수 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention can be obtained by kneading using a kneader such as a Banbury mixer, a roll, or an internal mixer according to the formulation, and has low heat generation and abrasion resistance by a vulcanization process after molding processing. This excellent rubber composition can be obtained.

이에 따라 상기 고무 조성물은 타이어 트레드, 언더 트레드, 사이드 월, 카카스 코팅 고무, 벨트 코팅 고무, 비드 필러, 췌이퍼, 또는 비드 코팅 고무 등의 타이어의 각 부재나, 방진고무, 벨트 컨베이어, 호스 등의 각종 공업용 고무 제품의 제조에 유용할 수 있다.Accordingly, the rubber composition is a tire tread, under tread, side wall, carcass coated rubber, belt coated rubber, bead filler, pancreas, or bead coated rubber, and other tire members, anti-vibration rubber, belt conveyor, hose, etc. It may be useful in the manufacture of various industrial rubber products.

아울러, 본 발명은 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.In addition, the present invention provides a tire manufactured using the rubber composition.

상기 타이어는 타이어 또는 타이어 트레드를 포함하는 것일 수 있다.The tire may include a tire or a tire tread.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail to illustrate the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

제조예 1Manufacturing Example 1

2 L의 둥근바닥 플라스크에 4-메틸 벤즈알데하이드 0.51 mol과 디메틸포름아미드를 투입하고 상기 4-메틸 벤즈알데하이드를 용해시킨 후, 탄산칼륨 240 g(1.73 mol)을 투입하고 80℃에서 1시간 교반하였다. 그 후, N-클로로-N,N-메틸메탄아민 하이드로클로라이드 0.62 mol을 천천히 적가하고, 동일온도에서 15시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 필터를 이용하여 고체분을 제거하고, 에틸아세테이트를 첨가한 뒤 NaCl 포화 수용액으로 여러 차례 세척하였다. 그 후, 유기층은 무수 황산마그네슘으로 건조시키고 필터를 이용하여 고체를 제거하고, 유기용매는 감압하여 제거하여 4-(디메틸아미노)벤즈알데하이드를 제조하였다. 0.51 mol of 4-methyl benzaldehyde and dimethylformamide were added to a 2 L round-bottom flask, the 4-methyl benzaldehyde was dissolved, and 240 g (1.73 mol) of potassium carbonate was added, followed by stirring at 80° C. for 1 hour. . Then, 0.62 mol of N-chloro-N,N-methylmethanamine hydrochloride was slowly added dropwise and reacted at the same temperature for 15 hours. After the reaction was completed, the solid was removed using a filter, ethyl acetate was added, and then washed several times with a saturated NaCl aqueous solution. Thereafter, the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solid was removed using a filter, and the organic solvent was removed under reduced pressure to prepare 4-(dimethylamino)benzaldehyde.

이후, 메틸 트리페닐포스포늄브로마이드 300 g(0.84 mol), 테트라하이드로퓨란(THF)를 투입하고, ice bath에서 porassium t-butoxide 190 g(1.69 mol)을 적가하였다. 상온에서 30분동안 교반하고 상기에서 제조된 4-(디메틸아미노)벤즈알데하이드 0.67 mol을 THF에 녹여 천천히 적가한뒤 상온에서 3시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 THF는 감압 증류한 뒤 물을 투입하고 메틸렌 클로라이드로 추출하였으며, 유기층은 무수 황산마그네슘으로 건조시키고 필터를 이용하여 고체를 제거하였다. 감압하여 유기용매를 제거하고 4-(디메틸아미노)스티렌(N,N-디메틸-4-비닐아닐린)을 제조하였다. Then, 300 g (0.84 mol) of methyl triphenylphosphonium bromide and tetrahydrofuran (THF) were added, and 190 g (1.69 mol) of porassium t-butoxide was added dropwise in an ice bath. After stirring at room temperature for 30 minutes, 0.67 mol of 4-(dimethylamino)benzaldehyde prepared above was dissolved in THF, slowly added dropwise, and reacted at room temperature for 3 hours. After completion of the reaction, THF was distilled under reduced pressure, water was added, and extracted with methylene chloride, the organic layer was dried over anhydrous magnesium sulfate, and the solid was removed using a filter. The organic solvent was removed under reduced pressure, and 4-(dimethylamino)styrene (N,N-dimethyl-4-vinylaniline) was prepared.

제조예 2Manufacturing Example 2

(3-클로로프로필)디메톡시메틸실란(CAS No. 18171-19-2@Sigma-Aldrich, 1.83 g, 10 mmol)과 디에틸아민 (0.8 g, 11 mmol)을 상온(23℃±3℃)의 톨루엔 100ml에 교반시켜 완전히 녹인 후, 110℃에서 2시간 동안 환류 교반시켜 3-(디메톡시(메틸)실릴)N,N-디에틸프로판-1-아민(3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropane-1-amine)을 제조하였다(수율: 2.5 g, >98%)(3-chloropropyl) dimethoxymethylsilane (CAS No. 18171-19-2@Sigma-Aldrich, 1.83 g, 10 mmol) and diethylamine (0.8 g, 11 mmol) at room temperature (23℃±3℃) After completely dissolving by stirring in 100 ml of toluene, 3-(dimethoxy(methyl)silyl)N,N-diethylpropan-1-amine (3-(dimethoxy(methyl)silyl) was stirred under reflux for 2 hours at 110°C. -N,N-diethylpropane-1-amine) was prepared (yield: 2.5 g, >98%)

제조예 3Manufacturing Example 3

디알릴 트리메틸실릴아민 33.9g(0.2 몰), 백금-1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸 디실록산 착체의 톨루엔 용액(백금 함량 3 질량%) 0.26 g를 투입하고, 70℃으로 가열했다. 반응기 내 온도가 안정된 후, 메틸디에톡시실란 53.7g(0.4 몰)를 4시간 동안 적하 투입하고, 상기 온도에서 1시간 동안 반응시켜 N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-1,1,1-트리메틸실란아민 (N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilamine) 58.1g을 제조하였다.33.9 g (0.2 mol) of diallyl trimethylsilylamine and 0.26 g of a toluene solution of platinum-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyl disiloxane complex (platinum content 3% by mass) were added, and It was heated to 70°C. After the temperature in the reactor was stabilized, 53.7 g (0.4 mol) of methyldiethoxysilane was added dropwise for 4 hours, and reacted at this temperature for 1 hour to produce N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl )-1,1,1-trimethylsilaneamine (N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilamine) 58.1g was prepared.

제조예 4Manufacturing Example 4

3,3’-(1,1,3,3-테트라메톡시이실록산-1,3-디일)비스(프로판-1-아민)(CAS No. 76712-65-7@LookChem, 3.13 g, 10 mmol)을 상온(23℃±3℃)의 톨루엔 100ml에 교반시켜 완전히 녹인 후, 염기로서 트리에틸아민 (1.11 g, 11 mmol)의 존재 하에 트리메틸실릴 클로라이드 (1.14 g, 10.5 mmol)와 40℃에서 2시간 동안 반응시켜 N,N’-(1,1,3,3-테트라메톡 시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸실릴)실란아민 (N,N’-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine))을 제조하였다(수율: 5.6 g, >98%).3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-1-amine) (CAS No. 76712-65-7@LookChem, 3.13 g, 10 mmol ) Was completely dissolved by stirring in 100 ml of toluene at room temperature (23° C.±3° C.), and then trimethylsilyl chloride (1.14 g, 10.5 mmol) and 2 at 40° C. in the presence of triethylamine (1.11 g, 11 mmol) as a base Reaction for a period of time N,N'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethylsilyl )Silanamine (N,N'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-( trimethylsilyl)silanamine)) was prepared (yield: 5.6 g, >98%).

실시예 1Example 1

3기의 반응기가 직렬로 연결된 연속 반응기 중 제1기 반응기에, n-헥산에 스티렌이 60 중량%로 용해된 스티렌 용액을 0.375 kg/h, n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 1.4 kg/h, 변성 단량체로 n-헥산에 상기 제조에 1에서 제조된 4-(디메틸아미노)스티렌이 4 중량%로 용해된 변성 단량체 용액 31.8 g/h, n-헥산 5.1 kg/h, 극성첨가제로 n-헥산에 2,2-(디-2(테트라하이드로퓨릴)프로판이 1.2 중량%로 용해된 용액을 100.0 g/h, n-헥산에 n-부틸리튬이 1.1 중량%로 용해된 n-부틸리튬 용액을 39.8 g/h의 속도로 주입하였다. 이 때, 제1기 반응기의 온도는 50℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 100%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제1 반응기에서 제2 반응기로 중합물을 이송하였다.0.375 kg/h of a styrene solution in which 60% by weight of styrene is dissolved in n-hexane and 60% by weight of 1,3-butadiene in n-hexane in the first reactor among the continuous reactors in which the three reactors are connected in series 1,3-butadiene solution dissolved in 1.4 kg/h, a modified monomer solution 31.8 g/h in which 4-(dimethylamino) styrene prepared in 1 was dissolved in 4 wt% in n-hexane as a modified monomer , n-hexane 5.1 kg/h, a solution in which 2,2-(di-2(tetrahydrofuryl)propane was dissolved in 1.2% by weight in n-hexane as a polar additive was 100.0 g/h, n- in n-hexane An n-butyllithium solution in which 1.1% by weight of butyllithium was dissolved was injected at a rate of 39.8 g/h At this time, the temperature of the first reactor was maintained at 50°C, and the polymerization conversion rate reached 100%. , Through the transfer pipe, the polymer was transferred from the first reactor to the second reactor.

이어서, 제2 반응기에 n-헥산에 상기 변성 단량체가 4 중량%로 용해된 변성 단량체 용액을 31.8 g/h의 속도로 주입하였다. 이때, 제2기 반응기의 온도는 50℃가 되도록 유지하였으며, 중합 전환율이 100%가 되었을 때, 이송 배관을 통해, 제2 반응기에서 제3 반응기로 중합물을 이송하였다. Subsequently, a modified monomer solution in which 4% by weight of the modified monomer was dissolved in n-hexane was injected into the second reactor at a rate of 31.8 g/h. At this time, the temperature of the second reactor was maintained at 50°C, and when the polymerization conversion rate reached 100%, the polymer was transferred from the second reactor to the third reactor through a transfer pipe.

상기 제2 반응기에서 제3 반응기로 중합물 이송하여, 변성제로 제조예 1에서제조된 3-(디메톡시(메틸)실릴)-N,N-디에틸프로판-1-아민(3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropane-1-amine)이 2 중량%로 용해된 용액을 100.0 g/h의 속도로 제 3반응기에 투입하였다. 제3 반응기의 온도는 65℃가 되도록 유지하였다.The polymer was transferred from the second reactor to the third reactor, and 3-(dimethoxy(methyl)silyl)-N,N-diethylpropan-1-amine (3-(dimethoxy(methyl)) prepared in Preparation Example 1 as a denaturant. )silyl)-N,N-diethylpropane-1-amine) dissolved in 2% by weight was added to the third reactor at a rate of 100.0 g/h. The temperature of the third reactor was maintained at 65°C.

이 후, 제3 반응기에서 배출된 중합 용액에 산화방지제로 30 중량%로 용해된 IR1520(BASF社) 용액을 17 g/h의 속도로 주입하여 교반하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.Thereafter, a solution of IR1520 (BASF) dissolved in 30% by weight as an antioxidant was injected into the polymerization solution discharged from the third reactor at a rate of 17 g/h, followed by stirring. The resulting polymer was put in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent to prepare a modified conjugated diene-based polymer.

실시예 2Example 2

실시예 1에 있어서, 변성제로 제조예 2에서 제조된 N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-1,1,1-트리메틸실란아민 (N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilamine)이 20 중량%로 용해된 용액을 64.0 g/h의 속도로 제 3반응기에 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 1, N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilaneamine (N,N-bis(3) prepared in Preparation Example 2 as a modifier) -(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilamine) was added to the third reactor at a rate of 64.0 g/h, except that a solution in which 20% by weight was dissolved was added to the third reactor. In the same manner, a modified styrene-butadiene copolymer was prepared.

실시예 3Example 3

실시예 1에 있어서, 변성제로 제조예 3에서 제조된 N,N’-(1,1,3,3-테트라메톡 시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸실릴)실란아민 (N,N’-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine))이 20 중량%로 용해된 용액을 64.0 g/h의 속도로 제 3반응기에 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 1, N,N'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl) prepared in Preparation Example 3 as a denaturing agent) Bis(1,1,1-trimethylsilyl)silanamine (N,N'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1 ,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine)) was added to the third reactor at a rate of 64.0 g/h, except that a solution in which 20% by weight was dissolved was added to the third reactor. , A modified styrene-butadiene copolymer was prepared.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에 있어서, 변성 단량체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, a modified conjugated diene-based polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that a modified monomer was not used.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에 있어서, 제2 반응기에 변성 단량체 용액 대신에 n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액을 2.96 kg/h의 속도로 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.In Example 1, except that a 1,3-butadiene solution in which 60% by weight of 1,3-butadiene was dissolved in n-hexane was injected into the second reactor at a rate of 2.96 kg/h instead of the modified monomer solution. Was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a modified conjugated diene-based polymer.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에 있어서, 제1 반응기에 변성 단량체 용액을 투입하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다. In Example 1, a modified conjugated diene-based polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the modified monomer solution was not added to the first reactor.

참고예Reference example

실시예 1에 있어서, 제2 반응기에 변성 단량체 용액과 함께 n-헥산에 1,3-부타디엔이 60 중량%로 용해된 1,3-부타디엔 용액 0.410 kg/h를 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다. In Example 1, an Example except that 0.410 kg/h of a 1,3-butadiene solution in which 60% by weight of 1,3-butadiene was dissolved in n-hexane was injected into the second reactor together with a modified monomer solution. In the same manner as in 1, a modified conjugated diene-based polymer was prepared.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD) 및 무니점도(MV)를 각각 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For each modified or unmodified conjugated diene-based polymer prepared in the above Examples and Comparative Examples, the styrene unit content, vinyl content, and weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10) in the polymer, respectively. 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), and Mooney viscosity (MV) were measured, respectively. The results are shown in Table 1 below.

1) 스티렌 단위 및 비닐 함량(중량%)1) Styrene unit and vinyl content (% by weight)

상기 각 중합체 내 스티렌 단위(SM) 및 비닐(Vinyl) 함량은 Varian VNMRS 500 MHz NMR을 이용하여 측정 및 분석하였다. The contents of styrene units (SM) and vinyl (Vinyl) in each of the polymers were measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR.

NMR 측정 시 용매는 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 사용하였으며, solvent peak는 5.97 ppm으로 계산하고, 7.2~6.9 ppm은 랜덤 스티렌, 6.9~6.2 ppm은 블록 스티렌, 5.8~5.1 ppm은 1,4-비닐, 5.1~4.5 ppm은 1,2-비닐의 피크로 하여 스티렌 단위 및 비닐 함량을 계산하였다. In the NMR measurement, 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent, and the solvent peak was calculated as 5.97 ppm, 7.2 to 6.9 ppm was random styrene, 6.9 to 6.2 ppm was block styrene, and 5.8 to 5.1 ppm was 1,4-vinyl, 5.1 to 4.5 ppm was calculated as the peak of 1,2-vinyl, and the styrene unit and vinyl content were calculated.

2) 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD) 2) Weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD)

GPC(Gel permeation Chromatography) 분석을 통하여 상기 중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn)을 측정하였으며, 분자량 분포 곡선을 얻었다. 또한, 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산하여 얻었다. 구체적으로, 상기 GPC는 PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용하고 분자량 계산시 GPC 기준물질 (Standard material)은 PS(polystyrene)을 사용하여 실시하였다. GPC 측정 용매는 테트라하이드로퓨란에 2 중량%의 아민 화합물을 섞어서 제조하였다. The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were measured through GPC (Gel permeation Chromatography) analysis, and a molecular weight distribution curve was obtained. In addition, the molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw/Mn) was obtained by calculating from the measured molecular weights. Specifically, the GPC is used by combining two columns of PLgel Olexis (Polymer Laboratories) and one column of PLgel mixed-C (Polymer Laboratories), and when calculating the molecular weight, the GPC standard material is PS (polystyrene). It was carried out using. The GPC measurement solvent was prepared by mixing 2% by weight of an amine compound in tetrahydrofuran.

3) 무니점도 및 무니 완화율3) Mooney viscosity and Mooney relaxation rate

상기 무니점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)는 MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여 측정하였으며, 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100°C) MU) was measured using a Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor at 100°C using MV-2000 (ALPHA Technologies). Samples were left at room temperature (23±3°C) for at least 30 minutes, and then 27±3 g was collected, filled in the die cavity, and platen was operated to measure for 4 minutes.

무니점도 측정 후, 토크가 풀리면서 나타나는 무니점도 변화의 기울기 값을 측정하여 이의 절대값인 무니완화율을 얻었다.After the Mooney viscosity measurement, the slope value of the Mooney viscosity change that appears as the torque is released was measured to obtain the Mooney relaxation rate, which is its absolute value.

4) N 함량4) N content

N 함량은 NSX 분석 방법으로, 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시켰다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성하였다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻었다. 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산하였다.The N content was measured using an NSX analysis method, a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H). Specifically, turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), set the carrier gas flow rate to 250 ml/min for Ar, 350 ml/min for O 2 , and 300 ml/min for ozonizer, and heater After setting at 800° C., the analyzer was stabilized by waiting for about 3 hours. After the analyzer is stabilized, use the Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml) to prepare calibration curves for the ranges of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm, and obtain the area corresponding to each concentration. After that, a straight line was created using the ratio of the density to the area. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of a sample was placed on the auto sampler of the analyzer and measured to obtain an area. The N content was calculated using the obtained sample area and the calibration curve.

구분division 실시예Example 참고예Reference example 비교예Comparative example 1One 22 33 1One 22 33 NMR
(중량%)
NMR
(weight%)
SMSM 2121 2121 2121 2121 2121 2121 2121
VinylVinyl 5050 5050 5050 5050 5050 5050 5050 GPCGPC Mw(X103 g/mol)Mw(X10 3 g/mol) 466466 460460 455455 453453 461461 460460 466466 Mn(X103 g/mol)Mn(X10 3 g/mol) 310310 305305 301301 310310 309309 310310 302302 Mp(X103 g/mol)Mp(X10 3 g/mol) 430430 424424 425425 450450 431431 425425 423423 PDIPDI 1.501.50 1.511.51 1.511.51 1.461.46 1.491.49 1.481.48 1.541.54 무니점도(MV)Mooney viscosity (MV) 6464 6868 6767 5757 5353 6060 5858 무니완화율Mooney mitigation rate 1.00241.0024 1.00571.0057 1.00881.0088 1.06531.0653 1.00221.0022 1.15021.1502 1.00911.0091 N 함량(ppm)N content (ppm) 264264 288288 287287 268268 126126 149149 151151

상기 표 1를 통해 확인되는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3은 비교예 1 내지 비교예 3 대비 분자 내 N 함량이 크게 증가하였으며, 또한 실시예 1은 비교예 1 내지 3과 동일한 변성제를 적용하였음에도 비교예 1에 비해서는 2.1배, 비교예에 비해서는 1.8배, 비교에 3에 비해서는 1.7배로 크게 증가하였다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 변성제 유래 작용기와는 별개로 중합체 사슬 내 및 적어도 일 말단에 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 것이고, 이에 고변성되어 있음을 확인할 수 있다.As can be seen from Table 1 above, Examples 1 to 3 showed a significant increase in the N content in the molecule compared to Comparative Examples 1 to 3, and Example 1 applied the same denaturing agent as in Comparative Examples 1 to 3 In spite of that, compared to Comparative Example 1, it increased significantly to 2.1 times, 1.8 times compared to Comparative Example, and 1.7 times compared to Comparative Example 3. Through this, it can be seen that the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention includes a unit derived from a modified monomer in the polymer chain and at least at one end, independently of the functional group derived from the modifying agent, and is highly modified thereto.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 공액디엔계 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. In order to compare and analyze the physical properties of the rubber compositions including the modified conjugated diene-based copolymers prepared in Examples and Comparative Examples and molded articles prepared therefrom, tensile properties and viscoelastic properties were measured, respectively, and the results are shown in Table 3 below. Shown in.

1) 고무 시편의 제조1) Preparation of rubber specimen

실시예, 비교예 및 참조예의 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체를 원료 고무로 하여 하기 표 2에 나타낸 배합 조건으로 배합하였다. 표 2 내의 원료의 함량은 원료 고무 100 중량부 기준에 대한 각 중량부이다.Each modified or unmodified conjugated diene-based polymer of Examples, Comparative Examples and Reference Examples was used as a raw material rubber and was blended under the blending conditions shown in Table 2 below. The content of the raw materials in Table 2 is each part by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.

구분division 원료Raw material 함량(중량부)Content (parts by weight) 제1단 혼련1st stage kneading 고무Rubber 100100 실리카Silica 7070 커플링제(X50S)Coupling agent (X50S) 11.211.2 공정유Fair oil 37.537.5 아연화제Zinc agent 33 스테아르산Stearic acid 22 산화 방지제Antioxidant 22 노화 방지제Anti-aging agent 22 왁스Wax 1One 제2단 혼련2nd stage kneading sulfur 1.51.5 고무촉진제Rubber accelerator 1.751.75 가황촉진제Vulcanization accelerator 22

구체적으로 상기 고무시편은 제1단 혼련 및 제2단 혼련을 통해 혼련된다. 제1단 혼련에서는 온도제어장치를 부속한 반바리 믹서를 사용하여 원료 고무, 실리카(충전제), 유기실란 커플링제(X50S, Evonik), 공정유(TDAE oil), 아연화제(ZnO), 스테아르산, 산화 방지제(TMQ(RD)(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 폴리머), 노화 방지제(6PPD((디메틸부틸)-N-페닐-페닐렌디아민) 및 왁스(Microcrystaline Wax)를 혼련하였다. 이때, 혼련기의 초기 온도를 70℃로 제어하고, 배합 완료 후 145℃ 내지 155℃의 배출온도에서 1차 배합물을 얻었다. 제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물을 실온까지 냉각한 후, 혼련기에 1차 배합물, 황, 고무촉진제(DPD(디페닐구아닌)) 및 가황촉진제(CZ(N-시틀로헥실-2-벤조티아질술펜아미드))를 가하고, 100℃ 이하의 온도에서 믹싱하여 2차 배합물을 얻었다. 이후, 160℃에서 20분간 큐어링 공정을 거쳐 고무시편을 제조하였다.Specifically, the rubber specimen is kneaded through the first stage kneading and the second stage kneading. In the first-stage kneading, raw rubber, silica (filler), organosilane coupling agent (X50S, Evonik), process oil (TDAE oil), zinc agent (ZnO), stearic acid are used by using a Banbari mixer attached with a temperature control device. , Antioxidant (TMQ(RD) (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer), anti-aging agent (6PPD ((dimethylbutyl)-N-phenyl-phenylenediamine) and wax (Microcrystaline Wax) At this time, the initial temperature of the kneader was controlled at 70° C., and after completion of the blending, a first blend was obtained at a discharge temperature of 145° C. to 155° C. In the second stage kneading, the first blend was cooled to room temperature. After that, the first blend, sulfur, a rubber accelerator (DPD (diphenylguanine)) and a vulcanization accelerator (CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)) were added to the kneader, and a temperature of 100°C or less. The mixture was mixed at, to obtain a secondary compound, and then subjected to a curing process at 160° C. for 20 minutes to prepare a rubber specimen.

2) 인장특성2) Tensile characteristics

인장특성은 ASTM 412의 인장 시험법에 준하여 각 시험편을 제조하고 상기 시험편의 절단시의 인장강도 및 300% 신장시의 인장응력(300% 모듈러스)를 측정하였다. 구체적으로, 인장특성은 Universal Test Machin 4204(Instron 社) 인장 시험기를 이용하여 실온에서 50 cm/min의 속도로 측정하였다. For tensile properties, each test piece was prepared according to the tensile test method of ASTM 412, and the tensile strength at the time of cutting and the tensile stress at the time of 300% elongation (300% modulus) were measured. Specifically, tensile properties were measured at a rate of 50 cm/min at room temperature using a Universal Test Machin 4204 (Instron) tensile tester.

3) 점탄성 특성3) Viscoelastic properties

점탄성 특성은 동적 기계 분석기(GABO 社)를 이용하여 Film Tension 모드로 주파수 10 Hz, 각 측정온도(-60℃~60℃)에서 동적 변형에 대한 점탄성 거동을 측정하여 tan δ값을 확인하였다. 측정 결과값에서 저온 0℃ tan 값이 높은 것일 수록 젖은 노면저항성이 우수하고, 고온 60℃ tan δ 값이 낮은 것일 수록 히스테리시스 손실이 적고, 구름저항특성(연비성)이 우수함을 나타내는 것이나, 표 3에서 결과값은 비교예 1의 결과값을 기준으로 index로 나타낸 것이므로 수치가 높을수록 우수함을 나타낸다.For viscoelastic properties, the tan δ value was confirmed by measuring the viscoelastic behavior against dynamic deformation at a frequency of 10 Hz and each measurement temperature (-60℃~60℃) in Film Tension mode using a dynamic mechanical analyzer (GABO). In the measurement result, the higher the low-temperature 0℃ tan value, the better the wet road surface resistance, and the lower the high-temperature 60℃ tan δ value, the lower the hysteresis loss and the better rolling resistance characteristics (fuel economy). Since the result value is expressed as an index based on the result value of Comparative Example 1, the higher the value, the better.

4) 가공성 특성4) Processability characteristics

상기 1) 고무 시편 제조 시 얻어진 2차 배합물의 무니 점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)를 측정하여 각 중합체의 가공성 특성을 비교분석하였으며, 이때 무니점도 측정값이 낮은 것일수록 가공성 특성이 우수함을 나타낸다. 1) The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100°C) MU) of the secondary compound obtained during the manufacture of the rubber specimen was measured to compare and analyze the processability characteristics of each polymer. It shows excellent processability characteristics.

구체적으로, MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여, 각 2차 배합물은 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.Specifically, MV-2000 (ALPHA Technologies, Inc.) was used at 100°C with a Rotor Speed of 2±0.02 rpm, and a Large Rotor was used, and each secondary compound was left at room temperature (23±3°C) for 30 minutes or more, and then 27 ±3 g was collected, filled inside the die cavity, and measured for 4 minutes by operating the platen.

구분division 실시예Example 참고예Reference example 비교예Comparative example 1One 22 33 1One 22 33 인장특성Tensile properties 인장강도(kgf/cm2)Tensile strength (kgf/cm 2 ) 187187 187187 186186 179179 175175 170170 179179 300% 모듈러스(kgf/cm2)300% modulus (kgf/cm 2 ) 121121 123123 121121 110110 105105 100100 105105 점탄성 특성Viscoelastic properties tan δ(at 0℃)tan δ(at 0℃) 105105 104104 104104 105105 101101 100100 102102 tan δ(at 60℃)tan δ(at 60℃) 135135 131131 132132 8989 8383 100100 9090 가공성 특성Processability characteristics 9898 9999 9898 8888 105105 100100 101101

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 3 및 참고예와 비교하여 동등한 가공성 특성을 나타내면서 인장특성 및 점탄성 특성이 동시에 현저히 우수하였다. As shown in Table 3, Examples 1 to 3 exhibited equivalent processability characteristics compared to Comparative Examples 1 to 3 and Reference Examples, while at the same time remarkably excellent in tensile properties and viscoelastic properties.

구체적으로, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 3 대비 인장특성과 점탄성 특성, 특히 구름저항특성이 현저히 개선되었으며, 동시에 가공성 특성도 동등 정도로 우수함을 나타내었고, 이때 상기 비교예 1은 변성 단량체를 사용하지 않고 제조된 변성 공액디엔계 중합체이고, 비교예 2 및 비교예 3은 각각 변성 단량체를 사용하되 중합초기(혹은 개시시점) 또는 중합후기에만 사용하여 제조된 변성 공액디엔계 중합체이다. Specifically, Examples 1 to 3 showed remarkably improved tensile properties and viscoelastic properties, particularly rolling resistance properties, compared to Comparative Examples 1 to 3, and at the same time, the processability properties were equally excellent. It is a modified conjugated diene-based polymer prepared without use, and Comparative Examples 2 and 3 are modified conjugated diene-based polymers prepared by using a modified monomer, respectively, but only at the beginning (or at the start) of polymerization or at the end of the polymerization.

상기 표 1 및 표 3의 결과를 통하여, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 변성제 유래 작용기와는 별개로 변성 단량체 유래 단위를 중합체 사슬 내 및 적어도 일 말단에 포함하고, 이에 충전제와의 친화성이 보다 우수함으로써 인장특성 및 점탄성 특성 개선에 더욱 효과적임을 알 수 있다.From the results of Tables 1 and 3, the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention contains a unit derived from a modified monomer in the polymer chain and at least at one end, apart from the functional group derived from the modifying agent, and thus affinity with the filler. It can be seen that it is more effective in improving tensile properties and viscoelastic properties by being better than this.

Claims (14)

공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬; 하기 화학식 1로표시되는 변성 단량체 유래 단위; 및 변성제 유래 작용기를 포함하고,
상기 변성 단량체 유래 단위는 상기 중합체 사슬 내 및 적어도 일측 말단에 결합하고,
상기 변성제 유래 작용기는 중합체 사슬 말단에 결합하는 변성 단량체 유래단위에 결합하고 있는 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1]
Figure pat00007

상기 화학식 1에서,
R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고,
R2는 단일결합 또는 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고,
R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
상기 치환기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이다.
A polymer chain containing a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; A unit derived from a modified monomer represented by the following formula (1); And a functional group derived from a denaturant,
The modified monomer-derived unit is bonded to the polymer chain and at least one end,
The modified conjugated diene-based polymer, wherein the functional group derived from the modifier is bonded to a unit derived from a modified monomer bonded to the end of the polymer chain:
[Formula 1]
Figure pat00007

In Chemical Formula 1,
R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
R 2 is a single bond or a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkylene group with a substituent,
R 3 and R 4 are each independently a substituent substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group, a C 3 to C 20 cycloalkyl group or a C 6 to C 30 aryl group,
The substituent is one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
청구항 1에 있어서,
상기 화학식 1에서, R1은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
R2는 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이며,
R3 및 R4는 서로 독립적으로 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method according to claim 1,
In Formula 1, R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R 2 is a single bond or an unsubstituted C 1 to C 10 alkylene group,
R 3 and R 4 are each independently an unsubstituted C 1 to C 10 alkyl group, a C 3 to C 10 cycloalkyl group, or a C 6 to C 12 aryl group.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체 사슬은 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method according to claim 1,
The polymer chain is a modified conjugated diene-based polymer further comprising a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer.
청구항 1에 있어서,
상기 중합체 사슬은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위 및 변성 단량체 유래단위를 포함하고,
상기 중합체 사슬 적어도 일 말단은 변성 단량체 유래 단위 및 변성제 유래작용기가 결합하고 있는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method according to claim 1,
The polymer chain includes a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and a unit derived from a modified monomer,
At least one end of the polymer chain is a modified conjugated diene-based polymer in which a unit derived from a modified monomer and a functional group derived from a modifying agent are bonded to each other.
청구항 1에 있어서,
수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol이고, 중량평균 분자량(Mw)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol이고, 피크평균 분자량(Mp)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol인 변성 공액디엔계 중합체.
The method according to claim 1,
The number average molecular weight (Mn) is 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, the weight average molecular weight (Mw) is 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, and the peak average molecular weight (Mp) is 1,000 g/mol to 3,000,000 g /mol of modified conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
분자량 분포가 1.0 이상 1.7 미만인 변성 공액디엔계 중합체.
The method according to claim 1,
Modified conjugated diene polymer having a molecular weight distribution of 1.0 or more and less than 1.7.
청구항 1에 있어서,
N 함량이 중량을 기준으로 200 ppm이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method according to claim 1,
A modified conjugated diene-based polymer having an N content of 200 ppm or more based on weight.
청구항 1에 있어서,
상기 변성제는 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 2]
Figure pat00008

상기 화학식 2에서,
Ra1 및 Ra4는 서로 독립적으로 단일결합, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
Ra2 및 Ra3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
Ra5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 2가, 3가 또는 4가의 알킬실릴기이고,
n1은 1 내지 3의 정수이고,
n2는 0 내지 2의 정수이며,
[화학식 3]
Figure pat00009

상기 화학식 3에서,
A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고,
Rb1 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고,
L1 내지 L4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 2가, 3가 또는 4가의 알킬실릴기이다.
The method according to claim 1,
The modified conjugated diene polymer is one or more selected from compounds represented by the following formula (2) or (3):
[Formula 2]
Figure pat00008

In Chemical Formula 2,
R a1 and R a4 are each independently a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R a2 and R a3 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
R a5 is a hydrogen atom, a divalent, trivalent or tetravalent alkylsilyl group substituted with a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms,
n 1 is an integer of 1 to 3,
n 2 is an integer from 0 to 2,
[Formula 3]
Figure pat00009

In Chemical Formula 3,
A 1 and A 2 are each independently an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms,
R b1 to R b4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
L 1 to L 4 are each independently a divalent, trivalent or tetravalent alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
청구항 8에 있어서,
상기 화학식 2에서, Ra1 및 Ra4는 서로 독립적으로 단일결합, 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기이고, Ra2 및 Ra3는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, Ra5는 수소 원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 4가의 알킬실릴기이며,
상기 화학식 3에서, A1 및 A2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb1 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, L1 내지 L4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환된 4가의 알킬실릴기인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
The method of claim 8,
In Formula 2, R a1 and R a4 are each independently a single bond or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, R a2 and R a3 are each independently an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R a5 is a hydrogen atom, It is a tetravalent alkylsilyl group substituted with a C1-C5 alkyl group or a C1-C5 alkyl group,
In Formula 3, A 1 and A 2 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b1 to R b4 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and L 1 to L 4 are independently of each other A modified conjugated diene-based polymer that is a tetravalent alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 10, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
탄소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 제1 변성 단량체 및 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 변성 단량체 유래 단위를 포함하는 활성 중합체 사슬을 제조하는 단계(S1);
상기 활성 중합체 사슬에 제2 변성 단량체를 첨가하고 반응시켜 말단을 제2 변성 단량체 유래 단위로 캡핑하여 캡핑된 중합체 사슬을 제조하는 단계 (S2); 및
상기 캡핑된 중합체 사슬에 변성제를 첨가하고 반응시키는 단계(S3)를 포함하고,
상기 단계 (S1); 단계 (S2); 단계 (S3)는 연속적으로 실시되며, 상기 제2 변성 단량체는 (S1) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하고, 상기 변성제는 (S2) 단계의 중합 전환율이 90% 이상인 시점에 첨가하여 수행하는 것이고,
상기 제1 변성 단량체 및 제2 변성 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것인 청구항 1의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00010

상기 화학식 1에서,
R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고,
R2는 단일결합 또는 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기이고,
R3 및 R4는 서로 독립적으로 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기이고,
상기 치환기는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이다.
Polymerizing a first modified monomer and a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a carbon solvent in the presence of a polymerization initiator to prepare an active polymer chain including a modified monomer-derived unit (S1);
Adding and reacting a second modified monomer to the active polymer chain to prepare a capped polymer chain by capping the end with a unit derived from the second modified monomer (S2); And
Including the step (S3) of adding and reacting a denaturant to the capped polymer chain,
The step (S1); Step (S2); Step (S3) is carried out continuously, the second modified monomer is added at the time when the polymerization conversion rate in step (S1) is 90% or more, and the modifying agent is added at the time when the polymerization conversion rate in step (S2) is 90% or more. Is to perform,
The method for preparing the modified conjugated diene-based polymer of claim 1, wherein the first and second modified monomers are compounds represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure pat00010

In Chemical Formula 1,
R 1 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms,
R 2 is a single bond or a substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkylene group with a substituent,
R 3 and R 4 are each independently a substituent substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkyl group, a C 3 to C 20 cycloalkyl group or a C 6 to C 30 aryl group,
The substituent is one or more selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
청구항 10에 있어서,
상기 변성제는 중합 개시제 1몰 대비 0.1몰 내지 10몰로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method of claim 10,
The method for producing a modified conjugated diene-based polymer to be used in an amount of 0.1 to 10 mol relative to 1 mol of the polymerization initiator.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 변성 단량체 및 제2 변성 단량체는 각각 중합 개시제 1몰 대비 0.1 몰 내지 50 몰로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method of claim 10,
The method for producing a modified conjugated diene-based polymer, wherein the first modified monomer and the second modified monomer are each used in an amount of 0.1 to 50 mol relative to 1 mol of the polymerization initiator.
청구항 1에 기재된 변성 공액디엔계 중합체 및 충전제를 포함하는 고무 조성물.
A rubber composition comprising the modified conjugated diene polymer and a filler according to claim 1.
청구항 13에 있어서,
상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 200 중량부의 충전제를 포함하는 것인 고무 조성물.
The method of claim 13,
The rubber composition is a rubber composition containing 0.1 to 200 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer.
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